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科学家发明出象蜗牛型肠管自动装置

发布时间：2006/9/29 10:08:09　来源：教育部科技发展中心　浏览次数：421

    研究表明，用于肠研究的内科装置colonsope使病人感到很不舒服。近期，在TU Delft发明了一个激动人心的备选方案，即借用蜗牛运动的方式。由于这项成功的研究，Dimitra Dodou于9月18日从TU Delft获得医学博士学位。

    肠道是用内科装置操作极其困难的区域。然而，许多病人需要通过肠道检测才能确定是否患有肠癌。目前进行肠道检测的内科装置是colonsope，它是一个长的，细的，易弯曲的管子，使用它进行检测会引起病人不舒服和痛疼感。由于这些原因，研究者正设法研究一种可取代的内科装置，例如，可以独立通过肠道运动的小的自动装置。在大肠内侧有一层黏液的东西。自动装置在自己的力量下向前运动时会忽略这层黏液，如果有可能，他们会尽量吸取和掠夺肠壁，这样导致肠壁伸展引起病人痛疼和不舒服。

    TU Delft 研究者Dimitra Dodou提出了一个更好的方案，事实上是使用黏液层容许自动装置模仿蜗牛向前运动。蜗牛在地上运动时在后面留下黏液的痕迹。这种黏液材料同时象滑过的润滑油和金属块涂过的胶水。

    肠道自动装置应该也使用类似这样的黏液层。为了取得这样的效果，黏合剂加入了黏液的特性，即使装置黏着在黏液层上。覆盖有润滑油的附加表面的能力是一个很大的科技挑战，因为大多数胶粘剂通常只用于‘清洁’表面。研究者发现了一群号称高分子材料的黏膜黏着剂，它是适合于这种装置的。Dodou用猪的肠来评价这个材料是如何工作的。她的发现揭示了这种以薄膜形式存在的黏膜黏着剂有很强的摩擦力。

    尽管这样，然而还没有运动的可能性。蜗牛为了运动，用尽压力来改变中层特性，从而减低摩擦的程度。但在肠道里是不能施加压力的，否则会引起肠的变形。如果覆盖有黏膜黏着剂大片表面保持静止的话，覆盖有黏膜黏着剂的相对小的表面根据大表面而开始运动，小的表面运动自由度相对较小。自动装置的‘手’一个个地向前运动。之后，整个自动装置就大面积地向前滑，在此基础上，小面积的表面又重新开始移动。

    在实验中发现运动不仅与薄膜表面大小有关，而且与他们的形状也有关，形状影响产生摩擦力的程度。值得注意的是，薄膜表面大小减少时，摩擦力程度增加，这是由于薄膜结构上的空穴所造成的。因此，通过在黏膜黏着剂上打洞或者关闭空穴可能可以增加摩擦力的程度。

    此外，由于紧密的大小能达到高摩擦力的程度，可以通过选择不同的形状，使装置变得更小。研究者目前正在建立一个原型来检测活着的猪。然而我们发展一台可以用于应用的装置还需要一段很长的时间。

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