2015年已經(jīng)結(jié)束了，去年醫(yī)療科技發(fā)展的太快，以至于有時候都會有跟不上時代的感覺，很可能今晚過去，明天就會有新的科技成果出現(xiàn)。但我們還是迫不及待地要給大家做個盤點了。這些發(fā)生在2015年的黑科技，可能有些在2014年就出現(xiàn)了，但今年才真正開始為人們所知，開始造福百姓;有些可能還在實驗室研究中，但卻具有非常大的市場價值;有些可能已經(jīng)商業(yè)化，但卻體現(xiàn)出十足的創(chuàng)新。雖然可能并不全面，但不管怎樣，這些都是代表醫(yī)療科技的一種趨勢，那下面就開始吧!
1.可診斷多種疾病的微流體生物診斷芯片
IBM研究者們研發(fā)出了一種能夠定量檢測多種疾病的便攜式診斷芯片。由于IBM公司研究者LucGervais 和Emmanuel Delamarche的得力研究，利用毛細張力驅(qū)動微流體的方法可以急劇改變點護理診斷的現(xiàn)狀。
在IBM蘇黎世實驗室，科學家們把微流體元件與待分析物分子、檢測抗體、捕獲抗體等試劑結(jié)合在一起創(chuàng)造性地提出了一步免疫檢測法。只需要5微升的人體血清樣本就能完成夾心式免疫檢測，并用熒光顯微鏡讀出檢測結(jié)果。微流體功能元件由一個用PDMS基底密封的反應(yīng)腔、一個樣本收集器、延時閥、檢測抗體的沉積區(qū)、毛細泵、流體進出口組成。
在一步免疫檢測法中使用的芯片上布有精心設(shè)計的微流體通道，使我們能夠精確控制芯片上待分析液體的體積、流速。檢測抗體和捕獲抗體的淀積區(qū)能夠被精確限定，這樣就可以使用很少的待測樣品和小的檢測區(qū)域完成檢測任務(wù)。而且由于檢測區(qū)域小，在一塊芯片上可以同時分析多種蛋白子。
在本研究中使用的芯片原型能夠檢測心臟標志物C-反應(yīng)蛋白(CRP)，芯片還可以為癌癥，過敏，病毒，細菌提供定量檢測，并與任何已知的蛋白標志物的疾病。
未來進一步研制完全依靠毛細張力工作的多功能芯片證明了PDMS作為診斷測試、芯片實驗室生物基底的潛力。
Coris BioConcept和IBM正為把一步診斷芯片推向市場而合作。研究人員希望最終能夠用塑料元件制作這種設(shè)備，并在醫(yī)院推廣使用。此外，IBM計劃借助自己在半導體技術(shù)、制造經(jīng)驗上的優(yōu)勢，積極與其他生物研究者(包括研發(fā)用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療中檢測腦細胞的設(shè)備的Neuro-Zone公司)合作研發(fā)點護理產(chǎn)品。
2.治療癲癇的3D打印藥片
新一代神技“3D打印”可以打印吃的啦，并且還是藥物!已經(jīng)有相當多的研究者正在致力于這項技術(shù)的研發(fā)，比如《國際藥學雜志》報道，倫敦大學學院的研究人員就成功試驗了3D打印藥片技術(shù)。而在這一點，美國的Aprecia公司走在前面，他們宣布美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)已經(jīng)批準了其號稱“全球首個”3D打印藥物Spritam(左乙拉西坦)速溶片上市，該藥物用于治療癲癇。
不得不說這是整個3D打印領(lǐng)域的里程碑。因為它意味著可同時制造數(shù)以百萬計的相同產(chǎn)品。
3D打印技術(shù)的的獨特優(yōu)勢除了便捷與個性化之外，還有一點不可忽視，就是它在結(jié)構(gòu)上更加可控，這是傳統(tǒng)制造方式無法企及的能力。而使用3D打印藥物的好處是就是它包含有很多孔洞，在嘴里只需要一點點水就能溶解，對吞咽困難的患者(例如癲癇發(fā)作的病人)來說十分容易。用傳統(tǒng)方法也可以制造出帶孔洞的藥物，但是更加困難，也更昂貴。
暢想未來，打印藥物也許能夠滿足更加定制化的醫(yī)療需求。還有一些研究者認為，3D打印藥物或許能為發(fā)展中國家提供更便宜的藥物生產(chǎn)方式。
3.柔性微電子
柔性微電子(Flexible Microelectronics)能夠適應(yīng)不規(guī)則的人體組織形狀，并配合這些組織的運動，實現(xiàn)感知能力，將來甚至還能針對不同的生理參數(shù)做出反應(yīng)。在這方面，谷歌隱形眼鏡是一個代表。
去年谷歌就宣布，它正在研發(fā)一款智能隱形眼鏡，可通過分析佩戴者淚液中的葡萄糖含量幫助糖尿病患者監(jiān)測血糖水平，從而免去糖尿病患者取血化驗的痛苦。該隱形眼鏡內(nèi)置上萬個微型晶體管和細如發(fā)絲的天線，以無線形式發(fā)送到智能手機等移動設(shè)備上。
而今年，伊利諾伊大學教授約翰·羅格斯(John Rogers)聯(lián)合華盛頓大學的一支研究團隊開發(fā)出了一款柔性套環(huán)，能夠包裹在一顆跳動的兔子心臟的外部，以3D形式監(jiān)測其電活動。在不久的將來，該技術(shù)可能被用于高精確感知和響應(yīng)心律失常。
此外，羅格斯教授還研發(fā)出了一款柔性皮膚“補丁”，能夠記錄心電圖和腦電圖信號，并以無線形式發(fā)送到智能手機或其他設(shè)備上。
4.快速止血系統(tǒng)
過去，當有士兵在戰(zhàn)場上不幸中槍，現(xiàn)場醫(yī)療急救手法之粗魯，比挨槍子也好不到哪兒去。紗布必須立刻塞到咕咕冒血的傷口里。有時候子彈形成的空腔深達5英寸，有限的急救措施面對這種嚴重的情況也很無奈，使了老鼻子勁把紗布堵在傷口里也沒能止血，醫(yī)務(wù)兵只好把紗布挖出來，整個步驟再來一次。對于傷員來說，這實在有點三觀盡毀，身心具崩。
前美陸軍醫(yī)師John Steinbaugh說：我們施救之前，必須先把他們的槍踢走，否則等我們一動手……
就算醫(yī)務(wù)官再努力，很多傷員也只能眼睜睜地看著自己流血而亡;大出血是戰(zhàn)場上造成傷員死亡的首要因素。曾在伊拉克和阿富汗服役多年的軍醫(yī) Steinbaugh 說：其實吧，紗布這東西，只要碰到嚴重點的傷，點用沒有。當 Steinbaugh 醫(yī)生在2012年4月因頭部受傷退役之后，他加入了一家位于俄勒岡州的一家名叫 RevMedx 的創(chuàng)業(yè)公司，和一群老兵、科學家和工程師一同研究快速止血的方法。
2014年4月的時候，美國 FDA 批準了他們的新發(fā)明：XStat，一種便攜式，改造過的大力注射器，將大量覆膜海綿灌進傷口。XStat 可以在戰(zhàn)場上拯救大量士兵的生命，減輕野蠻施救造成的痛苦，比紗布能更快速填充傷口，迅速止血。
這東西起效非常迅速：只消15秒，整個傷口就會被徹底堵上，并產(chǎn)生足夠的壓力，止住涌血。而且因為止血綿摳住了整個傷口，所以不會被如血如泉涌的傷口吐出來。
但如何把大力止血丸塞到傷口里，可是需要點技巧，在戰(zhàn)場上，醫(yī)務(wù)官必須背著各種救命家伙事，頂著槍林彈雨滿戰(zhàn)場跑，還得背著槍去打仗。所以得RevMedx開發(fā)出一種足夠便攜輕巧的器械，能夠把止血藥綿深入投進傷口內(nèi)部。于是，開發(fā)團隊設(shè)計了一種直徑30毫米的，聚碳酸酯材料的注射器，藥綿直接存儲在注射器內(nèi)以節(jié)省空間。使用時，拉出推桿，把注射器探入傷口，盡量接近失血的血管，在傷兵掏槍崩了自己之前，趕緊下藥。
寫到這里突然想到一個笑話:
士兵甲：郁悶，被毒蛇咬了。
士兵乙：別慌，我有止血海綿，來，快打上。
路人甲卒。
5.可提前檢測出青光眼的發(fā)光滴眼劑
青光眼是導致人類失明的三大致盲眼病之一。它是指眼內(nèi)壓間斷或持續(xù)升高的一種眼病，持續(xù)的高眼壓可以給眼球各部分組織和視功能帶來損害，如不及時治療，視野可以全部喪失而至失明。然而，其初期沒有表現(xiàn)癥狀，常常不被發(fā)現(xiàn)，只會在常規(guī)眼部檢查中被診斷出來，導致患者往往在十年后才會意識到視覺出現(xiàn)問題。
由倫敦大學、威康信托基金會和帝國理工學院醫(yī)療 NHS 基金會合作，正在開發(fā)一種新的測試方法，可檢測眼睛中的死亡神經(jīng)細胞，提前十年檢測出青光眼，并有希望拯救數(shù)百萬人的視力。
研究團隊使用含有染料的天然蛋白質(zhì)(膜聯(lián)蛋白)來檢測死亡細胞，當遇到死亡神經(jīng)細胞時，該化合物會發(fā)熒光。熒光的檢測可在傳統(tǒng)眼睛檢測設(shè)備中進行。如果患者存在大量的死亡細胞，說明患青光眼的風險很大，并建議接受藥物治療，以期在視覺喪失之前阻止神經(jīng)細胞死亡。
目前該研究團隊正將這種染料開發(fā)成滴眼劑，同時研究人員認為該方法或可應(yīng)用到其他神經(jīng)疾病的早期診斷領(lǐng)域，如阿爾茲海默癥和帕金森氏癥。
當產(chǎn)品研發(fā)成功，上市銷售時，想必會受到大家歡迎。改技術(shù)可拯救成千上萬人的視力問題，降低失明率，還世界一片光明。同時在慢性神經(jīng)疾病的領(lǐng)域也很廣泛，提前發(fā)現(xiàn)，盡早預防，或許 “長生不老” 不再是夢。
6.3D打印微型機器魚
眾所周知，魚肉鮮美，富含蛋白質(zhì)、維生素、鐵等元素，營養(yǎng)價值高，且易于吸收，對于健康是極好的。那么，魚形機器人呢?
美國加州大學圣地亞哥分校的研究人員利用新的 3D 打印技術(shù)，開發(fā)出能夠在液體中游泳并具有多種用途的微型機器人。這種被稱為 “微型魚” 的機器人，可通過過氧化氫的化學反應(yīng)以及磁力來驅(qū)動控制，能實現(xiàn)排毒、遙感和定向給藥等多種功能。
目前打印出的機器魚采用自走式，磁操縱。研究人員表示，他們使用了一種稱為微型連續(xù)光高分辨率 3D 打印技術(shù)。這一過程使研究人員能夠一次打印幾百個 120 微米長，30 微米厚微型機器魚。他們可以通過計算機輔助設(shè)計(CAD)程序，快速更改設(shè)計，打印出鯊魚，蝠鲼，甚至鳥形狀外觀的機器魚。
納米工程師能夠方便地將不同功能的納米粒子放進 “微型魚” 身體的某一部位：在魚尾打印鉑納米粒子,可與過氧化氫發(fā)生化學反應(yīng)，從而作為燃料推動 “微型魚” 前進;在魚頭部打印氧化鐵納米粒子，可以通過氧化鐵的磁性控制其轉(zhuǎn)向。通過改變 “微型魚” 的形狀，以及調(diào)整過氧化氫的使用量，研究人員能夠控制 “微型魚” 在液體中的游泳速度。
機器魚當中的聚二納米顆?？梢院投舅刂泻停S著中和過程進展，機器魚會發(fā)出越來越強烈的紅色熒光，閃閃發(fā)光的紅色越來越密集。這意味機器魚可以起到排毒和毒素傳感器的雙重功能。研究人員也認為機器魚可用于定向藥物遞送，環(huán)境保護和許多其它應(yīng)用。
簡單的 “微型魚” 不僅能夠充當未來的 “藥物投遞員” 或者 “清道夫”，還可以變換各種外觀形狀，這可能意味著未來某一天，你體內(nèi)或許會變成一個 “動物園”。
基因剪刀
今年以來，科學家們使用CRISPR系統(tǒng)來對生命的方程式進行改寫，這是一種新型基因編輯工具，可以重寫DNA，指引我們進入到一個不僅可以預防還能夠根除疾病，可以編輯植物和動物的基因，甚至可以“定制嬰兒”(修改胚胎基因)的時代。
CRISPR Cas9 系統(tǒng)，誕生于麻省理工學院，這項本世紀最大的生物技術(shù)發(fā)現(xiàn)本質(zhì)上是基因組的查找和替換工具。不想要與某種特定疾病相關(guān)的DNA代碼?Cas9蛋白可以剪掉甚至替換掉它。
CRISPR共同發(fā)現(xiàn)者之一，生物學家Jennifer Doudna透露，實際上，我們有了把能對基因組進行切割的分子手術(shù)刀。過去的所有技術(shù)都有點像大錘……這個發(fā)現(xiàn)給科學家提供了可以實際操作的工具，難以置信。 美國威斯康星大學麥迪遜分校CRISPR 合作實驗室的負責人Dustin Rubinstein告訴我們，基因編輯能夠?qū)┌Y研究，神經(jīng)科學這樣的問題全部轉(zhuǎn)變成化學工程甚至能量生產(chǎn)問題。
從此，你只受限于你的想象力。
8.用酵母合成阿片類止痛藥
許多藥物都來自于植物，我們的祖先咀嚼葉片或制作茶葉，或后來用化學方法提取并濃縮其活性成分，精制成丸。而數(shù)千年來，人們都只使用酵母來發(fā)酵葡萄酒、釀造啤酒和發(fā)酵面包，很少將其應(yīng)用于生物用途。現(xiàn)在，美國斯坦福大學的研究人員，通過遺傳改造酵母，制造出了一種阿片類止痛藥，這一突破預示著，我們可以用一種更快和可能更便宜的方法，來生產(chǎn)許多不同類型的植物類藥物。
這項復合生物學壯舉發(fā)表于今年一期Science雜志上：通過導入來自植物、細菌和嚙齒動物的21個基因，在酵母菌內(nèi)建立起一條“藥物生產(chǎn)線”，可以將糖一步步轉(zhuǎn)化為蒂巴因(thebaine)——這是嗎啡的前體。該研究團隊還發(fā)現(xiàn)，進一步調(diào)整過的酵母可以產(chǎn)生氫可酮——一種廣泛使用的、由蒂巴因化學合成的止痛藥。
合成生物學是一個有趣的領(lǐng)域，科學家將各種生物的基因視作零部件，并像設(shè)計“電路”一樣將它們組裝起來，以完成設(shè)計人員設(shè)想的各種任務(wù)。
此前，合成生物學家設(shè)計了一種能夠生產(chǎn)青蒿素(抗瘧疾藥物)的酵母菌，但這僅需要插入少數(shù)植物的基因。而這次則復雜地多，生產(chǎn)蒂巴因需要導入來自不同物種的21個基因，而生產(chǎn)氫可酮更需要23個基因。
最終，通過調(diào)整酵母菌的代謝途徑，合成生物學家成功地合成了阿片類止痛藥。這種過程就如同在家自己釀造啤酒一樣，也許未來可以用類似方法制造更多藥物。
在這篇論文中，作者承認，這種制造阿片類止痛藥的新工藝，可增加人們對“阿片類藥物濫用的潛在問題”的關(guān)注。因為在美國，阿片類藥物已經(jīng)被廣泛使用，而重點則是潛在的濫用問題。
9.智能感應(yīng)肢體
英國帝國理工學院日前發(fā)布了一種新型機械手，其配備的傳感器會直接感應(yīng)手臂肌肉纖維的微小震動，使用者通過簡單的肌肉反應(yīng)和手臂動作就能輕松操控。這項技術(shù)未來有望用來為殘疾人開發(fā)更先進且成本低廉的機械假肢。
參與這一項目的研發(fā)者介紹說，此前機械假肢多數(shù)由肌肉活動產(chǎn)生的電信號來操控，這需要感應(yīng)器接觸使用者的殘肢并探測電信號，但電信號很容易受干擾，比如人體出汗就可能導致信號傳播中斷，影響機械假肢的操控。而且這類設(shè)備的制造、調(diào)試和校正的成本相對較高，不易普及。
此外，研究人員還為機械手配備了一個動作感應(yīng)器，可進一步細化機械手的操控模式。使用者通過一系列簡單的肌肉反應(yīng)和手臂動作，就能控制機械手拿起不同大小的物體。一名截肢的志愿者已初步試用了這一機械手，對效果比較滿意。
同樣的，在瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院(EPFL)和意大利比薩圣安娜大學(SSSA)的研究人員也開發(fā)出了一種新型智能義肢，在指尖處裝有觸覺傳感器，能夠感知所觸摸的物體。這種義肢通過與人體神經(jīng)相連，能夠向佩戴者反饋物體軟硬以及形狀等信息，從而能在一定程度上模擬人體的手部觸覺。
這些研發(fā)成果將能讓機械假肢變得更穩(wěn)定、靈活、易操控，未來研究員們會進一步提升這一原型機械手的穩(wěn)定性，幫助殘疾人更好地操控假肢。
10.人造塑料皮膚
韓國蔚山國家科學技術(shù)研究所最新研制出一種超級敏感電子皮膚，能夠同時探測到熱量和溫度的變化。
這種最新電子皮膚是由韓國蔚山國家科學技術(shù)研究所研究員Jonghwa Park教授帶領(lǐng)同事研制的。人類皮膚包含著獨特表皮、真皮微觀結(jié)構(gòu)以及傳感器受體。指尖上的微型脊狀突起旨在設(shè)計微調(diào)表面紋理知覺，并傳遞傳感器信息至大腦。
在測試中電子皮膚的凹槽能夠感知到流經(jīng)的水滴，并且能夠探測到頭發(fā)放在其表面的壓力。現(xiàn)有電子皮膚技術(shù)使機器人和機械假肢能夠抓住和操作物體，識別表面紋理和硬度，感受物體的溫度狀況。然而在此之前電子皮膚可以同時非常靈敏地探測熱量和不同類型的壓力是很難實現(xiàn)的。
研究人員通過水滴測試了電子皮膚對感覺變化的響應(yīng)，并且發(fā)現(xiàn)電子皮膚能夠在不同壓力和溫度下探測到水滴落下。同時，他們發(fā)現(xiàn)人造指尖皮膚可以探測到人類頭發(fā)產(chǎn)生的微小壓力。
當電子皮膚附著在人體手腕上，手腕血管會膨脹和收縮，電子皮膚通過探測皮膚溫度的變化，可用于監(jiān)控脈沖壓力。
早在今年9月份的時候，來自美國斯坦福大學的研究人員就研制一種敏感觸覺人造皮膚，不僅能夠探測到壓力，還能傳輸信號至神經(jīng)細胞。
這項技術(shù)的工作原理類似于iPhone指紋識別技術(shù)，有望能夠取代被燒傷皮膚或者假肢皮膚，能夠讓患者真真切切的感受到一種“觸碰感”。
斯坦福大學教授Zhenan Bao是該項目的主要負責人，該團隊通過在人造皮膚中加入傳感器，來模仿人體皮膚的感受器。這些傳感器能夠收集不斷變化的壓力數(shù)據(jù), 研究人員希望有朝一日能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)以某種形式“傳送”給大腦。
盡管電子皮膚還只是在實驗中取得了一些突破，但他們希望這項概念驗證實驗?zāi)軌驅(qū)θ嗽旒僦珟砀锩宰兓试S穿戴者感知到不同的表面紋理，區(qū)分冷熱溫度變化。這種兩層“電子皮膚”頂層具有彈力，能夠感應(yīng)壓力，底層皮膚能夠產(chǎn)生生物化學信號適合于傳送至神經(jīng)細胞。
如果進一步商業(yè)化，那么我們就可以使用這項技術(shù)來制造更加逼真的假體，或者提高可穿戴傳感器的精確度和醫(yī)學診斷設(shè)備。
類人診療機器人、智能電子手術(shù)刀iknife、可實驗用透明老鼠、納米機器人、納米孔定序器、人造血液等等，還有很多今年出現(xiàn)的醫(yī)療成就沒有被提到，但這并不代表他們不重要。在醫(yī)療科技發(fā)展的長河里，不管技術(shù)多么先進，最重要的仍然是我們?nèi)祟愖约骸?/FONT>
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