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前言

由于全球市場對生物傳感技術(shù)的需求不斷增長，這些創(chuàng)新的醫(yī)用生物傳感器技術(shù)可能會在醫(yī)療科技領(lǐng)域產(chǎn)生大的影響。

    由于對新技術(shù)需求的飛速增加，可以看到全球醫(yī)用生物傳感器技術(shù)市場繼續(xù)顯著增長。根據(jù)美國市場研究機(jī)構(gòu)Persistence Market Research的一份報告，最近的估計(jì)顯示，全球生物傳感技術(shù)市場市值在2020年可能達(dá)到220億美元，這在很大程度上要?dú)w功于對定點(diǎn)照護(hù)技術(shù)需求的增加，以及慢性疾病的增多和整體健康意識的提升。

    隨著生物傳感技術(shù)的發(fā)展，變得越來越普遍，它們已經(jīng)開始在醫(yī)療器械范圍內(nèi)開辟出更多專業(yè)的領(lǐng)域。從病毒和疾病檢測到康復(fù)和藥物劑量，過去的每一年醫(yī)用生物傳感器做得越來越多。以下的一些生物傳感器裝置，可能會在醫(yī)療領(lǐng)域產(chǎn)生巨大顯著的影響。

葡萄糖監(jiān)測

因?yàn)檠芯咳藛T尋求開發(fā)可穿戴式生物傳感器，可以通過皮膚上的汗水監(jiān)測患者的葡萄糖水平，在未來幾年，生物傳感技術(shù)很可能成為糖尿病患者不同人生的制造者。德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校已經(jīng)開發(fā)出一種大約25美分尺寸大小的傳感器，可以檢測汗液中的皮質(zhì)醇，并提供來自周圍汗液的實(shí)時數(shù)據(jù)（所顯示的）。

    同樣的，一組來自香港理工大學(xué)和中國浙江大學(xué)的研究人員正在努力開發(fā)一種可以集成到微流控芯片中的光纖葡萄糖傳感器，從而創(chuàng)造出一種可以測量血糖水平的廉價便攜式設(shè)備。最近，我們看到了各種不同的技術(shù)，都是旨在提供一種較少侵入性的葡萄糖監(jiān)測方法，甚至紋身形式的傳感技術(shù)——所有需要做的就是扎一下手指頭，就結(jié)束了。有了這些新技術(shù)，這些傳感器的實(shí)體可能比以往任何時候都更接近我們。

檢測DNA突變

新的電石墨烯生物傳感器芯片可能是種被用作生物醫(yī)學(xué)植入物，可以實(shí)時讀取和檢測DNA突變的芯片。來自加州大學(xué)圣地亞哥分校雅各布斯工程學(xué)院（Jacobs School of Engineering at UC San Diego）的研究人員正在開發(fā)一種廉價的生物傳感器技術(shù)，可以高分辨率檢測人類基因突變，并能把數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)揭苿釉O(shè)備上。

    該技術(shù)可以全新一代的診斷方法和個性化治療，因?yàn)樯飩鞲衅餍酒捎糜谶M(jìn)行活檢和詳細(xì)的DNA測序。由于芯片連接到石墨烯晶體管，它使芯片能夠以電子方式運(yùn)行——使其成為將動態(tài)DNA納米技術(shù)與高分辨率電子傳感相結(jié)合的產(chǎn)品。

疾病診斷

巴西國家納米技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)了一種新的生物傳感器，能夠檢測出與神經(jīng)退行性疾病以及幾種不同類型癌癥相關(guān)的特定分子。該裝置被設(shè)計(jì)為在與谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶接觸時反應(yīng)，谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶是一種與帕金森氏病、阿爾茨海默病、乳腺癌和其他疾病相關(guān)的酶。

該裝置是玻璃載片上的有機(jī)納米級晶體管，使用納米級系統(tǒng)識別特定分子，可以被用來快速和安全地診斷復(fù)雜疾病。該裝置的便攜性和低成本使其適用于任何實(shí)際的生活環(huán)境中，并且可以經(jīng)過調(diào)整改進(jìn)用于檢測與不同疾病相關(guān)的其他物質(zhì)或分子。該團(tuán)隊(duì)最終計(jì)劃創(chuàng)建一個基于紙張的生物傳感器，盡可能的進(jìn)一步改善便攜性和成本費(fèi)用。

病毒檢測

當(dāng)說到診斷，生物感測技術(shù)可以在病毒檢測中發(fā)揮重要作用。來自中國香港理工大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一種新的納米生物傳感器，可以在短短2至3小時內(nèi)檢測到各種不同的病毒。

傳統(tǒng)的測試方法可能需要一到三天才能完成，然而，這種新的生物傳感器使用增頻轉(zhuǎn)換發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移（LRET）用于液相系統(tǒng)中的超靈敏病毒檢測。該技術(shù)的設(shè)計(jì)和操作簡單，并且不需要使用任何昂貴的設(shè)備或?qū)I(yè)技能。該技術(shù)還被設(shè)計(jì)用于識別幾乎任何已知的目標(biāo)病毒的基因序列。遲早，這個技術(shù)甚至可以經(jīng)過調(diào)整改進(jìn)用于在單個測試平臺上識別多種流感病毒。

藥物劑量

一種新的生物傳感芯片可以通過施藥新的個性化治療的發(fā)展，這一切都要?dú)w功于來自瑞士洛桑研究所（Luasanne Research Institute）研究人員的努力。這個一厘米大小的正方形設(shè)備包含了一個電路，一個控制單元和一個無線電傳輸模塊，一旦植入體內(nèi)后，允許芯片讀取信息，并跟大量的化合物做出反應(yīng)。

該芯片將允許醫(yī)生監(jiān)測藥物對新陳代謝系統(tǒng)影響的實(shí)時效果，這個成就可以全新一代的個性化治療和精確療法。該小組聲稱，這個生物傳感芯片將是可以測量pH值，溫度和代謝相關(guān)分子如葡萄糖和膽固醇的。到目前為止，該裝置只是在老鼠體內(nèi)做過測試，但結(jié)果是非常有前景和希望的。這個技術(shù)可能在2020年前在人體試驗(yàn)中投入使用。

腦損傷檢測

由于研究人員一直在尋找新方法來診斷腦外傷，腦損傷已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)世界中的一個重要問題，特別是在運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中。來自約翰霍普金斯大學(xué)（Johns Hopkins）的心臟病學(xué)專家和工程師一直想利用生物傳感技術(shù)，在發(fā)生嚴(yán)重的腦損傷時來警示提醒醫(yī)生，特別是在心臟手術(shù)中。兩組人合作開發(fā)了一種指甲大小的生物傳感器，可以檢測與腦損傷相關(guān)的特定蛋白質(zhì)。

     作為心臟手術(shù)的結(jié)果，兒童往往很多時候會出現(xiàn)神經(jīng)發(fā)育的問題，最近的研究表明，多達(dá)40％的進(jìn)行心臟手術(shù)的嬰兒患者在核磁共振成像掃描（MRI）中出現(xiàn)腦部異常。這個新的傳感器平臺經(jīng)過設(shè)計(jì)，可以識別作為腦損傷生物標(biāo)記的特定蛋白質(zhì)，并且最終可以在手術(shù)室外使用，為運(yùn)動員和事故受害者快速檢測和診斷腦損傷。

監(jiān)測康復(fù)患者

英國的一些大學(xué)正在合作設(shè)計(jì)和開發(fā)廉價，不引人注目的生物感應(yīng)技術(shù)，可用于使用輪椅或假肢的康復(fù)病人。研究人員計(jì)劃進(jìn)行各種不同的研究，利用生物傳感技術(shù)，以臨時紋身和智能手表的形式收集數(shù)據(jù)，并監(jiān)測具體康復(fù)設(shè)備和鍛煉的效果。

     該研究將觀察患者在家里使用的反應(yīng)如何，以及如何應(yīng)對康復(fù)設(shè)備和鍛煉，以便開發(fā)能夠使用生物傳感器信息的軟件，支持那些選擇在家中進(jìn)行康復(fù)的患者。這個研究的目的是使用這些技術(shù)提供的信息來改善患者治療，以及改善家用康復(fù)設(shè)備的設(shè)計(jì)和功能。

                       以上內(nèi)容引用自  2016-12-20 Medtec China Medtec醫(yī)療器械設(shè)計(jì)與制造