科學(xué)家首次創(chuàng)造出類似舌頭紋理的3D打印軟表面

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由利茲大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的英國(guó)研究人員與愛丁堡大學(xué)合作，首次能夠3D打印出像人類舌頭一樣質(zhì)地的合成軟表面。這一壯舉為測(cè)試食品的口腔加工性能、營(yíng)養(yǎng)技術(shù)、制藥和治療口腔疾病的療法提供了新的可能性。研究人員使用合成硅膠結(jié)構(gòu)打印表面，模仿舌頭表面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、彈性和潤(rùn)濕性。

食物和唾液如何與舌頭互動(dòng)，從而如何影響口感、吞咽、語(yǔ)言、營(yíng)養(yǎng)攝入對(duì)于整體生活質(zhì)量而言至關(guān)重要。在當(dāng)前的流行病和所需的社會(huì)距離對(duì)這一領(lǐng)域的消費(fèi)者試驗(yàn)構(gòu)成挑戰(zhàn)的情況下，創(chuàng)造一種合成的類似舌頭的表面尤為重要。大多數(shù)人可能很少想到自己的舌頭，但它卻是一個(gè)極其復(fù)雜的生物表面，給人工復(fù)制這一構(gòu)造帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

重新創(chuàng)造人類舌頭的表面有數(shù)百個(gè)被稱為乳突的小芽狀結(jié)構(gòu)，這使其具有粗糙的質(zhì)地，加上組織的柔軟性，從機(jī)械的角度創(chuàng)造了一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。在研究中，科學(xué)家們重點(diǎn)研究了舌頭的前背部分，其中一些乳突含有味覺感受器。

有味覺感受器和沒(méi)有味覺感受器的乳突在提供機(jī)械摩擦力以幫助口腔中的食物加工方面起著至關(guān)重要的作用，它保證了吞咽所需的唾液量充足。為了創(chuàng)造人造舌頭，研究人員提取了人類上腭和舌頭的硅膠倒模，使用計(jì)算機(jī)模擬和數(shù)學(xué)建模來(lái)創(chuàng)建一個(gè)3D打印的人工表面，不同乳突的形狀和尺寸以正確的密度分布在表面，然后使用數(shù)字光處理技術(shù)對(duì)該表面進(jìn)行3D打印。為了確保打印出來(lái)的表面具有正確的潤(rùn)濕性，還專門調(diào)節(jié)了這些因素。

該團(tuán)隊(duì)最終希望他們創(chuàng)造的物體表面能夠積極影響我們對(duì)舌頭生物力學(xué)的理解，以及它們?nèi)绾沃稳祟愡M(jìn)食和語(yǔ)言的基本原理。