Cuando una "aguja" se clava en la piel, no siente nada e incluso puede sentir un poco de picazón. Sí, lo hizo el mosquito que más odias. Hoy te voy a hablar de cómo los mosquitos que tanto odias utilizan un método sutil de chupar sangre para hacerte sangrar sin dolor.
Pregunta, ¿en qué parte del mundo lloran más los bebés humanos? Sólo hay una respuesta: la sala de inyecciones del departamento de pediatría del hospital.
Ya sea una aguja de infusión o una jeringa, siempre que se muestre esta cosa brillante, definitivamente hará llorar a todos los niños. Después de todo, en los millones de años de evolución humana, podemos sentir peligro inmediatamente cuando vemos agujas y objetos afilados, por lo que se puede decir que el miedo a las agujas está grabado en los genes humanos. Pero hay una excepción.
Cuando una "aguja" se clava en la piel, no se siente nada e incluso se siente un poco de picazón. Sí, es el mosquito que más odias.
Después de que el mosquito chupe sangre, casi no le causará dolor, excepto una bolsa que le pica mucho. Se utiliza la misma "aguja" para perforar la piel, entonces, ¿cómo pueden los mosquitos chupar sangre sin dolor? Para responder a esta pregunta, muchos científicos están estudiando los mosquitos e intentando desarrollar agujas que parecen bocas de mosquitos. Hola a todos, soy un mal crítico. Hoy te hablaré de cómo los mosquitos que tanto odias utilizan métodos exquisitos para chupar sangre para hacerte sangrar sin dolor.
# ¿Cómo chupan sangre los mosquitos sin dolor? Si atrapas un mosquito vivo, descubrirás que su aguja es tan suave que es imposible perforarla en la piel por mucho que lo intentes. Como los mosquitos no perforan directamente la piel con sus agujas bucales, tienen una técnica especial para chupar sangre. Estructura de la pieza bucal del mosquito Este es un mosquito Culex, el mosquito que te pica con más frecuencia.
Desde fuera, la pieza bucal del mosquito parece una aguja, pero su estructura real es muy compleja y se parece más a una máquina de escudo. Lo que podemos ver es el labio inferior del mosquito, que parece una vaina y contiene seis agujas.
Un par de mandíbulas superiores, un par de mandíbulas inferiores, un labio superior y una lengua. La parte frontal de la mandíbula inferior del mosquito es dentada, que es blanda por dentro y dura por fuera. Cuanto más cerca de la punta, mayor será la dureza de la superficie. Se encarga de apuñalar y serrar la piel, mientras que la mandíbula superior es muy afilada y se encarga de cortar la piel. La lengua se encarga de inyectar saliva, el labio superior se encarga de succionar la sangre y la “vaina”, el labio inferior, se encarga de guiar la posición y abrir la herida.
Entonces el mosquito no te pica con una aguja, sino que usa una configuración "6+1" para chuparte la sangre. ¿Cómo chupan sangre los mosquitos? Hoy, este mosquito Culex volvió a detenerse en tu cuerpo y decidió chupar un poco de sangre, pero este proceso no es fácil.
Primero, el mosquito apretará sus piezas bucales y creará un impacto dinámico en su piel. En este momento, la "Espada Divina de los Seis Meridianos" envuelta debajo de su labio inferior se desenvainará colectivamente y la mandíbula superior será atacada primero. Esta aguja tiene la punta más afilada, como una espada de aluminio que atraviesa la piel, y luego la mandíbula con una punta dentada, que se encarga de cortar la piel, permitiendo que las piezas bucales sigan penetrando más profundamente.
En este momento, mirando desde el exterior de la piel, el labio inferior del mosquito está curvado formando un arco y la parte inferior está cerca de la piel. Mientras abre la herida, guía las otras piezas bucales para encontrar vasos sanguíneos, al igual que la mano izquierda sosteniendo un clavo, guiando a la mano derecha hacia dónde debe caer el martillo.
Pero el mosquito no puede encontrar los vasos sanguíneos el 100% del tiempo, por lo que sus mandíbulas superior e inferior son como una navaja suiza, utilizando una frecuencia de 10 a 15 hz para perforar y cortar repetidamente, deambulando entre la piel y la carne, buscando capilares adecuados. Este proceso de picadura puede durar incluso varios minutos. Finalmente, el mosquito encontró el vaso sanguíneo objetivo y los dos tubos en el centro de las piezas bucales, el labio superior y la lengua, comenzaron a funcionar.
La lengua es responsable de inyectar saliva en los vasos sanguíneos. La saliva del mosquito contiene anofelina, que previene la coagulación de la sangre y permite que la sangre fluya más fácilmente. También contiene proteínas anestésicas, que pueden reducir la sensibilidad de la piel al chupar sangre.
El último paso del aparato bucal del mosquito es chupar sangre. En este momento, finalmente le toca trabajar al labio superior. Al igual que la mandíbula inferior, es blanda por fuera y dura por dentro. Cuanto más cerca de la punta, mayor será la dureza de la superficie. Es responsable de insertarse en los capilares y transportar sangre fresca al exterior.
Cuando un mosquito chupa demasiada sangre, su abdomen se hincha hasta ser más grande que él mismo. En este momento, separará el agua de la sangre y dejará espacio para almacenar glóbulos rojos más nutritivos. Todo el proceso de succión de sangre dura casi 240 segundos. Incluso en condiciones libres de interferencias, existe una probabilidad mínima de que los mosquitos no puedan chupar sangre.
Pero el mosquito Culex de tu casa tiene suerte. Antes de que lo encontraras, cantó una cancioncita y se fue. La saliva que deja será reconocida por su sistema inmunológico como un "virus extraño" y comenzará una guerra inmune.
Las proteínas funcionales de la saliva del mosquito se unirán a las células sensibilizadas debajo de la piel y las membranas mucosas, lo que hará que las células liberen histamina y otras sustancias, provocando enrojecimiento de la piel, edema y picazón.
Entonces la esencia de la bolsa contra mosquitos es una reacción alérgica. Si un mosquito pica a alguien durante mucho tiempo, su sistema inmunológico podrá ignorar la proteína de la saliva del mosquito y, finalmente, no se producirá la picadura. Pero, de hecho, la mayoría de las personas no han sido picadas lo suficiente, por lo que es difícil ser inmune a los ataques de mosquitos. La saliva del mosquito no sólo te hará hinchar, sino que si el mosquito porta patógenos transmitidos por mosquitos como los parásitos de la malaria, el virus del dengue, el virus del Zika y la encefalitis japonesa, los patógenos también se mezclarán en el cuerpo con la saliva en este momento.
Hasta ahora, más de 700.000 personas siguen muriendo cada año por picaduras de mosquitos. #¿Cómo hacer agujas con aparato bucal como los de los mosquitos? Después de observar el proceso de succión de sangre del mosquito, se ha resuelto el misterio de su indolora succión de sangre: primero, su saliva con anestésico, y segundo, sus diminutas pero diferentes piezas bucales, y la forma de penetración vibratoria. Luego, algunos estudiantes preguntaron: ¿pueden los humanos fabricar una aguja que se parezca a las piezas bucales de un mosquito, de modo que pueda simular la picadura de un mosquito y hacer que la inyección sea menos dolorosa?
Esto tiene que mencionar la tecnología de microagujas. Inspirándose en la "chupación de sangre indolora" de los mosquitos, el científico japonés Fumio Kamiyama desarrolló una aguja de inyección extremadamente fina con un diámetro de sólo 60 micrones. Al disponer múltiples conjuntos de microagujas, se puede lograr una administración rápida de fármacos.
Este tipo de microaguja tiene sólo unos pocos cientos de micrones y unos pocos milímetros de largo. Puede atravesar el estrato córneo de la piel sin tocar el nervio del dolor. Forma un canal de administración del fármaco en la superficie de la piel, lo que permite que el fármaco alcance una profundidad designada de la piel y entre en la red capilar subcutánea para su absorción. El fármaco penetra sin causar dolor ni daños en la piel. Se puede decir que la tecnología de microagujas es un salto tecnológico en la administración de medicamentos y el muestreo de sangre. Especialmente las personas con diabetes y otras personas que necesitan inyecciones de medicamentos a largo plazo, ya no tienen que soportar el dolor de las inyecciones. Este sentimiento solo se puede describir en una palabra: ¡genial (Shen Teng)!
Sin embargo, dado que las microagujas artificiales penetran directamente en la piel, la fuerza de penetración es tres órdenes de magnitud mayor que la de los estiletes de mosquito y son propensos a doblarse y romperse durante el proceso de penetración. Aún no se ha logrado una aplicación clínica a gran escala.
También se puede ver una costilla en forma de V con una longitud de 20 ~ 25 μm al final del labio superior del mosquito. Esta estructura mejora la resistencia y rigidez del labio superior, haciéndolo menos propenso a sufrir daños por flexión. El diseño de esta naturaleza es muy superior a todos los diseños de agujas y microagujas comunes. So from the perspective of the Creator, the bionic needles made with existing technology are just a poor imitation of the mosquito mouthparts.
Además, el diseño de algunos equipos médicos también ha aprendido de la estructura del aparato bucal de los mosquitos, como las agujas de biopsia. Una biopsia es la forma más común de diagnosticar el cáncer. Los médicos utilizan una aguja de biopsia para recolectar una pequeña porción de tejido, llamada muestra, de un tumor sospechoso. Luego, el patólogo observará la muestra bajo un microscopio para hacer un diagnóstico preciso. Sin embargo, la aguja de biopsia puede causar daño al tejido, deformación, movimiento y otros problemas durante el proceso de inserción.
No sólo afecta la precisión del diagnóstico sino que también puede causar un trauma al paciente. Especialmente en el caso del tejido cerebral, incluso un traumatismo menor puede causar daño cerebral irreversible, por lo que la comunidad médica ha estado ansiosa por tener una aguja de biopsia que no cause daño al tejido. En 2017, cuatro científicos de la Universidad de Temple desarrollaron una aguja quirúrgica biónica que tomó prestada la estructura dentada de la mandíbula de un mosquito.
Probaron en cerebro e hígado bovinos y descubrieron que la aguja con esta estructura especial era más eficiente. En comparación con las agujas comunes, la aguja dentada redujo la resistencia entre un 10% y un 25% al perforar el cerebro bovino y redujo la resistencia entre un 35% y un 45% al perforar el hígado de res. Esto también significa que esta aguja de biopsia tiene menos resistencia cuando se inserta en la piel, causa menos deformación en el tejido durante el proceso de inserción y extrusión y es menos probable que cause desplazamiento.
El mes pasado, en la Conferencia Mundial de Inteligencia Artificial, el Laboratorio Estatal Clave de Tecnología de Sensores del Instituto de Microsistemas de Shanghai de la Academia de Ciencias de China, demostró una sonda neuronal biónica flexible que desarrollaron de manera similar a las piezas bucales de los mosquitos. Simply put, it is an invasive brain-computer interface that can be used for clinical research, monitoring and treatment of brain diseases such as epilepsy, depression, and ALS.
Esta sonda neural biónica parecida a un mosquito imita la estructura única de la mandíbula inferior y el labio superior del mosquito: una varilla exterior dura en el exterior y una pajita flexible en el interior; la dureza de la varilla exterior garantiza la implantación, mientras que la pajita flexible se puede retener en el cuerpo para su recolección. The hardness of the outer shell can even directly penetrate the dura mater. En comparación con las interfaces tradicionales cerebro-computadora, que requieren abrir la duramadre y luego implantarla, es más conveniente y los electrodos no se dañarán durante el proceso de penetración.
El conjunto de sensores táctiles altamente sensibles detrás de la sonda también ha aprendido cómo los mosquitos usan el tacto en lugar de la visión para localizar, y puede distinguir con precisión si la sonda toca tejido cerebral o vasos sanguíneos, evitando así dañar los vasos sanguíneos.
Los seres humanos llevan cientos de años estudiando el principio biónico de los estiletes de los mosquitos. La siguiente dificultad radica en la tecnología de fabricación micronano y la reducción de costes. Aunque todos odiamos a los mosquitos, innumerables científicos están trabajando arduamente para imitarlos, de modo que algún día nuestras inyecciones o cirugías sean tan indoloras como las picaduras de mosquitos.
Aunque nuestra imitación del exquisito diseño de la naturaleza todavía es pobre, esto no puede impedir que los humanos la entendamos y aprendamos de ella hasta convertirnos en nuestros propios creadores.