可穿戴技術在醫(yī)療行業(yè)中的應用

隨著技術的進步，電子產品尤其是可穿戴設備越來越小、越來越軟。這一趨勢也延伸到了醫(yī)療設備領域?？茖W家正在開發(fā)新的更小巧、柔軟、智能的醫(yī)療設備。由于能與人體很好地融為一體，這些柔軟又有彈性的設備在被植入或使用后，從外面看起來不會有任何異樣。從炫酷的智能紋身到能讓癱瘓病人重新站起來的長期植入裝置，下面這幾種迷人的技術或許很快就能獲得應用。

“當你用過這種類似于創(chuàng)可貼的東西后，你就會發(fā)現它像你身體的一部分，你完全沒有感覺，但它仍然在工作。”這或許是對智能紋身產品最通俗易懂的一種描述。這種紋身也被稱為生物印章，包含柔性電路，能以無線的方式供電，具有足夠的彈性，能跟隨皮膚一起拉伸變形。這些無線智能紋身能解決目前臨床上面臨的許多問題，具有很多潛在應用。

目前科學家們正在關注如何將其用于重癥新生兒監(jiān)護和睡眠實驗監(jiān)測。位于美國馬薩諸塞州的MC10公司正在與一個科學家團隊合作進行臨床試驗，預計今年晚些時候就能推出第一款產品。美國加州大學納米工程學教授約瑟夫·王研發(fā)了一款極具未來氣息的傳感器，他是圣迭戈可穿戴傳感器中心的主管。這種傳感器能通過檢測汗液、唾液和眼淚的方式，提供有價值的健身和醫(yī)療信息。

此前，該團隊還開發(fā)出一種能持續(xù)檢測血糖水平的紋身貼，以及一種放置在口腔中就能獲得尿酸數據的柔性檢測裝置。這些數據通常都需要指血或靜脈抽血測試才能獲得，對糖尿病和痛風患者而言至關重要。該團隊表示，他們正在一些國際公司的幫助下，開發(fā)和推廣這些新興的傳感器技術。

韓國首爾國立大學化學和生物工程學副教授金大賢和他的同事試圖用納米技術打造下一代生物醫(yī)學系統。他們已經開發(fā)出一種能夠攜帶一天藥量的納米藥物貼片。

2014年，金大賢的研究小組提出了包含數據存儲、診斷工具以及藥物在內的，具有柔性和延展性的柔性電子貼片。這種皮膚貼片能夠檢測出帕金森氏病獨特的抖動模式，并將收集到的數據存儲起來備用。當檢測到帕金森氏病特有的抖動模式時，其內置的熱量和溫度傳感器能自動釋放出定量藥物進行治療。

盡管目前已有監(jiān)測癲癇和腦損傷患者的植入技術，但這些設備較硬和尖銳，對長期監(jiān)測來說是一個挑戰(zhàn)。美國哈佛大學專注于納米技術的化學教授查爾斯·利伯，將大腦組織比喻成一碗在不斷運動的豆腐。而人們需要的是一種能監(jiān)測大腦、刺激大腦也能和大腦互動，但沒有任何機械應力和載荷的裝置。

利伯的研究小組所開發(fā)出的注射式大腦檢測系統，如此之小，可以通過注射器直接注射到腦組織中。注射后，納米電子網會自行打開，可以檢測大腦活動，刺激組織，甚至與神經元相互作用。

瑞士洛桑聯邦理工學院工程學院的斯蒂芬妮·拉科和格雷·庫爾蒂納在2015年年初宣布，他們已經開發(fā)出用于治療脊髓損傷的植入物。這種名為e－Dura的裝置可在包裹一層保護膜后直接植入脊髓下方。在那里，它可以為在康復期間的患者提供電和化學刺激。

該裝置所具備的柔性和生物相容性，能大幅降低炎癥和損害組織的可能性，這意味著它可以植入很長的時間。在試驗中，研究人員將該設備植入癱瘓小鼠體內，經過數周訓練后，小鼠恢復了行走能力。相關結果發(fā)表在了《科學》雜志上。研究人員稱，e－Dura是目前為數不多的幾種能夠長期植入的柔性刺激裝置。這表明可植入式柔性器件能成為一種可供選擇的療法。

與此同時，復制人類的觸覺技術也正在越來越成熟。美國斯坦福大學化學工程教授鮑哲楠還開發(fā)出了能感知壓力和溫度并具有自愈功能的人造皮膚。她的研究小組最新電子皮膚包含有一個傳感器陣列，已經能夠識別出握手時的力度。在這個多學科交叉的研究領域，曾經硬而脆的電子元件都能變得像皮膚一樣柔軟而又有彈性。或許若干年后，堅硬、不能見水、無法折疊——這些電子產品給人們的印象將不復存在。