Bioimpressió de robots en 3D

El grup Smart nano-bio-devices de l’IBEC —els experts en micro i nanorobots de l’Institut— han utilitzat la bioimpressió 3D per produir «biorobots» fabricats amb elements biològics, com ara el teixit muscular.

Aquests dispositius robòtics tous d’inspiració biològica poden oferir moltes més capacitats en termes de moviment i rendiment —com poden ser la biosensibilitat en temps real, l’autoorganització, l’adaptabilitat o l’autorregeneració— que els sistemes actuals, que utilitzen únicament materials artificials.

“La robòtica amb dispositius tous d’inspiració biològica és una nova disciplina fascinant que pot ajudar-nos a superar les limitacions dels sistemes robòtics convencionals, com ara la flexibilitat, la capacitat de reacció i l’adaptabilitat”, diu Samuel Sánchez, responsable del grup a l’IBEC i professor d’investigació ICREA.

Read more…

“Estem explorant el potencial de la bioimpressió 3D per fabricar-ne inclús de millors, aprofitant la seva rapidesa, la facilitat de disseny, de forma i la personalització de materials, així com les opcions d’escalabilitat”.

El grup ha utilitzat la bioimpressió 3D per fabricar bioactuadors amb miotubs altament alineats, és a dir, les fibres multinucleades necessàries per al funcionament muscular. Per ser capaços de calibrar les forces dels actuadors, les van construir amb dos pals artificials per crear una plataforma de mesura. Els investigadors també han estudiat l’expressió genètica dels bioactuadors per avaluar la seva adaptabilitat als exercicis d’entrenament.

Tania Patiño won the best poster award for the work at the MRS Fall Meeting and Exhibit in Boston in November

“Hem vist que són funcionals i sensibles i les forces que generen poden modular-se en funció de les diferents necessitats”, diu Tania Patiño, autora de l’article publicat avui a l’Advanced Materials Technologies. “Ara sabem molt més sobre els mecanismes bàsics que hi ha darrere l’adaptabilitat dels bioactuadors musculars i l’èxit de la bioimpressió 3D com a mètode ràpid i rentable per fabricar-los”.

“Hem demostrat que aquesta integració de sistemes biològics en dispositius robòtics els proporciona capacitats adquirides des dels sistemes naturals i incrementa el seu rendiment de forma significativa”, afegeix Rafael Mestre, estudiant doctorand del grup i primer autor de l’article. “La clau és tenir la capacitat de desenvolupar dispositius robòtics capaços d’agafar, caminar o realitzar altres accions senzilles”.

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