血糖监测对糖尿病患者来说可能是一件日常琐事,但有了一种可穿戴式血糖仪,可以检测出用户汗液中的糖含量,血糖监测就有望得到缓解。
据估计,目前全球有超过4.15亿人患有1型或2型糖尿病。这意味着,对于世界上每11个成年人中就有一个人来说,定期血糖检测最终可能成为一种生活方式。这意味着,随着糖尿病在全球的发病率增加,对非侵入性、快速和有效的血糖测量方法的需求也在增加。
雅典国立大学和卡波德兰大学的研究人员本可以设计出一种新型3D打印设备来解决这一需求,糖尿病患者只需出汗和一台普通的智能手机就可以监测血糖水平。
该设备采用可穿戴电化学环(或e环)的形式,由廉价的3D打印机制造。在e-环内部,一个涂有金膜的非导电柔性塑料固定环,固定着三个碳电极,供微型电路板使用。在测试过程中,该团队使用的是三星手机,数据可以发送到普通智能手机上。
由此产生的传感器可以检测生物标记物,并测量佩戴者的汗液葡萄糖水平,从而显示总体血糖水平。
最终,这意味着一个血糖测量平台不需要针头,比目前常见的血糖仪侵入性更小。该研究发表在期刊上的一篇论文中分析化学¹。
热血,汗水,没有眼泪
对数百万糖尿病患者来说,侵入性血糖监测不仅仅是一种不便。
对于锥虫恐惧症(对针头的极度恐惧)患者来说,情况更为严重。由于目前的监测仪利用酶生物传感器和疼痛的针头来监测血糖,日常生活可能会变成一场噩梦。通常情况下,对针头的厌恶会导致监控不力,即使不是致命的,也会带来严重的后果。
目前,市面上有一些无创血糖监测设备,但这些可穿戴电子设备价格昂贵。此外,由于这些检测方法依赖于酶的监测,这些平台对温度和pH值水平都非常脆弱——这些品质会使酶“变性”。
幸运的是,在汗液中检测葡萄糖和其他健康状况取决于生物标志物,这些标志物不是酶,也不容易受到高温或pH值的影响。这就是为什么该团队定制了传感器来检测汗液。
可穿戴式血糖仪可以为糖尿病患者提供缓解
该团队使用一种经济和商业可用的3D打印机,创造了一系列四种类似设计的原型设备。这些原型暴露在一种特制的“人工汗液”中,其中含有不同水平的葡萄糖。
测试随后转移到一名在餐前和餐后进行测试的人体受试者身上。研究人员发现,e环上覆盖的金色薄膜越多,就越能正确识别葡萄糖水平。
研究小组现在将专注于提高e环装置的灵敏度,目前该装置显示出与现有血糖仪的偏差。
该团队仍然相信,通过未来的研究,该设备可以得到足够的改进,使其在血糖传感器市场上具有竞争力,可能为数百万糖尿病患者提供缓解。
参考文献
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采。Economou V。,。一个Kokkinos。C.,[2021],“智能手机定位3d打印电化学环非酶自我监测人体汗液中的葡萄糖,”分析化学、[https://doi.org/10.1021/acs.analchem.0c05057]
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山楂。克拉多克J。S.,[2002],“疼痛、痛苦和血糖监测”,伤口国际,[https://www.woundsinternational.com/resources/details/pain-distress-and-blood-glucose-monitoring]
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