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科学家发明出象蜗牛型肠管自动装置

来源:教育部科技发展中心
摘要:近期,在TUDelft发明了一个激动人心的备选方案,即借用蜗牛运动的方式。由于这些原因,研究者正设法研究一种可取代的内科装置,例如,可以独立通过肠道运动的小的自动装置。自动装置在自己的力量下向前运动时会忽略这层黏液,如果有可能,他们会尽量吸取和掠夺肠壁,这样导致肠壁伸展引起病人痛疼和不舒服。TUDelft研......

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研究表明,用于肠研究的内科装置colonsope使病人感到很不舒服。近期,在TU  Delft发明了一个激动人心的备选方案,即借用蜗牛运动的方式。由于这项成功的研究,Dimitra  Dodou于9月18日从TU  Delft获得医学博士学位。

肠道是用内科装置操作极其困难的区域。然而,许多病人需要通过肠道检测才能确定是否患有肠癌。目前进行肠道检测的内科装置是colonsope,它是一个长的,细的,易弯曲的管子,使用它进行检测会引起病人不舒服和痛疼感。由于这些原因,研究者正设法研究一种可取代的内科装置,例如,可以独立通过肠道运动的小的自动装置。在大肠内侧有一层黏液的东西。自动装置在自己的力量下向前运动时会忽略这层黏液,如果有可能,他们会尽量吸取和掠夺肠壁,这样导致肠壁伸展引起病人痛疼和不舒服。

TU  Delft  研究者Dimitra  Dodou提出了一个更好的方案,事实上是使用黏液层容许自动装置模仿蜗牛向前运动。蜗牛在地上运动时在后面留下黏液的痕迹。这种黏液材料同时象滑过的润滑油和金属块涂过的胶水。

肠道自动装置应该也使用类似这样的黏液层。为了取得这样的效果,黏合剂加入了黏液的特性,即使装置黏着在黏液层上。覆盖有润滑油的附加表面的能力是一个很大的科技挑战,因为大多数胶粘剂通常只用于‘清洁’表面。研究者发现了一群号称高分子材料的黏膜黏着剂,它是适合于这种装置的。Dodou用猪的肠来评价这个材料是如何工作的。她的发现揭示了这种以薄膜形式存在的黏膜黏着剂有很强的摩擦力。

尽管这样,然而还没有运动的可能性。蜗牛为了运动,用尽压力来改变中层特性,从而减低摩擦的程度。但在肠道里是不能施加压力的,否则会引起肠的变形。如果覆盖有黏膜黏着剂大片表面保持静止的话,覆盖有黏膜黏着剂的相对小的表面根据大表面而开始运动,小的表面运动自由度相对较小。自动装置的‘手’一个个地向前运动。之后,整个自动装置就大面积地向前滑,在此基础上,小面积的表面又重新开始移动。

在实验中发现运动不仅与薄膜表面大小有关,而且与他们的形状也有关,形状影响产生摩擦力的程度。值得注意的是,薄膜表面大小减少时,摩擦力程度增加,这是由于薄膜结构上的空穴所造成的。因此,通过在黏膜黏着剂上打洞或者关闭空穴可能可以增加摩擦力的程度。

此外,由于紧密的大小能达到高摩擦力的程度,可以通过选择不同的形状,使装置变得更小。研究者目前正在建立一个原型来检测活着的猪。然而我们发展一台可以用于应用的装置还需要一段很长的时间。

杨锐译自:biologynews.net
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