Forscher der Taft University und des New Jersey Institute of Technology kooperieren um mikroskopisch kleine biologische Roboter zu schaffen, die dem Körper helfen können, nach einer Verletzung zu heilen. Obwohl die sogenannten Anthropobots noch nicht an Menschen getestet wurden, haben sie sich in Verletzungsmodellen in Petrischalen, die menschliche Zellen verwenden, als vielversprechend erwiesen.
Jeder Anthropobot besteht aus mehreren menschlichen Lungenzellen. Diese Zellen werden separat in einer speziellen Umgebung gezüchtet und sammeln sich dann selbst zu Klumpen. Lungenzellen verfügen über Flimmerhärchen, die zu chaotischen Bewegungen fähig sind, um eine Reihe biologischer Funktionen zu erfüllen. Wissenschaftler mussten eine solche Umgebung erfinden, damit Flimmerhärchen über ihre gesamte Oberfläche außerhalb der Zellen wachsen. Als sich die Zellen zu einer vielzelligen Struktur zusammenfügten, bedeckten die Flimmerhärchen sie vollständig. Eine solche Zelle könnte sich in jede Richtung bewegen.
Wissenschaftler unterschieden zwei Arten von Zellen: Einige hatten eine eher kugelförmige Form, während andere eine elliptische Form hatten. Es stellte sich heraus, dass die kugelförmigen Klumpen größtenteils an Ort und Stelle zerdrückt waren. Die Bewegungen der Flimmerhärchen auf der Kugeloberfläche kompensierten sich gegenseitig. Elliptische Körper konnten sich bewegen. Die Flugbahn der Bewegung hing von der Dichte der Flimmerhärchen in dem einen oder anderen Teil des Gerinnsels ab, meist handelte es sich jedoch um eine kreisförmige Bewegung.
Abhängig von ihrer Form bewegen sich menschliche Roboter auf zwei Arten. Die kugelförmigen humanoiden Roboter, im Artikel der Forscher für Advanced Science als „Typ-1-Bots“ bezeichnet, sind überraschenderweise weniger mobil als die ellipsoiden oder „Typ-2-Bots“. Dies liegt daran, dass die relativ gleichmäßige Verteilung der Flimmerhärchen dazu führt, dass sich jede Bewegung der Flimmerhärchen gegenseitig „kompensiert“. Während die kugelförmigen Anthropomorphen sich immer noch bewegen können, sind sie zu einer effizienten Fortbewegung weniger fähig als die ellipsoiden, die sich je nach Dichte der Flimmerhärchen in geraden Linien oder engen Kreisen bewegen können.
Zellcluster als „Roboter“ zu bezeichnen, könnte zu großzügig sein, wie einige Wissenschaftler, die nicht an dem Projekt beteiligt sind, betonen. Anthropobots fehlen nicht nur elektrische Komponenten – was Forscher bisher nicht davon abgehalten hat, den Begriff zu verwenden –, sondern ihre Bewegungen scheinen auch nicht in der Lage zu sein, auf ein bestimmtes Körperteil zu zielen. Dies könnte ein Problem für die langfristige Mission der Forscher darstellen, humanoide Roboter zur Wundheilung einzusetzen.
Im Labor simulierte das Team eine kleine Wunde, indem es eine dünne Schicht Neuronen zerkratzte. Als sie menschliche Roboter auf den Kratzer setzten, schienen sie eine Brücke in der Wunde zu schaffen, die es den Neuronen ermöglichte, den Kratzer mehrere Tage lang zu „beruhigen“. Es ist nicht klar, wie oder warum sie zur Wundheilung beigetragen haben, aber Forscher vergleichen die Fähigkeit der Klumpen, Brücken zu bilden, mit Ameisen, die sich oft zusammenschließen, um eine Lücke zu schließen, die eine einzelne Ameise nicht überwinden kann.
Dies ist nur die Spitze des Eisbergs der Anthropobots. In ihrer Arbeit werfen die Forscher viele „unbeantwortete Fragen für zukünftige Arbeiten“ auf, die sich auf das Verhalten von Zellclustern, das Potenzial zur Gewebereparatur und sogar die Lernfähigkeit beziehen. Die Suche nach Antworten auf diese Fragen wird es Forschern ermöglichen, menschliche Roboter aus ihrer isolierten Umgebung herauszuholen und herauszufinden, wo sie der regenerativen Medizin dienen können.
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