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Utilisation d’une épaule robotique pour développer du tissu tendineux

Une plate-forme de bioréacteur humain a été développée pour fournir aux tendons artificiels une stimulation mécanique de type humain. Il se compose d’une épaule robotique intégrée avec une chambre de bioréacteur souple. La petite chambre, placée au niveau du tendon sus-épineux, contenait des cellules humaines cultivées sur du matériel biomimétique et remplies de milieu de culture. Crédit : Fisher Studios

Une équipe de chercheurs de l’Université d’Oxford et de Devanthro GmbH ont modifié l’épaule du robot pour qu’elle agisse comme un mécanisme d’étirement dans le but de développer des tissus tendineux humains utiles. Dans leur article publié dans la revue Génie de télécomunication , Le groupe décrit une modification de l’épaule d’un robot et son utilisation comme bioréacteur pour la croissance de tissus humains.

Au cours des dernières décennies, les scientifiques médicaux ont étudié la possibilité de son utilisation fibroblastes croître tissu humain Il peut remplacer les tissus perdus ou endommagés chez les patients humains. À cette fin, les chercheurs ont cultivé des organes, de la peau, du cartilage et même de la trachée. Mais de telles entreprises en sont encore à leurs balbutiements.

Un domaine de recherche qui s’est avéré particulièrement difficile est la croissance des tissus tendineux. Les tissus précédemment modifiés n’avaient pas la flexibilité nécessaire pour être utilisés chez un patient humain. Des tentatives ont été faites pour augmenter la flexibilité en construisant des dispositifs qui étirent et plient les tissus au fur et à mesure de leur croissance. Malheureusement, ces tentatives n’ont pas produit de tissus capables de se plier, de se tordre et de s’étirer autant que le pouvaient les vrais tissus. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont adopté une nouvelle approche. Au lieu de faire pousser des tissus tendineux dans des boîtes avec des dispositifs de traction, les chercheurs les ont transplantés à la manière d’un humain – sur une articulation artificielle conçue pour imiter une épaule humaine.

Les chercheurs ont commencé leurs efforts en modifiant un robot open source développé par les ingénieurs de Devanthro pour permettre l’ajout d’un bioréacteur et d’un moyen d’attacher de nouveaux tissus au fur et à mesure de leur croissance. Une fois les sutures capillaires et le bioréacteur en place sur le robot Épaule, l’équipe a inondé les zones concernées avec des nutriments pour stimuler la croissance. Les cellules ont ensuite été laissées se développer sur une période de deux semaines, période pendant laquelle le épaule Activé pendant 30 minutes chaque jour, se penchant, tirant et se tordant de manière humaine. À la fin de la période de croissance, les chercheurs ont étudié le tissu résultant et ont découvert qu’il différait du tissu cultivé dans un environnement stationnaire – mais ils ne savaient toujours pas si le tissu était une amélioration par rapport aux autres méthodes. Plus de travail est nécessaire pour déterminer s’il est nouvellement cultivé tissu Il peut être assez proche de la réalité pour l’utiliser patients humains.

  • Utilisation d'une épaule robotique pour développer du tissu tendineux

    Gros plan de la chambre transparente lisse abritant une structure de matériau cellulaire. Lors de la stimulation mécanique, le tendon sus-épineux est positionné sur l’épaule robotique musculo-squelettique. Une extrémité de la chambre est fixée à la tête de l’humérus et l’autre est reliée au cordon de déplacement par l’unité motrice supérieure, pour imiter la chaîne muscle-tendon trouvée dans le tissu d’origine. Le tendon (ou la construction de matériaux cellulaires dans ce cas) reçoit les forces produites par le muscle (l’actionneur du robot) et les transmet à l’os (le bras du robot). Crédit : Fisher Studios

  • Utilisation d'une épaule robotique pour développer du tissu tendineux

    Une plate-forme de bioréacteur humain a été développée pour fournir aux tendons artificiels une stimulation mécanique de type humain. Il se compose d’une épaule robotique intégrée avec une chambre de bioréacteur souple. La petite chambre, placée au niveau du tendon sus-épineux, contenait des cellules humaines cultivées sur du matériel biomimétique et remplies de milieu de culture. Crédit : Fisher Studios


Des chercheurs créent un échafaudage artificiel pour favoriser la croissance des tissus musculaires en laboratoire


Plus d’information:
Pierre-Alexis Mathoy et al., Des robots humanoïdes pour pressuriser mécaniquement des cellules humaines en croissance dans des bioréacteurs mous, Génie de télécomunication (2022). DOI : 10.1038 / s44172-022-00004-9

© 2022 Réseau Science X

la citation: Utilisation d’une épaule robotique pour développer du tissu tendineux (2022, 27 mai) Extrait le 27 mai 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-05-robotic-shoulder-tendon-tissue.html

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Delphine Perrault

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