中山大學研發一種基于介孔微針離子泳的集成可穿戴診療一體化系統

近日，中山大學電子與信息工程學院、光電材料與技術國家重點實驗室謝曦課題組研發了一種基于介孔微針離子泳的集成可穿戴診療一體化系統，應用于糖尿病的原位監測和治療。相關研究成果發表在Advanced Science，論文題目為“A Fully Integrated Closed-loop System based on Mesoporous Microneedles-Iontophoresis for Diabetes Treatment”，博士生李湘凌、黃新爍為共同第一作者，謝曦教授為通訊作者。

糖尿病是一種危害人體健康的常見型代謝性疾病。如果不對其進行有效監測與及時治療，將導致各種組織，器官的損害、功能障礙，嚴重威脅患者的健康。常規的血糖檢測要求糖尿病人每天通過指尖采血多次，并根據所測到的血糖值注射適量胰島素調節體內血糖。這種方式給病人帶來許多不便與痛苦，而且只能采集到零散的血糖值。長針頭植入式血糖電極以及胰島素注射容易對皮膚組織造成創傷，引起炎癥、排異反應、感染等潛等隱患。因此，開發出能同時監測血糖并智能治療糖尿病的閉環系統具有臨床迫切性。

無創式可穿戴設備由于無法直接接觸到體內組織液或血液，對于血糖監測尚且無法達到臨床認可的標準。近些年來，由于微針陣列技術具有無痛、微創以及生物安全的優點，被廣泛應用于生物傳感或經皮給藥；但基于微針陣列的血糖診療一體化集成電子器件尚未實現。

謝曦教授課題組研發的一種基于介孔微針離子泳的集成可穿戴診療一體化系統，主要包括：

1）介孔微針反向離子電滲葡萄糖傳感器；

2）具有控制功能的柔性印刷電路板；

3）微針離子泳胰島素遞送模塊。

本工作實現了“介孔微針穿刺皮膚，原位檢測血糖，離子泳促滲胰島素經皮擴散”的糖尿病閉環治療。通過將微針陣列與可穿戴電子設備的結合，更能推動糖尿病治療閉環系統面向輕便化、自動化和智能化的發展。

此外，微針陣列與離子電滲療的結合能增強葡萄糖的提取效果與胰島素的輸送效率，與電子系統的集成能夠實現藥物的可控釋放。整個系統具備安全靈敏的連續性血糖監測，可控的給藥方式以及有效的治療效果，為糖尿病患者提供了一種新型的診療方案。此外，該系統具有擴展到其他各種慢性疾病、推動新一代的個性化醫學治療的潛力。

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202100827

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