Работая над проектом искусственного сердца, исследователи из Гарварда создали медузоида — биомиметическую конструкцию из силикона и клеток сердца крысы, способную имитировать технику плавания медуз, пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Biotechnologyе.
Прежде чем приступить к сборке медузоида, авторы с точностью до клетки изучили строение медузы Aurelia aurita. Тело медузы состоит из упругой гелеобразной основы и тонкого слоя покрывающих ее клеток, в том числе мышечных. Их сокращение приводит к сжатию купола медузы и реактивному движению, после чего исходная форма восстанавливается за счет упругости гелеобразной основы.
Медузоид так же сконструировали из слоя клеток и упругой основы. Основой созданного организма стал полидиметиолсилоксан, а мышечные клетки авторы позаимствовали из сердца крысы. Чтобы расположить мышечные клетки в нужной ориентации, на поверхность полимера была нанесена микроструктура.
Созданный медузоид поместили в аквариум, снабженный парой электродов. Под действием электрического разряда мышечные клетки сокращались, и медузоид плыл вперед. Во время паузы между разрядами форма конструкции восстанавливалась за счет упругости полимера.
Ученые сообщают, что им удалось воспроизвести даже вихревые потоки, которые у медуз подгоняют пищу к ротовому отверстию. В целом движения конструкции от движения настоящих медуз отличались только отсутствием направления и необходимостью во внешней стимуляции.
«Я был поражен, когда нам удалось с помощью всего нескольких компонентов - силиконовой основы и клеток - воспроизвести то, как настоящие медузы плавают и захватывают пищу. Кроме того, меня приятно удивило, как близко мы подошли к полноценной имитации реального живого существа, а также, что мы видим пути для дальнейшего улучшения свойств робота. Эволюция «не заметила» достаточно много хороших инженерных решений», - пояснил руководитель группы Джон Дабири из Калифорнийского технологического института в Пасадене (США).
Создания медузоида имеет большое значение для биологии, так как с одной стороны, показывает пробелы в понимании работы хорошо известных систем, а с другой стороны, разрабатывает методическую базу для создания искусственных органов.
«Как инженерам, нам нравится создавать вещи из железа, меди, бетона. Теперь я воспринимаю клетки как другой вид строительных материалов. Тем не менее, мы должны разработать очень точные спецификации для использования клеток для серьезных инженерных задач», - заключает Паркер. По материалам: МК. Ru.
