拯救生命的植入物
让瘫痪的人可以恢复行动，让失聪的人再次听见声音，让失明者再次看到光明 —— 这不是未来的梦想，而是已经成为现实。脑机接口（BCI）和主动医疗植入物（AMI）使以前不可能的事情成为可能。 微型电子设备使大脑以及器官和身体的其他部分能够通过发送信息和接收脉冲与外部世界（如计算机、假肢或其他设备）进行通信。双向通信是现代医学的关键因素，也是改善患者生活质量甚至挽救其生命的唯一机会。 肖特的产品和技术解决方案是这一医学进步的重要推动者。
领先的神经学科技：气密封装微型植入物帮助患者重获正常生活
- 脑机接口（BCIs）和主动医疗植入物（AMIs）正在改变人们的生活，例如帮助瘫痪者重新移动、让失聪者重新听见声音、让失明者重见光明。
- 自心脏起搏器发明以来，医疗技术不断进步。专家Claude Clement解释了这些进步，并展示了植入物的巨大潜力。
- 肖特 Primoceler的玻璃封装技术是下一代医疗植入物的关键，提供了生物相容性和耐用性。他们的创新技术使植入物更小、更高效，能够在体内安全存留更长时间。
提高生活质量的神经技术
人类大脑中约有850亿个神经元。它们令人类具有复杂的思维过程、情感深度以及将我们与其他物种区分开来，并控制身体机能。每个神经元与其他类似的细胞建立1万个连接。环境、身体和大脑在电信号的宇宙中不断对话。然而，这个复杂的网络极易受到破坏，无论是由于出生缺陷、疾病、事故、退化或与年龄有关的恶化——都会对受影响者的健康和幸福造成严重影响。
自20世纪60年代以来，植入体内的电子设备使得减轻甚至消除神经紊乱成为可能。主动医疗植入物（AMI）一直集中在心脏病的治疗上。第一个安装了心脏起搏器的病人活了43年，而不是几个月。植入式心脏除颤器随后在20世纪80年代和90年代出现。
心脏植入物的经验为神经植入物奠定了基础，提供了人体对长期植入反馈数据。主动医疗植入物和神经技术方面的专家和独立顾问克劳德·克莱门特(Claude Clement)解释说：“医疗植入物的成功故事始于上个世纪的心律管理时代。”如今，与为大众生产的药物不同，用于刺激和感应的起搏器可以通过远程无线通信进行及个性化编程。21世纪是神经技术的时代 —— 比如针对失聪者的人工耳蜗植入物，治疗严重失禁的机电植入物，治疗帕金森病的深部脑刺激，或用于疼痛患者的脊髓刺激等有了进一步的发展。
亚历克西斯(Alexis)的案例
肯塔基州路易斯维尔市的亚历克西斯·梅尔22岁时在浴室不幸摔倒，从此彻底改变了她的生活。她被诊断为“三叉神经痛”，该疼痛几乎无法忍受，也被称为“自杀病”。脑部手术后，她三个月内都没有感到疼痛，直到一辆车撞了她，疼痛又回来了 —— 而且是持久性的。一位神经科医生诊断出了她患有复杂的局部疼痛综合征，并为亚历克西斯提供了解决方案。“除了心脏起搏器，我以前从未听说过其他植入物。但我想用他们提议的美敦力医疗植入物。它刺激我的脊椎，让我的大脑专注于感觉而不是疼痛。”
缓解复杂症状
克劳德很重视他在职业生涯中碰到的这些病例提供的广泛实践经验令他印象最深刻的是碰到的一位病例颈部以下完全瘫痪。他的运动皮层中植入一个脑机接口，可以读取他的运动意图，并通过移动屏幕上的光标来执行这些意图。克劳德报告说：这是让瘫痪病人行动自如的第一步。作为一个电脑迷，他对加入我们的开发团队非常感兴趣。
一位患有帕金森症的年轻人受益于深部脑刺激：植入的电极持续刺激大脑的某些区域，并通过释放电流来抑制帕金森病的典型震颤。克劳德把病人介绍给了他的前雇主美敦力公司，该公司在这一领域做了大量研究。该患者已经准备好在没有刺激的情况下展示他的真实状态，使用一个可以开关的设备。然而，几秒钟之内，他就严重行动困难了。克劳德说：“他无法重新打开遥控器，我帮助他恢复了刺激状态。当你遇到这样的人时，你会意识到自己工作的价值。”
这位工程师对研究前沿科研的投入和热情在他的简历中显而易见。“最激动人心的时光是我在美敦力工作时，”他解释道，“在这里，我们开发了复杂的设备来治疗帕金森症、癫痫和慢性疼痛，并在患者同意的情况下在临床前研究中进行了测试。”他最近在日内瓦的威斯中心(Wyss Center)任职，专注于开发脑机接口。通过医疗设备和人类神经系统之间的相互作用，这些设备被用于治疗患有严重疾病的人，如全身瘫痪。克劳德说：“在那里，我们已经将高级神经技术项目推进到可能是世界上的最高水平。”
一生致力于神经技术
克劳德·克莱门特（生于1955年）来自瑞士法语区。他的职业生涯始于斯沃琪集团研发部门的传感器和执行器开发小组负责人。他通过管理斯沃琪在可穿戴、可编程药泵领域的多个项目，进入了医疗技术领域。之后他在主动植入医疗设备领域工作了27年：担任Intermedics（现为Boston Scientific）的制造工程总监，美敦力瑞士子公司的运营经理、后来成为大型医疗公司的顾问，尤其是在心脏起搏器领域及诸多高度创新的初创企业。从1996年开始，他在瑞士日内瓦湖地区建立了高度自动化生产的美敦力工厂。该工厂是世界上最大的主动植入医疗设备组装基地，生产大量的心脏起搏器、除颤器和神经刺激器。
直到2014年，克劳德一直担任Myopowers的首席执行官。它是一家初创公司，正在开发一种治疗严重失禁的机电植入物。2015年初，他加入威斯生物和神经工程中心，担任首席技术官。他是几家初创公司和小型医疗设备公司的创始人、董事长或董事会成员，也是西部瑞士多样化生命科学集群BioAlps协会的主席。他拥有瑞士联邦理工学院（EPFL）的电气工程硕士学位，以及洛桑大学（瑞士）的HEC获得MBA学位。此外，他还是《脑机接口技术》一书（施普林格出版社，2019年）的作者。
威斯中心的专家也认为，大脑对此类新科技植入物非常排斥，因此技术壁垒非常高。然而，几十年来，研究人员不惧困难，进行了非常有开创性的工作。电极、强大的电子设备和无线通信的结合使得扩大大脑、神经系统和器官之间的协调互动成为可能，从而为神经技术设定了新的标准。
BCI: 大脑与计算机之间的对话
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脑机接口技术正在彻底改变人类的医疗健康。由于遗传倾向、事故、疾病或其他原因而失去的技能，可以通过这项设备读取大脑活动并刺激大脑，重新激活失去的技能。
计算机接收的数据越多，通信的效果就越好。该技术已经取得了长足进步：1950 年至 2010 年间，同时记录的单个神经元数量呈指数级增长，每 7.4 年便翻一番。最近的数据显示，同时记录的神经元数量已增加到 106 个。
其他经批准的治疗神经系统疾病的设备和疗法包括:
- 用于慢性疼痛的可编程植入式药泵
- 胃神经刺激治疗肥胖
- 为盲人植入视网膜，使其感知光线
- 外部或植入刺激轻度尿失禁患者的胫神经
- 瘫痪患者简单动作的功能性电刺激
使微型植入物适合长期使用
与心脏起搏器不同，植入我们大脑和控制中心的植入物必须尽可能小，以降低身体排斥的风险。此外，他们的任务越复杂，就越需要与外界沟通，反之亦然。对于长期使用，它们必须具有生物相容性和稳定性，并且存在身体排斥植入物或用组织封装植入物的高风险。
克劳德解释说：“主要问题是保护植入物不受潮，而且密封植入物并不容易。可以用钛或玻璃封装，但也需要相应的馈通：从内部到外部或从外部到内部的导线来传输电信号，”他继续说道：“渠道越多，就越难与外界建立联系。因此，使用高频无线电波的新型微型植入技术的关键是有效的密封封装。”
玻璃：生物相容性和密封
当2018年克劳德联系肖特Primoceler Oy时，他在当时的一个研究项目中找到了他想要的东西。那时，他们在寻找极小的、生物相容的密封封装，以在大脑中建立一个微小的细胞网络。这些细胞可以相互交流，并像移动电话网络一样将信息传递给外界。“当然，它们比我们想象的要大一些，”克劳德说，“但这是迈向新技术的第一步。”
其前身为用于航空航天的微电子密封而开发的玻璃微键合技术的初创公司。现在，在不改变工艺的情况下，它正被扩展到医疗器械的气密密封应用中。所以，这是一个完美的配合。在我看来，Primoceler仍然是医疗设备封装领域的技术领导者，克劳德在肖特 Primoceler Oy副总裁维勒·赫文科皮(Ville Hevonkorpi)访问芬兰坦佩雷期间和他讲道。
维勒：“通过基于激光的玻璃微键合技术，我们能够实现超微型植入物的完全密封，该植入物的尺寸甚至小于1毫米。”透明的MRI兼容玻璃封装几乎消除了有线馈通的需要，因为射频可以通过所有玻璃外壳。这降低了组件的复杂性并减小了尺寸，并且允许将来通过互联网无线连接。
肖特Primoceler Oy生产经理奥西·拉蒂宁(Ossi Lahtinen)解释说：“我们的激光加工在室温下进行，这为封装电子产品提供了新的可能性。气密熔融是在没有任何添加剂或粘合剂的情况下实现的，仅利用精确的激光。该激光仅在接触表面（即仅几毫米）处结合不同的玻璃层。”
作为一种生物相容性材料，玻璃可以在体内长时间植入，而同样用于人体植入的钛合金则难以实现微型化。此外，由于玻璃可以批量生产，采用玻璃封装可以经济高效地生产大批量植入器件。得益于标准化和高度自动化的流程，产品质量始终保持高水准。
根据克劳德的说法，这“可能会打开一扇门，扩大植入物在大脑中的应用。”
许多问题仍然没有答案
尽管在微型化和应用前景方面取得了进展，但将神经技术从实验室转移到临床实践是困难的，主要是因为不明确性和有风险的投资。在这种背景下，克劳德对植入物的看法是谨慎的。
他说：“电子产品的微型化正在进行中，但对于如何在没有电池的情况下为设备供电或者增加更多功能，如何在没有馈通、封装、导线和连接解决方案的情况下添加更多功能，我们依然没有答案。”
克劳德提出了一种不那么雄心勃勃的方法。他解释说：“我们应该在过于复杂的设备上失败之前，将新技术用于简单的设备。我们应该从直升机视角出发，真正了解我们在系统层面取得的进展。”
今天，每15秒钟就有一个心脏起搏器被植入并使用。通过这种方式，他希望有一天这些植入物能够达到心脏起搏器的可植入性水平。这项新技术离实现其目标还有很长的路要走。克劳德解释说：“掌握封装、连接和无线通信将决定BCI未来的成功。”
克劳德反驳了Neuralink等公司大肆宣传的愿景，即将人工智能和机器与健康的人联系起来，以增强他们的能力。他认为，那些最需要的人应该是未来技术创新的重点。他问道：“我们不是应该首先帮助那些最需要帮助的人吗？”
当然，年轻病人亚历克西斯的话会支持他的说法。“植入手术让我重获新生，疼痛本身和通往“从疼痛中解脱"的道路让我变成了一个完全不同的人。我更富有同情心和同理心，我真的很欣赏生活本来的样子。”
