受到透明蝴蝶翅膀上的微小纳米结构的启发，加州理工学院的工程师开发了一种合成类似物，用于眼植入体，使其更加有效和持久。有关这项研究的论文发表在Nature Nanotechnology上。
长尾玻璃蝴蝶翅膀的部分几乎完全透明。3年前，加州理工学院博士后研究员Radwanul Hasan Siddique在研究德国卡尔斯鲁厄理工学院玻璃翼物种的论文时发现了这样一个理由：翅膀的透明部分涂有微小的柱子，每个直径约100纳米，间隔约150纳米。这些支柱的尺寸比人发的宽度小50至100倍使它们具有不同寻常的光学特性。支柱重新引导撞击机翼的光线，使得光线不管它们碰到机翼的原始角度如何都能通过。因此，机翼表面的光几乎没有反射。
实际上，支柱使得翅膀更清晰，如果它们只是纯玻璃制成的。
这种重定向属性被称为角度无关反射，吸引了加州理工学院Hyuck Choo的关注。在过去的几年中，Choo一直在开发一种可改善青光眼患者眼内压监测的眼部植入物。青光眼是全球第二大致盲原因。尽管疾病损害视力的确切机制仍在研究之中，但领先的理论认为，眼内压力突然升高会损害视神经。药物治疗可以减少眼压升高和预防损伤，但理想情况下，必须在眼压峰值的第一个征兆时采取。
“目前，在医生的办公室里，眼压一般每年测量几次，青光眼患者需要一种方便而经常地测量眼压的方法，”工程和应用部门电气工程助理教授Choo说。科学和遗产医学研究所调查员。
Choo开发出了一种眼睛植入物，形状像一个小鼓，几根头发的宽度。当插入眼睛时，其表面会随着眼压的增加而弯曲，从而缩小鼓内腔的深度。该深度可以通过手持式读数器测量，直接测量种植体的压力。
然而，植入物的一个弱点是，为了获得准确的测量结果，光学阅读器必须保持几乎完美的垂直相对于角度90度（正负5度）植入物的表面。在其他角度，读者给出了不正确的测量。
这就是玻璃蝴蝶进入画面的地方。 Choo推断，蝴蝶纳米柱的角度无关光学特性可用于确保光线始终垂直穿过种植体，从而使植入体角度不敏感，并提供准确的读数，而不管读者如何握持。
他邀请西迪克在他的实验室工作，两人与加州理工学院研究生Vinayak Narasimhan一起工作，找出了一种方法，用柱子的大小和形状与蝴蝶翅膀上的柱子大致相同，但由氮化硅，一种常用于医疗植入物的惰性化合物。试验各种不同尺寸和支柱位置的配置，研究人员最终能够减少眼睛植入物读数的三倍误差。
“这种纳米结构释放了这种植入物的潜力，使青光眼患者每天都能测试自己的眼压，”Choo说。
新的表面还为植入物提供了持久，无毒的抗生物污染性能。
在体内，细胞倾向于锁定在医用植入物的表面上，并且随着时间的推移，它们会粘合在一起。避免这种现象的一种方式称为生物污染，是用化学物质涂覆医用植入物以阻止细胞附着。问题是这种涂层最终会磨损。
然而，Choo团队创建的nanopillars以不同的方式工作。与蝴蝶的纳米柱不同，实验室制造的纳米柱非常亲水，意味着它们吸引水分。正因为如此，植入物一旦进入眼睛，很快就会被包裹在一层水中。细胞滑落而不是站稳脚跟。
Narasimhan说：“细胞通过与粘附在植入物表面的蛋白质结合而附着在种植体上，然而，水会阻止这些蛋白质在这个表面上建立牢固的连接。早期测试表明，与以前的设计相比，纳米柱装备的植入物减少了十倍的生物污染，这要归功于这种抗生物污染性能。
能够避免生物污损对于任何植入物都是有用的，而不管它在身体中的位置。该团队计划探索哪些其他医疗植入物可以从其新型纳米结构中受益，这些新型纳米结构可以以低成本大规模生产。
（选自《医药》（适用版））