当压力来临时
也许对于大多数人来说，头痛属于可以忍受的范围，但对于脑积水患者，头痛可能预示着病情严重，需要去医院就诊或进行脑部手术。新西兰的 Kitea Health 公司开发的脑压监测微传感器该传感器采用肖特的玻璃技术，经久耐用，为患者带来了希望。
简介：Kitea 的突破性大脑植入物为脑积水管理提供了变革性的解决方案，同时为更广泛的医疗应用铺平了道路。
- 脑积水是一种严重的疾病，其特征是脑内积液过多，导致脑压升高，从而引起头痛、头晕或严重的神经损伤。
- Kitea 开发了一种创新的植入物，它带有一个微传感器，可以测量脑压，并在出现严重问题之前提醒患者，从而减少不必要的医院就诊。
- 这款微型无线微传感器重量仅为 0.3 克，其敏感电子元件密封在 Proteon™ 全玻璃封装内。
- 该技术有望显著缓解脑积水患者的病情，并有望在未来用于其他医疗应用，例如心脏监测。
乔什从小就患有脑积水，但长期以来他很幸运。多年来，他的分流器一直没有堵塞，就像排水管一样排出多余的脑脊液，这让他几乎忘记了自己的病情。然而，他最近经历了第一次失败，在和朋友打壁球时，他感到剧烈的疼痛和恶心。“我的头痛逐渐加剧，”他回忆道。医院检查发现积液太多。“17 年来我都没有问题。它没有影响我的生活，然后这些剧烈的头痛出现了。”
如今，一种创新的植入物让乔什可以自由地生活，不再有曾经伴随头痛的恐惧和不确定性。新西兰初创公司 Kitea 的发明使他能够持续测量颅内压。在去年开始的一项临床试验中，他是首批 20 名脑积水患者之一。自从植入以来，乔什一直感到安全，生活“完全正常”。这是因为传感器发挥了作用，不断向他提供详细的数据，以确定潜在的头痛是否仅仅是头痛，或者是更严重的问题。
我们的大脑是一个需要保护的敏感器官，如同运输箱中易碎的花瓶。脑脊液 (CSF) 起着这种保护作用，像天然气泡膜一样缓冲大脑受到的冲击。
易于治疗的疾病
然而，过量的这种液体并不意味着更多的保护，而是会导致脑积水，这是一种颅内压升高会危及生命的疾病。症状包括头痛和头晕，以及严重的神经功能障碍和损伤。
为了解决脑脊液的病理性积聚，可以在大脑中植入分流器。这种装置的作用类似于排水管，将多余的液体从脑室引导到腹腔，从而使脑压正常化。虽然解决方案看起来很简单，但这个过程很复杂，而且具有侵入性，需要将一根长管和一个瓣膜插入大脑。对于儿童来说，由于生长会改变管子的位置，因此会出现额外的挑战。
自 20 世纪 60 年代以来，已经开发和测试了各种分流技术和瓣膜设计。尽管技术已取得重大进步，但现代分流器仍面临一个难以解决的缺陷：其可靠性不足且容易发生堵塞。
标题：什么是脑积水
脑积水是一种严重的疾病，脑内积聚过多的脑脊液，导致颅内压升高和脑室扩张。通常被称为“脑积水”或“婴儿脑积水症”，大约每 1,000 名新生儿中就有 1 名患有此病，但任何年龄的新生儿都可能患此病。
脑积水有很多原因。通常，脑内脑脊液循环出现障碍。脑积水可能是先天性的，出生时就有，也可能是后天由于脑肿瘤、脑损伤或中风等因素而引起的。急性和慢性脑积水也有区别。
脑积水有不同的形式：闭塞性脑积水的特征是脑脊液阻塞，无法正常循环。非吸收性脑积水是指脑脊液无法充分吸收到血液中。
症状因年龄而异。婴儿的头部通常会变大，因为柔软的头骨可以承受压力。年龄较大的儿童和成人可能会出现头痛、视力障碍和平衡问题。脑积水通常通过手术治疗，重点是解决根本原因。标准程序包括插入分流器以排出多余的脑脊液。
“大约一半的儿童分流器在头两年内失效，这意味着他们有百分之五十的机会需要神经外科干预。有人说，分流器的故障率是市场上所有医疗设备中最高的，”奥克兰大学生理学和生物工程学教授西蒙·马尔帕斯说。他对这个问题进行了广泛的研究，并致力于帮助脑积水患者。分流器频繁失效令人担忧，即使是头痛或恶心等轻微症状也会引起患者及其家属的恐慌。
要确定分流器是否正常运作，需要通过核磁共振 （MRI） 或 CT 扫描。“平均而言，患有脑积水的儿童每年在医院度过大约 30 天，要么是因为误报，要么是因为分流器确实需要更换，”西蒙补充道。这些频繁的医院就诊会给患者及其家属带来巨大的心理压力。尽管 70% 到 80% 的紧急情况都是虚惊一场，但考虑到这种疾病可能危及生命，忽视症状的后果不堪小觑。
终身脑压监测
分流故障非常常见，可能会引起头痛或恶心
为了应对这些挑战，西蒙·马尔帕斯 与 Natalia Lopez 和 Bryon Wright 共同创立了初创公司 Kitea。该公司总部位于新西兰，开发了一种突破性的微传感器来测量脑压。这款创新设备重量仅为 0.3 克，大小与几粒米差不多，是第一个可以植入人脑的完全无线微传感器。“这是开创性的，因为这是医疗技术领域首次将电子、电源和数据传输集成到如此小的设备中，”Simon 自豪地说道。“它比之前的任何设备都要小得多。”
其他植入物需要电线进行测量或电池直接储能，这使得它们更大，并且由于头骨空间有限，需要将一些组件放置在身体的不同部位。相比之下，Kitea 的设备将所有电子元件都封装在密封的玻璃封装中。这种设计确保了该装置可靠密封和生物相容性，可确保脑积水患者终身安全使用。
植入物的数据通过一种称为魔杖的外部设备读取。该魔杖的上端有一个大环，可以为植入物提供能量并传输信息。患者现在可以在几秒钟内自行检查脑压，无需频繁去医院。数据会自动记录在应用程序中，可以识别趋势并与医生安全共享。“它提供来自大脑的直接信息，提供见解，帮助医疗专业人员根据实时数据做出更好的治疗决策，”西蒙总结道。
为什么玻璃对于医学进步不可或缺
外壳材料的选择在现代脑植入物的开发中至关重要，对于这种新型植入物，肖特 Primoceler Oy 的 Proteon™ 全玻璃封装不仅实用，同时也是技术必不可少的配备。Simon 强调，玻璃是唯一可行的材料，因为它具有生物相容性和耐用性——对于设计为永久留在体内的植入物来说，这两个特性是必不可少的。
玻璃的生物相容性有助于确保人体不会排斥它，这对于与大脑等敏感器官直接接触的植入物来说是一个关键因素。此外，玻璃的耐用性使神经植入物能够可靠地运行多年，使其成为这一医学进步中不可或缺的组成部分。
选择全玻璃封装的另一个决定性因素是所需的小尺寸。为了使设备尽可能紧凑，一种能够满足严格尺寸要求的材料至关重要。玻璃可以精确生产非常薄的密封件。这在钛等材料中根本不可能实现。
玻璃之所以对植入物不可或缺，还在于它在压力测量中的关键作用。该设备通过植入物外壳中嵌入两层薄玻璃之间的金属层的电容变化来测量颅内压。这项技术类似于触摸屏，玻璃表面的压力会产生信号。在植入物的情况下，液体施加的压力会导致金属层电导率发生微小变化，可以通过测量来指示是否积聚了过多的液体以及分流器是否出现故障。
唯有玻璃材质能满足高精度测量的需求，而钛等材料则无法达到这一标准。“我想说，我们不可能用任何其他材料制造植入物，”西蒙解释说。
全玻璃密封封装，更加安全
肖特Primoceler Oy 在 Kitea 开发创新型脑植入物的过程中发挥了至关重要的作用。他们在 Proteon™ 玻璃外壳中使用的激光玻璃微粘合技术可实现完全密封，即使是尺寸小于一毫米的超小型植入物也是如此。这种在室温下进行的激光工艺无需使用粘合剂或添加剂，从而减少了潜在的弱点，并实现了与人体的兼容性。
“我们的玻璃封装使我们能够以最高的精度，制造最小的植入物。最终结果是一种密封具有生物相容性的解决方案，Kitea 将其视为其创新设备开发的推动因素，”肖特Primoceler Oy 董事总经理 Ville Hevonkorpi 总结道。
SCHOTT Primoceler Oy 採用基於鐳射的玻璃微粘合技術，無需粘合劑或添加劑即可實現完全氣密密封。
Ville Hevonkorpi，肖特 Primoceler Oy 總經理
具有实时数据的初步临床试验
Kitea 目前正在奥克兰进行首次临床试验，涉及 10 名成人和 10 名儿童。明年计划在新西兰和美国进行一项更大规模的研究，共有 150 名参与者。该公司的目标是在大约两年内获得美国食品药品管理局 (FDA) 的全面批准。
“下一个关键步骤是进行广泛的临床试验，以验证我们植入物的安全性和有效性。这些测试将使我们能够优化系统并确保其满足日常临床实践的要求。我们的目标是让患者在不久的将来受益于这项技术，”西蒙 解释说。
像 Kitea 这样的无线和无线植入物不仅对脑积水患者有重大益处，而且对监测其他健康状况也有重大益处。压力测量可以提供有关身体各个部位健康状况的关键信息。 西蒙 概述了该技术的巨大潜力：“我们的芯片旨在测量脑部或心脏液体的压力，这是一个关键参数，可能受到遗传疾病、心力衰竭或车祸或中风等创伤事件的影响。利用这项技术，我们可以直接监测体内压力，并为医生提供有价值的实时数据，从而实现更快、更精确的治疗。”
