對于芯片，人們的第一印象就是同高科技的電子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)等聯(lián)系起來，但是在人體內(nèi)植入芯片，這是人們之前不敢想象的。
今年3月份，瑞士一家研究機(jī)構(gòu)宣布研發(fā)出了一種可以植入人體皮膚組織下的微型芯片，這種芯片可以用來監(jiān)測人體的健康狀況，提前預(yù)警疾病的發(fā)生。
據(jù)介紹，這個被研究人員稱為“微型血液實(shí)驗(yàn)室”的小型芯片只有14毫米長，雖然體積很小，但是上面整合了5個傳感器、1個無線電傳輸設(shè)備和1個電力交換系統(tǒng)。它被植入人體后，會使用傳感器來監(jiān)測使用者的身體狀況，當(dāng)健康狀況發(fā)生變化時，會及時借助手機(jī)信號通知醫(yī)生。無獨(dú)有偶，美國軍方也開始計(jì)劃將類似的小型傳感器植入士兵體內(nèi)，用以監(jiān)測士兵的身體健康狀況，及時作出預(yù)警。
將電子芯片植入人體，這種技術(shù)究竟能不能廣泛推廣呢?未來，隨著人們對健康越來越重視，帶著芯片生活是否成為大勢所趨?
生物芯片目前“壽命”最長15天
如果靠植入芯片來監(jiān)測健康狀況，那芯片是如何工作的呢?天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院副主任、美國電氣和電子工程師協(xié)會會員鄒強(qiáng)博士介紹：“目前，基于RFID(射頻電子識別標(biāo)簽)技術(shù)與微/納米集成電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)的微型芯片是最新、最流行的信息識別系統(tǒng)之一。一般而言，這些微型芯片被用于存儲和傳遞與特定的某個生物或某樣?xùn)|西相關(guān)的信息。它們可以通過注射或外科手術(shù)的手段植入、臨時地插入或只是簡單地貼附在一個物體上。”鄒強(qiáng)說，對于生物技術(shù)領(lǐng)域而言，生物內(nèi)嵌入式微型芯片會通過芯片表面的功能傳感器，將芯片和生物體環(huán)境交互的物理、化學(xué)等反應(yīng)信息，通過閱讀器對芯片電路的讀取操作，實(shí)現(xiàn)信息無線的交互與傳遞。對于前文提到的植入芯片，其安裝的傳感器會對人體內(nèi)的不同物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)人的健康狀況發(fā)生變化時，一些相對應(yīng)的物質(zhì)也會發(fā)生變化，而傳感器發(fā)現(xiàn)這些變化后，就可以判定身體是否處于患病的風(fēng)險中，并及早向人發(fā)出預(yù)警，防患于未然。
要想對人體內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，單憑電子元器件還不行，還需要其他科技手段的幫助。在新聞報(bào)道中，瑞士的科學(xué)家表示，在這種植入芯片傳感器表面都附著酶類物質(zhì)，以此來幫助傳感器在人體內(nèi)工作。目前，這種芯片還有一個壽命問題尚待解決。在接受采訪時，鄒強(qiáng)強(qiáng)調(diào)：“(這種植入體內(nèi)的)以表面附著活性酶作為傳感器工作的微型芯片，在人體內(nèi)只能短時間存留工作，約為7-15天，原因在于活性酶的壽命問題。這是由活性酶自身的特性所決定的，酶一旦失去活性，傳感器也就不能繼續(xù)工作，這個芯片的使命也就宣告終結(jié)了。如果想要延長其在人體內(nèi)的存留工作時間，唯一的辦法就是找到可替代生物活性酶的納米微型傳感器。”
體內(nèi)植入芯片安全性尚難保證
作為一個新興的高科技產(chǎn)品，植入芯片雖然已經(jīng)能夠制作出來，但這并不意味著短時間內(nèi)就能夠投入使用。據(jù)研究人員估計(jì)，這種芯片距離上市還需要大約四年時間，其間還要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)和測試。
制約這種技術(shù)的瓶頸是什么，有哪些問題是亟待解決的呢?鄒強(qiáng)回答說：“除了上述的壽命問題外，制約植入芯片發(fā)展的瓶頸主要有三點(diǎn)。首先是能源的供給和信息的傳遞問題。芯片若能自帶電池能源系統(tǒng)，信息傳輸距離可以較遠(yuǎn)，但是電池能源系統(tǒng)的壽命會影響芯片工作的穩(wěn)定性。相反，沒有電池能源系統(tǒng)，微型芯片可傳遞信息的距離就較短，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的信息監(jiān)控。其次是內(nèi)嵌式芯片器件的生物兼容性問題，生物體的免疫系統(tǒng)作為恪盡職守的衛(wèi)士會對一切"異物"產(chǎn)生排異反應(yīng)，同時，微型芯片自身的各種有機(jī)或無機(jī)組分的釋放，都可能造成生物體的"中毒"現(xiàn)象，這種情況會對人體帶來什么樣的影響，目前還沒有一個確定的結(jié)論。最后是微型芯片在生物體這種復(fù)雜環(huán)境中工作的性能可靠性問題。對于微型芯片而言，生物體是非常惡劣的工作環(huán)境，且處于實(shí)時變化的過程中，因此器件的工作可靠性與性能優(yōu)化問題也非常重要。”
更多人對于植入芯片的擔(dān)憂還是它是否真能起到監(jiān)測健康的作用以及安全問題在身體里植入一片小金屬，會不會反而影響身體健康?對此，天津市第一中心醫(yī)院健康體檢科主任張莉在接受采訪時表示：“目前，我們采用的體檢手段主要是針對疾病的早期預(yù)測，幾乎所有疾病的早期檢查都能夠進(jìn)行，而想要通過一個小小的芯片來監(jiān)測人體的所有健康數(shù)據(jù)，從醫(yī)生的角度來看，還是不太現(xiàn)實(shí)的。另外，這種新的技術(shù)目前還沒有進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)，是不是對所有人都有效及其可靠性等，都需要進(jìn)行測試之后才能投入使用。最后，這種植入芯片畢竟同人體組織的性狀是不同的，它的生物兼容性如何，植入體內(nèi)會不會由于各種原因而對人體造成危害，這些都要經(jīng)過長期的臨床測試。就現(xiàn)有材料來看，我們只能說，用植入芯片來監(jiān)測人類健康的想法是非常好的，它的出現(xiàn)可以減少病患就醫(yī)的時間，幫助醫(yī)生提高診斷的效率。但是，任何新科技的產(chǎn)生和發(fā)展都需要一個漫長而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笞C過程。”