為了使糖尿病患者能夠擺脫頻繁的指尖取血和藥物注射，研究人員開發了一種電子皮膚“補丁”，能夠感知多餘的葡萄糖，且通過加熱顯微針頭自動給藥。這一技術原型由首爾國立大學助理教授Dae-Hyeong Kim及美國馬薩諸塞州MC10公司的研究人員共同開發，成果發表在《Nature Nanotechnology》雜誌上。
糖尿病是21世紀全球最嚴重的公共衛生問題之一。國際糖尿病聯合會指出，目前糖尿病成年患者的數量已經從2013年的 3.82億增加到4.15億，預計到2040年這一數字會增加到6.42億。對於1型和部分2型糖尿病患者而言，長期注射胰島素並配合血糖監控是必須的治療手段。
筆者曾在今年2月的一篇文章中總結了替代胰島素治療一些新型療法，其中包括了幹細胞治療、免疫治療、細菌治療等等。近日，科學家們相繼在不同的頂級期刊上發表了最新的貼片療法，為幫助患者告別注射提供了新的途徑。
電子皮膚“補丁”
為了使糖尿病患者能夠擺脫頻繁的指尖取血和藥物注射，研究人員開發了一種電子皮膚“補丁”，能夠感知多餘的葡萄糖，且通過加熱顯微針頭自動給藥。這一技術原型由首爾國立大學助理教授Dae-Hyeong Kim及美國馬薩諸塞州MC10公司的研究人員共同開發，成果發表在《Nature Nanotechnology》雜誌上。
據悉，唯一一個獲美國FDA批準的血糖檢測微創技術叫GlucoWatch Biographer，它是利用電流從皮膚下方提取液體。該設備在2001年獲批，但患者抱怨它會帶來不適合疼痛，最終在2007年被拉下市場。其它一些關於開發微創血糖監測的研究使用了超聲和光學措施來檢測血糖水平。此外，目前，有多種皮膚貼片能夠呈遞胰島素或二甲雙胍，但這一研究中的貼片同時包括了檢測和給藥功能。
該貼片由鑲有黃金粒子的石墨烯組成，包含能夠檢測濕度、葡糖糖、pH值和溫度的多個傳感器。基於酶的葡糖糖傳感器依據pH值和溫度改善汗液葡萄糖檢測的準確性。如果貼片感知到較高的葡萄糖水平，加熱觸發顯微針頭溶解塗層，釋放二甲雙胍。
新型智能β細胞貼片
近日，美國北卡大學教堂山分校助理教授顧臻博士領導的研究小組也在頂級材料學期刊《Advanced Materials》發表了一項新成果。他們合成的一種補丁貼片，裝滿天然β細胞，能分泌所需劑量的胰島素來控製血糖水平，且沒有誘導低血糖的風險。
這一概念驗證是基於該團隊此前的一種創新技術——“智能胰島素貼片”，相關結果於去年6月發表在《PNAS》雜誌上。此前顧臻教授接受筆者采訪時曾詳細介紹過這一技術，具體點擊。
這兩種貼片都是薄的聚合物正方形，約一個硬幣大小，上麵覆蓋著微小的針頭，就像一個微型的釘子床。之前的研究是用胰島素填充這些針頭，而這一新的“智能細胞補丁”是將活的β細胞與針頭結合在一起。
研究人員在1型糖尿病動物模型中對這種無痛補丁進行了檢測，發現它能迅速響應飛漲的血糖水平，且能顯著降低血糖水平長達10小時。當然，在這種智能細胞貼片在成為糖尿病患者一種可行的選擇之前，還必須進行進一步的修改、預臨床試驗，並最終開展臨床試驗。
近日，顧臻教授榮獲2016年斯隆研究獎，該獎自1955年設立以來頒發給物理學、化學和數學領域的傑出青年，後來陸續增加了神經科學、經濟學、計算機科學、以及計算和進化分子生物學，設立以來共產出了43位諾貝爾獲獎者。
此前，顧臻還曾獲“美國糖尿病學會青年科學家獎”、“美國糖尿病學會Pathway加速研究獎”、“Sigma Xi協會青年教授研究獎”及“細胞/分子生物工程創新者獎”等。2015年被《麻省理工科技評論》(MIT Technology Review) 雜誌評為“2015年TR35全球傑出青年創新人物”。
備注：本文部分內容參考自生物通
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