真的不会疼:无线传感器有望为糖尿病患者提供无创血糖读数

Echo Therapeutics公司正在测试一种生物传感器系统,该系统无需破皮即可读取血糖水平


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对于许多糖尿病患者来说,每天多次抽血以检查血糖水平是一件令人不快的苦差事。迄今为止,由于对准确性的质疑以及对皮肤刺激的抱怨,开发无需反复刺破手指即可测试血糖的设备的努力已经失败。一家公司希望通过一种像绷带一样粘附在皮肤上的生物化学传感器来解决这些问题,该传感器将连续的血糖读数发送到手持无线设备。

适当的血糖水平对健康至关重要,尤其是对于糖尿病患者,他们的身体要么不产生或产生过少的调节血糖的激素胰岛素。因为高血糖水平会导致一系列严重的健康问题——青光眼、神经损伤和心脏病等等——糖尿病患者必须每天多次测试他们的血糖水平,通常使用采血设备刺破指尖并抽取血液。

位于马萨诸塞州富兰克林的Echo Therapeutics正在为糖尿病患者(美国有近2400万)和医院重症监护病房开发一种无线、无针经皮连续血糖监测系统,称为Symphony tCGM

Symphony tCGM有三个基本组成部分:一个Prelude SkinPrep System——一个大约与电动鼻毛修剪器大小和形状相同的设备——它会去除皮肤最外层的死皮(微晶磨皮),留下一个一角硬币大小的斑点;一个应用于该处的血糖生物传感器(通常在胸部或上背部);以及一个从生物传感器读取血糖水平的无线手持设备。

正如Prelude去除可能干扰生物传感器读数的皮肤和毛发一样,它会将微小的电脉冲传递到皮肤中,Echo Therapeutics董事长兼首席执行官Patrick Mooney说。基于对这些脉冲的反应,Prelude可以确定何时到达活的底层皮肤细胞,从而使生物传感器提供更准确的读数。然后,患者将盘状生物传感器应用到Prelude预处理过的皮肤区域。生物传感器表面的膜会在葡萄糖从身体的毛细血管扩散出来时检测到葡萄糖。该传感器包含一种与葡萄糖反应的酶,并将指示作为电信号传递。脉冲无线传递到手持设备,该设备记录信息并监控读数。每个传感器可以使用两天,然后再更换新的传感器,然后可以在同一位置或另一个Prelude处理过的位置使用。

波士顿塔夫茨医疗中心花费了数年时间作为临床站点测试Echo的Symphony tCGM。“我们在手术期间经常采集血液样本进行血糖水平的即时测试”,无论患者是否患有糖尿病,该中心的成人心脏麻醉科主任Michael England说。持续监测在手术期间尤为重要,因为患者的胰岛素水平会发生变化。“我们在手术期间给人们使用的普通胰岛素可能需要45分钟到一个小时才能生效,”他说。

England与三位Echo研究人员共同撰写了2008年7月在糖尿病科学与技术杂志上发表的一项研究,该研究表明,Symphony的血糖测量值的准确性与更常见的抽取和测试血液样本的做法相当。这一发现与Echo在11月宣布的一项Symphony tCGM研究的结果一致。Echo利用大约900个Symphony tCGM血糖读数与参考血糖测量值(使用血液样本采集)配对,声称其技术准确率达97%

除了对​​手术和日常糖尿病维持的潜在影响外,England说,持续血糖监测可能有助于医生更好地了解胰岛素及其在体内的作用。据波士顿的Joslin糖尿病中心称,全世界约有5000万人使用胰岛素。

唯一获得美国食品和药物管理局(FDA)批准的“无创”血糖仪已不再上市。2001年,Cygnus公司凭借其GlucoWatch赢得了FDA的批准,该设备像手表一样佩戴,旨在与传统的血液检测结合使用,以跟踪患者血糖水平的趋势和模式。GlucoWatch向手腕施加少量电荷,以将葡萄糖带到皮肤表面,在那里可以每10分钟测量一次。然而,由于对其准确性的投诉以及它在某些用户中引起皮肤刺激,该设备于2007年停产。

麻省理工学院(M.I.T.)的研究所教授Robert Langer在一封发给大众科学的电子邮件中写道,Echo正试图通过改进该技术渗透患者皮肤的能力来在GlucoWatch失败的地方获得成功。Langer应该知道——Symphony tCGM的基本前提是基于Echo大约十年前从他那里获得许可的超声波经皮药物输送技术。Langer的技术侧重于在没有针头的情况下给药,甚至获得了FDA批准用于给药利多卡因乳膏,这是一种由Ferndale Pharmaceuticals,Ltd.生产的局部麻醉剂。借助Symphony tCGM,Echo本质上是在测试是否可以安全地反转此过程以读取血糖水平。

Langer说,血糖监测对糖尿病患者至关重要,以至于即使是有些侵入性的系统——包括那些刺破患者指尖抽取血液的系统——也被数百万人使用,销售额达数十亿美元。“我与糖尿病领域的每个人交谈时都感到(经皮监测)非常需要,”他补充说。

然而,England警告说,找到一种有效的经皮持续血糖监测系统只是控制糖尿病的一个步骤。对于不同患者构成“正确”血糖水平仍然没有共识,他说。在确定这一点之前,更好地控制血糖水平的好处是“一个悬而未决的问题”,他补充说。“我们还没有这项技术来研究这个问题。”

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