·科技风云·

“飞入寻常百姓家”的高科技

将科学发现精致巧妙地应用于生活 中造福人类,是科学世界引以为豪、令人 欣慰的成就。曾经,从基础研究到技术 应用是一个漫长的过程。但在这个“迅 速跟进”的时代,由科学推广到技术,甚 至到蓬勃兴盛的市场,似乎都成了“一霎 间”的事。

iPS细胞的基础研究还在行进途中, 相关的技术应用、市场探索已经如火如 荼地展开。据日本《朝日新闻》10月16日 报道,日本的一家著名化妆品公司宣布, 他们依靠京都大学的研究团队,已经成 功使用iPS细胞实现了“返老还童”:将一 位67岁日本男性的皮 肤细胞恢复到和他本 人36岁时的皮肤基本 相同状态。

在微博上,许多知 名演员会争相晒出个人“逆生长”的图片, 令普通大众啧啧称奇,羡慕不已。但这种 “逆生长”大都是动刀动针、PS摄像的结 果,和真正的逆生长毫不搭界,而此次实 验却是完完全全的皮肤细胞“逆年龄”:从 1980 年开始,该名男子一直定期提供 36~67岁间5个不同年龄段的皮肤细胞, 由京都大学的iPS细胞研究所将其转化为 iPS细胞。经化妆品公司分析,作为老化 指标的染色体状态在5个年龄段均有所恢 复,连67岁时采集的皮肤细胞也恢复到了 和36岁时大致相同的状态。

这是一项“对抗”皮肤老化机制的研 究,由于涉及商业秘密,技术的具体细节 并未披露。但对于市场需求激增的美容 行业,这种真正的“逆生长”技术显然具 有不可估量的未来。

另一项热门技术“3D打印”已经在人 们的日常生活中“全面开花”,而近日最 新的报道是,英国在全世界首次使用3D 打印技术,进行人体面容的独创性整形。

病人是一名29岁的男子,2年前曾因 为一场车祸事故而面部严重毁容。进行 手术前,医生们花了几个月的时间创建 CT扫描和头骨三维模型的制作。在这期 间,他们反复矫正和比对,以确定如何最 好地重新组装他破碎的左脸颊、眼窝以 及恢复他的脸的对称。

之后。医生首先采用钛材料3D打印 了男子脸部的的支撑骨架,重构了颧骨, 然后再通过自定义式的3D打印模型、轮 廓、面部和组织,以修复他损伤的脸。一 切准备工作就绪后,开始进行8个小时的 整容手术。

“无与伦比的结果!”英国莫里斯顿 医院的颌面外科医生Adrian Sugar对手 术非常满意,“这是3D打印技术在组织重 建上的首次应用,它比我们之前采用的 各种修复手段都更完美,更精确。”而该 男子在手术前后的对比照片一经披露, 观感的震惊度就立刻引起了轰动(10月16日英国《独立报》)。

高科技能进入寻常百姓的生活,需 要各行各业的科学家具有敏锐的创新才 华,去追寻物美价廉、超级实用的技术线 索。除了iPS细胞研究、3D打印,最近加 拿大滑铁卢大学的研究人员也使用纳米 技术巧妙解决了一个看似普通、却让数 以百万计的人每天都头疼不已的问题。

干眼症是一种慢性炎症,最终会导 致眼睛损伤,仅在美国就有超过6%的人 罹患此病,而唯一缓解痛苦的办法是使 用掺杂药物的眼药水。但是,由于眼睛 的自我净化能力会冲刷掉95%的药物, 患者必须经常1天滴3次眼药水,不仅麻 烦,还会给眼球带来不小的疼痛和刺 激。现在,加拿大滑铁卢大学的研究人 员开发出一种含纳米粒子的外用溶液, 一次使用便可解决1周的干眼症状。

技术发明者是该校一名年轻的博士 生Sandy Liu。他的方法是锁定注入生物 相容性的纳米粒子与环孢霉素A在眼药 水中,可以在5天的时间内,逐步将注入 药物的纳米粒子适量递送到眼球表面, 并黏附其上,让眼睛逐渐吸收,所含的药 物剂量只是通常所需药物的5%,减少了 对眼球的刺激,大大方便了患者。

精巧的改进会解决巨大的问题。也 许在不久的将来,纳米眼药水将会摆上 各大药店的货架,彻底改变人们使用眼药水的方式。而随着应用电子技术的发 展,人工义肢研究领域也传来了好消 息。

在过去50年中,虽然人工义肢的外 观和结构改善很多,但在基本功能和控 制方面的进展几乎完全止步不前,不过, 美国《科学转化医学》杂志近日发表了2 项重要成果:用逼真的触觉反馈引导假 肢,用肌内电极发送可靠的运动指令,被 认为是打破了“停滞50年之久”的显著突 破。

第1项研究的负责人是美国凯斯西 储大学神经工程师Dustin Taylor。他改 进设计的指尖压力传 感器极其精密细腻,2 位受试者使用这套设 备带来的触感,能 100% 地摘除细小的 樱桃梗,轻拍、持续压力或者轻抚触摸等 感觉酷似真实,令人惊奇。

另一项研究中,瑞典查尔姆斯理工 大学生物医学工程师Marx Catalonia重新 设计了人造义肢发送运动命令的方式。 传统义肢系统通过外置电极来记录肌肉 活动,皮肤和组织层会扭曲信号,影响义 肢的控制性。现在,Catalonia利用钛螺丝 将义肢直接与骨头相连,将记录电极直 接植入肌肉中,直接获取肌肉信号。受 试者是一位货车司机,他评论说:“感觉 就像一个真正的手臂。我以前的义肢不 但难以控制,冬天还经常不听使唤,而移 动新义肢只需用上以前1/5的力气,运动 范围也更大了。”

不过,由于2项成果都需要在人体中 植入电极,连接线也必须穿透皮肤,这极 易造成皮肤感染或电极损坏。因此,如 何缩小电极的尺寸,使其有一天能够安 全植入皮下,将是科学家们即将攀登的 又一个高峰。

高科技“飞入寻常百姓家”,是科学 的另一场发现之旅,需要在我们习以为 常的生活中寻找高科技所能带来的改 变。从理论到实践,从基础研究到技术, 简单方便的实用主义正在智慧地建构起 人类的未来。

文/杨书卷
(责任编辑 李娜)