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灵感引力场

2023-08-30

科幻世界 2023年6期
关键词:硅基博格黏合剂

在上古神话中,女娲捏泥塑造了人类;在玛丽·雪莱的构想中,尸块拼凑出了八尺高的弗兰肯斯坦。在各类幻想作品中,都不乏吹口仙气或者挥舞魔法棒,肢体随即重生、伤口立马愈合的场景。然而人身皆是肉长成,微观结构下更是复杂精密,想要达成幻想中的愈合效果,甚或是超脱本体,生长出新的结构,获得新的特性,还得依靠一代代研究者继往开来。

蜗牛胶

医疗的发展涉及方方面面,除了大方向上的研究,还关乎细枝末节,例如伤口的愈合问题。重新连接受伤组织的主要途径是使用外科缝合线和缝合钉,但是缝合伤口可能会导致疼痛、手术部位感染和皮肤疤痕的产生,因而出现了组织黏合剂等其他治疗方法,它们相对有效且无痛,只是目前可用的组织黏合剂仍然缺乏湿黏附能力和生物相容性。在过去二十年里,仿生学科学家们通过研究自然界中各种黏附现象的内部机制,推进着医学技术和组织工程的发展。

蜗牛分泌的黏液使它们在爬行时能与岩石和树木的表面保持接触。两千多年前,蜗牛和它们的黏液就曾被用来治疗与烧伤、脓肿和其他伤口有关的疼痛。科学家们将目光投向了这种潜在的天然生物黏合剂。

中国科学院昆明植物研究所的吴明团队就以蜗牛黏液凝胶为原料,开发了一种由正电荷蛋白和多阴离子糖胺聚糖组成的用于伤口修复的天然生物黏合剂。具有延展性的块状黏合剂可以通过多重相互作用黏附在机体组织上。该生物材料表现出优异的止血活性、生物相容性和生物降解性,可以有效加速正常和糖尿病雄性大鼠全层皮肤伤口的愈合。这一研究揭示了天然蜗牛黏液中的生物黏合剂在伤口修复中的作用和机制,对于制造新一代伤口黏合剂具有重要意义。

( 据《自然通讯》2023.01.24 )

灵光一现:在生物学家和医学家们的努力下,胶水可以黏合的不止是撕碎的纸张、破裂的玻璃和断开的皮革等物件儿,还有受损的皮肤。蜗牛牌生物胶水,皮肤等组织的黏合剂,外科医生的好帮手,患者和孕妇的修复师!

活电极

为了弥补身体的缺陷,或者是在健全的基础上增强某些特殊机能,机械改造逐渐走入大众视野。随着技术的不断成熟与广泛应用,改造人“赛博格”或将演变为“新人类”。还有哪些技术仍待完善呢?单纯的外部连接已然不成问题,然而如何将电子设备与人体的神经、肌肉等组织结构产生完美联结是亟待解决的一大难题。

传统的生物电子学中的刚性电极与生命系统难以相容,因而需要在生物環境中创建合适的导电材料,它们既要柔软到可以与活体组织接触,又要坚固到可以插入人体。瑞典隆德大学和哥德堡大学的研究人员研发了一种在活体组织中制造导电材料的方法,以人体的内源性分子为触发器,注射含有过氧化物酶和表面活性剂等五种物质的凝胶作为“组装分子”,在不同的组织环境中诱导聚合和随后的凝胶化,成功在斑马鱼的大脑、尾鳍和心脏以及药用水蛭的神经组织周围培育出电极(导电聚合物凝胶)。

针对不同的组织,特制对应的化学成分,培育可被脑组织和免疫系统接受的电极。该研究进一步模糊了生物学和电子技术之间的界限,使得集成电路在生物体中的生长成为可能。

( 据《科学》2023.02.23 )

灵光一现:传统意义上的赛博格改造通常是碳基生命与硅基附件的融合,以寻求硅基生命/附件在某些特质上优于碳基的性能,例如脑机接口就是将电子计算机的惊人算力加持在人脑之上。侵入式的电极更精准有效,对身体的危害性也更大,但新式赛博格改造钝化了双刃剑的劣势面,不止连接端,无须硅基介入,碳基生命也可拥有硅基优势!再也不怕机器人造反啦!

【责任编辑 :竹 子】

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