想象一下,如果你可以在不需要胶水的情况下将某些东西附加到您的皮肤上。生物传感器,手表,通信设备,时尚配件 - ;可能性是无止境。由于纽约州立大学宾厄姆顿大学发现,那时可能比你想象的更近。
Guy German副教授和21岁的Zachary Lipsky博士最近在杂志上发表了研究Acta Biomaterialia这探讨了人类皮肤如何控制裂缝形式的方式,为什么张量计在测量生物组织的机械性能时提供不精确的结果。
在此过程中,利普斯基开发了一种无需粘合剂就能将人类皮肤与橡胶类聚合物材料粘合在一起的方法。欧洲杯足球竞彩起初,这是一种使他们的实验更容易的方法,但他和德曼明白他们有了重大发现。
“有一天,扎克走进来说,‘是的,我做到了。’”德国人说。“我想,‘你到底是怎么做到的——你用了胶水吗?’因为我们还需要考虑到胶水的机械性能。”他说,‘不,我只是把它卡住了。’我们看了看,说:以前有人这样做过吗?从来没有。所以我们对此感到非常高兴。”
这项技术的发明已经公开申请,这可能会导致他所谓的专利"一个非常简单的技巧"这可能会给生物技术带来一场革命。
“我不知道我们最终结束了,但有时是科学如何工作,”欧洲杯线上买球德国人笑着说。
产生这一发现的研究题为“宏观机械测量的精度受到人体角质层固有结构异质性的限制,”始于德曼在机械工程方面的根基,以及他对测试胡克定律对人类皮肤的有效性的兴趣。
“我们认为,如果我们使用这些标准测试技术来测量组织,尤其是皮肤组织的机械性能,是报告右值 - ”他说。“从来没有人真正验证过它。”
由17世纪的英国物理学家罗伯特胡克开发,法律规定了延伸或压缩弹簧所需的力与该距离成比例。更一般地说,研究人员可以利用这种法律来测量不同材料的刚度,以及打破它们的成本的能量。欧洲杯足球竞彩
“这让我想到,在现代,你可以测量金属和陶瓷的硬度。但是皮肤呢——”德国人说。“金属或陶瓷具有相当均匀的组合物,但皮肤和其他组织具有通过细胞 - 细胞连接连接的微观细胞具有复杂和异质的结构。外部皮肤层也显示出一个可见的微通道的复杂地形网络如果你看一下你的手背。“
他和利普斯基将皮肤样本粘在一块聚二甲基硅氧烷(PDMS)上,PDMS是一种类似橡胶的材料,通常用于生物工程和生物医学设备。然后对样本进行拉伸。一种改进的牵引力显微镜技术随后被用来量化皮肤对粘附基板施加的机械载荷的变化。
“随着皮肤的扩张,一个小裂缝会扩大,我们可以测量出它需要多少能量来扩大一定的长度,”德国人说。“在机械工程中,通常要测量破裂的能量成本,你有两个把手,你拉它,它就会裂开。你测量力和位移并量化能量。但这假设物质是均匀的;构图都是一样的。我们发现,皮肤外层的裂缝以一种非常、非常奇怪的方式传播。”
裂缝沿着地形微通道传播。这伸长了裂缝的整体路径,增加了破坏组织的能量成本。可以推断出发现以解释其他人组织的行为。
“由于皮肤的异质结构,它也意味着裂缝路径变得更随机。这就是为什么你在皮肤的宏观张力计测量中获得这种可变性,”德国人说,“因为即使你得到的皮肤来自完全相同的来源,在完全相同的年龄,样本之间的差异是如此之高,因为裂缝路径偏离。”
来源:https://www.binghamton.edu/