Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego skonstruowali robotyczny palec pokryty żywą tkanką 10.06.2022

Skóra na urządzeniu ma zdolność samoistnej regeneracji. 

Lider projektu, prof. Shoji Takeuchi, należy do ekspertów z zakresu tzw. robotyki biohybrydowej. W przeszłości zajmował się tworzeniem sztucznego mięsa hodowanego za pomocą komórek macierzystych albo syntetycznych receptorów zapachu (tzw. e-nosów). Teraz postanowił pójść o krok dalej, zachęcony postępami na polu dermatologii (np. leczenia oparzeń albo innych chorób skóry). Wierzy jednocześnie, że jego projekt znajdzie zastosowanie nie tylko w medycynie regeneracyjnej, ale też doprowadzi do automatyzacji procesów wykonywanych dziś przez człowieka. Myśli także o jego wykorzystaniu w kosmetyce albo farmaceutyce, co doprowadziłoby do ograniczenia konieczności przeprowadzania testów na zwierzętach. 

Czym podzielił się ostatnio ze światem badacz Uniwersytetu Tokijskiego? Spod rąk jego zespołu wyszedł sterowalny robotyczny palec pokryty żywą skórą. Urządzenie zostało zanurzone w cylindrze wypełnionym roztworem kolagenu i fibroblastów, czyli podstawowych składników tkanki łącznej. W całości pokryły one palec, tworząc jednolitą warstwę, do której przylgnęła następna, tym razem złożona z komórek naskórka – keratynocytów. – Nasz model skóry to złożona, trójwymiarowa struktura. Hodujemy ją in situ, na samym narzędziu, a nie w osobnym miejscu, żeby następnie ją przyciąć do odpowiednich rozmiarów i przykleić. Ta metoda zapewnia pełniejsze pokrycie, a jednocześnie lepsze przymocowanie tkanek – mówi Takeuchi. Atutem takiego rozwiązania jest także większa elastyczność palca, którym można bez trudu manewrować w różnych kierunkach. 

Japończyk podkreśla, że skóra na robotycznym prototypie cechuje się zdolnością do samoistnej regeneracji, jeśli zostanie przecięta albo uszkodzona. Na samym zdjęciu opublikowanym na łamach periodyku „Matter” widać zaś, że urządzenie wygląda na pokryte potem albo inną cieczą. Okazuje się, że na tym etapie badań musi być stale trzymana w wilgoci. Wynika to z faktu, że sztucznie wytworzona tkanka jest znacznie słabsza, a jednocześnie brakuje w niej ukrwienia. Suche komórki szybko by obumarły, czyniąc cały model bezużytecznym. 

Projekt z Tokio może okazać się ciekawy nie tylko ze względu na własności inżynieryjne, ale i kognitywne. Według ekspertów robotyczny palec, którego wygląd nasuwa kojarzenia z odciętą częścią ciała wywołuje wrażenie tzw. doliny niesamowitości. Zgodnie z jej założeniami u obserwatorów maszyn funkcjonujących podobnie do człowieka może występować strach, a nawet obrzydzenie. Zjawisko to zostało po raz pierwszy opisane ponad pół wieku temu przez japońskiego inżyniera Masahiro Moriego, a jego metaforyczne określenie zaproponowała Jasia Reichardt. – Początkowo ludzie mogą uznawać podobne technologie za dziwne, ale dzięki pozytywnym doświadczeniom z nimi przezwyciężają te uczucia – tłumaczy w rozmowie z „The Guardian” prof. Fabian Grabenhorst, neurobiolog z Uniwersytetu Oksfordzkiego. 

Takeuchi wraz ze swoimi kolegami może świętować ukończenie ważnego etapu prac, ale przed nimi jeszcze wiele wyzwań. Badacze  chcą włączyć w sztuczną skórę bardziej zaawansowane struktury pełniące określone funkcje, jak choćby mieszki włosowe, gruczoły potowe albo paznokcie. Nie wykluczają także pokrycia syntetycznym materiałem większych obszarów, np. syntetycznej twarzy albo całej ręki. O tym, czy ich plany brzmiące jak żywcem wyjęte z futurystycznych sci-fi albo body horrorów zostaną zrealizowane, z pewnością przekonamy się w kolejnych latach.