由人类蛋白质制成的人造肌肉有助于更好的植入

研究人员利用天然蛋白质开发了一种新型人工肌肉    Depositphotos

研究人员已经开发出一种完全由天然蛋白质制成的新型人工肌肉。对环境变化的反应使肌肉能够按需弯曲，这可能使其对植入物、假肢或机器人有用。
 
尽管人工肌肉是一项很有前途的技术，但大多数时候它们仍然有点过于人造，通常由塑料、尼龙、橡胶、蜡状碳纳米管等制成。这可能使它们适合机器人使用，但天然蛋白质可以使它们更适合在人体内使用。
 
在这项新的研究中，佛雷堡大学的研究人员创造了完全“生物基础”的人造肌肉。它们由弹性蛋白制成，这是一种天然蛋白质，能赋予皮肤和血管等组织弹性。从这一点出发，研究小组对蛋白质进行了两种变化，它们对不同的刺激做出反应——温度和酸度的波动。然后将它们分层组合，形成肌肉，在一个刺激下向一个方向弯曲，在另一个刺激下向另一个方向弯曲。
 
最终的结果是一种由亚硫酸钠提供动力的人造肌肉，由于化学反应的振荡，这种肌肉可以有节奏地运动。这一过程可以通过将温度设置为20°C（68°F）来启动，然后pH平衡的变化将使肌肉来回收缩。可通过改变温度再次关闭循环。这使得肌肉可以通过改变结构来进行编程，这样它们的运动就可以在特定的方向上响应特定的刺激。
 
除了在软机器人或假肢方面的潜在应用，该团队表示，这种新型人工肌肉具有生物相容性，因此可以与特定组织匹配，并在体内用于植入物或重建医学。
 
该研究的通讯作者斯特凡·席勒博士说：“由于它来源于天然存在的弹性蛋白，由我们通过生物技术手段生产，因此我们的材料具有高度的可持续性，这也与技术应用有关。”。“在未来，这种材料可以进一步开发，以响应其他刺激，如环境中的盐浓度，并消耗其他能源，如来自生物质的苹果酸。”
 
这项研究发表在《高级智能系统》杂志上。
 
资料来源：佛雷堡大学