受蜻蜓翅膀啟發:科學家打造出更靈活實用的關節夾板

據外媒報道,來自德國基爾大學的科學家們從蜻蜓翅膀的一些獨特屬性中獲得靈感並由此開發出一種用於治療受傷關節的新型夾板。據悉,這種夾板可以在所有正確的地方提供支持,其可以承受比其自身重量多很多倍的負載且還不會限制身體的活動。

受蜻蜓翅膀啟發:科學家打造出更靈活實用的關節夾板

這種新型醫療設備是為肌肉骨骼損傷而設計打造,肌肉骨骼損傷占運動損傷的很大一部分,由扭傷、拉傷或關節過載造成。在基爾大學的研究小組看來,用於治療這類損傷的傳統夾板要麼限制了使用者的行動,要麼無法提供關節所需的支持。他們認為,他們現在已經找到了一種受大自然啟發的更好的解決方案。

作為更廣泛研究的一部分,研究團隊正在研究蜻蜓翅膀如何能承受不同強度的氣流甚至能跟固體物體發生碰撞。這些都要求同時實現穩定和可移動。不過按照研究人員的說法,這兩者在工程學中通常是相互排斥的,但在自然界中往往卻能同時發生。

受蜻蜓翅膀啟發:科學家打造出更靈活實用的關節夾板

據了解,科學家們在一種由聚乳酸(PLA)製成的特殊鉸鏈中重新創造了這種機制,這種鉸鏈只有23克重。塑料鉸鏈可以跟彈性織物包裹集成在一起,然後附着在關節上,這對運動不會產生任何影響–直到彎曲到70度的角度,在這種情況下,內置的釘子會就像蜻蜓的翅膀一樣阻止運動並穩定關節。

該研究的論文第一作者Ali Khaheshi表示:「測試表明,我們夾板的承載能力約為320牛頓,這意味着約32公斤,是夾板自身重量的1300多倍。如果結構由比PLA更堅固的材料製成,那麼它則可以承受450公斤的載荷,這將遠遠高於世界舉重紀錄所經歷的重量。」

受蜻蜓翅膀啟發:科學家打造出更靈活實用的關節夾板

據悉,該設備可以使用3D打印技術,這意味着它可以很容易、以非常低的成本被生產出來,並且還可以適應於手、膝蓋和肘部的使用。研究小組表示,它的功能還可以修改。目前,研究團隊正在尋找行業合作夥伴以幫助將該設備推向市場。

來源:cnBeta