【中國傳動網 技術前沿】 荷蘭初創(chuàng)公司研發(fā)2cm淚液葡萄糖傳感器，可穿戴無創(chuàng)血糖監(jiān)測儀將成為現(xiàn)實。

幾十年來，研究人員一直在呼吁建立一種可穿戴的無創(chuàng)血糖監(jiān)測儀。這種裝置可以幫助數(shù)百萬糖尿病患者更密切地追蹤他們的血糖水平，而不用忍受針刺傷皮膚帶來的痛苦。

科學家們已經嘗試在汗水、唾液、呼吸和尿液中追蹤葡萄糖。他們也嘗試用光譜法從皮膚外部測量血液中的葡萄糖。最近，包括Alphabet在內的幾個團體提出使用智能隱形眼鏡測量淚液中的葡萄糖。

但到目前為止，還沒有人成功。對無創(chuàng)、可穿戴式葡萄糖監(jiān)測儀的追求大部分都是由于死氣沉沉的公司和疲憊不堪的研究人員。

而現(xiàn)在，出現(xiàn)了一線希望。上個月，荷蘭一家名為Noviosense的初創(chuàng)公司悄悄公布了淚液葡萄糖傳感器的人體測試數(shù)據。這項研究規(guī)模不大，只有六名參與者，但10月12日發(fā)表在《生物大分子》(Biomacromolecules)雜志上的結果看起來很有希望。

血液儀制造商LifeScan的前執(zhí)行官約翰·L·史密斯說：“這是我見過的關于淚液葡萄糖的最好結果”，他把職業(yè)生涯的后半部分作為顧問，致力于評估無創(chuàng)葡萄糖傳感技術。“但仍需要實質性的改進才能使其足夠好進行監(jiān)測。”

這一評論來自史密斯，可謂是高度贊揚。畢竟，史密斯是眾所周知的可穿戴式無針葡萄糖監(jiān)測儀的懷疑論者。事實上，在史密斯2018年出版的《ThePursuitofNoninvasiveGlucose:HuntingtheDeceitfulTurkey》書中說，這項技術永遠不會實現(xiàn)：“這本[書]可能是這個主題需要的最后更新?！彼^續(xù)說道，“許多參與者和觀察者開始覺得，這是一個永遠不會到來的想法，可能很快就會消失，而且永遠看不到成功?！?/p>

Noviosense用不同的方法來測量眼淚中的葡萄糖。Noviosense的設備不是將傳感器放在隱形眼鏡中，而是由用戶放在下眼瞼下面。Noviosense的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官克里斯托弗·威爾遜說，在那里，它可以獲得可靠的淚液，更好地反映血液中葡萄糖的真實水平。威爾遜說，此外，這種設計不會像隱形眼鏡那樣使眼睛干燥或妨礙視力。

Noviosense靈活的彈簧形線圈置于下眼瞼后面，用戶可以自己做，并自然地保持在那兒。彈簧形電極被包裹在含有固定化酶的生物聚合物中，當暴露于葡萄糖時，這種固定化酶開始了化學反應。該反應導致過氧化氫的氧化，通過計時安培法測量電極可以檢測到過氧化氫。

威爾遜說，在Noviosense的最終設計中，當設備靠近眼睛時，它可以將葡萄糖數(shù)據無線傳輸?shù)绞謾C，或者它可以通過一副眼鏡進行連續(xù)測量。威爾遜說，對于其首次人體研究，Noviosense使用有線傳感器，因為該公司的無線組件仍在縮小以適應傳感器尖端，此外，研發(fā)設備的校準算法需要有線版本。

該公司將其設備與基于針頭的葡萄糖監(jiān)測儀進行了比較，該儀器測量血液(黃金標準)和間質液(第二接近準確度)的分析物。結果：來自淚液葡萄糖測量的95%的數(shù)據點與血液相同，或落在可接受的誤差范圍內。淚液數(shù)據不如血液好，但與間質液大致相同。

這大大超過了之前的研究。史密斯說：“有十多篇文獻報道試圖顯示血液和淚液葡萄糖之間的相關性，而且大部分結果基本上沒有相關性，可能只有60-70%的相關性，”這還是不夠。

史密斯說，許多先前研究的問題在于淚液收集的方法。研究人員嘗試過毛細管和濾紙等方法。他們還試圖通過機械或化學方法刺激淚液產生以獲得更大的樣品。但是這些方法會混淆天然淚液流量，從而影響葡萄糖的比例。

Noviosense的裝置不是以任何方式刺激眼淚或干擾它們，而是充當眼瞼下方的流動細胞并進入威爾遜所謂的“基本型眼淚”。這些眼淚是以恒定速率產生的，并且“不是對情緒或風的反應或異物或摩擦造成的”。

盡管該裝置的長度為2厘米，但威爾遜表示它很舒服，并沒有因為摩擦而蹦出來，而且他和其他Noviosense員工已經長時間佩戴過它。

也許放置葡萄糖傳感器的更明顯的地方是隱形眼鏡，因為很大一部分人已經戴過它們。實際上，許多團體為此提出了一些聰明的工程。例如，今年早些時候，韓國蔚山國家科學技術研究所的研究人員報告了一種可伸縮的接觸器，可以監(jiān)測葡萄糖而不會影響佩戴者的視力。

甚至Alphabet也通過其生命科學集團Verily進入市場。2014年，該公司宣布正在開發(fā)一種能夠監(jiān)測淚液中葡萄糖的智能隱形眼鏡。但是，Verily及其合作伙伴愛爾康(諾華公司的一個部門)此后一直保持沉默。

隱形眼鏡提出了各自的挑戰(zhàn)。威爾遜說，它們會破壞眼睛的脂質雙層，使其干燥。液體也可以聚集在隱形眼鏡后面，而不是讓新鮮的液體不斷地通過。根據文獻和他與隱形眼鏡專家的談話，這些因素造成淚液葡萄糖測量誤差，至少是威爾遜的假設。

史密斯說，無論出于什么原因，開發(fā)智能隱形眼鏡的團體都沒有向人類報告可靠的葡萄糖結果，“許多研究人員認為Verily眼鏡并未成功?！彼f。

Noviosense已經開始其下一次臨床試驗，其中包括另外24名患者，均患有1型糖尿病。威爾遜說，每個人都會戴上眼內裝置約半天。目標是在更大的患者群體中，確定該裝置是否與市場上用于測量間質液中葡萄糖的針頭裝置一樣準確。

從間質液中獲取的葡萄糖測量值不如血液測量值準確。但它們已經足夠好了，美國和歐洲的監(jiān)管機構都批準了這類設備在市場上銷售，例如Abbott，Dexcom和Medtronic等公司。

他們的貼片式裝置，稱為CGM，或連續(xù)葡萄糖監(jiān)測器，是可穿戴的并且粘附在皮膚上，通常在腹部或手臂的背部。電子貼片在皮膚下方注射一根小針，使用類似于Noviosense設備的電化學分析測試間質液中的葡萄糖。貼片可以佩戴長達兩周，具體取決于型號。

Noviosense將雅培在市場上銷售的CGM的性能與其自身的入眼設備進行了比較。根據Noviosense的報告，使用稱為中值絕對相對差(MedARD)的統(tǒng)計分析，Noviosense的設備得分為12.5%，與雅培的CGM相當。該公司希望其下24個受試者的數(shù)據也能與雅培設備的準確性相匹配。

Verily宣告擱置葡萄糖監(jiān)測隱形眼鏡開發(fā)

在今年11月16日，Alphabet的Verily在博文中表示，該公司將暫停與愛爾康(Alcon)合作開發(fā)葡萄糖監(jiān)測隱形眼鏡，部分原因是“在復雜的眼睛環(huán)境中獲得可靠的淚液葡萄糖讀數(shù)的挑戰(zhàn)”。

在一篇博文中，Verily表示其首批項目之一是將傳感器放在隱形眼鏡上，以測量糖尿病患者的血糖水平，從而更好地控制疾病。Verily于2014年與諾華公司的眼科護理部門愛爾康公司合作，利用該團隊在鏡片開發(fā)和制造方面的專業(yè)知識。Verily聲稱，“他們對創(chuàng)新的興趣使我們有了一項雄心勃勃的使命，即讓數(shù)百萬人每天使用的物品變成最先進的醫(yī)療設備?！?/p>

SmartLens項目已發(fā)展成為一個多功能電子平臺，可以支持眼睛上的感應和傳輸數(shù)據等操作。Verily已經開發(fā)出將無線電子設備和微型傳感器集成到隱形眼鏡中的方法，并以多種形式構建了數(shù)千個鏡頭。到目前為止，Verily已將電子平臺指向三個不同的護理領域。除了原有的葡萄糖感應鏡片，Verily一直致力于用于老花眼的智能可調節(jié)隱形眼鏡和用于改善白內障手術后視力的智能人工晶狀體。在此過程中，Verily與個人用戶進行了許多臨床研究會議，從眼睛讀數(shù)中收集了數(shù)十萬個生物學數(shù)據點。

Verily對葡萄糖感應鏡片的臨床研究表明，其對淚液葡萄糖和血糖濃度之間相關性的測量結果不足以支持醫(yī)療器械的要求。在某種程度上，這與在復雜的眼睛環(huán)境中獲得可靠的淚液葡萄糖讀數(shù)的挑戰(zhàn)相關。例如，Verily發(fā)現(xiàn)淚液中生物分子的干擾導致從淚膜中的少量葡萄糖獲得準確的葡萄糖讀數(shù)的挑戰(zhàn)。此外，Verily聲稱其臨床研究已證明在實現(xiàn)可靠的淚液葡萄糖讀數(shù)所需的穩(wěn)態(tài)條件方面存在挑戰(zhàn)。

Verily表示已經決定與愛爾康一起決定將葡萄糖感應鏡片擱置，同時繼續(xù)專注于智能容納隱形眼鏡和智能人工晶狀體項目。

Verily還表示始終致力于改善糖尿病患者的生活，包括通過改進廉價和不顯眼的葡萄糖傳感方法來支持糖尿病管理。并且正在與Dexcom密切合作，開發(fā)小型連續(xù)血糖監(jiān)測儀，并與賽諾菲合資的Onduo將持續(xù)感應整合到2型糖尿病患者的護理范例中。

Verily最后表示期待著與愛爾康合作的另外兩個SmartLens項目走入下一階段發(fā)展，將其重要技術知識和成就應用于眼科學的普遍狀況。