神奇复原术

2014-11-17 19:30
科学启蒙 2014年11期
关键词:小灵通复原肉芽

“昨天又把我最爱的电影《星际迷航》重新看了一遍。不得不佩服编剧的想象力,里面的诸多高科技都很棒,比如当指挥官威廉·瑞克受伤之后,飞船上的同事立即使用一种手持式设备为他治疗,帮助他的伤口快速复原。”小好问说。

小粗心说:“这是关于未来世界的电影,当然能编造不存在的科技手段了,想怎么编就怎么编。”

奥秘精灵听后不由得笑了笑:“那倒未必哦,电影里的那种装置被称为‘皮肤再生器。我了解到科学家目前正在研制这项技术,说不定不久就能成为现实哦!”

一听到新技术小灵通就两眼放光:“奥秘精灵,真有这么厉害的技术,能让伤口快速愈合?”

“那当然,我们今天就来好好了解这种神奇的复原术吧!”

第一关

伤口是怎样愈合的

“在我们的日常生活中,最常见的受伤就是表皮破损,引起出血。像小好问在电影里看到的情节就是如此。想了解电影里的‘皮肤再生器,我们首先要知道受伤后正常的愈合过程是怎样的。你们对此有所了解吗?”

小粗心:“受伤之后,伤口都是自动愈合的啊!”

小灵通:“伤口愈合应该是由内而外的,先是形成新的血管,再是纤维细胞,最后才是表皮的增生愈合。”

小好问:“我每次受伤了伤口都是包扎起来的,不过总是会先结痂,等痂掉了就好了。”

【关主释答】

小灵通的回答比较靠谱。创伤愈合是创伤后人体皮肤和表皮组织再生的自然过程。正常来说,表皮(最外层的皮肤)和真皮(内部或深层皮肤)存在一个平衡的状态,以形成一个保护伤口的屏障。正常的伤口愈合过程包括以下阶段:炎症期、肉芽期和上皮形成期。

受伤后伤口处立刻出现红、肿、热、痛现象,这就是最初的炎症期,主要是经由止血、白细胞的出现清除伤口脏物及避免细菌的侵入,而建立干净的伤口床以利于第二阶段的发生。肉芽期出现于伤后第1~4天,可长至3周。当伤口清洁后,渐渐有肉芽组织、血管及胶原蛋白的出现,肉芽组织呈现出鲜红如牛肉颜色的组织,表示新血管形成,血流足够并有新的胶原蛋白合成。此后是上皮形成期,伤口表面被上皮增生覆盖,伤口收缩闭合。一般在受伤12小时内就已慢慢出现表皮增生的现象,渐渐肉芽组织的外围出现了一层闪亮如银的表皮层。即使在伤口愈合后,这层新表皮层也需很长时间才能渐渐变成与周围皮肤相似的颜色。

第二关

重建细胞治伤口

“从上一关的学习我们不难发现,伤口正常的愈合过程需要几天甚至几年的时间。那么科学家是利用什么技术让皮肤瞬间复原的呢?”

小灵通:“我认为是利用某种光束加速细胞的分裂和复制过程,让皮肤在极短的时间内再生。”

小好问:“当时看电影的时候我就在想,那个‘皮肤再生器里应该有某种特效药可以帮助伤口复原。”

小粗心:“我想是在伤口上喷了一层保护膜,再配合他们说的药物和光束治疗。”

【关主释答】

“皮肤再生器”的原理是通过复制伤者的皮肤细胞来达到再生目的。现实中,科学家们正在研发的神奇复原设备可称为“生物复制(BioReplicates)”。这项技术的原理与《星际迷航》中的‘皮肤再生器情节非常相似,未来我们或许真的会拥有一种可以迅速治愈伤口的设备。它正是利用克隆人体细胞这一原理,包括能够构建人体三维细胞的系统,能够再生人体组织,重建人体细胞,从外表上修复伤口。此外,它还能用于药物或化妆品等方面的测试,相较于目前的方法,这种设备不仅大大提升了测试的准确性和可靠性,还能节约成本。

“生物复制”设备在未来有着巨大的发展前景。设想一下,有了“生物复制”设备后,一些小伤口几乎瞬间就能被治愈,而且不需要消毒、缝线、敷药这些复杂而费劲的步骤。更难得的是,这种设备是手持式装置,不论是使用还是存放都非常便利。

第三关

缓疼痛解苦楚

“为了更好地帮助人们愈合伤口减轻疼痛,科学家在研制‘生物复制设备的同时还在努力研发另一种设备。只要用它在皮肤上来回擦拭,就能提升机体缓解疼痛的机能。你们能猜到其中的原理吗?”

小灵通:“大概是利用电磁刺激的疗法,让疼痛的信号不能顺利到达人的大脑,从而缓解疼痛。”

小粗心:“做手术时不是打麻药就不疼了嘛,这种设备应该是使用了麻药吧。”

小好问:“通过轻微但是快速的震动让伤口麻痹,感觉不到疼痛。”

【关主释答】

这一关大家分析得都有道理,但是和科学家的想法还是不太一样。这是一种可以用于缓解肌肉骨骼疼痛和炎症的外部治疗设备,而且在使用过程中并不涉及药物的使用。其工作原理则是使用微弱的电信号,对人体皮肤上感到痛楚的区域进行治疗。此时皮肤上的神经接收器,将会把这些信号通过中央神经系统传递给大脑。

作为反应,人体的大脑会释放一种神经肽物质,这是一种具有调节作用和治疗作用的物质,其中包括一些已知效果最强的止痛物质,如内啡肽。简单地来说,就是通过受伤的皮肤,向大脑传递“这里并不痛,这里并不痛,这里并不痛…… ”的信号。大脑接到这样的信号后,就会做出反应来告诉人体,“嗯,这里确实已经不痛了”,然后我们就真的不痛了。

你们知道吗,之前我们提到的“皮肤再生器”、“生物复制”设备等是提供给宇航员使用的?因为在长期的太空飞行过程中,宇航员的骨质常常会减少,骨骼密度降低,甚至患上肌肉萎缩等病症。而上述设备则可以帮助宇航员缓解这些不适。

(责任编校:汤文培)

(实习编辑:卢文娴)

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