在上古神話中,女媧捏泥塑造了人類;在瑪麗·雪萊的構想中,尸塊拼湊出了八尺高的弗蘭肯斯坦。在各類幻想作品中,都不乏吹口仙氣或者揮舞魔法棒,肢體隨即重生、傷口立馬愈合的場景。然而人身皆是肉長成,微觀結構下更是復雜精密,想要達成幻想中的愈合效果,甚或是超脫本體,生長出新的結構,獲得新的特性,還得依靠一代代研究者繼往開來。
醫療的發展涉及方方面面,除了大方向上的研究,還關乎細枝末節,例如傷口的愈合問題。重新連接受傷組織的主要途徑是使用外科縫合線和縫合釘,但是縫合傷口可能會導致疼痛、手術部位感染和皮膚疤痕的產生,因而出現了組織黏合劑等其他治療方法,它們相對有效且無痛,只是目前可用的組織黏合劑仍然缺乏濕黏附能力和生物相容性。在過去二十年里,仿生學科學家們通過研究自然界中各種黏附現象的內部機制,推進著醫學技術和組織工程的發展。
蝸牛分泌的黏液使它們在爬行時能與巖石和樹木的表面保持接觸。兩千多年前,蝸牛和它們的黏液就曾被用來治療與燒傷、膿腫和其他傷口有關的疼痛。科學家們將目光投向了這種潛在的天然生物黏合劑。
中國科學院昆明植物研究所的吳明團隊就以蝸牛黏液凝膠為原料,開發了一種由正電荷蛋白和多陰離子糖胺聚糖組成的用于傷口修復的天然生物黏合劑。具有延展性的塊狀黏合劑可以通過多重相互作用黏附在機體組織上。該生物材料表現出優異的止血活性、生物相容性和生物降解性,可以有效加速正常和糖尿病雄性大鼠全層皮膚傷口的愈合。這一研究揭示了天然蝸牛黏液中的生物黏合劑在傷口修復中的作用和機制,對于制造新一代傷口黏合劑具有重要意義。
(?據《自然通訊》2023.01.24?)
靈光一現:在生物學家和醫學家們的努力下,膠水可以黏合的不止是撕碎的紙張、破裂的玻璃和斷開的皮革等物件兒,還有受損的皮膚。蝸牛牌生物膠水,皮膚等組織的黏合劑,外科醫生的好幫手,患者和孕婦的修復師!
為了彌補身體的缺陷,或者是在健全的基礎上增強某些特殊機能,機械改造逐漸走入大眾視野。隨著技術的不斷成熟與廣泛應用,改造人“賽博格”或將演變為“新人類”。還有哪些技術仍待完善呢?單純的外部連接已然不成問題,然而如何將電子設備與人體的神經、肌肉等組織結構產生完美聯結是亟待解決的一大難題。
傳統的生物電子學中的剛性電極與生命系統難以相容,因而需要在生物環境中創建合適的導電材料,它們既要柔軟到可以與活體組織接觸,又要堅固到可以插入人體。瑞典隆德大學和哥德堡大學的研究人員研發了一種在活體組織中制造導電材料的方法,以人體的內源性分子為觸發器,注射含有過氧化物酶和表面活性劑等五種物質的凝膠作為“組裝分子”,在不同的組織環境中誘導聚合和隨后的凝膠化,成功在斑馬魚的大腦、尾鰭和心臟以及藥用水蛭的神經組織周圍培育出電極(導電聚合物凝膠)。
針對不同的組織,特制對應的化學成分,培育可被腦組織和免疫系統接受的電極。該研究進一步模糊了生物學和電子技術之間的界限,使得集成電路在生物體中的生長成為可能。
(?據《科學》2023.02.23?)
靈光一現:傳統意義上的賽博格改造通常是碳基生命與硅基附件的融合,以尋求硅基生命/附件在某些特質上優于碳基的性能,例如腦機接口就是將電子計算機的驚人算力加持在人腦之上。侵入式的電極更精準有效,對身體的危害性也更大,但新式賽博格改造鈍化了雙刃劍的劣勢面,不止連接端,無須硅基介入,碳基生命也可擁有硅基優勢!再也不怕機器人造反啦!
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