5.可提前檢測出青光眼的發(fā)光滴眼劑

　　青光眼是導致人類(lèi)失明的三大致盲眼病之一。它是指眼內壓間斷或持續升高的一種眼病，持續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(méi)有表現癥狀，常常不被發(fā)現，只會(huì )在常規眼部檢查中被診斷出來(lái)，導致患者往往在十年后才會(huì )意識到視覺(jué)出現問(wèn)題。

　　由倫敦大學(xué)、威康信托基金會(huì )和帝國理工學(xué)院醫療NHS基金會(huì )合作，正在開(kāi)發(fā)一種新的測試方法，可檢測眼睛中的死亡神經(jīng)細胞，提前十年檢測出青光眼，并有希望拯救數百萬(wàn)人的視力。

　　研究團隊使用含有染料的天然蛋白質(zhì)（膜聯(lián)蛋白）來(lái)檢測死亡細胞，當遇到死亡神經(jīng)細胞時(shí)，該化合物會(huì )發(fā)熒光。熒光的檢測可在傳統眼睛檢測設備中進(jìn)行。如果患者存在大量的死亡細胞，說(shuō)明患青光眼的風(fēng)險很大，并建議接受藥物治療，以期在視覺(jué)喪失之前阻止神經(jīng)細胞死亡。

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

　　當產(chǎn)品研發(fā)成功，上市銷(xiāo)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(wèn)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，盡早預防，或許“長(cháng)生不老”不再是夢(mèng)。

　　6.3D打印微型機器魚(yú)

　　眾所周知，魚(yú)肉鮮美，富含蛋白質(zhì)、維生素、鐵等元素，營(yíng)養價(jià)值高，且易于吸收，對于健康是極好的。那么，魚(yú)形機器人呢？

　　美國加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員利用新的3D打印技術(shù)，開(kāi)發(fā)出能夠在液體中游泳并具有多種用途的微型機器人。這種被稱(chēng)為“微型魚(yú)”的機器人，可通過(guò)過(guò)氧化氫的化學(xué)反應以及磁力來(lái)驅動(dòng)控制，能實(shí)現排毒、遙感和定向給藥等多種功能。

　　目前打印出的機器魚(yú)采用自走式，磁操縱。研究人員表示，他們使用了一種稱(chēng)為微型連續光高分辨率3D打印技術(shù)。這一過(guò)程使研究人員能夠一次打印幾百個(gè)120微米長(cháng)，30微米厚微型機器魚(yú)。他們可以通過(guò)計算機輔助設計（CAD）程序，快速更改設計，打印出鯊魚(yú)，蝠鲼，甚至鳥(niǎo)形狀外觀(guān)的機器魚(yú)。

　　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(yú)”身體的某一部位：在魚(yú)尾打印鉑納米粒子，可與過(guò)氧化氫發(fā)生化學(xué)反應，從而作為燃料推動(dòng)“微型魚(yú)”前進(jìn)；在魚(yú)頭部打印氧化鐵納米粒子，可以通過(guò)氧化鐵的磁性控制其轉向。通過(guò)改變“微型魚(yú)”的形狀，以及調整過(guò)氧化氫的使用量，研究人員能夠控制“微型魚(yú)”在液體中的游泳速度。

　　機器魚(yú)當中的聚二納米顆粒可以和毒素中和，隨著(zhù)中和過(guò)程進(jìn)展，機器魚(yú)會(huì )發(fā)出越來(lái)越強烈的紅色熒光，閃閃發(fā)光的紅色越來(lái)越密集。這意味機器魚(yú)可以起到排毒和毒素傳感器的雙重功能。研究人員也認為機器魚(yú)可用于定向藥物遞送，環(huán)境保護和許多其它應用。

　　簡(jiǎn)單的“微型魚(yú)”不僅能夠充當未來(lái)的“藥物投遞員”或者“清道夫”，還可以變換各種外觀(guān)形狀，這可能意味著(zhù)未來(lái)某一天，你體內或許會(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系統來(lái)對生命的方程式進(jìn)行改寫(xiě)，這是一種新型基因編輯工具，可以重寫(xiě)DNA，指引我們進(jìn)入到一個(gè)不僅可以預防還能夠根除疾病，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，誕生于麻省理工學(xué)院，這項本世紀最大的生物技術(shù)發(fā)現本質(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)現者之一，生物學(xué)家JenniferDoudna透露，實(shí)際上，我們有了把能對基因組進(jìn)行切割的分子手術(shù)刀。過(guò)去的所有技術(shù)都有點(diǎn)像大錘……這個(gè)發(fā)現給科學(xué)家提供了可以實(shí)際操作的工具，難以置信。美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校CRISPR合作實(shí)驗室的負責人DustinRubinstein告訴我們，基因編輯能夠將癌癥研究，神經(jīng)科學(xué)這樣的問(wèn)題全部轉變成化學(xué)工程甚至能量生產(chǎn)問(wèn)題。

　　從此，你只受限于你的想象力。

　　8.用酵母合成阿片類(lèi)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，很少將其應用于生物用途。現在，美國斯坦福大學(xué)的研究人員，通過(guò)遺傳改造酵母，制造出了一種阿片類(lèi)止痛藥，這一突破預示著(zhù)，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(lèi)型的植物類(lèi)藥物。

　　這項復合生物學(xué)壯舉發(fā)表于今年一期Science雜志上：通過(guò)導入來(lái)自植物、細菌和嚙齒動(dòng)物的21個(gè)基因，在酵母菌內建立起一條“藥物生產(chǎn)線(xiàn)”，可以將糖一步步轉化為蒂巴因（thebaine）——這是嗎啡的前體。該研究團隊還發(fā)現，進(jìn)一步調整過(guò)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，并像設計“電路”一樣將它們組裝起來(lái)，以完成設計人員設想的各種任務(wù)。

　　此前，合成生物學(xué)家設計了一種能夠生產(chǎn)青蒿素（抗瘧疾藥物）的酵母菌，但這僅需要插入少數植物的基因。而這次則復雜地多，生產(chǎn)蒂巴因需要導入來(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(guò)調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(lèi)止痛藥。這種過(guò)程就如同在家自己釀造啤酒一樣，也許未來(lái)可以用類(lèi)似方法制造更多藥物。

　　在這篇論文中，作者承認，這種制造阿片類(lèi)止痛藥的新工藝，可增加人們對“阿片類(lèi)藥物濫用的潛在問(wèn)題”的關(guān)注。因為在美國，阿片類(lèi)藥物已經(jīng)被廣泛使用，而重點(diǎn)則是潛在的濫用問(wèn)題。

　　9.智能感應肢體

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

　　參與這一項目的研發(fā)者介紹說(shuō)，此前機械假肢多數由肌肉活動(dòng)產(chǎn)生的電信號來(lái)操控，這需要感應器接觸使用者的殘肢并探測電信號，但電信號很容易受干擾，比如人體出汗就可能導致信號傳播中斷，影響機械假肢的操控。而且這類(lèi)設備的制造、調試和校正的成本相對較高，不易普及。

　　此外，研究人員還為機械手配備了一個(gè)動(dòng)作感應器，可進(jìn)一步細化機械手的操控模式。使用者通過(guò)一系列簡(jiǎn)單的肌肉反應和手臂動(dòng)作，就能控制機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械手，對效果比較滿(mǎn)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(kāi)發(fā)出了一種新型智能義肢，在指尖處裝有觸覺(jué)傳感器，能夠感知所觸摸的物體。這種義肢通過(guò)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(jué)。

　　這些研發(fā)成果將能讓機械假肢變得更穩定、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械手的穩定性，幫助殘疾人更好地操控假肢。

　　10.人造塑料皮膚

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

　　這種最新電子皮膚是由韓國蔚山國家科學(xué)技術(shù)研究所研究員JonghwaPark教授帶領(lǐng)同事研制的。人類(lèi)皮膚包含著(zhù)獨特表皮、真皮微觀(guān)結構以及傳感器受體。指尖上的微型脊狀突起旨在設計微調表面紋理知覺(jué)，并傳遞傳感器信息至大腦。

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

　　研究人員通過(guò)水滴測試了電子皮膚對感覺(jué)變化的響應，并且發(fā)現電子皮膚能夠在不同壓力和溫度下探測到水滴落下。同時(shí)，他們發(fā)現人造指尖皮膚可以探測到人類(lèi)頭發(fā)產(chǎn)生的微小壓力。

　　當電子皮膚附著(zhù)在人體手腕上，手腕血管會(huì )膨脹和收縮，電子皮膚通過(guò)探測皮膚溫度的變化，可用于監控脈沖壓力。

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

　　這項技術(shù)的工作原理類(lèi)似于iPhone指紋識別技術(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是該項目的主要負責人，該團隊通過(guò)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據，研究人員希望有朝一日能夠將這些數據以某種形式“傳送”給大腦。

　　盡管電子皮膚還只是在實(shí)驗中取得了一些突破，但他們希望這項概念驗證實(shí)驗能夠對人造假肢帶來(lái)革命性變化，允許穿戴者感知到不同的表面紋理，區分冷熱溫度變化。這種兩層“電子皮膚”頂層具有彈力，能夠感應壓力，底層皮膚能夠產(chǎn)生生物化學(xué)信號適合于傳送至神經(jīng)細胞。

　　如果進(jìn)一步商業(yè)化，那么我們就可以使用這項技術(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學(xué)診斷設備。

　　類(lèi)人診療機器人、智能電子手術(shù)刀iknife、可實(shí)驗用透明老鼠、納米機器人、納米孔定序器、人造血液等等，還有很多今年出現的醫療成就沒(méi)有被提到，但這并不代表他們不重要。在醫療科技發(fā)展的長(cháng)河里，不管技術(shù)多么先進(jìn)，最重要的仍然是我們人類(lèi)自己。