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 MedTech Magazine
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.

Kommentarer (0)
Startsidan just nu

Många med hörselskada söker inte vård

Jobb & Karriär
Hon tar över på Erimed

Annica Forslund-Nilsson är ny vd för hjälpmedelsbolaget.

Släpper IBD-verktyg för barn

Ishockeyn kämpar mot huvudskadorna

Debatten om hjärnskakningar inom ishockeyn fortsätter och tycks inte avstanna. Polarcool har skapat en lösning som ska minska riskerna för hjärnskador när olyckan varit framme. Deras teknik testas nu av SHL.

Polarcool siktar mot idrotten

Företaget Polarcool har utvecklat en medicinsk kylning för behandling av hjärnskakning och upprepade huvudkollisioner, och genomför nu en studie med klubbarna i SHL.

Uppdaterar styrelsen

Nyhetsbrev

Jobb & Karriär
Ny vd hos Brain stimulation

”Nu behöver vi också fokusera på att nå ut med våra produkter.”

Arkiv

Närmar sig CE-märkning

”Vi siktar på att sänka spädbarnsdödligheten i världen fram till 2030”, säger Anna Söderlund, vd Calmark.

Nedräkning: två veckor kvar

Design för alla

1

Krönika: Jag har varit på konferens - igen

Den grundläggande hjälpmedelsförsörjningen får inte glömmas bort när vi har välfärdsteknologi och digitalisering ringande i öronen.

Jobb & Karriär
Nanodoktor till Narva

Kommunikationsbyrån stärker upp inom hälsa, life science och innovation.

Östergötland bäst på web-KBT

Siktar mot marknaden

Hallå där Matz Johansson, som tillträdde som ny vd på Polarcool i september. Vilka erfarenheter kommer du att ha nytta av i din nya roll?

Nu lyfter det för Gnosco

Tecknar avtal med Region Skåne.

Uppkopplade förpackningen lockade investering på 4,5 miljoner

Jobb & Karriär
Visiba värvar med hög profil

Två tunga namn tar plats i styrelsen. 

Blir universitetsdirektör i Luleå

Nytt globalt licensavtal för Bactiguard

Icellate till marknaden

Jobb & Karriär
Prisas för forskning om metabola sjukdomar

Hennes arbete räddar barn från permanenta skador orsakade av ovanliga sjukdomar i ämnesomsättningen – nu tilldelas hon Forska Sveriges forskarutmärkelse.

Goda erfarenheter av digitala vårdmöten

Framåt för Sigrid

Företagets blodsockersänkande preparat visar lovande resultat i proof of concept-studie. ”Detta är företagets mest betydelsefulla milstolpe hittills.”

Snåla skolbudgetar till kognitiva hjälpmedel

Varierade emojis

Ny chef på Obstecare

Vd-byte på Siemens Healthineers

Tysk framgång för Braincool

Ny chef på Bactiguard

Stänger övertecknad emission

Astma på distans

Cellink köper tyskt bolag

Se alla Företagens egna nyheter

BALINIT ® DYLYN – nu i Halmstad!

Livsmedel-godkänt glas från Mirit Glas

Värmerutor från Mirit Glas

Järnfattigt glas från Mirit Glas

Mirit Glas leverar Skyddsglas för lasersvetsning

Mirit Glas erbjudar Blyglas

Mirit Glas tilbydar afirglas, som är nästan lika hårt som diamant

Värmerutor från Mirit Glas

Förberedd för industri 4.0: Ny lamellvakuumpump med tryckreglering

Härdat glas - en stark lösning från Mirit Glas

Böjt och rundat glas från Mirit Glas

Synglas i hög kvalitet för inspektion av industriella processer

R 5 0760 A PLUS den intelligenta vakuumpumpen med integrerad frekvensomvandlare

Kemiskt härdat glas - Den tunna, starka produkten

Glasrör och glasstavar från Mirit Glas

Interpay visar världens modernaste allt-i-ett terminaler på Retail Experience Live 2019, Kistamässan

Synglas i hög kvalitet - Mirit Glas

Förberedd för industri 4.0: Ny lamellvakuumpump med tryckreglering

Tekniskt glas er kännetecknad ved speciella egenskaper

2-poliga modulen kombinerar dataöverföring och koax

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

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

Mirit Glas framställer kemiskt härdat glas till industrier

Mirit Glas leverar glasrör och glasstavar

Synglas till process industrin från Mirit Glas

Sänd till en kollega

0.165