Porcupine Quills & Gecko Pēdas Iedvesmo Medicīniskos Materiālus

{h1}

Dabas projekti ietekmē jaunu dizainu daudzās nozarēs.

Velcro® iedvesmu guva grebšanas āķi. Virsskaņas strūklām ir struktūras, kas darbojas līdzīgi nūjiņām ātrgaitas niršanā. Pilna ķermeņa peldkostīmi, kas tagad ir aizliegti olimpiādē, sportistiem piešķir gludu, pilnveidotu formu kā zivīm.

Dabas projekti piedāvā pētniekiem, kurus finansē Nacionālais veselības institūts, arī idejas par jaunām tehnoloģijām, kas varētu palīdzēt brūcēm dziedēt, padarīt injekcijas mazāk sāpīgas un nodrošināt jaunus materiālus dažādiem mērķiem.

Quill prasmes

Ziemeļamerikas dzeloņcūku spalvas raksturo ar adatām līdzīgi gali, kas apbruņoti ar slāņiem no 700 līdz 800 mikroskopiskām stienēm. Kā atklāj ziņkārīgi suņi un potenciālie plēsēji, atpakaļ vērstā barba padara to mokošu, lai noņemtu muguriņas no miesas.

Zinātniekiem kaulu miesas satveršanas spēja norāda uz neskaitāmiem pielietojumiem. Piemēram, Džefrija Karpa no Hārvarda universitātes, Brigham un Sieviešu slimnīcas un Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (MIT) un viņa Harvarda / MIT kolēģa Roberta Langera darbs. Šie pētnieki izveidoja medicīniskās lentes diskus, kas piesūcināti ar mikroskopiskām stienēm. Viņi pārbauda plāksterus kā instrumentus trūču labošanai vai ķirurģisku brūču aizvēršanai un domā, ka diskiem varētu būt priekšrocības salīdzinājumā ar pašreiz izmantotajām acīm un skavām.

Porcupine strūklas ir devušas pētniekiem jaunas idejas, kā izgatavot medicīniskās ierīces un materiālus ar vēlamajām īpašībām.

Porcupine strūklas ir devušas pētniekiem jaunas idejas, kā izgatavot medicīniskās ierīces un materiālus ar vēlamajām īpašībām.

Kredīts: Shutterstock

Tie paši pētnieki nesen pārbaudīja cūku pīles no pavisam cita skatupunkta. Viņus visvairāk ieintriģēja nevis tas, cik grūti ir noņemt pēdas, bet gan tas, cik viegli vārpstas iekļūst ādā. Dzeloņpīles mīkstumā ieslīd vēl vienkāršāk nekā tās, kurās nav dzeloņu, vai arī tāda paša diametra adatas.

Zinātnieki par pārsteigumu atklāja, ka spalvas caurduršanas spēks nāk no tās dzeloņstieples gala. Liekas, ka barbs darbojas tāpat kā ar griezta naža punktiem, koncentrējot spiedienu uz mazām vietām, lai veicinātu iekļūšanu tajā. Tā kā dzeloņvārpstas prasa daudz mazāk ādas, lai caurdurtu ādu, ieejot miesā, tās nesāp tik daudz, cik to dara kolēģi ar gludu galu.

Pētniekiem dzeloņstieples ir sākumpunkts adatu izstrādei, kas ievada mazāk sāpīgas injekcijas. Lai izvairītos no ērkšķainās - un potenciāli sāpīgās - adatas ar adatu ar adatu izņemšanas problēmas, zinātnieki ierosina izveidot sintētiskas stienīšus, kas pēc iespiešanās mīkstina vai noārdās, vai novietot barbas tikai tajās adatas vietās, kur tās veicinātu iekļūšanu, bet netraucētu izeju.

Gecko Grip

Geko var sašņorēt sienas un staigāt pa griestiem, jo ​​viņu kājas ir pārklātas ar blīvu paklāju, kas līdzīgs pirkstiem. Katra izvirzījums, kas ir dažas tūkstošdaļas collas garš un daudzkārt plānāks par cilvēka matiem, beidzas simtā nanoskalas šķiedru saišķī, ​​ko sauc par lāpstiņu. Katras lāpstiņas gals paplašinās un saplacinās apaļā trīsstūrī, drīzāk kā virtuves lāpstiņa. Kopā nano mēroga lāpstiņas ievērojami palielina kontakta laukumu starp geko pēdu un virsmu.

Paturot prātā ķirzakas pēdas, Karp un Langer izveidoja bioloģiski saderīgu medicīnisko līmi, kurai ir nano mēroga pīlāru modelis, lai maksimāli palielinātu saskares laukumu. Materiāls var pielipt pie dažādām audu virsmām, ieskaitot tās, kas ir neregulāras un maina formu.

Diemžēl materiāls nav pietiekami lipīgs, lai izveidotu hermētisku, ūdensnecaurlaidīgu blīvējumu, tāpēc to nevar izmantot pats uz iekšējiem orgāniem. Turpretī esošā medicīniskā līme var brūces cieši un ātri noslēgt, taču tā var izraisīt arī audu kairinājumu.

Zinātnieki apvienoja divus produktus, lai radītu ideālu risinājumu: geko iedvesmota lente, kas pārklāta ar plānu līmes slāni. Jaunā lente cieši pieguļ virsmām, līme aizzīmogo visas mazās spraugas, un viss produkts nekairina audus. Šīs funkcijas varētu padarīt to piemērotu tādiem lietojumiem kā asinsvadu labošana vai gremošanas trakta caurumu aizzīmogošana.

Zirnekļa tīkla katra daļa ir stipra un elastīga, bet tikai dažas šķipsnas ir lipīgas. Šīs īpašības iedvesmoja zinātniekus izstrādāt medicīnisko līmi, kas maigāka maigai ādai.

Zirnekļa tīkla katra daļa ir stipra un elastīga, bet tikai dažas šķipsnas ir lipīgas. Šīs īpašības iedvesmoja zinātniekus izstrādāt medicīnisko līmi, kas maigāka maigai ādai.

Kredīts: Hellen Grig, Shutterstock

Zīdaini lipīga

Zirnekļa zīds ir stiprs (piecas reizes stiprāks par tēraudu pēc svara), elastīgs un viegls. Dažs zīds ir lipīgs, lai noķertu laupījumu, bet otrs - zirneklis nedrīkst ļauties tam.

Karps, Langers un viņu pēcdoktorantūras biedrs Braiens Laulihts centās radīt vēl vienu jaunu medicīnisku produktu ar līdzīgām īpašībām - elastīgu, atdalāmu līmi, kas noņemot nesabojā pamata virsmu. Šāda veida lente būtu īpaši vērtīga, lai noturētu caurules vai sensorus cilvēkiem ar maigu ādu, ieskaitot jaundzimušos un vecāka gadagājuma cilvēkus.

Atsauces nolūkos zinātnieki sākotnēji pievērsās tradicionālās medicīnas lentei, kuru tāpat kā sadzīves maskēšanas lenti izgatavo, uz plānas pamatmateriāla izklājot lipīgu līmi. Bet tā vietā, lai uzreiz izsmidzinātu pamatni ar līmi, pētnieki vispirms uzklāja uz silikona bāzes veidotu plēvi. Tad, vēlreiz atsaucoties uz nanosu mēroga zīmējumu uz gekonu pēdām, viņi izmantoja lāzeru, lai kodinātu mikroskopisko režģa zīmējumu uz filmas. Visbeidzot, viņi pievienoja lipīgo slāni.

Gar režģa līnijām, kur lāzers sadedzina plēvi, pamatne pieskaras līmi un izstrādājums darbojas tāpat kā parasta līmlente. Lāzera neskartās vietās pamatne peld uz silīcija plēves un viegli paceļas, atstājot līmes slāni, kas vai nu nolietojas dabiski, vai kuru var noņemt ar nelielu pirkstu spiedienu.

Būtībā iegūtajam produktam ir dažas lipīgas un nepastāvīgas vietas, tāpat kā zirnekļa tīkls. Tas notiek viegli, labi pielīp un, pats labākais, viegli iznāk, pat ja ārkārtas situācijā to ātri velk.

Karps nav pārsteigts, ka, izpētot dabisko pasauli, var atklāt risinājumus medicīnas izaicinājumiem. "Es ļoti ticu, ka evolūcija patiesi ir labākais problēmu risinātājs," viņš teica, piebilstot, ka mums vēl ir daudz ko mācīties no dabas.

Uzzināt vairāk:

Video par Džefrija Karpa pētījumu

Arī šajā sērijā:

Daba: galvenais zāļu veidotājs

Šis Inside Life Science raksts tika piegādāts WordsSideKick.com sadarbībā ar Nacionālo vispārējo medicīnas zinātņu institūtu, kas ir daļa no Nacionālajiem veselības institūtiem.


Video Papildinājums: YIKES! Quilled by a Porcupine!.




Pētniecība


Debunked Urban Legend: Žurkas Nepārsniedz Cilvēku Skaitu Ņujorkā
Debunked Urban Legend: Žurkas Nepārsniedz Cilvēku Skaitu Ņujorkā

Fotoattēli: Konfiscētais Zilonis Ziloņkauls Atklāj, Kā Darbojas Masveida Karteļi
Fotoattēli: Konfiscētais Zilonis Ziloņkauls Atklāj, Kā Darbojas Masveida Karteļi

Zinātne Ziņas


'Cork' Ledājs, Kas Aizkavē Jūras Līmeņa Celšanos, Var Būt Pops
'Cork' Ledājs, Kas Aizkavē Jūras Līmeņa Celšanos, Var Būt Pops

Kāpēc Cilvēki Staigā Pa Apli?
Kāpēc Cilvēki Staigā Pa Apli?

T-54 / T-55 Galvenā Kaujas Tvertne
T-54 / T-55 Galvenā Kaujas Tvertne

Mākoņu Atlants Tagad Tiešsaistē: Skatiet Visus Savādos Formējumus Visā Pasaulē
Mākoņu Atlants Tagad Tiešsaistē: Skatiet Visus Savādos Formējumus Visā Pasaulē

Nākotnes Elektrotīkli, Kurus Iedvesmojis Cilvēka Smadzenes
Nākotnes Elektrotīkli, Kurus Iedvesmojis Cilvēka Smadzenes


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com