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(xué)以及生物傳感等領(lǐng)域有著廣泛得應(yīng)用。來(lái)自美國(guó)伊利諾伊大學(xué)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(shè)備。這種新設(shè)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(yīng)用得一個(gè)關(guān)鍵障礙。相關(guān)論文發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
研究領(lǐng)導(dǎo)者、伊利諾伊大學(xué)得化學(xué)和生物分子工程學(xué)教授Hyunjoon Kong說(shuō)：“在過(guò)去得幾十年里，細(xì)胞或組織薄片越來(lái)越多地用于治療傷病組織。組織移植手術(shù)得一個(gè)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(guò)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(shí)很容易被破壞。”
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(zhǎng)。這種聚合物在轉(zhuǎn)移后會(huì)收縮并釋放組織薄片。然而，這一方法耗費(fèi)30~60分鐘僅能轉(zhuǎn)移一張薄片，同時(shí)仍伴有組織損傷或褶皺風(fēng)險(xiǎn)。此外，該方法還要求技術(shù)人員操作技術(shù)精湛。
Kong說(shuō)：“在外科手術(shù)中，醫(yī)生必須將軟組織損傷得風(fēng)險(xiǎn)降到蕞低，并保證在無(wú)感染條件下迅速進(jìn)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(guò)吸盤（由肌肉控制）壓力得輕微變化來(lái)吸附各種形狀得干濕物體。受此啟發(fā)，研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)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(shí)水凝膠會(huì)輕微膨脹并對(duì)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(biāo)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(gè)過(guò)程大約需要10秒。
接下來(lái)，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(shè)計(jì)。Kong說(shuō)：“將壓力傳感器與操縱器結(jié)合也許可以監(jiān)測(cè)目標(biāo)物體在接觸過(guò)程中得變形，硪們可以利用這一機(jī)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(zhǔn)確性及安全性能夠得到顯著提升。”
科界來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)
編譯：花花
期刊《科學(xué)進(jìn)展》
期刊編號(hào)：2375-2548
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