Tømning af strandbolde og levering af medicin

Mange naturlige mikroskopiske objekter - røde blodlegemer og pollenkorn, for eksempel - tage form af forvrængede kugler. Forvrængningerne kan sammenlignes med dem, der observeres, når en kugle 'tømmes', så den støt mister indre volumen. Indtil nu, det meste af arbejdet med at forstå den involverede fysik har været teoretisk. Nu, imidlertid, Gwennou Coupier og hans kolleger ved Grenoble Alps University, Frankrig har vist, at modeller på makroskopisk niveau af egenskaberne for disse bittesmå sfærer stemmer meget godt overens med denne teori. Den nye undersøgelse, som har konsekvenser for målrettet lægemiddellevering, blev for nylig offentliggjort i The European Physical Journal E .

Generelt, disse mikroskopiske objekter deler deres morfologi og flere andre egenskaber med makroskopisk tynd, sfæriske skaller. Coupier og hans team valgte at bruge makroskopiske skaller som model, fordi måling af mængder og belastninger på mikroskopiske skaller er ekstremt udfordrende ud fra et teknisk synspunkt. Desuden, makroskopiske skaller er kommercielt og rimeligt tilgængelige. Forskerne opretter et modelsystem ved hjælp af hule kugler i forskellige størrelser og hudtykkelser, lige fra strandbolde til squashbolde. De var begge fyldt med og nedsænket i vand, og deres morfologi blev observeret og tryk målt, da noget af vandet indeni blev fjernet.

Apparatet var både enkelt - det var designet med hjælp fra bachelorstuderende - og på nogle måder temmelig udfordrende. Et manometer, der bruges til at måle trykket i 1 atmosfære (mængden af ​​tryk, det tager for at få en squashkugle til at spænde) krævede et 10 meter højt rør, der kun kunne sættes op i laboratorietrappen. Forskerne fandt ud af, at den samme generiske beskrivelse af buckling, som teoretisk var blevet forudsagt, holdt stik i alle de forskellige 'virkelige' tilfælde, der blev testet ud over det område, der oprindeligt var forventet.

Coupier har fundet ud af, at tømning og oppustning af mikroskopiske skaller kan fremkalde rettet bevægelse, som kunne, for eksempel, bruges til at hjælpe med at målrette lægemiddellevering til en tumor. Han håber, at denne nye forståelse af deflationsmekanismen muliggør, at denne bevægelse kan kontrolleres bedre.