科学家建议在机器人中种植组织进行移植

在过去的几十年中，机器人技术取得了显著成就。四足机器人，轮式机器人，超精密机械手-所有这些只是我们现在正在观察的众多模型的一部分。在所有类型的机器人中，普通人和科学家的最大兴趣也许是由人形系统引起的。这种设备现在正在积极地帮助人们-它们被用于旅馆业，科学和军事发展，日常生活和医学中。Kenshiro和Eccerobot是最先进的模型之一。这些机器人具有骨骼和肌肉的类似物（开发人员最初计划重复人体的结构），因此它们的动作类似于人类的动作。

由于这些机器人的解剖结构接近原始结构，因此一些科学家正在考虑从此类系统中创建所谓的生物反应器的可能性。任何生物反应器的目的是为在其中培养的细胞和微生物的生命创造最佳条件，即通过均匀混合生物反应器内容物的气体和液体成分来提供代谢物的呼吸，营养和排出。本文是关于用于人体患者移植的组织生长系统。虽然可以从供体中取出器官进行移植，但是医生通常需要肌腱，韧带，骨头和软骨。他们一点一点地学会了使它们生长，但是为了使“生产流”投入生产，需要生物反应器，可以根据给定的参数生长组织片段。

另外，为了使这种组织的特性满足移植标准，它们必须在某些条件下生长，包括存在生长所必需的物质以及一定的机械负荷或机械刺激，也称为该因素。

不幸的是，这并不是那么简单，因为现代生物反应器的设计很大程度上是原始的。在机械生物反应器中，用机械混合器进行混合，这一方面导致混合不充分，另一方面导致微生物死亡。可以改变混合模式，但是很难将这种类型的反应器称为最佳反应器。这种在反应堆中发生的过程，包括机械载荷在内，是无法在现实体内再现的。结果，生长的组织的质量受到损害。



生物反应器的最佳设计应包括以下可能性：根据特定组织的解剖位置以及组织生长条件与人体条件的总体一致性，为不同方向增加机械载荷，模拟不同类型组织的机械载荷模式。

根据生物学家安德鲁·卡尔（Andrew Carr）和他的同事的说法，生物反应器的设计应重复人体的解剖结构-人体组织中要生长的那些部分。因此，具有重复人体骨骼和肌肉结构的骨骼和肌肉的类人机器人是最佳选择。

东京大学的专家们提出了他们自己的这种系统的版本。这是Kenshiro机器人。。日本人已经为这个项目工作了大约7年，大大改善了机器人的设计。

该系统的身体结构类似于一个12岁的日本男孩的身体结构。它的高度是158厘米，重量-50公斤。机器人的身体配备了几乎完整的肌肉，一个人也有。科学家总共增加了160条这样的肌肉：腿部50条，躯干76条，肩膀12条，颈部22条。目前，Keshiro是机器人中人体解剖结构的最完美重复。


生物反应器和该机器人之间有什么共同点？ Andrew Carra认为，Keshiro或其他类似系统可以转化为高级生物反应器。肌肉细胞将在机器人人工肌肉的电活性聚合物上生长。在生长过程中，新组织将受到机械应力，因此所得样品将满足所有必要要求。同样，科学家将种植其他组织，包括肌腱和软骨。

未来的生物反应器很可能看起来像T-800终止子的模型。在金属或聚合物框架上，包括肌肉，软骨，韧带和皮肤在内的人体组织逐渐积累。整个机器人或其单个元件都会移动，因此组织会承受必要的机械应力。一段时间后，将这些组织从骨骼中取出，移植到人类供体中。这种生物反应器将消除在临床试验中对动物进行实验的需要。

顺便说一句，在遥远的将来，事件可以以不同的方式发展：人们将逐渐变成机器人，或更确切地说，变成机器人。

DOI：10.1126 / scirobotics.aam5666

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN401995/