伯明翰動物園的獸醫(yī)向阿拉巴馬大學(xué)伯明翰工程學(xué)院(UAB)的研究人員求助,以阻止他們年齡最大的大象牙齒上的裂縫增大,工程師們認(rèn)為這是一個機(jī)會可以利用他們在材料科學(xué)方面的專業(yè)知識來提高修復(fù)工藝的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
過去在象牙上的裂縫通過將金屬環(huán)粘合在牙齒上進(jìn)行修復(fù),以穩(wěn)定裂紋,防止它在牙齒上越來越長。
伯明翰動物園要求UAB的材料加工和應(yīng)用開發(fā)中心主任Brian Pillay博士為35歲的雄性非洲大象Bulwagi做象牙修復(fù)工作。
Pillay立即回應(yīng)要對修復(fù)工藝進(jìn)行創(chuàng)新,采用實驗室在其他材料工藝中使用的一些科技對裂縫進(jìn)行更加堅固和無縫的處理。
“當(dāng)動物園的團(tuán)隊要我制造這個金屬環(huán)時,我想我們可以做得更好,” Pillay說,“我們可以利用所知的材料研發(fā)來為大象進(jìn)行更好的象牙修復(fù)。”
動物園副獸醫(yī)Richard Sim表示:“這將Pillay博士實驗室在工業(yè)領(lǐng)域的研究和我們在生物學(xué)方面所做的工作聯(lián)系起來。這是首次用這樣的方式——將通常用于橋梁等結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)用于大象的象牙修復(fù)。”
破裂的象牙可能會受到感染,給大象造成困擾。未經(jīng)處理的有裂紋的牙齒最終可能必須拔除。
Pillay說:“一個開放的裂縫是一個感染的場所,因為象牙基本上是一顆牙齒。想象一下你的牙齒有裂縫的情況,這對大象來說也是很痛苦的。”
動物園的獸醫(yī)團(tuán)隊、動物護(hù)理專家和管理者與UAB的學(xué)生和研究人員合作,準(zhǔn)備將玻璃纖維和碳纖維復(fù)合材料帶和樹脂應(yīng)用在Bulwagi的象牙上。
“我們將多層碳纖維和玻璃纖維圍繞在象牙上,然后使用真空泵將樹脂(像某種環(huán)氧樹脂)吸收到該產(chǎn)品中,凝固后成為一個非常堅硬的結(jié)構(gòu),抵抗導(dǎo)致裂縫的力量,以前沒有人這樣做過,所以我們希望這種工藝能夠經(jīng)受住時間的考驗。”
“這是最新的技術(shù),它比鋼更輕,更強(qiáng),更堅韌,” Pillay說,“傳統(tǒng)上使用的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)比現(xiàn)在Bulwagi使用的重四五倍。這是一個更好的解決方案。”
象牙裂縫在大象中相當(dāng)普遍,因為大象用象牙與周圍的環(huán)境和其他大象相互作用,因此象牙要承受大量的壓力,所以修復(fù)工藝是一直有需求的。
雖然Bulwagi可能最終會因為這種特殊裂縫的進(jìn)展而失去了它的象牙,但是UAB和動物園試圖利用這一技術(shù)的發(fā)展在未來幫助其他大象。
下一步該團(tuán)隊會等待和觀察裂縫是否會持續(xù)發(fā)展,以評估他們的創(chuàng)新如何為其他大象服務(wù)。
“現(xiàn)在,這只是一個等待的游戲,但是我們對我們的創(chuàng)新感覺很好,并期待看到是否可以幫助其他大象,”Pillay說,“我們希望,當(dāng)獸醫(yī)第一次觀察到裂縫時他們將能夠進(jìn)行和復(fù)制這個修復(fù)工藝,以防止裂縫越來越長并拯救大象的象牙。”