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Imec的技術觀點:植入式電子(implantable electronics)的發展

圖1、電子技術將越來越多地融入到我們的身體中

Imec的生命科學高級副總裁Peter Peumans說:“電子技術將越來越多地融入到我們的身體中”。

“多年來, 我們已經完全熟悉了在人體中植入心臟起搏器, ”Peumans說, “但是當你考慮這個時, 這絕對只是我們身體裡的一小塊電子產品。

“而且還有更多的”身體植入電子“正在運行在很多人的血管中”。 例如, 將晶片與我們的神經系統連接起來, 治療關節炎, 慢性疼痛, 帕金森病或癲癇症, 等等將會變得非常正常。 “

“臨床研究已經在對這些應用進行測試。 內置的晶片也可以為糖尿病等疾病提供解決方案:如果我們知道胰腺有什麼問題, 我們就可以使用電極來解決問題, 也許有助於扭轉病情的進一步惡化。 以這種方式治療糖尿病將成為類似于心臟病患者的心臟起搏器一樣普遍”。

更好的假肢

“Imec目前正在研究晶片和電極, 使我們能夠提供非常精確的刺激和讀出神經細胞。

晶片和神經之間的這種相互作用對於理解和治療某些疾病是必不可少的。 其中更好地控制和操作假肢是其中的一個很重要的應用場景“;

圖2、植入式微晶片使假肢能夠為佩戴者提供感官體驗

“2017年, Imec在媒體上獲得了廣泛的報導,

晶片可以更精確地控制假體, 甚至給用戶帶來一種感覺。 例如, 晶片將非常詳細的回饋資訊從神經細胞發送到人造手臂中的機械制動的元件中, 從而可以更直觀地控制手臂。 同樣的, 回饋也是從假肢發送到大腦, 給用戶帶來某種“感官體驗”。

“該晶片是佛羅里達大學IMPRESS(植入式多模式外設記錄和刺激系統)專案的一部分, 該專案本身是DARPA的HAPTIX計畫的一部分, 旨在開發下一代觸覺假肢。

在晶片上生長的器官

“你並不總是需要在身體中使用晶片和電極來創造有趣的應用。 它們也可以在體外使用, 例如生長身體組織和器官。 我們製造了一個晶片, 擁有超過16,000個可以生長細胞的電極。 然後可以讀出和刺激發育的細胞。

“該晶片還可以用於非常精確的”電穿孔“過程, 直到產生出一個特定的細胞。 如果電流通過細胞 - 通過電極 - 細胞膜瞬間打開, 使得遺傳物質能夠插入細胞中, 使得(幹細胞)可以改變, 例如變成表皮細胞, 真皮細胞或者皮脂細胞“。

圖3、植入式電子產品為人類帶來新的希望

“隨著時間的推移, 我們希望能夠構建3D組織。 Imec尤其擅長生產這些極小的電極, 以及最重要的是將所有元件(電極, 微流體等)集成到一個單一的, 緊湊的和有效的晶片單元中。

快速的DNA分析診斷

“除了'電子藥品'日益增長的重要性 - 我們將這些晶片稱為與人體相互作用 - 我們正在看到醫學的第二個趨勢:DNA測序的重要性日益增加。

“以前使用的可以並行掃描數百個樣本的非常大的機器, 我們現在正朝著能夠掃描更少數量樣本的更小的設備發展, 但是要快得多。 要做到這一點, 晶片, 光子以及集成是非常重要的。 “

“2012年, imec與太平洋生物科學公司(Pacific Biosciences)共同開展了第一個DNA測序專案。 今天, 有五個合作夥伴都相信晶片和集成度的下一代DNA測序設備的威力。 “

圖4、初創公司致力於早期檢測出癌症

“如果我們打算每天使用DNA測序,例如診斷某些疾病,掃描時間很短是非常重要的。例如,美國初創公司Grail的目標是利用DNA分析從血液樣本中早期檢測癌症。去年,該公司籌集了近10億美元,來將其產品推向市場。“

“一旦我們成功地快速,準確地掃描DNA,就會轉向掃描蛋白質。隨著時間的推移,分析工具將被開發出來,能夠對血液進行全面的分析以識別蛋白質並確定特定的模式。首先,這將是一個重要的工具,使研究人員能夠獲得更多的疾病洞察能力,並為這些疾病確定新的生物標誌物。下一步就是使用這些生物標誌物,以便更快速地檢測出阿爾茨海默病等類似的疾病。“

初創企業

“Imec開發更快,更緊湊,更準確地分析血樣的技術。這就是為什麼我們在2015年與約翰霍普金斯大學一起成立miDiagnostics的原因。這個初創公司將會把一個裝置產品推向市場,該裝置產品在短短的幾分鐘內,只用一滴血即可進行CBC(complete blood count,全血計數)檢測。“

“這是醫生手術和醫院最常使用的驗血。例如它測試血液中的12個與感染和患者的一般健康狀況有關的參數。目前需要2天才能從這個測試中得出結果,這個測試必須在中央實驗室進行。如今憑藉miDgngnostics技術,可以在家中或在醫生辦公室進行CBC(complete blood count,全血計數)測試,並立即獲得結果。“

“它也會告訴醫生,你是否可能有細菌或病毒感染,或者你是否準備好接下來的化療等。2018年將是miDiagnostics的重要一年,因為它的血液提煉檢測技術。我們還有另外一個開創性的突破性診斷的初創企業。“

“Imec與我們的合作夥伴一起,我們正在用新的診斷產品構建未來 - 晶片起著主導作用 - 這將使我們的生活和醫生的生活變得更簡單!“

(完)

圖4、初創公司致力於早期檢測出癌症

“如果我們打算每天使用DNA測序,例如診斷某些疾病,掃描時間很短是非常重要的。例如,美國初創公司Grail的目標是利用DNA分析從血液樣本中早期檢測癌症。去年,該公司籌集了近10億美元,來將其產品推向市場。“

“一旦我們成功地快速,準確地掃描DNA,就會轉向掃描蛋白質。隨著時間的推移,分析工具將被開發出來,能夠對血液進行全面的分析以識別蛋白質並確定特定的模式。首先,這將是一個重要的工具,使研究人員能夠獲得更多的疾病洞察能力,並為這些疾病確定新的生物標誌物。下一步就是使用這些生物標誌物,以便更快速地檢測出阿爾茨海默病等類似的疾病。“

初創企業

“Imec開發更快,更緊湊,更準確地分析血樣的技術。這就是為什麼我們在2015年與約翰霍普金斯大學一起成立miDiagnostics的原因。這個初創公司將會把一個裝置產品推向市場,該裝置產品在短短的幾分鐘內,只用一滴血即可進行CBC(complete blood count,全血計數)檢測。“

“這是醫生手術和醫院最常使用的驗血。例如它測試血液中的12個與感染和患者的一般健康狀況有關的參數。目前需要2天才能從這個測試中得出結果,這個測試必須在中央實驗室進行。如今憑藉miDgngnostics技術,可以在家中或在醫生辦公室進行CBC(complete blood count,全血計數)測試,並立即獲得結果。“

“它也會告訴醫生,你是否可能有細菌或病毒感染,或者你是否準備好接下來的化療等。2018年將是miDiagnostics的重要一年,因為它的血液提煉檢測技術。我們還有另外一個開創性的突破性診斷的初創企業。“

“Imec與我們的合作夥伴一起,我們正在用新的診斷產品構建未來 - 晶片起著主導作用 - 這將使我們的生活和醫生的生活變得更簡單!“

(完)

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