5.可提前檢測(cè)出青光眼的發(fā)光滴眼劑

　　青光眼是導(dǎo)致人類失明的三大致盲眼病之一。它是指眼內(nèi)壓間斷或持續(xù)升高的一種眼病，持續(xù)的高眼壓可以給眼球各部分組織和視功能帶來(lái)?yè)p害，如不及時(shí)治療，視野可以全部喪失而至失明。然而，其初期沒有表現(xiàn)癥狀，常常不被發(fā)現(xiàn)，只會(huì)在常規(guī)眼部檢查中被診斷出來(lái)，導(dǎo)致患者往往在十年后才會(huì)意識(shí)到視覺出現(xiàn)問題。

　　由倫敦大學(xué)、威康信托基金會(huì)和帝國(guó)理工學(xué)院醫(yī)療NHS基金會(huì)合作，正在開發(fā)一種新的測(cè)試方法，可檢測(cè)眼睛中的死亡神經(jīng)細(xì)胞，提前十年檢測(cè)出青光眼，并有希望拯救數(shù)百萬(wàn)人的視力。

　　研究團(tuán)隊(duì)使用含有染料的天然蛋白質(zhì)（膜聯(lián)蛋白）來(lái)檢測(cè)死亡細(xì)胞，當(dāng)遇到死亡神經(jīng)細(xì)胞時(shí)，該化合物會(huì)發(fā)熒光。熒光的檢測(cè)可在傳統(tǒng)眼睛檢測(cè)設(shè)備中進(jìn)行。如果患者存在大量的死亡細(xì)胞，說(shuō)明患青光眼的風(fēng)險(xiǎn)很大，并建議接受藥物治療，以期在視覺喪失之前阻止神經(jīng)細(xì)胞死亡。

　　目前該研究團(tuán)隊(duì)正將這種染料開發(fā)成滴眼劑，同時(shí)研究人員認(rèn)為該方法或可應(yīng)用到其他神經(jīng)疾病的早期診斷領(lǐng)域，如阿爾茲海默癥和帕金森氏癥。

　　當(dāng)產(chǎn)品研發(fā)成功，上市銷售時(shí)，想必會(huì)受到大家歡迎。改技術(shù)可拯救成千上萬(wàn)人的視力問題，降低失明率，還世界一片光明。同時(shí)在慢性神經(jīng)疾病的領(lǐng)域也很廣泛，提前發(fā)現(xiàn)，盡早預(yù)防，或許“長(zhǎng)生不老”不再是夢(mèng)。

　　6.3D打印微型機(jī)器魚

　　眾所周知，魚肉鮮美，富含蛋白質(zhì)、維生素、鐵等元素，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，且易于吸收，對(duì)于健康是極好的。那么，魚形機(jī)器人呢？

　　美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員利用新的3D打印技術(shù)，開發(fā)出能夠在液體中游泳并具有多種用途的微型機(jī)器人。這種被稱為“微型魚”的機(jī)器人，可通過過氧化氫的化學(xué)反應(yīng)以及磁力來(lái)驅(qū)動(dòng)控制，能實(shí)現(xiàn)排毒、遙感和定向給藥等多種功能。

　　目前打印出的機(jī)器魚采用自走式，磁操縱。研究人員表示，他們使用了一種稱為微型連續(xù)光高分辨率3D打印技術(shù)。這一過程使研究人員能夠一次打印幾百個(gè)120微米長(zhǎng)，30微米厚微型機(jī)器魚。他們可以通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）程序，快速更改設(shè)計(jì)，打印出鯊魚，蝠鲼，甚至鳥形狀外觀的機(jī)器魚。

　　納米工程師能夠方便地將不同功能的納米粒子放進(jìn)“微型魚”身體的某一部位：在魚尾打印鉑納米粒子，可與過氧化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而作為燃料推動(dòng)“微型魚”前進(jìn)；在魚頭部打印氧化鐵納米粒子，可以通過氧化鐵的磁性控制其轉(zhuǎn)向。通過改變“微型魚”的形狀，以及調(diào)整過氧化氫的使用量，研究人員能夠控制“微型魚”在液體中的游泳速度。

　　機(jī)器魚當(dāng)中的聚二納米顆粒可以和毒素中和，隨著中和過程進(jìn)展，機(jī)器魚會(huì)發(fā)出越來(lái)越強(qiáng)烈的紅色熒光，閃閃發(fā)光的紅色越來(lái)越密集。這意味機(jī)器魚可以起到排毒和毒素傳感器的雙重功能。研究人員也認(rèn)為機(jī)器魚可用于定向藥物遞送，環(huán)境保護(hù)和許多其它應(yīng)用。

　　簡(jiǎn)單的“微型魚”不僅能夠充當(dāng)未來(lái)的“藥物投遞員”或者“清道夫”，還可以變換各種外觀形狀，這可能意味著未來(lái)某一天，你體內(nèi)或許會(huì)變成一個(gè)“動(dòng)物園”。

　　7.CRISPR基因剪刀

　　今年以來(lái)，科學(xué)家們使用CRISPR系統(tǒng)來(lái)對(duì)生命的方程式進(jìn)行改寫，這是一種新型基因編輯工具，可以重寫DNA，指引我們進(jìn)入到一個(gè)不僅可以預(yù)防還能夠根除疾病，可以編輯植物和動(dòng)物的基因，甚至可以“定制嬰兒”（修改胚胎基因）的時(shí)代。

　　CRISPRCas9系統(tǒng)，誕生于麻省理工學(xué)院，這項(xiàng)本世紀(jì)最大的生物技術(shù)發(fā)現(xiàn)本質(zhì)上是基因組的查找和替換工具。不想要與某種特定疾病相關(guān)的DNA代碼？Cas9蛋白可以剪掉甚至替換掉它。

　　CRISPR共同發(fā)現(xiàn)者之一，生物學(xué)家JenniferDoudna透露，實(shí)際上，我們有了把能對(duì)基因組進(jìn)行切割的分子手術(shù)刀。過去的所有技術(shù)都有點(diǎn)像大錘……這個(gè)發(fā)現(xiàn)給科學(xué)家提供了可以實(shí)際操作的工具，難以置信。美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校CRISPR合作實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人DustinRubinstein告訴我們，基因編輯能夠?qū)┌Y研究，神經(jīng)科學(xué)這樣的問題全部轉(zhuǎn)變成化學(xué)工程甚至能量生產(chǎn)問題。

　　從此，你只受限于你的想象力。

　　8.用酵母合成阿片類止痛藥

　　許多藥物都來(lái)自于植物，我們的祖先咀嚼葉片或制作茶葉，或后來(lái)用化學(xué)方法提取并濃縮其活性成分，精制成丸。而數(shù)千年來(lái)，人們都只使用酵母來(lái)發(fā)酵葡萄酒、釀造啤酒和發(fā)酵面包，很少將其應(yīng)用于生物用途?，F(xiàn)在，美國(guó)斯坦福大學(xué)的研究人員，通過遺傳改造酵母，制造出了一種阿片類止痛藥，這一突破預(yù)示著，我們可以用一種更快和可能更便宜的方法，來(lái)生產(chǎn)許多不同類型的植物類藥物。

　　這項(xiàng)復(fù)合生物學(xué)壯舉發(fā)表于今年一期Science雜志上：通過導(dǎo)入來(lái)自植物、細(xì)菌和嚙齒動(dòng)物的21個(gè)基因，在酵母菌內(nèi)建立起一條“藥物生產(chǎn)線”，可以將糖一步步轉(zhuǎn)化為蒂巴因（thebaine）——這是嗎啡的前體。該研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步調(diào)整過的酵母可以產(chǎn)生氫可酮——一種廣泛使用的、由蒂巴因化學(xué)合成的止痛藥。

　　合成生物學(xué)是一個(gè)有趣的領(lǐng)域，科學(xué)家將各種生物的基因視作零部件，并像設(shè)計(jì)“電路”一樣將它們組裝起來(lái)，以完成設(shè)計(jì)人員設(shè)想的各種任務(wù)。

　　此前，合成生物學(xué)家設(shè)計(jì)了一種能夠生產(chǎn)青蒿素（抗瘧疾藥物）的酵母菌，但這僅需要插入少數(shù)植物的基因。而這次則復(fù)雜地多，生產(chǎn)蒂巴因需要導(dǎo)入來(lái)自不同物種的21個(gè)基因，而生產(chǎn)氫可酮更需要23個(gè)基因。

　　最終，通過調(diào)整酵母菌的代謝途徑，合成生物學(xué)家成功地合成了阿片類止痛藥。這種過程就如同在家自己釀造啤酒一樣，也許未來(lái)可以用類似方法制造更多藥物。

　　在這篇論文中，作者承認(rèn)，這種制造阿片類止痛藥的新工藝，可增加人們對(duì)“阿片類藥物濫用的潛在問題”的關(guān)注。因?yàn)樵诿绹?guó)，阿片類藥物已經(jīng)被廣泛使用，而重點(diǎn)則是潛在的濫用問題。

　　9.智能感應(yīng)肢體

　　英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院日前發(fā)布了一種新型機(jī)械手，其配備的傳感器會(huì)直接感應(yīng)手臂肌肉纖維的微小震動(dòng)，使用者通過簡(jiǎn)單的肌肉反應(yīng)和手臂動(dòng)作就能輕松操控。這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)有望用來(lái)為殘疾人開發(fā)更先進(jìn)且成本低廉的機(jī)械假肢。

　　參與這一項(xiàng)目的研發(fā)者介紹說(shuō)，此前機(jī)械假肢多數(shù)由肌肉活動(dòng)產(chǎn)生的電信號(hào)來(lái)操控，這需要感應(yīng)器接觸使用者的殘肢并探測(cè)電信號(hào)，但電信號(hào)很容易受干擾，比如人體出汗就可能導(dǎo)致信號(hào)傳播中斷，影響機(jī)械假肢的操控。而且這類設(shè)備的制造、調(diào)試和校正的成本相對(duì)較高，不易普及。

　　此外，研究人員還為機(jī)械手配備了一個(gè)動(dòng)作感應(yīng)器，可進(jìn)一步細(xì)化機(jī)械手的操控模式。使用者通過一系列簡(jiǎn)單的肌肉反應(yīng)和手臂動(dòng)作，就能控制機(jī)械手拿起不同大小的物體。一名截肢的志愿者已初步試用了這一機(jī)械手，對(duì)效果比較滿意。

　　同樣的，在瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）和意大利比薩圣安娜大學(xué)（SSSA）的研究人員也開發(fā)出了一種新型智能義肢，在指尖處裝有觸覺傳感器，能夠感知所觸摸的物體。這種義肢通過與人體神經(jīng)相連，能夠向佩戴者反饋物體軟硬以及形狀等信息，從而能在一定程度上模擬人體的手部觸覺。

　　這些研發(fā)成果將能讓機(jī)械假肢變得更穩(wěn)定、靈活、易操控，未來(lái)研究員們會(huì)進(jìn)一步提升這一原型機(jī)械手的穩(wěn)定性，幫助殘疾人更好地操控假肢。

　　10.人造塑料皮膚

　　韓國(guó)蔚山國(guó)家科學(xué)技術(shù)研究所最新研制出一種超級(jí)敏感電子皮膚，能夠同時(shí)探測(cè)到熱量和溫度的變化。

　　這種最新電子皮膚是由韓國(guó)蔚山國(guó)家科學(xué)技術(shù)研究所研究員JonghwaPark教授帶領(lǐng)同事研制的。人類皮膚包含著獨(dú)特表皮、真皮微觀結(jié)構(gòu)以及傳感器受體。指尖上的微型脊?fàn)钔黄鹬荚谠O(shè)計(jì)微調(diào)表面紋理知覺，并傳遞傳感器信息至大腦。

　　在測(cè)試中電子皮膚的凹槽能夠感知到流經(jīng)的水滴，并且能夠探測(cè)到頭發(fā)放在其表面的壓力?，F(xiàn)有電子皮膚技術(shù)使機(jī)器人和機(jī)械假肢能夠抓住和操作物體，識(shí)別表面紋理和硬度，感受物體的溫度狀況。然而在此之前電子皮膚可以同時(shí)非常靈敏地探測(cè)熱量和不同類型的壓力是很難實(shí)現(xiàn)的。

　　研究人員通過水滴測(cè)試了電子皮膚對(duì)感覺變化的響應(yīng)，并且發(fā)現(xiàn)電子皮膚能夠在不同壓力和溫度下探測(cè)到水滴落下。同時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)人造指尖皮膚可以探測(cè)到人類頭發(fā)產(chǎn)生的微小壓力。

　　當(dāng)電子皮膚附著在人體手腕上，手腕血管會(huì)膨脹和收縮，電子皮膚通過探測(cè)皮膚溫度的變化，可用于監(jiān)控脈沖壓力。

　　早在今年9月份的時(shí)候，來(lái)自美國(guó)斯坦福大學(xué)的研究人員就研制一種敏感觸覺人造皮膚，不僅能夠探測(cè)到壓力，還能傳輸信號(hào)至神經(jīng)細(xì)胞。

　　這項(xiàng)技術(shù)的工作原理類似于iPhone指紋識(shí)別技術(shù)，有望能夠取代被燒傷皮膚或者假肢皮膚，能夠讓患者真真切切的感受到一種“觸碰感”。

　　斯坦福大學(xué)教授ZhenanBao是該項(xiàng)目的主要負(fù)責(zé)人，該團(tuán)隊(duì)通過在人造皮膚中加入傳感器，來(lái)模仿人體皮膚的感受器。這些傳感器能夠收集不斷變化的壓力數(shù)據(jù)，研究人員希望有朝一日能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)以某種形式“傳送”給大腦。

　　盡管電子皮膚還只是在實(shí)驗(yàn)中取得了一些突破，但他們希望這項(xiàng)概念驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)θ嗽旒僦珟?lái)革命性變化，允許穿戴者感知到不同的表面紋理，區(qū)分冷熱溫度變化。這種兩層“電子皮膚”頂層具有彈力，能夠感應(yīng)壓力，底層皮膚能夠產(chǎn)生生物化學(xué)信號(hào)適合于傳送至神經(jīng)細(xì)胞。

　　如果進(jìn)一步商業(yè)化，那么我們就可以使用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)制造更加逼真的假體，或者提高可穿戴傳感器的精確度和醫(yī)學(xué)診斷設(shè)備。

　　類人診療機(jī)器人、智能電子手術(shù)刀iknife、可實(shí)驗(yàn)用透明老鼠、納米機(jī)器人、納米孔定序器、人造血液等等，還有很多今年出現(xiàn)的醫(yī)療成就沒有被提到，但這并不代表他們不重要。在醫(yī)療科技發(fā)展的長(zhǎng)河里，不管技術(shù)多么先進(jìn)，最重要的仍然是我們?nèi)祟愖约骸?/p>