韓開發(fā)出一種集診斷治療于一體的“創(chuàng)可貼”

韓國首爾國立大學(xué)和美國MC10公司正在合作研發(fā)一種新一代可穿戴醫(yī)療設(shè)備，可以在臨床試驗(yàn)和帕金森病人的治療上起到幫助。

韓國的科研人員發(fā)明了一種比紙都要薄的皮膚貼片，它可以檢測到輕微的手顫、按照需求釋放存儲(chǔ)在納米粒子中的藥物，記錄下病人的活動(dòng)以備日后診斷使用。

雖然這項(xiàng)技術(shù)依舊在開發(fā)中，但在未來的一天里或許對于帕金森癥患者或其他運(yùn)動(dòng)失調(diào)病癥患者能起到幫助作用。負(fù)責(zé)這一項(xiàng)目開發(fā)的韓國首爾國立大學(xué)化學(xué)、生物工程副教授金大勛(音譯)說：“這一系統(tǒng)的問世表明了未來個(gè)性化醫(yī)療的新方向，它最終將像兒童治療貼片一樣提供高級(jí)醫(yī)療診斷和治療服務(wù)。”

除了首爾國立大學(xué)的研究者，美國麻省劍橋的創(chuàng)業(yè)企業(yè) MC10 也參與到了研發(fā)。MC10 目前正在研究“可伸展電子設(shè)備”的商用途徑。MC10 公司曾獲得醫(yī)療器械企業(yè) Medtronic 的投資，他們正和韓國首爾國立大學(xué)得而研究者們一道研發(fā)這種多功能的創(chuàng)可貼，期待它能實(shí)現(xiàn)檢測并存儲(chǔ)手顫、呼吸、心律和體溫等體征，用于幫助醫(yī)生研究神經(jīng)肌肉和心血管失調(diào)等疾病。

MC10 公司聯(lián)合創(chuàng)始人 Roozbeh Ghaffari 說：“當(dāng)前的電子設(shè)備都有嚴(yán)格的規(guī)定，封裝之后需要配備顯示器來顯示信息。新技術(shù)則是非侵入性的，佩戴者不會(huì)感覺到設(shè)備已經(jīng)貼在身上。”

近期的《自然納米科技》期刊上的一篇文章描述了“多納米級(jí)細(xì)胞膜組合成一個(gè)可以感知運(yùn)動(dòng)、釋放藥物、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)”這種新技術(shù)。所有的部件都被集成到一個(gè)可以延展的貼片上，或者說是一張創(chuàng)可貼上，可以貼在病人的皮膚表層。這一醫(yī)療技術(shù)將在未來幾年才能進(jìn)行人體實(shí)驗(yàn)，但是研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在試驗(yàn)豬身上進(jìn)行了成功的測試(他們測試的貼片成功地釋放出了儲(chǔ)存在納米粒子中的燃料)。

貼片上有像彈簧一樣的部件可以檢測肌肉活動(dòng)，它包括了許多蛇紋形狀的硅質(zhì)納米膜感應(yīng)器，每隔幾百微米便會(huì)有一個(gè)彎曲。當(dāng)這些傳感器被延伸之后，彎曲的線路就會(huì)導(dǎo)致電阻的變化，這種數(shù)值上變化是可以被檢測到的，當(dāng)系統(tǒng)檢測到一定頻率的信號(hào)之后就可以判斷這種延伸究竟是正常的手臂運(yùn)動(dòng)還是快速的手臂顫抖。

系統(tǒng)所獲得的數(shù)據(jù)都被儲(chǔ)存在一個(gè)簡單的記憶系統(tǒng)中，這些記憶細(xì)胞只有 30 納米厚。在未來這些數(shù)據(jù)都可以通過加入 RFID 標(biāo)簽來傳輸出去，或者直接發(fā)送到附近的智能手機(jī)上;不過現(xiàn)在的這種貼片還沒有加入通訊部件。這種貼片還具備加熱部件，可以被遠(yuǎn)程激活，釋放存儲(chǔ)的藥物。加熱部件會(huì)升高貼片的溫度，然后納米粒子中存儲(chǔ)的藥物就會(huì)被釋放到病人皮膚內(nèi)，然后藥物便會(huì)被人體吸收。

Ghaffari 說：“我們最終會(huì)開發(fā)一個(gè)完整、自動(dòng)的系統(tǒng)，它可以通過微控制器控制所有的傳感器、記憶細(xì)胞、放藥機(jī)制。”

目前研究者們開發(fā)出的樣品主要是用來檢測運(yùn)動(dòng)失調(diào)，其他版本可以檢測汗液、體溫、心律和血氧含量，而且可以根據(jù)多種體征信號(hào)出發(fā)不同的治療方法。研發(fā)團(tuán)隊(duì)正努力讓這種貼片通過政府批準(zhǔn)，進(jìn)行臨床研究。

伊利諾伊州大學(xué)的材料科學(xué)家 John Rogers 的研究成果是這項(xiàng)工作的基礎(chǔ)，三年前，他開創(chuàng)了“表皮電子設(shè)備”的概念，即一種跟皮膚很像、極薄、可以貼在皮膚上檢測皮膚生命信號(hào)的一種材料。

Ghaffari 說，“這次的研究把表皮電子設(shè)備和記憶細(xì)胞以及治療方法結(jié)合在了一起，只需要一張創(chuàng)可貼一樣的貼片，就可以完成診斷和治療兩項(xiàng)任務(wù)。”

其他研究者也展示出了有競爭力的方法。例如，MicroChips 公司植入皮膚的藥物釋放芯片。