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MIT研发智能植入装置,可自动释放低血糖救命药物

网易科技报道2025-07-23 00:00:027616人阅读

7月22日(星期二)消息,国外知名科学网站的主要内容如下:

《自然》网站(www.nature.com)

50美元解锁大脑奥秘:亚非两洲最大脑电数据库诞生

一支由印度和坦桑尼亚24名无经验人员组成的团队,成功利用便携式设备在两国的学校、办公室和露天场所收集了近8000人的脑电活动数据,创建了非洲和亚洲最大规模的同类数据库。该研究于最近发表在《eNeuro》上,旨在推动脑科学在低收入和中等收入国家(LMICs)的发展,这些地区长期在神经科学研究中代表性不足。

传统脑研究多依赖昂贵的实验室设备,且主要针对西方工业化人群。相比之下,低收入和中等收入国家的研究常受限于资金、技术和参与者招募难题。为解决这些问题,研究团队在印度和坦桑尼亚各培训了12名非专业人员,指导他们使用配备16个电极的便携式脑电图(EEG)设备采集数据。在30周内,这些受训人员成功记录了不同社会背景人群的脑电活动,包括都市上班族和坦桑尼亚哈扎比狩猎采集部落成员。参与者还提供了医疗史、心理健康、生活方式等多方面信息的调查数据。

研究团队表示,EEG技术的便携性和低成本使其非常适合跨人群研究。数据质量与实验室记录相当,而每人次成本不足50美元,远低于传统脑成像研究。这些数据将帮助研究者探索环境对脑生理的影响,以及脑生理差异与心理状态的关系。这一低成本方法有望推动全球脑科学研究的均衡发展。

《科学通讯》网站(www.sciencenews.org)

空气污染vs烟草:科学家发现两者致癌途径类似

最新研究表明,空气污染可能促使肺细胞癌变,即使对于从未吸烟的人群也是如此。科学家在《自然》(Nature)杂志发表的研究中指出,高污染地区的居民可能因DNA(脱氧核糖核酸)损伤而增加风险,这些损伤包括破坏抑癌基因的突变。

全球每年约有250万新增肺癌病例,预计到2050年可能超过450万。虽然吸烟是主要诱因,但约25%的病例发生在非吸烟者中,而空气污染可能是重要因素。高污染地区的肺癌发病率通常更高。为探究机制,加州大学圣地亚哥分校和美国国家癌症研究所的团队分析了近900名非吸烟肺癌患者的DNA数据,并结合其居住地的污染水平进行评估。结果显示,意大利米兰、美国纽约等高污染城市患者的肺癌突变数量显著多于农村地区。

人体细胞内的基因组由约60亿个DNA碱基对组成,基因组中过多碱基对的改变或突变可能扰乱这些指令,并损害重要的抑癌基因,如TP53。研究发现,高污染地区患者的某些突变与吸烟者体内的突变高度相似,表明空气污染和烟草烟雾可能通过类似途径损害DNA。

目前,研究团队正进一步探索电子烟和大麻对基因组的影响。这些行为属于可干预的风险因素,而空气污染暴露则更难以避免。这一发现进一步强调了治理空气污染的紧迫性。

《每日科学》网站(www.sciencedaily.com)

扭转DNA造出神奇纳米晶格:未来芯片、超材料的颠覆性突破

研究人员通过先进的DNA纳米技术,成功创建了新型莫尔超晶格结构。当两个周期性DNA晶格以微小旋转或偏移重叠时,会形成具有独特物理特性的干涉图案。这一突破由德国斯图加特大学和马克斯·普朗克固体研究所合作完成,相关成果发表在《自然·纳米技术》(Nature Nanotechnology)杂志上。

传统莫尔超晶格的制备依赖复杂的机械堆叠和精密对准,而新方法采用自下而上的自组装策略。研究团队将超晶格的几何参数(如旋转角度、晶格间距和对称性)直接编码到DNA分子设计中,使其在溶液中自主组装成精确的二维或三维结构。这种技术避免了传统方法的繁琐步骤,并实现了纳米级精度的可控构建。

莫尔超晶格此前主要在原子尺度或光子尺度被研究,而中间纳米尺度(兼具分子可编程性和材料功能性)一直难以突破。斯图加特大学的研究团队结合DNA折纸术和单链砖块(SST)组装技术,成功填补了这一空白。他们构建了单元尺寸小至2.2纳米的微米级超晶格,并实现了扭转角度可调和多种晶格对称性(如方形、笼目和蜂窝结构)。此外,团队还开发了梯度莫尔超晶格,其扭转角度和周期可沿结构连续变化。透射电子显微镜观察显示,这些结构与设计参数高度吻合。

这项技术的应用前景广阔。例如,超晶格可作为纳米尺度元件的支架,精确排列荧光分子、金属纳米颗粒或半导体;经化学固化后,可制成具有可调谐振动响应的声子晶体或机械超材料;其梯度结构还可用于光学器件,调控光或声波的传播路径。此外,DNA的自旋过滤特性使该结构有望用于自旋电子学研究,为拓扑自旋传输提供可编程平台。

这一突破不仅简化了超晶格的制备流程,更拓展了纳米材料的创新设计空间,有望在分子工程、纳米光子学和材料科学等领域带来深远影响。

《赛特科技日报》网站(https://scitechdaily.com)

研发智能植入装置,让糖尿病患者告别致命危机

美国麻省理工学院(MIT)的工程师开发了一种可植入皮下的微型装置,用于应对1型糖尿病患者的低血糖危机。该装置能在血糖降至危险水平时自动释放胰高血糖素,避免危及生命的状况发生。

低血糖是1型糖尿病患者的常见风险,可能导致意识模糊、癫痫甚至死亡。传统治疗依赖患者自行注射胰高血糖素,但夜间或儿童患者往往难以察觉症状并及时应对。MIT团队设计的装置大小如一枚硬币,采用3D打印聚合物储库和形状记忆合金密封技术。当体温加热至40摄氏度时,合金变形释放药物。

装置支持无线触发,可与血糖监测仪联动,实现全自动应急响应。动物实验中,植入糖尿病小鼠体内的装置在10分钟内稳定了血糖水平。研究还验证了该技术应用于肾上腺素递送的潜力,为心脏病或过敏急救提供新思路。

目前装置植入时间最长为4周,团队计划延长至1年以上。尽管植入物可能被纤维组织包裹,但释药功能未受影响。下一步将推进动物实验,并计划三年内开展临床试验。

这一突破不仅为糖尿病患者提供了更可靠的低血糖防护,还可能革新急救药物的递送方式。研究成果已发表于《自然·生物医学工程》(Nature Biomedical Engineering)期刊。(刘春)

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