将来，计算机化的可植入型“配药房”会省去你到药房或诊所来回奔波，它会自动从植入在你体内的医疗装置向血液中渗入药物。这类小巧的无线芯片有望减轻痛苦和减少麻烦，它们可以保证病人得到他们所需要的精确药量，而所要做的只是按一下按钮。
在一项对骨质疏松症妇女的最新研究中，研究人员利用一款无线控制的植入型微芯片成功地开发出一个日常给药方案，效果至少跟日常注射一样，或许更好。研究人员说，对于那些需要长期服药的患者来说，这是一个绝妙的解决方案。患者们将不必再惦记着吃药，而且医生们也能通过一个简单的电话或计算机控制来调整药量。
麻省理工学院David H. Koch综合癌症研究所的学院教授Robert Langer是该项研究的共同作者。他表示，芯片“配药房”有朝一日可以按预先设定好的药量，在特定的时间分配一整套药物。“不过，这也这取决于药效如何。有一些药物的药效会足够强，比如针对多发性硬化、癌症和一些疫苗的药物。”
Langer教授和麻省理工学院的同事Michael Cima教授在20世纪90年代末时，研发出了早期版本的植入型给药芯片。他们共同创建了一家企业――微芯片公司，该公司对最近发表在《科学转化医学》杂志上的文章进行了研究。Langer教授说，研究团队决定以骨质疏松症患者为对象，因为骨质疏松症以及用来治疗该病的药物提供给他们一系列特殊机会。立特帕肽是一种广泛使用的药物，它可以逆转严重骨质疏松症患者的骨质流失状况，但是，该药物必须要每日注射才能正常起效。这意味着，高达75%的患者会放弃这种疗法。立特帕肽还是一种非常强效的药物，需药量以微克计算，这使得它成了一个理想的候选对象，用于长期的植入型给药装置。
要让芯片工作，该公司还需要对它进行一些改进，包括添加一个密封口和可以在活体组织中工作的药物释放系统。该芯片含有一组针孔大小的凹槽，可以存储药物。Langer教授说，每个凹槽都用钛铂超薄层密封。按预定时间或患者的要求，外部的一台射频装置可以发送信号给芯片，芯片随之对金属薄层施加电压，将其熔化并释放药物。一次只熔化一个凹槽。
“这种方法就像熔断保险丝，我们已经掌握这种方法。”Langer教授表示：“而且金属量接近纳米级别，没有毒性。”
研究团队还必须要保证，芯片是安全的，不会被黑客侵入。该芯片通过一种叫做“医疗植入装置通讯服务频段”的特殊频率进行通讯，这种频率是美国联邦通信委员会和美国食品药品管理局批准使用的。芯片与接收装置之间的双向通讯联系能够实现植入装置状态信息上载，包括确定给药量和电池寿命。如此，患者或医生就可以输入一个特殊密码，管理或改变给药量。
2011年1月份，研究团队在丹麦招募：7名患有严重骨质疏松症的妇女，并通过手术在她们腹部植入了芯片。芯片存储了20次药量。Langer教授说，患者们佩戴了植入装置1年，事实证明，它们非常受欢迎，“患者们不会想着自己是否用了药，因为她们不必非要注射药物了”。
该装置的给药量相当于一次日常注射，并且没有副作用。“如果患者不想去看医生也不会错过注射药物――遵循处方至关重要。”麻省理工学院David H. Koch综合癌症研究所的工程学教授Cima介绍，“这就完全避免了处方遵循方面的问题，并且表明，将来人们会拥有完全自动化的给药方案。”
该项研究指出一个有趣的现象，可以为将来这类植入装置的研究和研发提供相关信息。当把某个装置植入到一个人的体内时，身体会围绕外来装置形成一种纤维状的胶原蛋白膜。这样会影响到药物从装置中释放并进入体内的程度，进而影响药量需求和药物效力。该项研究的一个目标就是，研究这类胶原蛋白膜的影响。研究人员发现，它不会对药品产生任何有害影响。
Cima说，既然这些芯片证明有效，Langer教授和其他人就想用别的药物对该芯片进行测试，并做更长剂量期的测试。“因为凹槽密封膜一次熔化一个，该芯片可以用于投递不同种类的药物，甚至那些如果以注射或片剂形式给药的，通常会彼此相互作用的药物。研究团队意欲研制一款含有365次药量的芯片，看看它效果如何。”
“该芯片甚至还可以用作一种长期性传感装置，这是一个有趣的可能性。”Cima说，医疗传感装置植入体内后会降解，所以，诸如那些可以测量血压或癌症抗体之类指标的植入物会失效。但是Langer教授表示，一个带有多个传感器的芯片就可以工作更长时间――一旦某个传感器失效，只要熔化另外一个凹槽并裸露出一个新传感器就可以了。
该项研究的终极目标是研制一款芯片，可以将传感功能和给药功能结合起来――即可以自行展开治疗的可植入型诊断仪器。
“有朝一日能将各种功能结合在一起，这会非常棒。但也很明显，这将花费很长时间。”Langer教授表示。
撰稿：Rebecca Boyle
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