科学家从利兹大学和爱丁堡大学3D打印出了一个合成舌头，可以感知食物的味道。
研究人员通过与在真实器官中发现的3D印刷的'乳头'（或味蕾）与基于点过程的模型相似的3D印刷的'乳头'（或味蕾）的柔软仿生。利用他们的添加剂背部，这使得正版文章的质地，团队旨在量化人舌和某些食物之间的机械相互作用。
该研究的主要作者Efren Andablo-Reyes博士说:“重建普通人类舌头的表面，面临着独特的建筑挑战。”“我们的目标是复制人类舌头的机械相关特征，在一个易于在实验室中使用的表面来复制口腔加工条件。”
人类舌头的奥秘
与所有哺乳动物一样，人类的舌头具有高度复杂的拓扑，并且只有当这与最佳润湿性相结合时，我们只能在饮食，说话和品尝等中的关键活动。在纯粹的机械术语中，这些基本功能受到舌头下部背部的许多芽的粗糙度，称为乳头状。
准确地理解这些微小结构是如何影响舌头的纹理感知能力的，这是有价值的信息，可以用来制作更美味的食物或药物。目前，用于口腔优化的自动味觉测试涉及到体积流变学评估，但它们无法模拟真实舌头的表面或润滑。
因此，人类味道通常在食品开发过程中使用，这使得它们成本高昂，时间 - 密集和最终的主观努力。对于研究人员来说，唯一能够对流体在人口内互动的最终理解的唯一方法是创造一种仿生舌，并分析其摩擦学性能。
研究人员的3D打印口腔器官
为了准确地创建他们的添加舌头，研究人员获得了15名健康成年人的3D扫描，包括它们口服乳头的尺寸，密度，分布和粗糙度。基于这些图像，该团队使用了基于泊松点过程的随机模型来设计“母模”，并在乳头之间的优化空间分布。
两种特定类型的微型芽在扫描中出现得最频繁:白色丝状和红色蕈状乳头，这使得科学家们优先将它们包含在他们制造的口腔装置中。
“我们将注意力集中在舌头的前背部部分，其中一些乳头含有味道受体，而其中许多人缺乏此类受体，”雷耶斯博士解释道。“两者都在提供正确的机械摩擦方面发挥着关键作用，以通过足够的唾液援助口腔食物加工。”
为了实现必要的解决方案来重建母模，研究人员部署了一个设想Perfactory P3数字光处理(DLP)系统将3D打印传感器转化为柔软的硅弹性体。然后，在进行各种表征测试之前，将不同数量的聚山梨酯80化学物质添加到舌状装置中，以提供适当的润湿性。
尽管一些添加剂舌显示出不同程度的润湿性，但它们的特征被证明与霉菌的特征是相同的，进一步说，与试验对象的特征是相同的。为了评估他们制作的口腔器官的变形能力，研究人员后来将其与猪的口腔器官进行了比较，证明它在强度、润湿性和质地方面几乎完全匹配。
经过一系列成功的测试，该团队得出结论，他们的3D打印硅树脂设备可以准确地模拟人类舌头的拓扑结构。科学家们相信，在未来，他们复制的背肌可以用作食物或药物测试的手段，同时也可以发展对器官功能的更广泛的了解。
该研究的合著者Anwesha Sarkar总结道:“这种仿生舌表面可以作为一种独特的机械工具，根据结构属性来帮助检测食品和高价值饮料中的假药。”“最终，我们希望我们设计的表面，可以在理解舌头的生物力学如何支撑人类进食和说话方面发挥重要作用。”
之前的生物添加剂创新
虽然3D打印完全大小的可移植人体器官目前还不可行，但最近添加剂技术的进步已经产生了一些逼真的复制品。
GeorgiaTECH例如，学生Alexis Noel，已经设法3D打印猫舌头上的乳突刺复制品，并用它吸引和“清理”粒子。虽然结构比典型的猫舌大400倍，但它分享了相同的弹性品质。
其他地方，印度为基础萨瓦伊曼辛格医院已经开始治疗口服癌症患者使用3D打印技术。在手术过程中，许多患者需要切除部分面部或下颌骨，他们的医生正在试验使用人造植入物作为一种潜在的治疗方法。
另一方面，来自康奈尔大学，有3D打印一个“手指状”柔软的机器人肌肉它可以通过排汗来控制体温。这种仿生装置的致动器使用水凝胶基复合树脂打印，这使得它们能够保留“出汗”所需的水分。
研究人员的研究结果在他们题为《用于摩擦学应用的三维仿生舌状表面。“该研究由Efren Andablo-Reyes，Michael Bryant，Anne Neville，Paul Hyde，Rik Sarkar，Mathew Francis和Anwesha Sarkar进行共同撰写。
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特色图片显示了研究人员的3D打印仿生舌头。照片来自利兹大学。
