Robert Klatt
In Japan wurde erstmals eine künstliche Roboterhaut aus menschlichen Zellen hergestellt. Die Kunsthaut kann sich wie die Haut des Menschen bei Verletzungen selbst heilen.
Tokio (Japan). In Science-Fiction-Filmen gibt es humanoide Roboter schon lange. Nun haben Wissenschaftler der Universität Tokio laut einer Publikation im Fachmagazin Matter erstmals einen Roboterfinger mit einer Haut aus menschlichen Zellen entwickelt. Die Kunsthaut ist so dehnbar, dass sie auch bei komplexen Bewegungen des Fingers nicht beschädigt wird.
„Um Oberflächen effizient mit Hautzellen zu bedecken, haben wir ein Verfahren entwickelt, das Hautgewebe direkt um den Roboter herum formt, was zu einer nahtlosen Hautbedeckung auf einem Roboterfinger führte“, erklärt Shoji Takeuchi. Die Forscher gaben den Roboterfinger dazu in eine Form, die mit einer Kollagenlösung mit menschlichen Fibroblasten (Bindegewebszellen) gefüllt wurde. Dank einer Nährlösung konnten die Bindegewebszellen wachsen und sich dabei um die Oberfläche des Roboterfingers legen.
Am Ende des Prozesses entsteht um den Roboterfinger so eine künstliche Dermis (Lederhaut). Zudem bildeten die Forscher auch die äußerste Hautschicht des Menschen (Epidermis) nach. Dazu siedelten sie Keratinozyten (hornbildende Zellen) auf der Dermis an. Es entstand so eine Kunsthaut, die nicht nur optisch die des Menschen ähnelt, sondern sie auch wasserabweisend ist und Stoffe nicht hineinlässt.
Am besten kann die künstliche Dermis laut Experimenten mit hornbildenden Zellen versehen werden, wenn sie parallel aus verschiedenen Richtungen besiedelt wird. Anschließend sollte die Kunsthaut für zwei Wochen in der Nährlösung verbleiben.
Zudem konnten die Forscher belegen, dass ihre Kunsthaut die Fähigkeit zur Selbstheilung besitzt. Ähnlich wie bei Menschen mit starken Brandwunden nutzten sie dazu ein flaches Kollagenstück, das auf die verletzte Roboterhaut gelegt wurde. Anschließend besiedelten die Bindegewebszellen der Dermis das Kollagen nach und nach. Nach dem Heilungsprozess war die Stelle wieder ähnlich stark belastbar wie zuvor.
„Diese Arbeit ist nur der erste Schritt zur Schaffung von Robotern, die mit lebender Haut bedeckt sind“, erklärt Takeuchi. Aktuell ist die Haut jedoch nur deutlich schwächer als die des Menschen. Zudem kann sie ausschließlich in feuchten Umgebungen verwendet werden und stirbt ohne permanente Nährstoffversorgung schnell ab.
Matter, doi: 10.1016/j.matt.2022.05.019
