人体仿生机械带来“重生”希望(3)

时间:2011-12-28 01:04来源:羊城晚报 作者: 点击: 载入中...

  ●防菌导尿管

  很多鲸类和海牛的身上会长出藻类,但鲨鱼身上却从来不会出现这种情况。这似乎得益于鲨鱼身上一种被称为“盾鳞”的结构。

  科学家们模仿鲨鱼皮肤的构造,设计了一种被称为“鲨鱼”的表面工程设计。这种表面结构不需要任何外援,便可以阻止细菌在其表面生长。一家名为“鲨鱼技术”的公司已经将应用这种仿生技术的贴膜销售给许多需要防菌的用户,并生产了一些有意义的新型产品,比如不会被细菌感染的导尿管等。

  ●仿生锯齿针头

  蚊子咬人时并不会令人感觉到疼。日本关西大学的工程师们因此制造出了一种细微的、根据蚊子口器仿生制成的锯齿形针头。和传统的圆柱状针管不同,这种针头在中央针尖的旁边还设置了两条细微的外侧锯齿条,极大地降低扎入人体的痛楚。

  ●天然空调屋

  白蚁在炎热干燥的非洲草原上建造巨大的巢穴系统,内部总能自动保持恒温和湿润。为了做到这一点,白蚁们会视情况在一天中忙个不停地打开或关闭不同方向的通风口。

  津巴布韦首都哈拉雷市的东门购物中心和办公大楼,也是设计师麦克·皮尔斯根据白蚁巢穴的结构设计而成。因此东门购物中心只需要传统设计10%的能量消耗。

  2011年的15项重大人体仿生技术突破

  智能手机控制的人工耳蜗

  美国FDA已经批准iPhone和iPad成为医疗影像诊断放射学的辅助产品。智能手机已经全面进入医疗检测领域,并发挥重要作用。美国德克萨斯州大学人工耳蜗实验室研究人员,眼下正研制利用智能手机来替代人工耳蜗处理器。

  这项未来人工耳蜗的新技术,可以不用再给患者植入声处理器,而是只植入电极,再通过智能手机将外部的声音信号传入到耳蜗,就能更清晰地听到声音。该技术能减少植入手术的危险性,在噪音环境下都能大大提高交流能力。

  人工肠道

  今年夏天,美国洛杉矶沙邦儿童医院研究协会研究人员在实验室内成功培育出老鼠小肠,在此之前,科学家已成功再生兔子骨骼和腿部肌肉。

  负责这项研究的科学家指出,目前培育出的人工肠道,是从老鼠肠道每层细胞中采集样本形成的,其中包括:肌肉和上皮细胞,然后将它们移植在老鼠腹部的聚合物层上。它们将受刺激生长成高增长因子蛋白质。研究小组认为这一技术将有利于儿科医学治疗,尤其是治疗刚出生婴儿的肠道疾病。

  触摸仿生学手指

  触摸仿生公司研制出的“领先手指”,虽然只能替换个别手指,却是目前最受关注的新科技,目前已成功应用于几十例手术。它像奥托博克机械手臂一样,每个手指都是通过肌电传感器触发,能够响应肌肉瞬间变化,实现挤压和紧握物体。

  模拟内耳的前庭假体

  美尼尔氏综合症是一种内耳疾病,遭受该病症的患者将出现失去方向感的眩晕和呕吐恶心。但电气和电子工程师协会(IEEE)的光谱分析称,15%的美尼尔氏综合症患者将从根本上失去内耳功能。美国华盛顿大学生物医学工程师杰伊·鲁宾斯坦已研制出“前庭假体”,声称可以通过电子刺激模拟内耳正常工作。其设计原理非常类似于人工耳蜗,是直接发送电子信号至前庭神经,再迂回身体自然调控机制。鲁宾斯坦描述这项技术为“需求性起搏器”。

  人造肌肉

  科学家研制出一种电流驱动聚合物人造肌肉,并可以将人造肌肉和电池都藏在人体太阳穴的凹位,从外表很难进行观测。人造肌肉在通电时会呈现舒张状态,断电之后就会收紧使眼睑闭合,再次通电就可再打开眼睑,因此通过开关便能使眼睑开合。

  该研究成果可以帮助由于中风、受伤、先天或者后天疾病导致永久不能眨眼的病人,通过眨眼保持眼睛健康。科学家仍在改良技术,估计5年之内可应用于病人。

  新型人造心脏

  55岁的克雷格·刘易斯因器官衰竭,即将离世,医生替他植入新设计的人工心脏。之后刘易斯由昏迷状态醒转,虽然没有心跳,却可以坐起来,甚至和家人交谈。

  刘易斯后来因为肾脏和肝脏衰竭,才被迫关掉其人工心脏,安详死去。医生称这个人工心脏运行非常“完美”。

  这个人工心脏以两个心室辅助装置接驳而成,可以取代整个心脏,由德克萨斯州心脏研究所的比利·科恩和布德·弗雷泽医生共同研发。他们以聚酯纤维、玻璃纤维和硅制造的新型人造心脏,比传统人工心脏工艺更轻巧耐用。 (责任编辑:鑫报)

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