Wenn eine „Nadel“ in Ihre Haut sticht, spüren Sie nichts und verspüren möglicherweise sogar einen leichten Juckreiz. Ja, es wurde von der Mücke gemacht, die du am meisten hasst. Heute werde ich mit Ihnen darüber sprechen, wie die Mücken, die Sie so sehr hassen, eine subtile Blutsaugmethode anwenden, um Sie schmerzlos bluten zu lassen.

Frage: Wo auf der Welt weinen Menschenbabys am meisten? Es gibt nur eine Antwort, und das ist der Injektionsraum der Kinderabteilung des Krankenhauses.

Ob Infusionsnadel oder Spritze, solange dieses leuchtende Ding gezeigt wird, wird es bestimmt jedes Kind zum Weinen bringen. Schließlich können wir in den Millionen Jahren der menschlichen Evolution sofort Gefahr spüren, wenn wir Nadeln und scharfe Dinge sehen, sodass man sagen kann, dass die Angst vor Nadeln in den menschlichen Genen verankert ist. Aber es gibt eine Ausnahme.

Wenn eine „Nadel“ in Ihre Haut sticht, spüren Sie nichts und verspüren sogar einen leichten Juckreiz. Ja, es ist die Mücke, die du am meisten hasst.

Nachdem die Mücke Blut gesaugt hat, hinterlässt sie fast keine Schmerzen, außer dass Sie einen extrem juckenden Beutel haben. Die gleiche „Nadel“ wird zum Durchstechen der Haut verwendet. Wie saugen Mücken also schmerzlos Blut? Um diese Frage zu beantworten, untersuchen viele Wissenschaftler Mücken und versuchen, Nadeln zu entwickeln, die wie Mückenmünder aussehen. Hallo zusammen, ich bin ein schlechter Rezensent. Heute werde ich mit Ihnen darüber sprechen, wie die Mücken, die Sie so sehr hassen, exquisite Blutsaugmethoden anwenden, um Sie schmerzlos bluten zu lassen.

# Wie saugen Mücken schmerzlos Blut? Wenn Sie eine lebende Mücke fangen, werden Sie feststellen, dass ihre Nadel so weich ist, dass es unmöglich ist, sie in die Haut zu stechen, egal wie sehr Sie es versuchen. Da Mücken mit ihren Mundnadeln nicht direkt in die Haut stechen, verfügen sie über eine spezielle Blutsaugtechnik. Struktur des Mückenmundstücks Dies ist eine Culex-Mücke, die Mücke, die Sie am häufigsten beißt.

Von außen sieht das Mundstück der Mücke zwar wie eine Nadel aus, seine tatsächliche Struktur ist jedoch sehr komplex und ähnelt eher einer Schildmaschine. Was wir sehen können, ist die Unterlippe der Mücke, die wie eine Scheide aussieht und sechs Nadeln enthält.

Ein Paar Oberkiefer, ein Paar Unterkiefer, eine Oberlippe und eine Zunge. Der vordere Teil des Unterkiefers der Mücke ist gezahnt, der innen weich und außen hart ist. Je näher an der Spitze, desto höher ist die Oberflächenhärte. Er ist für das Stechen und Sägen der Haut zuständig, während der Oberkiefer sehr scharf ist und für das Schneiden der Haut zuständig ist. Die Zunge ist für die Speichelinjektion zuständig, die Oberlippe für das Blutsaugen und die „Scheide“, die Unterlippe, für die Lageführung und Wundöffnung.

Die Mücke sticht Sie also nicht mit einer Nadel, sondern nutzt eine „6+1“-Konfiguration, um Ihr Blut zu saugen. Wie saugen Mücken Blut? Heute ist diese Culex-Mücke wieder an Ihrem Körper vorbeigekommen und hat beschlossen, etwas Blut zu saugen, aber dieser Vorgang ist nicht einfach.

Erstens spannt die Mücke ihre Mundwerkzeuge an und erzeugt einen dynamischen Effekt auf Ihre Haut. Zu diesem Zeitpunkt wird das „Göttliche Schwert der Sechs Meridiane“, das unter seiner Unterlippe gewickelt ist, gemeinsam aus der Scheide gezogen und zuerst der Oberkiefer angegriffen. Diese Nadel hat die schärfste Spitze, wie ein Folienschwert, das Ihre Haut durchsticht, und dann den Unterkiefer mit einer gezackten Spitze, die dafür verantwortlich ist, durch die Haut zu sägen, sodass die Mundwerkzeuge immer tiefer eindringen können.

Von der Außenseite der Haut aus gesehen ist die Unterlippe der Mücke zu diesem Zeitpunkt bogenförmig gebogen und der untere Teil befindet sich nahe an Ihrer Haut. Während es die Wunde öffnet, führt es die anderen Mundwerkzeuge, um Blutgefäße zu finden, genau wie die linke Hand, die einen Nagel hält, und gibt der rechten Hand eine Führung, wohin der Hammer fallen soll.

Da die Mücke Blutgefäße jedoch nicht immer finden kann, sind ihr Ober- und Unterkiefer wie ein Schweizer Taschenmesser, das mit einer Frequenz von 10–15 Hz immer wieder sticht und schneidet und zwischen Haut und Fleisch wandert, um nach geeigneten Kapillaren zu suchen. Dieser Beißvorgang kann sogar mehrere Minuten dauern. Schließlich fand die Mücke das Zielblutgefäß und die beiden Röhren in der Mitte der Mundwerkzeuge, der Oberlippe und der Zunge, begannen zu arbeiten.

Die Zunge ist dafür verantwortlich, Speichel in Ihre Blutgefäße zu injizieren. Der Mückenspeichel enthält Anophelin, das die Blutgerinnung verhindert und den Blutfluss erleichtert. Es enthält außerdem betäubendes Protein, das die Empfindlichkeit Ihrer Haut beim Blutsaugen verringern kann.

Der letzte Schritt der Mundwerkzeuge der Mücke besteht darin, Blut zu saugen. Zu diesem Zeitpunkt ist es endlich an der Oberlippe zu arbeiten. Wie der Unterkiefer ist er außen weich und innen hart. Je näher an der Spitze, desto höher ist die Oberflächenhärte. Es ist dafür verantwortlich, in die Kapillaren einzudringen und frisches Blut herauszutransportieren.

Wenn eine Mücke zu viel Blut saugt, schwillt ihr Hinterleib an und wird größer als sie selbst. Zu diesem Zeitpunkt trennt es das Wasser im Blut und schafft Platz für die Speicherung nährstoffreicherer roter Blutkörperchen. Der gesamte Blutsaugvorgang dauert knapp 240 Sekunden. Selbst unter störungsfreien Bedingungen besteht eine halbe Wahrscheinlichkeit, dass Mücken nicht in der Lage sind, Blut zu saugen.

Aber die Culex-Mücke in Ihrem Zuhause hat Glück. Bevor du es gefunden hast, sang es ein kleines Lied und ging. Der zurückbleibende Speichel wird von Ihrem Immunsystem als „fremdes Virus“ erkannt und löst einen Immunkrieg aus.

Die funktionellen Proteine ​​im Mückenspeichel binden an sensibilisierte Zellen unter der Haut und den Schleimhäuten, wodurch die Zellen Histamin und andere Substanzen freisetzen, was zu Hautrötungen, Ödemen und Juckreiz führt.

Die Essenz des Mückenbeutels ist also eine allergische Reaktion. Wenn jemand längere Zeit von einer Mücke gebissen wird, kann sein Immunsystem das Protein im Speichel der Mücke ignorieren und der Stich bleibt schließlich aus. Tatsächlich wurden die meisten Menschen jedoch nicht ausreichend gebissen, sodass es schwierig ist, gegen Mückenangriffe immun zu sein. Der Mückenspeichel führt nicht nur zu Blähungen, sondern wenn die Mücke auch durch Mücken übertragene Krankheitserreger wie Malariaparasiten, Dengue-Virus, Zika-Virus und Japanische Enzephalitis in sich trägt, werden die Krankheitserreger zu diesem Zeitpunkt auch mit dem Speichel in den Körper vermischt.

Bis heute sterben jedes Jahr mehr als 700.000 Menschen an Mückenstichen. #Wie macht man Nadeln mit Mundwerkzeugen wie Mücken? Nachdem wir den Blutsaugvorgang der Mücke beobachtet haben, wurde das Geheimnis ihres schmerzlosen Blutsaugens gelöst: Erstens, ihr Speichel mit Betäubungsmittel, und zweitens, ihre winzigen, aber unterschiedlichen Mundwerkzeuge und die Art und Weise des vibrierenden Eindringens. Dann fragten einige Studenten: Können Menschen eine Nadel herstellen, die den Mundwerkzeugen einer Mücke ähnelt, sodass sie einen Mückenstich simulieren und die Injektion weniger schmerzhaft machen kann?

Hier muss die Mikronadeltechnologie erwähnt werden. Inspiriert durch das „schmerzlose Blutsaugen“ von Mücken entwickelte der japanische Wissenschaftler Fumio Kamiyama eine extrem feine Injektionsnadel mit einem Durchmesser von nur 60 Mikrometern. Durch die Anordnung mehrerer solcher Mikronadel-Arrays kann eine schnelle Medikamentenabgabe erreicht werden.

Diese Art von Mikronadel ist nur wenige hundert Mikrometer bis einige Millimeter lang. Es kann das Stratum corneum der Haut passieren, ohne den Schmerznerv zu berühren. Es bildet einen Medikamentenabgabekanal auf der Hautoberfläche, der es dem Medikament ermöglicht, eine bestimmte Tiefe der Haut zu erreichen und zur Absorption in das subkutane Kapillarnetzwerk einzudringen. Das Medikament dringt ein, ohne Schmerzen oder Hautschäden zu verursachen. Man kann sagen, dass die Mikronadeltechnologie ein Technologiesprung in der Medikamentenverabreichung und Blutentnahme ist. Insbesondere Menschen mit Diabetes und andere Menschen, die Medikamente über einen längeren Zeitraum injizieren müssen, müssen die Schmerzen von Injektionen nicht mehr ertragen. Dieses Gefühl kann nur mit einem Wort beschrieben werden: cool (Shen Teng)!

Da künstliche Mikronadeln jedoch direkt in die Haut eindringen, ist die Penetrationskraft um drei Größenordnungen höher als die von Mückenstiletten und sie neigen während des Penetrationsprozesses zum Knicken und Brechen. Eine groß angelegte klinische Anwendung ist noch nicht erreicht.

Am Ende der Oberlippe der Mücke ist außerdem eine V-förmige Rippe mit einer Länge von 20–25 μm zu erkennen. Diese Struktur erhöht die Festigkeit und Steifigkeit der Oberlippe und macht sie weniger anfällig für Biegeschäden. Das Design dieser Natur ist allen herkömmlichen Nadel- und Mikronadeldesigns weit überlegen. Aus der Sicht des Schöpfers sind die mit vorhandener Technologie hergestellten bionischen Nadeln also nur eine schlechte Nachahmung der Mundwerkzeuge der Mücken.

Darüber hinaus wurde auch das Design einiger medizinischer Geräte von der Mundwerkzeugstruktur von Mücken übernommen, beispielsweise von Biopsienadeln. Eine Biopsie ist die häufigste Methode zur Diagnose von Krebs. Ärzte verwenden eine Biopsienadel, um ein kleines Gewebestück, eine sogenannte Probe, aus einem vermuteten Tumor zu entnehmen. Anschließend untersucht der Pathologe die Probe unter dem Mikroskop, um eine genaue Diagnose zu stellen. Allerdings kann die Biopsienadel während des Einführvorgangs Gewebeschäden, Verformungen, Bewegungen und andere Probleme verursachen.

Dies beeinträchtigt nicht nur die Genauigkeit der Diagnose, sondern kann auch zu einem Trauma für den Patienten führen. Insbesondere bei Hirngewebe können bereits geringfügige Traumata zu irreversiblen Hirnschäden führen. Daher ist die medizinische Fachwelt bestrebt, eine Biopsienadel zu entwickeln, die keine Gewebeschäden verursacht. Im Jahr 2017 entwickelten vier Wissenschaftler der Temple University eine bionische chirurgische Nadel, die der gezackten Struktur des Kiefers einer Mücke nachempfunden war.

Sie führten Tests an Rinderhirn und Rinderleber durch und stellten fest, dass die Nadel mit dieser speziellen Struktur effizienter war. Im Vergleich zu gewöhnlichen Nadeln verringerte die gezahnte Nadel den Widerstand beim Durchstechen des Rinderhirns um etwa 10–25 % und beim Durchstechen der Rinderleber den Widerstand um 35–45 %. Dies bedeutet auch, dass diese Biopsienadel beim Einführen in die Haut einen geringeren Widerstand aufweist, das Gewebe während des Einführ- und Extrusionsvorgangs weniger verformt und weniger wahrscheinlich zu einer Verschiebung führt.

Erst letzten Monat stellte das State Key Laboratory of Sensing Technology am Shanghai Institute of Microsystems der Chinesischen Akademie der Wissenschaften auf der World Artificial Intelligence Conference eine bionische flexible neuronale Sonde vor, die sie ähnlich wie Mückenmundwerkzeuge entwickelt hatten. Einfach ausgedrückt handelt es sich um eine invasive Gehirn-Computer-Schnittstelle, die für die klinische Forschung, Überwachung und Behandlung von Gehirnerkrankungen wie Epilepsie, Depression und ALS verwendet werden kann.

Diese mückenähnliche bionische Nervensonde imitiert die einzigartige Struktur des Unterkiefers und der Oberlippe der Mücke – ein harter Außenstab an der Außenseite und ein flexibler Strohhalm an der Innenseite – die Härte des Außenstabs gewährleistet die Implantation, während der flexible Strohhalm zum Sammeln im Körper zurückgehalten werden kann. Die Härte der Außenhülle kann sogar direkt in die Dura mater eindringen. Im Vergleich zu herkömmlichen Gehirn-Computer-Schnittstellen, bei denen die Dura mater aufgeschnitten und dann implantiert werden muss, ist dies bequemer und die Elektroden werden während des Penetrationsprozesses nicht beschädigt.

Die hochempfindliche taktile Sensoranordnung hinter der Sonde hat außerdem gelernt, wie Mücken zur Lokalisierung Berührung statt Sehkraft nutzen, und kann genau unterscheiden, ob die Sonde Gehirngewebe oder Blutgefäße berührt, wodurch Schäden an Blutgefäßen vermieden werden.

Seit Hunderten von Jahren erforschen Menschen das bionische Prinzip der Mückenstilette. Die nächste Schwierigkeit liegt in der Mikro-Nano-Herstellungstechnologie und der Kostenreduzierung. Obwohl wir alle Mücken hassen, arbeiten unzählige Wissenschaftler hart daran, Mücken nachzuahmen, damit unsere Injektionen oder Operationen eines Tages so schmerzlos sein werden wie Mückenstiche.

Obwohl unsere Nachahmung des exquisiten Designs der Natur immer noch dürftig ist, kann dies die Menschen nicht davon abhalten, es zu verstehen und daraus zu lernen, bis wir unsere eigenen Schöpfer werden.