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人造器官  

2015-03-10 19:18:14|  分类: 医学智识 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自五月风《人造器官》




 

 

人造器官

 

随着科学技术的发展,人类科学家们开始研制出越来越逼真,适用性也越来越强的人体器官。甚至有科学家预言,在不久的将来,人类身体上的几乎所有器官,均可使用人工制造的器官进行替代,届时,人类的寿命将进一步延长,人均寿命也将大幅度提升。

 

  10.超敏感电子皮肤

人造器官 - 五月风 - 五月风空间
  皮肤辛苦的担任着包裹我们和保护我们整个身体的责任,因此它也成为了最容易被伤害的器官。当皮肤被烧伤或者被割破,你最快的选择是从身体其他部位移植一部分过来。然而,感谢斯坦福大学科学家的研究,一种能有效替代人体皮肤的材料,不久后将面世。

 

  斯坦福大学的Zhenan Baohas 研发出了一种具备超弹性、超耐性和超敏感的材料,能够作为未来发展人工皮肤的基础。以前,人们也研究过生化皮肤,但是Baohas的材料比以前研发出来的更具敏感性。它带有有机转换物质和一层弹性材料,保证它在不被破坏情况下的延展性。另外,这种材料带有一系列的太阳能电池元件,可以自动充电。

9.在培养皿中跳动的心脏

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  长久以来,科学家一直在研究干细胞分化为心脏组织的潜力,今年当他们创造出可以自己搏动的心脏组织时,这一研究工作达到了一个重要的里程碑。

 

  匹兹堡大学的研究小组从来自皮肤的干细胞培养出MCPs,一种可以作为心血管组织驱动器的特殊细胞。他们把这些细胞放在一种可以维持老鼠心脏的3-D支架上。在20天内,新的心脏开始以每分钟40~50次的速率搏动。

 

  虽然这个心脏太虚弱,不能真的输送血液,但是这种细胞组织在修复受伤的心脏肌肉方面具有巨大潜力。

8.触感人造手

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  现在的假手除了具备手的外形外,几乎没有其他功能。当然,这些假手能够拿东西和保持身体平衡,但是它们缺乏人手最重要的功能之一——触感。装了假手的人在碰触到一样物品时,如果不用眼睛看,是没法判断东西的。

 

  芝加哥大学的一个研究小组制造了一种能够向大脑传递信号的假手来解决这个问题。他们以猴子为测试对象,研究动物大脑对触摸信号的反应。当装备了可以刺激大脑的假手后,那些猴子的反应就好像他们身体接触到了物体一样。

 

  将这些类似的信号通过编程的方式写入造假肢,会给截肢者带来和以前研发出来的产品完全不同的假肢。

 

7.思想控制仿生腿

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  虽然仿生腿对截肢者来说是巨大的福音,但是它们与人体缺乏真正的神经联系,导致依靠仿生腿走路十分麻烦和劳累。但是去年,西雅图的居民Zac Vawter 安装了世界上第一支思想控制的腿,一种直接接受从他大脑发出信号的仿生肢体。

 

  这项技术曾经运用于武器,但是运用在仿生腿上会更复杂。误读信号可能导致安装者跳下桥或站在开动的车辆前,依靠思想控制的仿生腿需要比武器更为复杂的程序。

 

  正如研究者指出的那样:如果你使用仿生胳膊,而胳膊动作做错了,可能只是手肘偏移预订位置。而如果仿生腿动作做错了,那可能就是生命安全问题了。

 

  Vawter 使用仿生腿在芝加哥一栋高楼里向上爬了103个阶梯,但是仿生腿的设计者们仍然在尝试提高它的性能。为了使它能适用于日常生活,设计者们必须让它更轻更薄。它的衍生品(充气仿生腿)可以满足陆军对于仿生腿的阶段性目标——行走一万步不用充电。

6.微型人脑

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  如果你热爱生存,那么脑死亡是一件不美好的事。而且,如果你想用空闲的大脑来替换,那你是绝对找不到的。当然,也许有一天,我们能将大脑放入头骨中,但是大脑跟别的器官不同。

 

  它装有你所有的思想和记忆。人们能在你头里放一个新的大脑,但是你还是不存在,所以人造大脑这种想法看起来很荒谬。

 

  但是这并没有阻止科学家在实验室发展人造大脑。今年奥地利的科学家仅从干细胞开始,成功地创造出等同于9个周大的婴儿的大脑。目前,这些大脑只有豌豆大小,也不能思考。阻止这些试验品发育成具有完全功能的大脑的因素是它们没有血液供给。

 

  尽管这些大脑没有进入任何人的身体,但是他们给科学院研究脑科疾病提供了原材料。

5.3D 打印耳朵

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  我们发展出人工记录声音的技术已经有几十年了,但是人工植入器官在耳朵这一领域没有任何改变。

 

  你可能认为生长在头两边的肉块极易替换,因为它们只是皮和软骨,而不是复杂的器官。事实上,科学家在制作假耳上并没有做得非常出色。传统的替代耳朵看起来或感觉起来都像塑料玩具。

 

  但是今年,研究者提出一种新的方法,这种方法可以通过真的细胞制作出有弹性真实的耳朵。这些细胞来自老鼠和奶牛,可以形成胶原凝胶,按任何模具成型。

 

  当放入使用3D打印技术制作的耳朵模型后,一个小时内那些凝胶形成了一只假耳。在移植到对象之前,人造耳朵只需要在营养成分中生长培养几天。

 

  这些人造耳朵对那些遭受过耳朵伤害或者耳朵停滞发育即患有小耳畸形的人来讲是巨大的福音。

 

4.闻疾病的鼻子

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  科学家们在赋予人体器官原本能力方面投入很深,但是为何要仅限于此呢?

 

  当伊利诺伊大学的研究员着手建立一种靠嗅觉来鉴别化学物质的装置时,他们并不满足于提高人类鼻子的灵敏度。相反,他们发展出一种假鼻子,依靠对细菌的气味来鉴别和诊断某些疾病。

 

  产品看起来并不太像一个鼻子,而是一个瓶子,装满了培养细菌的营养液体。但是给这个“鼻子”一个血液样本,让它嗅上一段时间,这个瓶子的斑点会改变颜色来表示它鉴别出的细菌种类。

3.人工胰腺

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  胰腺产生胰岛素,如果你的胰腺没有这样做,你需要人工注射胰岛素。因此,糖尿病患者必须进行的日常事例是检查他们的血糖,并且在必要时注射胰岛素。

 

  但是人造胰腺能够自动释放胰岛素到你的身体里。这个装置看起来像一个规律的胰岛素泵,它可以穿透皮肤连续地释放胰岛素进入身体。而且它一直监视血液里的血糖含量,并根据血糖含量调整胰岛素释放量。所以,即使携带该设备的人睡着了,也不会有血糖降至很低而晕倒的危险。

 

  不像这篇文章中其他的人造物品,人工胰腺并不处于前期研究阶段,这个装置确实存在,而且在今年9月份得到了FDA的销售许可。

 

2.人工眼睛

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  我们前面已经指出,我们已经能够让聋子听到声音,但是让盲人看见画面是更复杂的事情。当人们失去视力,他们的视网膜不再把光感受器的信号发送给大脑。为了制造人工眼睛,我们需要了解视网膜是如何取得这些信号,而这正是科学家尚未解决的关键之处。

 

  直到最近,Weill Cornell Medical College的科学家们至少在老鼠和猴子身上实现了这一点。这种人造视网膜,它的芯片可以将画面转换为电子信号,而它的微型投影机可以将电子信号转化为投影光线。

 

  这些人工眼睛,确实恢复了盲鼠的视力。猴子的视网膜工作原理和人类的非常相似,因此随后在猴子上进行的试验给了最终的人类试验以成功的希望。

 

1.手指存储器

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  当芬兰程序员Jerry Jalava 2008年遇到车祸,他面临双重悲剧。首先,他失去了他的手指,对于靠打字生存的人来说是个大问题。其次,他必须跟一个幽默感过剩的医疗小组打交道。了解了他的遭遇后,一位外科医生竟然提议Jalava应该出门去买个“USB手指驱动器”。

 

  但是Jalava并没有拒绝医生的建议(出于伤情的实际情况考虑,拒绝很困难),而是将这个建议作为自己的期待。他决定试一试,并且真的在植入的手指里放入两千兆字节的数字存储器。

 

  他现在只需将指甲剥掉,露出USB插头,即可将手指插入电脑连接。他也可以在任何时候拿掉整个手指,并且借给朋友使用。

 

  下一步呢?Jalava打算给手指带上RFID标签以进行升级,并且增加无线支持功能。他想扩充容量,方法自然是很无厘头的。如果他想有更多空间,他还有9个手指可以切掉换成移动存储器呢。

 

 

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