在一些與醫療相關的影視作品總是能看到器官移植手術，利用人體自身的修復能力，某些組織就能實現再生。除了這種方式，其實有些人體組織也可以在體外進行培養再移植，不過這一領域的發展還在起步階段。
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體外組織培養發展受限的原因之一就是適配性。在靜態環境中培育出的組織，與人體部分的形狀匹配並不容易，即便是可以依靠鉸鏈等結構進行輔助，通常也只能在一個方向上對組織進行拉伸或彎曲。
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於是牛津大學和機器人公司 Devanthro 的研究人員想出了一個不同的方案：如果想培育像肌腱或肌肉一樣能夠移動和彎曲的物質，那最好儘可能準確地重建它們的自然生長環境，比如造一個近似人體的環境（這項研究已刊登在 Nature Portfolio 的期刊《Communications Engineering》中）。
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研究人員採用了由 Devanthro 工程師設計的開源機器人骨架，選擇肩關節作為培養組織的部位，並為可以安裝到骨架中來根據需要進行彎曲的組織定製了一個生長環境（這種生長環境被稱為生物反應器）。
Devanthro 一開始設計的人形手臂，包括一個簡化的球窩關節和 9 個肌肉執行器。之後又進行了改動，經過調整的 MSK（肌肉骨骼）肩部比原始模型更接近人體肩部的解剖結構。
圖片來自：《Communications Engineering》
實驗中，研究人員將人類細胞播種在毛髮狀細絲上，並在腔室中注入一種促進生長的富含營養的液體，這些細胞在經過一段時間內的生長後，還需要在仿製的人體肩部上每天進行 30 分鐘的日常鍛鍊。
一段時間後，通過與在靜態環境中培育的組織相比，研究人員發現，在仿人骨架上培育的組織觀察到最快的細胞增殖。即便施加的力程度有所不同，但細胞都顯示出高度拉長的形態。
圖片來自：《Communications Engineering》
由此，研究人員認為，使用 MSK（肌肉骨骼）仿人機器人通過在柔性生物反應器室中培養細胞來支持肌腱組織工程是可行的，生物反應器可以在仿人機器人手臂上進行機械刺激。
雖然這項研究的發展潛力究竟如何還有待進一步的研究，但從目前的表現來看，它能克服當前生物反應器系統存在的局限。
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比如它可用於生產組織來修復肩袖肌腱撕裂，引起撕裂這一常見肩部問題的肌腱炎，也是成人肩部疼痛的最常見原因。通常醫生會使用縫合線將斷裂的肌腱重新連接到骨骼上，但約 40% 的病例會因為組織癒合不良而修復失敗。如果使用類人機器人刺激生長的組織移植物，可能會更成功地癒合。
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類似的方法還可以擴展到其他肌腱（即針對身體的不同位置）甚至其他組織（骨骼、韌帶、肌肉等）上。除了組織工程應用外，類人生物反應器系統也有可能成為先進的體外培養模型，用於測試細胞、藥物和生物材料等。
研究人員還認為，這些類人機器人可以根據患者自身的生理機能製造，這樣就能個性化地對組織進行培養。
值得一提的是，儘管仿人生物反應器有自己的優勢，但研究它目的並不是打算取代現有的類似平台或方案，而是希望能填補尚未解決的臨床轉化途徑中的空白。
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