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)

Mest läst

Startsidan just nu

De driver konstgjorda muskler med socker

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.

Så funkar NT-rådet

De kan vara avgörande för ett nytt läkemedels möjligheter att användas i Sverige. Men vilka är NT-rådet, vad gör de och borde deras arbete egentligen skötas av en myndighet?

Biogaia in i Uruguay

Umeåbolag uppköpt av amerikansk jätte

Örebro värvar chef från Västerbotten

Ny vd på SwedenBio

Nyhetsbrev

Därför ska du finnas på Instagram

Antalet sociala medier ökar, nya tillkommer och några försvinner. Just nu finns en plattform som växer mer än andra.

Arkiv

Swedenbios nya vd om uppdraget

"Fantastiskt kul och hedervärt"

Blodgivarens kön påverkar inte chansen till överlevnad

Unik rening av läkemedel i dansk anläggning

Anläggningen är den första i sitt slag i världen, och det fungerar genom att speciella bakterier äter upp rester av medicin innan avloppsvattnet rinner ut i naturen.

Oasmia anmäler till Ekobrottsmyndigheten

Ny grundläggande förståelse för hur lungcancer sprider sig

Lungcancerceller använder sig av antioxidanter, kroppsegna eller från kosten, för att öka upptag och användning av socker och därmed sprida sig i kroppen. Det visar svenska och amerikanska forskare i två oberoende studier, som öppnar för nya strategier att behandla lungcancer.

Toppuppdrag för Anders Blanck

Långt gånget för Index studie

Upprört när Sobi storvarslar

Första mötet mellan regeringen och patientföreträdarna

1

Utvecklar blodmarkör för att upptäcka alzheimer

Miljardaffär för Karo

Rhovac säkrar finansieringen

De kopplar specifikt protein till aggressiv hudcancer

Nya behandlingsalternativ för patienter med spridd hudcancer har utvecklats men fortfarande saknas kunskap om hur tumörcellerna sprider sig till andra delar av kroppen. Forskare från Lund är nu ett steg närmare en lösning.

Färre onödiga operationer med ny diagnostikmetod för äggstockscancer

Forska Sverige: Oroväckande trend

Halvvägs för Promore

Fet fisk utan gift skyddar mot typ 2-diabetes

Om den feta fisken vi äter vore fri från miljögifter skulle den minska vår risk att utveckla typ 2-diabetes. Men miljögifterna som fisken innehåller har motsatt effekt och suddar ut skyddseffekten.

Hamlet får testa högre dos

Kassaklirr för Cereno

1

Positivt från Immunicum

Nytt partnerskap för Bactiguard

Nya data från Medivir

Han får Fernströmpriset

Krönika: Det outnyttjade fönstret mot big pharma

Generna styr hundägande

Hon blir chef för Skånes sjukvård

Nuevolution löser dansk patentstrid

Se alla Medlemsnytt

Sänd till en kollega

0.139