仿生技术大革命( 三 )
由于无法治疗,受此病症困扰的病患个体也无法估计 。桑提纳认为,单在美国就存在5万前庭系统病变患者 。
桑提纳的工作就是寻找出这些患者的方法,而他看好的方法是,用仿生手法为患者重造一个前庭系统 。
动物实验获成功
正在研制中的仿生前庭系统仅是当代科学家致力于开发的仿生人体器官中的一种 。
当人们因为遭受某种病痛或伤害失去了一部分重要器官,如果科学家能开发出感应器更多,更加灵活、敏感、完善的仿生器官,那将最大程度弥补病痛为患者造成的伤害 。而终极目标,当然是让仿生器官与真实人体器官之间的差异降低到最小 。
要做到与人体的“无缝对接”,仿生器官的研制过程需要十分精细 。以仿生前庭为例,桑提纳带领的研究小组已经开发出日后可用于植入人体的仿生前庭的雏形 。
到目前为止,桑提纳的仿生前庭装置已经在老鼠的活体实验上取得了成功,并正在猴子身上做进一步测试 。科研人员同时要将装置做得更小巧,以减少耗电量 。
无独有偶,华盛顿大学的外科专家与耳鼻喉科教授杰.鲁宾斯坦也开发了类似的仿生前庭装置 。
鲁宾斯坦已抢先一步向美国食品与药品监督局发出了要求用于临床试验的申请 。如果进展顺利,今年秋天开始,这个装置就可以在人类志愿者身上产生作用了 。
只是,要将仿生前庭推广到普通患者身上,还需要相当长的一段时间 。因为材料、技术的特殊与精细,仿生器官的造价十分高昂,目前,一个仿生前庭的成本就高达上百万美元 。
科研人员的目标不仅要完善仿生器官的功能,更要降低它们的成本,以达到最终造福患者的目的 。
十大仿生技术
1、仿生视网膜
视网膜位于眼球背后,作用是集合光线,而仿生视网膜也必须牢牢附着在眼球背后才能产生作用 。据美国加利福尼亚州专门研制仿生视网膜的“第二视力”企业副总裁布莱恩.梅克介绍,第一代仿生视网膜拥有16个电极,电极就像显示的像素一样,第一代仿生视网膜只能让患者看到较大的字样 。目前,该公司正在将拥有60个电极的第二代仿生视网膜应用于临床试验,据悉,已有30名病患率先尝试使用 。该公司还致力于开发第三代仿生视网膜,这种拥有超过200个电极的仿生视网膜将极大限度接近天然视网膜 。
2、仿生神经
仿生神经的研究堪称仿生器官领域的“圣杯” 。一旦成功,将造福大批脊椎损伤、中风、脑部疾病的病患,这些病患往往神志正常、思维清晰,但却无法移动肢体或与人交流,十分痛苦 。科学家希望,仿生神经能代替那些已经无法向肢体肌肉传达大脑信号的受损神经 。早先研究中,科学家使用活体肌肉神经来充当代替品,但随着现代医疗与大脑神经技术的发达,科学家已经开始尝试在脑部与肢体内植入电极,让大脑“无线”遥控肢体活动 。
3、仿生耳蜗
仿生耳蜗是为耳蜗受伤而失去听觉的患者而设 。它分为两部分,一部分是一个被放置在病患耳朵外的麦克风,用于捕捉声音,并将声音转化为电子脉冲,输送入被植入耳内另一部分的电极中,直接刺激病患的听觉神经,从而恢复部分听觉 。
“仿生耳蜗是目前研制最成功的仿生器官 。”美国耳聋和其他交际紊乱症研究所的罗格.米勒如此评价 。仅在2006年,全世界范围内就有11万人被植入了仿生耳蜗 。只不过,凭当前的技术水平,仿生耳蜗并不能100%恢复听觉,科学家正试图通过增加内置电极等方法让它变得更为精密 。
4、仿生前庭
仿生前庭使用了一种陀螺状的回转仪,用于测量三维空间内任何人体行动带来的震动 。而测量的结果要先转化成电子脉冲,再传达至前庭神经,模拟真正的前庭的功用,以便大脑在发出信号时,视线与肢体动作能保持同步 。科学家表示,目前仿生前庭只能作为改善失去平衡力患者的医疗手段,而不能作为一些指望大玩过山车而不头晕目眩的正常人的“晕车药” 。
5、仿生心脏
人造心脏不是什么稀罕事,倒是人造心脏一直存在容易造成血凝块堵塞血管导致严重后果的问题 。法国心脏外科医师埃兰.卡朋提尔发明了一种能够解决这一问题的仿生心脏,它拥有两个微型泵,用于模拟真实心脏的两个心室,内置反应器与处理器调整血液流量,防止出现血凝 。卡朋提尔已经将这一仿生心脏成功安装在一头牛的体内,预计两到三年内可以在人体上展开测试 。
6、仿生躯干
仿生器官技术不仅能让完全失去部分肢体的人们重获新生,还能帮助肢体完好却功能受损的病患进行物理锻炼 。由日本企业开发的仿生躯干与一般仿生器官不同,它无需手术植入,只用于外穿,可帮助肢体完好却行动不便的患者、老年人正常活动,甚至成为大力士 。相比其他用途严谨的仿生器官,仿生躯干更有可能在短时间内被普及 。“未来,或许在大街小巷都能看到许多身穿仿生躯干的人 。”休.赫尔认为,当人们变得越来越懒,方便省力的仿生躯干会大有市场 。
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