从干细胞中衍生出心肌细胞驱动的运动性聚合物

科学领域:

• 生物模拟机器人机器人技术
• 发育生物学是发展生物学.
• 干细胞工程 干细胞工程

背景情况:

• 机器人经常模仿生物的运动,但传统的工程不同于生物的自我组织.
• 干细胞可以在体外自我组织,为构建生物机器提供了一种方法.
• 对于心脏性胃类药物的现有协议在创建运动生物机器人方面取得了有限的成功.

研究的目的:

• 从小鼠胚胎干细胞中开发一种有效的协议,用于从小鼠胚胎干细胞中创建自我组织,运动的生物机器人.
• 提高生物聚合物的收缩频率和收缩区域.
• 探索自主生物机器人设计和研究肌肉驱动运动的新策略.

主要方法:

• 利用现有的和新的协议来诱导小鼠胚胎干细胞中的介质皮和心脏发生.
• 使用转化生长因子-β (TGF-β) 配体,纤维细胞生长因子 (FGFs) 和血管内皮生长因子 (VEGF).
• 嵌入了合成组织者来控制在发展中生物聚合物中的收缩局部化.

主要成果:

• 与现有方法相比,确定了一种新的协议,显著增加了收缩聚合物的频率和大小.
• 在通过新协议开发的生物聚合物中证明了增强的运动性.
• 实现了生物机器人构建动态生物材料的自我组织开发.

结论:

• 这种新的协议代表了从自组织生物材料中创建运动性心脏机器人的重大进步.
• 这种方法为设计自主生物机器人提供了新的途径.
• 为研究肌肉驱动运动和心血管发育的演变提供了一个平台.