今天,当(dāng)你(nǐ)因(yīn)严(yán)重受伤、年老(lǎo)或像(xiàng)肌萎缩性脊髓侧索硬化(huà)症(ALS)和多发性硬化症(MS)等疾病而无法移(yí)动(dòng)时,肌肉(ròu)萎缩往往是(shì)不可避免(miǎn)的。然而,哈(hā)佛大(dà)学的研究人(rén)员在软体机器人中看到(dào)了希望(wàng),有朝一日可以为无法自己(jǐ)动手的病人拉伸和收缩肌(jī)肉。
哈佛大学(xué)的(de)工程师们在小鼠身上测试了一种(zhǒng)新的机(jī)械刺(cì)激系统,成功地防止或协助(zhù)它们(men)从(cóng)肌(jī)肉萎(wěi)缩(suō)中(zhōng)恢复。该(gāi)团队将(jiāng) "软体机器人装置 "植入小鼠的后肢,并将其固定在一个类似石膏的(de)围栏中约两周时间。虽然对照(zhào)组(zǔ)未经(jīng)处理(lǐ)的肌肉如预期(qī)的那样(yàng)萎缩,但主动刺激(jī)的肌肉显示出退化的(de)减少。研究(jiū)人员认为(wéi),他们的系(xì)统最终可以导致植入物(wù)帮助人类实(shí)现萎缩。
它的前景来自(zì)于其诱导小的机械性(xìng)肌肉拉伤的能力,它(tā)反映了运动中(zhōng)的自然刺激。此外,在保持(chí)萎缩的同时,该设备并没有导致任何严重的组(zǔ)织炎症或损害。"论文的(de)高级(jí)作者、哈佛(fó)大学怀斯学院工程系的大卫-穆尼博士说:"有一个很好的(de)机会,独(dú)特的软体机器人方(fāng)法及其对(duì)肌肉组织的独特影响可以(yǐ)开辟疾病或损伤的机械治疗途径。
这种抗萎(wěi)缩(suō)系(xì)统被称为MAGENTA("机械活性凝胶(jiāo)-弹性(xìng)体-镍钛合(hé)金组织粘(zhān)合剂 "的简称),包括一个由镍(niè)钛合金制成的工程弹簧(huáng),这是一种(zhǒng)形状记忆合(hé)金(SMA),加(jiā)热后可以快速启动(dòng)。研究人员用一个有线(xiàn)的微处理器单元控制弹簧,该单元确定肌肉收缩和拉伸的频率和持续(xù)时间(jiān)。
该系统还包括一个形成(chéng)设备主体(tǐ)的弹(dàn)性体矩阵,为加热的SMA提(tí)供绝缘。此外,一层(céng) "坚韧的粘合剂 "使MAGENTA与(yǔ)肌(jī)肉的(de)自然运动轴保持一(yī)致(zhì),同(tóng)时将刺激传到肌肉组织深处。
"第一作者、Wyss技术开发研究(jiū)员Sungmin Nam博(bó)士说:"虽然未经(jīng)处理的肌肉和用该设备(bèi)处理但未受(shòu)刺激的肌肉在此期间明显消瘦,但主(zhǔ)动受刺(cì)激的肌肉显(xiǎn)示出肌肉消瘦的减少(shǎo),""我们的方法还可以促进在三周固定期间已经损失的肌肉质量的恢(huī)复,并诱导激(jī)活已知引起蛋白质合(hé)成和肌(jī)肉生长的主要生物化学机械传导途径(jìng)。
该团队还试验了一个无线版本,使用激光而(ér)不(bú)是电(diàn)线来(lái)驱动SMA弹簧。虽然这种方(fāng)法(fǎ)由于脂肪(fáng)组织吸收了(le)部(bù)分激光而显(xiǎn)示出效(xiào)果下降(jiàng),但研究人员认为这种(zhǒng)方法仍然(rán)具有潜力,值得进一步研究。