植入設(shè)備：小芯片，大未來

　　                               

                              未來醫(yī)療健康領(lǐng)域的發(fā)展趨勢

　　

    “植入”這個詞在醫(yī)學(xué)界已經(jīng)被廣泛使用，并且都是以拯救生命、修補(bǔ)殘疾為前提的，比如心臟起搏器、腦神經(jīng)刺激器以及人工耳蝸等。這些成熟的醫(yī)療技術(shù)，均已在現(xiàn)實生活中得以普遍應(yīng)用。

　　早在4年前，3歲聾童格雷森·克萊姆普接受了全美首例兒童輔助聽覺芯片植入腦干的手術(shù)，第一次聽見了聲音；2008年，當(dāng)另一塊芯片植入到芬蘭人特霍的視網(wǎng)膜后，40歲的他10年來第一次能夠看見和辨認(rèn)一些物體，不僅讀出了大字體印刷的字母，還認(rèn)出了自己的親人。

　　幾乎所有腫瘤患者都害怕阿片類藥物，不希望自己對其產(chǎn)生依賴。對此，英國科學(xué)家宣稱，他們正在研發(fā)一種醫(yī)用植入設(shè)備，醫(yī)生將能對腫瘤生長進(jìn)行實時追蹤，需要投遞多少藥物、投在哪里也將更有針對性。這對醫(yī)生和患者都具有很強(qiáng)的吸引力。

　　心腦血管疾病、糖尿病、癌癥、慢性呼吸系統(tǒng)疾病等常見慢性病已經(jīng)成為主要的致死原因。由于慢性病病程頑固，治療依賴于長期按時用藥，給患者的生活帶來了極大不便。如何擺脫長期用藥給患者帶來的痛苦，是各國科學(xué)家一直努力研發(fā)的目標(biāo)。英國制藥巨頭葛蘭素史克的科學(xué)家近日宣布，未來幾年將研發(fā)出一種可以治療慢性病的微型可植入設(shè)備。這類設(shè)備一旦研發(fā)成功，或?qū)�為慢性病治療帶來重大突破，甚至可以使患者逐步擺脫對藥物的依賴�？梢哉f將這類技術(shù)應(yīng)用到慢性疾病治療領(lǐng)域，是未來醫(yī)療健康領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

　　                               

                              中國在自主研發(fā)上并未落后

　　

    治療帕金森病，大多數(shù)患者首先考慮的是藥物治療。上世紀(jì)60年代末期，為避免長期服藥帶來的藥效降低，醫(yī)生們通過外科手術(shù)在大腦中植入電極來控制顫抖。

    腦深部電刺激術(shù)被稱為“腦起搏器”，是頂尖科技應(yīng)用于臨床的典型代表。1995年，美敦力公司研發(fā)的第一代大腦起搏器投入臨床試驗，用以治療原發(fā)性震顫與帕金森震顫。很快，作為一種新的治療方法，大腦起搏器在全球范圍內(nèi)流行。

上世紀(jì)90年代末，我國即開始引進(jìn)此項技術(shù)，但美國公司對該項技術(shù)的獨家壟斷，導(dǎo)致設(shè)備價格居高不下，臨床推廣緩慢。

　　在科技部的支持下，清華大學(xué)、品馳醫(yī)療科研團(tuán)隊先后自主研制出單通道、雙通道和可充電等系列化腦起搏器，成功地打破了美國的技術(shù)壟斷。據(jù)北京天壇醫(yī)院神經(jīng)外科教授張建國介紹，國產(chǎn)化的神經(jīng)調(diào)控技術(shù)產(chǎn)品，不僅在價格上大幅度下降，更在技術(shù)上體現(xiàn)出后發(fā)優(yōu)勢，遠(yuǎn)程程控、變頻刺激、3.0T核磁兼容等一項項創(chuàng)新已經(jīng)開始走在世界前列。

　　國際上現(xiàn)有的腦起搏器尚不能和高場強(qiáng)核磁掃描良好地相容，但清華大學(xué)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)國家工程實驗室主任李路明教授卻透露，研究團(tuán)隊已經(jīng)發(fā)明了基于碳納米材料薄膜等包裹的新電極結(jié)構(gòu)。這意味著，未來在核磁設(shè)備下，清華腦起搏器能正常工作，患者可以放心地做核磁共振檢查。目前，這一產(chǎn)品正處于臨床試驗階段。

　　中國科研人員不僅在“大腦”上有所作為，在“人工心臟”上也大顯身手。日前，從北京大學(xué)第三醫(yī)院傳來令人振奮的好消息。中國自主研發(fā)制造的“人工心臟”或?qū)⒋蚱莆鞣絿�家的壟斷，而使更多中國人有條件接受這種治療，從而獲得生命的延續(xù)。

　　                  

                               

 

    植入型設(shè)備明顯比穿戴型設(shè)備更方便攜帶，但是帶來的另一個問題，也是最大問題就是拆裝變得極為不便，因為無論是將電池放入體內(nèi)，還是頻繁地將這些設(shè)備從體內(nèi)取出補(bǔ)充能量都是不現(xiàn)實的。能否解決好這個問題，會決定這個行業(yè)能否健康的發(fā)展。

　　針對這一問題，美國馬薩諸塞州德雷珀實驗室的研究團(tuán)隊開發(fā)了一種能夠生物降解的電池。只要將其植入身體的內(nèi)部即可產(chǎn)生能源，并且可以傳輸?shù)剿�需要的地方去，之后可自動融化。這種發(fā)明無疑推進(jìn)了可植入智能設(shè)備的進(jìn)程。

　　無獨有偶，加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校和康涅狄格大學(xué)的一組研究人員設(shè)計研發(fā)的，由人類蛋白質(zhì)分層的石墨烯電極組成的“生物超級電容器”新型儲能系統(tǒng)，可以讓植入式醫(yī)療器材不再依賴電池供能。另外，其他研究包括利用人體內(nèi)的葡萄糖為可植入設(shè)備提供動力。比如馬鈴薯電池，盡管體積很小，但卻更為先進(jìn)。

　　國外有了新的研究成果，中國也不會落后的。近日，中國復(fù)旦大學(xué)研發(fā)了一款可植入人體靜脈的輕型發(fā)電機(jī)。據(jù)悉，該發(fā)電機(jī)基于纏繞在聚合物核心上有序排列的碳納米管，由纖維狀流體納米器負(fù)責(zé)相對運動，從而通過纖維分層獲得血液流動梯度力。雖然這一技術(shù)還處于早期階段，但他們已經(jīng)在青蛙體內(nèi)植入該設(shè)備，實驗結(jié)果較為理想。由于該發(fā)電機(jī)的安全保障性極高，未來或?qū)⒂糜谂R床，為植入醫(yī)療設(shè)備技術(shù)貢獻(xiàn)一份力量。

 

 

　　經(jīng)過多年的研究，業(yè)界專家普遍認(rèn)為可植入設(shè)備是可行的，但由于外科手術(shù)水平和個體差異的影響，對于植入式電子設(shè)備，任何醫(yī)療設(shè)備都不能保證100%的安全。

　　據(jù)中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)用芯片設(shè)計室的專家介紹，可植入設(shè)備是一個多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，涉及到生物醫(yī)學(xué)工程、微電子學(xué)、醫(yī)學(xué)等，各方面的專家需要通力解決芯片體積大、電池壽命短、生物相容性以及免疫排斥反應(yīng)等問題�？梢悦鞔_的是，“在正常使用范圍和安全期限內(nèi)，可植入設(shè)備是很安全的”。

    隨著植入醫(yī)療設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，其可支持的領(lǐng)域也將越來越多。雖然短期內(nèi)其安全性會受到廣泛質(zhì)疑，但依然可以相信，這些技術(shù)和設(shè)備必將成為未來臨床醫(yī)療的重要組成部分。