薄组织移植物和柔性电子元件在伤口愈合、再生医学以及生物传感等领域有着广泛的应用。近日，来自美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员受到章鱼吸盘的启发，研发了一种新设备。这种新设备可以迅速将脆弱的组织或电子薄片转移到病人体内，克服了临床应用的一个关键障碍。相关论文发表在《科学进展》杂志上。
研究领导者、伊利诺伊大学的化学和生物分子工程学教授Hyunjoon Kong说：“在过去的几十年里，细胞或组织薄片越来越多地用于治疗伤病组织。组织移植手术的一个重要程序就是软组织的夹持及安全转移。然而，目前这一处理过程仍是巨大难题，因为组织物质十分脆弱，从培养液中夹起时很容易被破坏。”
目前转移组织薄片的方法是使其在一种温敏软聚合物上生长。这种聚合物在转移后会收缩并释放组织薄片。然而，这一方法耗费30~60分钟仅能转移一张薄片，同时仍伴有组织损伤或褶皱风险。此外，该方法还要求技术人员操作技术精湛。
Kong说：“在外科手术中，医生必须将软组织损伤的风险降到最低，并保证在无感染条件下迅速进行移植。此外，保证组织薄片不产生损伤或褶皱也非常重要。”
那么，怎样才能在不破坏超薄移植物的情况下迅速将其转移呢？研究人员从章鱼那里得到了灵感：它们可以通过吸盘（由肌肉控制）压力的轻微变化来吸附各种形状的干湿物体。受此启发，研究人员设计了一个由温敏软凝胶层和电加热器组成的操纵器。为取出超薄组织材料，研究人员先将水凝胶缓慢加热，使其收缩，随后将其压在组织薄片上，关闭热源。这时水凝胶会轻微膨胀并对组织薄片产生吸力，这样薄片便能被成功夹起。随后，研究人员再轻轻将薄片放在目标物体上，重新打开加热器，水凝胶得以再次收缩并释放薄片。整个过程大约需要10秒。
接下来，研究人员希望将压力传感器集成到操纵器中，从而更好地利用这种仿生设计。Kong说：“将压力传感器与操纵器结合也许可以监测目标物体在接触过程中的变形，我们可以利用这一机制调整吸力，使材料保持其结构完整性和功能性。这样，材料处理的准确性及安全性能够得到显著提升。”
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