学生设计帮助蝙蝠对抗白鼻综合症

凯文·基尔不想故意感染蝙蝠。他是加州大学戴维斯分校的兽医病理学家，研究白鼻综合症，这种疾病正在美国各地毁灭蝙蝠种群。为了做到这一点，他需要从健康蝙蝠身上采集组织样本，然后在实验室中进行研究。

但如何收集样本呢？生物学家可以抓一只蝙蝠，然后用某种打孔器剪下一片翅膀——但这真的很棘手。基尔和同事、加州大学戴维斯分校的野生动物疾病生态学家芭芭拉·肖克需要一种任何生物学家都可以使用的更简单、更专业的设备。

他们向学校的 3D 打印机实验室寻求帮助，实验室经理建议他们向学生寻求帮助。这一问题最终演变成 1 月中旬举行的学生工程竞赛。在紧张的 30 小时 Make-a-thon 竞赛中，学生团队提出了设计方案，在计算机辅助设计软件中绘制草图，然后在 3D 打印机上制造出来。

“要了解这种疾病，我们确实需要能够进行实验性感染，”基尔说。“但我们已经失去了这么多蝙蝠，而且在人工冬眠场所与蝙蝠一起工作非常困难，所以我们正在寻找另一种有效的方法。”

白鼻病是由一种名为Pseudogymnoascus destructans 的真菌引起的，这种真菌寄生在洞穴冬眠蝙蝠的身体和翅膀上。科学家们并不完全确定这种真菌是如何杀死蝙蝠的，但有一种理论认为，蝙蝠从冬眠中醒来过于频繁地梳理自己，耗尽了脂肪储备，最终饿死。基尔通过将这种真菌接种到蝙蝠皮肤样本（称为组织外植体）中来研究白鼻病的传播方式。

这意味着要在现场切下一片翅膀组织，同时将其拉伸到某种粘性膜上。这是一项艰巨的工作——想象一下，抓着一只小小的、蠕动的、爱咬人的蝙蝠，试图在不损坏它的情况下剪掉它的一部分翅膀。

“蝙蝠翅膀非常薄，弹性十足，就像湿厕纸一样，你永远无法让它恢复到原来的形状，”基尔说。“你可以想象把蝙蝠放在砧板上，拉动蝙蝠翅膀，如果你是为了诊断目的而取样，还要用紫外线寻找真菌的位置，这是多么令人沮丧。我们希望有一种非常简单的方法，我们可以一只手使用，这样人们就可以一只手抓住蝙蝠，另一只手剪下活检组织。”

1 月 16 日，基尔和肖克向加州大学戴维斯分校生物医学工程学会的 60 名学生成员介绍了他们的问题，学生们夜以继日地绘制设计图并为每个部件创建 CAD 文件。

“他们提出了一些我们想不到的设计，”Shock说道。

上图所示的一个成功原型在标有“b”的部分的一侧涂有特殊的医用级粘合剂。当该装置用于在蝙蝠翅膀上打一个小孔时，翼膜被拉伸到粘合剂上，将其固定到位。其设计允许蝙蝠组织的一侧浸入细胞培养基中，保持组织存活，而另一侧则暴露在空气中——以及白鼻真菌中。

截至 1 月 18 日星期日晚上，Makeathon 已产生四个可实际投入使用的项目。Keel 和 Shock 目前正在与该大学的 TEAM 设计、原型和制造设施合作，对其中许多进行改进，然后进行生产。

蝙蝠生活在黑暗、人迹罕至的洞穴中或高高的树上；它们会飞；它们用我们听不到的超声波啁啾声进行交流，因此它们是野外研究中最难的动物之一。生物学家经常使用独特的工具来追踪它们。但肖克和基尔说，竞争让它变得独一无二。肖克说，更重要的是，工程师们了解到了一些他们原本不知道的东西。

她说：“所有这 60 名参与者都必须了解白鼻综合症以及蝙蝠的重要性。”