由人(rén)類蛋白質制成的(de)人(rén)造肌肉有助于更好的(de)植入

研究人(rén)員(yuán)利用(yòng)天然蛋白質開發了(le)一種新型人(rén)工肌肉    Depositphotos

研究人(rén)員(yuán)已經開發出一種完全由天然蛋白質制成的(de)新型人(rén)工肌肉。對(duì)環境變化(huà)的(de)反應使肌肉能夠按需彎曲，這(zhè)可(kě)能使其對(duì)植入物(wù)、假肢或機器人(rén)有用(yòng)。
 
盡管人(rén)工肌肉是一項很有前途的(de)技術，但大(dà)多(duō)數時(shí)候它們仍然有點過于人(rén)造，通(tōng)常由塑料、尼龍、橡膠、蠟狀碳納米管等制成。這(zhè)可(kě)能使它們适合機器人(rén)使用(yòng)，但天然蛋白質可(kě)以使它們更适合在人(rén)體内使用(yòng)。
 
在這(zhè)項新的(de)研究中，佛雷堡大(dà)學的(de)研究人(rén)員(yuán)創造了(le)完全“生物(wù)基礎”的(de)人(rén)造肌肉。它們由彈性蛋白制成，這(zhè)是一種天然蛋白質，能賦予皮膚和(hé)血管等組織彈性。從這(zhè)一點出發，研究小組對(duì)蛋白質進行了(le)兩種變化(huà)，它們對(duì)不同的(de)刺激做(zuò)出反應——溫度和(hé)酸度的(de)波動。然後将它們分(fēn)層組合，形成肌肉，在一個(gè)刺激下(xià)向一個(gè)方向彎曲，在另一個(gè)刺激下(xià)向另一個(gè)方向彎曲。
 
最終的(de)結果是一種由亞硫酸鈉提供動力的(de)人(rén)造肌肉，由于化(huà)學反應的(de)振蕩，這(zhè)種肌肉可(kě)以有節奏地運動。這(zhè)一過程可(kě)以通(tōng)過将溫度設置爲20°C（68°F）來(lái)啓動，然後pH平衡的(de)變化(huà)将使肌肉來(lái)回收縮。可(kě)通(tōng)過改變溫度再次關閉循環。這(zhè)使得(de)肌肉可(kě)以通(tōng)過改變結構來(lái)進行編程，這(zhè)樣它們的(de)運動就可(kě)以在特定的(de)方向上響應特定的(de)刺激。
 
除了(le)在軟機器人(rén)或假肢方面的(de)潛在應用(yòng)，該團隊表示，這(zhè)種新型人(rén)工肌肉具有生物(wù)相容性，因此可(kě)以與特定組織匹配，并在體内用(yòng)于植入物(wù)或重建醫學。
 
該研究的(de)通(tōng)訊作者斯特凡·席勒博士說：“由于它來(lái)源于天然存在的(de)彈性蛋白，由我們通(tōng)過生物(wù)技術手段生産，因此我們的(de)材料具有高(gāo)度的(de)可(kě)持續性，這(zhè)也(yě)與技術應用(yòng)有關。”。“在未來(lái)，這(zhè)種材料可(kě)以進一步開發，以響應其他(tā)刺激，如環境中的(de)鹽濃度，并消耗其他(tā)能源，如來(lái)自生物(wù)質的(de)蘋果酸。”
 
這(zhè)項研究發表在《高(gāo)級智能系統》雜(zá)志上。
 
資料來(lái)源：佛雷堡大(dà)學