Гарвардские исследователи создали миниатюрного 3D-печатного биоробота

Основной долгосрочной задачей биопечати считается выращивание пригодных для трансплантации органов, но возможны и куда более фантастические сценарии. Ученым из Гарвардского университета удалось совершить новый прорыв в тканевой инженерии, напечатав миниатюрного «живого» ската-биоробота.Маленький плавающий киборг выполнен из золотого скелета и живых тканей, образованных сердечными клетками генно-модифицированных крыс. Генная инженерия понадобилась для того, чтобы сделать мышечные клетки чувствительными к синему свету. По-настоящему «живым организмом» биоробота назвать нельзя, ибо он не способен выполнять какие-либо функции кроме движения. Тем не менее, в конструкции используются живые ткани, а сам биоробот поддаются управлению с помощью световых сигналов, приводящих слои тканей в последовательное движение, в точности повторяющее волнообразное движение крыльев настоящих скатов.Идея зародилась во время посещения профессором Паркером и его маленькой дочкой бостонского аквариума. Девочка была заворожена скатами и попыталась прикоснуться к одному из них, опустив руку в воду. К разочарованию молодого ихтиолога, скат ловко увернулся и уплыл прочь. Наблюдавшего за этой картиной профессора осенила возможность воспроизведения мускулатуры ската в лабораторных условиях с помощью мышечных тканей сердца. К необычному проекту гарвардских исследователей присоединились ученые из Университета штата Иллинойс, Мичиганского университета и медицинского центра при Стэнфордском университете. Миниатюрный 10-граммовый скат выполнен из тонкого 3D-печатного золотого скелета, покрытого двумя слоями силикона. Промеж полимерных слоев печатаются живые ткани, состоящие из 200 тыс. кардиомиоцитов – мышечных клеток сердца. Донорами клеток выступили эмбрионы генномодифицированных крыс. Мышечные ткани располагаются по периметру гибких полимерных крыльев, а их контролируемое сокращение и расслабление вызывает изменение формы плавников. Создание светочувствительных тканей стало наглядной демонстрацией достаточно молодого научного направления, именуемого оптогенетикой.Различные световые сигналы вызывают разную реакцию со стороны биоробота: пульсирующие сигналы заставляют ската набирать скорость, а за счет разницы в яркости можно изменять направление движения. Золотой скелет придает конструкции необходимую упругость, возвращая плавники-крылья в «нейтральное» положение. 3Dtoday отмечает, что подобные технологии могут найти медицинское применение в качестве систем диагностирования и контролируемой доставки препаратов и даже искусственного иммунитета, атакующего чужеродные клетки и микроорганизмы. Особый интерес вызывают живучесть экспериментального биоробота, сохранившего работоспособность в течение шести дней, и великолепные перспективы миниатюризации, заметно превосходящие возможности электромеханических аналогов. Подробный доклад команды опубликован в журнале Science.