用老鼠心脏细胞制造人工肌肉

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1、用老鼠心脏细胞制造人工肌肉　　你是否曾经设想过这样一种人造材料，它可以像手工折纸那样自动变成鱼或者蜗牛的形状，然后在自身动力的驱动下游动或者爬行？那么现在这种材料的的确确将要问世了。最近哈佛大学的研究人员将老鼠心脏的肌肉细胞植覆在弹性的膜状基质上，制造出了一种可能应用于人造肌肉的材料。　　该研究项目是由生物工程学家希特·帕克领导的，他们使用电能来驱动这种薄膜弹性材料运动。微弱的电流可以驱动肌肉细胞伸缩、变形，进而改变薄膜材料的形状，虽然有的时候这种材料也会自发地产生一些形变，但是科学家们更多地是通过电流控制其运动方式。　　科学家们目前已经制造出了三角形、矩形等形

2、状的这种肌肉弹性材料，这些材料根据形状的不同可以完成游泳、抓取和爬行等动作。　　研究人员对这种材料的应用前景十分乐观，他们认为这种材料的研制成功为下一步研究结构复杂的“柔软机器人”拓宽了道路，并且在人造器官领域和合成材料设备的研制方面潜力巨大。该项研究的具体文章已经刊登在本周最新的《自然》杂志上。　　在科学家成功将老鼠心脏细胞植入薄膜材料之后，科学家们会根据具体应用而把这种材料切割成不同的形状。三角形的人工肌肉材料运动起来就像一条斑马鱼，它可以左右摆动尾部的部分而产生前进的推进力，使得材料以垂直的姿态在水中沿着固定方向前进。　　目前的人工肌肉运动能力还非常之弱，

3、虽然它设计出来不是为了打破什么速度记录，但是目前为止，人工肌肉每分钟只能前进1英寸。但是科学家通过这一系列试验取得的最大的成果就是：人造肌肉产生的动力确实可以推进物体运动，当之后的研究可以将这种推进力扩大到相应程度时，人工肌肉的潜力就会发挥出来。　　科学家们同样使用这种材料制造出一种微型爬行机器人，这种机器人身体呈圆形，背部的一条“腿”可以驱动机器人缓慢爬行运动。另外还制造了能够自动卷起来的人造机构和微型人造爪子，这种人造爪子可以在通电的时候产生蜷缩，抓起并移动单个细胞，这可能有机会应用于生物工程研究设备的制造。　　项目研究小组的组长帕克博士说：“我认为本次研究

4、最成功的地方并不是研制出了可以自己行走的微型装置，而是我们这次首次成功地在薄膜材料表面整齐地排列心肌细胞，并且将分子马达植入细胞之中。”　　因为如果像让人工肌肉有节奏地收缩运动，就需要在植覆细胞的时候按同一个方向排列这些老鼠心肌细胞，这多年以来一直是膜工程人员的巨大难题。　　为了解决这一问题，帕克博士的研究小组使用一种特殊的蛋白质帮助老鼠心肌细胞完成有序排列，值得庆幸的是，当首批心肌细胞在膜状基质的表面按一定方向排列之后，后面生长出来的肌肉细胞也是沿着这个初始方向生长的。　　该研究小组认为目前的研究成果只是整个研究过程的冰山一角而已，科学家们目前希望使用老鼠以外

5、动物的肌肉细胞研制出更为复杂的设备。帕克博士举例说：“像章鱼这种动物就可以使身体钻进任何形状的孔洞，并且可以向任何方向转动，如果我们的人造肌肉可以仿造章鱼的运动模式，那我们就可以制造出概念性的柔软机器人”。　　有些违禁药物可以使心肌细胞产生特殊的反应，那么这种材料还可以制成检测违禁药物的设备。目前科学家们正在尝试在膜材料表面种植人体细胞，以研究这类材料制造人造器官和人体膜结构的可能性。人造膜结构在修补人类心脏和肠道上的穿孔时将会体现出惊人的价值，而在未来大规模人造肌肉的应用有可能帮助人类人工制造手臂和腿等肢体，帮助残疾人恢复健康。　　这个试验项目最成功的地方在于

6、革命性地提高了人类操作单个细胞的能力，同时也开发出人工合成材料与生物材料的组合应用的新思路。网易