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活体传感器:未来生活中的科技进展

时间:2023-07-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:邵晓乐认为,她的活体传感器会完好无损地在血液中留存三个月,每天测试血液酸度。这些活体传感器还未被注射到实验鼠中,更不用说人类了,所以也无法预测会有什么效果,携带了这种传感器的红细胞会完好无损,还是会向血液中释放有毒物质。此外,细胞目前还没办法执行更复杂的任务,仅限于在体内循环时顺便携带一些珍贵的“货物”。

活体传感器:未来生活中的科技进展

利奥·马诺(Lior Manor)一直以来都是以色列最负盛名的魔术师之一。他在以色列的第一频道上还有自己的节目,经常表演一些让观众惊掉下巴的原创魔术。可是后来他病了。

他说:“视力突然模糊起来,特别想吃甜食。虚弱、口干……这些都是一型糖尿病(又名青少年型糖尿病)的症状。”

糖尿病有三种主要类型(一型糖尿病、二型糖尿病和妊娠糖尿病),现在几乎已经成了全球性流行病。仅在美国,糖尿病患者估计就有2600万,其中700万尚未确诊。“这种病很难对付,”马诺说,“因为一开始感觉可能不太严重,但是慢慢地,就会明显感觉肾脏和眼睛不太好了。”

马诺开始接受胰岛素治疗。糖尿病患者的生活并不简单。一般病人每天都要抽取一滴血液,用电子设备测好几次血糖。如果血糖太高,就得注射胰岛素。 “吃饭之前要测血糖,然后注射胰岛素。两小时以后还要再检查一下,确保血糖降下来了。要是没降下来,就还得再注射胰岛素。然后再吃口东西,之后再检查……”

这个过程真的太难熬了,但是马诺知道自己已经非常幸运。要是生活在其他很多国家,他连每周做检查也做不到。那样,他的健康水平就会急转直下,甚至可能发展到四肢坏疽的程度。其实,糖尿病现在仍然是导致手术截肢的头号原因。

那么,要是我们能把检测设备放到人体内部呢?

多年来,我们一直梦想有一天能在血液中放一个测量装置。这个装置可以测量血糖水平,并利用红外线把信息传输到皮肤上的专用传感器。这并不是白日梦。有些分子可以对一些化学刺激物(比如糖的存在)做出反应,发出亮光,我们对此完全不陌生。原则上,我们应该能将这些分子注射到血液中,让它们分析血糖水平。这种看法的前景还是比较乐观的,只是有两个问题:身体会不会迅速清除这些测量分子?是否有毒?(www.xing528.com)

而最近提出的将生物机器融入人体的理念也许能解决这两个问题。2012年,哥伦比亚市密苏里大学的化学家邵晓乐(音译)和她的同事们提出了一种方法,可以把测量分子和红细胞结合在一起

红细胞的作用主要是像卡车一样输送血液中的血红蛋白和氧气。邵晓乐决定试试在这个生物“卡车”上放进“偷渡者”,以此来做科学和医学研究。为此,她在一些血细胞中加入了能测量周围环境酸度的分子,然后又重新密封了血细胞。这种升级版的红细胞看起来没什么特别,但实际上,它们已经变成了微型传感器,可以通过注射进入血液,测量酸碱度,然后通过发射红外光来进行反馈。

红细胞不仅可以阻止有毒的测量分子溜进血液,也能预防免疫系统或者肾脏清除这些分子。以后,我们还可以用同样的方法来检测其他健康指标,比如血糖水平,以及某些激素的存在和浓度等。邵晓乐认为,她的活体传感器会完好无损地在血液中留存三个月,每天测试血液酸度。对于患者来说,只需要从身体里提取红细胞,然后再重新注射回去就行,已经大大简化了。

马诺事业的成功并没有受到什么影响。他现在差不多每周都有一场演出,足迹遍布世界。“生活还要继续。”他说。虽然他已经习惯了频繁的检查,也接受了糖尿病这个事实,但他觉得生活还是可以改善的。“目前的治疗方法能让糖尿病患者享受与健康人相同的生活质量,但要付出不少努力才行。这项发明一旦成功了,可是大大的好消息。因为很多人其实都很难时时监测自己的血糖水平。连开会的时候都可能要进进出出,深受影响。况且,还是有点儿痛苦的。这样的解决方案简直太棒了。我觉得一定会有很多人会来接受这种治疗的!要是有一种方法能让我们不用再每天往自己身上扎针,我们当然翘首盼望。”

要注意的是,跟巴切莱特的纳米机器人一样,我们还有很长的路要走。这些活体传感器还未被注射到实验鼠中,更不用说人类了,所以也无法预测会有什么效果,携带了这种传感器的红细胞会完好无损,还是会向血液中释放有毒物质。此外,细胞目前还没办法执行更复杂的任务,仅限于在体内循环时顺便携带一些珍贵的“货物”。

前面的路还很长。

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