Facebook

Instagram

Benbildning inspirerade till ”mikrorobotar” som kan bilda eget ben


2022-01-18

Danfeng Cao, doktorand vid Linköpings universitet, monterar en bit ben som ”mikroroboten” sedan kommer linda sig runt och växa ihop med.
Bild: Olov Planthaber/LiU
Danfeng Cao, doktorand vid Linköpings universitet, monterar en bit ben som ”mikroroboten” sedan kommer linda sig runt och växa ihop med.

När spänning appliceras kommer materialet (till vänster) långsamt böja sig mot kycklingbenet (vitt). Om vätskan innehåller mineraler som behövs för benbildning kommer materialet inom några dagar bilda artificiellt ben som fäster till kycklingbenet.
Bild: Olov Planthaber/LiU
När spänning appliceras kommer materialet (till vänster) långsamt böja sig mot kycklingbenet (vitt). Om vätskan innehåller mineraler som behövs för benbildning kommer materialet inom några dagar bilda artificiellt ben som fäster till kycklingbenet.

Det svarta materialet är en elektroaktiv polymer som ändrar volym när forskarna applicerar en svag spänning, vilket får den enkla ”mikroroboten” att böja sig. På andra sidan syns gelen där forskarna fäst biomolekyler som gör att det mjuka gelmaterialet kan hårdna som ben.
Bild: Olov Planthaber/LiU
Det svarta materialet är en elektroaktiv polymer som ändrar volym när forskarna applicerar en svag spänning, vilket får den enkla ”mikroroboten” att böja sig. På andra sidan syns gelen där forskarna fäst biomolekyler som gör att det mjuka gelmaterialet kan hårdna som ben.

Jose Martinez (till vänster), Danfeng Cao och Edwin Jager (till höger) vid Linköpings universitet.
Bild: Olov Planthaber/LiU
Jose Martinez (till vänster), Danfeng Cao och Edwin Jager (till höger) vid Linköpings universitet.

Inspirerade av hur ben i skelettet bildas har forskare vid Linköpings universitet och Okayama University i Japan utvecklat en kombination av material som kan anta olika former och hårdna av sig självt. Materialet är först mjukt och blir sedan hårt genom att ben bildas av samma mineraler som finns i skelettet.

När vi föds har vi luckor mellan skallbenen som är täckta med mjuk bindväv, som kallas fontaneller. Tack vare fontanellerna kan skallen pressas ihop och anpassas till den trånga förlossningskanalen. Efter födseln omvandlas vävnaden i fontanellerna långsamt till hårt ben. Nu har forskare kombinerat material som tillsammans efterliknar naturens process.

– 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.

Idén kläcktes under en forskningsvistelse i Japan då materialforskaren Edwin Jager träffade Hiroshi Kamioka och Emilio Hara, som forskar kring ben. De japanska forskarna hade upptäckt en sorts biomolekyler som på kort tid kunde stimulera bentillväxt. Vore det möjligt att kombinera biomolekylen med Jagers materialforskning för att utveckla nya material vars styvhet kan varieras?

I den aktuella studien, som publiceras i Advanced Materials, har forskarna konstruerat ett slags enkel ”mikrorobot”, som kan anta olika former och ändra hårdhet. Forskarna utgår från ett gelmaterial kallat alginat. På ena sidan om gelen får ett polymermaterial växa in. Detta material är elektroaktivt och ändrar volym när forskarna applicerar en svag spänning, vilket får mikroroboten att böja sig åt ena hållet. På den andra sidan av gelen fäster forskarna biomolekyler som gör att det mjuka gelmaterialet kan bli hårt. Dessa biomolekyler utvinns från cellmembranet på en typ av cell som är viktiga 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.

En av de potentiella tillämpningar som forskarna är intresserade av är benläkning. Idéen är att det mjuka materialet, som får kraft och rörelseförmåga av den elektroaktiva polymeren, rör sig in i hålrum i komplicerade benbrott och vecklar ut sig. När materialet sedan hårdnat kan det utgöra grunden för bildning av nytt ben, är tanken. I den aktuella studien demonstrerar forskarna att materialet kan linda sig runt kycklingben och att den artificiella bentillväxten kan växa ihop med kycklingbenet.

Genom att göra mönster i gelen kan forskarna påverka på vilket sätt den enkla mikroroboten kommer att böja sig när spänning tillförs. Vinkelräta linjer i ytan får materialet att böja sig i en halvcirkel, medan diagonala linjer gör att den vrider sig som en korkskruv.

– Genom att styra hur materialet vrider sig kan vi få fram olika rörelsemönster i mikrorobotar, men också styra hur materialet vecklar upp sig i exempelvis ett benbrott. Vi kan baka in rörelsen i materialets struktur, så att man slipper ha komplexa styrprogram för mikrorobotarna, säger Edwin Jager.

Forskarna går nu vidare med att undersöka egenskaperna hos materialkombinationen och hur den fungerar tillsammans med levande celler, för att lära sig mer om dess biokompatibilitet.

Forskningen har gjorts med finansiellt stöd av bland andra Japanese Society for the Promotion of Science (JSPS) Bridge Fellowship program och KAKENHI, Vetenskapsrådet, Promobilia och STINT, Stiftelsen för internationalisering av högre utbildning och forskning.


Källa: Linköpings universitet

Skriv ut





Saab får svensk beställning på torpedtub för ytstridsfartyg

Saab har fått en beställning från Försvarets Materielverk (FMV) på en ny torpedtub för lätta torpeder. Ordervärdet är cirka 150 miljoner kronor, med...

Läs mer
Idcon550
Tove Thelin Täckdal, Anrikningschef Copperstone Resources och Peter Lysvret, projektledare Granitor Systems Mining Division.

Granitor är stolta över att vara en del av Copperstones resa mot ansvarsfull gruvdrift

Copperstone Resources inleder ett samarbete med Granitor inför etableringen av ett nytt anrikningsverk vid Viscaria-gruvan i Kiruna. Samarbetet gäller förprojektering och studie fö...

Läs mer
nextpack


Årets mässa, en succé för Laser Machining Inc.

Elmia Svets & Fogningsteknik blev en mycket lyckad mässa för Laser Machining Inc med många besökare och intressenter.


Hela denna text är ett meddelande från en av...

Läs mer
Svero
Smurfit Kappa LithoPac i Nybro ökar kapaciteten för att möta efterfrågan.

Smurfit Kappa LithoPac ökar kapaciteten för att möta efterfrågan

Smurfit Kappa tillkännager en investering på 75 miljoner kronor gällande Smurfit Kappa LithoPac i Nybro.


Investeringen gäller både en ny byggnad och en ny...

Läs mer
LÅST PLATS 4 Kyocera


Scania och Einride driver på elektrifieringen av vägtransport med ny flotta om 110 lastbilar

De 110 lastbilarna är den hittills största ordern av tunga elektriska fordon för Scania i Europa, och är startpunkten för ett partnerskap med produktutveckling med Einride.

Läs mer
holotech
“Bite Botanical Bitters” – årets vinnare och skapad med inspiration av växten Venus flugfälla.

De är årets vinnare i BillerudKorsnäs förpackningstävling

Det blev designelever från Brobygrafiska som vann det mest eftertraktade priset när svenska etappen av Packaging Impact Design Award (PIDA) avgjordes den 17 maj. Vinnargruppen bestod av...

Läs mer
heta-arbeten_550_2022-q2
Detaljanalyser av plasten i bränsleavfallet ska hjälpa E.ON att öka återvinning och utsortering.

Detaljerad analys ska fasa ut E.ONs förbränning av plast

Detaljerade analyser av bränsleavfall ska hjälpa E.ON att minska plastförbränningen. Nu avskiljs plast från cirka 20 ton blandat avfall och skickas till Tyskland för...

Läs mer
svenska-eurovac


Ahlstrom-Munksjö ingår samarbete med SKF inom tillståndsbaserat underhåll

Ahlstrom-Munksjö AB i Jönköping ingår ett samarbete med SKF inom tillståndsbaserat underhåll i syfte att öka säkerheten och höja den tekniska...

Läs mer
Cadett
Peter Lindström, Partner och ansvarig för Industrial Markets på KPMG i Sverige.

Global studie av gruvindustrin: ESG klättrar upp som främsta risken och fokuset

För tolfte året i rad har KPMG tagit fram rapporten Global Mining Outlook som belyser vad som finns på agendan inom gruvindustrin. En tydlig utveckling från tidigare år...

Läs mer
Swedol


Epiroc flyttar verksamhet från Japan till Kina

Epiroc kommer att flytta produktionen och utvecklingen av borriggar för bygg och anläggning ovan jord från Japan till sin enhet i Nanjing, Kina. Tillverkningsenheten i Yokohama,...

Läs mer
Telfa
Skiss över produktionsanläggning i Köpmanholmen (bilden är en illustration).

Cinis Fertilizer säkrar elanslutning till första produktionsanläggningen

Cinis Fertilizer har tecknat avtal med E.ON Energidistribution om elanslutning till bolagets första planerade produktionsanläggning för miljövänligt kaliumsulfat. Anlä...

Läs mer
automation24_550x300
David Lantto, Lina Lantto och Malin Samuelsson fick LKAB:s idrotts- respektive kulturstipendium 2022.

Längdåkare och keramiker får LKAB:s stipendium 2022

Varje år delar LKAB ut ett idrotts- och ett kulturstipendium till lovande talanger och framgångsrika utövare inom respektive område. Årets kulturstipendiat är...

Läs mer
Hemomatik
I december 2021 fick Holmen Paper sin fjärde specialanpassade A25 dumper med lastväxlare.

Volvo A25G med lastväxlare: Snilleblixten som håller efter 25 år

Det var på ett studiebesök för 25 år sedan, i skogarna utanför Växjö, som Stefan Lundqvist såg den ombyggda skogsmaskinen med en mindre lastväxlare.

Läs mer
thermion
Samordningsgruppen, från vänster till höger: Per Osvalds (Stadsbyggnadskontoret), Anna-Lena Johansson (Business Region Göteborg), Björn Gustafsson (Business Region Göteborg), Sebastian Bergvall (Göteborg Energi) och Hedvig Aspenberg (Göteborg Energi). I bild saknas Mattias Hedeberg (Fastighetskontoret) och Joel Görsch (Business Region Göteborg) som också är med i gruppen.

Möt Göteborg Stads samordningsgrupp för etableringen av batterifabriken

Sedan beslutet att Northvolts och Volvo Cars nya batterifabrik placeras i Göteborg så har det arbetats för fullt med att förverkliga planerna och arbetet fortsätter i samma...

Läs mer
filterteknik-sverige
Tappning av flytande råstål (1680°C) från ljusbågsugn till skänk.

Minskad stålproduktion i april 2022

Under april månad 2022 producerades totalt 398 tusen ton råstål i Sverige. Det är 6,5 procent mindre än i april 2021.


Hittills under året har det producerats 1 634...

Läs mer
Martinsson
Thomas Hässel från Masentia med Eiffeltornet i aluminium som svarvats fram i en Matsuura MAM72.

Masentia tar sina kunder till högre höjder

Obemannad drift i 72 timmar. Med 32 paletter och möjlighet till 330 verktyg. Masentia tar verkligen sina kunder till högre höjder med CNC-fräsen Matsuura MAM72 som visades under...

Läs mer
Robotmäklarna
Staffan Reimendal och Jens Thor Hansen var väldigt nöjda med dagarna på Elmia Polymer.

Engel gör plastindustrin smartare med digitala lösningar

Stabila processer, ökad produktivitet, och hög flexibilitet. Inject 4.0 från Engel innehåller flera digitala lösningar som gör tillverkningsindustrin betydligt...

Läs mer
Disab


Saab vinner amerikanskt kontrakt för Carl-Gustaf M4

Saab har fått ett kontrakt från U.S. Army för granatgeväret Carl-Gustaf® M4. Beställningen omfattar leveranser av vapen till den amerikanska armén och den...

Läs mer
Hydrocut
Renishaw EQUATOR har väckt intresse bland besökarna på Elmia Verktygsmaskiner, berättar Hans Etzner.

Automatiserad kvalitetskontroll ger konkurrenskraft

Automation handlar inte bara om att plocka bitar – det måste bli rätt också. På Elmia Verktygsmaskiner presenterar Renishaw effektiva lösningar för...

Läs mer
Stokvis
Nu får företagen i Umeå en direktlänk till världsmarknaden via APM Terminals Gothenburg.

Ny tågpendel mellan APM Terminals Gothenburg och Umeå

Nu får den norrländska industrin ytterligare en hållbar direktlänk till världsmarknaden via det omfattande linjeutbudet hos APM Terminals i Göteborgs hamn. Den helt...

Läs mer
svets och tillbehör
Alexander Håård och Christoffer Wester framför PLM:s välbesökta monter på Elmia 3D.

PLM följer kunden under hela innovationsresan

Från idé till slutprodukt. PLM Group har såväl verktygen som kompetensen för att kunna ta svenska tillverkningsföretag ut på en innovationsresa. På Elmia...

Läs mer
KG Fridman


Epiroc släpper nya versioner av borriggarna SmartROC T35 and T40

Nu lanserar Epiroc nya versioner av borriggarna SmartROC T35 och T40, och stärker därmed sitt erbjudande inom segmenten anläggning och stenbrott. Uppdateringen innebär en rad...

Läs mer
oem_automation_550
Utrymmeseffektivt och kostnadseffektivt. Tebecos blästerkabin är en plug and play-lösning som visas på Elmia Plåt. Tv Fredrik Rosenbring, th Ulf Nilsson.

Industriell blästring i smart kabin

Allt fler vill säkra produktionen genom att samla alla processer in house. På Elmia Plåt visar Tebeco lösningar för blästring, avgradning och polering som passar ä...

Läs mer
Invex
Maria Eriksson och Jesper Lundstedt från ABB med den kollaborativa roboten YuMi i bakgrunden.

ABB visar intelligenta robotar för en flexibel industri

YuMi, GoFa och Swifti. På Elmia Automation visar ABB hela bredden av kollaborativa robotar – plus flera andra innovativa lösningar för en flexibel och hållbar industri....

Läs mer
Kapab
Briketter skapade av slam – en restprodukt från aluminiumindustrin.

Möjligt att tillverka mineralull med restprodukter från aluminiumindustrin

Ett lyckat forskningsprojekt visar på möjligheten att tillverka mineralull med mindre miljöpåverkan än idag. Anodiseringsslam – en restprodukt från...

Läs mer
mandalons_550
Produktionseffektivitet och god arbetsmiljö hänger ihop. Rickard Lindblad, Fumex, presenterar lösningar för evakuering av svetsrök och oljedimma på Elmia Svets.

Ren luft utan föroreningar förbättrar arbetsmiljön

De är specialister på utsug, fläktar och filter för alla slags arbetsmiljöer men det var evakueringen av svetsrök som blev startskottet för Fumex. Från...

Läs mer
Endress


Fordonskollo ska sätta fart på ungas intresse för fordonsbranschen

I sommar lanserar Nobelgymnasiet i Karlstad ett Sverigeunikt fordonskollo för barn mellan 10 och 13 år. Syftet är att väcka ett tidigt intresse för den snabbväxande...

Läs mer
Hexagon
Det automatiska kopplingsbordet Dolphin matar varje maskin med material på ett säkert och effektivt sätt.

Automatiskt kopplingsbord effektiviserar materialhantering

Automationslösningar vid formsprutningsmaskinen är en självklarhet – men stora vinster görs om du också automatiserar i materialrummet. Quiptec presenterar smarta...

Läs mer
Lesjöfors


Bravida Danmark installerar för 150 miljoner i nytt fastighetsprojekt

Bravida Danmark har tecknat avtal med AGC Biologics A/S att utföra alla tekniska installationer i en ny byggnad på 18 000 kvadratmeter i Søborg.

Läs mer
Ringdahl maskiner


ABB Robotics avtäcker världens första robotlackade konstbil

ABB Robotics har samarbetat med två världsberömda konstnärer – det åttaåriga indiska underbarnet Advait Kolarkar och det Dubai-baserade digitala...

Läs mer
lack-olle
Micke Bergman och Tim Smith från Laser Machining bredvid nya Light Weld från IPG Photonics.

Laser Machining lanserar handhållen lasersvets från IPG

Den lanserades i USA för ett år sedan. Har visats en gång på mässa i Europa och nu för första gången i Sverige. Det handlar om den handhållna...

Läs mer


Sverige beställer Carl-Gustaf-ammunition av Saab

Saab har fått en beställning från Försvarets materielverk (FMV) avseende ammunition till granatgeväret Carl-Gustaf. Ordervärdet är cirka 800 miljoner kronor och...

Läs mer


Så ska automationssystemen i Europas näst största returfiberbaserade pappersbruk uppgraderas

ABB har tilldelats ett nytt avtal av sin långvariga kund DS Smith, tillverkare av hållbara förpackningar, för att uppfylla en vision om högautomatiserad, uppkopplad och...

Läs mer
TC-kanaltork Setra Hasselfors.

Setra Group investerar i TC-kanaltorkar från Valutec till sågverken i Heby och Hasselfors

För knappt två år sedan blev Setra Hasselfors det första sågverket inom Setra Group att satsa på Valutecs TC-teknologi. Nu investerar de i nya TC-kanaltorkar till...

Läs mer
Pontus Sjöberg, vd Swerim och Anders Björklund, vd Kanthal.

Ultramodern atomiseringsenhet invigd

Swerim och Kanthal har invigt sin gemensamma investering – en ultramodern atomiseringsenhet för tillverkning och utveckling av metallpulver. En satsning som bidrar till att Sverige kan...

Läs mer
Rundviks sågverk.

SCA investerar i pelletsanläggning i Nordmaling

SCA har beslutat att investera 70 miljoner kronor i ett nytt sågverksintag och en pelletsanläggning vid Rundviks sågverk i Nordmalings kommun. Investeringen innebär en fö...

Läs mer
David Ekelund, medgrundare till Icebug.

Icebug vill minska skoindustrins miljöpåverkan

Med en unik greppteknologi började Icebug tillverka skor för hala underlag 2001. I dag är företaget världsledande på området och arbetar hårt för att...

Läs mer

Bravida förvärvar bolaget Karlstads Processrör AB

Från vänster: Mikael Nyberg, Fredrik Roxström, Per Djurholm, Stellan Lindqvist.

Bravida förvärvar bolaget Karlstads Processrör AB och kommer därmed att förstärka sin position inom rörinstallationer till industrin i Karlstad med omnejd. Bolaget...

Läs mer
Ulf Hellström, chef för ABB Motion i Sverige.

Industrin ökar sina investeringar i energieffektivitet

Den globala industrin ökar sina investeringar i energieffektivitet under de närmaste fem åren i och med att den kritiska kapplöpningen mot netto-noll intensifieras, visar en ny...

Läs mer
DP600 är perfekt för att mäta differenstryck under sanering och på ventilationsanläggningar.

Ny, smart mätbox för fjärrövervakning av differenstryck

Produktfamiljen Celsicom Easy Connect fortsätter att växa. Den senaste i raden av trådlösa, direktuppkopplade och molnbaserade mätboxar är modellen DP600 som mö...

Läs mer
En soldat med Saabs Carl-Gustaf M4.

Danmark blir femtonde kunden på Saabs Carl-Gustaf M4

Saab har fått en beställning från det danska försvarsministeriets materiel-och inköpsverk på granatgeväret Carl-Gustaf® M4. Leveranser kommer att ske under...

Läs mer


Skogsinventering med AI ger stora klimatvinster

Skellefteåföretaget Conifer Vision har siktet inställt på skogen. Med unika AI-lösningar förser de skogsaktörer med värdefulla underlag för skogsvå...

Läs mer
Konceptbild av LKAB:s cirkulära industripark i Luleå (bilden är en illustration).

LKAB väljer Luleå för den cirkulära industriparken för fosfor och sällsynta jordartsmetaller

– LKAB leder omställningen av järn- och stålindustrin med övergången till koldioxidfri järnsvamp. Vi vill nu bredda vår verksamhet genom att utvinna fosfor...

Läs mer


Zinkgruvan Mining AB förlänger samarbetsavtal med SKF

Zinkgruvan Mining AB förlänger samarbetet med SKF och Momentum Industrial AB och tecknar ett nytt treårigt serviceavtal för att öka tillgänglighet i kritisk roterande...

Läs mer
\

Återvunnen ånga driver ny saltanläggning på Högbytorp

Ångan från E.ONs kraftvärmeanläggning blir till bränsle i miljöföretaget Ragn-Sells anläggning för saltåtervinning på Högbytorp,...

Läs mer


Mest lästa











Heidenhain





Unica Media AB © 2014
Org.nr 556961-2624
Unica Media AB
Hammarby Fabriksväg 23
120 30 Stockholm

Kontakt
info(at)unicamedia.se
Annonsering
annons(at)unicamedia.se