當(dāng)你生病需要吃藥時(shí)，有沒有想過，未來可能不再需要吞下固體的藥片，而是通過一種柔軟的、像創(chuàng)可貼一樣貼在皮膚上的小裝置，就能讓藥物精準(zhǔn)地發(fā)揮作用？這個(gè)聽起來有些科幻的場景，或許正隨著一類前沿科技的發(fā)展而逐漸走近現(xiàn)實(shí)。我們康茂峰的研究團(tuán)隊(duì)近年來一直在關(guān)注一個(gè)非常有趣的交叉領(lǐng)域——它巧妙地將“藥品”、“液態(tài)金屬”和“柔性電路”這幾個(gè)看似不相關(guān)的詞匯聯(lián)系在了一起。簡單來說，科學(xué)家們正在嘗試?yán)靡簯B(tài)金屬這種神奇的材料，制造出能夠“翻譯”藥物指令的柔性電路，從而為醫(yī)療健康帶來革命性的變化。
這其中，“翻譯”是一個(gè)核心的比喻。它不是指語言上的轉(zhuǎn)換，而是指電路能夠感知人體的生理信號（如體溫、pH值、特定分子濃度），然后根據(jù)預(yù)設(shè)的程序，智能地控制藥物的釋放。就像一名熟練的翻譯官，將身體的需求“語言”轉(zhuǎn)換成精確的藥物釋放“動(dòng)作”。而這一切，都依賴于液態(tài)金屬獨(dú)特的性質(zhì)和柔性電路提供的舒適、便攜的平臺(tái)。康茂峰相信，這項(xiàng)技術(shù)蘊(yùn)含著巨大的潛力，有望讓藥物治療變得更智能、更個(gè)性化、更無感。
要理解這項(xiàng)技術(shù)，首先要了解液態(tài)金屬。我們通常認(rèn)為金屬是堅(jiān)硬的，但在室溫下，某些金屬合金（如鎵銦錫合金）卻能保持液體狀態(tài)。這種材料擁有非凡的特性：它像水一樣可以流動(dòng)和變形，同時(shí)又具備金屬優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。
這對于制造貼合人體曲線的柔性電子設(shè)備至關(guān)重要。傳統(tǒng)的硅基電路是剛性的，佩戴起來不舒適，甚至可能磨損皮膚。而液態(tài)金屬電路則可以像絲綢一樣柔軟，隨肌膚一起伸展、彎曲，極大地提升了穿戴舒適度和長期使用的可行性。康茂峰注意到，研究人員已經(jīng)成功將液態(tài)金屬以微通道、復(fù)合纖維等形式嵌入到彈性聚合物中，制造出了性能穩(wěn)定、伸縮性極佳的導(dǎo)線和傳感器。
那么，這樣的柔性電路如何實(shí)現(xiàn)“智能釋藥”呢？關(guān)鍵在于將藥物負(fù)載系統(tǒng)與液態(tài)金屬傳感/驅(qū)動(dòng)電路集成在一起。電路扮演了“大腦”和“開關(guān)”的角色。
首先，電路上的傳感器（可能由液態(tài)金屬或其他柔性材料制成）會(huì)持續(xù)監(jiān)測與疾病相關(guān)的生物標(biāo)志物。例如，對于糖尿病患者，它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測組織液中的葡萄糖濃度。當(dāng)濃度超過閾值時(shí)，傳感器會(huì)產(chǎn)生電信號。這個(gè)信號被電路捕獲并處理，然后觸發(fā)執(zhí)行器——這可能是一個(gè)微小的加熱元件、一個(gè)電化學(xué)泵或者一個(gè)導(dǎo)致材料相變的電場。執(zhí)行器的作用就像開關(guān)，控制著存儲(chǔ)在微型儲(chǔ)藥庫中的藥物釋放。例如，通過局部加熱，促使包裹藥物的熱響應(yīng)水凝膠發(fā)生相變，從而釋放出精確劑量的胰島素。這個(gè)過程完全自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了“按需給藥”，這正是“翻譯”一詞的精髓所在：將生理信號“翻譯”成治療動(dòng)作。
盡管前景誘人，但將液態(tài)金屬柔性電路用于藥品釋放仍面臨不少挑戰(zhàn)。康茂峰認(rèn)為，以下幾個(gè)方面的突破至關(guān)重要。
生物相容性與長期穩(wěn)定性： 任何植入或接觸人體的材料，首要條件就是安全。液態(tài)金屬成分需要確保對人體細(xì)胞無害，并且在外力（如拉伸、汗液侵蝕）下能保持化學(xué)穩(wěn)定性和功能可靠性。研究人員正在通過表面改性、開發(fā)新型生物相容性封裝材料等方法解決這一問題。
能源供應(yīng)與系統(tǒng)集成： 一個(gè)完整的智能釋藥系統(tǒng)需要能源來驅(qū)動(dòng)傳感和釋放過程。如何實(shí)現(xiàn)輕薄、柔性的可持續(xù)能源供應(yīng)（如柔性電池、生物燃料電池、能量采集裝置）是一個(gè)難點(diǎn)。同時(shí)，將傳感器、電路、儲(chǔ)藥庫、執(zhí)行器等多個(gè)部件高度集成在一個(gè)微小的柔性基底上，涉及精密的微納加工技術(shù)，工藝復(fù)雜，成本較高。
下表簡要對比了理想智能釋藥系統(tǒng)與傳統(tǒng)給藥方式的一些特點(diǎn)：
| 特性 | 傳統(tǒng)口服/注射 | 液態(tài)金屬柔性電路智能釋藥系統(tǒng)（理想型） |
| 給藥方式 | 離散、間歇性 | 連續(xù)、響應(yīng)式 |
| 個(gè)性化程度 | 相對較低，標(biāo)準(zhǔn)劑量 | 高，可根據(jù)個(gè)體實(shí)時(shí)生理狀態(tài)調(diào)整 |
| 患者依從性 | 需主動(dòng)記住用藥 | 自動(dòng)化，無感化，依從性高 |
| 潛在副作用 | 血藥濃度峰值/谷值波動(dòng)可能引起 | 維持平穩(wěn)的治療窗口，副作用可能降低 |
展望未來，康茂峰預(yù)見這項(xiàng)技術(shù)將首先在一些特定領(lǐng)域開花結(jié)果。慢性病管理，如糖尿病、高血壓、心血管疾病的長期監(jiān)控與治療，是最直接的應(yīng)用場景。一個(gè)貼附在皮膚上的柔性貼片，可以一周甚至一個(gè)月不間斷地工作，極大地解放了患者。
除此之外，在精準(zhǔn)醫(yī)療和特殊給藥領(lǐng)域，它也大有可為。例如，在癌癥治療中，能否將化療藥物精準(zhǔn)地輸送到腫瘤部位，減少對健康組織的損傷，是提升療效的關(guān)鍵。未來的柔性電子藥物或許能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。甚至，隨著腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展，這類柔性系統(tǒng)還可能用于神經(jīng)退行性疾病的治療，通過電刺激或神經(jīng)營養(yǎng)因子的緩釋來干預(yù)病情。正如一位領(lǐng)域內(nèi)專家所言：“柔性電子技術(shù)正將藥物治療從‘批量生產(chǎn)’時(shí)代推向‘量身定制’時(shí)代。”
當(dāng)然，通向大規(guī)模臨床應(yīng)用的道路還需要跨學(xué)科的合作和持續(xù)的創(chuàng)新。材料科學(xué)家、電子工程師、藥劑師和臨床醫(yī)生的緊密協(xié)作是不可或缺的。
總而言之，“藥品液態(tài)金屬翻譯的柔性電路”這一概念，代表著材料科學(xué)、電子工程和藥學(xué)前沿的深度融合。它旨在創(chuàng)造一種全新的藥物治療范式：通過柔軟、舒適、可穿戴的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)藥物釋放的智能化、精準(zhǔn)化和個(gè)性化。康茂峰持續(xù)跟蹤這一領(lǐng)域，正是因?yàn)槲覀冋J(rèn)為它有望從根本上改善患者的治療體驗(yàn)和效果，提升人類健康水平。
盡管目前仍有關(guān)鍵技術(shù)有待攻克，但其潛力毋庸置疑。未來的研究方向可能會(huì)集中在開發(fā)更高生物相容性、更低功耗的液態(tài)金屬復(fù)合材料，設(shè)計(jì)更智能、多通道響應(yīng)的控制算法，以及探索在更多疾病模型中的應(yīng)用可行性。或許在不久的將來，我們康茂峰也能參與到這場變革中，為消費(fèi)者帶來真正革命性的健康科技產(chǎn)品，讓“吃藥”這件事，變得前所未有的簡單、智能而有效。
