Muscoli e idrogel per biobot stampati in 3D

I ricercatori dell’Università dell’Illinois hanno creato un robot, lungo meno di un centimetro, in grado di camminare quando viene applicata una corrente ai suoi muscoli. Il biobot è in pratica una piccola macchina biologica che può essere controllata dall’esterno, aprendo quindi le porte ad un uso in ambito medico e ambientale. Le contrazioni consentono al robot di muoversi su una superficie o all’interno di un liquido. Lo scheletro composto da idrogel è stato stampato in 3D.

Nel 2012, i bioingegneri dell’università statunitense avevano realizzato un altro biobot, alimentato dalle cellule cardiache di un topo. Queste cellule però pulsano spontaneamente e sono sempre attive, per cui non è possibile controllare il movimento del robot, accendendolo/spegnendolo o aumentando/diminuendo la sua velocità. I ricercatori hanno quindi sviluppato nuovi biobot, alimentati da cellule muscolari che vengono attivate da impulsi elettrici. I robot biologici sono stati progettati per simulare il complesso muscolo-tendine-ossa del corpo umano.

L’idrogel stampato in 3D funge da sostegno, ma allo stesso tempo offre la flessibilità necessaria per permettere al biobot di avanzare in seguito alle contrazioni delle cellule muscolari. Le estremità servono per ancorare il robot allo “scheletro”, come i tendini collegano i muscoli alle ossa, e sono anche i suoi piedi, come si può vedere nel seguente video:

La velocità del biobot viene controllata modificando la frequenza degli impulsi elettrici. Una frequenza più alta provoca una maggiore contrazione e quindi incrementa la velocità di avanzamento. Utilizzando la stampa 3D è possibile esplorare diverse forme e design. I ricercatori prevedono di aggiungere neuroni per muovere il biobot in direzioni differenti. Questo tipo di macchine biologiche potrebbe essere utilizzato in campo medico per la somministrazione dei farmaci, negli interventi chirurgici e come sensori autonomi per rilevare tossine nel corpo umano.