科学家发现人体皮肤与蜘蛛丝混合生长能防弹

2011-9-15 13:30 来源: 搜狐科学
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防弹蜘蛛侠可成为现实吗?

利用蜘蛛丝与人体皮肤混合生长制成的超强材料比普遍使用的防弹衣材料强3倍以上。

  据国外媒体报道,近日,荷兰艺术家杰勒·埃瑟迪(Jalila Essadi)和细胞生物学家Abdoelwaheb El Ghalbzouri利用蜘蛛丝与人体皮肤混合生长能使烧伤病人长出一层刀枪不入的“防弹皮肤”。这项研究不仅能修复人们受伤的皮肤,而且使人类的皮肤可以强大到免受伤害,甚至能够保护人的生命。

  这项将艺术与科学相结合的研究工作将可能产生医疗奇迹,对于烧伤患者而言,这绝对是个好消息,因为这可能使病人长出一块能防弹的皮肤。

  蜘蛛丝具有超强的强度和弹性,蜘蛛产生的每根蜘蛛丝的抗拉强度是钢材的五倍,弹性也比人造纤维好得多。比如,蜘蛛网可以延伸到原长的十倍,而尼龙一旦延展到原长的20%就会发生断裂。利用蜘蛛丝的特性,埃瑟迪做了一个大胆的实验。他用蜘蛛丝织成了一块巴掌大的“布料”,并且用五周的时间,利用这块“布料”培育出了一层人造皮肤。然后他把这块人造皮肤固定在枪靶上,用一支22毫米口径步枪,将子弹以329米/秒的速度猛烈地倾泻在上面,一轮扫射之后,皮肤依然保持完好,高速摄像机完整地记录了这一切。他把这段视频放在视频网站Youtube上公之于众,立刻引起了网友的骚动,科幻大片就在他们眼前实现了,他们相信任何人都可能做无敌的蜘蛛侠。

  Abdoelwaheb El Ghalbzouri介绍说,这种材料比现在普遍使用的凯夫拉防弹衣材料强3倍以上。初步确定它的强度可以阻挡常规步枪一半速度的子弹。

  相比防弹,这种材料用于医疗则更加适合,特别是应用到烧伤等需要移植新皮肤的病人身上。只要提供其适当的营养、温度和空气,人体皮肤细胞在蛛丝网的网状结构中就可以获得新生。埃瑟迪说:“在治疗烧伤皮肤时将蜘蛛丝嵌入皮肤中会加速皮肤细胞的繁殖,进而加速皮肤的愈合,而且定期纳入蜘蛛丝能够减少疤痕。”这种特殊的皮肤很快受到比利时艺术收藏家吉尔特·韦比克(Geert Verbeke)的青睐,他打算在今年晚些时候移植部分蜘蛛丝人造皮肤到自己的手臂上。韦比克说:“它是自然、科学、艺术的结合体,能把它移植到我的手臂上并与之结下不解之缘是件非常有意思的事情。”

  由于蜘蛛丝的强度和硬度,除了能培育出皮肤细胞,科学家下一步将研究它能否培育出更多的人体组织细胞,比如可再生骨、软骨、肌腱、韧带,甚至还包括研制手术线、降落伞和落伞线等等。

  据说,人类利用蜘蛛丝始于1909年,在第二次世界大战时蜘蛛丝曾被用作望远镜、枪炮的瞄准系统中光学装置的十字准线,但20世纪90年代后开始对蜘蛛丝蛋白基因组成、结构形态、力学性能等有了深入研究,为蜘蛛丝商业化生产提供了可能性。据悉,蜘蛛丝的理化性质与蚕丝相比,具有非常明显的优势,在力学强度方面,蜘蛛丝纤维与强度最高的碳纤维及高强合纤芳族聚酰胺纤维(Aramid)等强度相接近,但它的韧性明显优于上述几种纤维。因此,蜘蛛丝纤维在国防、军事(防弹衣)、建筑等领域具有广阔应用前景。天然蜘蛛丝主要来源于结网,产量非常低,而且蜘蛛具有同类相食的个性,无法像家蚕一样高密度养殖,所以要从天然蜘蛛中取得蛛丝产量很有限。随着现代生物工程发展,用基因工程手段人工合成蜘蛛丝蛋白是一种新突破,不久有可能形成具有一定规模的人工蜘蛛丝纤维生产厂。