9、人体遥测新技术：可植入医疗设备的发展与挑战

人体遥测新技术：可植入医疗设备的发展与挑战

个性化治疗的兴起

传统上，根据基因易感性对患者进行筛查和分组的方法，并未得到肿瘤学家的广泛关注。因为即便对患者进行分组，相同的治疗方法在同一患者群体中仍可能产生截然不同甚至不良的治疗效果。为解决这一问题，近年来兴起了一种先进的治疗理念——对每位患者进行全面的个性化治疗。

个性化治疗的核心在于直接监测患者的个人参数，涵盖与疾病相关的生物标志物以及血液中药物化合物的有效含量。以I型糖尿病患者为例，他们的胰腺无法正常调节血糖水平，因此需要频繁注射胰岛素。在注射胰岛素之前，患者会先测量血糖值，然后根据血糖水平注射适量的胰岛素。这种基于疾病标志物测量和相应治疗化合物注射的反馈控制回路，不仅可用于糖尿病治疗，还能推广到其他需要药物治疗的常见疾病中。此外，频繁或持续监测患者血液中的药物含量，有助于避免或减少因药物剂量过高而产生的副作用。

多代谢物监测的需求

过去20年里，可植入生物传感器和可植入泵备受关注。研究人员在可植入生物传感器的设计、制造、测试和商业化方面投入了大量精力，开发出了多种类型的传感器，如压力传感器、温度传感器、葡萄糖监测设备和乳酸监测设备等。同时，可植入泵也得到了广泛研究，包括用于糖尿病患者的胰岛素泵和用于持续释放化疗药物的设备。近年来，可植入泵和传感器的概念相结合，形成了可植入闭环系统，用于葡萄糖传感和胰岛素输送。这一理念还可进一步扩展，通过监测人体新陈代谢并自动提供生理调节，实现人造器官的功能。

人体新陈代谢远比简单的血糖监测和胰岛素供应复杂。人体胰腺包含多种细胞，可分泌胰岛素、胰高血糖素、生长抑素、胰多肽等多种分子。因此，为了全面监测人体新陈代谢，需要测量多种分子。此外，如果要输送和