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可监测多项生理指标的3D打印皮肤等

2023-02-01

学苑创造·C版 2023年12期
关键词:黏合剂硅橡胶脑损伤

用于实时监测人体健康状况和生理参数的可穿戴装备,是近年来生物医学工程领域的热点之一,但用传统技术制造可供家用的个性化多模塊穿戴设备仍困难重重。

近日,美国加州理工学院的研究人员利用3D打印技术制造出一种新型电子皮肤(E3-皮肤)。E3-皮肤只有创可贴大小,作为一个持续性监测平台,它可以捕捉个人在日常活动中的实时生理状态,包括脉搏、体温、血糖、血液中的酒精含量和汗液情况等。

研究人员招募了5名志愿者完成了一项饮酒试验。结果显示,将从E3-皮肤收集的信息与机器学习相结合,能够精确预测个人饮酒后的行为障碍程度。相关结果于近日发表在《科学·进展》杂志上。

近日,美国康奈尔大学的材料工程师罗伯特·谢泼德和他的博士生卡梅伦·奥宾以及他们的同事们在《科学》杂志上发表论文称,他们制造出了一款昆虫大小的四足机器人。这款机器人会爬、跳,还能举起自重22倍的负载。它的动力来自它脚上的微型驱动器,每个驱动器都是像鼓一样的中空圆柱体,顶部覆盖着一层弹性硅橡胶。为了让机器人跳跃或爬行,研究人员将甲烷和氧气的混合物输送到每只脚部,并用电池将其点燃,两种气体发生反应形成小型爆炸,释放出能量,使硅橡胶层变形。整个过程就像活塞运动,能为机器人提供动力,其弹跳高度可达56厘米。因为爆炸过程非常短,不会损坏硅橡胶。这种机器人有望在环境监测或搜索救援等领域发挥作用。

脑损伤,无论是由外伤、中风还是脑瘤手术等引起的,都会对大脑皮层(人脑的外层)造成严重损害,导致认知、运动和沟通困难。目前,对于重度脑损伤并没有有效的治疗方法,这对患者的生活质量造成了严重影响。

近日,英国牛津大学的研究人员开发出了一种突破性技术——通过3D打印技术来模仿人类大脑皮层的结构,制造出脑神经细胞。这项技术有望为脑损伤患者提供定制的修复方案。

为了实现这一目标,研究人员使用了人工诱导多能干细胞(hiPSCs)。这种干细胞可以轻松地从患者自身的细胞中分离得到,从而降低免疫反应的风险。

除了治疗脑损伤,这些3D打印的细胞还可以用于药物评估以及增进我们对大脑发育和认知的了解。

近日,美国伊利诺伊大学香槟分校的卢挺、美国麻省理工学院的詹姆斯·柯林斯等研究员在《自然-通讯》杂志上发表了一项研究,提出用一组合成细菌可以有效地将塑料废物变为有用的化合物。这些细菌可以帮助应对日益增长的塑料污染问题,生产有价值的化学物质和产品,如用于制造黏合剂、绝缘体和尼龙等。

研究人员设计了两种土壤细菌恶臭假单胞菌的遗传改造菌株,用于升级改造最常见的塑料——聚对苯二甲酸乙二醇酯。每种菌株分解处理化学塑料分解产生的两种产物之一。

研究发现,这些菌株联合处理两种产物时比单用一种菌株效率更高。这些细菌进一步升级利用了塑料,将之转化为可生物降解的聚合物聚羟基脂肪酸酯和粘康酸盐等,这些物质可用于合成聚氨酯和己二酸。聚氨酯被用于绝缘体、泡沫塑料、涂料、黏合剂等,而己二酸可用于制造尼龙。

这些研究表明,改造微生物群体可能是个有前景且有效的途径,能促进聚合物升级改造和环境可持续性。

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