未来医学：微芯片技术追踪“智能药丸”

加州理工大学的科学家开发了一款微型体内定位设备，《Nature Biomedical Engineering》报道这项最新发明。这项新技术的独特之处在于，它能在人体内被精确定位。

　　

生物通报道：“在人体内部游走的微型定位设备，挑战着生物医学工程的极限，”电子工程和医学工程教授Azita Emami说。他与化学工程副教授Mikhail Shapiro等课题组成员合作完成了这一挑战。文章一作是加州理工学院10界硕士和17界博士研究生Manuel Monge博士，合作者还有Shapiro实验室的Audrey Lee-Gosselin。

这款被称作ATOMS（addressable transmitters operated as magnetic spins的简称）的新硅-芯片定位系统借鉴了磁共振成像（MRI）原理。微芯片是外来的装置，包含一组集成传感器、谐振器和无线传输设备，能模拟人体原子的磁共振属性。大小仅为1美分硬币的1/250。

Shapiro说：“MRI成像的 一个关键原理是磁场梯度使两个不同位置的原子产生两个不同频率的共振，我们希望能用一个组合集成电路来体现这一原则，让人很容易地分辨它们的位置。”

Emami说：“这个设备的尺寸和功耗都必须尽可能的小，我们必须谨慎地平衡设备尺寸、消耗功率和体内定位准确度等综合变量。”

虽然目前只是初步研究，但终有一天，微型机器人将参与人类胃肠道、血液、脑等组织的监管和pH值、体温、血压、血糖等健康指标的检测，并将这些信息实时传递给医生。甚至，还能指导药物释放。

1966年的一部科幻电影《Fantastic Voyage》，微缩的潜艇在病人静脉里航行，终将成为了现实。

《Fantastic Voyage》剧照

正如Shapiro所说“你不仅能发送一艘潜艇，还可以发送整个舰队，几十个微型芯片在身体里游走，芯片虽然完全相同，但ATOMS设备能区分并控制每一个芯片的位置。”

该芯片的最终原型版本已经通过小鼠体内测试。下一步是开发既能定位又能感知身体状态的升级版本。

“我们想创造一种可以替代胃肠镜的设备，不仅能告诉我们它在哪个部位，还能传达各部位的活动信息。”

原文标题：Localization of Microscale Devices In Vivo using Addressable Transmitters Operated as Magnetic Spins

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