一种使用光学可控生物致动器的微蠕动泵

论文摘要

蠕动在自然界中广泛存在,这种将营养输送到身体各个部位的泵送活动在消化系统中是重要的。在本文中,我们提出了一种由肌肉驱动的管状微型泵,这种微型泵可以用于蠕动输送。我们利用在骨骼肌细胞膜上表达光敏感通道-2（ChR2）的果蝇幼虫获得具有光响应性的肌肉组织。幼虫在蓝光刺激下强制性地表现出肌肉收缩。在改变传播光刺激的速度的同时,我们观察到收缩的肌肉组织表面出现了位移。我们通过将幼虫解剖成管状结构以获得蠕动泵。解剖得到的管状结构的平均内径约为400μm,平均外径约为750μm。可以用相同的蓝光刺激来控制这些管状结构的收缩。为了观察内部流动,我们将微珠放入蠕动泵中,并确认泵可以以120μm·s–1的速度输送微珠。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: Eitaro Yamatsuta,Sze Ping Beh,Kaoru Uesugi,Hidenobu Tsujimura,Keisuke Morishima

关键词: 管状结构,生物致动器,蠕动泵,光遗传学,生物材料,肌肉致动器,组织工程,软机器人

来源: Engineering 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 生物学

单位: Department of Mechanical Engineering, Osaka University,Department of Applied Biological Sciences, Tokyo University of Agriculture and Technology

基金: supported by Grant-in-Aid for Japan Society for the Promotion of Science(JSPS)Fellow(17J01742),JSPS,MEXT KAKENHI(21676002,23111705,26249027,and 17H01254),the Industrial Technology Research Grant Program from the New Energy and Industrial Technology Development Organization(NEDO)of Japan

分类号: Q811

页码: 489-501

总页数: 13

文件大小: 2367K

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