Szúnyogok szívókái által inspirált fájdalommentes mikrotűket terveztek

A szúnyogok szúró-szívó sörtéből álló szívókái, anélkül tudják átszúrni a bőrünket és akár több percig vért venni belőlünk, hogy észrevennénk.

Az Ohio Állami Egyetem kutatói szerint a szúnyogok szívókáinak vizsgálatával új természet által inspirált fájdalom mentes mikrotűket kaphatunk – melyeket különböző egészségügyi feladatokra lehet felhasználni.

“A szúnyogok valamit jól csinálnak, hogyha képesek fájdalom nélkül átszúrni a bőrünket és vért szívni belőlünk,” mondta Bharat Bhushan, a felfedezésről megjelent tanulmány egyik szerzője. “A szúnyogokról tanultakat kiindulási pontként használhatjuk arra, hogy jobb mikrotűket hozzunk létre.”

A kutatók a szúnyogok szívókáinak vizsgálata során négy jellemzőt azonosítottak, ami lehetővé teszi, hogy a szúnyogok fájdalom nélkül átszúrják a bőrünket. Ez a négy tényező: egy zsibbasztó anyag, a ‘tűik’ fogazott kialakítása, az átszúrás alatti rezegtetés és a szívókák puha és kemény részeinek kialakítása.

“Mindezeket az elemeket beépíthetjük egy mikrotű kialakításába,” mondta Bhushan. “Jelenleg a tűk nagyon egyszerűek. Nem történt sok előrelépés ezen a téren és mi úgy gondoljuk, hogy mód van rá, hogy valami újat próbáljunk ki.”

A kutatócsapat már korábban is felhasználta a természetet különböző termékek feljavítására – például a pillangók szárnya által inspirált felület vagy a növények által inspirált, műbőrt vízhatlanná tevő bevonat. A legújabb tanulmányukhoz, a csapat felülvizsgálta a szúnyogokról megjelenő entomológiai tanulmányokat és kiemelten a rovarok szívókáira összpontosítottak.

“A mérnöki háttér ismereteinket a szúnyogok részeinek jellemzésére használtuk fel, hogy kitaláljuk, hogyan járulhatnak hozzá a fájdalommentes átszúráshoz,” mondta Bhushan.

A szakirodalom átvizsgálásán felül maguk is megvizsgálták az Aedes vexan nőstény szúnyogok – Észak Amerika legelterjedtebb szúnyogfaj – szívókájának különböző részeit, hogy megállapítsák melyik területek lágyak és melyek kemények. Az eredmények szerint a szerv hegye és szélei puhábbak voltak és egyre keményebbé váltak, ahogy a szúnyog fejéhez közeledtek. A csapat szerint ez a puha hegy azért lehet fontos, mivel kevésbé deformálja a bőrt és emiatt kevesebb fájdalmat is okoz.

A fájdalommentességben továbbá a szívóka fogazottsága is hozzájárul – ami egy fűrészre emlékeztető elrendezést biztosít a szervnek. Amíg ez csöppet sem hangzik fájdalommentesnek, addig ez a jellemző lényegesen megkönnyíti a szerv bőrbe hatolását – és a szerv rezgetése is tovább csökkenti a bőr átszúrásához szükséges erőt.

Korábbi tanulmányok már megmutatták, hogy a szúnyogok szívókája harmad annyi erővel képes áthatolni a bőrön mint a leghatékonyabb mesterséges tű. Viszont a szúnyogcsípés fájdalommentességét a felépítés mellett tovább erősíti egy zsibbasztó anyag befecskendezése – ami a szúnyog nyálában lévő egyik fehérje.

A felfedezések hatására a kutatók létrehoztak egy mikrotű tervrajzot, ami két apró tűből áll össze. Az egyik tű feladata, hogy befecskendezze a zsibbasztó szert, amíg a másik tű vért vesz vagy valamilyen gyógyszert juttat a beteg vérébe. A második tű felépítéséhez felhasználták a szúnyog szívókájának összes azonosított jellemzőjét.

A kutatók szerint a technológia hátrányai, hogy az újszerű mikrotűk lényegesen drágábbak lennének mint a ma használt tűk és valószínűleg nem lesznek alkalmasak intravénás folyadékok bevitelére vagy nagy mennyiségű vér levételére. Így a kutatók szerint ezeket a tűket elsősorban gyerekek és tűfóbiával küzdő felnőtteknél alkalmazhatják majd.

A csapat elmondása szerint a tervek készek, most már csak a prototípusok elkészítéséhez szükséges anyagi források hiányoznak a kutatás folytatásához.

Forrás: sciencedirect.com

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.