黏糊糊的仿生新材料

2021-11-30 07:52:57
大自然探索 2021年10期

人类受苍耳属植物启发,发明了尼龙搭扣。(左:苍耳属植物;右:尼龙搭扣)

外科手术中为伤口缝线需要医生精细的操作

通过模仿鱼鳍,人类发明了船桨;通过观察苍耳属植物,人类发明了尼龙搭扣;仿照水母耳朵(水母触手上的器官,可检测到次声波)的结构和功能,科学家设计出了水母耳风暴预测仪……这些都是仿生学的例子。仿生学是一门利用或模仿生物学原理来寻找创新解决方案的新兴科学。

最近,一些新的仿生材料登上了舞台,在生活和医疗等方面为人们提供了便利。

受鼻涕虫启发的医用黏合剂

幼儿小手指血管直径仅有0.3毫米,这样的手术动辄就得十几个小时。这要求外科医生不仅要有绣花姑娘的心灵手巧,而且要有马拉松运动员的毅力。为了练就这项技能,外科医生需要利用小白鼠练习缝合5000针,才能积累足够的经验为患者操刀。然而,包括手术缝线在内,使用传统的机械式伤口闭合设备(如回形钉或铆钉),往往会对伤口周围组织造成伤害,并需第二次手术将其取出。

现今医学界尽量以微创手术来取代体外循环心脏手术,以降低出现并发症的风险。但是,要在心脏跳动、血液流动的情况下缝合细小的组织,实在是很大的挑战。过去,科学家设想用“胶水”黏合伤口来代替针线缝合,但目前用于伤口修复的黏合剂大多对细胞有毒,或存在黏合不牢固或无法黏附在湿润表面上的问题。

为了提高外科医生缝合伤口的效率,减轻患者的痛苦,加快伤口恢复过程,科学家受鼻涕虫(蛞蝓)分泌的黏液的启发,研发出了能够取代缝线,并能在湿润且动态的环境中把两个表面牢牢黏在一块的组织黏合剂——“蛞蝓强力胶”。

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