Il Timbro Stampato in 3D Abilita Muscoli Sintetici per la Robotica Morbida

Un gruppo del MIT ha sviluppato un metodo per coltivare tessuto muscolare capace di contrarsi in più direzioni. I ricercatori hanno stampato in 3D un piccolo timbro con solchi microscopici, lo hanno premuto su un idrogel morbido e hanno fatto crescere cellule muscolari vive lungo i solchi. Hanno ottenuto un modello da laboratorio ispirato all’iride, non una protesi o un robot pronto all’uso.

Perché servono forze in più direzioni?

Molti attuatori biologici precedenti allineavano le fibre quasi tutte nella stessa direzione e potevano quindi tirare lungo un solo asse. I movimenti del corpo richiedono spesso forze coordinate. Nell’iride, le fibre seguono percorsi concentrici intorno alla pupilla e percorsi radiali. Il gruppo ha riprodotto questa disposizione per mostrare che l’orientamento delle fibre coltivate può essere controllato.

Come funziona il metodo STAMP

STAMP indica la creazione di modelli per attuatori tramite microstrutture superficiali. I solchi del timbro erano larghi all’incirca quanto una cellula muscolare. Dopo aver impresso il disegno nell’idrogel, i ricercatori hanno seminato le cellule, che si sono allineate e fuse in fibre. Un trattamento proteico ha aiutato a staccare il timbro senza lacerare il gel. Il timbro può essere riutilizzato e il metodo potrebbe essere adattato a stampanti 3D da tavolo.

Fonte: MIT

Che cosa ha dimostrato l’esperimento?

Il gruppo ha creato una struttura simile all’iride, con fibre circolari e radiali. Ha usato cellule muscolari scheletriche rese sensibili alla luce e, illuminando regioni specifiche, ha provocato contrazioni in direzioni diverse, compreso il restringimento della pupilla artificiale. Un modello computazionale ha riprodotto i movimenti osservati. Le fibre erano cellule vive; a essere stampato in 3D era il timbro. Non è stata stampata un’iride umana funzionale.

La tecnica potrebbe un giorno aiutare a costruire robot morbidi e modelli di tessuto per la ricerca e i test farmacologici. Non è stato dimostrato che curi malattie muscolari, sostituisca su larga scala i motori tradizionali o raggiunga il mercato entro una data stabilita. Restano da studiare la durata, il nutrimento delle cellule e la produzione affidabile.

Società in settori vicini

Oceaneering International produce, fra l’altro, sistemi robotici per attività subacquee. Non ha partecipato allo studio del MIT e il lavoro non dimostra che utilizzi questa struttura muscolare. I risultati non sono una previsione sull’andamento del titolo.

Oceaneering International (OII) (OII )

Ultime notizie su Oceaneering

Studio: Rossy, T. e altri, “Leveraging microtopography to pattern multi-oriented muscle actuators”, Biomaterials Science 13, 2891–2907 (2025). doi:10.1039/D4BM01017E.