柔性可穿戴式生物芯片的两大关键作用

当前,柔性可穿戴式生物芯片可以发挥的效用,主要有两个部分,第一是检测,另一部分是送药。

  当前,柔性可穿戴式生物芯片可以发挥的效用,主要有两个部分,第一是检测,生物传感器贴在皮肤或者器官上可以检测出器官或者皮肤分泌出的某种分子,比如葡萄糖等,这种检测可以指代身体此时此刻的某种参数;另一部分是送药,比如现在治疗癌症,常规的做法就是吃药,药进入身体经过各个器官循环到目标癌症的区域,这种方法导致的第一个问题是在整个身体的循环过程中会代谢掉很多,一般吃的药物浓度和量是要大于这个药真正效果的十倍以上,因为有90%被代谢了,这一方面就造成浪费,另一方面是有不安全的反应。而局部区域的柔性可穿戴式生物芯片贴在某个部位,送的药物只是针对局部的区域,会大大提高递药的效果,也避免因为人体循环导致的不安全反应。所以目前柔性可穿戴式的生物芯片主要基于人体的一方面是用于检测,一方面是将外来性的药物导入到细胞里去。

  在设计相关柔性可穿戴式生物芯片时,首先要保证的就是安全性的问题,要考虑到生物的兼容性,所以设计的材料,整个芯片上所有的模块,包括整个系统,要考虑到长期的稳定性和对人体的安全性。比如现在经常听到某种生物电子材料是可降解的,也就是说在作用的时候,或者递送到某个部位,当它工作了一段时间后,它要有效被人体给代谢掉,不留任何痕迹,没有遗留影响,不会导致炎症等问题。

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       现在目前柔性生物医学芯片从材料、工程角度已经相对完善,但是制约生物医学芯片发展的因素比较明显,这种芯片有以上所说的两种作用,所以第一,生物传感方面的制约因素在于检测的准确性,因为柔性贴片在检测物理量的参数,比如人的心跳脉搏心率等,检测准确度比较高,但如果是检测化学物质,尤其是生物分子,比如说人体器官或者细胞分泌出来的东西,葡萄糖分子等,因为有层层关联,这对于检测的准确度,以及你怎么建立起你检测的值和真正血糖浓度值之间的算法也是非常大的一个挑战。

  第二,生物芯片做送药的最大问题是,小分子的物质经皮肤或者器官进入到组织、细胞是很容易的,但是因为现有的药物越来越多,复杂大分子的药物,甚至基因药物,这种基因的物质是不可能通过正常的途径自己进入到细胞里,所以现有的递送技术只能针对小分子给它递送下去,不会针对细胞本身,因为做不到细胞的控制。未来的发展有一个很大的挑战,或者研究方向是我们如何将这些物质经皮肤或者器官递送到细胞当中去,这也是目前技术的一个挑战难点。

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