肖特《Solutions》雜志|從”虛驚一場”到實(shí)時(shí)掌控,改寫腦部醫(yī)療史的玻璃“黑科技”

摘要:玻璃作為唯一能同時(shí)滿足生物相容性、耐用性與微型化需求的材料,如何幫助腦積水患者重拾生活安全感,讓頭痛不再是“定時(shí)炸彈”?

對普通人而言,突如其來的頭痛也許只需休息或止痛藥緩解;但對腦積水患者來說,這可能是致命信號(hào) —— 顱內(nèi)壓已超出安全范圍,稍有延誤便可能危及生命。

為解決這一長期難題,新西蘭初創(chuàng)公司Kitea開發(fā)出一款腦壓監(jiān)測微傳感器,采用肖特玻璃的尖端封裝技術(shù),為全球腦積水患者帶來了革命性的安全保障。

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從失控到掌控:一位患者的重生故事

喬什在17年前被確診腦積水,像許多患者一樣,他依賴一根將腦脊液引流至腹腔的分流器維持顱內(nèi)壓平衡。分流器如同大腦的“排水系統(tǒng)”,但隱患始終存在:一旦導(dǎo)管堵塞,腦脊液積聚將引發(fā)劇烈頭痛、惡心,甚至不可逆的神經(jīng)損傷。去年,一場突如其來的頭痛讓喬什在壁球場上幾乎癱倒,醫(yī)院檢查證實(shí)其分流器因堵塞而失效。更令人不安的是,這類突發(fā)情況可能隨時(shí)重演。

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如今,喬什的生活徹底改變。他作為Kitea臨床試驗(yàn)首批參與者,顱骨內(nèi)植入了一枚僅重0.3克的微型傳感器。該傳感器采用肖特Primoceler的Proteon?全玻璃封裝技術(shù),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測顱內(nèi)壓。植入物的數(shù)據(jù)通過一種稱為“魔杖”的外部設(shè)備讀取。該“魔杖”的上端有一個(gè)大環(huán),可以為植入物提供能量并傳輸信息,患者現(xiàn)在可以在幾秒鐘內(nèi)自行檢查腦壓。喬什說:“過去,頭痛意味著必須立即就醫(yī);現(xiàn)在,我可以通過配套應(yīng)用查看數(shù)據(jù),確認(rèn)是否需要聯(lián)系醫(yī)生?!边@種從“被動(dòng)應(yīng)對”到“主動(dòng)掌控”的轉(zhuǎn)變,源于玻璃科技與醫(yī)療需求的深度融合。

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腦積水的隱形戰(zhàn)場:為何現(xiàn)有技術(shù)難解困局?

全球每年有數(shù)十萬人因腦積水接受分流器植入手術(shù)治療,但這一解決方案遠(yuǎn)非完美。數(shù)據(jù)顯示,兒童患者分流器兩年內(nèi)失效率高達(dá)50%,成年患者也面臨頻繁更換的風(fēng)險(xiǎn)。更棘手的是,現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)時(shí)監(jiān)測顱內(nèi)壓變化,患者需借助核磁共振(MRI)或CT掃描確認(rèn)分流器狀態(tài),這不僅增加了就醫(yī)頻率,也給患者及其家屬帶來巨大的心理負(fù)擔(dān)。盡管約70%至80%的就診最終被證實(shí)為誤報(bào),但考慮到病情可能危及生命,任何異常都不容忽視。這種“高警覺、低準(zhǔn)確”的現(xiàn)狀凸顯了精準(zhǔn)監(jiān)測手段的迫切需求。

“分流器失效的代價(jià)不僅是高昂的醫(yī)療成本,更是患者與家屬的精神折磨?!眾W克蘭大學(xué)生理學(xué)教授西蒙·馬爾帕斯指出。作為Kitea聯(lián)合創(chuàng)始人,他深知傳統(tǒng)技術(shù)的局限:有線傳感器易引發(fā)感染,電池組件也占用寶貴顱骨空間,而鈦合金等材料難以滿足微型化需求。這些痛點(diǎn)催生了一個(gè)核心問題:如何將電源、傳感器與數(shù)據(jù)傳輸模塊集成至米粒大小的設(shè)備中?

玻璃:醫(yī)療植入物的“隱形守護(hù)者”

答案藏在一項(xiàng)看似矛盾的技術(shù)突破中 —— 用玻璃封裝精密電子元件。

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“玻璃是唯一能同時(shí)滿足生物相容性、耐用性與微型化需求的材料?!蔽髅山忉尩?。肖特Primoceler的Proteon?玻璃封裝技術(shù),通過激光微粘合工藝,在室溫下將傳感器密封于玻璃外殼內(nèi)。

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肖特Primoceler的Proteon?玻璃封裝技術(shù)三大獨(dú)特優(yōu)勢:

生物相容性:玻璃作為能長期與人體共存的材料,不會(huì)引發(fā)免疫反應(yīng),尤其適合直接接觸腦脊液的敏感環(huán)境。

微型化可能:玻璃可加工至微米級厚度,使傳感器體積盡可能地縮小,為顱骨內(nèi)植入騰出空間。

壓力感知精度:傳感器通過兩層玻璃間的金屬層電容變化測量壓力,其靈敏度遠(yuǎn)超鈦合金等材料。

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“我們的玻璃封裝技術(shù),能夠以最高的精度制造最小的植入物,最終形成一種密封且具有生物相容性的解決方案。Kitea將其視為創(chuàng)新設(shè)備開發(fā)的推動(dòng)因素,”肖特Primoceler Oy董事總經(jīng)理Ville Hevonkorpi總結(jié)道。

從實(shí)驗(yàn)室到臨床:一場正在進(jìn)行的革命

目前,Kitea的微傳感器正在奧克蘭進(jìn)行首次臨床試驗(yàn),涉及10名成人和10名兒童。“過去,患者為了進(jìn)行檢查,平均每年需要住院30天;現(xiàn)在,他們可以在家中完成大部分的監(jiān)測。”西蒙透露明年計(jì)劃在新西蘭和美國啟動(dòng)更大規(guī)模的試驗(yàn),目標(biāo)是通過美國FDA認(rèn)證。若獲批,這將是首款無需電池、無線傳輸?shù)哪X壓監(jiān)測植入物,這標(biāo)志著神經(jīng)調(diào)控領(lǐng)域從“機(jī)械時(shí)代”邁向“智能時(shí)代”。

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Kitea的突破僅僅是開始。西蒙團(tuán)隊(duì)正探索將該技術(shù)應(yīng)用于心臟壓力監(jiān)測領(lǐng)域。西蒙表示:“我們的芯片旨在測量腦部或心臟液體的壓力,這一關(guān)鍵參數(shù)可能受到遺傳疾病、心力衰竭、車禍或中風(fēng)等創(chuàng)傷事件的影響。利用這項(xiàng)技術(shù),我們可以直接監(jiān)測體內(nèi)壓力,并為醫(yī)生提供有價(jià)值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)更快、更精確的治療?!?/p>

人類對健康的理解,正從“事后治療”走向“實(shí)時(shí)對話”。這或許就是創(chuàng)新最動(dòng)人的模樣:以科技之精微,守護(hù)生命之廣闊。相信未來,玻璃 —— 這種擁有5000年歷史的材料,將以更多身份繼續(xù)參與人類對抗疾病的史詩。而肖特,始終是這場征程中值得信賴的伙伴。

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陳晨陳晨管理團(tuán)隊(duì)

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