Intégration d'une structure avec Vorticelle (Supérieur, UNE, B). Mouvement répétitif d'une structure dû à la force de Vorticella et de l'écoulement (inférieur, C, RÉ). Crédit :Université de technologie de Toyohashi.
Une équipe de recherche du Département de génie mécanique de l'Université de technologie de Toyohashi a développé une méthode pour construire un système biohybride qui incorpore des micro-organismes Vorticella. Le procédé permet de former des structures mobiles dans un microcanal et de les combiner avec Vorticella. En outre, le système biohybride démontre la conversion du mouvement du mouvement linéaire à la rotation. Les résultats de leurs recherches ont été publiés dans le Journal IEEE/ASME des systèmes microélectromécaniques le 11 avril, 2019.
Des systèmes de contrôle complexes sont nécessaires pour le fonctionnement des microsystèmes intelligents, et leurs tailles devraient être réduites. On s'attend à ce que les cellules soient applicables en tant qu'alternatives à ces systèmes de contrôle complexes. Parce qu'une cellule intègre de nombreuses fonctions dans son corps et répond à son environnement, les cellules sont intelligentes et peuvent être utilisées dans des systèmes micromécaniques intelligents.
En particulier, Vorticella convallaria a une tige (environ 100 m de long) qui se contracte et se détend, et il fonctionne comme un actionneur linéaire autonome. La combinaison de tiges et de structures mobiles formera un microsystème autonome. Cependant, la construction de systèmes biohybrides dans un microcanal est difficile, car il est nécessaire d'établir une méthode de structuration cellulaire et un processus d'assemblage biocompatible pour la structure et la cellule.
Le groupe de recherche a développé une méthode pour construire un système biohybride qui incorpore Vorticella. « L'exploitation des micro-organismes nécessite qu'une méthode d'assemblage par lots soit appliquée aux composants mobiles dans un microcanal. Il est nécessaire de modeler une couche sacrificielle hydrosoluble et de confiner les composants mobiles dans un microcanal, " dit Moeto Nagai, un conférencier à l'Université de technologie de Toyohashi et le chef de l'équipe de recherche. Des cellules de vorticella ont été placées autour de blocs dans le canal en appliquant une force magnétique. Ces processus ont été appliqués pour démontrer comment Vorticella convertit le mouvement d'un composant mobile.
Un canal est fermé à faible concentration en ions calcium (gauche). Vorticelle ouvre le canal à une concentration élevée en ions calcium (à droite). Crédit :UNIVERSITÉ DE TECHNOLOGIE TOYOHASHI.
"Le concept d'atteler un composant à un micro-organisme semble simple, mais il est difficile, même pour un expert en microfabrication, de fabriquer des harnais capables de suivre les mouvements des micro-organismes. Les produits chimiques dangereux doivent être évités, et une approche multidisciplinaire doit être adoptée, " dit Nagai. Son groupe est familier avec la microfabrication et a mené des recherches considérables dans le domaine de la microbiologie. Ils ont trouvé une approche biocompatible pour fabriquer et libérer des harnais dans un microcanal.
