麻省理工学院的可穿戴超声波贴纸可监测深层内脏器官的健康状况

麻省理工学院的可穿戴超声波贴纸可监测深层内脏器官的健康状况 麻省理工学院机械工程系教授 Xuanhe Zhao 说："我们利用先进的制造技术，从高质量压电材料中切割出小型传感器，从而设计出微型化的超声波贴纸。"图片来源：研究人员提供在最近发表在《科学进展》（Science Advances）上的一项开放存取研究中，研究小组报告说，传感器可以将声波穿过皮肤传入人体，声波在人体内部器官上反射后再传回贴纸。反射波的模式可被解读为器官僵硬度的特征，贴纸可对其进行测量和跟踪。器官监测的进展"当一些器官发生疾病时，它们会随着时间的推移而变得僵硬，"论文的资深作者、麻省理工学院机械工程系教授赵宣和说。"有了这种可穿戴贴纸，我们就可以长时间持续监测硬度的变化，这对于早期诊断内脏器官衰竭至关重要。"研究小组证明，这种粘贴传感器可以在 48 小时内持续监测器官的硬度，并检测出可能预示疾病进展的微妙变化。在初步实验中，研究人员发现这种粘性传感器可以检测到大鼠急性肝功能衰竭的早期迹象。佩戴在皮肤上的小型超声波贴纸可以监测身体深处器官的硬度。麻省理工学院开发的这种传感器可以检测肝脏和肾脏衰竭等疾病的迹象以及实体瘤的进展情况。图片来源：研究人员提供工程师们正在努力将这种设计应用于人体。他们设想，这种贴纸可以用于重症监护室（ICU），在那里，低调的传感器可以持续监测器官移植后正在康复的病人。"我们设想，就在肝脏或肾脏移植手术之后，我们可以把这种贴纸贴在病人身上，观察器官的硬度在几天内的变化情况，"领衔作者刘孝全说。"如果有任何急性肝衰竭的早期诊断，医生就可以立即采取行动，而不是等到病情变得严重时才采取行动。"研究进行时，刘晓川是麻省理工学院的访问科学家，目前是南加州大学的助理教授。该研究的麻省理工学院合著者包括陈晓宇（Xiaoyu Chen）和王崇和（Chonghe Wang），以及USC南加州大学的合作者。超声弹性成像及其局限性就像我们的肌肉一样，随着年龄的增长，体内的组织和器官也会变得僵硬。在某些疾病的影响下，器官僵化会变得更加明显，预示着健康状况可能会急剧下降。目前，临床医生有办法利用超声弹性成像技术来测量肾脏和肝脏等器官的僵硬程度，这种技术类似于超声波成像，技术人员在皮肤上操作一个手持探头或探棒。探头通过身体发出声波，导致内部器官轻微振动并发出声波。探头会感应到器官感应到的振动，而振动的模式可以转化为器官的晃动或僵硬程度。超声弹性成像技术通常用于重症监护病房，以监测近期接受器官移植的病人。技术人员会在手术后不久定期检查病人，快速探查新器官，寻找僵化迹象和潜在的急性衰竭或排斥反应。图片来源：研究人员提供另一位资深作者、南加州大学教授周其发（Qifa Zhou）说："器官移植后，重症监护室的前72小时最为关键。传统的超声波检查需要将探头对准身体。但你无法长期持续这样做。医生可能会错过关键时刻，意识到器官衰竭时为时已晚。"研究小组意识到，他们或许能提供一种更连续、可穿戴的替代方案。他们的解决方案扩展了他们之前开发的超声波贴纸，用于对深层组织和器官进行成像。赵解释说："我们的成像贴只能捕捉纵波，而这次我们想捕捉剪切波，它能告诉你器官的刚性。"现有的超声弹性成像探头可测量剪切波或器官对声波脉冲的振动。剪切波在器官中传播的速度越快，说明器官越坚硬。(想想水球和足球的反弹力）。超声波技术的创新研究小组希望将超声弹性成像技术微型化，使其适合贴在邮票大小的贴纸上。他们还希望保持与商用手持探头相同的灵敏度，手持探头通常包含约128个压电换能器，每个换能器都能将传入的电场转化为传出的声波。周说："我们利用先进的制造技术，从高质量压电材料中切割出小型传感器，从而设计出微型化的超声贴纸。"研究人员精确地制造了 128 个微型传感器，并将其集成到一个 25 毫米见方的芯片上。他们在芯片的底部衬上了一种由水凝胶制成的粘合剂一种由水和聚合物混合而成的具有粘性和伸缩性的材料，它能让声波几乎无损耗地进出设备。在初步实验中，研究小组在老鼠身上测试了硬度感应贴纸。他们发现，贴纸能够在48小时内连续测量肝脏硬度。从贴纸收集到的数据中，研究人员观察到了急性肝衰竭的明显早期迹象，随后他们通过组织样本证实了这一点。一旦肝脏衰竭，器官的硬度将增加数倍。赵补充说："健康的肝脏就像煮熟的鸡蛋一样摇摇晃晃，而患病的肝脏则更像煮熟的鸡蛋。而这种贴纸可以捕捉到身体深处的这些差异，并在器官衰竭发生时发出警报。"研究小组正与临床医生合作，将这种贴纸应用于重症监护室的器官移植康复病人。在这种情况下，他们预计贴纸目前的设计不会有太大变化，因为它可以贴在病人的皮肤上，它发出和接收的任何声波都可以由连接到贴纸上的电子设备传递和收集，类似于医生办公室里的电极和心电图机。未来的应用和影响哈佛大学医学院医学副教授、布里格姆妇女医院副生物工程师 Shrike Zhang 说："这个系统的真正魅力在于，由于它现在是可穿戴的，因此可以实现低重量、可适配和长时间的持续监测，这不仅可以让病人在实现对疾病进展的长期、几乎实时监测的同时减少痛苦，还可以让训练有素的医院人员腾出时间来从事其他重要工作"。他没有参与这项研究。研究人员还希望将这种贴纸改装成更便携的自封式版本，将其所有配套电子设备和处理过程小型化，装入一个稍大的贴片中。然后，他们设想病人可以在家中佩戴这种贴纸，对病情进行较长时间的连续监测，如实体瘤的进展情况，众所周知，实体瘤会随着病情的严重而变硬。"我们相信这是一个拯救生命的技术平台，"赵说。"我们认为，未来人们只需在身上贴几张贴纸，就能测量许多生命信号，并对体内主要器官的健康状况进行成像和追踪。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家证明严重 COVID-19 是一种血栓性疾病

科学家证明严重 COVID-19 是一种血栓性疾病 对九名死于严重 COVID-19 的人进行的尸检显示，肺血管结构和血栓形成的变化模式截然不同。文章首次描述了由感染引起的内皮损伤和相关血栓现象的亚细胞方面。文章指出，急性炎症对肺部微血管循环的影响是导致严重 COVID-19 的关键因素，这有助于加深对该疾病病理生理学的理解和新型治疗策略的开发。"这项研究最终证明了我们从疫情一开始就指出的一点严重的 COVID-19 是一种血栓性疾病。SARS-CoV-2病毒对血管内皮细胞（即血管的细胞层）有吸附作用。当它侵入内皮细胞时，首先会影响微血管循环。"文章第一作者、圣保罗大学医学院（FM-USP）教授、肺病学家埃尔纳拉-内格里（Elnara Negri）说："问题始于肺部的毛细血管（环绕肺泡的微小血管），然后是可到达任何其他器官的较大血管的凝血。"她是世界上最早得出严重COVID-19是一种血栓性疾病这一结论的研究人员之一。南太平洋大学的研究人员分析了九名死于 COVID-19 的患者的肺组织。资料来源：Elia Caldini在这项由 FAPESP 资助的研究中，研究人员使用透射和扫描电子显微镜观察了病毒对 COVID-19 重症患者肺内皮细胞的影响，这些患者死于 FM-USP 运营的综合医院Clínicas 医院。通过微创尸检获得的九份样本都显示出血栓性微血管病的高发病率小动脉和毛细血管中的微小血凝块可导致器官损伤和缺血性组织损伤。这些样本来自2020年3月至5月期间住院的患者，他们需要插管和重症监护，并因难治性低氧血症和急性呼吸衰竭而死亡。值得注意的是，这项研究中的所有患者都没有接受抗凝血剂治疗，因为这不是当时 COVID-19 治疗方案的一部分。在此期间，也没有任何 COVID-19 疫苗可用。内皮糖萼脱落内格里解释说，内皮本身有一层凝胶状的糖蛋白层，称为糖萼，它是调节大分子和血细胞进入内皮表面的屏障。这层屏障通过抑制血小板与内皮的相互作用来防止血管凝血。圣保罗联邦大学的海伦娜-纳德以前进行的研究表明，SARS-CoV-2主要通过与受体ACE-2（呼吸系统上皮细胞和内皮细胞等各类细胞表面的一种蛋白质）结合侵入细胞，但在此之前，它会与硫酸肝素（一种多糖）结合，硫酸肝素是内皮细胞糖萼的一种主要成分。"当它侵入内皮细胞时，会引发糖萼的脱落和破坏，导致组织暴露和血管内凝血。这一过程始于微循环，"Negri 解释说。由于病毒最初作用于肺部微循环，因此在大流行期间为调查严重COVID-19患者大血管中是否存在血凝块而进行的对比检查未能在任何早期阶段发现这一问题。然而，内皮功能障碍是COVID-19的一个关键现象，因为它与该病特有的炎症反应的激活直接相关。她说："病毒的大规模入侵和对内皮的破坏会破坏内皮屏障，损害循环免疫细胞的招募，激活与血栓形成和炎症相关的通路。"研究人员在研究中发现，内皮损伤往往先于呼吸窘迫病例中的两个常见过程：肺泡-毛细血管膜渗漏和肺泡内纤维蛋白积聚（与血液凝固和伤口愈合有关）。由 Thais Mauad 领导的同一研究小组在 FM-USP 进行的一项包括转录组学（分析所有RNA转录本，包括编码和非编码）在内的研究表明，在肺泡受损患者的肺部发生炎症之前，一些与凝血和血小板激活相关的通路已经被激活。分析还证实，凝血并不是由凝血因子激活引发的典型过程。Negri说："在COVID-19中，凝血是由于内皮损伤，并因NETosis[一种通过形成中性粒细胞胞外捕获物或NET而导致程序性细胞死亡的免疫机制]、红细胞畸形和血小板活化而加剧，所有这些都使血液变得更粘稠，并导致许多并发症。"她补充说，当血液粘稠、血栓形成率高时，患者必须保持水分充足，而其他原因导致的急性呼吸窘迫综合征的弥漫性肺泡损伤则需要减少水分补充。此外，抗凝的时机和严格控制也是至关重要的。玛丽莎-多尔尼科夫（Marisa Dolhnikoff）和埃利亚-卡尔迪尼（Elia Caldini）等同一组研究人员进行的另一项研究显示，重症 COVID-19 患者的肺损伤与 NETosis 的程度有关：尸检获得的肺组织中 NET 的水平越高，肺损伤越严重。内格里说，在大流行病早期，她就开始怀疑 COVID-19 与血栓形成之间存在联系，当时她注意到了一个现象，回想起大约 30 年前，她在使用体外循环和气泡氧合器（因会造成内皮损伤而不再使用）进行开胸手术后，病人出现微血管凝血的经历。"这是 30 年前广泛使用的一种技术，但它造成的肺损伤与 COVID-19 中看到的非常相似。所以我早就见过。除了肺损伤外，另一个相似之处是出现外周血栓现象，例如红脚趾，"她说。当严重的 COVID-19 发病时，血氧水平的下降会继发于肺部毛细血管血栓形成。起初，肺部没有积液，没有'饱和'，也没有失去顺应性或弹性。这意味着早期重症 COVID-19 患者的肺部不会像急性呼吸窘迫综合征 [ARDS] 患者那样像海绵一样充满液体。相反，与严重 COVID-19 相关的呼吸衰竭涉及肺脱水。肺泡充满空气，但由于毛细血管凝结，氧气无法进入血液。这就导致了我们所说的'快乐缺氧'，患者不会感到呼吸急促，也不会意识到自己的血氧饱和度已经低到危险的程度。在观察一名重症 COVID-19 患者的插管过程时，Negri 意识到对这类病例的治疗应该与大流行开始时完全不同。她说："治疗重症 COVID-19 患者的秘诀是保持患者体内水分充足，并按正确的剂量使用抗凝剂，即在医院环境中氧饱和度开始下降（即血液中氧含量低）时所需的剂量。之后，必须每天根据血液检查结果计算抗凝剂的治疗剂量，而且必须始终在医院环境中进行，以避免任何出血风险。出院后平均四到六周内都需要进行预防，因为内皮再生需要这么长的时间"。她解释说，之所以需要这种水合和抗凝方案，是因为与其他类型的 ARDS（肺部氧气主要因肺泡炎症而无法进入血液）不同，肺毛细血管内皮损伤是早期重症 COVID-19 的主要障碍。"在大流行之初，没有人知道 COVID-19 和其他类型 ARDS 之间的这种区别。事实上，这就是许多意大利病人死在重症监护室的原因。"她回忆说："当时使用的治疗方案是不同的。"2020 年，在这项研究在《应用生理学杂志》上发表之前，Negri 和她的研究小组已经观察到，使用抗凝剂肝素可以改善危重病人的血氧饱和度。2021 年，他们与多个国家的同事合作开展了一项随机临床试验，成功证明肝素治疗可降低 COVID-19 重症患者的死亡率。研究结果发表在《英国医学杂志》上。Negri说："这项研究表明，当需要补充氧气但尚未接受重症监护的患者开始接受抗凝治疗时，COVID-19的死亡风险降低了78%，从而帮助全球改变了COVID-19治疗指南。"她解释说，对于严重的COVID-19，应立即使用抗凝血剂逆转内皮功能障碍。她说："必须尽快阻止血液凝固，以避免出现急性呼吸窘迫和疾病的其他后果，例如现在被称为Long-COVID的问题。"英国研究机构的研究人员最近在《自然医学》（Nature Medicine）杂志上发表了一篇文章，报告了一项研究，其中发现的唯一Long-COVID 预后标志物是纤维蛋白原和 D-二聚体，它们都是与凝血有关的蛋白质，这进一步证实了该疾病的血栓性。"这项研究表明，Long-COVID 是血栓治疗不当的结果。微循环问题会在多个器官中持续存在，包括大脑、心脏和肌肉，就像病人有小的心脏病发作一样，"Negri 说。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

一种会让牙齿掉光的病 很多人年轻时不重视

一种会让牙齿掉光的病 很多人年轻时不重视 然而很多年轻人，缺失的牙齿已经超过了 3～4 颗，剩下的不少牙齿也摇摇欲坠（很可能不得不拔除）。我们知道正常人总共 28～32 颗牙齿，要是不算上智齿，满打满算 28 颗牙齿。可预计的是，这样的口腔状况，如果再不好好保护，8020 计划将很难达成。而牙周炎，正是让我们的牙齿容易脱落的罪魁祸首！根据一项流行病学调查，35 岁～44 岁的成年人中，牙周炎的患病率超过 3 成，55 岁～64 岁的成年人中这个比例接近 8 成！这种病很多人年轻的时候不重视，等到掉牙了再开始重视，却为时已晚。今天，我们来详细聊聊牙周炎。牙周和牙周炎是什么？“牙周”，顾名思义就是牙齿周围的意思。牙齿长在我们的上下颌的牙槽骨中，但是仅仅如此还不够，在牙齿和骨头中间还有一层连接装置，它就像一根根缆绳连接着牙齿和骨头我们称之为牙周膜，或者牙周韧带。在牙齿周围，牙龈、牙周膜、牙槽骨和牙骨质，合称为牙周支持组织，它们的健康存在才让我们的牙齿牢牢附着。当这些牙槽骨、牙周膜、牙龈被感染发生炎症的时候，就可能导致牙周炎。那么，牙周炎是怎么发生的呢？跟蛀牙、牙髓炎这些病情发展会导致牙齿疼痛的病不一样，更多的时候，牙周炎的发展开始的时候非常非常缓慢，就像温水煮青蛙，没有特别明显的急性症状，这也是很多年轻人在疾病刚刚开始的时候并不在意的原因。一开始出现的症状大概率是：牙龈有点发红、刷牙的时候有点出血，或者啃一口苹果后发现留下了一圈血印子。刚开始，仅仅是出现牙龈红肿及出血，并不一定导致疼痛，图源：作者提供慢慢地，你不在意，牙龈只是有点退缩，然后牙齿缝慢慢显露出来，露出难看的黑三角。由于牙龈退缩，牙齿之间形成了黑三角，此时要治疗和改善已经非常困难，图源：作者提供再后来（可能又过了好多年、数十年），你可能突然会觉得有几颗牙齿有点松动、嚼东西已经没那么有力了，时不时还有咸咸涩涩的脓液流出来。这时候，有的人可能会出现疼痛，但也有的不会。大量牙结石，导致牙齿松动移位，图源：作者提供再再后来，牙齿不仅仅松动了，它们可能还开始移动位置了牙齿和牙齿之间的缝隙越来越大。而之前松动的牙齿开始摇摇晃晃，有的还会出现牙齿的疼痛！这时候再不看牙，光想着吃点药止一下痛，其实已经无济于事了。牙根开始暴露出来，牙齿的松动越来越严重。直到某一天，这颗摇摇欲坠的牙齿寿终正寝，正式离开口腔，光荣殉职。随着牙周炎的进展，病变越来越深入牙龈深处，图源：CARRANZA’SCLINICALPERIODONTOLOGY,12THEDITION牙周炎是什么原因引起的？牙龈炎通常由牙菌斑诱发，仅累及牙龈组织，经治疗可逆转。一部分牙龈炎如不治疗，可能会发展为牙周炎。所以，积极治疗牙龈炎在某种程度上也可以预防牙周炎引起的牙周附着丧失和牙槽骨吸收。牙菌斑是一种复杂而致密的非矿化团块，形成于牙龈线附近，龈上和龈下均可见。如果不用牙刷、牙线清洁，24 小时内即开始累积形成菌斑。牙石则是矿化的菌斑，也是导致牙周炎发生的主要原因。当它在牙齿上“入住”之后，会吸附大量的细菌小弟，细菌们继续为牙结石“添砖加瓦”，长此以往刺激牙周组织，导致牙周炎、牙龈萎缩等。此外，牙科修复体，比如填充物、冠、桥或贴面等不良（如边缘悬突或不密合），也可能促进菌斑形成，从而增加炎症，并可能导致牙龈附着和牙槽骨丢失。牙周炎该怎么治？牙周炎的治疗大致分以下 5 种：1、洗牙洗牙是一种很通俗的说法，其中最主要的步骤即所谓的“龈上洁治”。现在普遍使用“超声波”洁治工具来清洁牙齿周围的牙结石这些牙结石和它周围的牙菌斑从某种意义上说正是导致牙周炎的病因。此外，牙结石无时无刻不在形成，它是人类无论使用什么清洁方法都无法阻止的。但是好在牙结石的形成没有那么快，也不会一形成就给我们造成不可逆转的伤害，所以我们只要及时清除越来越多的牙结石，就可以起到预防牙周炎的作用。洗牙的频率要根据牙结石的形成速度，通常一年左右洗一次。2、刮治牙周刮治，或者也称作龈下刮治、根面平整，这项治疗主要针对的还是牙结石。只不过这些牙结石存在的位置比较隐蔽，它们大量聚集在牙龈深处，仅仅通过前面所说的“洗牙”很难彻底清洁。这就需要更加小巧的工具来对它们做清洁，这项治疗也会相对更“疼”，一般会在局部麻醉下进行。不过，放心，只是看着疼痛，完善地麻醉后，在克服“心理上”的恐惧之后，大多数人还是可以接受的。龈下刮治的目的是清除潜藏在牙龈深处的牙结石，图源：CARRANZA’SCLINICALPERIODONTOLOGY,12THEDITION3、牙周手术当局部刺激物处在更深处，单靠洗牙、刮治等基础治疗都无法解决全部问题，那我们还有办法，这就是手术。牙周手术有很多类型，包括切除、重建、再生、成形及美学修复。通俗点说，就是把覆盖在牙齿周围的牙龈剥离下来，在直视下彻底清除牙齿周围的牙结石，最后才把牙龈缝合回去。但是又不是简单地缝合回去，因为我们要保证未来这个位置可以更容易被清洁，不利于新的牙结石过多堆积，并且也要有美观的意识。4、药物其实药物治疗牙周炎并不是首要的治疗方案，诸如甲硝唑、奥硝唑一类的抗菌药物在急性期炎症的治疗中起到辅助作用，但是仅仅只是对抗缓解一下急性炎症。然而许多缺乏口腔卫生知识的人，往往把吃药当作首选项。另外，药物在牙周炎治疗中的作用，经常不是吃的漱口是常见的药物使用方法，另外一种则是把药物塞在牙齿周围的沟里，局部发挥抗菌作用。5、调磨、固定和拔牙牙周炎经常伴随着牙齿的松动、移位，而移位的牙齿也会造成咬合关系的紊乱，更容易加重牙周炎的症状。因此，医生也会对于移位的牙齿进行调磨，最后，对于那些因为牙周炎而松动的牙齿，可以考虑牙周夹板进行固定；但也有一些实在留不住的牙齿（看上去一碰就掉的那种），就拔掉吧没错，拔牙也是一种“治疗”！拔掉之后还可以通过镶假牙（活动的或者固定的）、种植牙等方式来补齐缺失的位置；而勉强留着不拔，反而会让旁边的牙齿受伤，长痛不如短痛。最后，还要强调的是，牙周系统治疗之后，做好自我口腔保健和定期复查也同样重要。保护牙周，预防牙周疾病和保护牙齿一样重要！老生常谈：刷牙和牙线的使用永远都比医生的“治疗”管用！为了预防牙周炎的发生，也为了挽救松动的牙齿，最好的预防就是做好平时的口腔卫生工作，其中最重要的就只有两件事：刷牙和使用牙线或牙间隙刷。每天两次有效刷牙（使用巴氏刷牙法，每次至少刷 2 分钟以上）、至少一次使用牙线清洁每一个牙缝。看上去简简单单两个动作，做起来其实很“费时”，所以真正能够完美完成任务的却少之又少，这也就是我们依然有着大量的牙周炎病人的原因。如果很不幸，你已经是牙周炎的患者了，或者因为牙周炎已经出现了比较宽大的牙缝，这时候光用牙线清理牙齿缝隙可能效率比较低，动用牙邻间刷或者也叫牙缝刷，都可以大大增加清洁效率。如果说一年来自己还没有去洗过牙，那作为牙医现在就给你一个建议，不如现在就出发，找到最近的口腔医院或者牙科诊所，给自己来一次彻底的口腔检查吧！ ... PC版： 手机版：