網(wǎng)絡(luò)配圖
相信很多應(yīng)該人對(duì)液態(tài)金屬的映象來自于電影《終結(jié)者Ⅱ》當(dāng)中的液態(tài)金屬機(jī)器人吧?電影當(dāng)中的液態(tài)金屬機(jī)器人能夠像液體一樣流動(dòng),可以任意改變自己的形狀。然而,現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的液態(tài)金屬卻比電影當(dāng)中的液態(tài)金屬更加迷人,液態(tài)金屬又稱金屬玻璃或非晶合金,已被廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)療器械和電訊產(chǎn)品的制造中,通過人為調(diào)控,優(yōu)化材料性能后,運(yùn)動(dòng)員使用以益泰金屬為原材料的高爾夫球桿,能夠?qū)⑶蜉p松擊打出更遠(yuǎn)的距離;液態(tài)金屬制成的手術(shù)刀,將兼具更小、更薄、更鋒利的特性,減少對(duì)患者造成的創(chuàng)口破壞,使創(chuàng)口愈合更快;用液態(tài)金屬作的手機(jī)殼,不僅外表美觀,呈水銀般的光澤,帶有液態(tài)流動(dòng)感,且更抗摔,耐磨......
終結(jié)者液態(tài)金屬機(jī)器人
液態(tài)金屬既有固體金屬一樣出色的導(dǎo)電性,又可以像水一樣匯聚自如,這種難能可貴的特性一直是科學(xué)家們關(guān)注的重點(diǎn),其中生物神經(jīng)連接則是液態(tài)金屬最驚艷的一種。來自中國的科學(xué)家們已經(jīng)推出了最新的研究成果,使用液態(tài)金屬可修復(fù)被切斷的神經(jīng)組織。目前,中國科學(xué)家們已經(jīng)對(duì)牛蛙的切斷神經(jīng)組織進(jìn)行了液態(tài)金屬測試。中國清華大學(xué)研究小組表示,這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)未來可提高修復(fù)動(dòng)物和人類神經(jīng)組織的方法,避免遭受長期殘疾之苦,據(jù)悉,前不久日本研究人員也宣稱,也能使用液態(tài)金屬修復(fù)動(dòng)物神經(jīng)組織。
液態(tài)金屬
人體就像一部精密的儀器,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遍布于人體全身,神經(jīng)纖維就好比這部儀器當(dāng)中的電線,它以神經(jīng)沖動(dòng)的方式傳遞著各種電信號(hào),控制整個(gè)身體肌肉的運(yùn)動(dòng)。如果神經(jīng)纖維受到傷害甚至斷裂,就會(huì)造成整個(gè)機(jī)體的運(yùn)動(dòng)功能障礙。神經(jīng)損傷與斷裂在醫(yī)學(xué)上極為普遍,據(jù)統(tǒng)計(jì)有多達(dá)100種以上的因素均可造成神經(jīng)破損。盡管許多神經(jīng)損傷一定程度上可通過某種手術(shù)或物理方式加以治療,但神經(jīng)纖維一旦被徹底切斷或破壞,唯一的希望只能是將這些分隔的末梢盡快連通。現(xiàn)在的科技和醫(yī)療水平雖然可以通過自體其它部位神經(jīng)移植(或尸體神經(jīng)捐獻(xiàn)移植)將斷裂神經(jīng)重新相連,但是這項(xiàng)技術(shù)并不完美,往往受到供區(qū)神經(jīng)來源不足、供區(qū)神經(jīng)功能喪失,以及供區(qū)神經(jīng)結(jié)構(gòu)和尺寸不匹配等限制,神經(jīng)連接上以后它自身修復(fù)十分緩慢。肌肉如果接受不到神經(jīng)傳遞的電信號(hào),沒有神經(jīng)控制的肌肉會(huì)持續(xù)退化,甚至可能形成無法修復(fù)的損傷造成殘疾。神經(jīng)信號(hào)一旦持續(xù)中斷,患者對(duì)應(yīng)的肌肉功能即會(huì)隨之減退、萎縮,直至造成永久性的功能缺失乃至截癱。迄今,臨床醫(yī)學(xué)上逐步得到廣泛認(rèn)同的是,如能將恢復(fù)期的肌肉神經(jīng)信號(hào)持續(xù)高效地傳達(dá)至目標(biāo),則將大大加速神經(jīng)的修復(fù)過程并促成其保持原有功能,但研究人員一直苦于找不到實(shí)現(xiàn)方法。
人體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
中科院劉靜帶領(lǐng)的研究小組則認(rèn)為找到了一條解決辦法。因?yàn)樯窠?jīng)功能主要是通過電信號(hào)的傳輸和響應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的,基于這一考慮,該小組的研究人員10余年來在液態(tài)金屬材料學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域進(jìn)行長期積累和實(shí)踐,首次提出了具有突破性意義的液態(tài)金屬神經(jīng)連接與修復(fù)技術(shù),旨在迅速建立切斷神經(jīng)之間的信號(hào)通路及生長空間,從而提高神經(jīng)再生效率并降低肌肉功能喪失的風(fēng)險(xiǎn)。
牛蛙實(shí)驗(yàn)
“我們把液態(tài)金屬灌注在硅膠軟管中,制備出可放在生物體內(nèi)的液態(tài)金屬導(dǎo)線,這種導(dǎo)線質(zhì)地柔軟,并且具備極好的生物相容性,通過手術(shù)幫助一只大腿神經(jīng)斷裂的牛蛙,用液態(tài)金屬連接起其斷裂的神經(jīng),通過外加電刺激信號(hào)我們發(fā)現(xiàn)牛蛙的坐骨神經(jīng)重新釋放了神經(jīng)沖動(dòng),并且引起了下肢的肌肉收縮,在牛蛙的體內(nèi),液態(tài)金屬充當(dāng)了完美的臨時(shí)橋梁,電生理測試表明,結(jié)果與沒有受傷的神經(jīng)幾乎一樣,這只癱瘓的牛蛙又恢復(fù)了行走的能力......中國的原創(chuàng)科技成果,哪些能夠向世界輸出?我希望液態(tài)金屬算一個(gè)。”——中科院理化所雙聘研究員、清華大學(xué)教授劉靜告訴記者。
肢體斷裂實(shí)驗(yàn)
這項(xiàng)研究為解決神經(jīng)修復(fù)的難題提出了一個(gè)全新的思路,實(shí)驗(yàn)表明液態(tài)金屬是修復(fù)牛蛙被切斷神經(jīng)組織的最有效方法。通過治療神經(jīng)信號(hào)可以在修復(fù)后的神經(jīng)組織間隔傳遞,在神經(jīng)細(xì)胞緩慢的修復(fù)過程中,讓斷線的肌肉重新收到神經(jīng)的信號(hào)刺激而不至于萎縮,將有望幫助每年數(shù)百萬神經(jīng)損傷的病人,科學(xué)家認(rèn)為,液態(tài)金屬能夠很好地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)手術(shù),金屬在體內(nèi)可保持人體正常溫度。但是否該實(shí)驗(yàn)對(duì)于人類安全仍需進(jìn)行更多的測試,才能投入在臨床治療,而這一切對(duì)于液態(tài)金屬的應(yīng)用來說才剛剛開始!