Eine gewebetechnisch hergestellte Qualle mit biomimetischem Antriebspuls
[/ h1]Reverse Engineering biologischer Form und Funktion erfordert hierarchisches Design über mehrere Ordnungen von Raum und Zeit. Jüngste Fortschritte im mechanistischen Verständnis biosynthetischer Verbundmaterialien, computergestützte Designansätze in der molekularsynthetischen Biologie und der traditionellen Soft-Robotik und die zunehmende Fähigkeit, strukturelle und chemische Mikroumgebungen zu erzeugen, die die zelluläre Selbstorganisation fördern, haben die Fähigkeit verbessert, eine solche hierarchische Architektur zu rekapitulieren in künstlichen biologischen Systemen. Hier haben wir diese Fähigkeiten in einer systematischen Designstrategie kombiniert, um eine Muskelpumpe zurückzuentwickeln. Als Machbarkeitsnachweis berichten wir über den Bau einer frei schwimmenden Qualle aus chemisch dissoziiertem Rattengewebe und Silikonpolymer.
Die Konstrukte, die als "Medusoide" bezeichnet werden, wurden mit Computersimulationen und Experimenten entworfen, um die Schlüsseldeterminanten des Quallenantriebs und der Fütterungsleistung durch quantitative Nachahmung des strukturellen Designs, der Schlaganfallkinematik und der Tier-Flüssigkeits-Interaktionen abzugleichen. Die Kombination des Konstruktionsalgorithmus mit quantitativen Benchmarks der physiologischen Leistung legt nahe, dass unsere Strategie allgemein auf das Reverse Engineering von Muskelorganen oder einfachen Lebensformen anwendbar ist, die pumpen, um zu überleben. Im niederländischen BNR-Radio können Sie seht diese Qualle live
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