向水蛭學習如何更好地“吸血”，新型採血設備想讓你不用再害怕針頭……_風聞

撰文 | Cloud

審校 | 河邊的卡西莫多

採血時看到針頭就腿軟的人有福了（？）。

受水蛭的啓發，瑞士的研究人員在兩個月前發佈了一種新的採血設備。該設備摒棄了讓許多人恐懼的針頭，而是採用吸盤和微針的組合，從而以儘量小的創傷獲得足夠多的血液。

圖片來源：參考資料[1]

吸血水蛭的嘴部有一個吸盤，嘴裏有許多鋒利的“小牙齒”，進食時通過吞嚥產生負壓進行吸血。蘇黎世聯邦理工學院開發的這款新型採血設備也是類似的工作原理——先通過吸盤吸附在人的上臂，按壓後，裝置內部的微針會刺穿皮膚，再通過負壓就能收集血液。

説起水蛭，很多人可能都會感到害怕或覺得它們噁心，但科研界一直以來都在努力研究水蛭潛在的治療價值，其中有些已經得到了積極的應用。

認識水蛭

飢餓的吸血水蛭對光線、震動等周遭環境變化非常敏感。遇到目標宿主時，一些水生環境中的水蛭甚至還會“追逐”目標動物。它們的頭部和尾部都各有一個吸盤，口吸盤小，尾吸盤大。跑起來的時候，水蛭的身體會像毛毛蟲那樣不停地“伸展-收縮”向前蠕動，前後兩個吸盤交替移動，直到前面的吸盤接觸到宿主併成功吸住。

圖片來源：Chiswick Chap

不過別擔心，人們徒步時遇到的陸地水蛭一般不會追着目標跑，它們經常是意外地附着在宿主身上。用吸盤將自己固定住後，水蛭嘴裏排成Y形的三個顎就會開始工作。每個顎就像一把鋸齒狀的刀，上面是許多排成一排的小牙齒，它們前後移動，切開宿主的皮膚。

正常情況下，我們受傷出血後，身體會自發啓動一些生理機制來停止出血：血小板會在血管受損的地方聚集，之後產生大量凝血酶，傷口處會形成血凝塊來進一步止血。

不過，水蛭自有對策，它們會釋放一種叫做水蛭素（hirudin）的酶，直接抑制宿主凝血酶的活性，從而防止宿主的傷口形成血塊，傷口的血液可以保持流動，水蛭也就能一直吸血。它們吸血的時間在數十分鐘到數小時之間不等。

有些吸血水蛭的嘴裏有三個顎，上面排列着很多很小的牙齒。在野外，如果發現身上有水蛭想趕走它，可以用手指甲推掉水蛭頭尾的吸盤使其掉落。

圖片來源：American Museum of Natural History

水蛭在吞嚥的時候會產生負壓，從而將血液吸入到消化道。吃飽的水蛭可以膨脹至其之前體重的5倍，有時吸血量甚至可達其體重的10倍。“如果血液在其體內凝固，那麼水蛭就會像磚頭一樣掉到水底。”加拿大皇家安大略博物館昆蟲學高級館長科維斯特·柯里 (Kvist Currie) 説道。

水蛭素是一種強效抗凝劑。當水蛭吃飽脱落後，水蛭素還會在叮咬部位發揮作用，宿主的傷口還會繼續出血一段時間。而水蛭吃飽離開後，它消化道內的宿主血液也可以很久都不凝固。之前有研究人員發現，有的水蛭吸一次血可以生存一年！

在英語中，“水蛭”一詞還被用來形容那些一味索取而不願給予的人。不過事實上，並不是所有水蛭都吸血，也有很多種水蛭是捕食者，它們主要以蝸牛、蛞蝓、蚯蚓等小型無脊椎動物為食。同時，在食物鏈中，水蛭也是魚類、烏龜、水禽等動物的食物。

水蛭來幫你

在科研界，水蛭是很多研究人員的寵兒，有些科研人員甚至會讓實驗室裏的水蛭吸自己的血。通過研究水蛭素，科學家正在開發副作用更小的治療血栓和預防中風的藥物。另外，在進行外科手術時，水蛭也可以發揮作用，例如當人類截斷的手指被重新連上時，水蛭可以通過吸血讓新鮮的含氧血液重新進入斷指。

為了找到並收集水蛭，有些研究人員拿自己當誘餌。等水蛭吃飽了，它們就會自動脱落，掉進研究人員準備好的袋子裏。圖片來源：American Museum of Natural History

現在，以水蛭為模型開發的採血設備又有望幫助人們更輕鬆地採血。在蘇黎世聯邦理工學院今年3月發佈的一項研究中，新採血裝置的吸盤、微針就是模仿水蛭的嘴部吸盤和小牙齒。吸盤固定在患者的手臂上，按壓後，吸盤內部的微針將會刺破皮膚。之後，吸盤內壓力的釋放就會產生負壓，從而將血液吸入，並存在一個含有抗凝劑的儲存空間內。

圖片來源：參考資料[1]

微針的侵入性更低，引起的疼痛感和不適感也更小，傷口更容易癒合。另外，由於微針是被固定在吸盤內部，因此和傳統的採血針頭相比，這減少了人們在穿刺過程中和後續處理中的受傷風險。研究人員也正在開發一種由完全可生物降解材料製作而成的新版本裝置。

非醫療專業的人也可以使用這個採血設備。而且和指尖採血相比，它能夠採集更多的血液，提高了診斷的準確性。另外，它能以較低的成本進行製造，且便於攜帶，因此很適合中低收入地區，有望幫助人們更好地對抗瘧疾等疾病。

目前瘧疾的診斷需要從患者的耳垂或指尖進行採血，然後檢測是否有瘧原蟲。當一隻感染了瘧原蟲的蚊子叮咬健康人時，蚊子會將唾液中的瘧原蟲注入到人體中。之後，瘧原蟲會進入血液循環。寄生蟲首先會侵入肝臟，在肝細胞中生長繁殖；成熟後，它們會離開肝臟，感染血液中的紅細胞。

人感染瘧疾會出現發熱、畏寒、頭痛和嘔吐等症狀，嚴重時可能危及生命。通過檢查血液塗片中的瘧原蟲，醫護人員可以診斷和監測患者的瘧疾感染情況。

通過血液塗片，可以觀察到瘧原蟲進入紅細胞內繁殖。

2021年6月30日，我國被世界衞生組織認證為無瘧疾國家。圖片來源：Lukas.S

兒童面臨嚴重瘧疾感染的風險較高。據世界衞生組織統計，在非洲地區，5歲以下的兒童約佔所有瘧疾死亡人數的78%。

但與此同時，針頭恐懼症在人羣中的比例並不低，兒童對針頭的恐懼尤其明顯。據估計，大約四分之一的成年人、高達三分之二的兒童都對針頭有強烈的恐懼。一般而言，隨着年紀的增長，人們對針頭的恐懼會慢慢減弱或者消失。

如果你也害怕採血針，不妨期待一下水蛭採血裝置（？）。

參考資料：

[1] Zoratto, N., Klein-Cerrejon, D., Gao, D., Inchiparambil, T., Sachs, D., Luo, Z., & Leroux, J.-C. (2024). A Bioinspired and Cost-Effective Device for Minimally Invasive Blood Sampling. Adv. Sci., n/a(n/a), 2308809. doi: 10.1002/advs.202308809

[2] Blood diagnostics modelled on leeches. (2024, May 14). Retrieved from https://ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2024/05/blood-diagnostics-modelled-on-leeches.html

[3] Leech-inspired device may make for kinder, gentler blood sampling. (2024, May 03). Retrieved from https://newatlas.com/medical/leech-inspired-such-cup-blood-sampling

[4] Needle fears and phobia. (2023, July 27). Retrieved from https://www.cdc.gov/childrensmentalhealth/features/needle-fears-and-phobia.html

[5] Katz, B. (2019). Why the World Needs Bloodsucking Creatures. Smithsonian Magazine. Retrieved from https://www.smithsonianmag.com/science-nature/why-world-needs-bloodsucking-creatures-180973670

[6] Leeches. (2024, May 15). Retrieved from https://australian.museum/learn/animals/worms/leeches

[7] Who, W. H. O. (2023). Malaria. World Health Organization: WHO. Retrieved from https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/malaria

[8] Greenwood, V. (2018). The Stuff That Helps Leeches Get Their Fill of Blood. N.Y. Times. Retrieved from https://www.nytimes.com/2018/07/19/science/leeches-blood-anticoagulants.html

[9] Hiolski, E. (2018). WATCH: See How Leeches Can Be A Surgeon’s Sidekick. NPR. Retrieved from https://www.npr.org/sections/goatsandsoda/2018/04/03/598829579/watch-see-how-leeches-can-be-a-surgeons-sidekick