机械外骨骼在医疗【神奇的外骨骼】

发布时间：2023-01-19 16:55:20

机械外骨骼在医疗【神奇的外骨骼】




在轰动一时的3D电影《阿凡达》中，最令人震撼的莫过于那些人类控制的巨大“外骨骼”机械装备。它们在片中被称作“移动扩增平台装甲”(缩写为“AMP”。人类穿上了AMP服，通过手臂的活动传递给AMP服的力量得到了百倍的增强，使人变成了无坚不摧的“大力神”。这种出现在科幻影片和小说中的“外骨骼”显然是现代仿生学中的一个内容。那么，在动物中是不是有它的原形呢?这要从“肉包骨”还是“骨包内”这个问题说起。

乍一看这个问题，很多人一定会觉得好笑，动物当然都是肉包着骨啦。不论是重达几十吨的巨鲸还是只有10克重的小老鼠，不论是河里游的鱼还是天上飞的鸟，其肌肉再发达，也还得靠骨头在里面撑着。不过，上述的动物都是脊椎动物。脊椎动物都是肌肉在外、骨骼在内，这种形式的骨骼称为，“内骨骼”。内骨骼的一大特点是它可以随着肌肉的生长而不断生长。但是，在世界上无论是种类或是数量都极为庞大的动物类群是无脊椎动物，它们的骨骼形态更为复杂多样。

丰富多样的骨骼形式

在无脊椎动物中，也有着堪与脊椎动物相比的内骨骼。比如棘皮动物及一些头足类软体动物就有着与脊椎动物骨骼来源相同的、由中胚层形成的内骨骼。

在棘皮动物中，骨骼最有趣的是海胆。圆球状的身体被关闭在坚硬的上千片排列得十分整齐、美观的石灰质骨壳中，在这互相镶合的骨板表面之外长满了尖而长的硬刺，活像“毛栗子”，也有人叫它“海刺猬”。每根刺的基部有活动的关节，根根长刺都能活动，成为用于行走的工具，某些支撑，某些移动，交换接替，好似小孩踩高跷，一步一步地摇
晃前进。

海蛇尾的腕细长而有很大的弯曲能力，各腕几乎是空心的，由四列骨板包围，在腕中央还有一列互相紧接的骨板，称为椎骨。椎骨与椎骨之间邻近面有突起及凹槽，如同“齿轮”，使腕的运动本领很强，有的腕前伸，有的腕随后，可以像蛇一样在海底蜿蜒前行。海蛇尾也因此得名。

最近的研究还发现，在海蛇尾腕的表面的骨骼中布满着排列有序、呈球状的方解石晶体，不仅用来支撑骨骼，而且用它来做光学探测器。因为这些方解石晶体的微观结构与凸镜相似，一个方解石晶体就像一个直径约1／20毫米的微小凸镜，能把光线聚焦在体表以下5毫米处的神经束上，当神经束接收到凸镜送来的光信号后，就立即传给神经中枢，由神经中枢做出应对决定。如此说来，海蛇尾看似没有眼，实际上全身的骨骼恰是组成了一只巨大的复眼!
除了内骨骼外，在无脊椎动物中，这种起支撑作用的结缔组织――骨骼还有多种形式，甚至许多人们通常认为没有骨骼的动物实际上也有骨骼存在。例如，以液体形式支撑身体的体腔液可以视为一种液体静力骨骼。这种骨骼是由蛋白质、多糖及水组成的胶状物质，可以承受压力并恢复原体形。

大多数海绵动物都具有骨骼。吸水性很强的沐浴海绵是人们最熟悉的海绵动物，身体柔软，有弹性，可压缩。沐浴海绵用以支持和维系体型的海绵丝，是造丝细胞分泌的类似蚕丝的蛋白质凝固而形成，成为许许多多纵横交错的角质纤维形成的骨骼。倘若每一细胞分泌一条丝，那末一块沐浴海绵，乃由千千万万的造丝细胞通力合作，一条条、一层层累积而成。它们在体内首先布成密密的网架，其分布和所间隔的空隙格式有条不紊，组成了基础骨架，这些海绵丝叫做初生纤维。当此骨架布置就绪后，进而发生一种较细的次生纤

机械外骨骼在医疗【神奇的外骨骼】

推荐内容

相关推荐