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可穿戴技術在醫療領域中起到的作用
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隨著技術的進步,電子產品尤其是可穿戴設備越來越小、越來越軟。這一趨勢也延伸到了醫療設備領域。科學家正在開發新的更小巧、柔軟、智慧的醫療設備。由於能與人體很好地融為一體,這些柔軟又有彈性的設備在被植入或使用後,從外面看起來不會有任何異樣。從炫酷的智能紋身到能讓癱瘓病人重新站起來的長期植入裝置,下面這幾種迷人的技術或許很快就能獲得應用。

皮膚感測器,美國加州大學納米工程學教授約瑟夫·王研發了一款極具未來氣息的感測器,他是聖達戈可穿戴感測器中心的主管。這種感測器能通過檢測汗液、唾液和眼淚的方式,提供有價值的健身和醫療資訊。

此前,該團隊還開發出一種能持續檢測血糖水準的紋身貼,以及一種放置在口腔中就能獲得尿酸資料的柔性檢測裝置。這些資料通常都需要指血或靜脈抽血測試才能獲得,對糖尿病和痛風患者而言至關重要。該團隊表示,他們正在一些國際公司的幫助下,開發和推廣這些新興的感測器技術。

納米藥物貼片,韓國首爾國立大學化學和生物工程學副教授金大賢和他的同事試圖用納米技術打造下一代生物醫學系統。他們已經開發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資料存儲、診斷工具以及藥物在內的,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出帕金森氏病獨特的抖動模式,並將收集到的資料存儲起來備用。當檢測到帕金森氏病特有的抖動模式時,其內置的熱量和溫度感測器能自動釋放出定量藥物進行治療。

注射式大腦監測系統,儘管目前已有監測癲癇和腦損傷患者的植入技術,但這些設備較硬和尖銳,對長期監測來說是一個挑戰。美國哈佛大學專注于納米技術的化學教授查理斯·利伯,將大腦組織比喻成一碗在不斷運動的豆腐。而人們需要的是一種能監測大腦、刺激大腦也能和大腦互動,但沒有任何機械應力和載荷的裝置。

利伯的研究小組所開發出的注射式大腦檢測系統,如此之小,可以通過注射器直接注射到腦組織中。注射後,納米電子網會自行打開,可以檢測大腦活動,刺激組織,甚至與神經元相互作用。

柔性植入裝置,瑞士洛桑聯邦理工學院工程學院的斯蒂芬妮·拉科和格雷·庫爾蒂納在2015年年初宣佈,他們已經開發出用於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膜後直接植入脊髓下方。在那裡,它可以為在康復期間的患者提供電和化學刺激。

該裝置所具備的柔性和生物相容性,能大幅降低炎症和損害組織的可能性,這意味著它可以植入很長的時間。在試驗中,研究人員將該設備植入癱瘓小鼠體內,經過數周訓練後,小鼠恢復了行走能力。相關結果發表在了《科學》雜誌上。研究人員稱,e-Dura是目前為數不多的幾種能夠長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,複製人類的觸覺技術也正在越來越成熟。美國斯坦福大學化學工程教授鮑哲楠還開發出了能感知壓力和溫度並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感測器陣列,已經能夠識別出握手時的力度。在這個多學科交叉的研究領域,曾經硬而脆的電子元件都能變得像皮膚一樣柔軟而又有彈性。或許若干年後,堅硬、不能見水、無法折疊——這些電子產品給人們的印象將不復存在。

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