糖尿病患者需長期監(jiān)測血糖，目前常見的“扎手指”取血測量血糖法，具有疼痛感，而另一類無創(chuàng)連續(xù)血糖監(jiān)測法尚無法直接測量血液中的葡萄糖，準(zhǔn)確性不足。近日，清華大學(xué)航天航空學(xué)院柔性電子技術(shù)研究中心利用類皮膚柔性傳感技術(shù)發(fā)明新方法，能在人體皮膚表面實現(xiàn)無創(chuàng)血糖測量，并具有醫(yī)療級精度。
這項成果由清華大學(xué)馮雪課題組推出。研究人員發(fā)展基于力學(xué)—化學(xué)耦合原理的電化學(xué)雙通道無創(chuàng)血糖測量方法，利用可以與人體自然共型貼附的柔性電子器件，對皮膚表面施加不會引起皮膚不良反應(yīng)的電場，通過離子導(dǎo)入的方式改變組織液滲透壓，調(diào)控血液與組織液滲透和重吸收平衡關(guān)系，驅(qū)使血管中的葡萄糖按照設(shè)計路徑主動、定向地滲流到皮膚表面，繼而通過只有3.8微米厚的超薄柔性生物傳感器件進行高精度測量。
為了實現(xiàn)皮膚表面的微量葡萄糖的精準(zhǔn)測量，馮雪課題組結(jié)合多年的可延展柔性電子器件研究經(jīng)驗，基于力學(xué)原理在1.2微米厚的薄膜上制備了具有四層功能層的類皮膚生物傳感器。通過制備器件表面微結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了納米級厚度的電子介體電化學(xué)沉積，利用基于液體表面張力和蒸發(fā)毛細(xì)力的仿生液滴轉(zhuǎn)印方法，將多層超薄生物傳感器從制備基底上無損地剝離下來，實現(xiàn)整體厚度只有3.8微米的類皮膚柔性生物傳感器的制備。該傳感器對葡萄糖測量靈敏度很高，重復(fù)測量誤差小于1%。
臨床實驗表明，該技術(shù)對人體血糖濃度測量的結(jié)果與血糖儀及金標(biāo)準(zhǔn)靜脈血血糖濃度測量結(jié)果的相關(guān)度達到0.9以上，達到了醫(yī)療級監(jiān)測和診斷的標(biāo)準(zhǔn)，具有巨大應(yīng)用潛力。
該成果已在近日出版的《科學(xué)進展》雜志上發(fā)表，題目為《用于無創(chuàng)血糖監(jiān)測的電化學(xué)雙通道類皮膚生物傳感系統(tǒng)》。12月21日，國際電氣與電子工程師協(xié)會的旗艦出版物《科技縱覽》也對該論文進行專題報道，來自普渡大學(xué)和少年糖尿病研究基金會的研究人員給予高度評價。
共有條評論