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泪液葡萄糖传感器有望让可穿戴无创血糖监测仪成为现实

导读: 该公司将其设备与基于针头的葡萄糖监测仪进行了比较,该仪器测量血液(黄金标准)和间质液(第二接近准确度)的分析物。结果:来自泪液葡萄糖测量的95%的数据点与血液相同,或落在可接受的误差范围内。泪液数据不如血液好,但与间质液大致相同。

几十年来,研究人员一直在呼吁建立一种可穿戴的无创血糖监测仪。这种装置可以帮助数百万糖尿病患者更密切地追踪他们的血糖水平,而不用忍受针刺伤皮肤带来的痛苦。

科学家们已经尝试在汗水、唾液、呼吸和尿液中追踪葡萄糖。他们也尝试用光谱法从皮肤外部测量血液中的葡萄糖。最近,包括Alphabet在内的几个团体提出使用智能隐形眼镜测量泪液中的葡萄糖。

但到目前为止,还没有人成功。对无创、可穿戴式葡萄糖监测仪的追求大部分都是由于死气沉沉的公司和疲惫不堪的研究人员。

而现在,出现了一线希望。上个月,荷兰一家名为Noviosense的初创公司悄悄公布了泪液葡萄糖传感器的人体测试数据。这项研究规模不大,只有六名参与者,但10月12日发表在《生物大分子》(Biomacromolecules)杂志上的结果看起来很有希望。

血液仪制造商LifeScan的前执行官约翰·L·史密斯说:“这是我见过的关于泪液葡萄糖的最好结果”,他把职业生涯的后半部分作为顾问,致力于评估无创葡萄糖传感技术。 “但仍需要实质性的改进才能使其足够好进行监测。”

这一评论来自史密斯,可谓是高度赞扬。毕竟,史密斯是众所周知的可穿戴式无针葡萄糖监测仪的怀疑论者。事实上,在史密斯2018年出版的《The Pursuit of Noninvasive Glucose: Hunting the Deceitful Turkey》书中说,这项技术永远不会实现:“这本[书]可能是这个主题需要的最后更新。”他继续说道,“许多参与者和观察者开始觉得,这是一个永远不会到来的想法,可能很快就会消失,而且永远看不到成功。”

Noviosense用不同的方法来测量眼泪中的葡萄糖。 Noviosense的设备不是将传感器放在隐形眼镜中,而是由用户放在下眼睑下面。 Noviosense的创始人兼首席执行官克里斯托弗·威尔逊说,在那里,它可以获得可靠的泪液,更好地反映血液中葡萄糖的真实水平。威尔逊说,此外,这种设计不会像隐形眼镜那样使眼睛干燥或妨碍视力。

Noviosense灵活的弹簧形线圈置于下眼睑后面,用户可以自己做,并自然地保持在那儿。弹簧形电极被包裹在含有固定化酶的生物聚合物中,当暴露于葡萄糖时,这种固定化酶开始了化学反应。该反应导致过氧化氢的氧化,通过计时安培法测量电极可以检测到过氧化氢。

威尔逊说,在Noviosense的最终设计中,当设备靠近眼睛时,它可以将葡萄糖数据无线传输到手机,或者它可以通过一副眼镜进行连续测量。威尔逊说,对于其首次人体研究,Noviosense使用有线传感器,因为该公司的无线组件仍在缩小以适应传感器尖端,此外,研发设备的校准算法需要有线版本。

该公司将其设备与基于针头的葡萄糖监测仪进行了比较,该仪器测量血液(黄金标准)和间质液(第二接近准确度)的分析物。结果:来自泪液葡萄糖测量的95%的数据点与血液相同,或落在可接受的误差范围内。泪液数据不如血液好,但与间质液大致相同。

这大大超过了之前的研究。史密斯说:“有十多篇文献报道试图显示血液和泪液葡萄糖之间的相关性,而且大部分结果基本上没有相关性,可能只有60-70%的相关性,”这还是不够。

史密斯说,许多先前研究的问题在于泪液收集的方法。研究人员尝试过毛细管和滤纸等方法。他们还试图通过机械或化学方法刺激泪液产生以获得更大的样品。但是这些方法会混淆天然泪液流量,从而影响葡萄糖的比例。

Noviosense的装置不是以任何方式刺激眼泪或干扰它们,而是充当眼睑下方的流动细胞并进入威尔逊所谓的“基本型眼泪”。这些眼泪是以恒定速率产生的,并且“不是对情绪或风的反应或异物或摩擦造成的”。

尽管该装置的长度为2厘米,但威尔逊表示它很舒服,并没有因为摩擦而蹦出来,而且他和其他Noviosense员工已经长时间佩戴过它。

也许放置葡萄糖传感器的更明显的地方是隐形眼镜,因为很大一部分人已经戴过它们。实际上,许多团体为此提出了一些聪明的工程。例如,今年早些时候,韩国蔚山国家科学技术研究所的研究人员报告了一种可伸缩的接触器,可以监测葡萄糖而不会影响佩戴者的视力。

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