液態金屬可修復斷裂神經,中國醫療科技上的重大突破!

導讀:人體就像一部精密的儀器,神經網路遍佈於人體全身,神經纖維就好比這部儀器當中的電線,它以神經衝動的方式傳遞著各種電信號,控制整個身體肌肉的運動。如果神經纖維受到傷害甚至斷裂,就會造成整個機體的運動功能障礙......

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相信很多應該人對液態金屬的映象來自於電影《終結者Ⅱ》當中的液態金屬機器人吧?電影當中的液態金屬機器人能夠像液體一樣流動,可以任意改變自己的形狀。然而,現實當中的液態金屬卻比電影當中的液態金屬更加迷人,液態金屬又稱金屬玻璃或非晶合金,已被廣泛應用於運動器材、醫療器械和電訊產品的製造中,通過人為調控,優化材料性能后,運動員使用以益泰金屬為原材料的高爾夫球杆,能夠將球輕鬆擊打出更遠的距離;液態金屬製成的手術刀,將兼具更小、更薄、更鋒利的特性,減少對患者造成的創口破壞,使創口癒合更快;用液態金屬作的手機殼,不僅外表美觀,呈水銀般的光澤,帶有液態流動感,且更抗摔,耐磨......

終結者液態金屬機器人

液態金屬既有固體金屬一樣出色的導電性,又可以像水一樣匯聚自如,這種難能可貴的特性一直是科學家們關注的重點,其中生物神經連接則是液態金屬最驚艷的一種。來自中國的科學家們已經推出了最新的研究成果,使用液態金屬可修復被切斷的神經組織。目前,中國科學家們已經對牛蛙的切斷神經組織進行了液態金屬測試。中國清華大學研究小組表示,這項創新技術未來可提高修復動物和人類神經組織的方法,避免遭受長期殘疾之苦,據悉,前不久日本研究人員也宣稱,也能使用液態金屬修復動物神經組織。

液態金屬

人體就像一部精密的儀器,神經網路遍佈於人體全身,神經纖維就好比這部儀器當中的電線,它以神經衝動的方式傳遞著各種電信號,控制整個身體肌肉的運動。如果神經纖維受到傷害甚至斷裂,就會造成整個機體的運動功能障礙。神經損傷與斷裂在醫學上極為普遍,據統計有多達100種以上的因素均可造成神經破損。儘管許多神經損傷一定程度上可通過某種手術或物理方式加以治療,但神經纖維一旦被徹底切斷或破壞,唯一的希望只能是將這些分隔的末梢儘快連通。現在的科技和醫療水平雖然可以通過自體其它部位神經移植(或屍體神經捐獻移植)將斷裂神經重新相連,但是這項技術並不完美,往往受到供區神經來源不足、供區神經功能喪失,以及供區神經結構和尺寸不匹配等限制,神經連接上以後它自身修復十分緩慢。肌肉如果接受不到神經傳遞的電信號,沒有神經控制的肌肉會持續退化,甚至可能形成無法修復的損傷造成殘疾。神經信號一旦持續中斷,患者對應的肌肉功能即會隨之減退、萎縮,直至造成永久性的功能缺失乃至截癱。迄今,臨床醫學上逐步得到廣泛認同的是,如能將恢復期的肌肉神經信號持續高效地傳達至目標,則將大大加速神經的修復過程並促成其保持原有功能,但研究人員一直苦於找不到實現方法。

人體神經網路

中科院劉靜帶領的研究小組則認為找到了一條解決辦法。因為神經功能主要是通過電信號的傳輸和響應來實現的,基於這一考慮,該小組的研究人員10餘年來在液態金屬材料學與生物醫學工程領域進行長期積累和實踐,首次提出了具有突破性意義的液態金屬神經連接與修復技術,旨在迅速建立切斷神經之間的信號通路及生長空間,從而提高神經再生效率並降低肌肉功能喪失的風險。

牛蛙實驗

「我們把液態金屬灌注在硅膠軟管中,製備出可放在生物體內的液態金屬導線,這種導線質地柔軟,並且具備極好的生物相容性,通過手術幫助一隻大腿神經斷裂的牛蛙,用液態金屬連接起其斷裂的神經,通過外加電刺激信號我們發現牛蛙的坐骨神經重新釋放了神經衝動,並且引起了下肢的肌肉收縮,在牛蛙的體內,液態金屬充當了完美的臨時橋樑,電生理測試表明,結果與沒有受傷的神經幾乎一樣,這隻癱瘓的牛蛙又恢復了行走的能力......中國的原創科技成果,哪些能夠向世界輸出?我希望液態金屬算一個。」——中科院理化所雙聘研究員、清華大學教授劉靜告訴記者。

肢體斷裂實驗

這項研究為解決神經修復的難題提出了一個全新的思路,實驗表明液態金屬是修復牛蛙被切斷神經組織的最有效方法。通過治療神經信號可以在修復后的神經組織間隔傳遞,在神經細胞緩慢的修復過程中,讓斷線的肌肉重新收到神經的信號刺激而不至於萎縮,將有望幫助每年數百萬神經損傷的病人,科學家認為,液態金屬能夠很好地應用於醫學手術,金屬在體內可保持人體正常溫度。但是否該實驗對於人類安全仍需進行更多的測試,才能投入在臨床治療,而這一切對於液態金屬的應用來說才剛剛開始!