科学家从章鱼吸盘中获得灵感 开发出新型生物组织片抓取器

据外媒报道,虽然实验室生长的生物组织薄片确实有应用前景,比如治疗伤口,但要拿起这些精致的薄片可能非常困难。这就是一种以章鱼为灵感的新型抓取器的设计所在。目前,如果有人试图用镊子等设备将生物组织片从培养基中取出,那么脆弱的组织片很可能会被撕裂或不可逆地折叠在一起。

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一种替代方法是在对温度敏感的软性聚合物上长出一片组织片,连同该片一起移植到伤口部位。当聚合物随后变热时,它就会收缩,从而释放组织片。但遗憾的是,据报道,通过这个过程转移一张组织片需要30分钟到一个小时,而且组织片最终可能还是会被损坏。

相反,一个国际科学家团队研究了章鱼利用其吸盘的压力变化来抓取物品的方式。这使得研究人员开发了一种原型装置,该装置将一层温度敏感的水凝胶连接到电加热器上。

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为了抓取生物组织片,科学家首先使用加热器加热凝胶,使其收缩。然后将凝胶轻轻压在纸上,然后关闭加热器。这将使凝胶膨胀到原来的状态,轻轻地对片材产生吸力。随后将组织片从培养物中取出并转移到伤口部位后,再次加热凝胶。这将再次使其收缩,从而释放组织片。整个过程仅需10秒左右,计划要求进一步改进该设备。

“通过将压力传感器与操纵器整合在一起,就可以监测目标物体在接触过程中的变形情况,进而将吸力调整到材料保持结构完整性和功能性的水平,”研究负责人、来自伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Hyunjoon Kong教授说。“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。”

关于这项研究的论文最近发表在《科学进展》杂志上。此外还有来自普渡大学、伊利诺伊大学芝加哥分校、韩国忠南大学和韩国高级科学技术研究院的科学家参与了这项研究。

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