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資訊活動前沿社登錄綜合報道6minread不用扎針就能測血糖，中國團隊這項研究突破有多大？昵稱比較好記20171223摘要將復雜的檢測系統，集成在整體厚度僅3.8微米的類皮膚柔性傳感器上，可無創將皮下組織液中的葡萄糖富集到貼敷在皮表的傳感器中，進行精準連續測量，這是一個突破性的進步。糖尿病一直以來威脅著中國人的健康。據世界衛生組織調查顯示，截止至2016年，目前，中國約有1.1億名糖尿病患者，約占中國成年人總數的110。糖尿病和糖尿病并發癥每年導致近100萬人死亡；其中近40%的死亡為過早死亡（在70歲以下人口中）。糖尿病一旦發病便無法徹底治愈。其中，測血糖是其中必不可少的一環。但這對于糖尿病患者來說很痛苦。患者要么刺破手指測血糖，要么在皮膚上插入微型管，并帶上監視器，用于連續測量細胞間液體中的葡萄糖。但無論是哪種方式，把針刺在自己身上并不是一件令人愉快的事。據外媒gizmodo報道，來自清華大學的團隊在ScienceAdvances發表了一篇名為《用于無創血糖監測的電化學雙通道類皮膚生物傳感系統》的論文，展示了一套新方法，無需刺破手指，只使用一個非常薄的皮膚樣貼片，貼近皮膚表面就可以進行測量。它看起來像一個紋身貼紙。圖團隊研發的生物傳感器（圖片來自gizmodo）研究團隊進行了一項體內對照試驗，他們招募了三名志愿者，其中一名志愿者患有糖尿病。該裝置在五天的研究期間，測量血糖水平幾乎與標準的臨床血液測試一樣。同時，沒有患者報告任何刺激或不適。目前市場上還沒有FDA批準的無創血糖檢測儀。該論文的第一作者、清華大學航院、柔性電子技術研究中心博士生陳毅豪向gizmodo表示，他們的設備會有所不同，經過適當校準，該系統有望適用于醫療級的持續葡萄糖監測。無創血糖儀，真的靠譜嗎移動醫療在2013-2014年便引爆了資本市場，后來甚至到了「百糖大戰」的競爭局面，糖尿病管理中的一環便是血糖監測。無論是在當時還是在今日，在諸多血糖檢測技術之中，最受歡迎的仍是無創血糖檢測技術。Google在2014年就在博客上宣布，GoogleX實驗室正在測試一款面向糖尿病患者的智能隱形眼鏡。隱形眼鏡采用兩層柔軟的鏡片材料，中間植入無線芯片和微型葡萄糖傳感器，鏡片可測量淚液中的葡萄糖含量；美國布朗大學科學家也研制出一種生物芯片傳感器，利用一系列特定的化學反應，結合電漿子光學干涉法（即用光線來探測目標的化學特征的方法），分析出人類唾液等復雜溶液中的葡萄糖濃度；IntegrityApplications公司的GlucoTrack無創血糖儀，通過測量人體代謝產生的熱量、血液流速、血氧飽和度，通過數學函數可以推算出血糖濃度。但這些項目都沒有走入大眾生活。事實上，這些項目都還「不太靠譜」。以谷歌眼鏡為例，Dexcom的執行副總裁StevePacelli在接受外媒專訪時表示不看好谷歌隱形眼鏡：它只是個科學項目。Dexcom成立于1999年，是全球最大的CGM廠商，其產品的精確度也是目前業內的最高水平。用淚液測量血糖，是一件不太靠譜的事。眼淚中的葡萄糖很難測量；不同的測量方法測眼淚，得到的結果不同；淚糖濃度與血糖濃度之間相關性多大，科學界也沒有得出定論。同理，唾液、代謝產生的熱量和血糖是否有相關性，目前的研究仍然沒有證明。人體是復雜的系統，遇到洋蔥會流眼淚，運動會出汗，細胞會有新陳代謝，身體會感冒發燒……這些因素是否會影響運用各種「黑科技」技術檢測的結果呢？當身體內被植入檢測系統，你會不會不舒服？無創血糖檢測儀的研發制造難度可見一斑。技術難在哪浙江大學生物醫學工程博士陳瑋，在血糖監測傳感器技術領域深耕多年，他向極客公園介紹了持續血糖監測技術的前世今生。持續葡萄糖監測系統（CGMS）研究起源于科學家們對人工胰臟的追求，這套系統將會使1型糖尿病患者受益。1型糖尿病是一種自身免疫性疾病，機體制造胰島素的能力喪失。而補充多少胰島素非常難以確定，會受到飲食運動等諸多因素影響，因此必須要對血糖進行監測。早在1974年，A.M.Albisser博士等人就已經提出了人工胰臟的概念，該系統的設計中便包括了一種基于連續抽血采樣的體外血糖監測裝置。隨著科技的發展，傳感器從體外走向了皮下。到了1996年，MiniMed的血糖傳感器走出實驗室，進入臨床試驗，并最終于1999年獲得FDA認證，這象征著第一款CGMS產品的問世。隨著糖尿病人數的不斷增加，CGMS成為各大醫療器械公司的兵家必爭之地。圖MiniMed(來自亞特蘭大糖尿病協會)同樣是在1999年，Cygnus公司發布的GlucoWatch通過FDA許可。這種血糖儀像普通手表一樣戴在手腕上，無需創傷侵入。它透過完整的皮膚測定血糖，提供一種自動而且連續的血糖測定。但皮膚出汗、溫度過高或過低、靜電干擾、短路等都會影響其測定結果，引起誤差，甚至導致儀器關閉。同時，部分患者的局部皮膚出現一定的刺激癥狀。此外，它測定的結果要略滯后于指血血糖值。最終，GlucoWatch成為了曇花一現的產品。圖GlucoWatch(來自MPOMagazine)陳瑋博士告訴極客公園，相對于目前較為成熟的皮下植入式CGMS,如目前火爆全球的雅培瞬感；CGMS未來的發展趨勢主要分為這樣幾類技術：1）全植入型，如Sensornics的Eversense；2）微針陣列皮膚貼，如Sano；3）無創持續監測，像本文介紹的這種類皮膚生物傳感器。無創血糖檢測或多或少大都存在干擾因素多、相關性差、生理意義不明確等問題。在實際研發和生產中，還需要更多考慮，這里舉出幾個代表性的因素：1）實際應用中，為達到更高的精度，必須考慮組織液血糖值與指血血糖值存在一定的延時，人體在日常活動中產生的傳感器—組織界面變化對傳感器信號的影響，環境溫度帶來的儀器系統誤差的影響因素；2）血糖濃度在不同組織區域和不同血液循環部位是有差異的，體液比值(細胞液、組織液和血漿)受到一些因素的影響，如活動程度、新陳代謝和藥物的影響。從而影響血糖測定；3）體液中葡萄糖濃度與血液中葡萄糖濃度的相關性。這也是一個值得探討的問題；4）還要考慮材料是否對人體造成刺激，是否會因為長期工作而失靈；此外，還要考慮佩戴舒適、安全等諸多因素。這些因素導致無創血糖監測走向生活是很難的一件事，無論是在理論研究上還是生產研發中。3.8微米傳感器是巨大突破這篇論文引起了國內外的廣泛關注，IEEE的旗艦出版物IEEESpectrum認為，這套傳感系統和所有通過皮膚組織液，而不是血液中間接測量葡萄糖的動態血糖監測設備一樣，傳感器的葡萄糖濃度檢測能力上有時間滯后。但是這個系統被證明是非常準確的，就像在多個時間點測量指血糖和靜脈抽取的血液血糖一樣。而且它沒有刺激皮膚表面，也沒有產生疼痛或炎癥，這和其他的非侵入式血糖監測系統不同。它利用了反離子電滲透技術，通過在皮膚表面施加一個小的恒電流，形成離子流，并利用離子流將皮下組織液中的葡萄糖攜帶到皮膚的表面，繼而通過只有3.8微米厚的超薄柔性生物傳感器件進行高精度測量。這個3.8微米厚的超薄柔性生物傳感器是很大的突破，它的制造需要多學科的結合，里面涉及力學、材料、化學、生物化學、電子以及信息等多個學科。這篇研究論文的通訊作者馮雪教授向媒體表示，多學科深入交叉，密切合作，快速迭代，才能最終形成一個真正能改變人們生活的成熟產業。研究團隊使用這套方法測量的血糖結果，和使用血糖儀或靜脈血測量的結果相關性超過90％，達到了醫療級監測和診斷的標準，有巨大的醫療潛力。雖然從理論走向實踐還有很長的路要走，但這個成果實現了在人體皮膚表面進行無創測血糖，并達到了醫療級別精度，在醫學上有很大的意義，為CGMS提供了一條新的道路。在未來，它能幫助人們更準確、方便的測量血糖，我們很期待這個產品能夠落地。責任編輯：雙筒獵槍頭圖來源：視覺中糖尿病無創血糖監測分享至馬上登錄最新文章七日熱門極客公園極客之選頂樓TopView用極客視角，追蹤你最不可錯過的科技圈。新鮮、有趣的硬件產品，第一時間為你呈現。關注前沿科技，發表最具科技的商業洞見。意見反饋聯系我們聯系電話：8610-84599761聯系郵箱：contact@geekpark.net公司地址：北京市朝陽區酒仙橋路4號751D·Park　　　　　正東集團院內C8座105室極客公園關注我們：關于關于極客公園尋求報道加入我們友情鏈接云服務支持APP下載iOSAndroid京ICP備13016923號-2|京公網安備11010502034250號北京傳奇極客管理咨詢有限公司?Copyright2009-2019

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