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2021-01-01章魚告訴你如何拾起薄片組織! 613 期

Author 作者 編輯部


(123RF
醫學技術日益進展,細胞與薄片組織(tissue sheet,如眼角膜)的應用越來越多。而在進行薄片組織移植手術(如眼角膜移植)時有個關鍵,就是該如何抓取柔軟、易碎且易皺的薄片組織?

在手術中,外科醫師必須盡可能減少薄片組織的損傷,並迅速進行移植,以避免任何感染風險。為了找尋這種能快速拾取與釋放,同時又不會使珍貴薄片組織產生皺摺或損傷的方法,一群來自美國與韓國的學者在看見章魚吸盤後,想到了絕妙解方!

研究人員發現,不論物品的乾濕程度為何,章魚或魷魚的吸盤皆能將物品完美拾起,且不會使它有任何損傷。因此研究團隊設計了一種機械手臂(manipulator),在此機械手臂上附有電加熱器與一層可感溫(temperature-responsive)的水凝膠(hydrogel)。若想拾起薄片組織,實驗者只須開啟加熱器,慢慢加熱水凝膠使其收縮,再將水凝膠壓於平面上關閉電源,此時的水凝膠會略為膨脹,並對柔軟的薄片組織產生吸力,因此可以簡單地將該組織吸起。將目標轉移到標的物後,只要重新加熱水凝膠使水凝膠收縮,便能釋放薄片組織,且整個過程只需10秒就能完成。

研究人員希望未來能將此設計與感應器(sensor)整合放入機械手臂中,期待有更多更為廣泛的應用。
 
Byoung Soo Kim et al., Electrothermal soft manipulator enabling safe transport and handling of thin cell/tissue sheets and bioelectronic devices. Science Advances, 6 (42):eabc5630, 2020.