Porcupine Quills & Gecko Pėdos Įkvepia Medicinines Medžiagas

{h1}

Gamtos dizainai daro įtaką naujiems projektams daugelyje pramonės sričių.

„Velcro®“ įkvėpė griebiamieji kaladėlių kaladėlės. Viršgarsiniai purkštukai turi tokias struktūras, kad greičio pasinėrimu veiktų kaip paprastųjų pūkų šnervės. Viso kūno maudymosi kostiumėliai, kurie dabar yra uždrausti olimpinėse žaidynėse, suteikia sportininkams lygią, supaprastintą formą kaip žuvis.

„Nature“ projektuose tyrėjai, finansuojami iš Nacionalinio sveikatos instituto, taip pat teikia naujų technologijų, kurios galėtų padėti žaizdoms užgyti, padaryti injekcijas ne tokias skausmingas ir suteikti naujų medžiagų įvairiems tikslams, idėjų.

Skalbimo įgūdžiai

Šiaurės Amerikos kiaulienos plunksnose yra adatos formos galiukai, apsiginklavę 700–800 mikroskopinių spygliukų sluoksniais. Kaip sužino smalsūs šunys ir potencialūs plėšrūnai, atgal nukreipti spygliukai priverčia nuvalyti stuburus iš kūno.

Mokslininkams mėsos griebimo sugebėjimas parodyti, kad yra daugybė programų. Pavyzdžiui, Jeffrey Karp iš Harvardo universiteto, Brigham ir moterų ligoninės bei Masačusetso technologijos instituto (MIT) ir jo Harvardo / MIT kolegos Roberto Langerio darbas. Šie tyrėjai sukūrė medicininės juostos diskus, įmirkytus mikroskopinėmis juostelėmis. Jie išbando pleistrus kaip išvaržų atstatymo ar chirurginių žaizdų uždarymo įrangą ir mano, kad diskai turėtų pranašumų, palyginti su šiuo metu naudojamomis akimis ir kabėmis.

Porcupine plunksnos tyrėjams suteikė naujų idėjų, kaip pagaminti norimas savybes turinčius medicinos prietaisus ir medžiagas.

Porcupine plunksnos tyrėjams suteikė naujų idėjų, kaip pagaminti norimas savybes turinčius medicinos prietaisus ir medžiagas.

Kreditas: „Shutterstock“

Tie patys tyrėjai neseniai išnagrinėjo kiaulienos cepelinas iš visiškai kitokios perspektyvos. Juos labiausiai suintrigavo ne tai, kaip sunku pašalinti pleiskaną, bet tai, kaip lengvai velenai prasiskverbia pro odą. Spygliuotos plunksnos slysta kūne dar lengviau nei tos, kuriose nėra spygliukų, arba nei to paties skersmens poodinės adatos.

Mokslininkai, savo nuostabai, atrado, kad plunksnos pradūrimo jėga kyla iš spygliuotojo galo. Atrodo, kad žievės veikia kaip dantytos peilio dalys, susitelkdamos į mažus plotus, kad būtų lengviau įsiskverbti. Kadangi spygliuotiems velenams, norint pradurti odą, reikia žymiai mažiau jėgų, patekdami į kūną, jie nekenkia tiek, kiek daro jų lygiakraščiai kolegos.

Tyrinėtojams spygliuotos plunksnos yra atskaitos taškas kuriant adatas, kurios suleidžia mažiau skausmingas injekcijas. Norėdami apeiti dygliuotą ir galimai skaudžią adatų, į kurias įkišta žievė, problemą, mokslininkai siūlo sukurti sintetines spyglius, kurie po įsiskverbimo suminkštėja ar pablogėja, arba dėti spyglius tik tose adatos vietose, kur jie padėtų patekti, bet netrukdytų išeiti.

Gecko Gripas

Gekonai gali nugirsti sienas ir vaikščioti palei lubas, nes jų kojos yra padengtos tankiu pirštų pavidalo iškyšų kilimėliu. Kiekviena iškyša, kelios tūkstantosios colio ilgio ir kelis kartus plonesnė už žmogaus plaukus, baigiasi šimtų nanoskalės pluoštų, vadinamų mentele, kupetoje. Kiekvienos mentelės galas išplečiamas ir išsilygina į apvalų trikampį, panašiai kaip virtuvės mentele. Kartu nanoskalės mentelės žymiai padidina geko pėdos ir paviršiaus sąlyčio plotą.

Turėdami omenyje driežo pėdas, Karpas ir Langeris sukūrė biologiškai suderinamus medicininius klijus, pasižyminčius nanoskalės kolonų modeliu, kad būtų maksimaliai padidinta sąlyčio sritis. Medžiaga gali prilipti prie įvairių audinių paviršių, įskaitant tuos, kurie yra netaisyklingi ir keičia formą.

Deja, medžiaga nėra pakankamai lipni, kad būtų sukurtas hermetiškas, vandeniui atsparus sandariklis, todėl jos negalima naudoti vidaus organams. Priešingai, esami medicininiai klijai gali sandariai ir greitai užsandarinti žaizdas, tačiau tai taip pat gali sudirginti audinius.

Mokslininkai sujungė abu produktus, kad sukurtų idealų sprendimą: gekono įkvėptą juostą, padengtą plonu klijų sluoksniu. Naujoji juosta yra arti paviršiaus, klijai uždengia mažus tarpus, o visas produktas nedirgina audinių. Šios savybės gali būti tinkamos naudoti tais atvejais, kai taisomos kraujagyslės ar uždaromos skylės virškinamajame trakte.

Kiekviena voratinklio dalis yra stipri ir elastinga, tačiau tik kai kurios sruogos yra lipnios. Šios savybės įkvėpė mokslininkus sukurti švelnesnę švelnią odą medicininius klijus.

Kiekviena voratinklio dalis yra stipri ir elastinga, tačiau tik kai kurios sruogos yra lipnios. Šios savybės įkvėpė mokslininkus sukurti švelnesnę švelnią odą medicininius klijus.

Kreditas: Hellen Grig, „Shutterstock“

Šilkinis lipnumas

Voras šilkas yra stiprus (penkis kartus stipresnis nei plienas pagal svorį), elastingas ir lengvas. Kai kurie šilkai yra lipnūs, kad sugautų grobį, o kiti - ne tam, kad voras galėtų nubusti.

Karpas, Langeris ir jų doktorantūros bendradarbis Bryanas Laulichtas stengėsi sukurti dar vieną naują, panašiomis savybėmis pasižyminčią medicininę medžiagą - stangrų, nulupamą klijų, kuris pašalinant nepažeistų apatinio paviršiaus. Tokia juosta būtų ypač vertinga, norint laikyti vamzdelius ar jutiklius vietoje turinčių jautrią odą, įskaitant naujagimius ir senyvus žmones.

Nuoroda į tai, mokslininkai iš pradžių kreipėsi į tradicinės medicinos juostą, kuri, kaip ir buitinė maskavimo juosta, pagaminta paskleidžiant lipnų klijų ant plonos pagrindo medžiagos. Užuot iškart purškę pagrindą klijais, tyrėjai pirmiausia uždėjo silicio pagrindu pagamintą plėvelę. Tada, dar kartą linktelėdami nanometrų modelį ant gekono kojų, jie panaudojo lazerį, kad ant plėvelės išgraviruotų mikroskopinį tinklelio modelį. Galiausiai jie pridėjo lipnų sluoksnį.

Išilgai tinklelio linijų, kur lazeris nudegino plėvelę, pagrindas liečiasi su klijais, o produktas veikia kaip įprasta lipni juosta. Lazerio neliečiamose vietose pagrindinė dalis plūduruojasi ant silicio plėvelės ir lengvai nukeliama, paliekant klijų sluoksnį, kuris arba susidėvi natūraliai, arba gali būti nuvalytas lengvai spaudžiant pirštus.

Iš esmės gautas produktas turi keletą lipnių ir nelanksčių sričių, kaip ir voratinklis. Jis lengvai eina, gerai prilimpa ir, geriausia, švelniai nusileidžia, net greitai traukiant avarinės situacijos metu.

Karpas nenuostabu, kad tyrinėjant gamtos pasaulį galima rasti medicininių iššūkių sprendimų. „Aš tvirtai tikiu, kad evoliucija yra tikrai geriausias problemų sprendimas“, - sakė jis ir pridūrė, kad dar turime daug ko išmokti iš gamtos.

Sužinokite daugiau:

Vaizdo įrašas apie Jeffrey Karpo tyrimus

Taip pat šioje serijoje:

Gamta: pagrindinis medicinos formuotojas

Šis „Inside Life Science“ straipsnis buvo pateiktas „WordsSideKick.com“ bendradarbiaujant su Nacionaliniu bendrųjų medicinos mokslų institutu, priklausančiu Nacionaliniams sveikatos institutams.


Vaizdo Papildas: YIKES! Quilled by a Porcupine!.




Tyrimas


Gyvūnų Seksas: Kaip Tai Daro Mėšliniai Vabalai
Gyvūnų Seksas: Kaip Tai Daro Mėšliniai Vabalai

Ligers Ir Tigons, Oi, Mano! Kačių Linija, Veisiama Su Veislinėmis Veislėmis
Ligers Ir Tigons, Oi, Mano! Kačių Linija, Veisiama Su Veislinėmis Veislėmis

Mokslas Naujienos


3 Faktai Apie Širdies Priepuolius
3 Faktai Apie Širdies Priepuolius

Faktai Apie Stroncį
Faktai Apie Stroncį

„Buzz Off“: Genetinis Redagavimas Gali „Panaikinti“ Uodus
„Buzz Off“: Genetinis Redagavimas Gali „Panaikinti“ Uodus

Ar Yra Kiekvienos Ligos Genas?
Ar Yra Kiekvienos Ligos Genas?

Švelni Dehidracija Sukelia Moterų Nuotaiką Ir Nuovargį
Švelni Dehidracija Sukelia Moterų Nuotaiką Ir Nuovargį


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com