欺騙大腦產生飽腹感，微型可植入設備將有助減肥！
背景
肥胖，已成為世界範圍內導致人類死亡的第五大因素，至少280萬的成年人由於肥胖相關疾病死亡。據統計，44％的糖尿病，23％的缺血性心臟病，以及7％~41％的特定癌症都是由肥胖引起的。2017年一項研究稱，全球有超過7億的成人與兒童都屬於肥胖人群。肥胖由於其日益嚴重的盛行趨勢，已經成為一種流行病。
在中國，隨著人們生活越來越富足，肥胖開始成為人們日益關注的話題。據統計：中國約有15%的人體重超重，其中有7000萬人被確認患有肥胖症。
創新
近日，美國威斯康星大學麥迪遜分校的工程師們開發出一種無需電池、可簡單植入的減肥設備，將為與肥胖作鬥爭提供一種非常有前途的新工具。
下圖所示：研究生 Guang Yao（坐）與首席研究員 Xudong Wang（站）對3D印表機進行調試，用於製造可植入的減肥設備。
（圖片來源：Sam Million-Weaver）
在實驗室試驗中，這個設備幫助老鼠減掉了它們身體重量的40%。研究成果發表在2018年12月17日出版的《自然通信（Nature Communications）》期刊上。
威斯康星大學麥迪遜分校材料科學與工程系教授王旭東（Xudong Wang）及其合作者們通過威斯康辛校友研究基金會，為這種減肥設備申請了專利。王教授是可穿戴與可植入的電容性發電設備的世界級專家，之前創造出從人體心臟跳動與呼吸中收集能量的可植入納米發電機，用於傷口癒合並通過運動提供能量的繃帶，以及其他的此類裝置。
技術
這種微型設備，寬度為一厘米，面積約為一美分的三分之一。它可以在人體中安全使用，並可以通過微創手術植入人體，通過胃部的自然蠕動產生溫和的電脈衝，並將這些脈衝施加給連接大腦與胃部的迷走神經。
下圖所示：研究生 Guang Yao（左）與首席研究員 Xudong Wang（右）手持微型可植入設備，該設備幫助老鼠減掉了它們身體重量的40%。
（圖片來源：Sam Million-Weaver）
這種溫和的刺激欺騙大腦，使大腦認為胃部在少量進食後已經飽足。王教授表示：「這種脈衝與胃部的運動相關，改善自然響應，從而幫助控制食物攝取。」
與長期不變地改變胃容量的胃旁路術不同，這種新設備的作用效果是可逆的。當王教授及其合作者們在12周之後移除該設備，研究中的老鼠恢復了它們自然的飲食模式，體重又反彈回來。
價值
相對於現有的刺激迷走神經來減肥的設備來說，王教授的設備具有幾個優點。現有的設備「Maestro」，2015年獲得美國食品與藥物管理局的批准，管理針對迷走神經的高頻刺激，以關閉大腦與胃部之間的所有通信。它需要複雜的控制單元以及笨重的電池，這些電池必須頻繁地充電。
威斯康星大學麥迪遜分校微創、前腸與減肥手術部門的外科教授 Luke Funk 表示，這種持續的維護會給使用照成巨大的障礙。他說：「這些設備相對於現有的迷走神經刺激器的一個潛在優勢就是，它無需外部的電池充電。每周必須花費一小時左右的時間為電池充電多次，這會讓患者將會感到不便。基於這一點，新設備具有顯著的優勢。」
實際上，王教授的設備不含電池，不含電子器件，也不含複雜的接線。取而代之的是，它依賴胃壁的表面起伏，為其內部發電機供電。這意味著，設備只在胃部運動時，才刺激迷走神經。王教授表示：「它對我們身體功能進行自動響應，在需要時產生刺激。我們的身體最清楚這一點。」
未來
王教授及其合作者們正在更大型的動物模型上展開進一步測試。如果成功，他們有望邁向人體試驗。
王教授表示：「我們期望，這種設備將比其他技術使用起來更加高效與便捷。」
關鍵字
減肥、可植入設備、自供電
參考資料
【1】https://www.engr.wisc.edu/implantable-device-aids-weight-loss/
【2】Guang Yao, Lei Kang, Jun Li, Yin Long, Hao Wei, Carolina A. Ferreira, Justin J. Jeffery, Yuan Lin, Weibo Cai, Xudong Wang.Effective weight control via an implanted self-powered vagus nerve stimulation device. Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-07764-z
※新型高性能計算機：讓三維全息技術離實際應用更近！
※新型加速器：有望將癌症放療時間縮短至一秒之內！
TAG:IntelligentThings |