Name: bioinspired soft robot with incorporated microelectrodes
Uploaded: 2020-02-28T13:00:00
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本文由美国国家卫生研究院（R01AR074234、R21EB026824、R01 AR073822-01）、布里格姆研究所步进强者奖和AHA创新项目奖（19IPLOI34660079）资助。

这项研究是严格按照国家卫生研究院《实验室动物护理和使用指南》中的建议进行的。该协议得到了布里格姆和妇女医院动物护理和使用机构委员会（IACUC）的批准。
1. 凝胶合成
<ol><li>在 50°C 下使用磁性搅拌器将 10 克明胶溶解在 100 mL 的 Dulbecco 磷酸盐缓冲盐水 （DPBS） 中。</li>
	<li>缓慢加入8 mL的甲基丙烯酸氢化物，同时在50°C搅拌明胶预聚物溶液2小时。在50°C下用预热的DPB...

<ol>
	<li>Nawroth, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+tissue-engineered+jellyfish+with+biomimetic+propulsion.">A tissue-engineered jellyfish with biomimetic propulsion.</a> Nature Biotechnology. 30 (8), 792-797 (2012).</li><li>Park, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phototactic+guidance+of+a+tissue-engineered+soft-robotic+ray.">Phototactic guidance of a tissue-engineered soft-robotic ray.</a> Science. 353 (6295), 158-162 (2016).</li><li>Laschi, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+Robot+Arm+Inspired+by+the+Octopus.">Soft Robot Arm Inspired by the Octopus.</a> Advanced Robotics. 26 (7), 709-727 (2012).</li><li>Alapan, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+erythocyte-based+bacterial+microswimmers+for+cargo+delivery.">Soft erythocyte-based bacterial microswimmers for cargo delivery.</a> Science Robotics. 3 (17), 4423 (2018).</li><li>Magdanz, V., Sanchez, S., Schmidt, O. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+Sperm-Flagella+Driven+Micro-Bio-Robot.">Development of a Sperm-Flagella Driven Micro-Bio-Robot.</a> Advanced Materials. 25 (45), 6581-6588 (2013).</li><li>Rus, D., Tolley, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+fabrication+and+control+of+soft+robots.">Design, fabrication and control of soft robots.</a> Nature. 521 (7553), 467-475 (2015).</li><li>Holley, M. T., Nagarajan, N., Danielson, C., Zorlutuna, P., Park, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+characterization+of+muscle-based+actuators+for+self-stabilizing+swimming+biorobots.">Development and characterization of muscle-based actuators for self-stabilizing swimming biorobots.</a> Lab Chip. 16 (18), 3473-3484 (2016).</li><li>Shin, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aligned+Carbon+Nanotube&#8211;Based+Flexible+Gel+Substrates+for+Engineering+Biohybrid+Tissue+Actuators.">Aligned Carbon Nanotube&#8211;Based Flexible Gel Substrates for Engineering Biohybrid Tissue Actuators.</a> Advanced Functional Materials. 25 (28), 4486-4495 (2015).</li><li>Shin, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon-nanotube-embedded+hydrogel+sheets+for+engineering+cardiac+constructs+and+bioactuators.">Carbon-nanotube-embedded hydrogel sheets for engineering cardiac constructs and bioactuators.</a> ACS Nano. 7 (3), 2369-2380 (2013).</li><li>Shin, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrically+Driven+Microengineered+Bioinspired+Soft+Robots.">Electrically Driven Microengineered Bioinspired Soft Robots.</a> Advanced Materials. 30 (10), 1704189 (2018).</li><li>Tye, K. M., Deisseroth, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optogenetic+investigation+of+neural+circuits+underlying+brain+disease+in+animal+models.">Optogenetic investigation of neural circuits underlying brain disease in animal models.</a> Nature Reviews Neuroscience. 13 (4), 251-266 (2012).</li><li>Feinberg, A. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscular+thin+films+for+building+actuators+and+powering+devices.">Muscular thin films for building actuators and powering devices.</a> Science. 317 (5843), 1366-1370 (2007).</li><li>Jia, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimulating+cardiac+muscle+by+light:+cardiac+optogenetics+by+cell+delivery.">Stimulating cardiac muscle by light: cardiac optogenetics by cell delivery.</a> Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 4 (5), 753-760 (2011).</li><li>Shin, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+Nanotube+Reinforced+Hybrid+Microgels+as+Scaffold+Materials+for+Cell+Encapsulation.">Carbon Nanotube Reinforced Hybrid Microgels as Scaffold Materials for Cell Encapsulation.</a> ACS Nano. , (2013).</li></ol>

使用这种方法，我们能够成功地制造出一个类似巴比的鱼类生物启发软机器人，在多层结构支架上集成了自激活的心脏组织，由嵌入式Au微电极控制。由于由PEGDA和CNT_GelMA水凝胶制成的两种截然不同的微模式水凝胶层，生物激发的脚手架表现出良好的机械稳定性和理想的细胞对齐和成熟。PEGDA图案层作为骨骼结构在刺射线中的软骨关节，为整个机器人身体提供机械支撑。具体来说，它在心脏组织收?...

现代最先进的软机器人可以模仿许多生物的层次结构和肌肉动力学，如水母1，2，刺射线2，章鱼3，细菌4和精子5。模拟自然系统的动力学和结构，在能量和结构效率方面提供更高的性能6。这与自然组织的柔软性（例如，皮肤或肌肉组织与杨的模量在104×109 Pa之间）的内在相关，与标准工程执行器相比，这允许更高的自由度和优越的变形和适应性（例如，Young 的模量通常在 109+ 1012 Pa 之间）6。心脏肌肉为基础的软执行器，特别是，表现出卓越的能源效率，由于其自我驱动，以及他们的自动修复和再生的潜力相比，机械为基础的机器人系统7。然而，软机器人的制造具有挑战性，因为需要将具有不同物理、生物和机械特性的不同组件集成到一个系统中。例如，工程合成系统需要与活生物系统集成，不仅为他们提供结构支持，而且影响和调节其驱动行为。此外，许多微加工方法需要苛刻/细胞毒性工艺和化学品，这些工艺和化学品会降低任何活部件的生存能力和功能。因此，有必要采用新的方法来增强软机器人的功能，并控制和调节它们的行为。
为了成功地将活部件与良好的生存能力集成，水凝胶基架是创建软机器人机身的极好材料。水凝胶的物理和机械特性可以很容易地调整，为生物成分，如肌肉组织8，9创建微环境。此外，它可以很容易地采用各种微加工技术，从而创建具有高保真度1、2、10的分层结构。柔性电子设备可以融入软机器人，通过电刺激控制其行为。例如，利用光技术设计电原细胞（例如心肌细胞），这种细胞具有光依赖性电生理活化，已用于开发一种基于二甲基硅氧烷（PDMS）的软机器人刺射线，该射线在光线引导下能够重现鱼在体外2的不可调节运动。虽然光遗传学技术表现出了优异的可控性，但所展示的工作采用电刺激，这是一种传统的、传统的模拟方法。这是因为通过柔性微电极进行电刺激与光遗传学技术相比是简单易行的，光遗传学技术需要大量的开发过程11。使用柔性电子设备可以允许长期刺激和标准/简单的制造过程，以及可调的生物相容性和物理和机械特性12，13。
在这里，我们提出了一种创新的方法，以制造生物灵感的软机器人，通过跳动工程心肌组织来驱动，并通过嵌入式柔性Au微电极通过电刺激控制。软机器人设计模仿刺射线的肌肉和软骨结构。与其他游泳物种相比，刺射线是一种相对容易模仿结构和运动的有机体。通过在导电水凝胶微模式上播种心肌细胞，在体外重建肌肉。如前所述，在GelMA水凝胶中加入CNT等导电纳米颗粒不仅改善了心脏组织的电耦合，而且诱导了优良的体外组织架构和排列8、9。然后，使用机械坚固的 PEGDA 水凝胶模式模拟软骨接头，该模式充当整个系统的机械坚固基板。具有蛇形图案的柔性 Au 微电极嵌入 PEGDA 模式，以局部和电刺激心脏组织。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>250 mL Beaker</td>
			<td>PYREX</td>
			<td>1000-250CNEa</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Hydroxy-4&#39;-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>410896</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate</td>
			<td>Milipore</td>
			<td>M6514</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>37&#176; Water bath</td>
			<td>VWR</td>
			<td>W6M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4&#39;,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D9542</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50mL Conical Centrifuge Tubes</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>14-959-49A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70 &#181;m Cell Strainer</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>352350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>80&#176; incubator</td>
			<td>VWR</td>
			<td>1370GM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488 goat anti-mouse IgG (H+L)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A11029</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 594 goat anti-rabbit IgG (H+L)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A11037</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488 Phalloidin</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A12379</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibiotic/Antimycotic solution</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>15240062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Connexin 43/GJAI antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab11370</td>
			<td>Rabbit polyclonal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Sarcomeric &#945;-actinin</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab9465</td>
			<td>Mouse monoclonal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benchtop Freeze Dryers</td>
			<td>Labconco</td>
			<td>77500-00 K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biosafety cabinet</td>
			<td>Sterilgard</td>
			<td>A/B3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon rod electrodes</td>
			<td>SGL Carbon Group</td>
			<td>6971105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5804</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 incubator</td>
			<td>Forma Scientific</td>
			<td>3110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase, Type II, Powder</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>17-101-015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal Microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>LSM 880</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>COOH Functionalized Carbon Nanotubes</td>
			<td>NanoLab</td>
			<td>PD30L5-20-COOH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dicing saw machine</td>
			<td>Giorgio Technology</td>
			<td>DAD-321</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM, High Glucose</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11-965-118</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS without Calcium and Magnesium</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14-190-144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E-beam evaporator</td>
			<td>CHA</td>
			<td>57367</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10-437-028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gelatin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G9391</td>
			<td>Type B, 300 bloom from porcine skin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass slide</td>
			<td>VWR</td>
			<td>48382-180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HBSS without Calcium, Magnesium or Phenol Red</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14-175-079</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted optical microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>CK40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic hotplate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>PC-420</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>methacrylic anhydride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>276695</td>
			<td>Contains 2,000ppm topanol A as inhibitor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nunc EasYFlask 175cm2</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>159910</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Olicscope</td>
			<td>Siglent</td>
			<td>SDS1052DL+</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde Aqueous Solution -16%</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>15710</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDMS SYLGARD 184</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>761036</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photomask</td>
			<td>Mini micro stencil inc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platinum wire</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>AA43014BU</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene glycol dimethcrylate</td>
			<td>Polysciences Inc.</td>
			<td>15178-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Regenerated Cellulose Dialysis Tubing</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>21-152-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver Epoxy Adhesive</td>
			<td>MG Chemicals</td>
			<td>8330S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stericup Quick Release-GP Sterile Vacuum Filtration System</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>S2GPU02RE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra sonicator</td>
			<td>Qsonica</td>
			<td>Q500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV Curing System</td>
			<td>OmniCure</td>
			<td>S2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex mixer</td>
			<td>Scientific Industry</td>
			<td>SI-0246A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waveform generator</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>33500B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wrap Aluminium foil</td>
			<td>Reynolds</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

bioinspired soft robot with incorporated microelectrodes

使用工程肌肉组织和生物材料模仿生物的生物机器人的生物灵感软机器人系统正在彻底改变当前的生物机器人模式，特别是在生物医学研究中。重建人工生命般的驱动动力学对于软机器人系统至关重要。然而，对驱动行为的精确控制和调谐仍然是现代软机器人系统的主要挑战之一。此方法描述了一种低成本、高度可扩展且易于使用的程序，用于制造具有栩栩如生的运动、通过微模式刺痛的心肌组织收缩激活和控制的电动可控制软机器人射线状水凝胶支架。使用软光刻方法，可以成功地将多个组件集成到软机器人系统中，包括微型水凝胶基支架与碳纳米管 （CNT） 嵌入式明胶甲酰胺 （CNT-GelMA），聚（乙二醇）二甲酸酯（PEGDA）、柔性金（Au）微电极和心肌组织。特别是，水凝胶对齐和微模式设计模仿刺痛射线的肌肉和软骨结构。导电的CNT-GelMA水凝胶作为细胞支架，改善心肌细胞的成熟和收缩行为，而机械坚固的PEGDA水凝胶为整个软机器人提供结构软骨样的支持。为了克服金属基微电极的坚硬和脆性，我们设计了一种具有高灵活性的蛇形图案，可以避免阻碍心肌细胞的跳动动力学。结合的柔性Au微电极为软机器人提供电刺激，使控制心脏组织的收缩行为更加容易。

开发Au微电极结合生物启发式软机器人的步骤的流程图 软机器人设计的目的是构建一个能够以最小的复杂性推动游泳运动的膜。结构必须能够持续反复的强柔韧性（约1赫兹），并能够保持其形状，同时实现强大的跳动。通过使用光掩膜选择性地将聚合物进行光交联，我们构建了由微图案 PEGDA 水凝胶层、柔性 Au 微电极层和微图案 CNT_GelMA 水凝胶层组成的分层结构支架。<strong class="xfi...

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Bioinspired Soft Robot with Incorporated Microelectrodes

生物启发的脚手架由软光刻技术使用机械坚固和导电水凝胶制成。微型水凝胶提供定向心肌细胞对齐，从而形成量身定制的驱动方向。柔性微电极还集成到支架中，为自驱动心脏组织提供电气可控性。

生物灵感软机器人与合并微电极

Bioinspired soft robotic systems that mimic living organisms using engineered muscle tissue and biomaterials are revolutionizing the current biorobotics ...

我们制造电控生物吸功能执行器的新方法，不仅克服了现有生物混合执行器的局限性，而且能有力地提高细胞基执行器的性能。利用这种低成本、易于操作的技术，可以控制和调整生物灵感软机器人的驱动行为，从而产生实时刺激。我们的新方法有可能推广到应用无线动力植入柔性电子设备，用于心脏再生。该方法还可以作为研究细胞潜伏构造局部电刺激的新平台。首先在杜尔贝科的PBS的四毫升中溶解80毫克的凝胶。然后加入20毫克的碳氧酸功能化多壁碳纳米管，在660毫赫和100瓦的功率下对溶液进行一小时的声波化。要创建微层PEGDA，请将一层50微米厚的商业透明胶带放在一个TMSPMA涂层玻璃幻灯片上，将15微升的20%PEGDA预聚液倒在镀膜玻璃幻灯片上，然后用金色微电子覆盖。将第一个光掩贴贴在幻灯片顶部，以 800 毫瓦的强度和 8 厘米的距离将整个结构暴露在 200 瓦的紫外线下，110 秒。在紫外线照射结束时，将玻璃滑入杜尔贝科的 PBS。在垫片之间添加 20 微升的碳纳米管 GelMA 预聚合物溶液。5 到 10 分钟后，小心地将微图案 PEGDA 水凝胶和金微电子从未涂覆的玻璃基材上分离，然后将幻灯片倒置到空间上。用胶带将幻灯片固定到盘子上，然后将整个组件倒置。将第二个光贴板放在玻璃幻灯片上，然后将组件暴露在紫外线下，如演示的 200 秒。在接触结束时，用新鲜的Dulbecco的PBS清洗脚手架一次，用细胞培养基用10%的胎儿牛血清补充一次。然后将脚手架放在新鲜介质中，在 37 摄氏度的培养箱中放置新培养皿。按照标准方案从两天大的新生儿心脏分离出心肌细胞后，将细胞以每毫升心脏中等浓度的1.95倍重新悬浮到6个细胞，并在液滴中将细胞播种到制造的软机器人上。当设备的整个表面被覆盖时，在37摄氏度下孵育样品5天，在播种后的第一天和第二天用5毫升新鲜细胞培养剂代替培养素，辅以2%的胎儿牛血清和1%的L-谷氨酰胺。要评估软机器人上心肌细胞的自发跳动，从培养的第三天开始，将机器人置于倒置的光学显微镜舞台上，并使用 5 倍或 10 倍的目标和视频捕获软件以每秒 20 帧的速度对心肌细胞活动进行 30 秒成像。在第五天，使用盖滑梯轻轻抬起边缘的膜。使用三厘米的分空间PDMS作为支架，将两个碳棒电极与铂线贴在一个六厘米的培养皿上，里面装满了心脏介质，并小心地将软机器人转移到培养皿上。然后应用脉冲宽度为 50 毫秒、直流偏移值为零伏特的平方波形，峰值电压振幅介于 0.5 和 6 伏之间。对于对金微电极的电刺激，在多层结构制造后，使用银膏通过外部方形端口将两根铜线连接到金电极上，并在80摄氏度下用一层薄薄的PDMS覆盖，5分钟。然后将样品放在 45 摄氏度的热板上 5 小时，以完全交联 PDMS。在连接的软机器人的电线上播种心肌细胞后，在铜线上应用方波电刺激，其直流偏移值为1伏特，峰值电压振幅在1.5至5伏之间，频率分别为0.5、1和2赫兹。这些软机器人是生物模仿两种不同水生动物，海星和曼塔射线的模式。心肌细胞种子碳纳米管GelMA层根据模式距离表现出不同的跳动行为。为了防止软机器人在心肌细胞动态跳动期间不可逆地完全滚动，PEGDA水凝胶支撑层的图案间距优化为300微米。在这些从收缩记录获得的框架中，可以清楚地看到曼塔射线形状的执行器在机翼中间强劲关闭时，通过拉直来平衡机翼，如预期的那样弯曲机翼。由于错位化的微层碳纳米管GelMA和PEGDA水凝胶，有些膜在收缩时表现出旋转运动。微模式PEGDA和碳纳米管GelMA模式上的心脏组织也可以通过F-actin DAPI共体成像进行可视化。通过共合显微镜以及位于微细胞上方的心脏组织相互连接的沙康结构，也可以在图案区域观察局部单轴沙体对齐和互连的沙体结构。通过连接到金电极的外部碳电极或铜线，在不同频率的电刺激下，激发阈值电压是不同的。PEGDA的UV交联过程和使用光掩贴的GelMA微模式对于获得采用多层覆盖的高质量金微选择非常重要。生物印刷可用于制造微层水凝胶和柔性电极。我们使用生物打印技术，以快速、廉价和高吞吐量的方式获得几何上定义良好的软机器人。通过将柔性电子设备直接集成到水凝胶支架中，该方法可潜在地促进软机器人的无线电刺激的发展。碳纳米管和有机溶剂应始终在烟罩内处理，因为碳纳米管纤维可以进入肺部，从而对癌症发展造成风险。

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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科研

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