Tin tứcNghiên cứu được công bố trên tạp chí Bioinspiration and Biomimetics.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Heriot-Watt (Anh) đã tiến hành khảo sát tỉ mỉ cách loài ong cắn lá tạo ra các vết cắt chính xác khi đẻ trứng vào mô thực vật.
Kết quả cho thấy, cơ quan đẻ trứng của loài này, gọi là ovipositor, hoạt động như một lưỡi cưa sinh học chuyển động qua lại, có khả năng tự “nhận biết” khi nào cần cắt và khi nào nên đẩy vật liệu sang chỗ khác.
Điều quan trọng là trong quá trình đẻ trứng, ong cắn lá phải giữ cho cây chủ không bị tổn thương. Một nghiên cứu được bình duyệt trước đây đã xác nhận rằng, loài ong này có khả năng chọn lọc tự nhiên trong quá trình cắt, giúp tránh gây hại đến cấu trúc của cây.
Khám phá này có thể mở ra hướng đi mới cho các công cụ phẫu thuật trong quá trình phẫu thuật. - Ảnh: Getty Images.
Tiến sĩ Verdaguer Mallorquí, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một cơ chế cắt thực sự phi thường – một hệ thống gần như có khả năng “tư duy”.
Theo ông Mallorquí, cơ quan đẻ trứng của ong cắn lá có thể cắt xuyên qua mô mềm của thực vật nhưng lại tự động tránh các phần bên trong cứng hơn, như hệ thống ống dẫn nước và chất dinh dưỡng của cây. Điều này giúp cây vẫn sống sót và tiếp tục là nguồn dinh dưỡng cho ấu trùng nở ra sau đó.
Ông cho rằng, cơ chế chọn lọc này chỉ dựa trên hình dạng răng cưa và thành phần cấu trúc của cơ quan đẻ trứng tương tác với các đặc tính vật lý khác nhau của mô thực vật – hoàn toàn không cần cảm biến hay máy tính, mà là một kỹ thuật tinh tế được tiến hóa qua hàng triệu năm.
Để giải mã cấu trúc chính xác của “răng cưa” trên cơ quan đẻ trứng của ong cắn lá, nhóm nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi điện tử tiên tiến và công nghệ hình ảnh 3D. Họ phát hiện rằng, các răng nhỏ li ti phối hợp với các gai lớn hơn để tạo ra chuyển động cắt có tính chọn lọc.
Khi phóng đại cơ chế này lên gấp 400 lần và thử nghiệm trên các vật liệu mô phỏng mô người, các nhà khoa học nhận thấy hệ thống hoạt động dựa trên “ngưỡng ứng suất cực đại”, giúp xác định và cắt chính xác các vùng vật liệu yếu hơn ngưỡng này.
Theo nhóm tác giả, chính tính thụ động của cơ chế này khiến nó trở nên đặc biệt hữu ích trong phẫu thuật, nơi bác sĩ thường phải thao tác trong môi trường khó quan sát.
Giáo sư Marc Desmulliez nhận định, phát hiện này có ý nghĩa sâu rộng đối với ngành phẫu thuật, trong bối cảnh các dụng cụ phẫu thuật hiện nay vẫn gặp khó khăn khi thực hiện những ca phức tạp, đặc biệt là trong môi trường nhiều máu, tầm nhìn hạn chế và nguy cơ cắt nhầm các cấu trúc quan trọng rất cao.
Ông Desmulliez nhấn mạnh, một công cụ phẫu thuật mô phỏng theo cơ chế tự nhiên này có thể tự động tránh các mô quan trọng trong khi vẫn cắt chính xác tại vị trí cần thiết, mang lại cho bác sĩ một dụng cụ giúp hạn chế sai sót. Mặc dù vẫn cần tham khảo thêm ý kiến từ giới phẫu thuật, cơ chế vừa được phát hiện đã mở ra những triển vọng đầy hứa hẹn cho lĩnh vực này.
