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学习大自然的蚊子设计,创造无痛的微针

发布时间:2019-04-19 10:30:47

学习大自然的蚊子设计,创造无痛的微针 2018年6月26日 蚊子可以将针状探针插入您的皮肤,抽血几分钟,甚至不会注意到。 俄亥俄州立大学的研究人员认为,我们可以从大自然的蚊子设

  学习大自然的蚊子设计,创造无痛的微针 2018年6月26日 蚊子可以将针状探针插入您的皮肤,抽血几分钟,甚至不会注意到。 俄亥俄州立大学的研究人员认为,我们可以从大自然的蚊子设计中学习,为医疗目的创造一种无痛的微针。 “蚊子必须做正确的事,如果它们可以刺穿我们的皮肤并抽血而不会引起疼痛,”俄亥俄州杰出学者Bharat Bhushan和俄亥俄州立大学机械工程教授Howard D. Winbigler说。 “我们可以利用从蚊子中学到的东西作为创造更好的微针的起点。” 在最近发表的一篇论文中,Bhushan及其同事报告了他们对蚊子长鼻的详细分析–以我们为食的那一部分。他们确定了昆虫如何在没有疼痛的情况下刺穿我们的四个关键:使用麻木剂;锯齿状设计到“针”;穿孔过程中的振动;和长鼻上的软硬部分组合。 “我们可以将所有这些元素结合到微针设计中,” Bhushan说。 “现在,针很简单。没有太多的创新,我们认为有办法尝试不同的东西。“ 该研究由Bhushan和Ropar印度理工学院教授Navin Kumar共同领导。俄亥俄州博士生Dev Guerra也是合着者。他们的研究结果发表在“生物医学材料力学行为学报”上。 Bhushan长期以来将自然作为创造更好产品的指南,包括受蝴蝶翅膀启发的高科技表面以及受植物启发的更好的假皮革和防水涂层。 对于这项研究,研究人员广泛审查了昆虫学家已经完成的有关蚊子的工作,但特别关注。 “我们利用我们的工程背景来描述蚊子的部分,以弄清楚它们如何有助于无痛刺穿”。他说。 此外,研究人员还分析了雌性伊蚊(Aedes vexan)蚊子长鼻的外壳,称为盂唇,这是北美洲最常见的蚊子。 他们使用一种称为纳米压痕的技术来探测盂唇尖端在七个不同位置的硬度和硬度。他们发现,尖端和边缘附近的盂唇最柔软,并且变得越来越硬,在盂唇上越来越硬。 相关故事血液测试检测与症状发展前阿尔茨海默氏症相关的脑损伤研究人员培养完全模仿人体血管的血管类器官更容易从肩部疼痛中恢复过来“这很重要,因为更柔软,更柔顺的尖端刺穿皮肤时可能会减少疼痛因为它使皮肤变形较少,“ Bhushan说。 据研究人员称,这是无痛穿孔的四个关键之一。他们通过对现有研究的分析确定了其他三个。 另一个关键是实际吸血的长鼻部分–称为分册–有锯齿状的设计,就像锯子一样。这可能听起来很痛苦,但它很有用,因为它更容易插入。分支在插入时也会振动,这也有助于减少刺穿皮肤所需的力。 其他研究表明,蚊子使用的插入力比人工针头报告的最低插入力低三倍,这可能是振动和锯齿设计的结果,Bhushan说。 无痛穿孔的最后关键是蚊子使用麻木剂。一旦插入长鼻,昆虫会释放唾液,其中含有减轻疼痛的蛋白质。 基于这些发现,Bhushan设想了一个内部有两根针的微针。人们会立即注射麻木剂。第二针将抽血或注射药物。这个第二针,像蚊子的分支,将采用锯齿状设计,在尖端和侧面最柔软,更柔软。它也会在插入时振动。 Bhushan说,像这样的微针比传统的针更昂贵,并且可能不能用于泵送静脉注射液或抽取大量血液等需求。 但它对于使用针头特别恐惧的儿童或成人可能是有用的。 “我们有材料和知识来制造像这样的微针,” Bhushan说。 “下一步是找到资金支持以创建和测试这样的设备。” 来源:HTTPS://news.osu.edu/news/2018/06/25/painless-microneedle/