Ljudske stanice uzgojene u laboratoriju jednog dana bi se mogle koristiti za razne transplantacije tkiva, ali te stanice trebaju pravu vrstu okruženja i stimulacije. Novo istraživanje, objavljeno u časopisu Nature, daje naslutiti kako bi tijela robota mogla omogućiti stanicama tetiva istu vrstu istezanja i uvijanja kao u stvarnom ljudskom tijelu. Dakako, tek treba vidjeti hoće li korištenje robota za vježbanje ljudskih stanica rezultirati boljim tkivom za transplantaciju pacijentima.

Funkcionalni transplantati

Više od 20 godina robotski bioreaktorski sustavi olakšavaju rast konstrukcija izrađenih od tkiva pomoću mehaničke stimulacije. Međutim, još uvijek ne možemo izraditi funkcionalne transplantate za kliničku upotrebu. 

Humanoidni roboti nude mogućnost pružanja fiziološki relevantne mehaničke stimulacije za transplantate i implantate i to bi moglo ubrzati njihovu kliničku primjenu. Kako bi istražili izvedivost humanoidnog bioreaktora, robotičari su dizajnirali fleksibilnu bioreaktorsku komoru koja se može pričvrstiti na modificirani mišićno-koštani (MSK) rameni zglob humanoidnog robota. 

Uzgoj stanica fibroblasta

Pokazalo se da se stanice fibroblasta mogu uzgajati dok se podvrgavaju fiziološkoj adukciji-abdukciji na robotskoj ruci. Ovi rani rezultati trebali bi olakšati daljnja istraživanja MSK humanoidnih robota kao biomehanički realističnije platforme za inženjering tkiva i aplikacije za testiranje biomaterijala.

Robotski uređaji se sve više koriste u tkivnom inženjerstvu i strategijama kulture tkiva kako bi dali mehaničke znakove i modulirali rast stanica i tkiva. Obično su integrirani u bioreaktore koji kontroliraju uvjete potrebne za održavanje i stimulaciju živih stanica i tkiva izvan tijela. Mehanička naprezanja - napetost, kompresija, torzijska i posmična naprezanja - ključna su za razvoj i održavanje mišićno-koštanog tkiva. 

Glavna ograničenja

Dva su glavna ograničenja trenutnih bioreaktora tetiva koji koriste robotske komponente za mehaničku stimulaciju, napominju robotičari. Oni slabo oponašaju mehanička naprezanja tetiva u živo, a pristup jedan za sve u kojem jedan bioreaktorski sustav brine za rast svih vrsta tetiva nema fiziološku i kliničku relevantnost. 

Bioreaktorska platforma

Zbog toga su se robotičari prilagodili postojeće humanoidno rame i razvili meku, fleksibilnu komoru. Ova bioreaktorska platforma može održavati stanice u kulturi i isporučiti opterećenje koje inducira promjene u ekspresiji i proliferaciji gena. 

Moguće dugoročne koristi od strategije temeljene na humanoidnom bioreaktoru uključuju proizvodnju funkcionalnih transplantata tkiva za pacijente, stvaranje poboljšanog modela kulture in vitro za pretklinički rad i mogućnost podrške razvoju naprednih robotskih sustava.