I en ny studie som publicerats i Advanced Materials, presenterar forskare från Linköpings universitet samt japanska Okayama university ett nytt material som kan komma till användning för exempelvis benläkning. Forskarna beskriver materialet som en slags enkel mikrorobot, som kan ändra både form och hårdhet.

Forskarna utgår från ett gelmaterial kallat alginat. På ena sidan om gelen får ett elektroaktivt polymermaterial växa in. Detta material ändrar volym när forskarna applicerar en svag spänning, vilket får mikroroboten att böja sig åt ena hållet.

På den andra sidan av gelen fästs biomolekyler som utvunnits från cellmembranet hos en celltyp som är viktig för benbildning. När materialet doppas i en cellodlingsvätska, som ska efterlikna miljön i kroppen och innehåller kalcium och fosfor, får biomolekylerna gelen att mineraliseras och hårdna som ben.

Denna process liknar kroppens egen lösning med skallbenet hos små bebisar. När vi föds har vi luckor mellan skallbenen som är täckta med mjuk bindväv, som kallas fontaneller. De gör att skallen kan pressas ihop för att lättare ta sig igenom den trånga förlossningskanalen. Efter födseln omvandlas vävnaden i fontanellerna långsamt till hårt ben.

– Vi vill kunna använda detta till applikationer där materialet ska ha olika egenskaper vid olika tidpunkter. I ett första skede är materialet mjukt och följsamt, och sedan kan det låsas i ett läge. Möjliga användningsområden är läkning av komplicerade benbrott eller mjuka mikrorobotar som skulle kunna injiceras genom en liten nål vartefter roboten vecklar ut sig och bildar sina ben, säger Edwin Jager, universitetslektor vid Institutionen för fysik, kemi och biologi, IFM, vid Linköpings universitet, i ett pressmeddelande.

Läs mer i den vetenskapliga artikeln: Biohybrid Variable‐Stiffness Soft Actuators that Self‐Create Bone – Cao – – Advanced Materials – Wiley Online Library