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納米崛起 第六百六十一章 功能模擬
雖然陸學東的第二器官公司研發投入巨大,但是成果卻并沒有太多。
人造器官的難題,在于四個方面:人體排異反應、器官功能復雜、人造器官的使用壽命、人造器官與人體的協調。
其中排異反應上,由于技術不斷革新,目前已經有了非常多親人體材料,排異反應基本可以克服。
而人造器官的使用壽命,目前只解決了一個電池問題,即采用安全性極高的微型碳14核電池,如同紐扣大的電池,可以保證人造器官80年的電能供應。
由于碳14的半衰期長達5730年左右,理論上碳14核電池的使用壽命,也可以達到5730年。
當然,實際操作上,是不可能擁有如此長的使用壽命的,這僅僅是碳14的半衰期可以達到5730年,但核電池中,又不僅僅只有碳14,還有其他材料,以及防護外殼、電源系統之類,這些東西可沒有辦法使用幾千年。
目前設計的核電池,使用壽命選擇了性價比最高的一種,大概可以使用80年左右。
其實80年也足夠長了,人造器官的其他部件也不一定可以使用80年,畢竟一個人造器官的整體使用使用壽命,是由最短的那個零件決定的。
當前人造器官的使用壽命問題,主要是難題是耗材的消耗速度。
以人造腎臟為例子,第二器官公司的人造腎臟,除了耗材之外,其他零部件可以使用50年以上。
而人造腎臟中的耗材,最長卻只能維持86天,相當于每86天,就需要更換一次耗材。
這個問題,成為了人工腎臟的死穴。
哪怕是通過改造,在腰上留下一個更換耗材的管閥系統,這種麻煩的耗材更換,對于每一個患者而言,仍然是一個問題。
一方面是尊嚴問題,畢竟安裝了人工腎臟,很容易給人一種“這個人的身體不好”。
另一方面,是更換耗材需要一兩個小時,還需要專業醫護人員操作,要知道國內有腎臟疾病的民眾不在少數,如果這么多人,每86天就更換一次耗材,這會給醫療機構帶來巨大負擔。
雖然現在基本是全民醫保,更換一次耗材,大約200信用點,或者200華元,但是麻煩的事情一大堆。
如果可以延長更換耗材時間,甚至永久性不用更換耗材,那人造腎臟就不需要留一個管閥系統了。
這個管閥系統,不僅僅要改造一部分人體,還要在腰部留下一個明顯的外接口,一點都不友好。
除了以上的問題,剩下的器官功能模擬、人體協調這個兩個大難題了。
人體協調方面,得利于對腦電波、微電子的技術進步,現在人造器官已經可以完美的和人體配合,不會產生沖突和混亂。
別以為這是一個小問題。
假如植入一個人造肝臟,使用者在吃飯的時候,它分泌的消化液太少,那就會導致消化不良;如果使用者空腹,它仍然繼續分泌消化液,可能會導致胃酸過多之類。
人體是一個有機的整體,器官并不是單獨工作的,而是要和其他器官、身體組織協調工作的。
人體協調問題解決了,最后就是人造器官本身的功能模擬,其實這個問題,和上面的人造器官耗材存在很大的關聯。
要模擬自然器官的全部功能,單憑現階段的化學工業,仍然力有不逮,比較好模擬的幾個自然器官,分別是心臟、腎臟、肝臟和眼球。
就算是這四個相對簡單的器官,還是燧人系聯合科學院、工程院,以及一大堆相關企業,才勉強完成的功能模擬。
這個勉強模擬,就導致了耗材問題,很多人造器官本身,難以百分百供應人體需要的激素、有機物、化合物,只能通過體外補充,這就形成了耗材。
比如腎臟產生的激素有:腎素(升血壓)、前列腺素(降血壓)、促紅細胞生成素、1羥化酶(調節鈣磷代謝),以及腎上腺分泌的鹽皮質激素,糖皮質激素,少量性激素。
這七種激素,人工腎臟都沒有辦法自己合成,只能依賴體外補充。
要么在人造腎臟中,配備激素系統;要么通過吃藥和打針,這種方式來補充。
顯然這兩種方式,都不是很好。
按照理想中的情況,人造器官應該具備自然器官百分百的功能,而不是這種半吊子水平。
因此微型激素合成技術,成為了當前人造器官的必經之路,而納米技術非常有希望,促使微型激素合成技術的成熟化。
黃修遠的未來記憶中,機械式人造器官又叫納米人造器官,就是因為上面應用了大量的納米技術。
“我說一下人造器官的想法。”黃修遠繼續說道:
“現在人造器官要模擬自然器官,必須保證在人造器官的內部,可以獨立完成各種化合物的合成,當前最有希望的方向,就是通過納米技術,在人造器官內,制造出各種各樣的微型化學工廠。”
“……”方同風等人陷入了沉思。
就目前而言,納米機器人僅僅可以合成簡單的分子,可以合成的最復雜分子,是一種有68個原子組成的化合物,而且必須經過四道工序。
至于簡單方便的電場合成技術,以為目前的技術水平,最小的電場合成爐,也重達70公斤左右,還要加上龐大的供電系統,根本不可能塞入人體內部。
至于為什么黃修遠非常在乎人造器官的內部自持合成,這主要有兩個方面的原因,一方面是為了減少使用者在日常中的麻煩,另一方面是為了以防萬一。
比如在一個突然出現的自然災害中,人造器官的使用者如果需要定期更換耗材,那后果可能會直接危及生命。
在海難中,使用者流落到荒島上;超級火山爆發,導致使用者附近幾千公里成為嚴重災區,隱藏在地下避難所的使用者,可能會因為人造器官的耗材無法及時補充,出現各種問題。
這些都是可能出現的問題,另外人類要進軍星空,就必須考慮身體的自持問題。
在黃修遠設想中,人類要在外太空有大發展,必須盡可能減少對人體之外的依賴性。
需要定期補充耗材的人造器官,會讓太空移民身上出現一個弱點。
萬一遇到隕石撞擊,或者移民星球出現超大型自然災害,導致補給出現問題,那這些太空移民,就需要本身來克服一部分困難。
食物作為人類必不可少的東西,太空基地的儲備不會太少,但藥物之類,就不一定了。
特別是很多激素、有機物藥物,存在短暫的有效期,一旦得不到補給,將出現缺口。
因此很有必要,讓人類的身體,減少對外的依賴性。
甚至用極端一點的想法,在必要的時候,最好直接連食物都不需要攝入,改用充電補充,然后依賴人體內部的微型納米工廠,保證生命的需要。
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