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由寄生虫激发的微型高科技针头可能有助于消除打针的疼痛

由寄生虫激发的微型高科技针头可能有助于消除打针的疼痛

4D打印技术的灵感来自于寄生虫,它可以取代皮下注射针头。

将来打针、注射毒品和采集血液样本时,可能不再需要痛苦的皮下注射针头。

根据发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)杂志上的一项研究,罗格斯大学(Rutgers)的工程师们利用4D打印技术,已经制造出了可以附着在皮肤上的类似寄生虫的微型针头,可以取代皮下注射针头。

3D打印是一层一层地构建物体,4D则是在打印后改变形状的智能材料上更进一步。时间是允许材料变形成新形状的第四维。

我们认为,我们的4d打印微针阵列将使微创性、无痛性和易于使用的微针在药物、伤口愈合、生物传感和其他软组织应用方面的使用更加稳健和持久。罗格斯大学新不伦瑞克分校工程学院机械与航空航天工程系助理教授、资深作者Howon Lee说。

由寄生虫激发的微型高科技针头可能有助于消除打针的疼痛

皮下注射针头被广泛应用于医院和实验室,用于抽取血液和注射药物,造成疼痛、皮肤瘢痕和感染风险。糖尿病患者通常每天用针头采集多次血样来监测血糖水平。

微型针头因其短、薄、微创、减少疼痛和感染风险、易于使用而受到关注。但是,从长远来看,它们对组织的弱附着力是药物控制或生物传感的主要挑战,生物传感涉及到使用一种设备来检测DNA、酶、抗体和其他健康指标。

在自然界中,一些昆虫和其他生物已经形成了附着在组织上的微观特征,如寄生虫的微钩、蜜蜂的带刺刺针和豪猪的鳞状刺。受到这些例子的启发,罗格斯大学的工程师们开发了一种微型针,插入时能与组织相互连接,增强附着力。他们结合了微3d打印技术和4d打印方法,在微针上创建了面向后的倒钩。

以鸡肉肌肉组织为模型,研究人员发现,组织与微针的粘合强度是无杆微针的18倍。该研究称,他们的发明比以前报道的例子表现得更好,从而使药物输送、生物液体收集和生物传感更加稳定和可靠。

参考文献:生物激发微针阵列的4D打印与后向的倒刺用于增强组织粘连;作者:Daehoon Han, Riddish S. Morde, Stefano Mariani, Antonino A. La Mattina, Emanuele Vignali, Chen Yang, Giuseppe Barillaro和Howon Lee, 2020年2月4日,《先进功能材料》。

DOI: 10.1002 / adfm.201909197

该研究的三位共同作者包括:前罗格斯大学博士生、现为明尼苏达大学博士后的Daehoon Han,前罗格斯大学硕士、现为意大利比萨大学研究员的Riddish s . Morde。罗格斯大学的博士生陈阳和比萨大学的研究人员参与了这项研究,该研究由新泽西州健康基金会和意大利教育部、大学和研究部资助。

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