液态金属机器人:从神经修复开始

时间:2022-10-18 10:13:28

液态金属机器人:从神经修复开始

还记得《终结者2》里面的T1000吗?没错,就是那个身体呈液态,被打穿之后能迅速自我修复的液态金属机器人。

这里要介绍的高科技与它有关,当然,以目前的技术水平,还做不到它那种变态的修复能力,不过好消息是,我们正在接近中。

由刘静研究员带领的中科院物理化所与清华大学联合研究小组,提出了一种全新原理的液态金属神经连接和修复技术。名字有点长,不过意思很好理解,就是利用液态金属帮助断裂的神经细胞重新生长。要真正理解这项技术,我们有必要先了解下两样东西一一液态金属和神经修复。

液态金属简单来说就是形态像液体的金属,很多人可能会想到汞。实际上,目前研究和工业应用中用得更多的液态金属,是多种特殊金属材料的合金。这种合金常温下和普通的金银铜铁没太大区别,但它的独特非结晶分子结构使它在一定条件下具有高强度、塑性、热传导和耐磨性等特性。

神经修复又是怎么回事呢?我们知道,人体全身遍布神经网络,出个什么意外,神经很容易损伤甚至断裂。现在的科技和医疗水平已经可以将断裂的神经重新连接,但这项技术并不完美。

神经接上后,自身的修复十分缓慢,有时候甚至长达10年以上。在这期间,没有神经信号控制的肌肉会慢慢萎缩,即使等到神经末端连好了,肌肉也可能早已瘫痪了。因此,如何在神经细胞缓慢的恢复过程中,让断线的肌肉持续收到神经的信号刺激,不至于萎缩,就成了目前神经外科专家们面临的最大难题。

刘静研究小组提出的液态金属神经连接和修复技术,就为解决这个问题提供了可能。他们将镓铟锡液态金属合金放置在断裂的牛蛙腓肠肌坐骨神经中,结果显示液态金属充当了完美的临时“桥”,让大脑发出的电信号能传递到肌肉并返回大脑,效果与未受伤的神经几乎一样。而且由于液态金属在x射线下具有很强的显影性,在完成神经修复之后很容易通过注射器取出体外,从而避免了复杂的二次手术。

这项令人兴奋的技术如果进一步研究下去,发展到可以应用在人体外科神经修复手术,就能够在治疗过程中帮助神经和肌肉保持接近未受伤的状态。

当然,研究小组的科学家们还只是完成了实验室中的小动物实验,用在人体上又是另外一回事,比如液态金属长期停留在人体是否安全,对人体肌肉功能的保持作用有多大,会不会干扰人体神经细胞的再生等,都还有待深入的研究。

不过,这项研究至少为解决神经修复的难题开辟了新方向,如果后续研究和应用顺利,对于全球每年数百万的末梢神经损伤病人来说,简直是巨大的福音。

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