APP下载

改变人类生活的医疗新技术

2020-07-14王庄林

青少年科技博览(中学版) 2020年3期
关键词:起搏器干细胞科学家

王庄林

科技新发展正在深刻地改变着我们的生活!一些医疗新技术在未来10~20年内将全面普及,极大地改善我们的健康生活。

随身式超声波医疗

随着穿戴式医疗器械和远程医疗的逐渐普及,未来我们不必经常跑医院,一些小病的治疗和疾病预防都可以通过穿在身上的薄片状的智能仪器得到解决。这些设备依赖超声波而实现主动性或被动性工作。

主动性诊治疾病是:它先发出低能量的超声波,检测人体内是否有血管破裂,一旦发现了伤口,它就会自动安全地聚焦于出血的部位,烧灼伤口,使之愈合。被动性工作是:穿戴式医疗器械会随时预警我们身体出现的不良状况,并与远程医生联网。医生通过网络确诊之后,会告诉我们该采取什么措施,或者该购买什么药物。我们甚至可以利用仪器上的选项,让医院把药物快递上门。

治疗性克隆

治疗性克隆的整体目标一直是培养罐中生长替代器官或人体组织,以便用于人体的器官移植。英国科学家用干细胞培育出了世界上第一个人造肝脏。这个“迷你肝脏”只有一枚小硬币那么大,同样的技术正在被进一步开发以创造一个全尺寸的肝脏。

预计15年后,几乎所有的人体器官都可以在实验室里生成,然后移植到人体内。方法是将对应细胞放入模拟太空失重环境的生物反应装置中。在这种旋转生物反应器中,科学家将随意生成特定组织、器官,使其表现得像在体内一样,癌变或任何受损的人体器官可以被新的自身无疾病的治疗性克隆器官所取代。

干细胞和基因治疗

许多疾病与遗传有关,换句话说,它们存在于你的基因中。现在,科学家正在努力改变那些基因并利用干细胞诱使缺陷细胞正确生长。也许有一天,出生缺陷会像肺炎一样可以治療。

加拿大精神病学家盖伊-德邦内尔领导的团队通过药物消除实验鼠体内TREK-1基因的功能,从而治愈抑郁症。他们下一步的研究是希望找到一种能有效关闭人类相同基因的化合物,这将与今天为治疗抑郁症所做的疗法完全不同。又如在干细胞的分化领域,科学家将使干细胞样本中的p细胞纯度从30%提高到80%,这将开启胰岛细胞治疗1型糖尿病的新时代!

无线电源技术

无线电源技术是利用无线电波、电磁感应和电磁共振的新技术,其未来发展可望实现更便利的日常生活,例如采用无线电源的无人机,对快递运输等物流业会非常有用,又如酒吧、咖啡厅及机场则可将无线电源传输设备应用于各种家具的设计中,因此一来所有的墙壁、地板与装潢都可以完全不布电源线,更不要任何插座。而无线电源一方面可以使汽车内部免于搭载笨重且不安全的电线电缆,另一方面为车载照明、音响、电话等设备供电,不仅简化汽车制造流程,也能支持电动车充电、启动雷达及光源等装置。在医疗应用方面,利用无线电源可降低患者因植入式装置而受感染的风险。

未来各种高压电缆线也将完全消失,被无所不在的无线电源传输技术替代。电子及电力系统的所有设计终将凭借这种令人惊叹的新兴技术而被彻底改变。

利用自身能量

手机虽然用起来挺方便,可一旦没电,那就一无是处。许多器械也一样。尤其像起搏器这样一些植入人体、靠电池供应动力的小器具,电力耗尽就需要动手术更换电池。这可真麻烦,如能直接从人体自身获得电能动力该多好。

美国航天工程的相关研究发现,人体存在大量的水与微量金属元素等,因此就存在不少游离态的电荷。这其中有自由电子,也有像骨头与脂肪等电介质起着绝缘作用,所以导电性能介于金属导体与绝缘体之间,可以认为是“生物半导体”。此外,美国科学协会的一份最新报告指出:人体内蕴涵有化学能、动能、静电能与温差能等,每人每年源源不断产生的能量达到0.182千瓦,全球现有70多亿人每年废弃的总能量该有多么惊人,这是一直被忽视而废弃的巨大能源。

自身能量的应用正在被广泛深入研究。例如在人体动能方面,美国佐治亚州的科学家利用氧化锌纳米管编织了一种“纤维布片”,如果将此“布片”别在衣服上,人在弯腰、伸手时扭曲衣服,其上就会产生电流,这样你就可以随时给手机充电。又如植入体内的起搏器也可以从病人身体内获得电力。美国斯坦福大学的科学家设计了一款靠心脏跳动获得电力的“心电起搏器”,装置植入心脏后,只要心脏跳动,就不需进行更新电池的手术。

另一方面,医疗植入物最好的动力来源是身体已经用作能量供应的葡萄糖。葡萄糖含有巨大的能源——你每天摄入的食物装载着相当于1000节AA电池的能量。因此,将食物转化为电能,为体内的植入物提供动力是可行的。美国得克萨斯大学的科学家正在开发一种可植入人体动脉的纳米机器人,它可以利用葡萄糖作燃料获得持久动力。

如何利用人体自身能量是生命科学领域一个新的前沿课题,它将孕育出新的伟大突破,可能会发现生命物质运动中“新的物理学定律”。

猜你喜欢

起搏器干细胞科学家
干细胞:“小细胞”造就“大健康”
起搏器置入术术中预防感染的护理体会
造血干细胞移植与捐献
假如我是科学家
永久起搏器的五个常见误区
永久起搏器的五个常见误区
干细胞产业的春天来了?
与科学家面对面
干细胞治疗有待规范