DARPA发布“生物电子组织再生”项目

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2月6日，DARPA生物技术办公室发布“生物电子组织再生”（BETR）项目，旨在开发可加速身体自然愈合，实现伤口更快恢复，减少并发症的生物电子技术，实现复杂伤口的智能治疗。BETR项目为期4年，将于3月1日举办提议者日活动。

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项目背景

爆炸伤和烧伤等会对作战人员的骨骼、皮肤和神经造成严重伤害，需要数月至数年恢复，且恢复结果并不理想。这种漫长且有限的愈合过程意味着作战人员要遭受长期疼痛和生活困难，并且降低了部队的军事准备。

目前的医疗措施为身体提供条件和时间，在组织具备再生能力时自行愈合或接受移植并愈合。常用干预措施包括骨折固定、韧带移植以及非再生组织的供体器官替换。但这些都是被动愈合，往往导致愈合缓慢、愈合不完全与疤痕或完全不愈合。研究表明，23%爆炸伤不能完全愈合，近2/3的军事创伤由于异位骨化使得软组织生长异常，极大限制患者的未来行动。

近期实验性疗法为伤口快速恢复带来了希望，但性质上并无变化。如“智能绷带”使用持续微弱电场或局部输送药物进行伤口恢复，或利用带药物的水凝胶支架吸收病人干细胞，在脱细胞组织中接种病人供体细胞来避免免疫系统排斥。这些新方法能促进非再生组织的生长，但不能完全适应伤口的不断变化，对伤口恢复的作用有限。DARPA认为，可以扩展和整合生物传感器、执行器和人工智能技术的最新进展，应用于军事医学领域，显著改善创伤组织再生。

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研究内容

近期的再生技术关注伤口感染后的pH水平或温度变化等来触发治疗，但这些研究只是监测细菌引起的组织变化。DARPA计划使用光学、生物化学、生物电子或机械信号来监测人体的生理过程，刺激生理过程使其受控，加速愈合或避免疤痕或其他异常愈合。BETR项目将开发一种闭环自适应系统，一是可以评估伤口状态和跟踪身体对干预措施反应的传感器；二是在空间和时间上能够精确传递生化和生物物理信号并能影响愈合的生物执行器；三是开发数据处理、建模和确定干预措施的适应性学习方法。一旦研发成功，BETR系统将能更快地治愈顽固伤口，获得无疤痕愈合或将异常愈合定向到更有益途径。BETR技术将突破传统伤口治疗或新兴技术。

伤口环境不断变化，随着细胞与组织的沟通和尝试修复，病情迅速变化。理想治疗方法应能够感知、处理和应对伤口状态的变化，并干预这些变化以加速伤口康复。例如可以干预组织的免疫反应调节，为伤口获取必要的细胞或指导组织的干细胞分化来加速伤口愈合。BETR是动态、适应性和精确的人体治疗方法，能够瞬间适应伤口状态，为受伤作战人员提供更强的恢复力。伤口的适应性疗法非常重要，例如，抗生素治疗伤口感染有效，但完全消灭天然微生物群会削弱愈合，对伤口状态无反馈的抗生素治疗可能并不奏效。

研发团队将包括生物电子学、人工智能、生物传感器、组织工程和细胞再生等专业人员。此外，DARPA鼓励骨整合手术后愈合的解决建议，支持受伤士兵使用先进假肢。

来源：DARPA网站/图片来自互联网