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  中国科技网讯 据物理学家组织网5月29日(北京时间)报道,纽约大学物理学家最近开发出一种模仿生物组织内细胞间粘合方式的新系统,能用于从生物适应性化妆品到人造组织工程等多种工业生产中。相关论文发表在《美国国家科学院学报》上。

  这种系统由纽约大学物理学院和软物质研究中心分部副教授雅斯那·布鲁吉克的实验室发明,是一种“水中油”溶液(乳剂),其表面性质就像生物细胞,能模拟生物组织的机械性质。

  研究小组设计的这种原始仿生乳剂能模拟生物组织中细胞之间粘合的主要特征。他们此前曾设计出一种能操控球状物打包过程的方法,而在新研究中,他们通过模拟机械压力如何影响细胞间蛋白质和蛋白质的粘合,找到一种能再现生物组织“打包”功能的方法。研究人员解释说,在生物体中,细胞间的粘合对组织结构的完整性至关重要,细胞必须按顺序粘合在一起,才能形成特定功能的组织。

  他们的这种乳剂还可以调节,以匹配引力和斥力的相互作用,在生物组织中,引力和斥力控制着细胞间的粘合。根据实验条件显示,要形成粘合必须施加一定的压力。他们通过改变压力大小来挤压油滴,并用一种离心法和改变乳液中盐的含量,筛选出最佳的粘合条件。加入盐可屏蔽静电荷,压力能提高油滴表面蛋白质之间的相互作用力,让油滴之间所有的接触面都粘合在一起,就像在生物组织中那样。

  实验结果和他们构建的理论模型相吻合。研究人员表示,这种操控压力和挤压将乳剂结合在一起的方法,为生产更丰富的消费品开辟了新途径。通过重新组装分子能制造出更坚实、功能更强的产品,还能用在医药品中改善分子递送。(记者常丽君)

  生物组织内的粘液是人们最熟悉的日常物质之一,但细胞是如何粘合在一起的,人们并不完全清楚。美国科学家的实验表明,调节盐和压力,可以制造出较好模仿生物细胞间液的乳剂。而这一发现,也使人们有可能制造出“有凝聚力”的液体器件。或许这种材料很快会用来改善人造器官的特性——仿生学再次为工业设计提供了灵感。