通過阻止疤痕組織形成 柔性植入裝置可智能控制藥物釋放

研究人員展示了戈爾韋大學和麻省理工學院開發的柔性機器人植入物。圖片來源：瑪蒂娜·里根/美國科學促進會Eurekalert網站

科技日報北京8月31日電 （記者張佳欣）據《科學·機器人學》雜志30日報道，愛爾蘭戈爾韋大學和美國麻省理工學院研究團隊詳細介紹了醫療設備技術的一項突破：他們創建了一種智能植入式裝置，可在給藥的同時感知藥物何時開始被排斥，并能借助人工智能（AI）改變形狀以調整釋放的藥物劑量，同時還可減小疤痕組織的影響，該技術可為患者提供智能、持久、量身定制的治療。

　　研究團隊最初開發的第一代裝置，沒有考慮到不同患者個體反應不同，最終導致疤痕組織將其包裹起來，妨礙了裝置的應用。此次，他們利用AI技術使裝置能夠對植入環境作出反應，并有可能減少疤痕組織的形成而保持更長的使用壽命。

　　柔性機器人植入物可在體內進行有規律的運動，如充氣和放氣，這種定時、重復或變化的動作有助于防止疤痕組織形成。

　　植入式裝置中的一項關鍵技術是導電多孔膜，它可感知毛孔何時被疤痕組織堵塞。當細胞和細胞產生的物質阻礙通過細胞膜的電信號時，它會檢測到阻塞的發生。

　　研究人員測量了膜上的電阻抗和疤痕組織的形成，發現了二者的相關性。他們還開發和部署了一種機器學習算法，無論纖維化程度如何，該算法均可預測實現一致給藥所需的驅動次數和力度。通過計算機模擬，研究人員還探索了該裝置隨時間推移釋放藥物的潛力。研究表明，改變驅動裝置移動或改變形狀的次數和力度，可使裝置釋放更多藥物，有助于繞過已形成的疤痕組織。

　　【總編輯圈點】

　　疤痕會損傷正常組織的結構和功能，影響身體健康和美觀。而疤痕可以看成是纖維化的一種表現，纖維細胞增殖不會自行消失，本文這種植入物最大的特點，就是其不僅可減少纖維化的程度，而且無論纖維化已到怎樣的發展階段，都可隨時間推移感知疤痕組織，并智能地控制藥物釋放。憑借這一能力，該裝置還將在更廣泛的個性化、精確給藥方面發揮巨大潛力。