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带刺的豪猪羽毛笔可以帮助增强各种生物医学设备

一项新的研究表明,从北美豪猪(底部)涂上羽毛笔尖的微小倒钩(顶部)使得从肉中提取羽毛笔更加困难,但它们也有助于羽毛笔首先穿透肉体。信用:Woo Kyung Cho一只豪猪针只需要一半皮下注射针的力量来刺穿皮肤。这项新研究还解释了为什么羽毛笔难以去除,这一发现可以改善各种医疗器械。科学家们在“美国国家科学院院刊”上发表了他们的研究结果。豪猪羽毛实际上是大而硬的毛发,有助于保护动物抵御它们的捕食者。啮齿动物不会扔掉它们的羽毛球,但是它们很容易脱掉它们,它们可以牢牢地嵌入它们的敌人中。 BioDome的北美豪猪,在加拿大蒙特利尔。图片来源:J。Glover / Wikimedia北美豪猪(Erethizon dorsatum)有大约30,000个羽毛笔,每个羽毛都装饰有700到800个倒钩。倒钩帮助羽毛笔保持嵌入受害者的皮肤,直到现在,科学家还没有研究发生了什么的确切细节。哈佛医学院的生物工程师杰弗里卡普和他的同事进行了实验室测试,结果出现了一些意想不到的结果。将带刺的羽毛笔插入猪皮样本中,测量需要多大的力量。然后,还测量了提取羽毛笔所需的力的大小。使用无倒刺的羽毛笔进行相同的测试,其中倒刺倒钩。非洲豪猪刺,没有任何倒钩,18号皮下注射针用作比较。 E. dorsatum的羽毛笔占据了无倒刺羽毛笔的一半穿透力,而皮下注射针刺破皮肤所需的力只有56%。计算机模型表明,倒钩通过沿倒钩边缘集中力来缓解穿透因素,类似于锯齿状刀片上的锯齿使切割肉更容易。嵌入后,带刺的羽毛笔难以拉出四倍。位于主轴尖端1毫米范围内的倒钩导致大约一半的拉出阻力,可能是因为肉体更紧密地围绕着其他羽毛笔的尖端。这些发现可用于增强各种生物医学装置,例如用微刺针替换伤口敷料中的化学粘合剂。用于保持一些手术切口的钉子在很大程度上依赖于沿其长度的摩擦力以保持在肉体中。这些也可以用更短且直径更小的倒刺钉替换。提取较小的倒刺钉可能比拉出当前使用的钉更少地造成整体损坏。

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