前言

由于全球市場(chǎng)對生(shēng)物傳感技(jì)術(shù)的需求不斷增長，這些(xiē)創新的醫(yī)用生(shēng)物傳感器(qì)技(jì)術(shù)可(kě)能會(huì)在醫(yī)療科技(jì)領域産生(shēng)大(dà)的影(yǐng)響。

    由于對新技(jì)術(shù)需求的飛速增加，可(kě)以看到全球醫(yī)用生(shēng)物傳感器(qì)技(jì)術(shù)市場(chǎng)繼續顯著增長。根據美國市場(chǎng)研究機構Persistence Market Research的一份報告，最近的估計(jì)顯示，全球生(shēng)物傳感技(jì)術(shù)市場(chǎng)市值在2020年可(kě)能達到220億美元，這在很(hěn)大(dà)程度上(shàng)要歸功于對定點照護技(jì)術(shù)需求的增加，以及慢性疾病的增多(duō)和(hé)整體(tǐ)健康意識的提升。

    随着生(shēng)物傳感技(jì)術(shù)的發展，變得(de)越來(lái)越普遍，它們已經開(kāi)始在醫(yī)療器(qì)械範圍內(nèi)開(kāi)辟出更多(duō)專業的領域。從病毒和(hé)疾病檢測到康複和(hé)藥物劑量，過去的每一年醫(yī)用生(shēng)物傳感器(qì)做(zuò)得(de)越來(lái)越多(duō)。以下的一些(xiē)生(shēng)物傳感器(qì)裝置，可(kě)能會(huì)在醫(yī)療領域産生(shēng)巨大(dà)顯著的影(yǐng)響。

葡萄糖監測

因為(wèi)研究人(rén)員尋求開(kāi)發可(kě)穿戴式生(shēng)物傳感器(qì)，可(kě)以通(tōng)過皮膚上(shàng)的汗水(shuǐ)監測患者的葡萄糖水(shuǐ)平，在未來(lái)幾年，生(shēng)物傳感技(jì)術(shù)很(hěn)可(kě)能成為(wèi)糖尿病患者不同人(rén)生(shēng)的制(zhì)造者。德克薩斯大(dà)學達拉斯分校(xiào)已經開(kāi)發出一種大(dà)約25美分尺寸大(dà)小(xiǎo)的傳感器(qì)，可(kě)以檢測汗液中的皮質醇，并提供來(lái)自周圍汗液的實時(shí)數(shù)據（所顯示的）。

    同樣的，一組來(lái)自香港理(lǐ)工大(dà)學和(hé)中國浙江大(dà)學的研究人(rén)員正在努力開(kāi)發一種可(kě)以集成到微流控芯片中的光纖葡萄糖傳感器(qì)，從而創造出一種可(kě)以測量血糖水(shuǐ)平的廉價便攜式設備。最近，我們看到了各種不同的技(jì)術(shù)，都是旨在提供一種較少(shǎo)侵入性的葡萄糖監測方法，甚至紋身形式的傳感技(jì)術(shù)——所有(yǒu)需要做(zuò)的就是紮一下手指頭，就結束了。有(yǒu)了這些(xiē)新技(jì)術(shù)，這些(xiē)傳感器(qì)的實體(tǐ)可(kě)能比以往任何時(shí)候都更接近我們。

檢測DNA突變

新的電(diàn)石墨烯生(shēng)物傳感器(qì)芯片可(kě)能是種被用作(zuò)生(shēng)物醫(yī)學植入物，可(kě)以實時(shí)讀取和(hé)檢測DNA突變的芯片。來(lái)自加州大(dà)學聖地亞哥(gē)分校(xiào)雅各布斯工程學院（Jacobs School of Engineering at UC San Diego）的研究人(rén)員正在開(kāi)發一種廉價的生(shēng)物傳感器(qì)技(jì)術(shù)，可(kě)以高(gāo)分辨率檢測人(rén)類基因突變，并能把數(shù)據無線傳輸到移動設備上(shàng)。

    該技(jì)術(shù)可(kě)以全新一代的診斷方法和(hé)個(gè)性化治療，因為(wèi)生(shēng)物傳感器(qì)芯片可(kě)用于進行(xíng)活檢和(hé)詳細的DNA測序。由于芯片連接到石墨烯晶體(tǐ)管，它使芯片能夠以電(diàn)子方式運行(xíng)——使其成為(wèi)将動态DNA納米技(jì)術(shù)與高(gāo)分辨率電(diàn)子傳感相結合的産品。

疾病診斷

巴西國家(jiā)納米技(jì)術(shù)實驗室的研究人(rén)員開(kāi)發了一種新的生(shēng)物傳感器(qì)，能夠檢測出與神經退行(xíng)性疾病以及幾種不同類型癌症相關的特定分子。該裝置被設計(jì)為(wèi)在與谷胱甘肽S-轉移酶接觸時(shí)反應，谷胱甘肽S-轉移酶是一種與帕金森(sēn)氏病、阿爾茨海默病、乳腺癌和(hé)其他疾病相關的酶。

該裝置是玻璃載片上(shàng)的有(yǒu)機納米級晶體(tǐ)管，使用納米級系統識别特定分子，可(kě)以被用來(lái)快速和(hé)安全地診斷複雜疾病。該裝置的便攜性和(hé)低(dī)成本使其适用于任何實際的生(shēng)活環境中，并且可(kě)以經過調整改進用于檢測與不同疾病相關的其他物質或分子。該團隊最終計(jì)劃創建一個(gè)基于紙張的生(shēng)物傳感器(qì)，盡可(kě)能的進一步改善便攜性和(hé)成本費用。

病毒檢測

當說到診斷，生(shēng)物感測技(jì)術(shù)可(kě)以在病毒檢測中發揮重要作(zuò)用。來(lái)自中國香港理(lǐ)工大(dà)學的研究人(rén)員創造了一種新的納米生(shēng)物傳感器(qì)，可(kě)以在短(duǎn)短(duǎn)2至3小(xiǎo)時(shí)內(nèi)檢測到各種不同的病毒。

傳統的測試方法可(kě)能需要一到三天才能完成，然而，這種新的生(shēng)物傳感器(qì)使用增頻轉換發光共振能量轉移（LRET）用于液相系統中的超靈敏病毒檢測。該技(jì)術(shù)的設計(jì)和(hé)操作(zuò)簡單，并且不需要使用任何昂貴的設備或專業技(jì)能。該技(jì)術(shù)還(hái)被設計(jì)用于識别幾乎任何已知的目标病毒的基因序列。遲早，這個(gè)技(jì)術(shù)甚至可(kě)以經過調整改進用于在單個(gè)測試平台上(shàng)識别多(duō)種流感病毒。

藥物劑量

一種新的生(shēng)物傳感芯片可(kě)以通(tōng)過施藥新的個(gè)性化治療的發展，這一切都要歸功于來(lái)自瑞士洛桑研究所（Luasanne Research Institute）研究人(rén)員的努力。這個(gè)一厘米大(dà)小(xiǎo)的正方形設備包含了一個(gè)電(diàn)路，一個(gè)控制(zhì)單元和(hé)一個(gè)無線電(diàn)傳輸模塊，一旦植入體(tǐ)內(nèi)後，允許芯片讀取信息，并跟大(dà)量的化合物做(zuò)出反應。

該芯片将允許醫(yī)生(shēng)監測藥物對新陳代謝系統影(yǐng)響的實時(shí)效果，這個(gè)成就可(kě)以全新一代的個(gè)性化治療和(hé)精确療法。該小(xiǎo)組聲稱，這個(gè)生(shēng)物傳感芯片将是可(kě)以測量pH值，溫度和(hé)代謝相關分子如葡萄糖和(hé)膽固醇的。到目前為(wèi)止，該裝置隻是在老鼠體(tǐ)內(nèi)做(zuò)過測試，但(dàn)結果是非常有(yǒu)前景和(hé)希望的。這個(gè)技(jì)術(shù)可(kě)能在2020年前在人(rén)體(tǐ)試驗中投入使用。

腦(nǎo)損傷檢測

由于研究人(rén)員一直在尋找新方法來(lái)診斷腦(nǎo)外傷，腦(nǎo)損傷已經成為(wèi)醫(yī)學世界中的一個(gè)重要問題，特别是在運動醫(yī)學領域中。來(lái)自約翰霍普金斯大(dà)學（Johns Hopkins）的心髒病學專家(jiā)和(hé)工程師(shī)一直想利用生(shēng)物傳感技(jì)術(shù)，在發生(shēng)嚴重的腦(nǎo)損傷時(shí)來(lái)警示提醒醫(yī)生(shēng)，特别是在心髒手術(shù)中。兩組人(rén)合作(zuò)開(kāi)發了一種指甲大(dà)小(xiǎo)的生(shēng)物傳感器(qì)，可(kě)以檢測與腦(nǎo)損傷相關的特定蛋白質。

     作(zuò)為(wèi)心髒手術(shù)的結果，兒童往往很(hěn)多(duō)時(shí)候會(huì)出現神經發育的問題，最近的研究表明(míng)，多(duō)達40％的進行(xíng)心髒手術(shù)的嬰兒患者在核磁共振成像掃描（MRI）中出現腦(nǎo)部異常。這個(gè)新的傳感器(qì)平台經過設計(jì)，可(kě)以識别作(zuò)為(wèi)腦(nǎo)損傷生(shēng)物标記的特定蛋白質，并且最終可(kě)以在手術(shù)室外使用，為(wèi)運動員和(hé)事故受害者快速檢測和(hé)診斷腦(nǎo)損傷。

監測康複患者

英國的一些(xiē)大(dà)學正在合作(zuò)設計(jì)和(hé)開(kāi)發廉價，不引人(rén)注目的生(shēng)物感應技(jì)術(shù)，可(kě)用于使用輪椅或假肢的康複病人(rén)。研究人(rén)員計(jì)劃進行(xíng)各種不同的研究，利用生(shēng)物傳感技(jì)術(shù)，以臨時(shí)紋身和(hé)智能手表的形式收集數(shù)據，并監測具體(tǐ)康複設備和(hé)鍛煉的效果。

     該研究将觀察患者在家(jiā)裏使用的反應如何，以及如何應對康複設備和(hé)鍛煉，以便開(kāi)發能夠使用生(shēng)物傳感器(qì)信息的軟件，支持那(nà)些(xiē)選擇在家(jiā)中進行(xíng)康複的患者。這個(gè)研究的目的是使用這些(xiē)技(jì)術(shù)提供的信息來(lái)改善患者治療，以及改善家(jiā)用康複設備的設計(jì)和(hé)功能。

                       以上(shàng)內(nèi)容引用自  2016-12-20 Medtec China Medtec醫(yī)療器(qì)械設計(jì)與制(zhì)造