测血糖不再扎手指,清华在无创血糖测量上取得重大进展

近日,清华大学航天航空学院柔性电子技术研究中心冯雪课题组在国际科技期刊《科学进展》(Science Advances)上发表了题为《用于无创血糖监测的电化学双通道类皮肤生物传感系统》论文,该文介绍了其最新的研究成果,即在人体皮肤表面实现医学意义上的无创血糖测量,并具有医疗级精度。

测血糖不再扎手指,清华在无创血糖测量上取得重大进展

该成果利用类皮肤柔性传感技术建立了新的无创血糖测量医学方法,为解决无创血糖动态连续监测提供了一条新途径。 糖尿病是一种代谢性疾病,它的特征是患者的血糖长期高于标准值。

据国际糖尿病联盟(IDF)发布的2017年全球糖尿病地图(第8版)报告显示,2017年全球约4.25亿成人患糖尿病,其中约有一半的患者没有得到诊断。预计到2045年,糖尿病患者可能达到6.29亿。

测血糖不再扎手指,清华在无创血糖测量上取得重大进展

中国的糖尿病患者约为1.144亿,位列全球首位。糖尿病患者在日常生活中,需要随时关注自己血糖含量的变化,而目前测量血糖的方法主要以扎手指”取血测量为主,这种方法会带来些许疼痛感,影响患者主动测量的意愿,而目前的无创测血糖无法直接测量血液中葡萄糖,并且在准确性、便利性以及完全无创性等关键问题上仍未突破。

以冯雪教授为主导的课题组向无创测血糖的难题发起了挑战,研究人员基于力学-化学耦合原理的电化学双通道无创血糖测量方法,利用可以与人体自然共型贴附的柔性电子器件,对皮肤表面施加电场;再通过离子导入的方式改变组织液渗透压,调控血液与组织液渗透和重吸收平衡关系,进而驱使血管中的葡萄糖按照设计路径定向地渗流到皮肤表面,继而通过只有3.8微米厚的超薄柔性生物传感器件进行高精度测量。

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作为关键组件的可延展柔性电子器件是研究团队历时多年的研究成果,其在1.2微米厚的薄膜上制备了具有四层功能层的类皮肤生物传感器。

该制备器件表面的微结构实现了纳米级厚度的电子介体电化学沉积,利用基于液体表面张力和蒸发毛细力的仿生液滴转印方法,可以将多层超薄生物传感器从制备基底上无损地剥离下来,实现整体厚度只有3.8微米的类皮肤柔性生物传感器的制备。

经过临床实验 ,该无创血糖测量系统对人体血糖浓度测量的结果,与血糖仪及标准静脉血血糖浓度测量结果的相关度达到0.9以上,达到了医疗级监测和诊断的标准,希望该研究尽快进入临床治疗阶段,未来测血糖终于不用再扎手指了。

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