3D‑utskriven stämpel möjliggör syntetiska muskler för mjukrobotik

MIT-forskare har utvecklat ett sätt att odla muskelvävnad som drar åt flera håll. De 3D-skrev ut en liten stämpel med mikroskopiska spår, tryckte mönstret i en mjuk hydrogel och lät levande muskelceller växa längs spåren. Resultatet var en laboratoriemodell inspirerad av ögats iris, inte en färdig protes eller robot för praktiskt bruk.

Varför behövs muskler som verkar i flera riktningar?

Tidigare biologiska ställdon har ofta haft muskelfibrer som ligger nästan parallellt och därför bara drar längs en axel. Många biologiska rörelser kräver samordnade krafter i flera riktningar. I iris ligger fibrer dels som ringar runt pupillen, dels radiellt. Forskarna använde detta mönster för att visa hur riktningen hos odlade muskelfibrer kan styras.

Så fungerar STAMP-metoden

Metoden kallas STAMP, en förkortning för enkel mallning av ställdon med mikroskopiska ytmönster. Stämpelns spår var ungefär lika breda som en muskelcell. Efter att stämpeln tryckts mot hydrogelen såddes muskelceller i mönstret, där de växte samman till fibrer. En proteinbehandling hjälpte stämpeln att släppa utan att riva sönder den mjuka gelen. Stämpeln kan användas flera gånger, och forskarna menar att även små 3D-skrivare kan användas för vidareutveckling.

Källa: MIT

Vad visade demonstrationen?

Forskarna framställde en irisliknande struktur med fibrer i cirkulära och radiella riktningar. De använde ljuskänsliga skelettmuskelceller och kunde med riktad belysning utlösa sammandragning i olika delar av strukturen, bland annat förträngning av den konstgjorda pupillen. En datormodell av rörelsen stämde med de uppmätta resultaten. Cellerna var levande muskelceller; själva stämpeln var 3D-utskriven. Arbetet innebar inte att en mänsklig iris eller en hel muskel skrevs ut.

Metoden kan på sikt vara användbar för mjuka robotar, forskning om vävnad och läkemedelstester. Den har inte visats kunna behandla muskelsjukdomar, ersätta vanliga motorer i stor skala eller bli en kommersiell produkt inom ett bestämt antal år. Långtidsfunktion, näringstillförsel till cellerna och tillförlitlig produktion är öppna frågor.

Bolag i angränsande branscher

Oceaneering International tillverkar bland annat fjärrstyrda system för undervattensbruk. Bolaget deltog inte i MIT:s studie och använder inte den demonstrerade muskelkonstruktionen enligt forskningsartikeln. Forskningsresultatet är därför ingen prognos för aktiens utveckling.

Oceaneering International (OII) (OII )

Senaste nytt om Oceaneering

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