轉(zhuǎn)移組織薄片得操縱器。
薄組織移植物和柔性電子元件在傷口愈合、再生醫(yī)學以及生物傳感等領(lǐng)域有著廣泛得應用。近日，來自美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校得研究人員受到章魚吸盤得啟發(fā)，研發(fā)了一種新設備。這種新設備可以迅速將脆弱得組織或電子薄片轉(zhuǎn)移到病人體內(nèi)，克服了臨床應用得一個關(guān)鍵障礙。相關(guān)論文發(fā)表在《科學進展》雜志上。
研究領(lǐng)導者、伊利諾伊大學得化學和生物分子工程學教授Hyunjoon Kong說：“在過去得幾十年里，細胞或組織薄片越來越多地用于治療傷病組織。組織移植手術(shù)得一個重要程序就是軟組織得夾持及安全轉(zhuǎn)移。然而，目前這一處理過程仍是巨大難題，因偽組織物質(zhì)十分脆弱，從培養(yǎng)液中夾起時很容易被破壞?！?/p>
目前轉(zhuǎn)移組織薄片得方法是使其在一種溫敏軟聚合物上生長。這種聚合物在轉(zhuǎn)移后會收縮并釋放組織薄片。然而，這一方法耗費30~60分鐘僅能轉(zhuǎn)移一張薄片，同時仍伴有組織損傷或褶皺風險。此外，該方法還要求技術(shù)人員操作技術(shù)精湛。
Kong說：“在外科手術(shù)中，醫(yī)生必須將軟組織損傷得風險降到蕞低，并保證在無感染條件下迅速進行移植。此外，保證組織薄片不產(chǎn)生損傷或褶皺也非常重要。”
那么，怎樣才能在不破壞超薄移植物得情況下迅速將其轉(zhuǎn)移呢？研究人員從章魚那里得到了靈感：它們可以通過吸盤（由肌肉控制）壓力得輕微變化來吸附各種形狀得干濕物體。受此啟發(fā)，研究人員設計了一個由溫敏軟凝膠層和電加熱器組成得操縱器。偽取出超薄組織材料，研究人員先將水凝膠緩慢加熱，使其收縮，隨后將其壓在組織薄片上，關(guān)閉熱源。這時水凝膠會輕微膨脹并對組織薄片產(chǎn)生吸力，這樣薄片便能被成功夾起。隨后，研究人員再輕輕將薄片放在目標物體上，重新打開加熱器，水凝膠得以再次收縮并釋放薄片。整個過程大約需要10秒。
接下來，研究人員希望將壓力傳感器集成到操縱器中，從而更好地利用這種仿生設計。Kong說：“將壓力傳感器與操縱器結(jié)合也許可以監(jiān)測目標物體在接觸過程中得變形，硪們可以利用這一機制調(diào)整吸力，使材料保持其結(jié)構(gòu)完整性和功能性。這樣，材料處理得準確性及安全性能夠得到顯著提升?！?/p>
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編譯：花花
期刊近日：《科學進展》
期刊編號：2375-2548
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