2016年最有發(fā)展前途的10項醫學(xué)工程

  美國聯(lián)邦生物安全和倫理委員會(huì )已全體一致批準了世界上第一例基因組編輯技術(shù)CRISPR / Cas9的人體試驗研究。這項研究是由美國賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員提出，旨在利用CRISPR創(chuàng )造可抗癌的轉基因免疫細胞。

  GE醫療集團的前任首席科學(xué)家，目前是基于智能手機的心電圖設備制造商AliveCor的創(chuàng )始人和首席醫療官，醫學(xué)博士大衛·阿爾伯特（David Albert），相信就編輯刪除有害的遺傳缺陷而言，新的CRISPR技術(shù)可能是變革性的。

  “CRISPR顯示出有修復特定基因缺陷的機會(huì )，這可能是革命性的，”阿爾伯特說(shuō)道。

  音樂(lè )共享網(wǎng)站“納普斯特”（Napster）的共同創(chuàng )始人和臉書(shū)公司（Facebook）的創(chuàng )始人之一肖恩·帕克，為他的帕克癌癥免疫療法研究所，大手筆投資了2.5億美元。使得研究免疫相關(guān)的癌癥療法的投入支持有了很大的提升。該研究所將舊金山加大（UCSF）、紐約的斯隆-卡特靈癌癥中心（Memorial Sloan Kettering Cancer Center）、斯坦福醫學(xué)院（Stanford Medicine）、洛杉磯加州大學(xué)（UCLA）、賓夕法尼亞大學(xué)（the University of Pennsylvania）及得克薩斯大學(xué)MD安德森癌癥中心(The University of Texas MD Anderson Cancer Center)都納入麾下。還有美國副總統喬•拜登的國家癌癥登月計劃。

  可生物降解的傳感器

  根據伊利諾伊大學(xué)香檳分校的約翰·羅杰斯和圣路易斯華盛頓大學(xué)醫學(xué)院的威爾遜•雷所帶領(lǐng)的研究人員表示，由薄薄的硅片制成的微型傳感器能夠監控顱內的溫度和壓力，完成自己的工作后然后再融化掉。

  可植入的米粒大小的傳感器的優(yōu)點(diǎn)在于，在愈合和恢復期間它們仍然可以保有功能——然后溶解并消失，從而避免了再次進(jìn)行外科手術(shù)取出的需要，羅杰斯說(shuō)。
 

  羅杰斯不知道什么時(shí)候人們才能使用上這種傳感器，不過(guò)他認為自己即將要去西北大學(xué)開(kāi)展的研究工作，將有助于促進(jìn)技術(shù)的實(shí)際應用。

  使用設備而不是藥品來(lái)管理疼痛

  Neuroelectrics，是位于馬薩諸塞州劍橋市的一家初創(chuàng )公司，正在研發(fā)一種技術(shù)，可以通過(guò)腦電圖儀（EEG）和經(jīng)顱直流電刺激幫助診斷和改善那些有不同健康問(wèn)題患者的大腦功能，例如那些患有慢性疼痛或著(zhù)正在從中風(fēng)中恢復的患者。

  “Neuroelectrics公司的技術(shù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式刺激大腦，以達到治療和疼痛管理的目的，現在全世界都在提倡推動(dòng)限制使用止痛藥物，所以這個(gè)顯得特別重要�！瘪R薩諸塞州醫療器械工業(yè)協(xié)會(huì )（MassMEDIC）的主席湯姆·索默（Tom Sommer）表示。Neuroelectrics公司將會(huì )出席十月份舉辦的馬薩諸塞州醫療器械工業(yè)協(xié)會(huì )年度醫療技術(shù)展覽會(huì )。

美國國防部先進(jìn)研究項目局（DARPA）也一直在研究電子處方（ElectRx）系統，預防和治療炎癥，慢性疼痛與創(chuàng )傷后應激障礙。ElectRx不是使用藥物或注射，而是通過(guò)使用電刺激的方法讓神經(jīng)系統正常工作。它人為地調節人體的必要的周?chē)�神�?jīng)，促使神經(jīng)正常工作，監控人體的健康，促進(jìn)愈合康復。

  一個(gè)潛在革命性的心力衰竭治療

  估計有超過(guò)200萬(wàn)患有慢性心臟衰竭的患者，他們使用的藥物治療方案不再起到很好的效果，但是身體狀況也沒(méi)有病到需要做侵入式的外科手術(shù)去接受移植或者左心室輔助裝置（LVAD）。位于美國得克薩斯州休斯敦市的Procyrion公司，贏(yíng)得了2016年MD + DI期刊雜志醫療科技創(chuàng )業(yè)啟動(dòng)推廣（Medtech Startup Showdown），正在為這些患者研發(fā)Aortix設備。通過(guò)借助一根導管，就可將這個(gè)微型泵通過(guò)股動(dòng)脈放入到患者的胸主動(dòng)脈中——一個(gè)可以減少瓣膜損害風(fēng)險，心臟內血液流動(dòng)和血栓性腦中風(fēng)問(wèn)題的位置——以噴射流的形式加速血液流動(dòng)，增加心臟的工作效率。預料在植入Aortix的同時(shí)，患者也能夠四處走動(dòng)，可能會(huì )幫助恢復并減少合并癥的發(fā)生。
 

  手術(shù)傳感器和機器人進(jìn)化
 

  隨著(zhù)新型機器人手術(shù)操作者的參與加入，外科手術(shù)變得越來(lái)越數字化，而這些系統有賴(lài)于創(chuàng )新的技術(shù)，比如總部位于芝加哥的Briteseed公司所研發(fā)的一項血管實(shí)時(shí)監測技術(shù)Safesnips，美國英賽特產(chǎn)品開(kāi)發(fā)股份有限公司的高級合伙人和英賽特加速器實(shí)驗室的董事克雷格·舍雷爾（Craig Scherer）說(shuō)道。（Briteseed公司是英賽特加速器實(shí)驗室的創(chuàng )始成員。）Briteseed的低成本光學(xué)傳感器直接集成到外科手術(shù)工具中，為外科醫生提供實(shí)時(shí)信息反饋。這些信息可以讓外科醫生工作更有效率，減少不良手術(shù)結果的發(fā)生。

  提供此類(lèi)“保險”盡量減少負面結果以降低醫療總成本的這種趨勢有著(zhù)巨大的潛力，”舍雷爾說(shuō)。

  最近在以色列舉辦的生物醫藥展IATIBIOMED 2016上，Devicix公司的比爾·貝滕（Bill Betten）注意到，一些公司所擁有的機器人系統與直觀(guān)外科手術(shù)公司Intuitive Surgical所展示的大型的昂貴的達芬奇手術(shù)機器人系統非常不同。這樣的系統——從蛇形機器人系統，輔助布局和調整的儀器設備，到操作手術(shù)的系統，而這些手術(shù)可能以前已被證明很難或無(wú)法執行——“從效用、成本和實(shí)用性的角度來(lái)看，有著(zhù)明顯的切實(shí)感受，似乎處在輔助手術(shù)系統的中間地帶�！崩�如，Mazor Robotics公司的機器人指導系統（Renaissance Guidance System），是為了改善脊柱手術(shù)的結果，諸如退行性修復，復雜的脊柱畸形和椎體強化，使用椎弓根螺釘固定。

 “如果達芬奇機器人系統代表了第一代，和一個(gè)或許可能走向高端的系統，或許下一代將是是發(fā)展中的下一個(gè)重要階段，表明了向更小規模，更實(shí)惠的機器人輔助手術(shù)系統的遷移轉變，” Devicix公司（明尼蘇達州伊登普雷里市）的業(yè)務(wù)方案總監貝滕說(shuō)（Betten）。

 無(wú)導線(xiàn)起搏器廣泛應用

 今年早些時(shí)候，美國食品及藥物管理局（FDA）對美敦力公司Micra心臟起搏器的批準僅僅是個(gè)開(kāi)始，明尼蘇達大學(xué)外科，綜合生物學(xué)和生理學(xué)教授，保羅•萊茲奧博士（Paul Iaizzo）說(shuō)道。

 “我認為，無(wú)導線(xiàn)起搏器將會(huì )在全球范圍內大行其道，”萊茲奧說(shuō)，“世界范圍內，并沒(méi)有足夠的訓練有素的心臟電生理學(xué)專(zhuān)家，可以把導線(xiàn)放入系統中，無(wú)導線(xiàn)技術(shù)可以開(kāi)啟這個(gè)機會(huì )，介入治療專(zhuān)業(yè)人員和放射科醫生可以把無(wú)導線(xiàn)起搏器放入。美敦力公司的Micra心臟起搏器在幾個(gè)月前經(jīng)美國食品及藥物管理局批準，現在則輪到了雙腔起搏器和biV系統�！�

 超越基本聽(tīng)力功能的連接助聽(tīng)器

 當我們討論醫療技術(shù)創(chuàng )新時(shí)，助聽(tīng)器通常不會(huì )是浮現在腦海中的第一款產(chǎn)品。但是助聽(tīng)器公司奧迪康（Oticon）研發(fā)的助聽(tīng)器Oticon Opn，利用IFTTT邏輯觸發(fā)網(wǎng)絡(luò )，把物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和其功能結合起來(lái)，這意味著(zhù)用戶(hù)可以將其助聽(tīng)器和他們的家庭報警器，燈光和門(mén)鈴連接起來(lái)，位于波士頓的全球創(chuàng )新設計公司Continuum的首席設計策略師山口佑吾（Yuhgo Yamaguchi）指出。

 “在這一點(diǎn)上，物聯(lián)網(wǎng)是很常見(jiàn)的想法，但是我很喜歡奧迪康利用IFTTT這個(gè)平臺/機制的這個(gè)方法，當聯(lián)網(wǎng)的門(mén)鈴或者煙霧探測報警器響起來(lái)的時(shí)候提醒助聽(tīng)器的佩戴者。通過(guò)使用像IFTTT這種現有的、熟悉的規則引擎，他們能讓助聽(tīng)器在許多情況下的使用變得非常有用，”山口說(shuō)。

 通過(guò)軟件啟動(dòng)的創(chuàng )傷性腦損傷檢測

 醫療領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、體育領(lǐng)域和其他群體領(lǐng)域已經(jīng)聚集在一起，很快就會(huì )開(kāi)始檢測創(chuàng )傷性腦損傷（TBI）。一個(gè)問(wèn)題就是，用于診斷創(chuàng )傷性腦損傷的昂貴的、復雜的醫療設備——像斷層掃描檢查儀（CT）或核磁共振成像掃描儀（MRI）——在許多情況下并不容易獲取。阿伯丁大學(xué)的研究人員使用了英國國防科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗中心為國防企業(yè)提供的資金，開(kāi)發(fā)一種能與更常見(jiàn)且方便攜帶的超聲設備一起使用的軟件，收集準確的腦部掃描信息，該軟件經(jīng)過(guò)設計，可以進(jìn)行掃描，很容易使用，獲得的3-D圖像可以被發(fā)送給專(zhuān)家，以便提供診斷和治療建議。

 “這個(gè)技術(shù)可以在戰場(chǎng)、偏遠地區和運動(dòng)場(chǎng)區域使用檢測創(chuàng )傷性腦損傷（TBI）�，F有的醫療設備能力水平的巧妙擴張能以更低廉的成本提供更好的醫療服務(wù)——對每一個(gè)人來(lái)說(shuō)都是雙贏(yíng)，”位于波士頓的全球創(chuàng )新設計公司Continuum的首席設計策略師山口佑吾（Yuhgo Yamaguchi）說(shuō)道。

 生物印刷創(chuàng )新——一種新的生物墨水

 英國布里斯托爾大學(xué)的研究人員說(shuō)，他們能夠設計3-D打印的組織結構，包括用5周多的時(shí)間做出一個(gè)與實(shí)體一樣大小的氣管軟骨環(huán)。他們是如何做到這一點(diǎn)的？這個(gè)秘密就是一種特殊的生物墨水配方，在經(jīng)過(guò)了艱苦的反復試驗修正的過(guò)程之后，和干細胞結合創(chuàng )造出來(lái)的。

 打印活細胞創(chuàng )造人體組織一直是醫療技術(shù)的一個(gè)主要目標，但一直以來(lái)也是一個(gè)需要解決的復雜的挑戰，因為研究人員一直在努力利用細胞來(lái)創(chuàng )建復雜的結構組織。因此，英國研究人員的創(chuàng )新可能被證明是一個(gè)重要的發(fā)展。

 機器人繁殖

 某一天“繁殖”機器人或許會(huì )成為可能，在一個(gè)充滿(mǎn)意外挑戰的環(huán)境中允許機器人自己選擇什么是最“吸引人”的特質(zhì)，這是阿姆斯特丹自由大學(xué)的一個(gè)研究小組所提出的引人的想法，該小組說(shuō)他們已經(jīng)證明了一個(gè)這個(gè)概念的初步證據。

 據阿姆斯特丹自由大學(xué)的帶領(lǐng)研究團隊的人工智能學(xué)教授古茲提•艾本（Guszti Eiben）表示，也許有一天，可進(jìn)行自我繁殖的醫療納米機器可在人體內充當“個(gè)人病毒掃描器”來(lái)對抗病菌和癌細胞。雖然艾本承認這個(gè)概念在技術(shù)上無(wú)需大費周章，但是卻存在著(zhù)道德倫理問(wèn)題： “有些人覺(jué)得機器人在火星上自我復制和進(jìn)化的沒(méi)有問(wèn)題，但是卻不認同這樣的事情發(fā)生在人體上�！�