章鱼灵感的吸盘移植了薄而精细的组织移植和生物传感器。
章鱼灵感的吸盘移植了薄而精细的组织移植和生物传感器。

章鱼灵感的吸盘组织移植

薄组织移植和柔性电子技术在伤口愈合、再生医学和生物传感方面有着广泛的应用。伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois at urbana - champae)的研究人员及其合作者表示,一种灵感来自章鱼吸盘的新设备能迅速将脆弱的组织或电子薄片转移到病人身上,克服了临床应用的一个关键障碍。

“在过去的几十年里,细胞或组织床单已越来越多地用于治疗受伤或病变组织。组织移植的一个重要方面手术,如角膜组织移植手术,是手术夹持和安全的软组织移植。然而,处理这些生物物质仍然是一个巨大的挑战,因为它们很脆弱,从培养基中取出时很容易被揉皱。”

目前转移薄片的方法包括在一种温度敏感的软聚合物上生长,这种聚合物一旦转移,就会收缩并释放薄膜。然而,这一过程需要30-60分钟来转移一张纸,需要熟练的技术人员,并存在撕裂或起皱的风险,孔先生说。“在手术过程中,外科医生必须将软组织损伤的风险降到最低,并迅速移植,不受污染。另外,不产生皱纹或损伤的超薄材料的转移是另一个关键方面。

为了寻找一种快速获取和释放薄而脆弱的细胞或电子薄片而不破坏它们的方法,研究人员转向动物王国寻求灵感。看到…的方式章鱼或者,乌贼可以用肌肉动力吸力杯(而不是一种粘性化学粘合剂)的微小压力变化来抓取各种形状的湿的和干的物体,这让研究人员有了一个想法。

他们设计了一种由柔软的温度感应层制成的操纵器水凝胶连接到电加热器上。为了拿起一张薄片,研究人员轻轻地加热水凝胶使其收缩,然后把它压在薄片上,然后关闭热量。水凝胶轻微膨胀,软组织或柔性电子薄膜产生吸力,使其可以被提起和转移。然后他们轻轻地把薄膜放在目标上,打开加热器,收缩水凝胶,释放薄膜。

整个过程大约需要10秒。

接下来,研究人员希望进行整合传感器进入机械手,进一步利用他们的软,仿生设计。Kong说:“例如,通过将压力传感器与机械手集成,就有可能监测目标物体在接触过程中的变形,进而调整吸力,使材料保持结构完整性和功能。”“通过这样做,我们可以提高处理这些材料的安全性和准确性。此外,我们的目标是检验通过软操作器转移的细胞和组织的治疗效果。”

这项研究发表在科学的进步

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