用类似纤毛的结构覆盖支架可能帮助保持植入的医疗管清洁，防止感染。根据4月28日在《美国国家科学院院刊》上发表的一项研究，当暴露在由体外设备产生的超声波下时，这些纤毛会摆动并冲洗掉附着在设备上的物质。
瑞士伯尔尼大学的生物医学工程师Francesco Clavica表示，结晶化合物和微生物形成的粘性生物膜常常导致尿道支架和导管失效。他说：“这些管子在体内处于潮湿且温暖的环境中，这是细菌生长的理想环境。”
这些微生物以及留下结壳沉积物的盐分可以在管内形成堵塞，促进感染的发生，并在外部形成尖锐的部分，阻碍设备的移除。Clavica说，由于这些问题，专家建议连接肾脏和膀胱的支架每三到六个月更换一次。全球每年有超过150万个这样的支架被插入。
因此，Clavica和他的同事们设计了一种可清洁的支架，使用硅基聚合物制成。原型矩形支架高度约为150微米，宽度为4毫米，长度为25毫米，其较短的内壁上覆盖了倾斜的纤毛。
高速摄像机显示，当施加超声波时，高度为100微米（大约相当于一张纸的厚度）的纤毛可以使流体以高达每秒10毫米的速度移动。超声波使纤毛振动，产生在每个纤毛尖端两侧旋转方向相反的涡流。这种运动会将尿液和污垢推向纤毛尖端指向的方向，即膀胱。“如果你创建一个纤毛地毯，它们会相互叠加，这就是为什么你会得到这种喷射效果。”Clavica说。
纤毛地毯在自然界中经常出现。婴儿海星使用纤毛在水中制造旋涡来吸引食物，这启发了新的支架设计，苏黎世联邦理工学院的机器人学家Daniel Ahmed说。
纤毛覆盖的支架清除了人工尿液留下的晶体簇以及细菌和生物膜。此外，基于超声波的系统对人源细胞没有伤害。
尽管如此，这种内外壁都覆盖有纤毛的特殊管子可能需要近十年才能到达患者手中。Clavica、Ahmed及其同事计划下一步在猪身上测试这些支架。但有一天，这项技术可能会让患者在家中自行清洁他们的设备，Ahmed说。“这是我们的大梦想。”
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