Sztuczne mięśnie z ludzkich białek

fot. pixabay

Naukowcy opracowali nowy rodzaj sztucznych mięśni, które są w całości wykonane z naturalnych białek.

Reagowanie na zmiany zachodzące w ich otoczeniu pozwala wyginać się na żądanie, co może zostać wykorzystane w implantologii, protetyce i robotyce. Obecnie dostępne sztuczne mięśnie z całą dozą pewności nadają się do zastosowań robotycznych, natomiast naturalne białka mogą sprawić, że staną się bardziej kompatybilne z ludzkim ciałem.

Na potrzeby nowych badań naukowcy z Uniwersytetu we Fryburgu stworzyli sztuczne mięśnie, które są wykonane z elastyny - naturalnego białka, które nadaje tkankom elastyczność. Do tego czasu zespół stworzył dwie odmiany białka, które reagują na różne bodźce, tj. wahania temperatury oraz kwasowość. Zostały one następnie połączone w warstwy, aby stworzyć mięsień zginający się w określonym kierunku w odpowiedzi na pojedynczy bodziec oraz w innym, gdy zastosowany wobec niego zostanie inny określony sygnał.

Efektem końcowym okazał się być sztuczny mięsień zasilany siarczynem sodu, który można wprawić w rytmiczny ruch dzięki oscylacyjnej reakcji chemicznej. Proces ten można wywołać w temperaturze 20°C, zmieniając równowagę pH przez co wywołany zostaje cykl skurczów mięśni. Można go zatrzymać, zmieniając temperaturę. Sprawia to, że mięśnie są programowalne poprzez budowę ich struktury, dzięki czemu ich ruchy mogą być ukierunkowane w odpowiedzi na określony wzorzec sensoryczny.

Zespół twierdzi, że technologia ma potencjał do zastosowania w miękkiej robotyce lub protetyce a biokompatybilność mięśnia pozwala mu dostosowywać się do konkretnych tkanek. Wyniki badań na temat nowego rodzaju mięśni opublikowano w czasopiśmie Advanced Intelligent Systems.

(rr)