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全球首個液態(tài)全柔性智能機器人誕生
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全球首個液態(tài)全柔性智能機器人誕生

  • 分類：公司新聞
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  • 發(fā)布時間：2021-12-30 16:09
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【概要描述】《西游記》中孫悟空“72變”，化身小蟲鉆到妖怪肚子里大顯身手的故事，寄托了古人對于微觀世界的大膽創(chuàng)想。近日，天津大學(xué)精儀學(xué)院黃顯教授團隊成功研發(fā)全球首個液態(tài)全柔性智能機器人，有望成為柔性電子產(chǎn)業(yè)和植入醫(yī)療器械的革命性突破，能72變的“血管醫(yī)生”讓神話成為現(xiàn)實。相關(guān)研究成果近期發(fā)表于國際工程和自然科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《尖端科學(xué)》，并得到國家自然科學(xué)基金和天津自然科學(xué)基金等支持。 　　據(jù)了解，柔性電子器件具有超薄、柔性、可延展的“類皮膚”特性，在能源、醫(yī)療、通訊等領(lǐng)域擁有廣闊前景。理論上，利用柔性電子技術(shù)研發(fā)的微型“軟體”機器人可以反復(fù)改變形狀，實現(xiàn)運動、抓取、運輸和觸覺感應(yīng)等功能。但現(xiàn)階段“軟體機器人”依然面臨“硬傷”，需要依賴傳統(tǒng)的剛性傳感元件和電路，嚴重阻礙了性能的實現(xiàn)?，F(xiàn)代社會的多元化需求急切呼喚“全柔性”機器人的出現(xiàn)。 　　天津大學(xué)黃顯教授團隊受自然界柔軟的水母、輪蟲等腔腸動物和浮游生物的啟發(fā)，利用液滴的柔軟無定形特性和柔性電子器件的超薄柔軟特性，構(gòu)建了一種全新的“智能液滴”——液態(tài)全柔性智能機器人。這是一種超小型、全柔性、可編程控制的液態(tài)智能機器人，能夠在不同環(huán)境條件下實現(xiàn)運動、變形和傳感測量。 　　“這種機器人除了具備良好的運動和環(huán)境適應(yīng)能力之外，還搭載了多種傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器、光學(xué)傳感器、應(yīng)力傳感器、葡萄糖傳感器、食品毒素傳感器和無線能量采集模塊等。”黃顯教授介紹說，未來可應(yīng)用于基因測序、化學(xué)合成、藥物遞送等領(lǐng)域，有望成為能進入人體檢測治療的“血管醫(yī)生”，具有十分重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。

全球首個液態(tài)全柔性智能機器人誕生

【概要描述】《西游記》中孫悟空“72變”，化身小蟲鉆到妖怪肚子里大顯身手的故事，寄托了古人對于微觀世界的大膽創(chuàng)想。近日，天津大學(xué)精儀學(xué)院黃顯教授團隊成功研發(fā)全球首個液態(tài)全柔性智能機器人，有望成為柔性電子產(chǎn)業(yè)和植入醫(yī)療器械的革命性突破，能72變的“血管醫(yī)生”讓神話成為現(xiàn)實。相關(guān)研究成果近期發(fā)表于國際工程和自然科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《尖端科學(xué)》，并得到國家自然科學(xué)基金和天津自然科學(xué)基金等支持。

　　據(jù)了解，柔性電子器件具有超薄、柔性、可延展的“類皮膚”特性，在能源、醫(yī)療、通訊等領(lǐng)域擁有廣闊前景。理論上，利用柔性電子技術(shù)研發(fā)的微型“軟體”機器人可以反復(fù)改變形狀，實現(xiàn)運動、抓取、運輸和觸覺感應(yīng)等功能。但現(xiàn)階段“軟體機器人”依然面臨“硬傷”，需要依賴傳統(tǒng)的剛性傳感元件和電路，嚴重阻礙了性能的實現(xiàn)?，F(xiàn)代社會的多元化需求急切呼喚“全柔性”機器人的出現(xiàn)。

　　天津大學(xué)黃顯教授團隊受自然界柔軟的水母、輪蟲等腔腸動物和浮游生物的啟發(fā)，利用液滴的柔軟無定形特性和柔性電子器件的超薄柔軟特性，構(gòu)建了一種全新的“智能液滴”——液態(tài)全柔性智能機器人。這是一種超小型、全柔性、可編程控制的液態(tài)智能機器人，能夠在不同環(huán)境條件下實現(xiàn)運動、變形和傳感測量。

　　“這種機器人除了具備良好的運動和環(huán)境適應(yīng)能力之外，還搭載了多種傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器、光學(xué)傳感器、應(yīng)力傳感器、葡萄糖傳感器、食品毒素傳感器和無線能量采集模塊等。”黃顯教授介紹說，未來可應(yīng)用于基因測序、化學(xué)合成、藥物遞送等領(lǐng)域，有望成為能進入人體檢測治療的“血管醫(yī)生”，具有十分重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。



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《西游記》中孫悟空“72變”，化身小蟲鉆到妖怪肚子里大顯身手的故事，寄托了古人對于微觀世界的大膽創(chuàng)想。近日，天津大學(xué)精儀學(xué)院黃顯教授團隊成功研發(fā)全球首個液態(tài)全柔性智能機器人，有望成為柔性電子產(chǎn)業(yè)和植入醫(yī)療器械的革命性突破，能72變的“血管醫(yī)生”讓神話成為現(xiàn)實。相關(guān)研究成果近期發(fā)表于國際工程和自然科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《尖端科學(xué)》，并得到國家自然科學(xué)基金和天津自然科學(xué)基金等支持。

　　據(jù)了解，柔性電子器件具有超薄、柔性、可延展的“類皮膚”特性，在能源、醫(yī)療、通訊等領(lǐng)域擁有廣闊前景。理論上，利用柔性電子技術(shù)研發(fā)的微型“軟體”機器人可以反復(fù)改變形狀，實現(xiàn)運動、抓取、運輸和觸覺感應(yīng)等功能。但現(xiàn)階段“軟體機器人”依然面臨“硬傷”，需要依賴傳統(tǒng)的剛性傳感元件和電路，嚴重阻礙了性能的實現(xiàn)?，F(xiàn)代社會的多元化需求急切呼喚“全柔性”機器人的出現(xiàn)。

　　天津大學(xué)黃顯教授團隊受自然界柔軟的水母、輪蟲等腔腸動物和浮游生物的啟發(fā)，利用液滴的柔軟無定形特性和柔性電子器件的超薄柔軟特性，構(gòu)建了一種全新的“智能液滴”——液態(tài)全柔性智能機器人。這是一種超小型、全柔性、可編程控制的液態(tài)智能機器人，能夠在不同環(huán)境條件下實現(xiàn)運動、變形和傳感測量。

　　“這種機器人除了具備良好的運動和環(huán)境適應(yīng)能力之外，還搭載了多種傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器、光學(xué)傳感器、應(yīng)力傳感器、葡萄糖傳感器、食品毒素傳感器和無線能量采集模塊等。”黃顯教授介紹說，未來可應(yīng)用于基因測序、化學(xué)合成、藥物遞送等領(lǐng)域，有望成為能進入人體檢測治療的“血管醫(yī)生”，具有十分重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。

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沈陽百金益醫(yī)療器械有限公司官方網(wǎng)站近期正式上線！ 2022-01-17 15:53:39
公司代理的品種有：江蘇魚躍，蘇州華佗系列產(chǎn)品，北京周林頻譜，北京康祝拔罐及護具系列，青島海諾系列，山東新華手術(shù)器械
全球首個液態(tài)全柔性智能機器人誕生 2021-12-30 16:09:16
《西游記》中孫悟空“72變”，化身小蟲鉆到妖怪肚子里大顯身手的故事，寄托了古人對于微觀世界的大膽創(chuàng)想。近日，天津大學(xué)精儀學(xué)院黃顯教授團隊成功研發(fā)全球首個液態(tài)全柔性智能機器人，有望成為柔性電子產(chǎn)業(yè)和植入醫(yī)療器械的革命性突破，能72變的“血管醫(yī)生”讓神話成為現(xiàn)實。相關(guān)研究成果近期發(fā)表于國際工程和自然科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《尖端科學(xué)》，并得到國家自然科學(xué)基金和天津自然科學(xué)基金等支持。 　　據(jù)了解，柔性電子器件具有超薄、柔性、可延展的“類皮膚”特性，在能源、醫(yī)療、通訊等領(lǐng)域擁有廣闊前景。理論上，利用柔性電子技術(shù)研發(fā)的微型“軟體”機器人可以反復(fù)改變形狀，實現(xiàn)運動、抓取、運輸和觸覺感應(yīng)等功能。但現(xiàn)階段“軟體機器人”依然面臨“硬傷”，需要依賴傳統(tǒng)的剛性傳感元件和電路，嚴重阻礙了性能的實現(xiàn)?，F(xiàn)代社會的多元化需求急切呼喚“全柔性”機器人的出現(xiàn)。 　　天津大學(xué)黃顯教授團隊受自然界柔軟的水母、輪蟲等腔腸動物和浮游生物的啟發(fā)，利用液滴的柔軟無定形特性和柔性電子器件的超薄柔軟特性，構(gòu)建了一種全新的“智能液滴”——液態(tài)全柔性智能機器人。這是一種超小型、全柔性、可編程控制的液態(tài)智能機器人，能夠在不同環(huán)境條件下實現(xiàn)運動、變形和傳感測量。 　　“這種機器人除了具備良好的運動和環(huán)境適應(yīng)能力之外，還搭載了多種傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器、光學(xué)傳感器、應(yīng)力傳感器、葡萄糖傳感器、食品毒素傳感器和無線能量采集模塊等?！秉S顯教授介紹說，未來可應(yīng)用于基因測序、化學(xué)合成、藥物遞送等領(lǐng)域，有望成為能進入人體檢測治療的“血管醫(yī)生”，具有十分重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。
信息編碼神經(jīng)元越多 形成記憶越持久 2021-12-09 16:08:06
? 科技日報華盛頓8月25日電?（記者劉海英）現(xiàn)實生活中，你一定有這樣的體驗：童年好友雖多年未見，仍記憶猶新；而剛剛遇到的某某，卻轉(zhuǎn)身即忘。為什么有些記憶可在幾十年內(nèi)保持穩(wěn)定，而有些記憶卻會在幾分鐘內(nèi)消失呢？美國加州理工學(xué)院的一項研究給出了新見解：記憶穩(wěn)定持久與否，有賴于參與的神經(jīng)元數(shù)量，協(xié)同工作的神經(jīng)元“團隊”越大，形成的記憶就會越持久。 ????研究人員在近日的《科學(xué)》雜志上介紹了相關(guān)研究成果。他們通過小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，要形成強大持久的記憶，需要神經(jīng)元“團隊”協(xié)同工作，對信息進行編碼，同步活動的神經(jīng)元數(shù)量越多，記憶就越穩(wěn)定持久。在存儲于各神經(jīng)元中的信息相對不穩(wěn)定的情況下，同步活動的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)能夠提供保障，保持這些信息的持續(xù)存在，即使一些原始神經(jīng)元受損，神經(jīng)元“團隊”協(xié)作的成果——記憶，仍不會被遺忘。 ????研究人員解釋稱，這就如同一個人有一個漫長而復(fù)雜的故事，為了保存這個故事，他可以告訴多個朋友，然后大家偶爾會聚在一起重新講述故事，互相幫助填補一些忘卻的細節(jié)；同時，他們還可以不斷擴大聽故事的朋友圈，來幫助保存故事并加強記憶。神經(jīng)元就是以類似的方式，互相幫助，編碼持續(xù)存在的記憶。 ????研究人員指出，關(guān)于記憶存儲的傳統(tǒng)理論假設(shè)認為，要使記憶更穩(wěn)定，需要加強個體神經(jīng)元的連接；而新研究表明，增加編碼相同記憶的神經(jīng)元數(shù)量，可以使記憶持續(xù)更長時間。這一對持久記憶形成機制的新見解，將有助于科學(xué)家了解腦損傷后記憶可能受到的影響，進而開發(fā)防止記憶喪失的新治療手段。
腦損傷激活膠質(zhì)細胞產(chǎn)生神經(jīng)元研究獲新進展 2021-11-25 16:04:55
膠質(zhì)細胞是人腦中數(shù)量最多的細胞。但是，在人腦創(chuàng)傷情況下，膠質(zhì)細胞的潛在反應(yīng)和作用還很不清楚？中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心何杰研究組開展的研究，回答了兩個關(guān)于膠質(zhì)細胞如何響應(yīng)腦損傷的關(guān)鍵性問題：損傷激活的膠質(zhì)細胞如何進入細胞周期？損傷激活的膠質(zhì)細胞如何選擇產(chǎn)生膠質(zhì)細胞還是神經(jīng)元？近日，eLife在線發(fā)表這項研究論文。 　　斑馬魚中樞神經(jīng)系統(tǒng)在損傷后具有強大的神經(jīng)再生能力，因此近年來被用作研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)再生機制的重要動物模型。研究人員采用隨機模型分析、單細胞測序以及原位細胞譜系追蹤等手段，發(fā)現(xiàn)成年斑馬魚中腦視頂蓋放射狀膠質(zhì)細胞處于靜息狀態(tài)，物理損傷視頂蓋導(dǎo)致?lián)p傷區(qū)域下方發(fā)生膠質(zhì)細胞異常增殖和膠質(zhì)增生。 　　進而發(fā)現(xiàn)，物理損傷只能誘導(dǎo)部分膠質(zhì)細胞進入細胞周期；連續(xù)兩次在同一腦區(qū)位置的物理損傷會激活兩群部分重疊的膠質(zhì)細胞群。隨機激活模型能夠很好地解釋重疊率。這些分析表明激活態(tài)的膠質(zhì)細胞是以一個固定概率進入細胞周期轉(zhuǎn)變?yōu)樵鲋硲B(tài)的。 　　同時，研究人員還發(fā)現(xiàn)損傷過程中膠質(zhì)細胞存在不同細胞狀態(tài)：靜息態(tài)、激活態(tài)、增殖態(tài)。損傷引起損傷位點下方所有靜息態(tài)放射狀膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顟B(tài)，但只有25%激活態(tài)細胞轉(zhuǎn)變?yōu)樵鲋硲B(tài)。 　　視頂蓋損傷增殖態(tài)膠質(zhì)細胞主要產(chǎn)生膠質(zhì)細胞，只產(chǎn)生極少數(shù)的新生神經(jīng)元（3%~5%），這些神經(jīng)元至少可以存活300天。更有趣的是，研究團隊發(fā)現(xiàn)在損傷之后特定時間窗口（損傷后4~5天），抑制Notch信號通路會大量提高神經(jīng)元的產(chǎn)生（從約5%提高到約20%）。 　　深入研究發(fā)現(xiàn)，大量增多的新生神經(jīng)元很可能主要來源于損傷引起的激活態(tài)膠質(zhì)細胞。也就是說，損傷誘導(dǎo)產(chǎn)生的激活且非增殖的細胞一旦被誘導(dǎo)進入增殖態(tài)，會大量產(chǎn)生神經(jīng)元?！岸@群過度生成的神經(jīng)元只能存活少于25天，其背后的機制值得進一步探索。”研究人員說。 　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.7554/eLife.48660
醫(yī)療器械中環(huán)氧乙烷滅菌殘留物來源的分析 2021-11-18 16:04:20
一、背景 　　一般情況下，采用環(huán)氧乙烷滅菌的醫(yī)療器械應(yīng)當對滅菌后相關(guān)殘留物進行分析評價，因為殘留量的多少與接觸醫(yī)療器械的相關(guān)人員的健康息息相關(guān)。環(huán)氧乙烷是一種中樞神經(jīng)抑制劑。若與皮膚接觸迅速發(fā)生紅腫，數(shù)小時后起泡，反復(fù)接觸可致敏。液體濺入眼內(nèi)，可致角膜灼傷。若長期少量接觸，可見有神經(jīng)衰弱綜合征和植物神經(jīng)功能紊亂。有報道表明，大鼠急性口服LD50為330mg/Kg，環(huán)氧乙烷可使小鼠骨髓染色體的畸變率提高[1]。有報道，與環(huán)氧乙烷接觸的工作人員致癌率和死亡率較高。[2]2-氯乙醇若與皮膚接觸，可出現(xiàn)皮膚紅斑；可經(jīng)皮吸收引起中毒。口服可致死。若慢性長期接觸有可對中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、肺造成損傷。國內(nèi)外對于乙二醇的研究結(jié)果一致認為其本身毒性較低。其在體內(nèi)代謝過程與乙醇相同，經(jīng)過乙醇脫氫酶及乙醛脫氫酶的代謝，主要產(chǎn)物為乙醛酸、草酸和乳酸，毒性較高。因此，多項標準中均對經(jīng)環(huán)氧乙烷滅菌后相關(guān)殘留物有具體要求。如：GB/T 16886.7-2015《醫(yī)療器械生物學(xué)評價第7部分：環(huán)氧乙烷滅菌殘留量》、YY0290.8-2008《眼科光學(xué) 人工晶狀體 第8部分：基本要求》等標準中對環(huán)氧乙烷、2-氯乙醇的殘留量的限值有詳細規(guī)定。GB/T 16886.7-2015中明確表示，當使用環(huán)氧乙烷滅菌的醫(yī)療器械中存在2-氯乙醇時,其最大允許殘留量也有明確限值。因此，要從環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)、運輸、存儲環(huán)節(jié)，醫(yī)療器械的生產(chǎn)環(huán)節(jié)、滅菌環(huán)節(jié)來綜合分析常見殘留物（環(huán)氧乙烷、2-氯乙醇、乙二醇）的產(chǎn)生。 　　二、滅菌殘留物的分析 　　環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)工藝分為氯醇法和氧化法。其中氯醇法為早期環(huán)氧乙烷生產(chǎn)方法。主要包含兩個反應(yīng)過程：第一步：C２H４＋HClO——CH２Cl-CH２OH；第二步：CH２Cl-CH２OH＋CaOH2——C2H4O＋CaCl2＋H2O。其反應(yīng)過程中間產(chǎn)物為2-氯乙醇（CH２Cl-CH２OH）。因氯醇法技術(shù)落后，嚴重污染環(huán)境，加之產(chǎn)物對設(shè)備腐蝕嚴重，大部分廠家已經(jīng)淘汰[4]。氧化法[3]分為空氣法和氧氣法。根據(jù)氧氣純度的不同，生產(chǎn)中的主要包含兩個反應(yīng)過程：第一步：2C2H4＋O2——2C2H4O；第二步：C2H4＋３O2——2CO2＋H2O。目前，環(huán)氧乙烷的工業(yè)生產(chǎn)主要采用以銀為催化劑的乙烯直接氧化法工藝。因此，環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)工藝是決定滅菌后對2-氯乙醇進行評價的一個因素。 　　參照GB/T 16886.7-2015標準中的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行環(huán)氧乙烷滅菌過程的確認和開發(fā)，根據(jù)環(huán)氧乙烷的物理化學(xué)特性，滅菌后大部分殘留物以原形存在。影響殘留量的因素主要包括醫(yī)療器械對環(huán)氧乙烷的吸附、包裝材料及厚度、滅菌前后的溫濕度、滅菌作用時間及解析時間、儲存條件等，以上因素決定了環(huán)氧乙烷的逃逸能力。有文獻[5]報道,環(huán)氧乙烷滅菌濃度通常選擇300-1000mg.L-1。滅菌時環(huán)氧乙烷的損耗因素主要包括：醫(yī)療器械的吸附、在一定濕度條件的水解等。濃度在500-600mg.L-1是相對經(jīng)濟有效的，降低環(huán)氧乙烷的消耗與滅菌物品上的殘留，節(jié)約了滅菌成本。 　　氯在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，許多產(chǎn)品與我們息息相關(guān)。既可作為中間體，如氯乙烯；也可作為終產(chǎn)品，如漂白劑。同時氯也存在于空氣、水等環(huán)境中，對人體的危害也是顯而易見的。因此，在相關(guān)醫(yī)療器械經(jīng)環(huán)氧乙烷滅菌時，應(yīng)當考慮綜合分析產(chǎn)品的生產(chǎn)、滅菌、存儲等環(huán)節(jié)，有針對性地采取相應(yīng)的措施控制2-氯乙醇的殘留量。 　　有文獻報道[6]，創(chuàng)口貼經(jīng)過環(huán)氧乙烷滅菌，解析72小時后，2-氯乙醇的含量達到近150μg/片，參照GB/T16886.7-2015的標準中規(guī)定的短期接觸器械，2-氯乙醇對患者的平均日劑量不應(yīng)超過9mg，其殘留量遠低于標準中的限值。 　　有研究[7]對3種縫合針線中環(huán)氧乙烷及2-氯乙醇的殘留量進行測定，材質(zhì)為尼龍線的帶線縫合針，環(huán)氧乙烷的結(jié)果為未檢出，2-氯乙醇結(jié)果為53.7μg.g-1。YY 0167-2005中規(guī)定了非吸收性外科縫線環(huán)氧乙烷檢出限值，對2-氯乙醇未做規(guī)定?？p合線在生產(chǎn)過程中有大量工業(yè)用水的可能。我國地面水的四類水質(zhì)是適用于一般工業(yè)保護區(qū)及人體非直接接觸的用水區(qū)，普遍經(jīng)過漂白粉處理，可控制水中的藻類及微生物，用于殺菌衛(wèi)生防疫。其主要有效成分為次氯酸鈣，是由氯氣通入石灰石生成。次氯酸鈣在空氣中易降解，主要反應(yīng)式為：Ca(ClO)2+CO2+H2O——CaCO3+2HClO。次氯酸在光照下易分解為鹽酸和水，主要反應(yīng)式為：2HClO+光照——2HCl+O2。氯負離子易吸附在縫合線中，在一定的弱酸性或弱堿性環(huán)境下，環(huán)氧乙烷開環(huán)與其生成2-氯乙醇。 　　有文獻[8]報道，用丙酮超聲提取人工晶狀體樣品殘留的2-氯乙醇，利用氣相色譜-質(zhì)譜法測定，但并未檢出。YY0290.8-2008《眼科光學(xué) 人工晶狀體 第8部分：基本要求》中，規(guī)定人工晶狀體上2-氯乙醇殘留量每只每天不應(yīng)超過2.0μg，每個晶狀體總量不應(yīng)超過5.0μg。GB/T16886.7-2015標準中提到2-氯乙醇殘留引起的眼毒性是同等水平環(huán)氧乙烷的4倍。 　　綜上所述，在評價醫(yī)療器械經(jīng)環(huán)氧乙烷滅菌后的殘留物時，對環(huán)氧乙烷、2-氯乙醇應(yīng)重點關(guān)注，但也應(yīng)根據(jù)實際綜合分析其殘留情況。 　　在醫(yī)療器械滅菌過程中，部分一次性使用醫(yī)療器械或包裝材料的原材料包括聚氯乙烯（PVC），PVC樹脂在加工中因樹脂分解也會產(chǎn)生極少量的氯乙烯單體。GB10010-2009 醫(yī)用軟聚氯乙烯管材中規(guī)定了氯乙烯單體含量不能超過1μg.g-1。氯乙烯在催化劑（過氧化物等）或光、熱作用下容易發(fā)生聚合，生成聚氯乙烯，統(tǒng)稱為氯乙烯樹脂。聚氯乙烯受熱超過100°C或經(jīng)過紫外線輻射照射會存在氯化氫氣體逃逸的可能性。那么包裝內(nèi)氯化氫氣體與環(huán)氧乙烷結(jié)合會生成一定量的2-氯乙醇。 　　乙二醇，性質(zhì)穩(wěn)定，不易揮發(fā)。環(huán)氧乙烷中的氧原子帶兩個孤對電子，具有較強的親水性，在與氯負離子共存的情況下，更容易生成乙二醇。例如：C2H4O+NaCl＋H2O——CH２Cl-CH２OH+NaOH。此過程反應(yīng)端為弱堿性，生成端為強堿性，這種反應(yīng)發(fā)生率較低。發(fā)生率更高的是環(huán)氧乙烷遇水生成乙二醇：C2H4O+H2O——CH2OH-CH2OH，且環(huán)氧乙烷水合作用會抑制其與游離氯負離子的結(jié)合。 　　醫(yī)療器械生產(chǎn)、滅菌、存儲、運輸、使用等環(huán)節(jié)中，若引入氯負離子，存在環(huán)氧乙烷與其發(fā)生反應(yīng)生成2-氯乙醇的可能性。由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)中氯醇法已經(jīng)被淘汰，那么其中間產(chǎn)物2-氯乙醇不會在直接氧化法中出現(xiàn)。醫(yī)療器械的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，某些原材料對環(huán)氧乙烷、2-氯乙醇具有極強的吸附特性，那么滅菌后進行解析時必須考慮其殘留量的控制。此外，醫(yī)療器械生產(chǎn)過程中，原料、添加劑、反應(yīng)抑制劑等含有以氯化物形式存在的無機鹽，在滅菌時，須考慮環(huán)氧乙烷在酸性或堿性條件下開環(huán)，發(fā)生SN2反應(yīng)，與游離的氯負離子結(jié)合生成2-氯乙醇的可能性。 　　目前，常用檢測環(huán)氧乙烷、2-氯乙醇、乙二醇的方法為氣相法。環(huán)氧乙烷還可以用品紅亞硫酸試液對比色法進行檢測，但其缺點是檢測結(jié)果的真實性受實驗條件影響的因素較多，如保證實驗環(huán)境溫度37°C的恒定從而控制乙二醇的反應(yīng)，顯色處理后的待測液放置時間等。因此，在有資質(zhì)的實驗室，經(jīng)過確認的方法學(xué)驗證（包括準確度、精密度、線性、靈敏性等）對于殘留量的定量檢測有參考意義。 　　三、對審評工作的思考 　　環(huán)氧乙烷、2-氯乙醇、乙二醇是醫(yī)療器械進行環(huán)氧乙烷滅菌后常見的殘留物。開展殘留物評價，應(yīng)考慮環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)、存儲、醫(yī)療器械的生產(chǎn)、滅菌等環(huán)節(jié)相關(guān)物質(zhì)的引入。 　　實際醫(yī)療器械審評工作中還應(yīng)關(guān)注兩個問題：1、是否需要進行2-氯乙醇的殘留量的檢測。在環(huán)氧乙烷生產(chǎn)環(huán)節(jié)，若采用傳統(tǒng)氯醇法，盡管在生產(chǎn)過程中會采取提純、過濾等方法，環(huán)氧乙烷氣體在一定程度上還是會含有中間產(chǎn)物2-氯乙醇，應(yīng)對其殘留量進行評價。若采用氧化法，沒有2-氯乙醇的引入，但應(yīng)考慮環(huán)氧乙烷反應(yīng)過程中相關(guān)抑制劑、催化劑等的殘留量。醫(yī)療器械在生產(chǎn)過程中大量使用工業(yè)用水，成品中也會吸附一定量的次氯酸、氯負離子，這些是殘留物中可能存在2-氯乙醇的原因。還存在醫(yī)療器械的原材料及包裝中是含有氯元素的無機鹽或結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易斷鍵的高分子材料等情況，因此要綜合分析2-氯乙醇殘留量的風(fēng)險是否一定需要檢測來進行評價，若有充分的證據(jù)表明不會引入2-氯乙醇或低于檢測方法的檢測限，可以不考慮用檢測來控制其風(fēng)險。2、對于乙二醇的殘留量的分析評估。與環(huán)氧乙烷、2-氯乙醇相比，乙二醇殘留物接觸毒性較低，但由于環(huán)氧乙烷生產(chǎn)、使用過程中還會接觸二氧化碳和水，而環(huán)氧乙烷與水又容易生產(chǎn)乙二醇，滅菌后乙二醇的含量與環(huán)氧乙烷的純度相關(guān)，也與包裝、微生物中的水分及滅菌的溫濕度環(huán)境相關(guān)，因此應(yīng)根據(jù)實際情況考慮對乙二醇進行評價。 　　標準是醫(yī)療器械技術(shù)審評的工具之一，醫(yī)療器械技術(shù)審評工作要關(guān)注產(chǎn)品的設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)、存儲、使用等各環(huán)節(jié)安全有效的基本要求，綜合分析影響安全有效的因素，要做到理論聯(lián)系實際，基于科學(xué)、基于事實，而不是直接引用標準，脫離產(chǎn)品設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、使用的實際情況。審評工作應(yīng)當更加關(guān)注醫(yī)療器械生產(chǎn)質(zhì)量體系對于相關(guān)環(huán)節(jié)的控制，同時現(xiàn)場審評也應(yīng)當以“問題”為導(dǎo)向，充分發(fā)揮“眼睛”的作用從而達到提高審評質(zhì)量，科學(xué)審評的目的。 參考文獻: [1] 張 霞. 環(huán)氧乙烷在滅菌物品中殘留量測定及毒性研究進展.中國消毒學(xué)雜志 2005年第22卷第2期 [2] 沈菊華.國內(nèi)外環(huán)氧乙烷生產(chǎn)技術(shù)及市場分析.化工技術(shù)經(jīng)濟,2005年11月第23卷第11期 [3] 崔小明.環(huán)氧乙烷生產(chǎn)技術(shù)進展及市場分析.精細與專用化學(xué)品.2014年5月第22卷第５期 [4] 陳向華. 環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)方法及應(yīng)用.化工科技市場,2008,31（10）:33-36 [5] 李傳秋.環(huán)氧乙烷滅菌效果及殘留量的實驗研究[J].食品與藥品, 2014, 16(1):41-43 [6] 譚周飛.創(chuàng)口貼滅菌后經(jīng)不同解析時間環(huán)氧乙烷和2—氯乙醇的清除效果分析. 中國藥事2013年第 27卷第9期 [7] 尹慶和. 氣相色譜法測定縫合針線中2一氯乙醇殘留量. 中國藥事2013年第 27卷第12期 [8] 吳振興等.氣相色譜-質(zhì)譜法測定人工晶狀體中2-氯乙醇 PTCA(PART B:CHEM.ANAL.).2015年第51卷 審評二部 賀偉罡 劉柏東 供稿
醫(yī)學(xué)影像行業(yè)發(fā)展正當時 2021-11-11 16:03:47
AI輔助診斷成為新風(fēng)口 ?????? 醫(yī)學(xué)影像設(shè)備是醫(yī)療器械行業(yè)最主要、技術(shù)含量最高的細分領(lǐng)域之一。新冠肺炎疫情防控期間，ＣＴ、ＤＲ等醫(yī)學(xué)影像設(shè)備發(fā)揮了關(guān)鍵作用。未來，在技術(shù)發(fā)展、政策引領(lǐng)等因素驅(qū)動下，醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的市場需求將持續(xù)增長，ＣＴＤＲ等細分領(lǐng)域?qū)⒊蔀辄S金賽道。 多輪驅(qū)動行業(yè)發(fā)展 ????? 臨床常用醫(yī)學(xué)影像設(shè)備主要有Ｘ射線設(shè)備（ＤＲ）、ＣＴ、核磁共振、超聲、核醫(yī)學(xué)等。Ｘ射線設(shè)備（ＤＲ）臨床主要用于診斷胸部、骨關(guān)節(jié)乳腺疾病，膽系和泌尿系統(tǒng)陽性結(jié)石，以及消化、呼吸、泌尿、心血管系統(tǒng)疾病，診斷速度快分辨率高。ＣＴ臨床應(yīng)用廣泛，可用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、頭頸部、心血管、腹盆腔及骨骼肌肉系統(tǒng)等人體各個系統(tǒng)和解剖部位的臨床檢查，具有成像快、圖像清晰、密度分辨率高等優(yōu)點。核磁共振廣泛應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、頭頸部、乳腺、縱膈、心臟、大血管、腹盆部各器官及脊柱、骨髓、肌肉等人體部位的臨床檢查，對軟組織分辨能力較強。超聲利用超聲波產(chǎn)生的斷層圖像實時動態(tài)成像，主要用于眼眶、頸部、乳腺、腹盆部、肌肉軟組織、心臟、四肢血管疾病診斷等。核醫(yī)學(xué)利用同位素原理表現(xiàn)生物代謝活性，可用于癌癥診斷、全身骨掃描及代謝動態(tài)檢查等，具有靈敏度高、特異性強等優(yōu)點，對于早期診斷具有很高的臨床價值。 ?????? 在北美、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)的引領(lǐng)下，全球醫(yī)學(xué)影像市場逐漸步入發(fā)展成熟期，整體保持緩慢增長態(tài)勢。隨著新冠肺炎疫情在全球蔓延，醫(yī)學(xué)影像設(shè)備作為新冠病毒核酸檢測之外的重要病例篩查手段，市場需求量激增，２０２０年是醫(yī)學(xué)影像市場規(guī)模高速增長的一年。數(shù)據(jù)顯示，２０１３年，全球醫(yī)學(xué)影像設(shè)備市場規(guī)模約為３５５億美元，２０１８年超過４００億美元，預(yù)計２０２０年將有望突破５００億美元（見圖）。 ?????? 隨著信息化技術(shù)的發(fā)展演變，醫(yī)學(xué)影像設(shè)備開源軟件、診斷工具，以及計算機輔助診斷識別系統(tǒng)、３Ｄ醫(yī)學(xué)圖像系統(tǒng)、成像質(zhì)量控制系統(tǒng)等正在不斷更新升級。同時，一些相關(guān)信息技術(shù)，如云計算、大數(shù)據(jù)分析、無線／移動傳輸、３Ｄ圖像技術(shù)、多態(tài)融合技術(shù)等快速發(fā)展，推動醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域不斷創(chuàng)新。醫(yī)學(xué)影像設(shè)備與新興技術(shù)的融合，成為全球醫(yī)學(xué)影像設(shè)備創(chuàng)新升級發(fā)展的重要動力。 ?????? 當前，我國醫(yī)學(xué)影像相關(guān)政策紅利持續(xù)釋放，市場需求不斷增長，行業(yè)發(fā)展正當時。發(fā)達國家和地區(qū)醫(yī)學(xué)影像行業(yè)起步早，存量市場基本處于飽和狀態(tài)，市場增量主要來源于新品升級替代，市場規(guī)模增長較為平緩。我國作為全球新興市場之一，政策助推和市場需求增長雙輪驅(qū)動醫(yī)學(xué)影像行業(yè)快速發(fā)展。宏觀政策方面，《中國制造２０２５》提出，提高醫(yī)療器械的創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)化水平，重點發(fā)展影像設(shè)備等高性能診療設(shè)備?！吨攸c領(lǐng)域技術(shù)路線圖（２０１５年版）》明確，到２０２５年，縣級醫(yī)院國產(chǎn)中高端醫(yī)療器械份額達到７０％。市場需求方面，分級診療帶來醫(yī)療資源下沉，包括ＤＲ、彩超、ＣＴ等醫(yī)學(xué)影像設(shè)備在內(nèi)的一大批醫(yī)療器械出現(xiàn)需求缺口。此外，隨著我國人口老齡化加速，醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的市場需求量將加速增長。 市場發(fā)展迎來新趨勢 ?????? 總體來看，亞太地區(qū)是全球醫(yī)學(xué)影像設(shè)備發(fā)展增速最快的新興市場；全球市場呈現(xiàn)“三足鼎立”格局，西門子、通用、飛利浦三大跨國巨頭占據(jù)全球醫(yī)學(xué)影像市場超過６５％的份額。與全球格局類似，我國高端醫(yī)學(xué)影像市場超過８０％的份額被外資品牌占據(jù)，但隨著本土醫(yī)學(xué)影像企業(yè)自主研發(fā)實力的逐步增強，創(chuàng)新技術(shù)不斷取得突破，國產(chǎn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備市場話語權(quán)將逐步提高。同時，疫情催化醫(yī)學(xué)影像設(shè)備與人工智能（ＡＩ）的跨界融合加速實現(xiàn)，ＡＩ輔助診斷將成為行業(yè)新風(fēng)口。 ?????? 國際市場發(fā)展特點：亞太地區(qū)是醫(yī)學(xué)影像行業(yè)增速最快的市場，全球超過６５％的醫(yī)學(xué)影像市場被三大跨國巨頭占據(jù)。 ?????? 從全球醫(yī)學(xué)影像市場區(qū)域分布來看，亞太地區(qū)市場最大，２０１５年以來，其年復(fù)合增長率一直保持全球最高水平。亞太地區(qū)醫(yī)學(xué)影像市場的高速增長，主要得益于中國、印度等新興市場醫(yī)療健康領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展。 ?????? 從龍頭企業(yè)來看，全球醫(yī)學(xué)影像設(shè)備市場主要由大型跨國公司占據(jù)，其中，西門子、通用和飛利浦占據(jù)前三強位置，總市場占有率超６５％。 ?????? 我國市場發(fā)展特點：高端醫(yī)學(xué)影像市場被國外品牌占據(jù)，本土企業(yè)創(chuàng)新技術(shù)不斷實現(xiàn)突破，國產(chǎn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備進口替代潛力大。 ?????? 近年來，國內(nèi)醫(yī)學(xué)影像行業(yè)快速發(fā)展，本土醫(yī)學(xué)影像企業(yè)在中、低端市場占據(jù)一席之地。而大部分高端醫(yī)學(xué)影像市場，特別是ＣＴ、彩超等領(lǐng)域，則由外資企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。 ?????? 在本土醫(yī)學(xué)影像企業(yè)研發(fā)技術(shù)水平提升、國產(chǎn)醫(yī)療器械政策扶持等多重因素推動下，越來越多的本土創(chuàng)新型醫(yī)學(xué)影像企業(yè)在高端設(shè)備上取得技術(shù)突破。未來，國產(chǎn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備進口替代潛力很大。此外，新醫(yī)改后醫(yī)院盈利模式發(fā)生變化，醫(yī)院更加重視醫(yī)療服務(wù)的輸出。我國公立醫(yī)院成本效益報告數(shù)據(jù)顯示，影像科是醫(yī)院收入水平和收益率最高的科室之一。在新盈利模式帶動下，影像科科室地位有望得到提升，我國醫(yī)學(xué)影像市場將實現(xiàn)加速發(fā)展，國產(chǎn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備將憑借性價比優(yōu)勢迎來發(fā)展機遇。 ?????? 行業(yè)發(fā)展新趨勢：醫(yī)學(xué)影像設(shè)備與ＡＩ技術(shù)跨界融合，ＡＩ輔助診斷成為新風(fēng)口。 ?????? 今年的新冠肺炎疫情防控中，ＡＩ輔助醫(yī)學(xué)影像發(fā)揮了重要作用。新冠肺炎患者肺內(nèi)病灶多、變化快，短時間內(nèi)需要多次復(fù)查，影像醫(yī)務(wù)人員工作量很大。ＡＩ輔助診斷可有效減輕醫(yī)生復(fù)核壓力，使醫(yī)生復(fù)核總體效率達到純?nèi)斯ち炕u估速度的數(shù)十倍。此外，新冠病毒感染潛伏期較長，一些無癥狀感染者往往也具有影像學(xué)癥狀，ＡＩ輔助診斷可以幫助醫(yī)生排查無癥狀感染者，具有較高的臨床價值。因此，很多ＡＩ技術(shù)企業(yè)致力在輔助醫(yī)學(xué)影像方面尋求突破。如華為云與華中科技大學(xué)、藍網(wǎng)科技等合作推出新冠肺炎ＡＩ輔助醫(yī)學(xué)影像量化分析服務(wù)，該服務(wù)基于計算機視覺與醫(yī)學(xué)影像分析技術(shù)，能夠精準診斷患者肺部影像，降低醫(yī)生工作負荷。 ?????? ＡＩ輔助醫(yī)學(xué)影像憑借其較高的診斷效率和準確性，正在逐步改變醫(yī)學(xué)影像行業(yè)發(fā)展方向。Ｓｉｇｎｉｆ ｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計２０２３年，全球ＡＩ輔助醫(yī)學(xué)影像市場規(guī)模將達到２０億美元，未來將成為醫(yī)學(xué)影像行業(yè)乃至整個醫(yī)療器械行業(yè)的新風(fēng)口。 重點領(lǐng)域發(fā)展動力足 ?????? 新冠肺炎疫情防控中，ＣＴ和ＤＲ設(shè)備在疾病診斷和篩查方面作用凸顯，將成為醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域黃金賽道。 ＡＩ＋ＣＴ跨界融合潛力大 ?????? 隨著國產(chǎn)ＣＴ 技術(shù)水平的提升和配置政策的落地，預(yù)計到２０２４年，我國ＣＴ設(shè)備市場規(guī)模將增長至１７２億元，年復(fù)合增長率為８．２％。新冠肺炎疫情防控中，ＣＴ影像作為核酸檢測結(jié)果陰性疑似患者篩查、臨床診斷和療效監(jiān)測的重要依據(jù)，發(fā)揮了關(guān)鍵作用。 ?????? 未來，ＡＩ＋ＣＴ的跨界融合發(fā)展?jié)摿χ档眠M一步挖掘。早在２０１６年，西門子就推出了新的通用智能圖像處理技術(shù)——ＡＬＰＨＡ技術(shù)。該技術(shù)使設(shè)備無需醫(yī)生干預(yù)就能完成自動定位、智能參數(shù)調(diào)整、圖像重建及后處理等環(huán)節(jié)，將醫(yī)生從復(fù)雜的后處理操作中解放出來，使醫(yī)生可以將更多精力投入到疾病診斷中，從而提高診斷準確性。 ??????? 目前，我國ＣＴ設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)主要集中在北京、上海、浙江、江蘇、廣東和遼寧等地，本土領(lǐng)軍企業(yè)以聯(lián)影和東軟為代表。搭載ＡＩ診斷技術(shù)的ＣＴ影像設(shè)備的發(fā)展，還依托于阿里、華為、騰訊等ＡＩ技術(shù)企業(yè)。 國產(chǎn)ＤＲ發(fā)展勢頭強 ??????? 我國ＤＲ市場每年銷量已達１．５萬～２萬臺，未來發(fā)展前景向好。 ?????? ＤＲ超清影像系統(tǒng)不僅可以發(fā)現(xiàn)早期小斑片影和間質(zhì)改變，還可發(fā)現(xiàn)肺部磨玻璃影、浸潤影等，很好地輔助醫(yī)生對疑似病例進行精準診斷，在疫情防控期間主要用于肺部診斷，是重要的新冠肺炎篩查設(shè)備之一。尤其是移動ＤＲ，其可移動、成像質(zhì)量佳、可遠程操控并傳輸結(jié)果等優(yōu)勢契合了疫情期間防止交叉感染且需快速報告檢測結(jié)果的訴求，因此需求量激增。目前，我國市場上的移動ＤＲ品牌以西門子、島津、邁瑞、安健科技、聯(lián)影等為主。 ?????? 就我國ＤＲ行業(yè)格局來看，外資企業(yè)進入市場早、技術(shù)成熟、影響力大且質(zhì)量水平較高，占據(jù)高端ＤＲ設(shè)備大部分市場份額。因此，我國高端ＤＲ市場存在較大的國產(chǎn)替代空間。此外，近幾年本土ＤＲ企業(yè)不斷提升生產(chǎn)技術(shù)水平，正逐步實現(xiàn)中低端產(chǎn)品的國產(chǎn)替代，未來將繼續(xù)向高端領(lǐng)域邁進。 ?
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