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

Hallå där Per Ängquist…

Krönika: ”Newsify your equity story!”

En uppmaning till noterade life science-bolag att uppgradera sin kommunikation från ”plikt” till värdebyggare

Göteborg ger namn åt ny antibiotikaresistent bakterie

Nässpray mot depression godkänd

Ny vd tar Kry in i nästa fas

Växlar upp sin roll efter två år som COO.

Data från Sigrid visar på motverkad viktuppgång

Ny studie på möss publicerad i Nanomedicine visar att Sigrids medicintekniska produkt SiPore15 motverkar viktuppgång. Detta öppnar vägen till nya behandlingar av fetma och diabetes.

Nyhetsbrev

Single Technologies tar in 15 miljoner

Arkiv

Förkylningsspray lanseras i Hongkong

Långtidsmedicinering vid schizofreni är säker

Överväger parallellnotering

30 nya läkemedel godkända av EMA 2019

En nedgång jämfört med året innan.

Sömnbrist gav ökade Alzheimermarkörer

17 nätdroger narkotikaklassas

Spago väljer huvudkandidat

Godkände 48 nya läkemedel 2019

Färre än 2018 men mer än dubbelt så många som år 2016.

Jobb & Karriär
Vd-byte på Alzecure

Krönika: Osjälviska aktörer framgångsrika i ekosystemen

“Berusad” efter att ha deltagit i eventet Uppsala Life som samlade 300 deltagare i Uppsala-regionen för att diskutera förutsättningar för framgångsrik life science har jag några viktiga reflektioner.

Graviditetsdiabetes omprogrammerar stamceller

Stamceller i navelsträngen påverkas – Kan öka risken för diabetes hos barnet.

Resistens vanligt vid ledprotesinfektioner

Får fängelsestraff för Crispr-bebisar

Tre års fängelse och böter blir forskaren He Jiankuis straff för sitt arbete med att ta fram världens första genmodifierade bebisar.

Jobb & Karriär
Ny chef på Oncopeptides

Krönika: Brexit looking back and looking forward

Potenshöjare kan vara farliga

Läkemedelsverket varnar för kosttillskott som används för att höja potensen och sexlusten – 8 av 10 innehåller odeklarerade läkemedel.

God jul och gott nytt år!

Nu tar vi ett uppehåll för julledighet.

Lovande data för ALS-läkemedel

Billigare och tidigare upptäckt av cancer

Immunicums vd får lämna med omedelbar verkan

Jobb & Karriär
Alligator tappar chef

Jobb & Karriär
Lämnar Karo Pharma

Engage with your CMO early

From spin-off to phase II

Jobb & Karriär
Ny chef på Rhovac

Kopplar variant av vanligt herpesvirus till MS

Lovande effektdata från Cantargia

Innovationslunch på Karolinska

Hon ska utveckla framtidens sjukhus

Se alla Medlemsnytt

Dr Karl Busch hederssenator vid Münchens universitet

Modern vakuumteknik för avgasning under extrudering

Busch Vacuum Solutions - World Market Leader 2020

Hög driftsäkerhet vid vakuumgenering inom plastindustrin

ZEISS Hour Seminar

Dolphin vätskeringvakuumpumpar

Workshop | Live Cell Imaging in Superresolution Mode

Cognate BioServices announces acquisition of Cobra Biologics

Effektiv vakuumförsörjning för tillverkning av husbilar

Mätteknik för vakuum i ny tappning

ZEISS Two-hour Seminar

ZEISS One-hour Seminar

Learn how you can benefit from ZEISS LSM 900 in less than an hour!

One-hour Seminar

Förberedd för industri 4.0: Ny lamellvakuumpump med tryckreglering

Med månadens ZEISS Quiz kan du testa dina kunskaper i mätteknik och fira vårt 100-årsjubileum

Med månadens ZEISS Quiz kan du testa dina kunskaper i mätteknik och fira vårt 100-årsjubileum

Om du är intresserad av "Live Cell Imaging in Different Technologies", är den här workshop för dig!

R 5 0760 A PLUS den intelligenta vakuumpumpen med integrerad frekvensomvandlare

Med månadens ZEISS Quiz kan du testa dina kunskaper i mätteknik och fira vårt 100-årsjubileum

Alitea-varumärket firar 40 år!

Förberedd för industri 4.0: Ny lamellvakuumpump med tryckreglering

Klovakuumpumpen Mink MV 0312 B från Busch Vakuumteknik – effektiv och tillf...

R 5 0760 A PLUS den intelligenta vakuumpumpen med integrerad frekvensomvand...

Om du är intresserad av ”super-resolution imaging”, så ska den här workshop...

Sänd till en kollega

0.159