肖特《Solutions》杂志 ｜ 大脑的“重启键”： 脑机接口成为生命的守护者

（原标题：肖特《Solutions》杂志 ｜ 大脑的“重启键”： 脑机接口成为生命的守护者）

摘要：领先的肖特Primoceler玻璃封装技术，成为下一代医疗植入物的关键，帮助患者重获正常生活！

在医学领域，一场革命正轰轰烈烈地展开。曾经只存在于科幻小说中的场景，如今已成现实：瘫痪者可以重新行走，失聪者可以恢复听力，失明者可以复明。这一切的变革，都得益于脑机接口（BCI）和主动医疗植入物（AMI）的飞速发展。

“小神器”解决神经“大难题”

人类大脑极其复杂，拥有约850亿个神经元，这些神经元通过电信号进行相互通信，控制着我们的思维、情感和身体机能。然而，这个复杂的网络极易受到破坏，无论是出生缺陷、疾病、事故，还是与年龄相关的退化，都可能对患者的健康和幸福造成严重影响。

医疗植入物的成功故事可追溯至上世纪的心律管理时代。心脏起搏器，作为最早的医疗植入物之一，自20世纪60年代问世以来，通过向心脏发送电脉冲维持其正常跳动，不仅挽救了无数生命，还显著提高了患者的生活质量，并为后续医疗植入物的开发奠定了基础。

随着21世纪的到来，神经技术迎来飞速发展。医疗植入物的种类和功能不断扩展，从心脏起搏器到人工耳蜗植入物，再到针对帕金森病、癫痫、慢性疼痛以及失禁等多种疾病的植入物，它们通过精准刺激身体的特定部位，减轻或消除疾病症状，为患者带来了新的希望。

克劳德·克莱门特，作为主动医疗植入物和神经技术方面的专家和独立顾问，在其职业生涯中见证了诸多复杂病例的转变。其中，一位帕金森症患者经深部脑刺激治疗后，植入电极有效抑制了震颤，但当患者处于无刺激的真实状态时，几秒内他的症状加剧。克劳德说：“我帮助他恢复了刺激状态。当你遇到这样的病例时，你会意识到自己工作的价值。”

尽管大脑对新科技植入物存在排斥反应，技术壁垒很高，但克劳德所任职的非营利性研究组织威斯中心的研究人员们不惧困难，进行开创性的技术创新。他们将电极、强大的电子设备和无线通信相结合，使大脑、神经系统和器官之间的协调互动成为可能，为神经技术设定了新的标准。

脑机接口与主动医疗植入物

为医疗康复带来新希望

脑机接口（BCI）和主动医疗植入物（AMI）是近年来医疗技术领域的两大热门话题，正在彻底改变人类的医疗健康格局。

脑机接口技术（BCI），作为前沿科技，实现了大脑与外部设备的直接通信。通过读取大脑信号并转化为控制指令，这项技术使得大脑能够驱动外部设备如计算机、假肢等，实现与外部世界的无缝交互。尤为重要的是，对于那些因遗传、事故、疾病等因素失去的技能，BCI技术能够读取大脑活动并刺激相应区域，助力患者重新激活这些技能。

同时，主动医疗植入物（AMI）通过主动响应并改善人体生理功能的特点，成为医疗领域的另一大亮点。AMI通过持续监测和调节身体的生理参数，有效维持或恢复患者的健康状态。

相比心脏起搏器等传统植入物，大脑及其控制中心的植入物面临着更为严峻的挑战。首先，为了降低身体排斥的风险，这些植入物必须尽可能小型化。其次，植入物的任务复杂度与其对外界的沟通需求成正比，即任务越复杂，与外界的通信需求就越高。此外，长期使用要求植入物具备良好的生物相容性和稳定性，但身体排斥植入物或用组织封装植入物的风险依然存在。

针对这些挑战，克劳德强调：“保护植入物免受潮湿是关键，而密封植入物并非易事。虽然可以采用钛或玻璃等材料进行封装，但还需要相应的馈通来传输电信号。随着渠道数量的增加，与外界建立联系的难度也随之增大。因此，使用高频无线电波的新型微型植入技术的关键在于实现有效的密封封装。”

与肖特Primoceler合作

开启医疗植入物新纪元

2018年，克劳德在肖特Primoceler Oy的一个研究项目中找到了他梦寐以求的解决方案 —— 一种极小的、生物相容的密封封装技术，以在大脑中构建一个微小的细胞网络。虽然实际产品比预期稍大，但克劳德认为这标志着新技术发展的第一步。

肖特Primoceler Oy最初专注于航空航天微电子密封，现已将玻璃微键合技术应用于医疗器械。这一转变使得克劳德的研究项目与Primoceler的技术完美契合。克劳德在与肖特Primoceler Oy副总裁维勒·赫文科皮交流时，高度赞扬Primoceler在医疗设备封装领域的技术领先地位。

维勒介绍称，Primoceler利用激光玻璃微键合技术，实现超微型植入物的完全密封，尺寸甚至小于1毫米。这种透明的MRI兼容玻璃封装几乎消除了有线馈通的需求，因为射频可以穿透整个玻璃外壳。这不仅降低了组件的复杂性、减小了尺寸，还为未来的无线互联网连接提供了可能。

肖特Primoceler Oy生产经理奥西·拉蒂宁进一步解释说，Primoceler的激光加工在室温下进行，实现气密熔融，而无需任何添加剂或粘合剂。这种封装方法不仅提高了植入物的生物相容性和耐用性，还显著减小了植入物的尺寸，降低了身体排斥的风险。克劳德认为，微型化玻璃封装技术可能会打开一扇门，扩大植入物在大脑中的应用，使医疗植入物达到新的水平。

此外，肖特集团还与全球各地的医疗机构和研究人员合作，共同推动医疗技术的进步。通过提供定制化的解决方案和高度自动化的生产流程，肖特集团确保了植入物的质量和可靠性，为患者带来了更好的治疗效果和更长的使用寿命。

植入想象，链接未来

尽管医疗植入物已经取得了显著的进展，但仍面临多重挑战。例如，如何进一步减小植入物的尺寸以提高患者的舒适度；如何延长植入物的使用寿命以减少更换手术的次数；以及如何解决植入物与身体之间的排斥反应等问题。

此外，将神经技术从实验室转移到临床实践也是一项艰巨的任务。这一过程中需要克服技术上的不确定性，以及高昂的研发成本等难题。克劳德对此指出：“尽管电子产品微型化正在不断推进，但我们仍面临许多未解之谜，例如如何在无电池的情况下为设备供电，以及如何在不依赖馈通、封装、导线和连接解决方案的情况下增加更多功能。”

因此，克劳德提出了一种更为务实的方法论：“我们应先在简单设备上应用新技术，以避免在复杂设备上遭遇失败。同时，我们需要从系统层面审视进展，确保真正了解我们在每一步中所取得的成果。掌握封装技术、连接技术和无线通信技术，将是决定脑机接口（BCI）未来能否成功的关键。”

放眼未来，医疗植入技术将迈向更微型、更智能、更个性化的全新高度。持续的技术革新与优化，不仅将赋予患者更加卓越的治疗效果，还将显著提升他们的生活品质。然而，技术发展的终极意义在于以人为本，始终将帮助最需要关怀的人作为核心目标。这种对人性的深切关怀，才是驱动未来技术创新的不竭动力。