近百年来,正是由于化学、材料学、机械工程学等等学科的进步,促使了医学科学在短时间内有了惊人的快速发展。有人甚至称,医学在近百年内所取得的成就远超既往千年。尽管仍有很多问题被遗留到了我们今天,但每一次科学的进步,都是一次永久性的增进,使得医学离它的终极目标――彻底根除疾病――尽管相当遥远,但不再是遥不可及。此次刊出的10项新进展是由《中国医学论坛报》发起,687名读者投票选出也许会对未来形成巨大影响的医疗科技新进展

激光制导“攻击”肿瘤的纳米药丸

        

       除了其毒性可累及机体健康部位的副作用外,化疗是种有效的肿瘤治疗方法。能将化疗药物直接运送至肿瘤,或可使较大剂量的药物在攻击肿瘤的同时又不伤及“无辜”。美国加州大学洛杉矶分校和法国蒙彼利埃大学的研究者们于2014年2月发表的一项联合研究,介绍了其新研发的一种可将化疗药物定点释放至肿瘤的激光介导纳米颗粒。

        该技术以介孔二氧化硅纳米颗粒为基础,颗粒的孔内填塞有化疗药物。当该纳米颗粒受双光子激光照射后,其上的小孔将被打开,药物则被释放出来。由于激光的频率被设定在红外线范围内,可以穿透身体到达大约4cm内的目标,因此适用于皮肤癌和乳腺癌等多种肿瘤。

3D打印“骨骼”的应用

        

       2014年8月,美国食品与药物管理局(FDA)首次批准OsteoFab患者特异性面部装置(OPSFD,图2a)为用于面部重建的3D打印聚合置入物。OPSFD是以磁共振成像(MRI)或CT扫描结果为模板,针对患者的个体化解剖情况而生产的面部置入物。该3D打印聚合置入物具有生物相容性,呈透明状态,并以能支撑骨附着等多种方式与骨类似。

        同月,我国一名12岁因外伤致恶性肿瘤的男孩儿,在北京大学第三医院接受了全球首个3D打印的脊柱(图2b)置入术,以预防肿瘤的播散。3D打印机可以生成非常复杂的几何形状,这意味着为固定置入物所需要的附加硬件数量可以减少。另一个益处是,打印置入物的多孔性可以使骨在置入物内生长进而形成一种自然的连结。除了脊柱置入物,北京大学第三医院还用3D打印技术制作椎间盘。

液态金属导线修复破损神经

        

       为了“攻克”严重的神经损伤问题,全球的研究者们进行了大量的工作,其中既有让神经传导信号绕过受损神经部位,又有使用干细胞进行神经再生等的方法。但清华大学的研究者在2014年4月发表于arXiv上的一项研究则采用了不同的方法,他们采用一种在体温时呈液态的GalnSn合金(67%的镓、20.5%的铟和12.5%的硒)连接牛蛙离断的坐骨神经。

        研究者测量了神经被离断前、以及用液态金属和对照液体连接后的电信号,结果显示,液态金属所发挥的电连接作用“接近于未离断的神经”。这有可能成为治疗各种类似状况的一种新方法。

人类干细胞转化的新研究

      

       2014年9月,美国索尔克研究所的研究人员公布了一项研究,即经间接谱系转化技术首次将人类的皮肤细胞成功转化为白细胞(图4a)。10月,美国辛辛那提儿童医院研究人员将皮肤和血液中提取的成人细胞转化成多能干细胞,进行特殊培养转化成肠道类器官,然后由小鼠肾脏囊体供养发育成成熟的人类肠道组织(图4b)。11月,美国研究人员公布了一项研究,用干细胞培养出了胰腺β细胞(图4c),这种细胞具有合成分泌胰岛素的功能。

可穿戴式人工肾

        

      2014年9月,FDA和美国华盛顿大学机构审查委员会同意开展有关可穿戴人工肾(WAK,图5)安全性和性能检测的临床试验。

        可穿戴人工肾,顾名思义,是可以穿在身上的小型透析机。患者通过类似于腰带的装置将该透析机“穿”在身上,并通过导管与其相连。与传统透析机类似,该机器被设计用于滤过终末期肾脏病患者的血液;与现有的可携带或固定式透析机不同,该透析机依靠电池连续运转。目前的可穿戴人工肾重约10磅(约4.5公斤),但未来该透析机可能更轻并更具流线型。

        可穿戴人工肾的研发已超过10年,由目前在加州大学的维克多?古拉(VictorGura)最早在洛杉矶的雪松-西奈医疗中心和加州大学洛杉矶分校的大卫?格芬医学院开始研发。后来,可穿戴人工肾项目被FDA选中为其“创新途径计划”的三个项目之一,FDA开展“创新途径计划”的目的是帮助那些安全、具突破性的医疗产品尽快应用于患者。

最大规模人类基因组图谱绘制成功

        

      2014年10月,加拿大和美国科学家组成的一个国际研究小组,绘制出了迄今为止最大规模的人类基因组编码蛋白间直接相互作用的图谱,并预测出数十个与癌症相关的新基因(图6)。

快捷诊断疾病的设备

        

       美国科学家于2014年研发出了多种快捷诊断疾病的设备。7月,几分钟内就可以通过分辨患者血液中是否存在相关抗体来鉴别其究竟是1型还是2型糖尿病的微芯片(图7a);只须将通过注射器针头取得的组织样本放入信用卡大小的诊断设备,几分钟后就可以明确是否患有胰腺癌的简易设备(图7b)。10月,利用化学试剂来分析一滴血液,并产生肉眼可见的颜色变化,与不同程度的贫血谱结果进行对照,在一分钟内得出贫血结果的设备(更多相关详细信息。

科学家研制出抗生素“替代物”

      

     11月,瑞士大学的科学家公布了一种可以用于细菌感染治疗的脂类纳米颗粒。该脂类颗粒可以与宿主细胞竞争性“争夺”细菌毒物并将其“扣留”,而保护宿主免受其感染。

        该颗粒不具备杀菌能力,在治疗患者时可单独使用,也可与抗生素联用,以抵抗细菌感染和削弱细菌清除时毒素所致组织损伤。

新型的枪伤快速止血器

        

       2014年4月,FDA批准了袖珍XStat(图9a)作为医用敷料,这是此类止血产品首次获批。与标准战场急救相比,XStat可让枪伤和弹片伤止血更快、更有效。

        目前,医务人员通过将纱布塞进5英寸(约12.7cm)深的伤口以治疗枪伤出血,这个过程既痛苦又不总是有效。美国军队的数据显示,2001年10月至2009年6月间,在受伤后未立刻死亡的士兵中,失血约占致死原因的80%。

        XStat为2.5盎司(约74ml)注射器样装置,可深入诸如弹道等伤口内,并放入可以吸血、药片大小的海绵(图9b),后者可快速膨胀以阻断动脉出血(图9c)。FDA称,这些海绵可在体内安全放置4小时之久,可以为伤者送达手术室赢得充足的时间。为确保这些海绵不会被留在体内,这些海绵上设计有X型的标志,这使得每块海绵在X射线下都是可见的。

        XStat是首个设计专门用于腋下或腹股沟处窄、深伤口的战地敷料,这些地方的伤口传统医用止血带无法发挥作用。与之类似的RevMedx,则正在研发用于产后出血的快速止血敷料。

纳米颗粒检测癌细胞的新方法

        

     11月,美国学者公布的一项研究称,一种被称为纳米耀斑(nanoflares)的纳米颗粒研制成功。每个纳米耀斑都是由金色涂层的荧光微粒与DNA片段共同组成。DNA片段可以与癌细胞中的靶RNA结合而触发荧光微粒的释放使癌细胞发光(图10a,图10b为没有结合靶RNA的对照细胞)。在小鼠体内进行的试验显示,其可用于不同类型的乳腺癌细胞的检测。

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