說起磁鐵，大家一定都不會陌生，它是一種主要由鐵、鈷、鎳等金屬原子組成的固態(tài)混合物。這些原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較特殊，本身就具有磁矩，它們再按照相同方向依次排列，加強(qiáng)了磁性，因此磁鐵能夠產(chǎn)生磁場，具有吸附鐵磁性物質(zhì)的能力。而由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，磁場還有生電的作用，所以磁鐵在生活中應(yīng)用十分廣泛，比如揚(yáng)聲器、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)等各種電器都離不開磁鐵。但如果告訴你，磁鐵還能作為繃帶用于止血，你相信嗎？
如何將磁鐵用作止血繃帶？秘訣是將血液變?yōu)橐后w磁鐵，而血液成為液體磁鐵的方法也很簡單——向血管中注入幾百毫克的氧化鐵納米顆粒。
2019年，美國勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員首次制造出了液體磁鐵。研究人員使用3D打印技術(shù)制作出了一些鐵磁流體液滴，每個液滴都含有數(shù)十億粒長寬為20納米的氧化鐵納米顆粒，接著將液滴滴入到油層中。研究人員用顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，氧化鐵納米顆粒在水油兩種液體的界面處相互擁擠，部分氧化鐵顆粒充當(dāng)薄膜屏障，其余的被封閉在里面，形成了球體、圓柱體等各種固定的形狀。
為什么這些液滴具有固定的形狀，而不是自由流動呢？原來這些顆粒本身具有磁性。研究人員在液體中放入一個磁性線圈，氧化鐵納米顆粒都爭先恐后地奔向磁性線圈的“懷抱”，接著，研究人員移除了磁性線圈，結(jié)果納米顆粒們又開始圍繞著彼此旋轉(zhuǎn)并慢慢恢復(fù)了原來的形狀。并且，納米顆粒也能吸引周邊的液體，研究人員在反應(yīng)體系中加入了一些紅色染料，十幾秒后，納米顆粒的周圍出現(xiàn)了紅色的包圍圈。
如果我們將這些氧化鐵納米顆粒注入血管中，它們是不是也能聚集在一起，堵住血管缺口呢？答案是肯定的，美國麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家約納森·泰克萊布在人造血管和大鼠體內(nèi)驗證了這一點(diǎn)。泰克萊布將氧化鐵納米顆粒注入到人造血管中，接著切破了血管，觀察了納米顆粒的變化。泰克萊布發(fā)現(xiàn)，在外加磁場的作用下，人造血管中的納米顆粒會連接成條狀，這些鏈條會聚集在血管破裂處，堵塞血管并減慢出血速度。與未注射納米顆粒的血管相比，實驗組人造血管的平均失血率降低了五倍。在大鼠實驗中，大腿股靜脈被切斷的大鼠使用磁鐵“繃帶”后，比血流不止的大鼠存活時間更長。
也許你會想，我們已經(jīng)有止血藥物和繃帶等醫(yī)學(xué)用品了，為什么還要用磁鐵“繃帶”呢？其實，血液之所以能很快凝結(jié)，是因為血液中具有血小板，它能在血管破裂處聚集，堵住破裂口，并釋放一些收縮血管的物質(zhì)。但是，當(dāng)病人患有白血病和血小板減少癥等血液性疾病時，僅僅使用加壓包扎等方法并不能有效止血。這時候，補(bǔ)充外源的凝血因子，比如氧化鐵納米顆粒，然后使用磁鐵“繃帶”就可以成功止血啦。而且不用擔(dān)心向血液中注入顆粒物會影響健康，事實上，鐵原子是血液中血紅蛋白的重要成分，而鐵元素也是我們?nèi)粘Ｐ枰a(bǔ)充的礦物質(zhì)之一。
不久的未來，氧化鐵注射和帶磁鐵的手套也許就會成為醫(yī)護(hù)人員百寶箱中的一種新型繃帶了。
聯(lián)系客服
