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一种含有胰岛素产生细胞和电子控制单元的装置被植入糖尿病患者体内。 一旦患者吃了东西，血糖上升，他们可以使用智能手机上的应用程序来触发电信号，或者如果提前输入了饭菜，他们可以预先配置应用程序自动执行这一操作。 不久之后，细胞就会释放出所需数量的胰岛素，以调节患者的血糖水平。 这听起来可能像科幻小说，但可能很快就会变成现实。 由巴塞尔生物系统科学与工程系生物技术和生物工程教授马丁·福森格(Martin Fussenegger)领导的一个研究小组，在“科学”(Science)杂志的一篇新论文中展示了他们的这种植入物的原型。 他们的研究首次研究了基因表达是如何通过电信号直接激活和调节的。 当在老鼠身上测试他们的方法时，研究人员证实它工作得很完美。 巴塞尔的科学家在开发基因网络和植入物方面拥有丰富的经验，这些网络和植入物对人体的特定生理状态做出反应，例如血脂水平过高或血糖水平过低。 虽然这样的网络会对生化刺激做出反应，但它们也可以受到其他外部影响(如光)的控制。 Fussenegger说：“很长一段时间以来，我们一直想用电力直接控制基因表达；现在我们终于成功了。” 电路板和电池容器持有密钥。 研究人员设计的植入物由几个部分组成。 一方面，它有一个印刷电路板(PCB)，容纳接收器和控制电子设备；另一边是一个装有人体细胞的胶囊。 将PCB连接到电池容器的是一根微小的电缆。 来自身体外部的无线电信号激活植入物中的电子设备，然后电子设备直接将电信号传输到细胞。 电信号刺激钙和钾通道的特殊组合，进而在控制胰岛素基因的细胞中触发信号级联。 随后，细胞机械将胰岛素加载到电信号引起的囊泡中，使其与细胞膜融合，在几分钟内释放胰岛素。 即将到来：身体的互联网。 Fussenegger在这一最新发展中看到了几个好处。 “我们的植入物可能与网络世界相连，”他解释说。 医生或患者可以使用APP直接干预并触发胰岛素的产生，一旦植入物传输了必要的生理数据，他们也可以通过互联网远程进行这一操作。 Fussenegger说：“这种设备将使人们能够完全融入数字世界，成为物联网--甚至是身体互联网的一部分。” 当谈到黑客攻击的潜在风险时，他持冷静的态度：“人们已经佩戴了理论上容易受到网络攻击的起搏器，但这些设备有足够的保护。这也是我们必须在植入物中加入的东西，”他表示。 就目前情况而言，他认为最大的挑战是在基因方面。 为了确保不会对细胞和基因造成损害，他和他的团队需要对可以使用的最大电流进行进一步的研究。 研究人员还必须优化电子设备和电池之间的连接。 要克服的最后一个障碍是找到一种新的、更容易、更方便的方法来更换植入物中使用的细胞，这是大约每三周必须做的事情。 在他们的实验中，Fussenegger和他的研究团队将两个填充颈部连接到他们的原型上，以替换细胞；他们希望找到更实用的解决方案。 然而，在他们的系统可以用于人类之前，它仍然必须通过一系列的临床测试。 参考文献 Krawczyk K et al. Electrogenetic  版权作品，未经PaperRSS书面授权，严禁转载，违者将被追究法律责任。 PaperRSS，关注生命科学，高校院所科研进展。 |
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