監(jiān)測(cè)健康,植入RFID芯片就搞定?
對(duì)于芯片,人們的第一印象就是同高科技的電子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)等聯(lián)系起來(lái),但是在人體內(nèi)植入芯片,這是人們之前不敢想象的。
今年3月份,瑞士一家研究機(jī)構(gòu)宣布研發(fā)出了一種可以植入人體皮膚組織下的微型芯片,這種芯片可以用來(lái)監(jiān)測(cè)人體的健康狀況,提前預(yù)警疾病的發(fā)生。
據(jù)介紹,這個(gè)被研究人員稱(chēng)為“微型血液實(shí)驗(yàn)室”的小型芯片只有14毫米長(zhǎng),雖然體積很小,但是上面整合了5個(gè)傳感器、1個(gè)無(wú)線(xiàn)電傳輸設(shè)備和1個(gè)電力交換系統(tǒng)。它被植入人體后,會(huì)使用傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)使用者的身體狀況,當(dāng)健康狀況發(fā)生變化時(shí),會(huì)及時(shí)借助手機(jī)信號(hào)通知醫(yī)生。無(wú)獨(dú)有偶,美國(guó)軍方也開(kāi)始計(jì)劃將類(lèi)似的小型傳感器植入士兵體內(nèi),用以監(jiān)測(cè)士兵的身體健康狀況,及時(shí)作出預(yù)警。
將電子芯片植入人體,這種技術(shù)究竟能不能廣泛推廣呢?未來(lái),隨著人們對(duì)健康越來(lái)越重視,帶著芯片生活是否成為大勢(shì)所趨?
生物芯片目前“壽命”最長(zhǎng)15天
如果靠植入芯片來(lái)監(jiān)測(cè)健康狀況,那芯片是如何工作的呢?天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院副主任、美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)會(huì)員鄒強(qiáng)博士介紹:“目前,基于RFID(射頻電子識(shí)別標(biāo)簽)技術(shù)與微/納米集成電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)的微型芯片是最新、最流行的信息識(shí)別系統(tǒng)之一。一般而言,這些微型芯片被用于存儲(chǔ)和傳遞與特定的某個(gè)生物或某樣?xùn)|西相關(guān)的信息。它們可以通過(guò)注射或外科手術(shù)的手段植入、臨時(shí)地插入或只是簡(jiǎn)單地貼附在一個(gè)物體上?!编u強(qiáng)說(shuō),對(duì)于生物技術(shù)領(lǐng)域而言,生物內(nèi)嵌入式微型芯片會(huì)通過(guò)芯片表面的功能傳感器,將芯片和生物體環(huán)境交互的物理、化學(xué)等反應(yīng)信息,通過(guò)閱讀器對(duì)芯片電路的讀取操作,實(shí)現(xiàn)信息無(wú)線(xiàn)的交互與傳遞。對(duì)于前文提到的植入芯片,其安裝的傳感器會(huì)對(duì)人體內(nèi)的不同物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),當(dāng)人的健康狀況發(fā)生變化時(shí),一些相對(duì)應(yīng)的物質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化,而傳感器發(fā)現(xiàn)這些變化后,就可以判定身體是否處于患病的風(fēng)險(xiǎn)中,并及早向人發(fā)出預(yù)警,防患于未然。
要想對(duì)人體內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),單憑電子元器件還不行,還需要其他科技手段的幫助。在新聞報(bào)道中,瑞士的科學(xué)家表示,在這種植入芯片傳感器表面都附著酶類(lèi)物質(zhì),以此來(lái)幫助傳感器在人體內(nèi)工作。目前,這種芯片還有一個(gè)壽命問(wèn)題尚待解決。在接受采訪(fǎng)時(shí),鄒強(qiáng)強(qiáng)調(diào):“(這種植入體內(nèi)的)以表面附著活性酶作為傳感器工作的微型芯片,在人體內(nèi)只能短時(shí)間存留工作,約為7-15天,原因在于活性酶的壽命問(wèn)題。這是由活性酶自身的特性所決定的,酶一旦失去活性,傳感器也就不能繼續(xù)工作,這個(gè)芯片的使命也就宣告終結(jié)了。如果想要延長(zhǎng)其在人體內(nèi)的存留工作時(shí)間,唯一的辦法就是找到可替代生物活性酶的納米微型傳感器。”
體內(nèi)植入芯片安全性尚難保證
作為一個(gè)新興的高科技產(chǎn)品,植入芯片雖然已經(jīng)能夠制作出來(lái),但這并不意味著短時(shí)間內(nèi)就能夠投入使用。據(jù)研究人員估計(jì),這種芯片距離上市還需要大約四年時(shí)間,其間還要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)和測(cè)試。
制約這種技術(shù)的瓶頸是什么,有哪些問(wèn)題是亟待解決的呢?鄒強(qiáng)回答說(shuō):“除了上述的壽命問(wèn)題外,制約植入芯片發(fā)展的瓶頸主要有三點(diǎn)。首先是能源的供給和信息的傳遞問(wèn)題。芯片若能自帶電池能源系統(tǒng),信息傳輸距離可以較遠(yuǎn),但是電池能源系統(tǒng)的壽命會(huì)影響芯片工作的穩(wěn)定性。相反,沒(méi)有電池能源系統(tǒng),微型芯片可傳遞信息的距離就較短,無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的信息監(jiān)控。其次是內(nèi)嵌式芯片器件的生物兼容性問(wèn)題,生物體的免疫系統(tǒng)作為恪盡職守的衛(wèi)士會(huì)對(duì)一切"異物"產(chǎn)生排異反應(yīng),同時(shí),微型芯片自身的各種有機(jī)或無(wú)機(jī)組分的釋放,都可能造成生物體的"中毒"現(xiàn)象,這種情況會(huì)對(duì)人體帶來(lái)什么樣的影響,目前還沒(méi)有一個(gè)確定的結(jié)論。最后是微型芯片在生物體這種復(fù)雜環(huán)境中工作的性能可靠性問(wèn)題。對(duì)于微型芯片而言,生物體是非常惡劣的工作環(huán)境,且處于實(shí)時(shí)變化的過(guò)程中,因此器件的工作可靠性與性能優(yōu)化問(wèn)題也非常重要。”
更多人對(duì)于植入芯片的擔(dān)憂(yōu)還是它是否真能起到監(jiān)測(cè)健康的作用以及安全問(wèn)題在身體里植入一片小金屬,會(huì)不會(huì)反而影響身體健康?對(duì)此,天津市第一中心醫(yī)院健康體檢科主任張莉在接受采訪(fǎng)時(shí)表示:“目前,我們采用的體檢手段主要是針對(duì)疾病的早期預(yù)測(cè),幾乎所有疾病的早期檢查都能夠進(jìn)行,而想要通過(guò)一個(gè)小小的芯片來(lái)監(jiān)測(cè)人體的所有健康數(shù)據(jù),從醫(yī)生的角度來(lái)看,還是不太現(xiàn)實(shí)的。另外,這種新的技術(shù)目前還沒(méi)有進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn),是不是對(duì)所有人都有效及其可靠性等,都需要進(jìn)行測(cè)試之后才能投入使用。最后,這種植入芯片畢竟同人體組織的性狀是不同的,它的生物兼容性如何,植入體內(nèi)會(huì)不會(huì)由于各種原因而對(duì)人體造成危害,這些都要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的臨床測(cè)試。就現(xiàn)有材料來(lái)看,我們只能說(shuō),用植入芯片來(lái)監(jiān)測(cè)人類(lèi)健康的想法是非常好的,它的出現(xiàn)可以減少病患就醫(yī)的時(shí)間,幫助醫(yī)生提高診斷的效率。但是,任何新科技的產(chǎn)生和發(fā)展都需要一個(gè)漫長(zhǎng)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笞C過(guò)程?!?/P>
微型芯片的應(yīng)用前景依然樂(lè)觀(guān)
其實(shí),對(duì)于微型芯片而言,其功能性與應(yīng)用場(chǎng)合遠(yuǎn)遠(yuǎn)不僅限于報(bào)道中所述及的生物活性酶?jìng)鞲衅鬟@一個(gè)范例。微型芯片在許多領(lǐng)域內(nèi)都為人類(lèi)的生活提供著便利。例如,它已經(jīng)被大范圍地用在寵物防丟失與定位工作中,成效顯著;商品貨物所貼的微型芯片標(biāo)簽可以做到倉(cāng)儲(chǔ)物流的高效率監(jiān)控,為物聯(lián)網(wǎng)工程提供核心技術(shù)保障等。而作為醫(yī)學(xué)輔助治療的重要器件,這也是微型芯片技術(shù)的另一大應(yīng)用領(lǐng)域:利用人體的血液舒張壓為微型芯片供電,從而提供永不斷電的人體心臟起搏器,為廣大心臟病患者提供前所未有的巨大福音;另外,人造耳膜機(jī)構(gòu)中,微型聲波振動(dòng)傳感器里也有微型芯片技術(shù)的身影。
“在未來(lái),我們的生活將高度科技化與便捷化,先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用將快速引領(lǐng)我們的生活品質(zhì)向更高層面發(fā)展。但前提是,微型芯片技術(shù)的可控合成、生物兼容性的深入研究必須更加成熟。相信一切科學(xué)技術(shù)都是起于造福人類(lèi),但是科學(xué)技術(shù)又是應(yīng)該被我們所敬畏的?!编u強(qiáng)對(duì)記者說(shuō)。
在新聞報(bào)道中已有專(zhuān)家擔(dān)心,這種植入芯片技術(shù)使用的領(lǐng)域會(huì)被人為地?cái)U(kuò)大化,使用在諸如定位、采集個(gè)人信息、控制特定人群等方面。如果是這樣,植入芯片的使用將會(huì)被打上一個(gè)大大的問(wèn)號(hào)。對(duì)此,鄒強(qiáng)在采訪(fǎng)的最后也表示了自己的擔(dān)心:“我們(在進(jìn)行科學(xué)研究的時(shí)候)要始終思考,人體內(nèi)嵌入式微型芯片(對(duì)人類(lèi))是科技福音,還是潘多拉魔盒?”