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3D打印的舌面负模。
仿生的舌头。
接近人类舌尖表面的三维光学图像。
舌头的拓扑结构、弹性和湿润度决定了食物或唾液如何与舌头相互作用，进而影响我们的口感、吞咽、说话和营养摄入。
近日，来自英国利兹大学和爱丁堡大学的科学家们首次利用3D打印技术复制了人类舌头的复杂表面设计，创造出了一种仿生舌面。
这种仿生舌面与真正舌面类似，可以有效减少目前对人体试验的依赖，同时，它也为测试食品、药物以及治疗口干症创造了新的可能性。相关论文发表在《ACS应用材料与界面》杂志上。
舌头表面的复杂性给人工复制带来了挑战，也为开发口干症相关疗法平添了障碍。
论文第一作者Efren Andablo-Reyes博士说：“重建舌面面临着结构上的独特挑战。数百个被称为“乳突”的小泡状结构赋予了舌头特有的粗糙纹理，再结合生物组织的柔软特质，舌面从机械角度上看来十分复杂。”
研究人员将关注重点放在舌头的前背侧部分，这里的乳突有的包含味觉感受器，有的则不包含。这两种乳突帮助舌头产生适当机械摩擦，使得食物在口腔内能够与足够唾液混合，从而带来良好口感，并增进吞咽时的润滑。
研究人员试图在实验表面上复制人类舌头的有效机械特征。
研究小组获取了15个成年人的舌头表面硅胶模型，并通过三维光学扫描得到了舌乳突的尺寸、密度以及舌头的平均粗糙度。他们发现，舌头的纹理类似随机分布。
随后研究团队使用计算机模拟和数学建模创建了一个3D打印的人工表面，形状和尺寸不同的乳突以合适密度随机分布其上。
爱丁堡大学信息学学院的Rik Sarkar说：“乳突分布的随机性似乎对舌头的感觉起着重要作用，因此我们定义了一个“碰撞概率”的新概念来测量机械感应。”
最后，为确保仿生舌面的湿润度和润滑性与人类舌面相同，该团队使用不同合成液体进行了一系列实验。
首席研究员、利兹大学胶体与表面学的教授Anwesha Sarkar评价道：“精确地绘制并复制舌面，并将其与一种接近人类舌头弹性的材料结合，可不是件容易的事。通过吸收不同学科的专业知识和技术，我们成功证实了3D打印的硅胶表面能够模拟人类舌面的机械性能。”
科界原创
编译：花花
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《ACS应用材料与界面》
期刊编号：1944-8244
原文链接：
https://phys.org/news/2020-10-d-biomimetic-tongue-surface.html
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