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从墨鱼想到人体支架,万物皆是科研灵感
2021-04-22 08:56  点击数:

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奇特的大自然母亲发明了许多绝无仅有的生物,每一种生物都或多或少地具有远超人类的某些才能,这些才能成为了咱们科研工作者的创意源泉。从蝙蝠身上学到的超声波体系、从鱿鱼身上学到的鱼雷规划、 从长颈鹿身上得到的抗荷服创意……诸如此类的比如不计其数。近来,研讨人员从软体动物和虾身上得到了创意,用于推进结构拓扑研讨。

包含墨鱼以及螳螂虾在内的这些动物特性激发了研讨人员对规划分层、空间改变的微结构的结构有了新的设想。这个来自美国乔治亚理工大学的研讨团队开发了包含新的算法和核算在内的技能,这些算法和核算成为了分层微观结构的推进力。

然后,研讨人员将该信息输入3D打印机并创立具有很多细节的结构。在研讨了具有极强适应性的多孔分层的墨鱼骨之后,研讨人员现已能够将其使用于新的结构和资料。

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(多孔各向异性微结构资料在拓扑优化中的效果,图片摘自Science Advances)

论文的通讯作者Paulino期望这项新研讨能在前期的癌症患者以及那些面部严峻受伤和骨丢掉的患者的颅骨重建工作中发挥效果。

Paulino说:“现在,咱们能够经过3D打印做出现已运用拓扑优化规划的颅面植入物,并供给安排再生的结构。” “抱负情况下,当与咱们最近开发的空间改变的微体系结构结合运用时,植入物将更严密地仿照人类骨骼的多孔性质,并促进骨骼自身在支架内的成长。跟着骨骼的成长,支架会生物降解。 假如一切顺利,最终脚手架就消失了,病人在正确的方位有新的骨头。”

这项研讨有助于推进工程,化学和生物学之间的跨学科协作,以开发生物相容性资料和医疗结构。除此之外,研讨人员以为太空探究同样是这一资料能够“大展身手”的范畴。

遭到动物及其在自然界中的效果方法的启示,Paulino和他的团队将持续经过规划和制作空间改变的分层结构进行拓扑优化。很快,在生物医学和太空探究中的实践使用必将随之而来。

参阅资料:

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-04/giot-mai042021.php


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