能無痛注射的微針
肉眼幾乎不可見的“微針”有望讓我們進(jìn)入一個(gè)無痛注射和無痛血檢的新時(shí)代 。 無論是與注射器還是貼片連接 ， 微針都能避免與神經(jīng)末梢接觸 ， 從而避免產(chǎn)生痛覺 。 它可以穿透皮膚表層的死細(xì)胞 ， 到達(dá)由活細(xì)胞和間質(zhì)液組成的表皮 。 但是微針大多不能到達(dá)或只能勉強(qiáng)接觸到真皮層 。
許多微針注射器以及微針貼片已經(jīng)被應(yīng)用于疫苗注射 ， 還有更多的被用于糖尿病、癌癥以及神經(jīng)性疼痛療法的臨床試驗(yàn) 。 因?yàn)槲⑨樧⑸淦骰蛘呶⑨樫N片會(huì)將藥物直接注射進(jìn)表皮或真皮中 ， 所以它們能夠比常見的依靠皮膚擴(kuò)散的透皮貼劑更有效地遞送藥物 。 今年 ， 研究人員推出了一種用于治療皮膚疾?。ㄈ缗Ｆぐ_、疣和某些皮膚癌）的新技術(shù) 。
許多微針產(chǎn)品正朝著商業(yè)化的方向發(fā)展 ， 這些產(chǎn)品能快速、無痛地抽取血液或間質(zhì)液 ， 用于疾病診斷或監(jiān)測健康狀況 。 如果將針頭連接到生物傳感器上 ， 則該設(shè)備可以在幾分鐘之內(nèi)直接測量指示健康或疾病狀態(tài)的生物標(biāo)志物 。
有些微針產(chǎn)品能讓使用者在家中抽取樣本 ， 然后郵寄到實(shí)驗(yàn)室或是直接在家進(jìn)行分析 。 這種方法可以幫助我們更好地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療 。 微針還可用于在醫(yī)療服務(wù)匱乏的地區(qū)進(jìn)行診斷檢測和治療 。 隨著研究人員設(shè)計(jì)出將其用于皮膚以外器官的方法 ， 微針技術(shù)也會(huì)產(chǎn)生新的用途 。
讓二氧化碳變成可用材料
我們?cè)谥圃煸S多化學(xué)產(chǎn)品時(shí) ， 都需要消耗化石燃料 ， 這個(gè)過程會(huì)造成大量二氧化碳排放 ， 導(dǎo)致氣候變化 。 現(xiàn)在有一種利用陽光將廢棄二氧化碳轉(zhuǎn)化為化學(xué)產(chǎn)品的新方法 ， 它有可能通過以下兩方面減少二氧化碳的排放：將不需要的氣體作為生產(chǎn)原材料；將陽光而不是化石燃料于為生產(chǎn)所需的能源 。
近年來 ， 研究人員開發(fā)了能打破二氧化碳中碳氧雙鍵的光催化劑 。 這是創(chuàng)建“太陽能”精煉廠的關(guān)鍵一步 ， 這種精煉廠可利用廢氣生產(chǎn)有用的化合物 ， 包括可用作合成藥品、洗滌劑、化肥和紡織品的原料的各種分子 。 光催化劑通常是半導(dǎo)體 ， 需要高能紫外線才能產(chǎn)生參與轉(zhuǎn)化二氧化碳的電子 。 然而 ， 紫外線不僅稀缺（僅占陽光的5%） ， 而且對(duì)健康有害 。 現(xiàn)在 ， 一些經(jīng)過改造的催化劑只需要可見光就能生產(chǎn)出廣泛使用的化學(xué)物質(zhì) ， 例如甲醇、甲醛和甲酸 。 這些化學(xué)原料在粘合劑、泡沫劑、膠合板、櫥柜、地板和消毒劑的生產(chǎn)中起著重要的作用 。
一些新興企業(yè)正在研究另一種將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用物質(zhì)的方法 ， 即施加電能以驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng) 。 如果電力來自化石燃料燃燒 ， 那么使用電力為反應(yīng)供電 ， 顯然不如使用陽光對(duì)環(huán)境友好 ， 而依靠光伏發(fā)電可能能夠克服這種缺點(diǎn) 。
將來 ， 化學(xué)工業(yè)將能夠把廢棄的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品 ， 朝著真正無浪費(fèi)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)邁進(jìn)一步 ， 并幫助實(shí)現(xiàn)負(fù)排放的目標(biāo) 。
虛擬病人加速醫(yī)學(xué)研發(fā)
在虛擬的人體器官或人體系統(tǒng)上測試藥物和療法的有效性 ， 進(jìn)而能夠準(zhǔn)確預(yù)測真實(shí)的人體對(duì)疾病治療的反應(yīng) ， 這些都是“計(jì)算機(jī)模擬醫(yī)學(xué)”的優(yōu)勢 。 計(jì)算機(jī)模擬人體試驗(yàn)可以降低初步評(píng)估的時(shí)間與金錢成本 ， 同時(shí)大大減少了志愿者的數(shù)量 。
虛擬器官的建模過程首先需要得到真實(shí)人體器官的非侵入性、高分辨率成像圖 ， 當(dāng)研究者從中獲得人體解剖學(xué)數(shù)據(jù)后 ， 再將數(shù)據(jù)輸入復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型中 ， 就能完成對(duì)該人體器官功能的模擬 。 隨后 ， 強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)得以生成在外觀和行為上與真實(shí)人體器官相似度極高的虛擬器官 。 現(xiàn)在 ， FDA正在使用計(jì)算機(jī)模擬代替真實(shí)人體 ， 來評(píng)估新的乳房攝影術(shù)系統(tǒng) 。
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