首次3D打印的舌頭，可以接下這件“苦”差事了_風聞
Science_北京-不惧过往，不畏将来！2020-10-29 15:59
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英國利茲大學和愛丁堡大學的科學家們首次利用3D打印技術複製了人類舌頭上高度複雜的表面設計，創造出了與真正舌頭類似的仿生舌面。
舌頭的拓撲結構、彈性和濕潤度決定了食物或唾液如何與舌頭相互作用，進而影響我們的口感、吞嚥、説話和營養攝入。
近日，來自英國利茲大學和愛丁堡大學的科學家們首次利用3D打印技術複製了人類舌頭的複雜表面設計，創造出了一種仿生舌面。
這種仿生舌面與真正舌面類似，可以有效減少目前對人體試驗的依賴，同時，它也為測試食品、藥物以及治療口乾症創造了新的可能性。相關論文發表在《ACS應用材料與界面》雜誌上。
舌頭表面的複雜性給人工複製帶來了挑戰，也為開發口乾症相關療法平添了障礙。
論文第一作者Efren Andablo-Reyes博士説：“重建舌面面臨着結構上的獨特挑戰。數百個被稱為“乳突”的小泡狀結構賦予了舌頭特有的粗糙紋理，再結合生物組織的柔軟特質，舌面從機械角度上看來十分複雜。”
研究人員將關注重點放在舌頭的前背側部分，這裏的乳突有的包含味覺感受器，有的則不包含。這兩種乳突幫助舌頭產生適當機械摩擦，使得食物在口腔內能夠與足夠唾液混合，從而帶來良好口感，並增進吞嚥時的潤滑。
仿生的舌頭。
研究人員試圖在實驗表面上複製人類舌頭的有效機械特徵。
研究小組獲取了15個成年人的舌頭表面硅膠模型，並通過三維光學掃描得到了舌乳突的尺寸、密度以及舌頭的平均粗糙度。他們發現，舌頭的紋理類似隨機分佈。
隨後研究團隊使用計算機模擬和數學建模創建了一個3D打印的人工表面，形狀和尺寸不同的乳突以合適密度隨機分佈其上。
愛丁堡大學信息學學院的Rik Sarkar説：“乳突分佈的隨機性似乎對舌頭的感覺起着重要作用，因此我們定義了一個“碰撞概率”的新概念來測量機械感應。”
**接近人類舌尖表面的三維光學圖像。**最後，為確保仿生舌面的濕潤度和潤滑性與人類舌面相同，該團隊使用不同合成液體進行了一系列實驗。
首席研究員、利茲大學膠體與表面學的教授Anwesha Sarkar評價道：“精確地繪製並複製舌面，並將其與一種接近人類舌頭彈性的材料結合，可不是件容易的事。通過吸收不同學科的專業知識和技術，我們成功證實了3D打印的硅膠表面能夠模擬人類舌面的機械性能。”
編譯：花花
審稿：西莫
責編：陳之涵
期刊來源：《ACS應用材料與界面》期刊編號：1944-8244
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https://phys.org/news/2020-10-d-biomimetic-tongue-surface.html
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