“活体机器人” 可用于为下一代生物机器人提供动力

科学家利用心脏细胞创造了一种 “活二极管”，这一进步可能为下一代生物机器人和肌肉相关健康问题的新型治疗铺平道路。美国圣母大学的生物工程师通过一种新颖的，自形成的微图案化方法创建了基于肌肉的电路，该方法可用于基于细胞的信息处理。

这项进展使研究人员更接近模仿生物系统相互作用和处理体内信息的方式，这是开发针对肌肉退行性疾病，心律不齐和肢体丢失的新疗法的重要一步。使用肌肉细胞打开了通往功能，生物结构或计算组织的大门，这将使器官能够控制和指导体内的机械设备。

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该设计将两种类型的细胞排列成矩形图案，将可兴奋的细胞与不可兴奋的细胞分开，使团队可以单向转换电信号，并使用活细胞实现二极管功能。除了类似二极管的功能外，肌肉细胞的自然起搏能力还允许研究人员通过调节细胞电活动的频率来传递嵌入电信号中的信息。

圣母大学助理教授pinar Zorlutuna说: “肌肉细胞具有独特的对外部信号做出反应的能力，同时通过细胞间连接与成纤维细胞内部连接。”“通过结合这两种细胞类型，我们有能力定向地启动、放大和传播信号，” Zorlutuna说。

“这些肌肉细胞二极管的成功为将这种基于细胞的电路连接到生命系统提供了一条途径，并为生物医学工程应用 (如生物致动器或生物传感器) 创建了功能控制单元，” 他说。该研究为生物计算提供了一种新的选择，该方法主要集中在使用转基因单细胞或掺有化学添加剂的神经元网络的基因电路来创建信息处理系统。

单细胞选项处理信息的速度较慢，因为它们会传递化学过程，而基于神经元的方法会导致信号失火，最多有10% 的时间向后发射。

该研究发表在《高级生物系统》杂志上。