尋夢新聞LINE@每日推播熱門推薦文章,趣聞不漏接❤️
【獵雲網(微信號:)】12月28日報導 (編譯:葉展盛)
目前的健身手環和心率檢測器產品已經比較完善,但如果你要記錄身體內部的活動,這些產品尚且無法讓我們滿意。Lota Biosciences的毫米級傳感器能長時間地留在人體內部,通過無線的方式傳輸數據,今日這家公司獲得了1500萬美元A輪融資。
這支團隊來自伯克利加州大學,其聯合創始人Jose Carmena和Michel Maharbiz曾致力於改善微電極的工作狀況。這類設備已經在醫學和實驗科學的各個領域得到應用,主要用於檢測和刺激神經及肌肉組織。例如腦部微電極陣列可以檢測到腦部疾病的早期信號,心臟附近的電極可以精準地監測心率。
盡管名字叫「微電極」,但它還不夠小。它通常用於那些更大型的機器上,由於自身的多個原因,微電極在人體內部的停留時間很少能超過1星期。
要縮小電極的尺寸,製造技術和能源供應是兩個主要問題。兩位創始人就想,為何不設計一種更好的產品?
Carmena表示:「我們首先想到的是一種非固定式的腦部傳感器發射節點,並通過射頻(RF)來供能。」但很快就出現了一個基礎性的問題,射頻無線電磁波的波長較長(從數十公分到數十米不等),需要一根較大的天線才能接收,而天線的尺寸導致它無法在血液中流動,因此沒有實用價值。「這比我們預期的產品,大了整整兩個量級。」他回憶道。
但隨後不久,Maharbiz靈光一現,解決了這個問題。「聽起來,你可能不相信,這個靈感出現時,我正在一處停車場里。我就是想到這件事,然後一切就解決了。」他說道。
聲波供能
讀者可能比較熟悉超聲波,這種診斷工具可以幫助醫生繪制孕婦的體內圖像——或者說它更像是一種測距工具,能在遇到物體後發生反射。但最近這種技術又被開發出一種新用途。
相比之前提到的射頻無線電磁波,超聲波的波長則是微米級的,也就是說超聲波天線對它的捕捉效率非常高。這意味著超聲波天線可以獲取足夠的能量來維持傳感器的工作。
除此之外,通過之前的超聲波診斷技術,我們可以想像超聲波會直接穿過我們的體液,相比之下電磁波會被這些富含離子、鹽類的體液吸收。「超聲波不會這樣,對它而言,你就像塊果凍,它會直接穿過。」 Maharbiz說道。
利用這種技術,設備的構造會變簡單,尺寸也會非常小。它的一端是壓電晶體,能將動能(這里動能源於超聲波)轉換為電能,中央是一塊微型晶片,周圍包裹著一圈電極。
由於它非常小,因此可以附著在神經或肌肉纖維上。當設備被超聲波束激活後,電極間就會形成電壓,其內部的電流大小受生物組織電波活動的影響。這些變化可以通過超聲波脈沖反射的方式反應出來,信號接收器可以通過這些變化逆推出生理電壓的變化。
簡單地說,超聲波會給傳感器提供能量,並在反射回來後發生輕微的變化,變化量取決於神經或肌肉的活動。你只需要持續發射穩定的超聲波脈沖,那麼系統就能輕鬆搜集到精準的數據。
這些傳感器節點會被裝在容器內部(容器的材料不易發生反應),安全地植入體內,植入數量可以是一個,也可以是十幾個,它能檢測心肌纖維的活動,也能控制義肢。由於它能產生電壓,因此也可用於治療。
這里要指出的是,這種產品還沒有被用於腦部。盡管它也沒說無法在中樞神經系統工作,但它的尺寸肯定要更小,進行的試驗也會更複雜。它首先會被用於外圍神經系統。
但在此之前,它需要獲得美國食品藥品監督管理局(FDA)的認證。
醫療科技的漫漫長路
任何一種東西剛剛發明時,不可能立即得到推廣。尤其是這種植入人體的電子設備,它更要經過嚴格的審查,才能投入試驗和實用。
相比之下lota比較幸運,它不像同行那樣還要安裝一塊電池。它的供能、信息傳遞都是通過超聲波完成的,數十年的研究已經確保了這種技術的安全性。
「FDA已經明確規定了人體所能承受超聲波的平均功率和極限功率,我們和危險的頻段及功率都相距甚遠,也沒有用到什麼罕見的技術或材料。持續的低功率超聲波並不會給我們帶來什麼影響。」 Maharbiz解釋道。而且相比其它植入設備,lota傳感器的拆除也更加簡單。它可以通過腹腔鏡或微創手術取出。
這都是lota的優勢所在,但實驗不能急於一時。其團隊的工作始於2013年,相比其他公司,它已經遙遙領先。為了盡早進入人體試驗階段,lota獲得了這次融資,投資方包括Horizons Ventures、Astellas、Bold Capital Partners、Ironfire和Shanda。本輪融資於5月完成,直到今天才公布。
這次融資將幫助公司節約近18個月的時間,以盡快將用於生產的產品版本提交給FDA,從而獲取更多融資,以支持未來幾年的試驗。