鼻涕虫受惊吓能死死黏住表面 该能力启发了科学家

鼻涕虫黏液的秘密在于它可以通过三种不同的方式结合在表面上。它含有一种叫初级胺的、带正电荷的化学物质。当它与带负电荷的组织和细胞相互作用时,两个表面就会像粘在烘干机里的衣物一样相互吸引。

这种材料还可以与组织通过化学方式结合,也可以如缠绕的电话线一般,通过交织的表面蛋白质进行物理连接。

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欧洲鼻涕虫在各个方面都其貌不扬:黏糊糊的,棕色,尺寸比信用卡短。

但是Arion subfuscus却拥有一项小的超能力:当受到惊吓的时候,它可以很好地粘在湿润的表面上,并且与此同时还能继续保持身体的柔韧度。

“在材料和生物医学领域这都是一个非常具有挑战性的问题,”哈佛大学威斯生物工程研究所的材料学家Jianyu Li指出。“这些代表了粘合剂发展中的最大挑战。”

科学家们寻找一种更好的手术和伤口愈合粘合剂有一段时间了。

Li一直都在整理科学文献,试图找到如何制造出更好的手术粘合剂的线索,这种粘合剂能够修复脆弱的器官,而不会造成缝合线或手术钉引起的损伤,也不存在空气或液体泄漏的风险。

正如他和他的同事周四在《科学》杂志上所报道的那样,这种受鼻涕虫粘液启发的材料可能会有非常大的帮助。

通常在灵活性和粘性之间存在着一个取舍的权衡,Li说道。强力胶在干燥的表面上效果非常好,但它是比较硬且有毒,所以它永远不能用来修补跳动的心脏或流血的伤口。

而其他材料有弹性,但粘度又不够。

还存在着防御性的鼻涕虫黏液。

当人们感到害怕时,通常会进入“战斗—或—逃跑”的模式。当Dusky Arion鼻涕虫受到惊吓时,比如被一只盘旋的鸟吓到,它的皮肤会渗出一种超级粘稠的粘性物。

如果鸟试图去拉开树叶上的鼻涕虫,这种粘性物的粘性就足够使鼻涕虫待在树叶上了,Li说道,它可能会使鼻涕虫安全地待在某个地方—就像粘在鞋底的口香糖一样。

“这种防御性的黏液非常粘稠,而且强度好,还具有高的延展性,”Li如是说。“这也激发了我们的灵感。”

他和他的同事们将鼻涕虫的黏液作为一个起点来设计一种新的粘合材料,这种材料将类似于鼻涕虫粘液的成分和弹性凝胶两者结合在了一起。

鼻涕虫黏液的秘密在于它可以通过三种不同的方式结合在表面上。它含有一种叫初级胺的、带正电荷的化学物质。当它与带负电荷的组织和细胞相互作用时,两个表面就会像粘在烘干机里的衣物一样相互吸引。

这种材料还可以与组织通过化学方式结合,也可以如缠绕的电话线一般,通过交织的表面蛋白质进行物理连接。

Li和他的同事们发明了一种坚韧的、类似于明胶的贴片,这种贴片含有的90%的水是来自于海藻分泌的化合物,它与鼻涕虫黏液具有相似的性质。

其结果就是它像强力胶一样粘稠,而且还比橡皮筋更有弹性,在湿润的表面上也能起作用,对人体细胞没有毒性。Li说,这种材料能和器官很好地粘合,就像软骨与骨骼之间的作用一样。

在动物实验中,这些贴片成功地粘在了流血的猪皮上以及流着血的、还在跳动的猪心脏上。还能修补老鼠肝脏上的孔洞,且在为期两周的实验中,这些贴片仍然可以一直保持粘性。

通过注射,这种材料可以密封猪心脏上的一个孔洞,并且能够承受重复的心脏膨胀运动。在对人体细胞进行的24小时测验中,它并没有造成任何损伤。

在小鼠实验中,这种粘合剂引起的炎症反应要比其他测试材料都少。

“这篇文章让我印象深刻的是,他们似乎已经开发出一种简洁的、可以获得高粘性和生物相容性的方法,能够实际应用在临床环境中。”佛罗里达大学的生物医学工程师布兰Blanka Sharma如是说,她并没有参与这篇论文。

在医用粘合剂领域一直都有很多发展,但是,她说道,目前存在的产品仍然是“次优”的。

由于具有毒性,与强力胶有类似化学性质的粘合剂在医药方面的使用有限。其他的粘合剂,比如纤维蛋白胶,虽然没有毒性但非常贵,也很难使用起来。

“我们正处于这样一个阶段,我认为我们已经掌握了一些技术,虽然这些技术还不足以解决当前手术中的关键问题,但已经非常接近了这个目标了,”Sharma说道。

例如,她说,像Li所开发的粘合剂有一天可能会帮助外科医生修补婴儿心脏上的孔洞。或者它可以帮助修复软骨,而这对于缝线是不可能实现的。

“有趣的是,试想下某一天我们可以不使用缝线就能将组织粘合在一起,”Sharma说道。

类似于这种贴片的材料在用于人类之前,仍需要经过多年的测试。与此同时,Li和同事们正在致力于开发一种生物可降解的材料,这种材料在器官一旦治愈后就会分解。

那为什么不直接开一个鼻涕虫农场呢?

“我认为第一个原因就是成本问题,”Li说道。“第二个原因是我不是生物学家。”

SOURCE: http://tech.163.com/17/0731/15/CQME9IBP00097U81.html

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