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Microscopici robot bioibridi azionati da nervi

Microscopici robot bioibridi azionati da nervi

I ricercatori hanno sviluppato microscopici robot bioibridi guidati dal tessuto neuromuscolare che si innesca quando vengono stimolati dalla luce, portando l'ingegneria meccanica un passo avanti verso lo sviluppo di biobot autonomi.

Nel 2014, i team di ricerca guidati dal professore di ingegneria meccanica e scienze meccaniche Taher Saif (1) e dal professore di bioingegneria Rashid Bashir (2) dell'Università dell'Illinois hanno lavorato insieme per sviluppare i primi biobot semiautomatici, per il nuoto e la deambulazione semoventi, alimentati dal battito delle cellule muscolari cardiache derivate dai ratti.

“Il nostro primo studio sul biobot nuotatore ha dimostrato con successo che i robot, modellati sulle cellule spermatiche, potevano effettivamente nuotare”, ha detto il professor Taher Saif. “Quella generazione di robot a coda singola utilizzava il tessuto cardiaco che batte da solo, ma non riuscivano a percepire l'ambiente né a prendere alcuna decisione.”

In un nuovo studio pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences (3), diretto dal professore Taher Saif, i ricercatori dimostrano una nuova generazione di robot a due code alimentati dal tessuto muscolare scheletrico stimolato dai motoneuroni di bordo. I neuroni hanno proprietà optogenetiche: dopo l'esposizione alla luce si accendono per attivare i muscoli.

“Abbiamo applicato una coltura di cellule di neuroni optogenetici, derivata dalle cellule staminali del topo, adiacente al tessuto muscolare”, ha detto Taher Saif. “I neuroni avanzarono verso il muscolo e formarono giunzioni neuromuscolari permettendo al biobot nuotatore di muoversi da solo.”

Celle fotovoltaiche organiche ad alte prestazioni

Celle fotovoltaiche organiche ad alte prestazioni

Accettatore non fullerene a grande gap che consente celle fotovoltaiche organiche ad alte prestazioni per applicazioni indoor.

Scienziati svedesi e cinesi hanno sviluppato celle solari organiche ottimizzate per convertire la luce ambientale interna in elettricità. Il potere che producono non è elevato, ma probabilmente è sufficiente per alimentare i milioni di prodotti che Internet delle cose porterà online.

Man mano che l'internet delle cose si espanderà, ci si aspetterà che avremo milioni di prodotti online, sia negli spazi pubblici che nelle case. Molti di questi saranno la moltitudine di sensori per rilevare e misurare umidità, concentrazioni di particelle, temperatura e altri parametri. Per questo motivo, al fine di ridurre la necessità di sostituzioni di batterie frequenti e costose, la domanda di fonti rinnovabili ed economiche di energia sta aumentando rapidamente.

È qui che entrano in scena le celle solari organiche. Non solo sono flessibili, economiche da fabbricare e adatte alla produzione, come ad esempio in grandi superfici in una macchina da stampa, ma hanno un ulteriore vantaggio: lo strato che assorbe la luce è costituito da una miscela di materiali donatori e accettori, che offre una notevole flessibilità nell'accordare le celle solari in modo tale che siano ottimizzate per spettri diversi - per luce di lunghezze d'onda diverse.

Artrosi: un chip 'imita' la malattia per escogitare terapie mirate

Artrosi un chip imita la malattia per escogitare terapie mirate

Un chip sofisticato, delle dimensioni di una moneta, in cui è possibile coltivare la cartilagine e che in seguito può essere sottoposto a stress meccanico tale da generare gli effetti dell'artrosi.

Questo è lo straordinario risultato raggiunto presso il laboratorio MiMic (Microfluidic e Biomimetic Microsystems) del Politecnico di Milano del dottor Marco Rasponi (1) del campus di Milano, coordinatore dello studio insieme al dottor Andrea Barbero (2) dell'Ospedale Universitario di Basilea.

Non solo ha prodotto il chip rivoluzionario ma, mentre il piccolo dispositivo era in fase di sperimentazione, lo studio, pubblicato su Nature Biomedical Engineering, (3) ha anche dimostrato che l'iperstimolazione meccanica della cartilagine sembra essere sufficiente per indurre la patologia correlata all'osteoartrosi, senza dover ricorrere alla somministrazione di molecole infiammatorie come era comune fare fino ad ora.

Infatti, un'appropriata compressione del tessuto cartilagineo può indurre sintomi tipici dell'osteoartrosi (OA): infiammazione, ipertrofia e un'accelerazione dei processi degenerativi. Pertanto, nella cartilagine “su chip” si crea un ambiente ideale in cui testare l'efficacia e i meccanismi dei trattamenti farmacologici, abbreviando i tempi e i costi della sperimentazione e riducendo al contempo la necessità di test sugli animali.

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