受到透明蝴蝶翅膀上微小纳米结构的启发，加州理工学院(Caltech)的工程师们开发了一种人工模拟眼球植入物的技术，使其更有效、更持久。4月30日，一篇关于这项研究的论文发表在了《自然纳米技术》杂志上。
长尾玻璃翅蝴蝶翅膀的部分几乎是完全透明的。三年前,加州理工学院博士后研究员Radwanul哈桑Siddique—当时在论文涉及一种玻璃翼在卡尔斯鲁厄理工学院Germany—发现了原因:透明的翅膀涂在小柱子,每一个直径约100纳米和间距为约150纳米。这些柱子的尺寸——比人类头发的宽度小50到100倍——赋予了它们不寻常的光学特性。这些柱子会改变光线照射翅膀的方向，让光线穿过翅膀，而不考虑光线照射翅膀的初始角度。因此，机翼表面几乎没有反射光线。
实际上，柱子比普通玻璃做的翅膀更清晰。
这种重定向特性，即所谓的角无关反反射，引起了加州理工学院的Hyuck Choo的注意。在过去的几年里，Choo一直在开发一种眼球植入物，可以改善青光眼患者眼压的监测。青光眼是全球致盲的第二大原因。尽管这种疾病损害视力的确切机制仍在研究中，但主要理论认为，眼压的突然升高会损害视神经。药物可以降低眼压并防止损害，但理想情况下，必须在眼压飙升的最初迹象时服用。
现在，眼压通常一年只在医生办公室测几次。"说，青光眼患者需要一种方便、有规律地测量眼压的方法。
Choo开发了一种形状像一个小鼓的眼球植入物，只有几缕头发的宽度。当插入眼睛时，它的表面会随着眼压的增加而弯曲，从而缩小鼓腔的深度。这个深度可以通过手持阅读器测量，直接测量植入物所承受的压力。
然而，该植入物的一个弱点是，为了获得精确的测量，光学阅读器必须与植入物表面保持几乎完全垂直(角度为90度(正负5度))。在其他角度，读者给出了一个不正确的测量。
这就是玻璃翅蝴蝶的作用。Choo认为蝴蝶的光学特性与角度无关。纳米孔可以用来确保光线始终垂直穿过植入物，使植入物不受角度影响，无论阅读器是如何拿着的，都能提供准确的读数。
他招募了迪克在他的实验室里工作,和两个工作以及加州理工学院研究生Vinayak纳史木汗,发现与支柱螺栓眼植入大约相同的大小和形状的蝴蝶,翅膀但由氮化硅,一种惰性化合物,常用于医疗植入物。通过对不同形状的眼柱大小和位置的实验，研究人员最终能够减少植入眼内的误差。阅读三倍。
" Choo说，这种纳米结构释放了这种植入物的潜力，使青光眼患者能够每天检测自己的眼压。
新的表面还使植入物具有持久、无毒的抗生物絮凝性能。
在人体中，细胞倾向于附着在医用植入物的表面，随着时间的推移，它们会粘在一起。避免这种现象的一种方法是在医用植入物上涂上一层化学物质，阻止细胞附着。问题是这种涂层最终会磨损。
然而，由Choo的团队创造的纳米粒子以一种不同的方式工作。与蝴蝶的纳米孔不同，实验室制造的纳米孔非常亲水，这意味着它们能吸水。因此，植入物一旦进入眼睛，很快就会被包裹在一层水里。细胞没有获得立足点，而是逐渐脱落。
"细胞通过与附着在植入物表面的蛋白结合而附着在植入物上。然而，水阻止这些蛋白质在这个表面建立起牢固的联系，"说，Narasimhan。早期的测试表明，纳米植入物由于具有抗生物絮凝性能，比以前的设计减少了十倍的生物絮凝。
能够避免生物絮凝对任何植入物都是有用的，无论它在体内的位置如何。该团队计划探索其他医用植入物能从他们的新纳米结构中受益的地方，这种纳米结构可以廉价批量生产。
该研究的题目是"多功能生物光子纳米结构，灵感来自于医用长尾玻璃翅蝴蝶翅膀。"的合著者包括加州理工学院博士后Shailabh Kumar、Blaise Ndjamen和Jeong Oen Lee;Caltech 波Fellow 娜塔莉香港;加州大学旧金山分校的杜鹃和大卫·斯雷塔万。这项研究由美国国家眼科研究所、美国国立卫生研究院资助;传统医学研究所研究员奖;加州理工Rothenberg创新计划(RI2);鲍威尔基金会;加州理工贝克曼研究所，阿诺德和梅布尔贝克曼基金会。
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