真的不會疼:無線感測器有望為糖尿病患者提供無創血糖讀數

Echo Therapeutics公司正在測試一種生物感測器系統,該系統無需破皮即可讀取血糖水平


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對於許多糖尿病患者來說,每天多次抽血以檢查血糖水平是一件令人不快的苦差事。迄今為止,由於對準確性的質疑以及對皮膚刺激的抱怨,開發無需反覆刺破手指即可測試血糖的裝置的努力已經失敗。一家公司希望透過一種像繃帶一樣粘附在皮膚上的生物化學感測器來解決這些問題,該感測器將連續的血糖讀數傳送到手持無線裝置。

適當的血糖水平對健康至關重要,尤其是對於糖尿病患者,他們的身體要麼不產生或產生過少的調節血糖的激素胰島素。因為高血糖水平會導致一系列嚴重的健康問題——青光眼、神經損傷和心臟病等等——糖尿病患者必須每天多次測試他們的血糖水平,通常使用採血裝置刺破指尖並抽取血液。

位於馬薩諸塞州富蘭克林的Echo Therapeutics正在為糖尿病患者(美國有近2400萬)和醫院重症監護病房開發一種無線、無針經皮連續血糖監測系統,稱為Symphony tCGM

Symphony tCGM有三個基本組成部分:一個Prelude SkinPrep System——一個大約與電動鼻毛修剪器大小和形狀相同的裝置——它會去除皮膚最外層的死皮(微晶磨皮),留下一個一角硬幣大小的斑點;一個應用於該處的血糖生物感測器(通常在胸部或上背部);以及一個從生物感測器讀取血糖水平的無線手持裝置。

正如Prelude去除可能干擾生物感測器讀數的皮膚和毛髮一樣,它會將微小的電脈衝傳遞到皮膚中,Echo Therapeutics董事長兼執行長Patrick Mooney說。基於對這些脈衝的反應,Prelude可以確定何時到達活的底層皮膚細胞,從而使生物感測器提供更準確的讀數。然後,患者將盤狀生物感測器應用到Prelude預處理過的皮膚區域。生物感測器表面的膜會在葡萄糖從身體的毛細血管擴散出來時檢測到葡萄糖。該感測器包含一種與葡萄糖反應的酶,並將指示作為電訊號傳遞。脈衝無線傳遞到手持裝置,該裝置記錄資訊並監控讀數。每個感測器可以使用兩天,然後再更換新的感測器,然後可以在同一位置或另一個Prelude處理過的位置使用。

波士頓塔夫茨醫療中心花費了數年時間作為臨床站點測試Echo的Symphony tCGM。“我們在手術期間經常採集血液樣本進行血糖水平的即時測試”,無論患者是否患有糖尿病,該中心的成人心臟麻醉科主任Michael England說。持續監測在手術期間尤為重要,因為患者的胰島素水平會發生變化。“我們在手術期間給人們使用的普通胰島素可能需要45分鐘到一個小時才能生效,”他說。

England與三位Echo研究人員共同撰寫了2008年7月在糖尿病科學與技術雜誌上發表的一項研究,該研究表明,Symphony的血糖測量值的準確性與更常見的抽取和測試血液樣本的做法相當。這一發現與Echo在11月宣佈的一項Symphony tCGM研究的結果一致。Echo利用大約900個Symphony tCGM血糖讀數與參考血糖測量值(使用血液樣本採集)配對,聲稱其技術準確率達97%

除了對​​手術和日常糖尿病維持的潛在影響外,England說,持續血糖監測可能有助於醫生更好地瞭解胰島素及其在體內的作用。據波士頓的Joslin糖尿病中心稱,全世界約有5000萬人使用胰島素。

唯一獲得美國食品和藥物管理局(FDA)批准的“無創”血糖儀已不再上市。2001年,Cygnus公司憑藉其GlucoWatch贏得了FDA的批准,該裝置像手錶一樣佩戴,旨在與傳統的血液檢測結合使用,以跟蹤患者血糖水平的趨勢和模式。GlucoWatch向手腕施加少量電荷,以將葡萄糖帶到皮膚表面,在那裡可以每10分鐘測量一次。然而,由於對其準確性的投訴以及它在某些使用者中引起皮膚刺激,該裝置於2007年停產。

麻省理工學院(M.I.T.)的研究所教授Robert Langer在一封發給大眾科學的電子郵件中寫道,Echo正試圖透過改進該技術滲透患者皮膚的能力來在GlucoWatch失敗的地方獲得成功。Langer應該知道——Symphony tCGM的基本前提是基於Echo大約十年前從他那裡獲得許可的超聲波經皮藥物輸送技術。Langer的技術側重於在沒有針頭的情況下給藥,甚至獲得了FDA批准用於給藥利多卡因乳膏,這是一種由Ferndale Pharmaceuticals,Ltd.生產的區域性麻醉劑。藉助Symphony tCGM,Echo本質上是在測試是否可以安全地反轉此過程以讀取血糖水平。

Langer說,血糖監測對糖尿病患者至關重要,以至於即使是有些侵入性的系統——包括那些刺破患者指尖抽取血液的系統——也被數百萬人使用,銷售額達數十億美元。“我與糖尿病領域的每個人交談時都感到(經皮監測)非常需要,”他補充說。

然而,England警告說,找到一種有效的經皮持續血糖監測系統只是控制糖尿病的一個步驟。對於不同患者構成“正確”血糖水平仍然沒有共識,他說。在確定這一點之前,更好地控制血糖水平的好處是“一個懸而未決的問題”,他補充說。“我們還沒有這項技術來研究這個問題。”

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