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飛針送藥——浙大團隊發明無人機靶向急救給藥系統
發表日期:2023-02-14 16:36:56 閱讀次數: 來源:

  由無人機傳遞貨物包括藥物并不鮮見,但要精準送達,“靶向”病人投擲并將藥物自動注入體內發揮藥效,這或許原本只是科幻片中的橋段。

  現實生活中,對于患有如心肌梗塞、嚴重低血糖、嚴重外傷等突發疾病的患者來說,如果不及時開展治療,患者面臨著極大的死亡風險,因此及時的給藥是非常重要的。

  為了有效解決患者身邊缺乏急救設備,或因無法呼救、交通擁擠、地理位置不便等原因導致的急救不及時,浙江大學藥學院、金華研究院教授顧臻、百人計劃研究員俞計成團隊聯合浙江大學控制科學與工程學院百人計劃研究員陸豪健團隊交叉創新,發明了一種基于無人機的靶向遞藥急救系統(Unmanned aerial vehicle (UAV)-mediated first aid system for targeted delivery,uFAST),豐富了在無人機在急救領域的應用,具有廣闊的臨床應用場景。

  相關工作在2022年12月23日刊發在《先進材料》(Advanced Materials)上,論文第一作者是浙江大學藥學院博士研究生盛濤和浙江大學控制科學與工程學院碩士研究生金銳。

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  這個無人機靶向急救給藥系統由無人機、投擲給藥裝置和含有緊急治療藥物的微針貼片組成。“飛針作為一種靈巧的武器經常出現在武俠劇里。”顧臻介紹,“我們團隊這套系統是為了救人,讓無人機飛抵患者,在不用其他力量情況下實現自主給藥。這里的針是載有藥物的微針陣列,用高分子材料制成,長度小于1毫米,疼痛度較小,可以說是可飛行的智能急救針。”

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  為了實現這個過去難以想象的給藥過程,顧臻團隊設計了一種接觸式觸發的投擲給藥裝置,內含強力彈簧,以便在接觸皮膚時提供足夠的動力來將微針刺入皮膚。陸豪健介紹,我們使用的無人機可以智能地自動避開障礙物,當無人機搜索和識別病人后,可在適當的高度懸停,隨后釋放投擲給藥裝置,將負載藥物的微針插入皮膚,包覆在微針里的藥物會很快在皮下釋放,通過血液循環到全身,實現急救。

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  為了實現這個過去難以想象的給藥過程,顧臻團隊設計了一種接觸式觸發的投擲給藥裝置,內含強力彈簧,以便在接觸皮膚時提供足夠的動力來將微針刺入皮膚。陸豪健介紹,我們使用的無人機可以智能地自動避開障礙物,當無人機搜索和識別病人后,可在適當的高度懸停,隨后釋放投擲給藥裝置,將負載藥物的微針插入皮膚,包覆在微針里的藥物會很快在皮下釋放,通過血液循環到全身,實現急救。

  體內研究證實,浙大系統在低血糖小豬模型中成功實施了快速急救,有效防止了血糖的持續下降,并促進其上升到正常范圍,證實了該系統能夠有效減輕嚴重低血糖的風險。“作為概念驗證,我們的微針包含了兩個釋放模塊,前端可以快速釋放藥物,后端可以響應血糖變化,若血糖已經平穩,則藥物釋放會變慢。”盛濤介紹道。

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  對于未來應用前景,顧臻表示,未來可在應急救援等領域使用這一系統,同時此項發明是一個平臺技術,飛行器是智能的,可確保靶向;給藥系統也是智能的,可實現精準用藥。另外,一些可穿戴的生理監測設備、先進的檢測或分析系統、新型的給藥方式及給藥設備都可以與無人機靶向急救給藥系統整合,以進一步擴展無人機介導的藥物急救的應用場景與前景。

 

轉載自浙江大學網站

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