Hvis du nogensinde har haft et voldeligt møde med en piggsvin, endte det sandsynligvis ikke godt. De store gnavere er mest kendt for pelsen på ca. 30.000 pigtråd, der dækker deres ryg, en evolutionær tilpasning til beskyttelse mod rovdyr. Selvom de forekommer tynde - endda spinkle - når der først er flæger i dit kød, er de bemærkelsesværdigt svære og smertefulde at komme ud.
For nylig besluttede en gruppe videnskabsfolk ledet af Jeffrey Karp fra Harvard at undersøge netop, hvad der gør disse fjedre så effektive. Som de rapporterer i en artikel, der blev offentliggjort i dag i Proceedings of the National Academy of Sciences, afslørede deres analyse en specialiseret mikroskopisk pigtragtstruktur, der gør det muligt for fjedrene at glide ind i væv ekstremt let, men klæber hårdt mod det, når det er på plads.
Et mikroskopisk billede af en piggsvægspinde modhager (Billede via Jeffrey Karp) Det viser sig, at hver cylindrisk fjeder er belagt med bagudvendte modhvirvner ispedd glatte, skala-lignende strukturer. Når en piggsvin børster op mod en modstander (eller imod noget andet), kaster det sit væsen; modhagerne omkring omkredsen af fjederen fungerer som tænderne på en skåret serreret kniv, hvilket giver en renere skæring i væv og gør penetrering lettere. Når fjederen er gravet ned i det andet dyr, har disse samme modhager den modsatte virkning, idet de løftes op og forhindrer, at nålen let glider ud.
Forskerne tog en temmelig interessant tilgang til at nå frem til disse fund: De målte, hvor meget kraft det tog for at skubbe ind og trække piggsvin i svinehud og rått kyllingekød. De udførte derefter det samme eksperiment med andre fjedre, som de havde gjort glat ved omhyggeligt at slibe af alle modhager.
Al denne forskning havde et større formål end blot at tilfredsstille forfatternes nysgerrighed omkring piggsvin. Ligesom velcro (inspireret af planters burr, der sætter sig fast på dit tøj) og tape-baserede klæbemidler (inspireret af den klæbrige belægning på geckos 'hænder og fødder), studerede forskerne de egenskaber, der gjorde pigterne så effektive i håb om at udvikle næste -generation hypodermic nåle.
Hvis man kunne være designet, der ville kræve mindre kraft til at trænge igennem menneskeligt væv, kan det betyde mindre smerter med dit næste influenza skud. Fjedrene 'opholdskraft kan være nyttig for nåle, der har brug for at forblive på plads i en længere periode, som et IV-drypp.
Som et bevis-på-princip lavede teamet replika porcupine quills lavet af plast og satte dem gennem det samme batteri af test på væv og hud. Plastikspændene fungerede som en charme. Forskerne spekulerer i, at sådan teknologi en dag kunne inkorporeres i en række medicinske anvendelser ud over hypodermiske nåle, såsom hæfteklammer, der holder sår sammen under heling og klæbemidler, der bruges til at holde lægemiddelforsyningssystemer på plads.
