美国院士用智能眼镜监控器官芯片

最近，来自哈佛医学院布莱根妇女医院、麻省理工学院等处的研究人员，开发出了一种智能眼镜，来远程监视和控制模拟人体生理系统的设备。这种设备被称为“器官芯片”，可让研究人员在实验室设置中，以很高的精度，测试药物化合物和预测生理反应。

　　

生物通报道：《碟中谍4》中有这样一个片段不知道大家是否还有印象，特工利用安装在眼睛上的智能隐形眼镜来寻找和锁定目标人物。有人曾预言这项技术在20年内都不会实现，但事实是已经有人在研究它了。

谷歌眼镜（Google Glass）是由谷歌公司于2012年4月发布的一款“拓展现实”眼镜，它具有和智能手机一样的功能，可以通过声音控制拍照、视频通话和辨明方向，以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等。

谷歌眼镜作为目前最酷的可穿戴数码设备，已有研究将其应用于人类健康科学。2014年3月，研究人员在美国化学学会期刊《ACS Nano》上报告称，他们创造出一种允许谷歌眼镜佩戴者连续拍摄基于免疫学诊断测试的照片的应用程序。这些照片会立刻被传送至中央计算机服务器。之后，服务器上的软件会处理图片信息，确定诊断结果，并将结果传回给佩戴者。因为谷歌眼镜也传输了位置信息，该方法同样适用于绘制被检测疾病的传播路径。（谷歌眼镜或可追踪疾病）

2014年9月，由麻省理工学院媒体实验室和佐治亚理工学院交互计算学院的若干名研究人员组成的团队在进行一个名叫BioGlass的研究项目，该项目主要利用谷歌眼镜内置的传感器(包括加速器、陀螺仪和摄像头等)来监测佩戴者的心率和呼吸速率等体征值，从而对用户的生命状态进行全方位分析。（谷歌眼镜将能监测生命体征）

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最近，来自哈佛医学院布莱根妇女医院（BWH）、麻省理工学院等处的研究人员，开发出了硬件和软件，来远程监视和控制模拟人体生理系统的设备。这种设备被称为“器官芯片”，可让研究人员在实验室设置中，以很高的精度，测试药物化合物和预测生理反应。但是，监测来自传统台式电脑的这种实验结果，有几个局限性，特别是，结果必须是在数小时、数天甚至数周的过程中进行监测。

谷歌眼镜这种可穿戴技术，给研究人员提供了一个免提的、灵活的监测系统。为了使谷歌眼镜能达到他们的目的，Shrike Zhang等人定制开发了硬件和软件，利用语音控制命令（“ok glass”）和其他功能，不仅监测、而且也远程控制他们的肝脏芯片和心脏芯片系统。利用眼镜遥控激活的阀门，该研究小组将药物化合物引入到肝脏类器官上，并收集结果。他们的研究结果发表在本周的《Scientific Reports》杂志。

本文资深作者是BWH生物材料创新研究中心主任Ali Khademhosseini教授，他是美国医学生物工程研究院院士、IEEE-EMBS生物纳米技术委员会主席。曾在国际期刊发表科研论文400余篇，包括在顶尖杂志发表文章70余篇，专著及章节60部，专利20余项；论文SCI被引次数高达19000余次，H-index指数74；受邀在国际会议上作大会报告和主题报告等250余次；研究成果获得了30多项国家及国际大奖。作为世界顶尖青年学者之一，阿里教授被评选为世界TR35青年创新人物。Ali教授指出：“我们相信，这样的一个平台，在生物医学领域有着广泛的应用，并可能进一步扩展到医疗保健设置中，远程监控和控制，可以使实验过程更安全和更有效。”

本文第一作者、BWH生物医学部的Shrike Zhang博士表示：“在威胁人的生命的实验条件的情况下，这显得尤为重要，例如，涉及高致病性细菌或病毒或放射性物质的工作。”

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Google Glass-Directed Monitoring and Control of Microfluidic Biosensors and Actuators
Abstract：Google Glass is a recently designed wearable device capable of displaying information in a smartphone-like hands-free format by wireless communication. The Glass also provides convenient control over remote devices, primarily enabled by voice recognition commands. These unique features of the Google Glass make it useful for medical and biomedical applications where hands-free experiences are strongly preferred. Here, we report for the first time, an integral set of hardware, firmware, software, and Glassware that enabled wireless transmission of sensor data onto the Google Glass for on-demand data visualization and real-time analysis. Additionally, the platform allowed the user to control outputs entered through the Glass, therefore achieving bi-directional Glass-device interfacing. Using this versatile platform, we demonstrated its capability in monitoring physical and physiological parameters such as temperature, pH, and morphology of liver- and heart-on-chips. Furthermore, we showed the capability to remotely introduce pharmaceutical compounds into a microfluidic human primary liver bioreactor at desired time points while monitoring their effects through the Glass. We believe that such an innovative platform, along with its concept, has set up a premise in wearable monitoring and controlling technology for a wide variety of applications in biomedicine.