无创贴片：测血糖不用扎手指，让糖尿病人少受痛！

2018 年 4 月 11 日 IntelligentThings John

导读

近日，英国巴斯大学的科学家们设计出一种非侵入式的皮肤贴片，它能透过皮肤测量血糖水平，有望让数以百万计的糖尿病患者摆脱频繁且痛苦的扎手指采血测试。

背景

糖尿病是一种现代文明病，已经成为一个不断增长、危及公共健康的严重问题。2017年年底，国际糖尿病联盟公布的第八版全球糖尿病地图显示，全球糖尿病成人患者（20-79岁）从2000年的1.51亿，到2017年已达到4.25亿，增加近2倍。预计到2045年，糖尿病患者可能达到6.29亿。

对于糖尿病患者来说，持续地监测血糖非常必要，它对于糖尿病人的生活、运动、饮食、用药等方面，都有重要指导意义，有利于糖尿病患者随时发现问题并及时就医。然而，血糖测量要采取血样，因此往往需要戳破患者的手指，给患者带来创伤。

为了降低频繁的血糖检测给糖尿患者带来的痛苦与不适，笔者曾介绍过这方面的创新技术。例如，韩国首尔基础科学研究院的科研团队开发出一种基于汗液的糖尿病监测和反馈疗法。糖尿病患者可以通过佩戴石墨烯制成的柔性腕带监测血糖，并通过血糖值计算出给药量，通过微针释放二甲双胍来降低患者血糖值。这种治疗是微创的，人体几乎感觉不到。

（图片来源：Hui Won Yun / 首尔大学）

创新

近日，英国巴斯大学（University of Bath）的科学家们又设计出一种非侵入式的皮肤贴片，它能透过皮肤测量血糖水平，有望让数以百万计的糖尿病患者摆脱频繁且痛苦的扎手指采血测试。

（图片来源：巴斯大学）

研究团队已完成概念验证设计，并将成果发表于《自然纳米技术（Nature Nanotechnology）》杂志。他们希望最终可以开发出一种低成本、可穿戴的传感器，定期将临床相关的血糖测量结果，无线地发送至穿戴者的手机或者智能手表。

这项研究成果来自巴斯大学物理系、药学与药理学系、化学系研究人员的跨学科合作。

技术

这种贴片不会刺破皮肤，相反它透过毛囊，从细胞间的液体中采集血糖。通过微型传感器阵列，采用小电流，可单独访问毛囊。在微型贮液器中，血糖聚集起来，并得到测量。几小时内，每10到15分钟获取一次读数。

这种传感器和贮液器阵列设计独特，因此贴片无需采集血样进行校准，这意味着彻底摆脱了扎手指采血测试。

相比于其他设备，该设备一项重要优势就是，阵列中的每个小型传感器都可以通过单独的毛囊，在一小片区域上运行。这样就显著降低了皮肤内部和皮肤之间在血糖提取方面的变化性，在无需血样校准的情况下，增加了测量的准确性。

在这项研究中，团队测试在猪和健康志愿者的皮肤上进行了贴片测试。在猪的皮肤中，他们展示了这种贴片可以跨越糖尿病人常见的血糖范围，精准地监测血糖水平；在人类志愿者身上，贴片再次监测了每天的血糖变化。

（图片来源：巴斯大学）

价值

这种有效的、非侵入式的血糖监测方法，不仅将有助于糖尿病患者，也将帮助到具有糖尿病患病风险的人，让他们作出正确选择，去很好地治疗糖尿病或者降低患病风险。

药学与药理学系教授 Richard Guy 表示：“非侵入式（无针）的方法监测血糖已被证实是一个很难达到的目标。最近的实现案例，要么至少需要通过传统的‘手指采血法’进行单点校准，要么需要通过单次插针实现预校准传感器。巴斯大学开发的这种监测器，有望带来一种真正的无需校准的方案，对于降低全球不断增长的糖尿病发病率来说，作出了重要贡献。”

物理系的 Adelina Ilie 表示：“我们阵列的特殊架构保证了无需校准的操作，而且它还具备更深远的益处，即实现一系列材料的组合。我们采用石墨烯作为其中一种成分，因其带来一系列重要优点，特别是在强度、导电性、柔性方面，以及低成本与环境友好。此外，我们的设计能采用高通量制备技术，例如丝网印刷，我们希望这项技术最终将支持价格合理的一次性设备。”

未来

后续的研究步骤包括：进一步改善贴片设计，优化阵列中传感器的数量，从而展示跨越24小时佩戴时间的全功能性，以及进行一系列关键临床试验。

关键字

糖尿病、石墨烯、可穿戴设备

参考资料

【1】http://www.bath.ac.uk/announcements/bloodless-revolution-in-diabetes-monitoring/

【2】Luca Lipani, Bertrand G. R. Dupont, Floriant Doungmene, Frank Marken, Rex M. Tyrrell, Richard H. Guy & Adelina Ilie. Non-invasive, transdermal, path-selective and specific glucose monitoring via a graphene-based platform. Nature Nanotechnology, 2018 DOI: 10.1038/s41565-018-0112-4