科幻世界(2022年第三季度合集)
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灵感引力场

转眼已至七月盛夏,蝉鸣螽嘶是不少读者朋友童年夏日乡间的回忆。动物们能发出和听到的声音频率与人类不同,听入耳的是盛夏,未察觉的是奥秘,奥秘背后隐藏了些什么本质与潜能,科学家们仍在探索与尝试。盛夏是生命绽放的季节,但我们都希望璀璨的生命不仅仅在夏日里绚烂,更在四季,在岁岁年年。为此,医学家们钻坚研微。

声造物

3D打印又被称为增材制造或者快速原型制造,是一种基于离散-堆积原理,由三维数据驱动,直接制造零件的科技体系。通俗来讲,就是在计算机的设计和驱动下,将金属、陶瓷、塑料等原材料一层一层地叠加起来,快速地直接制造出金属零件、非金属零件和生物材料等。

在3D打印过程中,原材料在打印机中产生化学反应或者物理转化,反应的驱动主要依赖于光能源或热能源,也就是说,光能和热能激活驱动了物体的形成。光能和热能在增材制造中的重要性和唯一性使得原材料受限于光敏树脂这类对光敏感和耐热的物质。

现今,蒙特利尔康考迪亚大学的研究人员开发出一种声化学3D打印技术——“直接声音打印”。超声波往往被用于解构,特定频率的超声波可以破坏甚至杀死细菌,达到杀菌的效果,某些频率还可以用于消融肿瘤。“直接声音打印”则是利用超声波完成建构。

“直接声音打印”的基础是在树脂中产生空化现象。空化现象是指液体中的微小气泡核在超声波的作用下产生振动,当声压达到一定值,气泡产生膨胀、闭合和振荡等变化。研究人员使用换能器创造了超声波场,场内有一微小的焦点空化区域,当焦点穿过树脂时,产生的热和压力使材料固化,同时极端的温度和压力使得预设的复杂形状顺利塑造。从底部开始,以气泡作为反应器,树脂得以一层层地凝固堆积,生成最终产物。

(据《自然通讯》2022.04.06)

灵光一现:声音不仅可以用于对话和歌唱,还可以作为能源打入制造行业。当造物变得如此便捷与快速,当声音成为造物之源,作曲家或许化身设计师,歌唱家或许也是建筑家。

被废肝脏的春天

器官移植在医疗发达的今天已经不是什么新鲜事儿了,然而,供体的稀缺、对供受双方的严格要求和移植后的排异反应等,使真正受益于器官移植的患者寥寥无几。当遍体鳞伤的破旧肝脏在医疗圣手的加持下治愈了年过花甲的肝癌患者,我们面临的种种困境有了破解之法。

来自瑞士苏黎世大学和苏黎世联邦理工学院的科研团队在2020年1月发表论文,介绍他们发明的新型灌注机,它不仅能使肝脏体外存活七日,还可以修复肝脏损伤、清除脂肪沉淀,甚至再生部分肝脏。2021年5月,瑞士的移植中心接收到一颗年轻捐赠者的肝脏,最终却因为存在慢性脓肿和性质不明的肿瘤被丢弃。苏黎世的科研团队接收了这颗肝脏,为了有足够的时间对肿瘤进行彻底的评估和治疗,肝脏需要在体外保持几天的活力。研究人员使用灌注机保持肝脏的体外活性,同时实施治疗和评估,在确定肝脏肿瘤为良性后,还使用了大剂量的抗生素确保肝脏无菌。

经过三天的治疗后,肝脏被移植给了一位本没有机会及时获得捐赠的六十二岁肝硬化和复发性肝癌患者。这颗受损的肝脏在被丢弃的第四天重新找到了家,移植后的肝脏不仅没有炎症,还在体内表现出强烈的增殖活动。移植六周后,肝脏体积明显增加到了受体所需的大小。该患者在接受肝移植后快速康复,且在一年的随访中过着正常生活。

(据《自然·生物技术》2022.05.31)

灵光一现:本病例给我们提供了稀缺配型和克隆之外的新思路,消除了可能存在的道德伦理和法律风险,却也会出现新问题,而这正是创作新故事的开始。被世人判了死刑的肝脏重新发光发热,甚至在体内自由生长,若器官的体外修复过程加入AI零件,换完五脏六腑的你,体内是否会滋养出不同的自我意识,器官们在体内各自占地为王,相爱相杀,下令控制你的生活模式……

【责任编辑 :竹 子】