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从动物身上学来的医学技术

2012-06-20 15:31来源:来去留发布者:laiquliu 查看:

  据国外媒体报道,把大自然改造的更好一点,非常困难,这是因为那错综复杂的结构和模式都是在长期的进化和调整中被慢慢塑造出来的。但我们可以向自然之母学习,比如,很多医学技术便是我们从动物身上学来的。
  软硬结合的乌贼嘴 乌贼嘴是一个天然的工程杰作。它完全由角质等有机材料构成,顶端异常坚硬,基部非常柔软灵活。乌贼嘴拥有的这两种截然相反的特征,可以解释身为软体动物的乌贼将把捕获的食物一点点撕碎而不会伤到自己。
  这个重要的研究成果是由加州大学圣塔芭芭拉分校的一个科研组提出的,他们指出,像乌贼嘴这种渐变材料,在医学和生物技术上有着非常广泛的应用。例如,科学家可以研发出一种一端模仿软骨的弹性,另一端模仿骨骼硬度的假肢。
  海参的秘密武器 海参独特的皮肤结构最近引起了科学家的注意。海参是最出色的食腐动物。虽然缓慢的步调和柔软的肉体似乎都促使它成为食肉动物最易捕食的对象,然而事实并非如此,因为这种像皮革一样的动物拥有一样秘密防御武器:它的皮肤里镶嵌着一个超薄的细胞膜质纤维网。当海参受到威胁时,它会通过给这个网状结构注入蛋白质,把纤维捆绑在一起,使它的皮肤变硬,形成一个固体结构。
  凯斯西储大学的化学家克里斯托普·维德尔(christophweder)已经研发出一种生物高聚物,这种物质跟海参的皮肤一样,可以马上由坚硬变得非常柔软。由于嵌入了一种纤维网,这种新颖的材料能保持坚硬状态,不过当它遇到水时,把纤维禁锢在一起的化学键就会断开,水被蒸发掉后,它又会恢复原样。
  模仿苍蝇耳朵制成的纳米助听器 大部分苍蝇都是利用大大的复眼追踪食物,或者逃脱蝇拍的拍打,而小型寄生苍蝇奥米亚棕蝇(ormiaochracea)却是依靠敏锐的听力。这种雌苍蝇的胸前有两只非常敏锐的耳朵,它们通过灵敏的听力,甚至能根据数米外的蟋蟀的叫声,精确判断出它们的位置。
  纽约州立大学—宾厄姆顿分校的工程师罗恩·米勒斯 (ronmiles)受奥米亚棕蝇的惊人听力的启发,开发出一套助听工具,利用方向性微型耳麦模仿苍蝇超灵敏的耳朵。大部分助听器都无法避开背景噪音,然而米勒斯的小发明跟它们不同,这种新型助听器的使用者可通过模仿胸骨柄的设计,导向目标追踪特殊声音和交谈。得到美国国家卫生中心的国家耳聋与其他沟通失调中心资助使米勒斯信心大增,他希望这种技术能在新一代高级助听器的研发中起到重要作用。
  坚韧而有弹性的蛛丝 迄今为止在自然界里还没发现有什么材料能像蛛丝的强度和柔韧度那么好。这种多功能纤维,由蜘蛛的丝腺里的一种复合蛋白质构成。这些蛋白质里的氨基酸的特殊布局,使它产生了一个由坚硬的结晶区和一个非结晶区构成的混合区域,这里正是产生具有超强抗张强度和弹性的蛛丝的地方。
  这些惊人特征使蛛丝经常成为仿生学的关注对象。科学家希望能大批生产出人造版本,以便应用于工业、军事技术和医学(可当作一种超强缝合材料,这种材料可生物分解,而且柔韧度比纤维b大3倍)。虽然研究人员仍在继续努力,以便实现这个目标,但是最近的研究显示,一种丝状生物材料可以用来制造人体骨骼。这种纳米纤维的结构跟在结缔组织里发现的胶原蛋白和弹性蛋白的结构类似。这种结构使该物质成为理想的支撑材料,可用来进行血管移植,或者进行骨骼和软骨工程学研究。

(责任编辑:laiquliu)

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来去留我李俊

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