《國家地理仿生科技大揭密》:如何使傷口癒合是醫療上的一大難題,蛞蝓的黏液可能是答案

《國家地理仿生科技大揭密》:如何使傷口癒合是醫療上的一大難題,蛞蝓的黏液可能是答案
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我們想讓你知道的是

仿生學是21世紀的熱門學科,已經發展出許多令人大開眼界的技術,成為新世代應用科學的一大助力。許多今天最新、最厲害的科技突破,其實是科學家向自然界學來的。

文:珍妮佛・史旺森(Jennifer Swanson)

【蛞蝓手術黏膠】

神奇動物:蛞蝓

這是一群只會慢慢爬的陸上軟體動物,爬過的地方都會留下一道黏液。蛞蝓受到驚嚇或威脅時會緊緊貼住物體,這時會很難把牠拔開。

設計難題

找到使傷口癒合的方法是醫療上的一大難題,如果是體內的傷口,譬如手術後的切口,就比皮膚上的傷口更難找到辦法。人體是溼潤的組織,不能只是把繃帶放在傷口上就好,繃帶在潮溼的表面會脫落,而且還要考慮到該怎麼取出來。它要能自行溶解,才不用為了拿繃帶再開一次刀。

想想體內一個很難治療的地方——心臟。心臟是跳個不停的,心肌會不斷舒張與收縮。想讓跳動的心臟傷口癒合並不容易。心臟手術的任何切口都得用縫線縫合,可是縫線不會隨着心跳一起舒張與收縮,有時候縫線不牢固,還會干擾心臟 的動作。長久以來,醫師一直在尋找改善這種情形的方法,你相信嗎,蛞蝓的黏液可能是答案。

你知道嗎?

蛞蝓可以說是沒有殼的蝸牛。牠有藍色的血液(因為血中含有血青素),而且大多數時候生活在地面下。

仿生原理

蛞蝓移動時,足部會分泌黏液(蛞蝓有一片長長的足,牠的足看起來和人類的腳完全不一樣)。透過這種黏稠的液體,蛞蝓才能在東西的表面上滑行,沒有黏液,蛞蝓就無法移動。構成這種黏液的物質是微小的晶體,叫做「液晶」,具有液體和固體的性質。如果蛞蝓想要爬上爬下,黏液的固體特性能幫助牠附着在物體上。

蛞蝓覺得受到威脅時,會分泌強力型的黏液,能黏在任何表面上。牠被鳥兒發現的時候,這個特點就很管用,鳥會設法把牠從附著的地方弄下來,但就是叼不住牠,也啄不下來,於是蛞蝓又可以多活一天。

科學家開始研究蛞蝓黏液特殊的抓附能力之後,發現了更有趣的事。這種黏液不只有很強的抓附力,還有很大的可撓 性,這是另一項很有用的特性!科學家根據蛞蝓黏液的組成,開發了一種具有黏合性質、類似膠帶的物質。他們用了很多水,水是蛞蝓黏液的成分之一,以及由藻類產生、性質和蛞蝓黏液相似的黏性物質。科學家把這些物質混合在一起,製造出一種既柔軟又很強韌的繃帶,可以把正在跳動的豬心黏合起來!

深度探討

受蛞蝓啟發的繃帶有很大的開發潛力。如果這些繃帶能止住大量出血,就可以用來救命。另外這個構想可能也可以用來開發一種防水貼片,能藉由貼片來投藥。以後你再也不會用同樣的眼光來看待滑溜溜的蛞蝓了。

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Photo Credit: 大石國際文化出版
以蛞蝓黏液為靈感製造出來的外科貼片(藍色物質),能把傷口周圍的組織拉在一起,幫助傷口痊癒。

書籍介紹

本文摘錄自《國家地理仿生科技大揭密:科學家如何模仿動物構造與自然特徵,創造不可思議的新發明》,大石國際文化出版

作者:珍妮佛・史旺森(Jennifer Swanson)
譯者:徐仕美

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象鼻機器手臂、龜殼防彈背心、蝴蝶太陽能板、仿珊瑚水泥、河馬防晒乳……現代科技這些令人瞠目結舌的創新發明,構想全部都是來自一套最高明的範本——那就是我們的動物界!

本書以一目瞭然的精采圖片對照,讓小朋友輕鬆了解,有哪些動物界的驚人設計,成為了學家解決問題的靈感!

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仿生學是21世紀的熱門學科,已經發展出許多令人大開眼界的技術,成為新世代應用科學的一大助力。許多今天最新、最厲害的科技突破,其實是科學家向自然界學來的。

《仿生科技大揭密》以驚豔的照片,直接呈現動物仿生學的概念由來,並依照應用目的分成四大類:1. 解決問題或是進行新研究、2. 發展輔助用機器人、3. 產生能源、4. 開發醫藥和救傷輔具。書中把這些技術各是受到哪些動物的啟發,透過照片和圖解建立很強的連結,讓小讀者可以輕鬆了解這些技術是怎麼來的,某種動物有什麼特點吸引仿生工程師的注意,以及為什麼能解決某些問題。

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從可保護人體的機器人到各種與日常生活相關的發明,如馬路的反光鏡和飛機的防冰塗層,到新的可再生能源,本書深入探討了自然界如何為我們提供改善世界的想法,透過40多項以動物為藍本的技術發明實例,讀者不但可以了解這些動物的不可思議之處,也可以認識這些科學家的發明背後的絕妙巧思。

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Photo Credit: 大石國際文化出版

責任編輯:翁世航
核稿編輯:丁肇九


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