受水蛭启发的设备可实现更友好、更温和的血液采样

受水蛭启发的设备可实现更友好、更温和的血液采样考虑到这些因素,瑞士苏黎世联邦理工大学的研究人员最近把目光投向了吸血的水蛭。这些水蛭通过吸盘式的嘴吸附在宿主动物的皮肤上,用嘴中锋利的牙齿穿透皮肤,然后吞下,形成负压,将血液吸出,它们的唾液中还有一种天然抗凝剂,可以保持血液流动。原型装置,用一枚1欧元硬币做刻度Zoratto等人,《先进科学2024》,第1卷,第1期。科学家们的水蛭启发装置采用了小型硅胶吸盘的形式,将其放在上臂皮肤上,压缩后让其发挥作用。该装置内部没有牙齿,而是包含一个由2毫米长的不锈钢微针组成的圆形阵列,这些微针可以无痛地穿透皮肤表层。当压缩杯恢复到默认形状时,就会产生内部负压,将皮肤毛细血管中的血液吸出。血液被收集到一个集成的储血器中,储血器中还含有抗凝剂,以确保样本保持液态。从皮肤上取下一次性使用装置后,将附带的盖子盖在其开口端,密封其中的内容物。随后,一个特殊的适配器可将其用于现有的实验室系统,这些系统是为分析皮下注射针头采集的血液而设计的。需要注意的是,这种杯子不能像针头那样抽取大量血液,但仍足以进行各种测试。设备实际使用示意图Zoratto等人,《高级科学》,2024年。重要的是,由于微针隐藏在设备内部,因此意外戳伤手指的风险很小。据称,该技术的成本也低于传统皮下注射针头,而且不需要太多培训,因此特别适合发展中国家等资源有限的诊所使用,一种完全可生物降解的针头正在研制中。研究人员目前正在寻找合作伙伴,帮助进一步开发这种已经在仔猪身上成功测试过的设备。事实上,该装置是在同一批科学家开发的另一种吸盘式小工具的基础上开发的,它可以通过脸颊内壁而不是皮下注射来使用某些药物。由博士后尼科尔-佐拉托(NicoleZoratto)领导的这项研究的论文最近发表在《先进科学》(AdvancedScience)杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429453.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1429453.htm

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受章鱼启发的机械吸盘通过模仿分泌粘液实现稳定抓取

受章鱼启发的机械吸盘通过模仿分泌粘液实现稳定抓取然而,布里斯托尔大学的岳天琪博士及其同事想知道,这些吸盘分泌的粘液的重要性是否被忽视了。为了弄清这个问题,他们制作了一个人造章鱼吸盘。该装置的杯状外形与天然吸盘相同,主要由多层重叠的软硅胶组成。这使得它能在很大程度上适应粗糙表面的轮廓,就像章鱼的吸盘一样。尽管如此,在初次接触时,设备与表面之间仍会存在一些微米大小的间隙。为了填补这些缝隙,需要通过一根附带的管子注入水。液体流入一个流体系统,在杯子底部形成一个环,就像粘液细胞在章鱼吸盘底部形成一个环一样。当水从流体系统的微小开口渗出时,它会填满所有微小的缝隙,形成完美的密封。这样,水杯就能无限地提起并固定住物体。由于管中的水始终保持压力,因此漏出的任何少量水都会立即被补上。当需要释放物体时,只需抬起杯子的一侧边缘,就能打破密封。"我们相信,所提出的多尺度自适应吸力机制是一种强大的新型自适应吸力策略,它可能有助于开发多功能软粘合技术,"Tianqi说。"目前的工业解决方案使用始终开启的气泵来主动产生吸力,但这些气泵噪音大且浪费能源。"关于这种吸盘的论文最近发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志上,下面的视频演示了这种吸盘。有趣的是,伊利诺伊大学的科学家们一直在研究一种人工章鱼吸盘,这种吸盘使用了对温度敏感的水凝胶。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427853.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1427853.htm

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小时候给人留下恐惧阴影的“屁股针” 为啥消失了?

小时候给人留下恐惧阴影的“屁股针”为啥消失了?小时候打的屁股针真的消失了吗?这要从屁股针是什么说起了。屁股针是什么?我们所说的屁股针,其实是一种肌肉注射的方式,是指把药物注射到肌肉组织中。除了肌肉注射,常见的还有静脉注射、皮下注射、皮内注射,这些注射方式分别适合不同类型的场景。1、皮内注射一般我们在做“皮试”时候用的就是这种注射方法。医生会把针头贴在靠近皮肤表面的地方往里打药。这是因为,注射点非常靠近身体表面,如果身体出现反应,比较容易观察到。2、皮下注射最常见的就是注射胰岛素了。胰岛素之类的大分子蛋白质不适合口服,需要通过注射的方式给药,而皮下注射相对于静脉注射、肌肉注射要简单一些,不需要专业的医护人员也能进行,对于需要长期注射的胰岛素,选这种注射方式就很合适。3、静脉注射静脉注射顾名思义就是直接把药物注射到静脉里。我们所说的吊水、打点滴就属于静脉注射。这种注射方式的好处是,直接将药物注射到血液里,药物不容易被肝脏之类的器官代谢掉,而且能最快地被送往全身。需要让药物快速起作用时候,医生就会选择这种方式。4、肌肉注射和静脉注射一样,肌肉注射也能避免药物被肝脏代谢。而和静脉注射相比,肌肉注射的药物会更缓慢地让药物发挥作用。在注射很多种类的疫苗以及对血管刺激可能比较大的药物的时候,往往会采用这种注射方式。而屁股部位肌肉很“厚实”,自然也就成了肌肉注射的“优秀候选区域”之一。除此之外,大腿外侧(股直肌),还有胳膊上的三角肌等地方,也都是肌肉注射的“候选区”。不过对于屁股针,很多人可能还会有一些“童年阴影”。似乎屁股针打起来比打“胳膊针”更痛一些,这是怎么回事?为什么打屁股针那么疼?首先,这可能跟我们小时候对疼痛的忍耐度低一些以及对打针的心理恐惧有关。但除此之外,确实有几个客观因素,让屁股针格外疼。1、变钝的针头对于50、60后人群来说,疼痛可能源自于重复使用的“钝针头”。在医疗条件还不发达的时候,很多地方的医院、门诊用的还不是一次性针头,而是经过消毒之后重复使用的针头。比如下面这种“针头消毒器”就是用来消毒针头的。虽然按理说重复使用一段时间后需要对针头再磨平,但针头经过反复使用后上面难免会有一些“小毛刺”,不用亲身体验,光是想象一下这样的针头扎进肉里就已经开始疼了。2、“扎得深”在医疗条件改善之后,虽然“钝针头”的问题解决了,但为了避开屁股上厚厚的脂肪层,屁股针往往扎得很深,往往需要扎进肉里2~3厘米。针头造成的伤口深,也会增加疼痛感。3、“抽吸”在过去打屁股针的时候,医护人员可能会遵循一个操作,在注射前先进行抽吸,确保针头没有扎到血管(否则就变成静脉注射了)。2015年的一项综述就指出,相比于扎进去直接注射,抽吸这个动作会引起更多的疼痛。目前美国疾病预防控制中心,加拿大公共卫生局等机构也认为,在肌肉注射的区域,并没有大血管,没有必要在注射时进行抽吸。但不管怎样,抽吸也可能是我们小时候觉得屁股针“疼的要命”的罪魁祸首之一。屁股针消失了吗?那为什么现在屁股针越来越少了呢?屁股针真的消失了吗?先说答案:其实屁股针并没有消失,但需要使用到屁股针的场景变少了。最重要的一个原因是,随着现代药物的发展,能够口服起效的药物,比如各种青霉素衍生物等比之前多了,既然能够吃药解决问题,谁还愿意去挨一针呢?而且对于成年人来说,大部分给药量不是特别大的疫苗,也可以通过胳膊针(三角肌注射)完成,就没有必要去脱裤子打针了。另外,2006年的一项研究也显示,打屁股针的效果可能没有想象中那么好。随着肥胖问题的日益加重,人们的皮下脂肪层厚度随之增加,这给打屁股针带来了麻烦。研究统计了50位患者打屁股针的效果,发现只有16个人进行了真的肌肉注射,另外34个人进行的实际上是皮下注射(注入了脂肪层),这可能会让需要肌肉注射的疫苗失效。此外,不规范的屁股针注射还有可能会导致坐骨神经损伤。综合这些原因,屁股针才越来越少了。但对于一些给药量很大的肌肉注射类药物,可能还得依靠屁股针,让它发挥功效。参考文献[1]Usach,I.,Martinez,R.,Festini,T.,&Peris,J.E.(2019).SubcutaneousInjectionofDrugs:LiteratureReviewofFactorsInfluencingPainSensationattheInjectionSite.Advancesintherapy,36(11),2986–2996.https://doi.org/10.1007/s12325-019-01101-6[2]WrightJC,BurgessDJ(29January2012).Longactinginjectionsandimplants.Springer.p.114.ISBN978-1-4614-0554-2.[3]SissonH.Aspiratingduringtheintramuscularinjectionprocedure:asystematicliteraturereview.JClinNurs.2015Sep;24(17-18):2368-75.doi:10.1111/jocn.12824.Epub2015Apr14.PMID:25871949....PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391377.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1391377.htm

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吸在口腔内的杯状吸盘可代替手臂上的针头给药

吸在口腔内的杯状吸盘可代替手臂上的针头给药同样,它们也无法穿过构成脸颊内壁(称为颊黏膜)和舌头底部的黏膜。这就是受章鱼吸盘启发的吸盘的用武之地。这种吸盘由瑞士苏黎世联邦理工学院(ETHZurich)研究所的科学家们创造,它宽10毫米、厚6毫米,装上相关药物后,只需用两根手指按压到位,就能将药物吸附在颊粘膜上。吸盘内形成的真空会拉伸下方的粘膜,使其更加通透。这种吸盘仅宽10毫米,厚6毫米为了进一步提高这种渗透性,药物中添加了一种天然提取的化学物质,可以暂时松动粘膜的细胞网络。因此,药物在几分钟内就能通过颊粘膜进入血液。在对狗进行的测试中(狗没有受到伤害),吸盘成功地将药物输送到血液中。空吸盘还在40名人类受试者身上进行了试验,其中大多数人表示,与注射相比,他们更喜欢这种给药方法。吸盘吸附在志愿者的颊黏膜上长达半小时,没有引起任何不适。患者用两根手指挤压就可以安装吸盘ETH的内韦娜-保诺维奇(NevenaPaunović)与大卫-克莱因-塞雷洪(DavidKleinCerrejon)共同领导了这项研究。下一步工作是以符合现行制药法规的方式制造吸盘。吸盘目前正通过衍生公司TransireBio进行商业化。有关这项研究的论文最近发表在《科学转化医学》(ScienceTranslationalMedicine)杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387199.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1387199.htm

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受眼睛启发的设备可记住它所看到的内容 从而实现实时决策

受眼睛启发的设备可记住它所看到的内容从而实现实时决策具有实时态势感知的基于视觉的机器系统代表了下一代隐身技术。目前,这些系统体积庞大,并且由于其独立的处理和存储单元,必须执行一系列计算机步骤来检测、处理和存储图像。模仿人眼查看和处理图像的方式,这被称为神经形态视觉,是一种革新基于视觉的系统的方法。澳大利亚皇家墨尔本理工大学的研究人员领导了概念验证神经形态设备的开发,迪肯大学和墨尔本大学的研究人员也做出了贡献。就像人眼将信息发送到大脑进行处理和存储一样,该设备捕获光,创建和处理信息,并将其分类并存储在内存中。神经形态本质上是指具有神经或神经系统形状或形式的事物。“人眼非常擅长以比相机和计算机更快、更有效的方式响应周围环境的变化,”该研究的通讯作者SumeetWalia说。“从眼睛中汲取灵感,多年来,我们一直致力于通过神经形态工程的过程,打造一款具有类似功能的相机。”该设备包括一个带有传感层的单芯片,传感层由不到3纳米厚的掺锑氧化铟阵列制成,比人的头发丝薄数千倍。这些传感器模仿眼睛的视网膜,在一个平台上存储和处理视觉信息。在开发他们的设备时,研究人员旨在模拟体内神经细胞(神经元)之间的冲动传递,称为突触功能。突触将一个神经元连接到另一个神经元,并将信息从神经传递到大脑,反之亦然。研究人员采用了类似于我们大脑使用的模拟处理,使设备能够以最少的能量快速有效地处理信息。“相比之下,数字处理是能源和碳密集型的,并且会阻碍信息的快速收集和处理,”该研究的第一作者AishaniMazumder说。“神经拟态视觉系统旨在使用与人脑类似的模拟处理,与当今的技术相比,它可以大大减少执行复杂视觉任务所需的能量。”研究人员将紫外线(UV)光照射到设备传感器识别并存储的图案上。他们发现,他们的设备可以比以前报道的设备保留信息更长时间,而无需频繁的电信号来刷新其内存,从而显着降低能耗并提高性能。“迄今为止,在一个小型设备上执行所有这些功能已被证明是一个巨大的挑战,”Walia说。“我们的发明使实时决策成为可能,因为它不需要处理大量不相关的数据,也不会因数据传输到单独的处理器而减慢速度。”研究人员计划继续研究他们的设备,将技术扩展到使用可见光和红外(IR)光。鉴于其微小的尺寸和实时快速检测和处理视觉信息的能力,研究人员认为该设备可用于一系列潜在应用,包括仿生视觉、评估食品保质期和高级取证。“想象一下,一辆自动驾驶汽车可以像人类司机一样看到和识别道路上的物体,或者能够快速检测和跟踪太空垃圾,”Walia说。“这可以通过神经形态视觉技术实现。神经形态机器人有可能在工人暴露于可能的塌方、爆炸和有毒空气的危险情况下长时间自主运行。”该研究发表在《先进功能材料》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365421.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1365421.htm

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小时候流行的“屁股针”为什么消失了?

小时候流行的“屁股针”为什么消失了?可是,屁股针为什么消失了呢?屁股针,学名肌内注射,是指在臀部后面适当部位进行的一种肌肉注射方式,相对保守、安全。因为人的臀部肌肉和脂肪比较厚,刺激小,主摄时不易扎到较深部的血管,也可以避免伤到骨头。同时,臀部肌肉组织疏松,血管丰富,有利于药物吸收。另外,肌肉吸收速度比静脉慢很多,肌内注射可以有效减轻过敏反应。至于为何打屁股针现在“消失”了,是有多种原因的:-药物更新以前有些药物只能使用肌内注射,比如部分青霉素类,但现在已被各种头孢替代,安全性更高,没必要扎屁股。-疼痛感较强正因为臀部较厚,针头需要扎入3厘米左右才能到达肌肉,可能占针头的2/3左右,而臀部血管和神经又很丰富,肌内注射会导致明显的疼痛感,尤其是儿童会非常害怕,容易影响注射效果。-刺激神经臀部有坐股神经,如果打针技术不到位,万一刺激到容易损伤神经,甚至影响走路。同时,臀部还有股动脉,扎到了容易造成出血。如果长期使用肌内注射,容易引起皮下硬结、淤血症状,有的针剂甚至会引起肌肉萎缩。-注射量少一般肌肉注射一次最多也就4毫升,而静脉注射(输液)一次可达数千毫升。-不方便肌内注射需要褪下裤子,尤其对于女性往往很尴尬。-患者需求作为患者都希望病快点好,很多人认为输液效果最好,甚至有调查显示,门诊注射室里输液病人近一半是主动向医生提出的。-费用不同输液还给医院带来更多的利润。据说,打一天吊针的费用,平均是打屁股针的数倍。当然了,屁股针并没有彻底消失,有些时候仍然需要,比如在不宜或不能做静脉注射、要求比皮下注射更迅速产生疗效、注射刺激性较强或药量较大的药物等等。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398709.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1398709.htm

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UCLA研发的微针贴片可低成本无痛监测患者血液中的药物水平

UCLA研发的微针贴片可低成本无痛监测患者血液中的药物水平检查血液中药物水平的一种方法涉及抽取和分析血液样本。这不仅让病人感到不愉快,而且分析工作可能需要几天时间才能完成。即使如此,它也只能显示取样时的水平。这就是实验性新贴片的作用。这个直径约为四分之一英寸(6毫米)的柔性聚合物体装置是由SamEmaminejad副教授领导的团队在加州大学洛杉矶分校开发的。当它被戴在手臂等身体部位时,其底部的钢制微针阵列会无痛地穿透皮肤表层。然后它们被暴露在皮肤细胞间的间隙中--该液体中的药物水平与血液中的药物水平相对应。每根针的尖端只有大约四分之一毫米长,并涂有金纳米粒子和被称为适配体的工程DNA链。每条链的一端锚定在其中一个纳米粒子上,而它的另一端连接到一个亚甲基蓝"信号报告"分子上。当适配体接触到一个目标分子--例如一种特定的药物时,它们会改变形状,这样做时会使亚甲基蓝分子产生一个电化学信号,这可以作为电流从外部测量。该电流的强度表明目前存在于血液中的药物数量。在实验室测试中,该贴片被用于接受三种不同剂量的抗生素妥布霉素的大鼠。该设备提供的血液药物水平读数被发现与通过传统的血液样本分析获得的读数一致。使用不同的适配体和信号报告分子,就可以对其他药物进行定向检测。据估计,如果该贴片进行商业化生产,每个贴片的材料成本将低于2美元。"这种生物传感微针技术推进了个性化医疗的许多不同方面,"Emmaminejad说。"它可能让我们通过优化每个人的药物剂量来改善治疗,而且价格低廉,所以每个人都可以从这个解决方案中受益。此外,它可能让我们不仅通过测量药物分子,而且还通过测量体内与健康有关的自然发生的分子来为护理提供信息。"有关这项研究的论文最近发表在《科学进展》杂志上。顺便提一下,加州大学洛杉矶分校并不是唯一一个探索使用微针贴片来测量血液中药物水平的机构。伦敦帝国学院的科学家们已经开发了一种使用酶的微针贴片,它对间质中的pH值变化作出反应,而不列颠哥伦比亚大学的一个团队已经创造了一种利用微光纤维的微针贴片。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334783.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1334783.htm

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