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從動物身上得到八大醫學靈感( 二 )

小知識


5.抗菌薄膜
雖然鯊魚因其鋒利無比的牙齒聞名 ， 但是它們異常厚實的皮膚或許也會給人留下深刻印象 。 鯊魚的皮膚也是粗結構 ， 因此任何動物、細菌或水藻都無法依附在它身上 。 鯊魚跟鯨魚不同 ， 對喜歡搭便車的生物來說 ， 后者的皮膚就像個磁鐵 ， 可以讓它們牢牢“抓”住 。
【從動物身上得到八大醫學靈感】對佛羅里達的新興公司——Sharklet Technologies來說 ， 鯊魚皮的這種粗糙結構是個非常誘人的“模特” ， 該公司已經根據自己的設計 ， 研制出一種抗菌薄膜 。 這種薄膜上覆蓋著數百萬個微小的凸起物 ， 它們像彼此相鄰的鉆石一樣排列在一起 ， 可以粘在門和容器表面 ， 防止細菌生長 。
該公司的科學家表示 ， 如果把它應用到醫院里 ， 這種薄膜可以把細菌形成的時間向后推遲長達21天 。 由于該薄膜沒有殺菌作用 ， 因此不用擔心細菌會對它們產生抗性 。
6.模仿蚌類的附著性制成超級薄膜
生活在潮間帶的生命可能非常骯臟、粗野 ， 也短命 。 連續的浪潮拍擊、暴露在極端溫度和鹽度很高的環境下、容易被一系列貪婪的食肉動物(包括人類)捕食 ， 因此 ， 只有耐力最強的有機體才能在這種環境下存活下來 。 不起眼的蚌類就是其中之一 。 多虧有一種強度令人難以置信的粘合劑蛋白母體 ， 即眾所周知的 ， 從兩片死死粘在一起的貝殼之間伸出的足絲(Byssus thread)(通常也稱為“貽貝絲”或“貽貝的須”) ， 蚌類才能附著在任何物體表面 。
由工程師菲利普·麥瑟史密斯(phillip Messersmith)領導的西北大學的一個科研組 ， 已經開發出一種特殊的雙面涂層 ， 這種涂層可模仿蚌類的附著性 ， 用于醫學移植 。 用二羥基苯丙氨酸(dihydroxyphenylalanine)制成的具有粘性的一面 ， 用來把這個涂層附著在移植物上 ， 二羥基苯丙氨酸是一種讓蚌類的蛋白質產生抗力的氨基酸 。 被聚乙二醇覆蓋的沒有粘性的一面 ， 可防止細胞碎片堆積和細菌形成 。 這些細胞碎片和細菌物質可粘貼在心******、導尿管和其他裝置上 ， 對它們產生污染 。
7.模仿蒼蠅耳朵制成的納米助聽器
大部分蒼蠅都是利用大大的復眼追蹤食物 ， 或者逃脫蠅拍的拍打 ， 而小型寄生蒼蠅奧米亞棕蠅(Ormia ochracea)卻是依靠敏銳的聽力 。 這種雌蒼蠅的胸前有兩只非常敏銳的耳朵 ， 它們通過靈敏的聽力 ， 甚至能根據數米外的蟋蟀的叫聲 ， 精確判斷出它們的位置 。 奧米亞棕蠅耳朵里兩個像皮鼓一樣的薄膜 ， 通過胸骨柄連接在一起 ， 胸骨柄是一種骨骼構造 ， 它可以擴大聲音的振幅 ， 確保該蒼蠅能精確判斷出聲音是從哪個方向發出的 。
紐約州立大學—賓厄姆頓分校的工程師羅恩·米勒斯(Ron Miles)受奧米亞棕蠅的驚人聽力的啟發 ， 開發出一套助聽工具 ， 利用方向性微型耳麥模仿蒼蠅超靈敏的耳朵 。 大部分助聽器都無法避開背景噪音 ， 然而米勒斯的小發明跟它們不同 ， 這種新型助聽器的使用者可通過模仿胸骨柄的設計 ， 導向目標追蹤特殊聲音和交談 。 得到美國國家衛生中心的國家耳聾與其他溝通失調中心資助使米勒斯信心大增 ， 他希望這種技術能在新一代高級助聽器的研發中起到重要作用 。
8.堅韌而有彈性的蛛絲
迄今為止在自然界里還沒發現有什么材料能像蛛絲的強度和柔韌度那么好 。 這種多功能纖維 ， 由蜘蛛的絲腺里的一種復合蛋白質構成 ， 通過絲腺上的噴絲頭噴出 。 一只蜘蛛每天可產生多達100碼(91.44米)蛛絲 。 這些蛋白質里的氨基酸的特殊布局 ， 使它產生了一個由堅硬的結晶區和一個非結晶區構成的混合區域 ， 這里正是產生具有超強抗張強度和彈性的蛛絲的地方 。
這些驚人特征使蛛絲經常成為仿生學的關注對象 。 科學家希望能大批生產出人造版本 ， 以便應用于工業、軍事技術和醫學(可當作一種超強縫合材料 ， 這種材料可生物分解 ， 而且柔韌度比纖維B大3倍) 。 雖然研究人員仍在繼續努力 ， 以便實現這個目標 ， 但是最近的研究顯示 ， 一種絲狀生物材料可以用來制造人體骨骼 。 這種納米纖維的結構跟在結締組織里發現的膠原蛋白和彈性蛋白的結構類似 。 這種結構使該物質成為理想的支撐材料 ， 可用來進行血管移植 ， 或者進行骨骼和軟骨工程學研究 。
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