Cultivo in vitro de tejido humano, es más conveniente usar esqueleto de robot
Las operaciones de trasplante de órganos siempre se pueden ver en algunas obras de cine y televisión relacionadas con la medicina, y algunos tejidos se pueden regenerar utilizando la capacidad de reparación del propio cuerpo. Además de este método, de hecho, algunos tejidos humanos también se pueden cultivar y trasplantar in vitro, pero el desarrollo de este campo aún está en pañales.
▲ Imagen de: Lonza Bioscience
Una de las razones del desarrollo limitado del cultivo de tejidos in vitro es la adaptabilidad. El tejido que crece en un entorno estático no es fácil de igualar a la forma de una parte del cuerpo humano, e incluso si puede depender de estructuras como bisagras para ayudar, generalmente solo es posible estirar o doblar el tejido en una dirección.
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Entonces, los investigadores de la Universidad de Oxford y la compañía de robótica Devanthro propusieron una solución diferente: si desea cultivar sustancias que puedan moverse y doblarse como tendones o músculos, lo mejor es recrear su entorno natural con la mayor precisión posible, por ejemplo, construyendo un ser humano. -como el medio ambiente (esta investigación ha sido publicada en la revista Nature Portfolio Communications Engineering).
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Usando un esqueleto robótico de código abierto diseñado por los ingenieros de Devanthro, los investigadores eligieron la articulación del hombro como el sitio para hacer crecer el tejido y personalizaron un entorno de crecimiento para el tejido que podría caber en el esqueleto para doblarse según sea necesario (este entorno de crecimiento se llama un ambiente biológico).reactor).
El diseño inicial de Devanthro para un brazo humanoide incluye una articulación esférica simplificada y nueve actuadores musculares. Desde entonces, se han realizado cambios y el hombro MSK (musculoesquelético) ajustado está más cerca de la anatomía del hombro humano que el modelo original.
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En los experimentos, los investigadores sembraron filamentos similares a cabellos con células humanas e inyectaron en las cámaras un líquido rico en nutrientes que promueve el crecimiento.Después de un período de crecimiento, las células debían reintroducirse en una réplica del cuerpo humano. Ejercicio diario de 30 minutos para tus hombros.
Después de un período de tiempo, los investigadores encontraron que la proliferación celular más rápida se observó en el tejido que creció en el andamio humanoide en comparación con el tejido que creció en un entorno estático. Incluso con diversos grados de fuerza aplicada, las células mostraron morfologías muy alargadas.
▲ Imagen de: "Ingeniería de Comunicaciones"
A partir de esto, los investigadores creen que es factible utilizar robots humanoides MSK (musculoesqueléticos) para apoyar la ingeniería de tejidos tendinosos mediante el cultivo de células en cámaras de biorreactores flexibles que pueden estimularse mecánicamente en brazos robóticos humanoides.
Si bien queda por ver el potencial exacto de esta investigación, el rendimiento actual muestra que puede superar las limitaciones de los sistemas de biorreactores actuales.
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Por ejemplo, se puede usar para producir tejido para reparar un tendón del manguito rotador desgarrado, una tendinitis que causa desgarro, un problema común en el hombro y la causa más común de dolor en el hombro en adultos. A menudo, los médicos usan suturas para volver a unir el tendón roto al hueso, pero en aproximadamente el 40 por ciento de los casos, la reparación falla porque el tejido no cicatriza adecuadamente. Los injertos de tejido que estimulan el crecimiento utilizando robots humanoides pueden sanar con más éxito.
▲ Imagen de: Medical News Today
Un enfoque similar también se puede extender a otros tendones (es decir, a diferentes partes del cuerpo) o incluso a otros tejidos (huesos, ligamentos, músculos, etc.). Además de las aplicaciones de ingeniería de tejidos, los sistemas de biorreactores humanoides también tienen el potencial de convertirse en modelos avanzados de cultivo in vitro para probar células, fármacos y biomateriales, entre otros.
Los investigadores también creen que estos robots humanoides podrían construirse en función de la fisiología del propio paciente, lo que permitiría un cultivo de tejido personalizado.
Vale la pena mencionar que aunque el biorreactor humanoide tiene sus propias ventajas, el propósito de estudiarlo no es reemplazar las plataformas o soluciones similares existentes, sino llenar los vacíos en la ruta de traducción clínica no resuelta.
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