以前，微型芯片仅局限专门用作计算机核心部件。现在它们神通广大，几乎无处不在，从安装在儿童玩具到烤面包机内发挥重要功能。据马萨诸塞理工学院一个研究小组透露，不久它们将出现在人体内。今年1月末一期的英国《自然》杂志上该研究小组报道称，他们正致力开创首枚输药微型芯片，这种首创的给药装置一经吞服或移植皮下，即可在持续时间内释放出各种剂量的多种药物。虽说新型芯片仍需经受动物和人体检测，但是一些专家看好其前景并相信它必定会极大改变许多患者的用药方式。

美国约翰 • 霍普金斯大学医学院神经外科医生和肿瘤学家亨利 • 布伦（Henry Brem）指出：“这不失为制药学概念上一项异乎寻常且振奋人心的突破。”这些一厘米见方的硅芯片上载有一系列细微凹槽，这些外覆薄膜的小槽在电信号激励下，外膜便会自然熔化并释放出内含药物。若装载大剂量药物，芯片还能连续数月多次施放一种或多种不同药物。布伦评论说：

“根据情况适时调制多种复合药物确实是难能可贵的进步。”研究人员还希望改造这类芯片，以便能够改变释放药物的时间或药型以适应皮下注射的要求。这种能力将有助于治疗诸如帕金森氏疾病和癌症，因为医生往往需要根据病情适时调节药物及剂量。

如何控制药物在体内释放已呈现出巨大的商业发展潜力。1997年，缓释胶囊、尼古丁皮肤贴膏及其同类产品的销售额分别达到140亿美元。但是，诸如此类的药物要么随着保护胶囊溶化仅向身体内输送单一药物，要么随着可降解基质溶解在持续时间内向身体释放特定药物。领导微型芯片创新研究的马萨诸塞理工学院的化学家罗伯特 • 兰格（Robert Langer）指出：“目前还缺少一种人为控制的脉动输药系统。”

为开创这种输药系统，兰格召集本校博士生约翰 • 桑蒂尼（John Santini）和微电子学制造专家迈克尔 • 西莫（Michael Cima）加盟共同开发。3人小组开始采用一块通常用来制作计算机芯片的标准硅片试验，并利用常规芯片加工技术在芯片上蚀刻出总计34个微型贮液囊，每个能容纳仅25毫微公升液体，体积还不足一粒盐大。此外喷镀、定模和蚀刻3道工序在芯片表面上形成金导线串联电路，以及用金箔薄膜覆盖每个微型凹槽。各个凹槽底部仍与外界畅通，以利研究人员翻转芯片并向贮液囊中填充荧光和放射性化合物——其目的旨在易于作性能初期检测。

为了检验芯片，兰格为首的3人研究小组将制作好的芯片浸泡在一种缓冲溶液中，该缓冲溶液是模拟人体pH值和氯化物浓度而特制的。然后他们迅速启动开关，以使电流穿过一个凹槽上覆盖着的金电极。由于电流中一些电子的摩擦作用，电极中带正电荷的金离子不断与溶液中的氯离子发生反应，进而生成一种金属盐。因此，覆盖凹槽上的金膜瞬间即被熔化，同时将内含药物外溢溶液中。既然该研究小组现已验证了这种施药原理，因此他们正在构思更加雄心勃勃的开发计划。兰格证实说：“你可以在一角银币大小的芯片上蚀刻出数千个凹槽。”鉴于每个贮液囊顶端的电极都可以分别接线，所以研究人员可以确切地控制各个贮药囊释放内含药物的时间。

兰格坦言，这种新型施药芯片还需日臻完善才有望上市销售。研究人员必须首先在动物和人体内对其性能加以测试，以便确保芯片所有部件都具有主动适应能力。为使芯片能在体内自主运作，它们还需要辅设额外的电路系统和电源。不过这样构造的芯片却无法适应所有的药物治疗：比如某些糖尿病患者每日需数次输注总计1000毫克胰岛素，这样一来芯片就无能为力了。不过，药物芯片将极具可能在输送确量特别强劲化合物上找到用武之地，例如各种激素和超强力止痛剂。

人体外其它用途不久也将有所突破。专门设计用作交错释放不同化合物的芯片能够协助完成各种自动化工作任务，从实验室测试到制药发现都能派上用场。该研究小组声称，芯片还能充注各种不同芳香剂并装入电视机中适时释放气味。比如辛辣香味可以伴随比萨饼广告同时出现观众面前，给人带来身临其境赏心悦目的感受。

 [Science，1999年1月29日]