http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2006-07-05
据《泰晤士报》7月3日报道,英国科学家日前成功开发出一项能使肌肉与金属植入物结成一体,但又不会引发感染的技术,克服了现代医学面临的最大挑战之一,从而令仿生肢成为现实的可能性大大提高。生长在金属植入物周围的皮肤组织可以让人造肢长在骨骼上,使它们更强壮、更有用。
金属植入物周围长皮肤组织的概念只出现在诸如《终结者》等科幻电影中,不过如今在一个英国研究小组的努力下首次成为现实。此次突破也为人造肢技术的显著发展铺平了道路。这种技术包括由神经脉冲控制的仿生肢应用。
科学家正在对许多截肢患者进行初步试验,测试这项仿生,其中包括两位在伦敦“7·7”恐怖袭击事件中丧失双臂的幸存者。参与这一项目的医生表示,他们希望帮助更多需要安假肢的“7·7”恐怖事件幸存者和遭受其它伤害的受害者。在取得上述进展后,医生可以使用金属植入物,将假肢直接安装在人类骨骼上。由于皮肤组织能在金属植入物周围生长,他们希望由植入物所引起的严重感染问题最终能得到解决。这个问题长期以来一直困扰着医学工作者。
英国伦敦大学学院生物医学工程研究中心的研究人员同医疗设备公司“斯坦莫全球研究所”共同开发出一项革命性技术——“骨内经皮切断修复术”(ITAP),促使皮肤组织在金属植入物上生长。这项技术曾在不久前出版的《解剖学杂志》上进行过描述,它不是简单的整容产品,而是使假肢更强壮、更有用的一项技术。通过将人造肢连接到骨骼上,这种金属植入物会让患者拥有更真实的“感觉”。因为假肢安装在骨骼,而不是绑在或固定在四肢的残余部分,用起来就更加舒服,因压力造成痛苦的可能性不大。
科学家表示,该技术已证明对患者(比如丧失拇趾的患者)的生活产生了重大影响。一名参与此项试验的患者在十年后首次能用钢笔写字 。以掉了拇趾为例,金属钉可以通过剩余的拇趾骨骼安装在上面,通过皮肤延长了拇趾的残余部分。接着,把假体接到这个金属钉上,这样一来,就将假指直接连接在患者手骨上。人造拇趾会因此更加强壮,用起来更像真手指。在一根拇指截断后,一只手40%的效用也会随之丧失。
科学家计划通过电极连接于患者的神经系统,探索控制人造肢的可能性。这使得患者可以通过仿生学方式控制植入物。该技术早已是美国众多试验的对象,但由于未能解决金属和皮肤之间的感染问题,技术进展一直无法突破这道瓶颈。在美国和欧洲,每年大约有25万人进行截肢手术,新技术有可能让其中的30%受益,尤其是不会出现并发症的年轻患者。
英国研究小组是在观察鹿茸在鹿皮肤上生长时发现这一突破的。他们发现,通过细致设计金属植入物的外形,并在皮肤和小孔下面增加一个凸缘,皮肤组织就利于在金属植入物周围生长。金属植入物其实就是一根特制的钛合金棒,一端固定在骨干,另一端穿过皮肤。
伦敦大学学院整形外科与肌骨学研究所生物医学工程教授戈登·布伦表示,研究小组通过着眼于大自然,解决了弥合皮肤隔离密封裂口的方法。他说,在对疣猪进行研究后,他们发现了鹿茸生长的革命性技术。疣猪通常生活在巴布亚新几内亚,长有向上弯曲的长牙,长牙穿过了嘴部皮肤。
布伦说:“我们发现疣猪皮肤下的骨骼结构同暴露在外的骨骼结构截然不同,有很多细小的毛孔,皮肤内层同这些小孔相连。这简直就是‘尤利卡时刻’。”整形外科医生诺伯特·康从去年2月开始,一直在领导于赫特福德郡芒特弗农医院进行的这些试验。他表示,研究小组寻求招募更多合适的志愿者,其中包括“7·7”事件的其他受害者。英国研究小组希望在今年12月前让参与此项试验的志愿者达到20名,并相信这项技术将在几年内得到更广泛的应用。(杨孝文 任秋凌)
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这听起来如同好莱坞科幻电影《魔鬼终结者》中才有的场景,英国科学家已经发明了一种新方法,可以让金属假肢和体内的骨骼连接起来,假肢接头处的金属会被生长出来的皮肤组织包围住,从而使截肢患者可以更加灵活有力地运用假肢。
金属连到骨头里
好莱坞科幻电影中的“仿生人”场景在生活中渐渐成为了现实,一组英国科学家已经首次发现了让皮肤组织环绕金属生长而不发生感染的方法,从而可以确保截肢患者能够用上更加灵活自如的假肢。
据悉,英国伦敦大学学院生物医学工程中心和斯坦摩尔世界协会的研究人员根据研究鹿角生长原理,已经共同研制出了一种革命性的新技术——内骨皮肤截肢弥补术(ITAP),新科技可以将截肢患者的金属假肢直接穿过皮肤,固定连接在患者的骨骼上。肌肉组织可以包围住金属接头部分,而不会因此发生任何感染。从骨骼中连接出来的金属杆,可以允许患者像旋螺钉一样安全地装载和卸载外接假肢。
通过将假肢和骨骼连接起来,并让金属接头处被皮肤组织覆盖,患者可以获得更好的感觉,因为假肢是直接连在骨架上的,而不是绑在断肢处,所以将会使患者感觉更舒服。
“断指人”接上金属假指后能写字
从去年2月以来,英国科学家已经在海特福德郡的维农山医院中为一组截肢患者进行了初步试验,其中包括两名在去年伦敦“7·7”恐怖袭击事件中失去双臂的患者。
英国专家通过该方法为一名失去拇指的患者安装上了金属假指,如今,该患者在10年之后终于可以首次用钢笔写字了。在手术中,医生先穿过皮肤往病人的拇指余骨上钉上一根金属钉,然后将假指固定在这根金属钉上,这样病人的假指就和手指骨头直接连在了一起,导致假指变得非常有力。事实上,如果手上的大拇指失去了,一只手将失去40%的功能。
未来可通过神经系统控制“假肢”
英国科学家目前正在探索通过电极信号控制假肢的可能性,他们希望在5年之内发明出可以通过神经系统控制的仿生假肢。科学家称,下一代“仿生臂”甚至会产生感觉,美国内布拉斯加州大学的科学家已经发明出了具有触觉的机器人,“仿生臂”拥有触觉,完全不是梦。
据英国顾问外科专家诺伯特·康称,他们希望寻求更多的实验病人,包括其他炸弹受害者。英国专家计划在今年12月前能为第20个截肢患者进行这项先锋性的手术。医生们相信,该科技在未来几年将会有更广泛的用途。(爱尔)
[深圳特区报]