什么是大自然的3D打印機?奧地利維也納大學(xué)馬克斯·佩魯茨實驗室分子生物學(xué)家們領(lǐng)導(dǎo)的一項跨學(xué)科研究,可以告訴人們答案:一種海洋環(huán)節(jié)動物杜氏闊沙蠶身上的特殊細胞——毛殼細胞,控制著剛毛的形成,其操作模式竟與3D打印技術(shù)驚人地相似。研究結(jié)果13日發(fā)表在《自然·通訊》上。
剛毛能讓蟲子在水中移動。研究發(fā)現(xiàn),剛毛的形成是從它的尖端開始,然后是中間部分,最后是底部。在這個發(fā)育過程中,重要的功能單元一個接一個、一塊一塊地制作出來,這與3D打印幾乎完全一樣。在這個過程中,毛殼細胞發(fā)揮著核心作用。
研究人員此次展示了一個動態(tài)的毛殼細胞表面,其特征就是幾何排列的微絨毛。單個微絨毛的功能,好比3D打印機的噴嘴。這些微絨毛數(shù)量和形狀會隨時間變化而變化,這是塑造剛毛幾何結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。例如作為剛毛尖端上的單個齒,其精確度可達到亞微米范圍。剛毛通常在短短兩天內(nèi)就會“打印完成”,且可具有不同的形狀,短或長、尖或平,各有千秋。
由于最新掃描電子顯微設(shè)備能實現(xiàn)數(shù)千層的自動化分析,研究人員借此成功研究了微絨毛的排列,并提出了相應(yīng)的3D模型。這一研究結(jié)果,為未來醫(yī)療產(chǎn)品的開發(fā)和自然可降解材料的制造提供了潛力。