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- 可穿戴技術(shù)在醫(yī)療中的應(yīng)用-皮膚傳感器柔性植入裝置
- 來(lái)源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2016/4/19
隨著技術(shù)的進(jìn)步，電子產(chǎn)品尤其是可穿戴設(shè)備越來(lái)越小、越來(lái)越軟。這一趨勢(shì)也延伸到了醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域�？茖W(xué)家正在開(kāi)發(fā)新的更小巧、柔軟、智能的醫(yī)療設(shè)備。由于能與人體很好地融為一體，這些柔軟又有彈性的設(shè)備在被植入或使用后，從外面看起來(lái)不會(huì)有任何異樣。從炫酷的智能紋身到能讓癱瘓病人重新站起來(lái)的長(zhǎng)期植入裝置，下面這幾種迷人的技術(shù)或許很快就能獲得應(yīng)用。
智能紋身
“當(dāng)你用過(guò)這種類似于創(chuàng)可貼的東西后，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)它像你身體的一部分，你完全沒(méi)有感覺(jué)，但它仍然在工作�！边@或許是對(duì)智能紋身產(chǎn)品最通俗易懂的一種描述。這種紋身也被稱為生物印章，包含柔性電路，能以無(wú)線的方式供電，具有足夠的彈性，能跟隨皮膚一起拉伸變形。這些無(wú)線智能紋身能解決目前臨床上面臨的許多問(wèn)題，具有很多潛在應(yīng)用。
目前科學(xué)家們正在關(guān)注如何將其用于重癥新生兒監(jiān)護(hù)和睡眠實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)。位于美國(guó)馬薩諸塞州的MC10公司正在與一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行臨床試驗(yàn)，預(yù)計(jì)今年晚些時(shí)候就能推出第一款產(chǎn)品。
皮膚傳感器
美國(guó)加州大學(xué)納米工程學(xué)教授約瑟夫·王研發(fā)了一款極具未來(lái)氣息的傳感器，他是圣迭戈可穿戴傳感器中心的主管。這種傳感器能通過(guò)檢測(cè)汗液、唾液和眼淚的方式，提供有價(jià)值的健身和醫(yī)療信息。
此前，該團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)出一種能持續(xù)檢測(cè)血糖水平的紋身貼，以及一種放置在口腔中就能獲得尿酸數(shù)據(jù)的柔性檢測(cè)裝置。這些數(shù)據(jù)通常都需要指血或靜脈抽血測(cè)試才能獲得，對(duì)糖尿病和痛風(fēng)患者而言至關(guān)重要。該團(tuán)隊(duì)表示，他們正在一些國(guó)際公司的幫助下，開(kāi)發(fā)和推廣這些新興的傳感器技術(shù)。
納米藥物貼片
韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)化學(xué)和生物工程學(xué)副教授金大賢和他的同事試圖用納米技術(shù)打造下一代生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)。他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種能夠攜帶一天藥量的納米藥物貼片。
2014年，金大賢的研究小組提出了包含數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、診斷工具以及藥物在內(nèi)的，具有柔性和延展性的柔性電子貼片。這種皮膚貼片能夠檢測(cè)出帕金森氏病獨(dú)特的抖動(dòng)模式，并將收集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)備用。當(dāng)檢測(cè)到帕金森氏病特有的抖動(dòng)模式時(shí)，其內(nèi)置的熱量和溫度傳感器能自動(dòng)釋放出定量藥物進(jìn)行治療。
注射式大腦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
盡管目前已有監(jiān)測(cè)癲癇和腦損傷患者的植入技術(shù)，但這些設(shè)備較硬和尖銳，對(duì)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)。美國(guó)哈佛大學(xué)專注于納米技術(shù)的化學(xué)教授查爾斯·利伯，將大腦組織比喻成一碗在不斷運(yùn)動(dòng)的豆腐。而人們需要的是一種能監(jiān)測(cè)大腦、刺激大腦也能和大腦互動(dòng)，但沒(méi)有任何機(jī)械應(yīng)力和載荷的裝置。
利伯的研究小組所開(kāi)發(fā)出的注射式大腦檢測(cè)系統(tǒng)，如此之小，可以通過(guò)注射器直接注射到腦組織中。注射后，納米電子網(wǎng)會(huì)自行打開(kāi)，可以檢測(cè)大腦活動(dòng)，刺激組織，甚至與神經(jīng)元相互作用。
柔性植入裝置
瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院工程學(xué)院的斯蒂芬妮·拉科和格雷·庫(kù)爾蒂納在2015年年初宣布，他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出用于治療脊髓損傷的植入物。這種名為e-Dura的裝置可在包裹一層保護(hù)膜后直接植入脊髓下方。在那里，它可以為在康復(fù)期間的患者提供電和化學(xué)刺激。
該裝置所具備的柔性和生物相容性，能大幅降低炎癥和損害組織的可能性，這意味著它可以植入很長(zhǎng)的時(shí)間。在試驗(yàn)中，研究人員將該設(shè)備植入癱瘓小鼠體內(nèi)，經(jīng)過(guò)數(shù)周訓(xùn)練后，小鼠恢復(fù)了行走能力。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在了《科學(xué)》雜志上。
研究人員稱，e-Dura是目前為數(shù)不多的幾種能夠長(zhǎng)期植入的柔性刺激裝置。這表明可植入式柔性器件能成為一種可供選擇的療法。
與此同時(shí)，復(fù)制人類的觸覺(jué)技術(shù)也正在越來(lái)越成熟。美國(guó)斯坦福大學(xué)化學(xué)工程教授鮑哲楠還開(kāi)發(fā)出了能感知壓力和溫度并具有自愈功能的人造皮膚。她的研究小組最新電子皮膚包含有一個(gè)傳感器陣列，已經(jīng)能夠識(shí)別出握手時(shí)的力度。
在這個(gè)多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，曾經(jīng)硬而脆的電子元件都能變得像皮膚一樣柔軟而又有彈性。或許若干年后，堅(jiān)硬、不能見(jiàn)水、無(wú)法折疊——這些電子產(chǎn)品給人們的印象將不復(fù)存在。
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