一个由工程骨骼肌驱动的生物混合无阀泵机器人

泵是所有动物维持生命的关键部件。在生命的最初阶段，管状胚胎心脏就像一个无瓣膜的泵，能够产生单向的血液流动。受这个基本泵的启发，我们开发了第一个由工程骨骼肌驱动的生物混合无阀泵机器人。我们的泵机器人包括一个柔软的水凝胶管，两端连接到一个更硬的聚二甲基硅氧烷(PDMS)支架，产生阻抗不匹配。一个可收缩的肌肉环在偏离中心的位置包裹水凝胶管，挤压管，或不局部弯曲。自发或电刺激的周期性肌肉收缩进一步挤压管，产生弹性波，沿着软管传播，并在软/硬管边界反射回来。肌环的不对称位置导致波到达之间的时间延迟，从而建立一个净单向流体流动，而不管管是否弯曲。F低利率高达22.5米L/min是目前的泵-bot实现的，比类似尺寸的心肌细胞动力阀泵至少高3个数量级。由于其简单的几何形状，坚固耐用，易于制造和高泵性能，我们的Pump-bot特别适合广泛的生物医学应用，如微流体、药物输送、生物医学设备、心血管泵系统，以及更多。

这项研究最近发表在《美国科学院院刊》上，链接如下:李正伟，等。"由工程骨骼肌驱动的生物混合无阀泵机器人"美国国家科学院院刊(2019): 201817682。