石墨烯糖尿病自我管理全书管理贴片有在买吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-03-30 16:42 标签： 石墨烯 糖尿病
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用智能贴片颠覆糖尿病管理模式，这两位亚洲科学家真是帅呆了
作者：周伦&&&来源：奇点网
Dae-Hyeong Kim，首尔国立大学的助理教授，由于他将可伸展材料用于医疗设备的杰出贡献，被《麻省理工科技评论》（MIT Technology Review）杂志评选为2013年度全球杰出青年创新人物。
顾臻，美国北卡大学教堂山分校医学院、药学院，北卡州立大学工学院联合生物医学工程系助理教授，由于他发明了“智能胰岛素贴片”，被《麻省理工科技评论》杂志评选为2015年度全球杰出青年创新人物。
这两个来自东方世界的年轻人，在被评选为“全球杰出青年创新人物”时都是34岁。他们在监控领域的领先研究工作备受《自然》等杂志的推崇。如果一切进展顺利，在未来的5到10年里，患者的健康管理将会是另外一番景象。
可监测并调节血糖水平的石墨烯腕带
3月21日，《自然·纳米技术》杂志刊登了Dae-Hyeong Kim团队的最新研究，Kim团队发明了一种可监测并调节血糖水平的石墨烯腕带(1)。
这个腕带由两部分组成，其中一部分为血糖浓度监测区，另一个部分为治疗区（控制血糖浓度）。
Hui Won Yun-Seoul National University
石墨烯有新材料之王的美誉，由于它韧性高、光穿透率高、导电性好，近年来在很多领域都受到了高度关注。Kim团队也想将这种新型材料用于医疗领域。但是石墨烯材料天生的惰性，即不具备电化学能力也让很多研究人员苦恼。于是Kim便创造性的将石墨烯与金掺杂在一起，这一小小的改变，使石墨烯变成了可以检测皮肤温度和湿度，汗液pH和葡萄糖浓度的传感器。最终根据皮肤的温度和湿度，汗液的pH值和葡萄糖浓度，综合分析出血糖浓度。并将数据传递给移动设备。
左边为监测区，右边为治疗区（1）
一旦监测区发现血糖浓度超标，位于治疗区的加热器就会激发微型针头，融化药物贮藏体的外膜，微型针头将会刺入浅表皮肤之下，将降血糖药物注入患者体内，实现控制血糖的目的。当然，为了避免注入人体的降血糖药物过多，治疗区针头表面的可融化外膜的融化是分时控制的。言外之意是，分片融化，一旦血糖得到控制，融化随之停止。最终实现智能调控血糖的浓度。
如此智能的血糖管理贴片啥时候才能面市呢？具体时间我也没办法预测。但是如果你知道这款装置是Kim团队和美国马萨诸塞州著名的柔性电子产品公司 MC10联合开发的，那么你对它面市的时间就会有信心多了。
智能胰岛素贴片
相较于Kim团队融合了各种高科技，最终通过汗液监测血糖浓度的腕带，顾臻团队的智能胰岛素贴片则要直接的多。
智能胰岛素贴片被《科学》评为2015年十大最美图片之一
顾臻团队开发的“智能胰岛素贴片”只有指甲盖大小，贴片的一面覆盖着121个微小的针，这些针充满了微小的囊泡。当血糖浓度过高时，这些囊泡会打开，释放胰岛素。
贴片工作原理示意图（2）
日，顾臻团队的研究成果刊登在PNAS上(2)，并很快登上了《自然》和《科学》头条。来势汹汹，大有终结注射治疗时代的意味。
顾臻团队的这款智能胰岛素贴片原理很简单，但是设计的很巧妙。他们巧妙的利用了体内的化学反应过程，达到释放胰岛素的目的。他们同样在贴片的微针中放入了降血糖的胰岛素，然而这个胰岛素也是被一种化学物质包裹。当血糖浓度升高时，从血液中进入微针中的葡萄糖会在微针内发生化学反应，导致包裹胰岛素的囊泡破裂，释放胰岛素。当血糖浓度降低时，胰岛素就停止释放。也巧妙的实现了胰岛素释放的可控。
往身上贴时，是这样的
为了获得更加持续的血糖调节能力，顾臻团队又对这一智能胰岛素贴片做了进一步的改进。这一回，他们把贴片里的胰岛素直接换成了能够产生胰岛素的β细胞。
贴片上面绿色为胰岛细胞，下面橘黄色为葡萄糖感应器（3）
胰岛β细胞的移植实际上也是一种治疗糖尿病的手法，但是由于异体移植的排异反应，导致这一方法也不能满足所有人的需求。顾臻团队这种方法，有效的避免了排异反应（因为免疫细胞被隔离起来了）。今年二月份，顾臻团队的这一研究成果刊登在材料领域顶级期刊《Advanced Materials》上(3)。
据悉，目前顾臻团队正在跟有关企业接触，联手开发这种智能贴片。
由于目前全球糖尿病人数众多，而且缺乏非常好的管理治疗手段，因此学术界和工业界对糖尿病管理和治疗方法的研发热情非常高。广大患者对无创检测和无创管理的心理需求也非常高。
目前类似的研究主要停留在临床前的动物实验阶段，在不同体型的动物身上还需要改进优化实验体系。一切顺利的话，大概两三年可以进入临床，5-10年可以实现商业化。因此，无创的糖尿病管理真正的走入生活，还需要大家耐心等待。
1.Lee H， Choi TK， Lee YB， Cho HR， Ghaffari R， et al. 2016. A graphene-based electrochemical device with thermoresponsive microneedles for diabetes monitoring and therapy. Nat Nano advance online publication
2.Yu J， Zhang Y， Ye Y， DiSanto R， Sun W， et al. 2015. Microneedle-array patches loaded with hypoxia-sensitive vesicles provide fast glucose-responsive insulin delivery. Proceedings of the National Academy of Sciences 112：8260-5
3.Ye Y， Yu J， Wang C， Nguyen N-Y， Walker GM， et al. 2016. Microneedles Integrated with Pancreatic Cells and Synthetic Glucose-Signal Amplifiers for Smart Insulin Delivery. Advanced Materials：n/a-n/a
希望早日出来，解决糖尿病人痛苦
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　　对于糖尿病人来说，比起忌口更为痛苦的应该就是每天需要刺破手指监测血糖变化，以及依照三餐注射胰岛素。但更为虐心的则是，一旦自己在胰岛素注射量上出现偏差，不但对于血糖控制没有帮助，甚至还会危及生命。
　　要是有其他设备可以替代传统侵入性的血糖检测就好了...
　　日前，韩国科学家研发出一款新型的糖尿病管理贴片。只需要贴在皮肤表面，就可以时刻监测血糖水平，甚至在检测到血糖数据过高时，还会自动向体内释放降糖药物用来稳定血糖。毫不夸张的说，这款全新的糖尿病管理贴片的问世，大大减轻了糖尿病人测量血糖、注射胰岛素的痛苦。
　　这款全新的糖尿病管理贴片使用近来可穿戴设备炙手可热的新星―石墨烯为原材料。众所周知，石墨烯引起良好的导电性、柔韧性以及机械强度，在众多可穿戴设备中崭露头角。而此次，也是石墨烯首次应用到健康领域的智能可穿戴设备中。
　　但是，由于石墨烯本身并不能检测到葡萄糖，所以研发团队在其中添加了金颗粒，并且使其与金网结合，制成能够监测血糖、具有柔性的半透明贴片。
　　贴片中内置了多种不同的传感器，能够检测皮肤表面湿度、汗液中葡萄糖水平、酸碱度、汗液分泌物以及皮肤表面温度等数据。通过这些数据来判断佩戴者当前的血糖数值。一旦系统分析之后发现当前血糖数值过高，则贴片中嵌入的加热器会触发微针，溶解外壳，释放降糖药物二甲双胍，从而刺激胰腺产生胰岛素。
　　与传统的智能可穿戴设备一样，糖尿病管理贴片同时配有配套App。当贴片与智能手机进行无线连接之后，用户可以通过配套App来查看当前的血糖指数以及调整药物注射剂量。
　　研究人员表示，由于注射药物时需要微针刺破皮肤，所以注射时会因人而异有不同的刺痛感。目前，研发团队已经在糖尿病小鼠身上进行实验并且获得成功。不过，这种方式也不是百利而无一害的。使用石墨烯贴片的血糖检测耗时长，存在延迟。并且在人类受试者身上实验时，腕带的药物注射量过少。
　　虽然现在这款糖尿病管理贴片还存在这样或者那样的问题，但石墨烯贴片的研发成功已经意味着在糖尿病辅助治疗上已经取得了突破。
　　设备信息
　　石墨烯糖尿病管理贴片
　　厂商：韩国基础科学研究所 | 开发进度：产品原型
　　Geek's view
　　虽然无法彻底治疗糖尿病，但有效缓解痛苦，也算是功德一件。
　　via：slashgear
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