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未来可挽救生命或改善生命质量的新技术展望(二)

2020.7.27

当然,作为最重要器官的心脏也不会被遗忘。例如,有些生物合成器官能起着绷带的功能,它们能修复不健康人体心脏病变的部分。在MIT,研究人员计划开始用于心脏组织构造的动物实验,他们将其称为“收缩修补”,以替代受损的心脏组织。对完全可植入心脏的开发研究仍在继续。

眼和耳也将从中受益

人造眼和人造耳是最成功合成人体器官技术成就中的两项;人造眼为视力残障者和盲人带来光明,人造耳为听力受损者和聋人送去福音。实际上,已经进行了仿生眼和视网膜及耳蜗植入应用。

其中,一个雄心勃勃的项目有南加州大学的Doheny视网膜学院、Keck医学院、Second Sight公司、德州仪器和美国国家实验室的参与。这些组织正在试图制造一个人造视网膜,该项目显示出巨大前景。该研究隶属美国能源部的人造视网膜计划,由美国能源部资助。在一个5mm2的视网膜平台上,装入一个有60个电极的视网膜(图3)。据信,它被认为是在单位面积内,有最高信道电极密度的人造视网膜。
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美国空军和VSX 公司部分资助了另一个雄心勃勃的视网膜修复项目,他们正在开发一种无需利用信号恢复部分视力、直接模拟眼睛内部视网膜运动的方法以为视力残障者带来光明。这一3 mm的芯片使佩戴者的视力恢复10%。犹他大学与橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Labs)及田纳西州大学健康科学中心一道努力,同样在向失明发起挑战。MIT及日本和德国的一些大学也在从事类似研究。

仿生耳的研究可用一句话来概括:壮观。密歇根大学已经开发出首例实体大小的MEMS可植入机械耳蜗。植入耳蜗是通过将不同频率的信号发射给植入在耳蜗螺旋体(cochleal spiral)内的电极工作的。听觉神经然后将这些信号传送至大脑。为机械耳蜗增加的传感器阵列有助于驱动植入耳蜗的电极。

为解决听力障碍,NVE公司开发出巨型磁阻传感器(GMR),这些传感器无需人工干预能自动调节助听器的音量。这些电子自旋(spintronic)磁阻传感器由Starkey Laboratories制造,他们利用电子的旋转而不是充电来存储信息。

乔治亚州技术研究学院向Peacock Communications公司转让了可佩带配文技术,Peacock Communications提供一种其称为COMMplements的软件系统,它为失聪者送区福音。该软件借助IEEE 802.11b无线传输能力,使失去听力的移动用户能方便访问因特网,通过PDA为体育运动配上文字说明。

更好的疾病监护、诊断和早期预警

将疾病危害减至最小的途径之一是采用更正确、有效的无创监护、诊断和早期预警帮助。与以往相比,通过无线RF成象,可吞服成象药片为肠胃学家提供了更准确的小肠图象(图4)。
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加拿大卡尔加里大学的研究人员采用MEMS技术制造了一只电子蚊子原型,称作“e-mosquito,”这只电子蚊子模拟真体蚊子的吸血过程(图5)。其目的是提供受控的连续刺激及编排插入人体皮肤内的微细针孔以抽取极少量的血液供以后做进一步分析。该设备为无线控制、无痛感、实时、半创血液分析和生理细胞核识别提供了一个全面和实用的解决方案。
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