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科學家開發出可幫助癒合傷口的自組裝生物機器人

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塔夫脫大學和新澤西理工學院的研究人員 合作 創造可以幫助身體受傷後癒合的微型生物機器人。儘管所謂的人類機器人尚未在人體中進行測試,但它們已在使用人類細胞的培養皿損傷模型中顯示出前景。

每個人類機器人都由幾個人類肺細胞組成。這些細胞在特殊的培養基中單獨生長,然後自我組裝成團塊。肺細胞具有纖毛,纖毛能夠進行無序運動以執行許多生物功能。科學家必須發明這樣一個環境,​​以便纖毛在細胞外的整個表面上生長。當細胞組裝成多細胞結構時,纖毛完全覆蓋它們。這樣的細胞可以向任何方向移動。

科學家區分了兩種類型的細胞:有些是球形的,有些是橢圓形的。原來,球形凝塊大部分都被壓碎在原地。球面上纖毛的移動相互補償。橢圓體能夠移動。運動的軌跡取決於凝塊的一個或另一部分中纖毛的密度,但大多數情況下是圓週運動。

根據其形式,人類機器人以兩種方式之一移動。研究人員在《高級科學》雜誌上發表的文章中將這種球形人形機器人稱為“1 型機器人”,但令人驚訝的是,它的移動性比橢球體機器人(即“2 型機器人”)低。這是由於纖毛相對均勻的分佈導致纖毛的每次運動都會相互「補償」。雖然球形擬人仍然可以移動,但它們的有效運動能力不如橢圓形擬人,橢圓形擬人可以直線或緊密地繞圈移動,這取決於纖毛的密度。

研究人員開發出可以治癒傷口的生物機器人

正如一些未參與該計畫的科學家指出的那樣,將細胞簇稱為「機器人」可能過於慷慨。人類機器人不僅缺乏電子元件(這並沒有阻止研究人員之前使用這個術語),而且它們的動作似乎無法針對特定的身體部位。這可能會為研究人員使用人形機器人治癒傷口的長期任務帶來問題。

在實驗室中,研究團隊透過刮擦一層薄薄的神經元來模擬小傷口。當他們將人類機器人放在划痕上時,他們似乎在傷口上建立了一座橋樑,使神經元能夠在划痕上「穩定」幾天。目前尚不清楚它們如何或為何幫助傷口癒合,但研究人員將這些腫塊形成橋樑的能力比作螞蟻,它們經常連接在一起以縮小單個螞蟻無法跨越的間隙。

這只是人類機器人的冰山一角。在他們的論文中,研究人員提出了許多“未來工作中未解答的問題”,這些問題涉及細胞簇的行為、組織修復的潛力,甚至學習能力。找到這些問題的答案將使研究人員能夠將人類機器人帶出孤立的環境,看看它們可以在哪裡服務再生醫學。

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