最新研究：机器人帮助病人拉伸肌肉

来源：中关村在线时间：2022-11-16 05:32:53

【资料图】

今天，当你因严重受伤、年老或像肌萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS）和多发性硬化症（MS）等疾病而无法移动时，肌肉萎缩往往是不可避免的。然而，哈佛大学的研究人员在软体机器人中看到了希望，有朝一日可以为无法自己动手的病人拉伸和收缩肌肉。

哈佛大学的工程师们在小鼠身上测试了一种新的机械刺激系统，成功地防止或协助它们从肌肉萎缩中恢复。该团队将 "软体机器人装置 "植入小鼠的后肢，并将其固定在一个类似石膏的围栏中约两周时间。虽然对照组未经处理的肌肉如预期的那样萎缩，但主动刺激的肌肉显示出退化的减少。研究人员认为，他们的系统最终可以导致植入物帮助人类实现萎缩。

它的前景来自于其诱导小的机械性肌肉拉伤的能力，它反映了运动中的自然刺激。此外，在保持萎缩的同时，该设备并没有导致任何严重的组织炎症或损害。"论文的高级作者、哈佛大学怀斯学院工程系的大卫-穆尼博士说："有一个很好的机会，独特的软体机器人方法及其对肌肉组织的独特影响可以开辟疾病或损伤的机械治疗途径。

这种抗萎缩系统被称为MAGENTA（"机械活性凝胶-弹性体-镍钛合金组织粘合剂 "的简称），包括一个由镍钛合金制成的工程弹簧，这是一种形状记忆合金（SMA），加热后可以快速启动。研究人员用一个有线的微处理器单元控制弹簧，该单元确定肌肉收缩和拉伸的频率和持续时间。

该系统还包括一个形成设备主体的弹性体矩阵，为加热的SMA提供绝缘。此外，一层 "坚韧的粘合剂 "使MAGENTA与肌肉的自然运动轴保持一致，同时将刺激传到肌肉组织深处。

"第一作者、Wyss技术开发研究员Sungmin Nam博士说："虽然未经处理的肌肉和用该设备处理但未受刺激的肌肉在此期间明显消瘦，但主动受刺激的肌肉显示出肌肉消瘦的减少，""我们的方法还可以促进在三周固定期间已经损失的肌肉质量的恢复，并诱导激活已知引起蛋白质合成和肌肉生长的主要生物化学机械传导途径。

该团队还试验了一个无线版本，使用激光而不是电线来驱动SMA弹簧。虽然这种方法由于脂肪组织吸收了部分激光而显示出效果下降，但研究人员认为这种方法仍然具有潜力，值得进一步研究。

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