作者:温才妃 吴奕 来源:中国科学报 发布时间:2023/12/4 9:22:43
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壁虎断尾、螃蟹断螯,是同种机制在起作用吗

 

贻贝切断足丝,壁虎断尾求生,螃蟹断肢弃螯……生物界存在很多“自虐狂”。这些自弃行为,是由动态生物界面的特殊结构决定的,还是一种接触机制起到了通用作用?

江苏大学材料科学与工程学院教授潘国庆及其合作者苏州大学教授李斌提出,贻贝等生物所涉及的动态生物表界面存在着多点微接触机制,这种普遍存在的机制有望为当前生物材料的组织细胞兼容性改善提供可行方案。日前,相关研究成果发表在《科学》上。

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自然界中动态生物界面的多尺度层次结构与多点微接触机制示意图。课题组供图

足丝是贻贝分泌的非生命蛋白类物质,和贻贝自身组织之间有着多尺度递阶结构。这一结构已被加拿大麦吉尔大学和美国纽约大学等研究人员揭示。

潘国庆在此基础上提出,贻贝和足丝之间的可控连接,不完全依赖于表面特殊的化学作用,而是多点微接触机制在起关键作用;这种多点微接触机制,不仅仅是贻贝类生物独有的,也存在爬行纲蜥蜴目壁虎类动物,甚或存在于尚未探究的虾蟹类螯爪自断行为之中。由此推断,多点微尺度接触机制可能是一种通用策略,可以实现强大而动态的表界面相互作用。

作为从事动态生物材料及其表界面、组织修复与再生的研究学者,潘国庆更感兴趣的是,当前生物材料的组织细胞兼容性急需改善,或许可以从贻贝、壁虎等生物涉及的动态生物表界面中得到启发。他也提出大胆设想,生物传感器、医疗植入物甚至是动态脑机接口中,这种结构的仿生构建也存在着广阔的应用前景,实现可拆卸而不损伤甚至反复使用的目标。

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.adl2002

 
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