3D Baskılı Damga, Yumuşak Robotik için Sentetik Kasları Mümkün Kılıyor

MIT araştırmacıları, birden fazla yönde kasılabilen kas dokusu yetiştirmek için bir yöntem geliştirdi. Mikroskobik oluklar taşıyan küçük bir kalıbı 3D yazıcıyla ürettiler, bu deseni yumuşak bir hidrojele bastılar ve canlı kas hücrelerini oluklar boyunca büyüttüler. Elde edilen yapı gözün irisine benzeyen bir laboratuvar modelidir; kullanıma hazır bir protez veya robot değildir.

Birden fazla yönde kuvvet neden önemli?

Önceki birçok biyohibrit aktüatörde kas lifleri aynı yönde dizildiğinden yapı yalnızca tek eksende çekme kuvveti uygulayabiliyordu. Oysa vücuttaki hareketler sıklıkla farklı yönlerde eşgüdümlü kuvvet gerektirir. İriste göz bebeği çevresinde halka biçiminde ve dışa doğru uzanan kas lifleri bulunur. Ekip, hücrelerin hizalanmasını yönetmek için bu düzeni örnek aldı.

STAMP yöntemi nasıl çalışıyor?

STAMP, aktüatörlerin mikro ölçekte yüzey desenleriyle kalıplanmasını ifade eder. Kalıptaki oluklar yaklaşık bir kas hücresi genişliğindeydi. Desen hidrojele aktarıldıktan sonra hücreler ekildi; hücreler oluklar boyunca hizalanıp lifler oluşturdu. Bir protein kaplaması, kalıbın yumuşak jeli yırtmadan ayrılmasına yardım etti. Kalıp tekrar kullanılabilir ve araştırmacılar yöntemin masaüstü 3D yazıcılara uyarlanabileceğini belirtiyor.

Kaynak: MIT

Deney neyi gösterdi?

Ekip, dairesel ve radyal liflerden oluşan iris benzeri bir yapı hazırladı. Işığa duyarlı hale getirilmiş iskelet kası hücreleri kullandı. Belirli bölgelere ışık yönelterek farklı yönlerde kasılma ve yapay göz bebeğinin daralması sağlandı. Hesaplama modeli gözlenen hareketlerle uyumluydu. Lifler canlı hücrelerden oluşuyordu; 3D basılan şey kalıptı, işlevsel bir insan gözü değildi.

Yöntem ileride yumuşak robotlar, doku araştırmaları ve ilaç deneyleri için yararlı olabilir. Kas hastalıklarını tedavi ettiği, sıradan motorların yerini alacağı veya belirli bir tarihte ticarileşeceği gösterilmedi. Hücrelerin uzun süre beslenmesi, dayanıklılık ve güvenilir üretim üzerinde çalışılması gerekiyor.

İlgili sektörde bir şirket

Oceaneering International, deniz altı robotik sistemleri de geliştiren bir şirkettir. MIT araştırmasına katılmadı; makale, bu kas aktüatörünü ürünlerinde kullandığını göstermiyor. Bulgular şirket hissesinin gelecekteki performansını kanıtlamaz.

Oceaneering International (OII) (OII )

Oceaneering hakkında son haberler

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