說起很酷的電子醫(yī)療人們首先會想起日益普及的穿戴健康產(chǎn)品比如AppleWatch或者就是傳統(tǒng)的生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)像人工器官生物醫(yī)學(xué)信號處理醫(yī)學(xué)成像等這些現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)對人類疾病的預(yù)防診斷治療康復(fù)等發(fā)揮著巨大的作用改變了人類生命的軌跡但今天筆者要介紹的是醫(yī)藥和微電子技術(shù)擦出火花的一些很酷電子醫(yī)療發(fā)明

諾華谷歌的智慧隱形眼鏡

最近一兩年賺足眼球的很酷電子醫(yī)療當屬諾華和谷歌合作開發(fā)的智慧和糖尿病隱形眼鏡前者在雙層隱形鏡片之間安裝有自動聚焦感應(yīng)電路（如圖）比如閱讀時鏡片會自動聚焦到書本而眺望時又能迅速聚焦遠距離的物體聚焦時間可以快到1毫秒而后者在夾層安裝了檢測血糖水平的傳感器能即時檢測糖尿病患者的血糖水平為怵針的糖尿病患者即時跟蹤血糖帶來福音據(jù)說這兩款隱形眼鏡預(yù)計在2016年進入人體臨床試驗售價大約每年4500美元

智慧眼鏡的微電子技術(shù)部分來自神秘的GoogleX實驗室GoogleX實驗室在雙層的隱形鏡片之間嵌入作為傳感器的光敏二極管這些光敏二極管能根據(jù)眼瞼開合的角度控制進光量及視線的上下移動進行調(diào)整隨后將信號傳輸給液晶從而調(diào)節(jié)鏡片之間的相對位置而聚焦諾華下屬眼科公司愛爾康（Alcon）是全球最有經(jīng)驗的眼科公司負責這種智慧眼鏡的臨床開發(fā)這種技術(shù)不僅能讓近視的老花眼解脫眼鏡的煩惱還有望應(yīng)用到象白內(nèi)障等其它眼科疾病

除了針對近視/老花眼的智慧隱形眼鏡之外諾華和谷歌還聯(lián)合開發(fā)了一種針對糖尿病患者的糖尿病隱形眼鏡和智慧眼鏡一樣設(shè)計人員在雙層鏡片之間嵌有微型傳感器但這不是為了聚焦而是為了檢測患者眼液中的葡萄糖濃度并通過無線電信號輸送到用戶的穿戴電子用品醫(yī)生能借此更加精準地管理病人的飲食和服藥情況這個產(chǎn)品的雛形由華盛頓大學(xué)電機工程學(xué)副教授巴芭克?帕維茲在2008年開發(fā)他設(shè)計的葡萄糖傳感器使用電極讓微電流流過眼液并通過測量電流來探測眼液中葡萄糖的濃度而眼液中葡萄糖濃度可以直接反映血液中的葡萄糖濃度這些電極同無線電調(diào)頻天線的計算機芯片一起建立在聚酯合成纖維制成的一個平板襯底上帕維茲接著將所有這些物質(zhì)鑄模成一個隱形眼鏡的形狀后來這個設(shè)計被神秘的谷歌X實驗室收購并進一步完善

雖然諾華的首席執(zhí)行官（CEO）喬希門尼斯（JoeJimenez）最近在接受美國Fox電視臺采訪時信誓旦旦介紹了這兩款智慧眼鏡的前景且表示將在2016年進入臨床試驗階段但許多人業(yè)界人士尤其對糖尿病隱形眼鏡的可行性還表示三個方面的質(zhì)疑（一）糖尿病隱形眼鏡通過測定眼液的葡萄糖水平但眼液（眼淚）的葡萄糖含量和血糖含量的相關(guān)性還沒有被證實（二）按照目前葡萄糖檢驗手段（生物法化學(xué)法質(zhì)譜法物理法）準確檢查眼液中微量葡萄糖濃度幾乎是不現(xiàn)實的事情更不用說把這些儀器/電路/電池做得這么小以便置于兩層隱形鏡片之間且不影響視力（三）谷歌前不久和全球領(lǐng)先的血糖儀生產(chǎn)商Dexcom簽署了合作計劃合力打造一款硬幣大小的血糖檢測儀其中Dexcom負責傳感器的研發(fā)谷歌負責微型化和數(shù)據(jù)處理工作這個合作從一個側(cè)面暗示糖尿病隱形眼鏡的傳感器開發(fā)并不順利因此不得不收購Dexcom的技術(shù)當然有錢任性也許谷歌會把這款新開發(fā)的血糖傳感器用于隱形眼鏡的開發(fā)

糖尿病是一種嚴重的慢性病不僅人數(shù)眾多（平均每19人中就有1人患有糖尿病）且一旦血糖指數(shù)失控患者將面臨包括眼腎以及心臟損傷等諸多并發(fā)癥如果糖尿病隱形眼鏡能如期面世并即時準確地監(jiān)測患者的血糖指數(shù)（每秒讀取一次）對糖尿病患者來說顯然是一個革命性產(chǎn)品衷心希望谷歌X實驗室推出一款象谷歌無人駕駛汽車一樣信賴可靠的很酷電子醫(yī)療產(chǎn)品

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即時3D打印藥片

3D打印技術(shù)日漸普及大到飛機大炮小至人體器官聽上去好象無所不能應(yīng)用到制藥工業(yè)有人預(yù)測將來可以取代藥房即時打印個體化藥片他們想象將來的醫(yī)生處方也就是一個二進制的條形碼用日益普及的自助3D打印機一掃隨后就得到適當?shù)乃幬?span id="cajeqj6" class="myIcon">這個說法聽上去好象似乎有理但顯然歪曲了3D打印藥片技術(shù)

事實上今年8月美國FDA已經(jīng)批準了首款用3D打印技術(shù)制備的SPRITAM?藥片（左乙拉西坦速溶片）用于和其它抗癲癇藥物聯(lián)合治療成人或兒童患者的部分性發(fā)作肌陣攣發(fā)作以及原發(fā)性全身癲癇發(fā)作當然Aprecia制藥公司的左乙拉西坦速溶片和以上的個體化3D打印藥片有本質(zhì)的區(qū)別SPRITAM?實際上就是一種制劑生產(chǎn)技術(shù)通過3D打印技術(shù)使新型制劑內(nèi)部成多空狀因為內(nèi)表面積高能在短時間內(nèi)被很少量的水融化這樣的特性給某些具有吞咽性障礙的患者帶來了福音在美國每年有300多萬人受到活動性癲癇病的困擾其中有超過14%是兒童患者相當一部分患者往往具有一定程度的吞咽性障礙常發(fā)生嘔藥卡藥等情形影響藥效的發(fā)揮也有些兒童對口服藥片具有畏懼和排斥心理不愿意按時服藥3D打印技術(shù)制備的SPRITAM?有益于這些患者的給藥依從性

除此之外每片SPRITAM?的載藥量和傳統(tǒng)制劑相比也明顯提高尤其是對于一些需要一次性服用大劑量藥物的患者來說這種速溶片可以極大地減輕這些患者服藥的痛苦當然3D打印的輔料和活性成分還是藥物

麻省理工學(xué)院的微針膠囊

很多藥物比如大多數(shù)的生物制劑口服無效這些藥物口服要么無法吸收要么在沒有進入血液之前被消化系統(tǒng)分解而許多人又害怕打針所以如果能把把針劑做成口服藥丸將是一個巨大市場正因為此近年來也出現(xiàn)了很多設(shè)計理念最引人注目的可能是麻省理工學(xué)院的一個學(xué)生設(shè)計的微針膠囊

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麻省理工學(xué)院化工系的一個叫CarlSchoellhammer的28歲學(xué)生在世界頭號發(fā)明家RobertLanger教授指導(dǎo)下發(fā)明了一種微針膠囊（MicroneedlePillmPill）如上圖所示mPill是表面布滿小針頭但這些針頭被一種pH敏感物質(zhì)裹住的一種膠囊外部的pH反應(yīng)層不僅覆蓋針頭同時也讓吞咽更加容易在這個滿是針頭的不銹鋼膠囊里裝入適量的藥品一旦病人把它吞下在到達腸道后表面的保護層就會因pH的變化而溶解針頭因此刺入周圍腸壁直接將藥物注射入血液因為腸道內(nèi)壁缺乏疼痛神經(jīng)這種膠囊比傳統(tǒng)注射的疼痛感要小得多

雖然上述的微針膠囊布滿鋼針看上去很可怕但通過X光對豬等動物實驗跟蹤表明這種微針膠囊實際上很安全布滿鋼針的膠囊能順利排出體外而且動物實驗表明一個灌注胰島素的鋼針膠囊的給藥效果等同或優(yōu)于傳統(tǒng)的皮下注射（點擊查看錄像效果）

為了避免個別微針膠囊發(fā)生意外無法排出體外Schoellhammer還開發(fā)另一種版本的膠囊即使用混有藥物的糖制成的實心針頭作用都是一樣的針頭穿入消化道表層直接將藥物送至血液不過這時候針頭本身也會溶解最后只剩下不帶針的膠囊位于加州的RaniTherapeutics的糖針膠囊設(shè)計原理相同但是使用可降解的糖針并通過酸化反應(yīng)啟動和微針膠囊相比前者的優(yōu)點是準確性/再現(xiàn)性好但需要順利通過腸道排出而后者優(yōu)勢是生物降解但啟動準確性（對裝置的要求更高更精密）可加工性有所不如如何精確地控制糖針膠囊在十二指腸/結(jié)腸啟動微針是一個技術(shù)考驗

如果說20年后70%的汽車將是電動汽車傳統(tǒng)汽車將逐漸退出歷史舞臺那么20年后制藥工業(yè)除了會出現(xiàn)更多的顛覆性新藥之外也會邁入電子化數(shù)字化時代相信以上這種通過電子化數(shù)字化改良那些還不是很理想傳統(tǒng)藥物的發(fā)明會越來越多諾華和谷歌的碰撞只是一場新醫(yī)療革命的開端