Le papillon robotique 3D fabriqué à partir de l'hydrogel biohybride à changement de couleur. Crédit :Fu et al., Sci. Robot . 3, ear8580 (2018)
Une équipe de chercheurs de l'Université du Sud-Est à Nanjing, Chine, a développé une plateforme de cœur sur puce intégrant des cellules musculaires cardiaques de rat, hydrogel et nanocristaux. Dans leur article publié dans la revue Robotique scientifique, le groupe décrit sa structure, comment il a été fait, et les usages qui pourraient en être faits.
Alors que les chercheurs des sociétés pharmaceutiques et d'autres instituts de recherche travaillent à la création de nouveaux médicaments pour diverses maladies, d'autres cherchent des moyens de les aider. À cette fin, Les plates-formes heart-on-a-chip ont été développées pour tester l'impact des médicaments sur l'anatomie cardiaque. Dans ce nouvel effort, les chercheurs se sont tournés vers le caméléon pour s'en inspirer. Comme ils le décrivent, ils ont été inspirés par une étude des moyens par lesquels le lézard change ses couleurs. Cela leur a donné l'idée d'induire le même effet sur un échantillon de laboratoire plutôt que sur une créature vivante. Le résultat de cet effort est un biobot étrangement beau ressemblant à un papillon, apparemment changeant de couleurs lorsqu'il bat des ailes.
La plate-forme n'est pas réellement un papillon, ou même lié à un. Au lieu, il s'agit d'une structure physique obtenue en ajoutant des nanocristaux à un hydrogel et en appliquant une couche de cellules musculaires cardiaques de rat - le flottement se produit lorsque les cellules musculaires se contractent et se libèrent. L'expansion et la contraction des cellules musculaires ont également un impact sur les nanocristaux, les obligeant à refléter des couleurs différentes. Certaines parties du papillon deviennent bleues lorsque les cellules se contractent tandis que d'autres deviennent rouges lorsqu'elles se dilatent.
Pour démontrer l'efficacité du système cœur sur puce composé d'hydrogel biohybride à changement de couleur, diverses concentrations du médicament isoprotérénol ont été pompées dans la puce pour stimuler les cellules cardiaques. Ce gros plan de la puce montre le changement de couleur vers le bleu lorsque l'isoprotérénol a été ajouté. Crédit :Fu et al., Sci. Robot . 3, ear8580 (2018)
L'équipe a créé la plate-forme en forme de papillon pour rendre le résultat plus saisissant. Son but, cependant, est beaucoup plus grave - pour noter visuellement ce qui se passe lorsque des médicaments sont appliqués aux cellules cardiaques - ils peuvent accélérer les contractions ou les ralentir, selon ce que le médicament a été conçu pour faire.
L'équipe rapporte qu'elle a testé avec succès la capacité de son papillon biobot en appliquant diverses quantités d'isoprotérénol, un médicament pour le cœur, lequel, ils notent, est similaire à l'adrénaline. Il est généralement utilisé pour aider le flux sanguin à traverser un blocage en accélérant le rythme cardiaque. Ils notent que des types de plates-formes similaires pourraient éventuellement être utilisés dans d'autres domaines, tels que des vêtements qui changent de couleur en fonction de la fréquence cardiaque du porteur.
Diagramme schématique de la construction des hydrogels de couleur structurels autorégulés bioinspirés en assemblant des tissus de cardiomyocytes modifiés sur des films d'hydrogel opale inverse synthétiques. Crédit :Fu et al., Sci. Robot . 3, ear8580 (2018)
Grossissement de la section transversale de l'hydrogel changeant de couleur à motifs de microsillons. Crédit :Fu et al., Sci. Robot . 3, ear8580 (2018)
L'hydrogel structurel biohybride à changement de couleur intégré sur un cœur sur puce. Crédit :Fu et al., Sci. Robot . 3, ear8580 (2018)
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