米饭不能吃饱,水果不能吃多,甜品基本不碰……这样的活法有点难受,然而糖尿病患者却得时刻按照这种要求克制饮食,以免一不小心血糖值就过了“高压线”!糖尿病不仅在医学界,在日常生活中也是“赫赫有名”,胰岛素存在分泌缺陷或其生物功能受损的时候就会引发高血糖,长期存在高血糖就被称为糖尿病。作为慢性疾病的一种,它难以被治愈。然而近日韩国科研人员研发出一款糖尿病管理贴片,也许能为众多患者带来福音。
石墨烯是种柔性导电材料,能使贴片轻薄、柔软、透明
韩国首尔国立大学的助理教授金大炯带领的科研团队,与美国马萨诸塞州著名的柔性电子产品公司MC10联合开发出一种可检测并调节血糖水平的智能糖尿病管理贴片,相应的最新研究成果刊载在3月下旬英国《自然·纳米科技》杂志上。
贴片原型仅一张扑克牌大小,为提高适用性能,研究人员采用近年来炙手可热的新材料——石墨烯。石墨烯是一种柔性导电材料,能使贴片轻薄、柔软和透明。
这种材料在可穿戴电子产品制造领域受到广泛欢迎,然而其合成方法限制了它在电化学装置中用来测量生化标志物,如酸碱度和生物分子测量等。研究人员为解决这个问题,在石墨烯中添加了金颗粒,并将混合物整体再与一个金网结合,从而制成了一种兼具韧性与柔性的半透明贴片。
一部分为血糖浓度监测区,
另一部分为控制血糖浓度治疗区
那么智能糖尿病管理贴片是如何辅助糖尿病治疗的呢?原来贴片由两部分组成,一部分为血糖浓度监测区,另一部分为控制血糖浓度的治疗区。
监测区内设有电子传感器,譬如随着人体温度和汗液成分的变化,酸碱度和温度传感器可以实时监测这两个参数,而酶式葡萄糖传感器能够将在汗液中感受到的葡萄糖量转换成可用输出的信号参数,多个传感器测量值互相对照,综合分析出血糖浓度,再将数据传输至移动设备,进一步提高了葡萄糖测量的可靠性。
治疗区内则布满了和睫毛差不多大小的微型针头,一旦监测区发现血糖浓度超标,治疗区的加热器就会激发微针,同时融化药物贮藏体的外膜。之后,微针将刺入浅表皮肤,将降血糖药物二甲双胍注入患者体内,实现控制血糖的目的。为避免注入药物过多,微针表面外膜的融化是分片融化的,一旦血糖得到控制,融化随之停止,达到智能调控的效果。
这在很大程度上减少并发症的发生
研究人员表示,传统的手指穿刺测量血糖的方法较为麻烦,患者的体验感并不好,不少科学家希望开发出通过微创或非侵入性方法检测血糖水平的方法,而智能贴片恰好解决了这个问题,且注射微针不会碰到神经末梢,从而避免了传统注射带来的痛感。
据世界卫生组织预测,到2040年,全球预计将有6.2亿糖尿病患者,而中国现在就有大约1.14亿的糖尿病确诊患者。虽然糖尿病本身不会致死,但其引发的并发症多达100多种,是目前已知并发症最多的一种疾病,其中,中风、视力下降、肾病等都会给日常生活带来诸多不便。
在采访中,研究人员认为,借助智能糖尿病管理贴片,患者们可以轻松应对疾病,因为贴片不会引起任何疼痛,也不用将它暴露出来。人们可以更频繁地监测与控制血糖水平,该设备其实在很大程度上帮助患者减少并发症的发生。
这项技术的主要发明者们被《麻省理工科技评论》杂志评选为2015年度全球杰出青年创新人物,他们在糖尿病监控领域的领先研究工作备受《自然》等著名杂志的推崇。
英国巴斯大学教授理查德·盖伊评价称:“虽然糖尿病管理的终极目标,即结合葡萄糖检测和药物响应性输送的非侵入性的反馈系统还未成型,但新成果将这一领域推进到了更接近最终目标的地方。”
研究人员表示,目前已经在糖尿病小白鼠和两位健康男性人类身上进行了试验,并获得了成功。他们希望在五年内能够完善这一研究成果,并尽快降低设备成本,以推广到民用领域,让更多的糖尿病患者受益。