高精度机器人显微外科医生揭示胚胎如何生长

一种高精度的机器人显微外科手术平台揭示了脊椎动物在胚胎发育过程中如何形成的秘密。

在瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)进行的微米分辨率解剖可以为组织工程和其他生物医学应用提供有用的知识。

目前显微外科技术通常需要简单的工具和多年的训练，为了解决这些技术的局限性，生物学家安迪·奥茨求助于工程师塞尔曼·萨卡教授，他是微技术和小型机器人的专家。

”在我的实验室里在美国，我们一直在建造用于组织微观操作的机器人工具，”萨卡教授说。“我们询问是否可以使用这些工具来促进胚胎学研究，使其更可靠，并提供更高的通量，在这种情况下，具体了解组织形态发生(发育组织的塑造和结构)在斑马鱼中的作用的生物力学。”

该平台包括机器人操作手、显微镜、摄像机和手持视频游戏控制器，可以实现研究人员所说的“机器人辅助组织微操作”。机器人本身是紧凑的(200x100x70mm^3.)，高分辨率，灵活，具有多个自由度。该工具可以自动定位，无需任何人工干预，并具有高，重复性的稳定性。

利用该平台，研究人员瞄准了斑马鱼胚胎的精确区域。机器人辅助的显微手术使他们能够去除胚胎细长的尾巴，并单独生长——这一过程被称为外植，通常用于胚胎学研究。

和胚胎学一样，这项工作可以帮助研究人员“逆向工程”组织工程的发展。“如果我们了解力量是如何导致组织形态发生的，我们就可以用工程组织复制这些条件在体外萨卡教授说。“就像生化因素一样，提供正确的机械环境和信号对组织的正常发育和功能至关重要。

“我们也有动力创造出能够执行特定工程任务的生物机器。例如，我们想要设计微型心脏，与真正的心脏相比，它的结构要简单得多。

为此，机器人辅助显微外科手术不仅提供了构造原理，而且还提供了从活体物质中制造机器的手段mechanically-guided自组装”。

这项研究发表在自然通讯．

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