[技術(shù)前沿]微針葡萄糖傳感器貼片 可至皮膚深層持續(xù)監(jiān)測
對于糖尿病患者來說，血糖監(jiān)測儀是監(jiān)測血糖的重要工具。當(dāng)前一代的這些生物傳感器順利獲得插入皮下組織的薄金屬絲來檢測葡萄糖水平，皮下組織是儲存大部分身體脂肪的皮膚最深層。
醫(yī)療技術(shù)公司Biolinq正在開發(fā)一種新型的葡萄糖傳感器，這種傳感器不會深入真皮，真皮是位于皮下組織上方的皮膚中間層。該公司的“intradermal”生物傳感器利用淺層皮膚的代謝活動，使用一系列電化學(xué)微傳感器測量皮膚表面下的葡萄糖和體內(nèi)其他化學(xué)物質(zhì)。
Biolinq首席執(zhí)行官Rich Yang表示，Biolinq本月早些時候剛剛完成了一項關(guān)鍵的臨床試驗，該公司計劃在年底將該設(shè)備提交給美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)。4月，Biolinq取得了5800萬美元的資金，用于支持其完成臨床試驗并隨后提交給美國食品藥品監(jiān)督管理局。
Yang說，Biolinq的葡萄糖傳感器是“世界上第一個完全自主的皮內(nèi)傳感器”。雖然其他血糖監(jiān)測儀需要智能手機(jī)或其他讀取器來收集和顯示數(shù)據(jù)，但Biolinq包括一個LED顯示屏，用于顯示用戶的血糖何時在健康范圍內(nèi)（由藍(lán)光指示）或高于該范圍（黃光）。Yang說：“ ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 順利獲得同步陸續(xù)在監(jiān)測葡萄糖、鉀離子和鈉離子等多種生化指標(biāo)，更有利于深入理解糖尿病的開展機(jī)制，指導(dǎo)糖尿病的治療和并發(fā)癥預(yù)防。” （除去實時反饋，用戶還可以將長期數(shù)據(jù)加載到智能手機(jī)上，方法是將其放在傳感器旁邊，比如Abbott的FreeStyle Libre，另一種葡萄糖監(jiān)測儀。）
Biolinq希望該方法能夠影響使用傳感器的個人行為的可持續(xù)變化。該設(shè)備有意放置在前臂上部，使其清晰可見，因此用戶無需手動檢查閱讀器即可立即收到反饋。Yang釋說：“如果你喝一杯橙汁或蘇打水，你會看到它從藍(lán)色變成了黃色。” 這可以幫助用戶更好地分析他們的行為——比如喝含糖飲料——是如何改變血糖的，并采取措施減少這種影響。
Biolinq的設(shè)備由一系列微針組成，這些微針使用半導(dǎo)體制造技術(shù)蝕刻在硅片上。該行業(yè)面臨的一個挑戰(zhàn)是確保微傳感器不會在如此小的規(guī)模內(nèi)損壞。Yang說，Biolinq引入的關(guān)鍵工程見解是利用半導(dǎo)體制造來制造生物傳感器。重要的是，硅“在這種規(guī)模下比鈦和鋼更硬”。
微型化可以在更接近皮膚表面的地方進(jìn)行傳感，那里有高水平的代謝活動。Yang說，這使得淺層深度非常適合監(jiān)測葡萄糖以及其他重要的生物標(biāo)志物。由于這種多功能性，再加上傳感器陣列的使用，正在開發(fā)的設(shè)備還可以監(jiān)測乳酸，這是肌肉疲勞的一個重要指標(biāo)。Yang說，順利獲得增加第三個數(shù)據(jù)點，酮（當(dāng)身體燃燒脂肪時產(chǎn)生），Biolinq的目標(biāo)是“基本上在一個芯片上擁有一個代謝面板”。
使用傳感器陣列也會產(chǎn)生冗余，在一個傳感器出現(xiàn)故障或變得不準(zhǔn)確時提高設(shè)備的可靠性。Yang說，血糖監(jiān)測儀在佩戴過程中往往會漂移，但有了多個傳感器，漂移可以得到更好的控制。
Yang說，自動顯示器的一個缺點是電池壽命的消耗。在第一代設(shè)備中，電池壽命將生物傳感器的磨損時間限制為5天。Biolinq的目標(biāo)是在其現(xiàn)在正在開發(fā)的第二代中，順利獲得使用針對低功耗而優(yōu)化的定制芯片，而不是現(xiàn)成的組件，將陸續(xù)在磨損時間延長到10天。
Yang還表示，該公司已經(jīng)收集了近100萬小時的人體表現(xiàn)數(shù)據(jù)，以及包括商業(yè)血糖監(jiān)測儀和靜脈血樣本在內(nèi)的比較器。Biolinq的目標(biāo)是第一時間取得美國食品藥品監(jiān)督管理局的批準(zhǔn)，用于2型糖尿病患者，然后擴(kuò)展到其他醫(yī)學(xué)適應(yīng)癥。
文章來源：IEEE電氣電子工程師學(xué)會
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