Investigadors de l’IBEC creen bio-robots amb teixit muscular viu generat a partir de la impressió en 3D

El grup de Nanodispositius intel·ligents, experts en micro i nanorobots a l’IBEC, ha aconseguit crear robots híbrids en els quals s’ha combinat material sintètic amb teixit muscular viu generat a partir de la bioimpressió 3D.

Aquests dispositius robòtics tous, creats amb teixit biològic i de grandària mil·limètrica, a causa de la seva naturalesa ofereixen molts avantatges –en termes de moviment i rendiment– respecte als sistemes actuals que utilitzen únicament materials artificials.

La robòtica amb dispositius tous d’inspiració biològica és una nova disciplina que pot ajudar-nos a superar les limitacions dels sistemes robòtics convencionals, com per exemple la flexibilitat, la capacitat de reacció o l’adaptabilitat”, comenta Samuel Sánchez,  investigador principal a l’IBEC i professor d’investigació ICREA.

Read more…

“Estem explorant el potencial de la bioimpresión 3D per a fabricar versions millorades i híbrides que continguin teixit muscular real, aprofitant la seva rapidesa, la capacitat de disseny, de forma i la possibilitat de personalitzar els materials amb els quals es pot imprimir, així com l’escalabilitat”, afegeix.

El grup d’investigació va utilitzar la bioimpressió 3D per crear teixit muscular a partir de la creació de miotubs altament alineats, és a dir, de les fibres multinucleades necessàries per al funcionament muscular que s’utilitza per a l’actuació dels bioactuadors del robot. després van calibrar la seva força utilitzant una plataforma de mesura i van estudiar la seva expressió genètica per a avaluar la seva adaptabilitat als exercicis d’entrenament.

Tania Patiño ganó el premio al mejor póster por el trabajo realizado en la MRS Fall Meeting and Exhibit celebrada en Noviembre en  Boston

“Hem vist que són funcionals i sensibles i que les forces que generen poden modular-se en funció de les diferents necessitats”, comenta Tania Patiño, investigadora postdoctoral Juan de la Cierva i primera autora de l’article publicat en la revista Advanced Materials Technologies. “Ara sabem molt més sobre els mecanismes bàsics que hi ha darrere de l’adaptabilitat dels bioactuadors musculars i l’èxit de la bioimpressió 3D com a mètode ràpid i rendible per a fabricar-los. Amb el nostre sistema, esperem que es pugui avançar en estudis bàsics de teixit muscular, en camps com el de la robòtica tova, o es pugui utilitzar com a plataforma de testatge de fàrmacs per a entendre com afecten les contraccions del múscul, la qual cosa podria ser molt interessant per a la indústria farmacèutica”.

“Hem demostrat que aquesta integració de sistemes biològics en dispositius robòtics els proporciona capacitats adquirides dels sistemes naturals i que podem entrenar-los com un múscul real per a ajustar el seu rendiment segons les necessitats”, afegeix Rafael Mestre, estudiant de doctorat amb una beca La Caixa-Severo Ochoa en l’IBEC i co-primer autor de l’article.

“Aquest treball servirà per a obtenir en el futur robots híbrids fabricats amb teixit biològic real i moltes característiques impossibles d’obtenir amb la robòtica clàssica rígida”, afegeix Samuel Sánchez.

Rafael Mestre, Tania Patiño, Xavier Barceló, Shivesh Anand, Ariadna Pérez-Jiménez, Samuel Sánchez (2018). Force Modulation and Adaptability of 3D‐Bioprinted Biological Actuators Based on Skeletal Muscle Tissue. Advanced Mat. Technologies, early view