23948sdkhjf

De driver konstgjorda muskler med socker

| Av Lisa von Garrelts | Tipsa redaktionen

Artificiella muskler av polymermaterial kan nu drivas med energi från glukos och syre på liknande sätt som biologiska muskler. Detta kan vara ett steg mot implanterbara konstgjorda muskler i framtiden.

Rörelserna i våra muskler drivs av energi som frigörs när glukos och syre omvandlas genom biokemiska reaktioner. På liknande sätt kan tillverkade aktuatorer omvandla energi till rörelse, men energin kommer då från andra energikällor, som elektricitet. Forskare vid Linköpings universitet vill utveckla konstgjorda muskler som fungerar mer som biologiska muskler. Nu har de demonstrerat principen med konstgjorda muskler som drivs av samma glukos och syre som våra kroppar använder.

Forskarna har använt ett elektroaktivt polymermaterial, polypyrrol, som ändrar volym när det tar emot eller lämnar ifrån sig elektroner. Den konstgjorda muskeln, eller polymeraktuatorn, består av tre lager: ett tunt membran i mitten och ett lager av elektroaktivt polymermaterial på varsin sida om membranet. Konstruktionen har använts inom fältet i många år. Den bygger på att materialet på ena sidan av membranet lämnar ifrån sig elektroner och joner vilket gör att det krymper. Samtidigt blir materialet på andra sidan negativt laddat av att ta emot elektroner och joner, vilket får materialet att expandera. Volymförändringarna får aktuatorn att böjas åt ena hållet, på liknande sätt som en muskel som drar ihop sig.

Tillförseln av elektroner som driver rörelsen i artificiella muskler kommer i vanliga fall från en yttre källa, som ett batteri. Batterier har flera uppenbara nackdelar. De är ofta tunga och behöver laddas regelbundet. Forskarna bakom studien drog i stället nytta av teknologin bakom bioelektroder, som kan omvandla kemisk energi till elektrisk energi med hjälp av enzymer. De har använt enzymer som finns i naturen och integrerat dem i polymermaterialet.

– Enzymerna omvandlar glukos och syre, på samma sätt som i kroppen, och frigör de elektroner som behövs för att driva rörelsen i den konstgjorda muskeln av elektroaktivt polymermaterial. Det behövs ingen spänningskälla, utan det räcker att doppa ner aktuatorn i vatten med glukos i, säger Edwin Jager i ett pressmeddelande. Han är universitetslektor vid Sensor- och aktuatorsystem, institutionen för fysik, kemi, och biologi vid Linköpings universitet och har lett studien tillsammans med professor emeritus Anthony Turner.

Liksom i riktiga muskler sker en direkt omvandling av glukos till rörelse i den konstgjorda muskeln.

– När vi hade integrerat enzymerna på båda sidor av aktuatorn och den faktiskt rörde sig – det var häftigt att se, säger Jose Martinez, en av forskarna.

Nästa steg är att forskarna vill kunna styra de biokemiska reaktionerna i enzymerna, så att rörelsen också kan gå åt andra hållet och böja tillbaka ”muskeln”. De har redan demonstrerat att rörelsen är reversibel, men endast genom ett litet trick. Nu vill de göra det ännu mer likt en riktig muskel. Forskarna vill även testa konceptet i fler olika aktuatorer, som ”textila muskler” och tillämpa det i mikrorobotik.

– Glukos finns i kroppens alla organ och är en kul första start. Man skulle också kunna byta till andra enzymer, så att aktuatorn kan användas till exempelvis självgående mikrorobotar för miljömätningar i sjöar. Utvecklingen som vi demonstrerar här gör det möjligt att driva auktuatorer med energi från ämnen som finns naturligt i omgivningen, säger Edwin Jager.

Utvecklingen kan vara ett steg mot möjliga framtida implanterbara konstgjorda muskler eller självgående mikrorobotar som kan drivas av biomolekyler i omgivningen. Studien presenteras i den ansedda tidskriften Advanced Materials.

Håll dig uppdaterad med Life Science Sweden
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.

Kommentarer (0)
Startsidan just nu

Jobb & Karriär
Dansk CRO till Sverige

”Det finns inget konsultbolag som Klifo i Sverige”, säger svenska chefen.

Tar fram vägledning för att undvika nitrosaminer

Misstänks vara cancerframkallande – har hittats i olika läkemedel.

CBD - rättsutveckling och förutsättningar för industrin

Reglerna kring CBD-produkter är snåriga och det gäller för industrins aktörer att noga följa utvecklingen för att hålla sig uppdaterade kring gällande rätt, skriver Advokatbyrån Calissendorff Swarting.

Jobb & Karriär
Skyndar på utvecklingen av AI

Kejsarsnitt ger fel flora

Barn som blir förlösta med kejsarsnitt får fler resistenta sjukhusbakterier i normalfloran visar ny studie.

Ny vd på Vibrosense

Nyhetsbrev

Quinoa-innovatör köps av sminkbolag i USA

Arkiv

Alvedon återkallas – häftklammer funnen

Läkemedelsverket återkallar tre tillverkningssatser av stolpiller. Detta efter att en häftklammer hittats i medicinen.

Uppåt för life science – Medtech ökar mest

Efter tio års nedgång ökar antalet internationella patentansökningar inom life science. Medtech står för den största ökningen medan bioteknik går nedåt.

1

Missnöjd med budgeten

Diabetes vanligare hos vissa yrkesgrupper

HPV-vaccin till alla pojkar

Bästa inkubatorn finns i Umeå

Cellavision köper bolag för 268 miljoner

Rapport: Svagare tillväxt för kemiindustrin

Orexos vd om opioidberoendet: “Läkemedelsbolagen har ett stort ansvar”

2

Inför vaccinationsprogram för alla äldre

Staten borde sätta ner foten och ge Socialstyrelsen i uppdrag att ta fram ett äldrehälsovårdsprogram. Förebilden är barnhälsovårdsprogrammet, berättar Anders W Jonsson, centerpartiet.

Ny HR-direktör till Link

Biomarkörer, salivprov och patientnära tester

Halverad dödlighet bland infarktpatienter i hjärtskola

Vd-byte på Siemens Healthineers

De ska korta vägen till marknaden

Swelife, Medtech4Health och EIT Health Scandinavia samarbetar för att stärka svensk life science och medicinteknik. Målet är att förkorta tiden till marknadsintroduktion för svenska innovationer.

De får årliga reumatologipriset

Ljusare tider för Oasmia

Lättare att identifiera rätt biomarkör

1

Livsviktigt fortsätta äta sin medicin

Ny vd till Rhovac

Studie: Bakterier använder blekmedel

3

Finns ingen specifik gay-gen

Fullständig tumörrespons men svårtolkat om överlevnad

Orexos vd om J&J-domen: "Det finns andra bolag som är mer ökända"

Emission för Redwood

Positiva data för Cantargia

Astra köper förtur av Sobi

Ny chef för Uppsala Bio

2

Nytt avtal för Alligator

Se alla Medlemsnytt

Sänd till en kollega

0.21