科技的发展 人类将会怎样?难以想象

随着科技的发展,有些技术,真是太吓人了。

3D技术在医学方面的发展

科技的发展 人类将会怎样?难以想象

对前部脑膨出的治疗

6个月大的Kyra Duschene一出生就不幸患上了罕见的“前部脑膨出”。如果不尽快进行手术,她的视力就会受到影响。但是这种手术通常有很大风险,更不用说难度会因为Kyra的头骨非常小而大大升高。团队使用了一台价格高达40万美元的3D打印机制作出了3个互不相同的Kyra头骨复制品,然后利用它们提前进行了手术的演练。最后,在2小时的麻醉和9小时的艰苦工作之后,医生们成功地切除了Kyra头部突出的部分,同时将骨头植入到了她的鼻子的部位。尽管遭受了许多痛苦,不过Kyra最终还是彻底康复了。就在这个月,她刚刚度过了自己的1岁生日。没有了病痛的折磨,她终于可以绽放出灿烂的笑容了。

3D脊椎

这段3D打印的脊椎骨是用钛粉制作而成的,但是会比传统的骨替代物更加安全,且更加经久耐用。其由于它是模仿孩子的原始脊椎形状,故不需要胶水和螺丝,当然,复原也会更快速。打印出的整个骨头里充满了小洞,可让自然骨头在里面生长,如此一来,未来它就能成为永久稳定的脊椎骨,以免隔一段时间就要进行调整。该手术不会立马有效,男孩在接下来的三个月里还需要佩戴装备固定头和脖子,且如果想要确认这种移植手术在真实生活中的效果,可能还需要更长的时间。当然,如果一些进展顺利,该手术就可以证明出3D打印的骨头在人身体里是有用处的,如此一来可谓带来巨大的福音,因为在某些情况下,它可能可以救人一命。

3D肾脏

一台3D生物打印机放置多种类型的肾脏细胞(由活体组织提取出的细胞培育而成)并同时使用可生物降解的材料制造出一个支架。得到的产品接着被放在培养皿中进行培育。支架在被植入患者体内后会随着功能组织的逐渐生长而逐步降解。

3D血管

研究人员使用一台开源的RepRap打印机和定制软件,在一个模型内打印出一个糖丝网络,并用从玉米里提取出的化合物覆盖这些糖丝。接着,他们将包含有组织细胞的凝胶放入模型内。随后,他们将准备妥当的结构在水中清洗。一旦入水,糖溶解在水中,只留下组织中空空的管道。

3D皮肤移植片

首先,一个定制的生物打印机对病人的伤口进行扫描并标示出需要进行皮肤移植的部位。随后,一个喷墨阀喷出凝血酶;另一个喷墨阀喷出细胞、胶原蛋白以及纤维蛋白原(凝血酶和纤维蛋白原会相互反应制造出凝结剂血纤维)组成的混合物。然后,生物打印机打印出一层人体纤维细胞,随后再打印出一层名叫角化细胞的皮肤细胞。

3D骨头

研究人员利用一种用来打印电动汽车零件的3D打印机,使用陶瓷粉末打印出一个支架。随后,一台喷墨打印机喷出一层塑料黏合剂覆盖这些陶瓷。接着,科学家们将这一结构在1250摄氏度的高温下烘烤120分钟后,再将其同人体骨头细胞一起放入培养皿中进行培育。一天后,支架就可以支持骨头细胞的生长。 

大脑冷冻技术

科技的发展 人类将会怎样?难以想象

神经元是记忆的载体,它遍布大脑的所有脑区,神经元通过生长出不同形态的突触来保存信息,神经元的形态、位置、密度及特性等等都是信息存储的方式。”这些神经元突触在解冻后能“复活”吗?“理论上可以。”将冷冻的细胞和冷冻的胚胎成功复苏,只要冷冻的神经元突触恢复活性,就代表着保留了记忆。当然,冷冻后恢复记忆还面临许多技术问题。如冷冻损伤,如果部分神经元突触在冷冻时“死亡”,这意味着会失去部分记忆;如果联通神经元突触的通道“堵塞”或“死亡”了,同样会造成失忆。

人工器官在医学上的应用

科技的发展 人类将会怎样?难以想象


人工肺

法国玛丽·拉纳隆格外科中心的研究人员正准备开发一款由电池供电的可穿戴式v。这款人工肺既不需要通过大型外科手术植入患者体内,也不需要摘除患者自身功能衰竭的肺。据研发项目人奥拉夫·梅西耶介绍,可穿戴式人工肺将以“第三个肺”的形式存在于患者体外,由背带或腰带固定在与胸部等高的位置。人工肺上的一根插管由颈部进入患者体内,从右心室内导出含氧量低的静脉血。血液随后通过人工肺吸收氧气并排出二氧化碳,转变为动脉血,再被输送回左心房。人工肺的总重量将被控制在10公斤内,由电池供电。由于此装置需24小时不间断工作,开发一款外形轻巧且容量大的电池将是研发工作的重要挑战。

人工心脏

人工心脏由生物材料制成,可避免人体免疫系统排异反应和凝血现象,同时借鉴了导弹设计中的电子传感技术,可根据不同情况自动调节血压、血流速度以及心率。它由锂电池供电,被研究人员称为“最接近人类心脏的人工心脏”。永久性人工心脏的问世对解决器官捐献数量不足、配型成功率低等难题具有重要意义,也给晚期心力衰竭患者带来了希望。不过,并不是所有患者都可以移植这种人工心脏。一方面它重约900克,约是普通人类心脏的3倍,只能移植在身体健壮的人体内,更适合男性患者。

人工肾脏

人工肾脏包括可以去除血液毒素的数千个极小过滤器以及一个模仿真正肾脏代谢作用和体液平衡作用的生物反应器。科研人员已经利用一个房间大小的外部模型(即,“巨型人工肾脏”),证实了人工肾脏对于治疗病情最严重的患者的有效性。整个过程依靠人体血压完成血液过滤,而无需借助血泵或电动设备。运用硅制造技术以及特殊工程处理的肾脏活细胞容器,从而使目前的“巨型人工肾脏”缩小到咖啡杯大小。科学家将利用组织工程学技术培养出肾小管细胞,以实现健康肾脏的其它功能。这将使患者移植人工肾脏之后,无需服用抗排异反应药物,从而使患者过上更正常的生活。人工肾脏设计目的是为了达到肾脏移植的大部分健康效益,以解决肾脏捐献源有限的实际问题。这项技术将使全球数百万肾衰患者病情大大减轻。

换头技术

换头手术的相关论文,提出在低温环境下对颈部进行干净利落的横切,再利用特殊的“胶水”聚乙二醇(一种无毒、无刺激性的粘着剂)重新连接头部和颈椎,以此实现整个头部的完全移植。2015年6月,他宣布将于两年后开始进行这一手术。换头手术的成功实施需要大量的资金支持,虽然Spiridonov医生拒绝证实有匿名者为此次手术赞助1亿美元的报道,但他承认已经有大量捐款开始到位,以保障手术的顺利进行。除了资金问题,这项手术还面临着许多医学技术难题,比如:血管系统、食道和气管、交感神经系统以及最难实现融合的脊髓内神经系统。

器官芯片在医学方面的应用

科技的发展 人类将会怎样?难以想象


创造出了一种“器官芯片”,希望能够用微芯片复制人体器官的功能,使医学实验变得更为简便。“器官芯片”并不是那种利用硅电子芯片进行人体器官模拟的模拟器,而是含有真正人体活体细胞的生物芯片。已经制造出了“肺芯片”、“心脏芯片”以及“肠芯片”。

广告、内容合作请点这里:寻求报道

相关阅读

精彩图集