無創貼片：測血糖不用扎手指，讓糖尿病人少受痛！
背景
糖尿病是一種現代文明病，已經成為一個不斷增長、危及公共健康的嚴重問題。2017年年底，國際糖尿病聯盟公布的第八版全球糖尿病地圖顯示，全球糖尿病成人患者（20-79歲）從2000年的1.51億，到2017年已達到4.25億，增加近2倍。預計到2045年，糖尿病患者可能達到6.29億。
對於糖尿病患者來說，持續地監測血糖非常必要，它對於糖尿病人的生活、運動、飲食、用藥等方面，都有重要指導意義，有利於糖尿病患者隨時發現問題並及時就醫。然而，血糖測量要採取血樣，因此往往需要戳破患者的手指，給患者帶來創傷。
為了降低頻繁的血糖檢測給糖尿患者帶來的痛苦與不適，筆者曾介紹過這方面的創新技術。例如，韓國首爾基礎科學研究院的科研團隊開發出一種基於汗液的糖尿病監測和反饋療法。糖尿病患者可以通過佩戴石墨烯製成的柔性腕帶監測血糖，並通過血糖值計算出給藥量，通過微針釋放二甲雙胍來降低患者血糖值。這種治療是微創的，人體幾乎感覺不到。
（圖片來源：Hui Won Yun / 首爾大學）
創新
近日，英國巴斯大學（University of Bath）的科學家們又設計出一種非侵入式的皮膚貼片，它能透過皮膚測量血糖水平，有望讓數以百萬計的糖尿病患者擺脫頻繁且痛苦的扎手指采血測試。
（圖片來源：巴斯大學）
研究團隊已完成概念驗證設計，並將成果發表於《自然納米技術（Nature Nanotechnology）》雜誌。他們希望最終可以開發出一種低成本、可穿戴的感測器，定期將臨床相關的血糖測量結果，無線地發送至穿戴者的手機或者智能手錶。
這項研究成果來自巴斯大學物理系、藥學與藥理學系、化學系研究人員的跨學科合作。
技術
這種貼片不會刺破皮膚，相反它透過毛囊，從細胞間的液體中採集血糖。通過微型感測器陣列，採用小電流，可單獨訪問毛囊。在微型貯液器中，血糖聚集起來，並得到測量。幾小時內，每10到15分鐘獲取一次讀數。
這種感測器和貯液器陣列設計獨特，因此貼片無需採集血樣進行校準，這意味著徹底擺脫了扎手指采血測試。
相比於其他設備，該設備一項重要優勢就是，陣列中的每個小型感測器都可以通過單獨的毛囊，在一小片區域上運行。這樣就顯著降低了皮膚內部和皮膚之間在血糖提取方面的變化性，在無需血樣校準的情況下，增加了測量的準確性。
在這項研究中，團隊測試在豬和健康志願者的皮膚上進行了貼片測試。在豬的皮膚中，他們展示了這種貼片可以跨越糖尿病人常見的血糖範圍，精準地監測血糖水平；在人類志願者身上，貼片再次監測了每天的血糖變化。
（圖片來源：巴斯大學）
價值
這種有效的、非侵入式的血糖監測方法，不僅將有助於糖尿病患者，也將幫助到具有糖尿病患病風險的人，讓他們作出正確選擇，去很好地治療糖尿病或者降低患病風險。
藥學與藥理學系教授 Richard Guy 表示：「非侵入式（無針）的方法監測血糖已被證實是一個很難達到的目標。最近的實現案例，要麼至少需要通過傳統的『手指采血法』進行單點校準，要麼需要通過單次插針實現預校準感測器。巴斯大學開發的這種監測器，有望帶來一種真正的無需校準的方案，對於降低全球不斷增長的糖尿病發病率來說，作出了重要貢獻。」
物理系的 Adelina Ilie 表示：「我們陣列的特殊架構保證了無需校準的操作，而且它還具備更深遠的益處，即實現一系列材料的組合。我們採用石墨烯作為其中一種成分，因其帶來一系列重要優點，特別是在強度、導電性、柔性方面，以及低成本與環境友好。此外，我們的設計能採用高通量製備技術，例如絲網印刷，我們希望這項技術最終將支持價格合理的一次性設備。」
未來
後續的研究步驟包括：進一步改善貼片設計，優化陣列中感測器的數量，從而展示跨越24小時佩戴時間的全功能性，以及進行一系列關鍵臨床試驗。
關鍵字
糖尿病、石墨烯、可穿戴設備
參考資料
【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
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