第六百六十一章 功能模拟
虽然陆学东的第二器官公司研发投入巨大,但是成果却并没有太多。
人造器官的难题,在于四个方面:人体排异反应、器官功能复杂、人造器官的使用寿命、人造器官与人体的协调。
其中排异反应上,由于技术不断革新,目前已经有了非常多亲人体材料,排异反应基本可以克服。
而人造器官的使用寿命,目前只解决了一个电池问题,即采用安全性极高的微型碳14核电池,如同纽扣大的电池,可以保证人造器官80年的电能供应。
由于碳14的半衰期长达5730年左右,理论上碳14核电池的使用寿命,也可以达到5730年。
当然,实际操作上,是不可能拥有如此长的使用寿命的,这仅仅是碳14的半衰期可以达到5730年,但核电池中,又不仅仅只有碳14,还有其他材料,以及防护外壳、电源系统之类,这些东西可没有办法使用几千年。
目前设计的核电池,使用寿命选择了性价比最高的一种,大概可以使用80年左右。
其实80年也足够长了,人造器官的其他部件也不一定可以使用80年,毕竟一个人造器官的整体使用使用寿命,是由最短的那个零件决定的。
当前人造器官的使用寿命问题,主要是难题是耗材的消耗速度。
以人造肾脏为例子,第二器官公司的人造肾脏,除了耗材之外,其他零部件可以使用50年以上。
而人造肾脏中的耗材,最长却只能维持86天,相当于每86天,就需要更换一次耗材。
这个问题,成为了人工肾脏的死穴。
哪怕是通过改造,在腰上留下一个更换耗材的管阀系统,这种麻烦的耗材更换,对于每一个患者而言,仍然是一个问题。
一方面是尊严问题,毕竟安装了人工肾脏,很容易给人一种“这个人的身体不好”。
另一方面,是更换耗材需要一两个小时,还需要专业医护人员操作,要知道国内有肾脏疾病的民众不在少数,如果这么多人,每86天就更换一次耗材,这会给医疗机构带来巨大负担。
虽然现在基本是全民医保,更换一次耗材,大约200信用点,或者200华元,但是麻烦的事情一大堆。
如果可以延长更换耗材时间,甚至永久性不用更换耗材,那人造肾脏就不需要留一个管阀系统了。
这个管阀系统,不仅仅要改造一部分人体,还要在腰部留下一个明显的外接口,一点都不友好。
除了以上的问题,剩下的器官功能模拟、人体协调这个两个大难题了。
人体协调方面,得利于对脑电波、微电子的技术进步,现在人造器官已经可以完美的和人体配合,不会产生冲突和混乱。
别以为这是一个小问题。
假如植入一个人造肝脏,使用者在吃饭的时候,它分泌的消化液太少,那就会导致消化不良;如果使用者空腹,它仍然继续分泌消化液,可能会导致胃酸过多之类。
人体是一个有机的整体,器官并不是单独工作的,而是要和其他器官、身体组织协调工作的。
人体协调问题解决了,最后就是人造器官本身的功能模拟,其实这个问题,和上面的人造器官耗材存在很大的关联。
要模拟自然器官的全部功能,单凭现阶段的化学工业,仍然力有不逮,比较好模拟的几个自然器官,分别是心脏、肾脏、肝脏和眼球。
就算是这四个相对简单的器官,还是燧人系联合科学院、工程院,以及一大堆相关企业,才勉强完成的功能模拟。
这个勉强模拟,就导致了耗材问题,很多人造器官本身,难以百分百供应人体需要的激素、有机物、化合物,只能通过体外补充,这就形成了耗材。
比如肾脏产生的激素有:肾素(升血压)、前列腺素(降血压)、促红细胞生成素、1-羟化酶(调节钙磷代谢),以及肾上腺分泌的盐皮质激素,糖皮质激素,少量性激素。
这七种激素,人工肾脏都没有办法自己合成,只能依赖体外补充。
要么在人造肾脏中,配备激素系统;要么通过吃药和打针,这种方式来补充。
显然这两种方式,都不是很好。
按照理想中的情况,人造器官应该具备自然器官百分百的功能,而不是这种半吊子水平。
因此微型激素合成技术,成为了当前人造器官的必经之路,而纳米技术非常有希望,促使微型激素合成技术的成熟化。
黄修远的未来记忆中,机械式人造器官又叫纳米人造器官,就是因为上面应用了大量的纳米技术。
“我说一下人造器官的想法。”黄修远继续说道:
“现在人造器官要模拟自然器官,必须保证在人造器官的内部,可以独立完成各种化合物的合成,当前最有希望的方向,就是通过纳米技术,在人造器官内,制造出各种各样的微型化学工厂。”
“……”方同风等人陷入了沉思。
就目前而言,纳米机器人仅仅可以合成简单的分子,可以合成的最复杂分子,是一种有68个原子组成的化合物,而且必须经过四道工序。
至于简单方便的电场合成技术,以为目前的技术水平,最小的电场合成炉,也重达70公斤左右,还要加上庞大的供电系统,根本不可能塞入人体内部。
至于为什么黄修远非常在乎人造器官的内部自持合成,这主要有两个方面的原因,一方面是为了减少使用者在日常中的麻烦,另一方面是为了以防万一。
比如在一个突然出现的自然灾害中,人造器官的使用者如果需要定期更换耗材,那后果可能会直接危及生命。
在海难中,使用者流落到荒岛上;超级火山爆发,导致使用者附近几千公里成为严重灾区,隐藏在地下避难所的使用者,可能会因为人造器官的耗材无法及时补充,出现各种问题。
这些都是可能出现的问题,另外人类要进军星空,就必须考虑身体的自持问题。
在黄修远设想中,人类要在外太空有大发展,必须尽可能减少对人体之外的依赖性。
需要定期补充耗材的人造器官,会让太空移民身上出现一个弱点。
万一遇到陨石撞击,或者移民星球出现超大型自然灾害,导致补给出现问题,那这些太空移民,就需要本身来克服一部分困难。
食物作为人类必不可少的东西,太空基地的储备不会太少,但药物之类,就不一定了。
特别是很多激素、有机物药物,存在短暂的有效期,一旦得不到补给,将出现缺口。
因此很有必要,让人类的身体,减少对外的依赖性。
甚至用极端一点的想法,在必要的时候,最好直接连食物都不需要摄入,改用充电补充,然后依赖人体内部的微型纳米工厂,保证生命的需要。
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人造器官的难题,在于四个方面:人体排异反应、器官功能复杂、人造器官的使用寿命、人造器官与人体的协调。
其中排异反应上,由于技术不断革新,目前已经有了非常多亲人体材料,排异反应基本可以克服。
而人造器官的使用寿命,目前只解决了一个电池问题,即采用安全性极高的微型碳14核电池,如同纽扣大的电池,可以保证人造器官80年的电能供应。
由于碳14的半衰期长达5730年左右,理论上碳14核电池的使用寿命,也可以达到5730年。
当然,实际操作上,是不可能拥有如此长的使用寿命的,这仅仅是碳14的半衰期可以达到5730年,但核电池中,又不仅仅只有碳14,还有其他材料,以及防护外壳、电源系统之类,这些东西可没有办法使用几千年。
目前设计的核电池,使用寿命选择了性价比最高的一种,大概可以使用80年左右。
其实80年也足够长了,人造器官的其他部件也不一定可以使用80年,毕竟一个人造器官的整体使用使用寿命,是由最短的那个零件决定的。
当前人造器官的使用寿命问题,主要是难题是耗材的消耗速度。
以人造肾脏为例子,第二器官公司的人造肾脏,除了耗材之外,其他零部件可以使用50年以上。
而人造肾脏中的耗材,最长却只能维持86天,相当于每86天,就需要更换一次耗材。
这个问题,成为了人工肾脏的死穴。
哪怕是通过改造,在腰上留下一个更换耗材的管阀系统,这种麻烦的耗材更换,对于每一个患者而言,仍然是一个问题。
一方面是尊严问题,毕竟安装了人工肾脏,很容易给人一种“这个人的身体不好”。
另一方面,是更换耗材需要一两个小时,还需要专业医护人员操作,要知道国内有肾脏疾病的民众不在少数,如果这么多人,每86天就更换一次耗材,这会给医疗机构带来巨大负担。
虽然现在基本是全民医保,更换一次耗材,大约200信用点,或者200华元,但是麻烦的事情一大堆。
如果可以延长更换耗材时间,甚至永久性不用更换耗材,那人造肾脏就不需要留一个管阀系统了。
这个管阀系统,不仅仅要改造一部分人体,还要在腰部留下一个明显的外接口,一点都不友好。
除了以上的问题,剩下的器官功能模拟、人体协调这个两个大难题了。
人体协调方面,得利于对脑电波、微电子的技术进步,现在人造器官已经可以完美的和人体配合,不会产生冲突和混乱。
别以为这是一个小问题。
假如植入一个人造肝脏,使用者在吃饭的时候,它分泌的消化液太少,那就会导致消化不良;如果使用者空腹,它仍然继续分泌消化液,可能会导致胃酸过多之类。
人体是一个有机的整体,器官并不是单独工作的,而是要和其他器官、身体组织协调工作的。
人体协调问题解决了,最后就是人造器官本身的功能模拟,其实这个问题,和上面的人造器官耗材存在很大的关联。
要模拟自然器官的全部功能,单凭现阶段的化学工业,仍然力有不逮,比较好模拟的几个自然器官,分别是心脏、肾脏、肝脏和眼球。
就算是这四个相对简单的器官,还是燧人系联合科学院、工程院,以及一大堆相关企业,才勉强完成的功能模拟。
这个勉强模拟,就导致了耗材问题,很多人造器官本身,难以百分百供应人体需要的激素、有机物、化合物,只能通过体外补充,这就形成了耗材。
比如肾脏产生的激素有:肾素(升血压)、前列腺素(降血压)、促红细胞生成素、1-羟化酶(调节钙磷代谢),以及肾上腺分泌的盐皮质激素,糖皮质激素,少量性激素。
这七种激素,人工肾脏都没有办法自己合成,只能依赖体外补充。
要么在人造肾脏中,配备激素系统;要么通过吃药和打针,这种方式来补充。
显然这两种方式,都不是很好。
按照理想中的情况,人造器官应该具备自然器官百分百的功能,而不是这种半吊子水平。
因此微型激素合成技术,成为了当前人造器官的必经之路,而纳米技术非常有希望,促使微型激素合成技术的成熟化。
黄修远的未来记忆中,机械式人造器官又叫纳米人造器官,就是因为上面应用了大量的纳米技术。
“我说一下人造器官的想法。”黄修远继续说道:
“现在人造器官要模拟自然器官,必须保证在人造器官的内部,可以独立完成各种化合物的合成,当前最有希望的方向,就是通过纳米技术,在人造器官内,制造出各种各样的微型化学工厂。”
“……”方同风等人陷入了沉思。
就目前而言,纳米机器人仅仅可以合成简单的分子,可以合成的最复杂分子,是一种有68个原子组成的化合物,而且必须经过四道工序。
至于简单方便的电场合成技术,以为目前的技术水平,最小的电场合成炉,也重达70公斤左右,还要加上庞大的供电系统,根本不可能塞入人体内部。
至于为什么黄修远非常在乎人造器官的内部自持合成,这主要有两个方面的原因,一方面是为了减少使用者在日常中的麻烦,另一方面是为了以防万一。
比如在一个突然出现的自然灾害中,人造器官的使用者如果需要定期更换耗材,那后果可能会直接危及生命。
在海难中,使用者流落到荒岛上;超级火山爆发,导致使用者附近几千公里成为严重灾区,隐藏在地下避难所的使用者,可能会因为人造器官的耗材无法及时补充,出现各种问题。
这些都是可能出现的问题,另外人类要进军星空,就必须考虑身体的自持问题。
在黄修远设想中,人类要在外太空有大发展,必须尽可能减少对人体之外的依赖性。
需要定期补充耗材的人造器官,会让太空移民身上出现一个弱点。
万一遇到陨石撞击,或者移民星球出现超大型自然灾害,导致补给出现问题,那这些太空移民,就需要本身来克服一部分困难。
食物作为人类必不可少的东西,太空基地的储备不会太少,但药物之类,就不一定了。
特别是很多激素、有机物药物,存在短暂的有效期,一旦得不到补给,将出现缺口。
因此很有必要,让人类的身体,减少对外的依赖性。
甚至用极端一点的想法,在必要的时候,最好直接连食物都不需要摄入,改用充电补充,然后依赖人体内部的微型纳米工厂,保证生命的需要。
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