由日本理化學研究所(理研)和東京電機大學等組成的共同研究小組2016年10月17日宣布，開發(fā)出了利用蚯蚓肌肉組織的小型泵機。該產(chǎn)品具有可與已有的使用壓電元件的同尺寸泵機相匹敵的功能，因此今后很可能成為超微小泵機開發(fā)上的典范。

　　以前理研等一直在開發(fā)將生物擁有的細胞及組織結構導入到微流體器件的技術，比如使用新生小鼠心肌細胞的泵機以及使用電鰩的發(fā)電機等。但該研究小組以前開發(fā)的使用新生小鼠心肌細胞的泵機由于心率搏動而缺乏控制性，而且收縮也僅為微牛頓(μN)級別，無法替代已有器件。

　　此次研究人員著眼于構成蚯蚓體表的體壁肌，以具有環(huán)狀構造，而且控制性、響應性、應答速度及收縮力出色的體壁肌肉為材料，試制出了在聚集性及機械性方面可與已有泵機相匹敵的小型“蚯蚓泵機”。制造時使用微細加工技術，以微流體芯片為基座，制備了寬度和深度為0.2mm的微細流路、直徑為3mm的泵室、止回閥等，然后在上面設置傳遞肌肉收縮力的推桿，最后蓋上“蚯蚓肌肉片”并用針固定。

　　蚯蚓肌肉片是對陸生蚯蚓進行橫切然后展開成寬約1cm的片狀。機械特性檢測結果顯示，對6V電壓電刺激的收縮力最大為9.3mN(約0.95g重)，收縮前的響應時間約為0.3秒。這一性能與小型泵機驅(qū)動元件普遍使用的同尺寸壓電元件為同等程度。

　　用6V電壓的電脈沖(持續(xù)時間為0.3秒)以3秒為間隔向泵機上的蚯蚓肌肉片實施連續(xù)刺激時，確認泵室內(nèi)的水會隨著肌肉片的收縮被推出，實現(xiàn)送液動作。流量為每分鐘5μL，是使用新生小鼠心肌細胞的泵機的1000倍以上。

　　形成蚯蚓泵機動作的能量源為生物體的共同能源——三磷酸腺苷(ATP)。如果包括神經(jīng)組織等在內(nèi)，能夠人工制造與蚯蚓相同的構造，將來還有可能不用電刺激便可驅(qū)動。無需電力的小型泵機若得以實現(xiàn)，有望應用于不能使用電機的下水道內(nèi)機器人、血管內(nèi)機器人等工業(yè)及醫(yī)療等領域。