论文部分内容阅读
可植入设备，这个多见于科幻小说、电影、电视剧里的东西，如电子纹身、密码药片和记忆芯片等，目前已走进人们的生活。可植入设备被看成是未来重要的医疗技术之一，受到诸多研发人员的青睐。不过，质疑声也伴随着它，这种带有“侵入性”的高科技究竟能走多远？应该走多远？
医疗技术新革命
近年来，生物医学工程师一直在研究小型的、可植入的监测设备，从人体关键部位或血液中，以无线方式向体外接收设备发送数据。例如，美国GlySens公司研制了一种植入式新型葡萄糖传感器，可向数百万糖尿病患者提供无线检测系统。这种设备可以持续监测患者的皮下葡萄糖水平，而监测结果可以反映血糖浓度。
“我们希望给病人及其家庭提供一种设备，让他们感觉不到设备的存在，但照样可以得到疾病信息。”GlySens公司CEO、生物工程学家约瑟夫·卢西萨诺说，“对于治疗糖尿病之类的慢性病，我们要做的无非就是监测、分析监测结果、优化治疗方案。”所以，通过一种无线连接，“以最低的成本输出大量数据，将让很多我们甚至无法想象的事情成为可能”。
未来，无线传感器可能会更加精密。研究人员已经发明了一种轻薄而柔韧的设备，可以像假纹身一样贴在皮肤上或植入体内，收集心率、肌肉收缩乃至脑电波的数据。这种设备由专门开发柔韧电子设备的美国mc10公司研制，这些富有未来感的设备，今后将实现真正意义上的便携——带有内置电源和无线信号发射器。如果内脏器官的无线监测设备与具有柔韧性、形状可变的设备相结合，医生和病人就能实时获得多种疑难病症的信息，而这一目标很有可能实现。
关键技术面临难题
可植入设备作为当下最热门的生物工程技术之一，吸引了诸多目光。但中国医学科学院生物医学工程研究所研究员、生物医学信息检测与处理研究室主任沙洪表现出的则是对这项技术谨慎的预期。在他看来，可植入设备仍面临关键技术的难题，首当其冲的就是供电问题。
自1958年第一个永久起搏器被植入后，可植入医疗设备的制造商就在不断尝试为产品提供电能的各种方法。如今，不可充电的锂电池较为普遍，应用在心脏病和神经源性疾病的移植设备中，一般能够提供7到10年的使用时间，这已经属于比较“长寿”了。沙洪认为，除非在生物电池领域获得突破性的进展，否则可植入设备始终无法真正永久、可靠地工作。据了解，有研究人员正试图利用人体内的葡萄糖代谢所产生的能量作为像起搏器这样的可植入设备的电源。
不仅如此，他还表示，体内植入式的电极、传感器等对人体而言终究是异物，它们面临被身体组织吸附的风险，一旦被包裹就有可能导致设备功能失效。沙洪举例，金属质地的人工心脏瓣膜植入人体以后，血小板会自然聚集到瓣膜周围，导致人工材料毁坏，患者必须终身抗凝。深部脑刺激电极在植入神经髓鞘后，会慢慢遭到周围结缔组织的“腐蚀”，刺激强度会逐渐减弱，电流要求逐步增加，否则刺激就会无效。
他指出，在动物实验中曾尝试过将血糖监测设备植入血液中，以无线方式向体外接收设备发送数据，但要保证电极在血液中不被吸附，尤其是表面的敏感膜不被附着，目前的材料技术还很难完全做到。
作用被有意无意夸大
随着可植入设备的技术进展，人们对它的期待已不仅仅局限于医学应用，人们希望通过它提升对于外部世界的感知能力。例如科学狂人们尝试过的植入式指南针、植入式隐形耳机、植入式无线射频识别芯片等。也许有一天，人类即便老去也不会耳聋眼花，相反，通过植入传感器，人类能够拥有“千里眼”、“顺风耳”，不必触摸也能感知物体的温度。
再如摩托罗拉公司正在研发的电子药丸，用户可以直接吞服含有内置微型芯片的药丸，然后利用胃酸发电产生18比特的体内信号，将整个身体变成密码。这意味着，人类将拥有“超能力”，在触摸手机、电脑、大门和汽车时，个人身份信息就会得到验证。
在一些人看来，未来使用植入设备就和使用手机一样司空见惯。
“但事实上，当下医学的要义依然是帮助疾病患者解决问题，而不是为了突破人作为生物体的自然属性。”沙洪指出，可植入设备的作用有些被有意无意地夸大了。
“在目前的科技水平下，医用植入式设备还只能作为一种临时性的手段应用，而且主要是针对一些特殊人群。除了疾病患者，还有宇航员、军人、运动员等，他们有的是受到环境的限制，无法随身佩戴大型的体外监测设备，有的则需要更为精确的生理参数。”总之，沙洪认为，普通受众在面对可植入设备时还需要更为理性的价值判断。
北京协和医学院社会科学系副教授张新庆认为，可植入设备如果从医疗目的推广到非医疗目的，一定程度上是呼应了市场的需要，既满足一部分人的好奇心或特殊需要，又能为生产企业带去收益。
“但一项新技术一旦扩大最初的人群适用范围，就需要考虑它的社会影响。技术往往有自身发展的逻辑，但社会不能完全任由技术发展。”张新庆认为，可植入设备如果只作为医疗器械在医院使用，它拥有一套成熟的使用规范和监管措施，可一旦作为一种商品供给市场上的消费者购买使用，技术标准、适用范围和监管措施必须同步，不能滞后。毕竟普通消费者并不清楚可植入设备的侵入性究竟会对人体产生怎样的影响，是否存在潜在风险。（据中国科学报、环球科学）
医疗技术新革命
近年来，生物医学工程师一直在研究小型的、可植入的监测设备，从人体关键部位或血液中，以无线方式向体外接收设备发送数据。例如，美国GlySens公司研制了一种植入式新型葡萄糖传感器，可向数百万糖尿病患者提供无线检测系统。这种设备可以持续监测患者的皮下葡萄糖水平，而监测结果可以反映血糖浓度。
“我们希望给病人及其家庭提供一种设备，让他们感觉不到设备的存在，但照样可以得到疾病信息。”GlySens公司CEO、生物工程学家约瑟夫·卢西萨诺说，“对于治疗糖尿病之类的慢性病，我们要做的无非就是监测、分析监测结果、优化治疗方案。”所以，通过一种无线连接，“以最低的成本输出大量数据，将让很多我们甚至无法想象的事情成为可能”。
未来，无线传感器可能会更加精密。研究人员已经发明了一种轻薄而柔韧的设备，可以像假纹身一样贴在皮肤上或植入体内，收集心率、肌肉收缩乃至脑电波的数据。这种设备由专门开发柔韧电子设备的美国mc10公司研制，这些富有未来感的设备，今后将实现真正意义上的便携——带有内置电源和无线信号发射器。如果内脏器官的无线监测设备与具有柔韧性、形状可变的设备相结合，医生和病人就能实时获得多种疑难病症的信息，而这一目标很有可能实现。
关键技术面临难题
可植入设备作为当下最热门的生物工程技术之一，吸引了诸多目光。但中国医学科学院生物医学工程研究所研究员、生物医学信息检测与处理研究室主任沙洪表现出的则是对这项技术谨慎的预期。在他看来，可植入设备仍面临关键技术的难题，首当其冲的就是供电问题。
自1958年第一个永久起搏器被植入后，可植入医疗设备的制造商就在不断尝试为产品提供电能的各种方法。如今，不可充电的锂电池较为普遍，应用在心脏病和神经源性疾病的移植设备中，一般能够提供7到10年的使用时间，这已经属于比较“长寿”了。沙洪认为，除非在生物电池领域获得突破性的进展，否则可植入设备始终无法真正永久、可靠地工作。据了解，有研究人员正试图利用人体内的葡萄糖代谢所产生的能量作为像起搏器这样的可植入设备的电源。
不仅如此，他还表示，体内植入式的电极、传感器等对人体而言终究是异物，它们面临被身体组织吸附的风险，一旦被包裹就有可能导致设备功能失效。沙洪举例，金属质地的人工心脏瓣膜植入人体以后，血小板会自然聚集到瓣膜周围，导致人工材料毁坏，患者必须终身抗凝。深部脑刺激电极在植入神经髓鞘后，会慢慢遭到周围结缔组织的“腐蚀”，刺激强度会逐渐减弱，电流要求逐步增加，否则刺激就会无效。
他指出，在动物实验中曾尝试过将血糖监测设备植入血液中，以无线方式向体外接收设备发送数据，但要保证电极在血液中不被吸附，尤其是表面的敏感膜不被附着，目前的材料技术还很难完全做到。
作用被有意无意夸大
随着可植入设备的技术进展，人们对它的期待已不仅仅局限于医学应用，人们希望通过它提升对于外部世界的感知能力。例如科学狂人们尝试过的植入式指南针、植入式隐形耳机、植入式无线射频识别芯片等。也许有一天，人类即便老去也不会耳聋眼花，相反，通过植入传感器，人类能够拥有“千里眼”、“顺风耳”，不必触摸也能感知物体的温度。
再如摩托罗拉公司正在研发的电子药丸，用户可以直接吞服含有内置微型芯片的药丸，然后利用胃酸发电产生18比特的体内信号，将整个身体变成密码。这意味着，人类将拥有“超能力”，在触摸手机、电脑、大门和汽车时，个人身份信息就会得到验证。
在一些人看来，未来使用植入设备就和使用手机一样司空见惯。
“但事实上，当下医学的要义依然是帮助疾病患者解决问题，而不是为了突破人作为生物体的自然属性。”沙洪指出，可植入设备的作用有些被有意无意地夸大了。
“在目前的科技水平下，医用植入式设备还只能作为一种临时性的手段应用，而且主要是针对一些特殊人群。除了疾病患者，还有宇航员、军人、运动员等，他们有的是受到环境的限制，无法随身佩戴大型的体外监测设备，有的则需要更为精确的生理参数。”总之，沙洪认为，普通受众在面对可植入设备时还需要更为理性的价值判断。
北京协和医学院社会科学系副教授张新庆认为，可植入设备如果从医疗目的推广到非医疗目的，一定程度上是呼应了市场的需要，既满足一部分人的好奇心或特殊需要，又能为生产企业带去收益。
“但一项新技术一旦扩大最初的人群适用范围，就需要考虑它的社会影响。技术往往有自身发展的逻辑，但社会不能完全任由技术发展。”张新庆认为，可植入设备如果只作为医疗器械在医院使用，它拥有一套成熟的使用规范和监管措施，可一旦作为一种商品供给市场上的消费者购买使用，技术标准、适用范围和监管措施必须同步，不能滞后。毕竟普通消费者并不清楚可植入设备的侵入性究竟会对人体产生怎样的影响，是否存在潜在风险。（据中国科学报、环球科学）