近年来，科学家们通过不断的研究，开发了许多智能设备来干预糖尿病或改善糖尿病患者的生活质量。本文介绍了近年来出现的几项糖尿病“黑科技”。
近年来，糖尿病已经成为一个严重的全球性公共卫生问题，越来越受到人们的关注。据统计，2015年，全球糖尿病患者人数已达4.15亿。也就是说，每11个人中就有一个人患病，每6秒钟就有一个人死于糖尿病。按照目前的趋势，预计到2040年，这个数字将达到6.42亿。目前，中国已成为糖尿病患者最多的国家，总人数实际上约占全球糖尿病患者总数的三分之一。形势不容乐观。
除了对药物和治疗方法的不断探索和研究，近年来科学家们开发了许多智能设备来干预糖尿病或改善糖尿病患者的生活质量。
1、一款小棍状的泪糖传感器
早在2014年，谷歌的“智能隐形眼镜”项目就包含了通过眼泪检测血糖的智能隐形眼镜。然而，在诸多挑战下，谷歌的智能隐形眼镜并没有达到人们的预期，更不用说通过眼泪检测血糖的技术了。诺华制药公司也在11月21日宣布，他们与谷歌联合研发的智能隐形眼镜进展稳定，但今年无法开始临床测试。
然而，荷兰NovioSense公司在2015年宣布，他们的微型、无创、不可充电、使用眼泪测量血糖的实时血糖传感器在小鼠身上测试成功，并通过了临床前测试。并且在刚刚过去的2016年10月，NovioSense宣布完成第四轮融资，为其泪液糖传感装置的下一阶段人体临床试验提供资金。
虽然设计思想是通过眼泪来检测血糖，但NovioSense的传感器被设计成了一根“棍子”，而不是像谷歌那样类似于传统隐形眼镜的“蛋糕”设备。
该传感器虽然外形奇特，但由于其特殊的材料和结构，在放置于眼球结膜穹窿处时可以根据下眼睑自动调节曲率，检测眼睑与泪膜之间的基本泪液，因此既能保证佩戴舒适性，又能提高检测精度。此外，该传感器利用了NovioSense公司和德国杜伊斯堡研究所联合开发的低功耗、高灵敏度ASIC技术。可以替代传统血糖仪，同时可以与智能手机连接，连续检测血糖数据。
虽然NovioSense的泪液糖传感器比Google领先一步，在设备尺寸和佩戴舒适度上做了很多改进，但是还有一个关键问题需要解决，那就是泪液糖和血糖之间的精确换算。据悉，该项目的临床试验数据将于明年公布，设备的上市也为期不远。NovioSense的这款另类传感器值得我们期待。
2、智能袜子和智能手机的组合减少糖尿病足溃疡
糖尿病足是一种严重的糖尿病神经病变，也是糖尿病患者致残和死亡的最大原因。其症状为足部结构变形、压力过大、血液供应不畅而导致的足部溃疡甚至坏死。然而，溃疡只有在产生后才能被发现，并往往导致截肢，从而大大增加了医疗费用和患者的负担。
为了解决这一问题，耶路撒冷希伯来大学的生物设计团队及其附属的哈达萨医疗中心在今年1月开发了一款名为SenseGO的可机洗袜子，它可以通过与智能手机合作，预测并告知患者足部溃疡的风险。
SenseGO包含数十个微机械压力传感器，可以记录由于不正确的姿势、结构变形或不太合脚的鞋子引起的足部压力变化产生的电信号，然后传输到智能手机上相应的app，让患者知道足部溃疡的风险。
这项研究具有重要的现实意义，将可能影响全球1.3亿糖尿病足患者，大大降低患者的截肢风险和医疗费用。
3、石墨烯腕带与智能胰岛素贴片
定期抽血检测血糖，反复注射胰岛素降血糖是糖尿病患者最常规有效的治疗方法，但也带来了极大的痛苦。然而，两位亚洲科学家的研究成果可能会推翻这一传统模式。
今年3月，首尔大学的Dae-Hyeong Kim团队在杂志《自然纳米技术》上发表了一篇文章，展示了他们的发明，一种可以监测和调节血糖水平的石墨烯腕带。
腕带由监测区和治疗区组成。监测区域的传感器采用了石墨烯和金的组合材料，可以通过皮肤温湿度、汗液酸碱度、葡萄糖浓度来分析血糖浓度。然后激发治疗区域的微针，向体内注射一定量的降血糖药物，达到控制血糖的效果。由于整个装置的特殊设计，这种腕带可以具有类似闭环装置的调节血糖的功能，不会导致过量注射药物，从而保持血糖稳定。
与石墨烯腕带相比，美国北卡罗来纳大学教堂山分校医学院和药学院顾震团队研发的智能胰岛素贴片，通过体内的化学反应更直接地感知血糖变化，直接利用胰岛素降低血糖。
早在2015年7月，该团队就在《PNAS》杂志上发表了一篇文章来展示这一成就。他们的智能胰岛素贴片只有硬币大小，上面有121个微型针头。当血糖水平上升时，化学反应会使针头上的小泡破裂，释放胰岛素。相反，胰岛素将停止释放，实现可控性。
在此基础上，该团队进一步改进了他们的胰岛素贴片，直接将贴片中的胰岛素替换为能够产生胰岛素的胰岛细胞，从而提高了贴片持续调节血糖的能力。这种方法既避免了移植引起的免疫排斥反应，又最大限度地接近正常生理状态，减轻了患者的痛苦。这项成果于今年2月发表在材料领域的顶级期刊《Advanced Materials》上。
4、FDA批准了首批人工胰腺设备
时至今日，手动注射胰岛素仍然是大多数1型糖尿病患者的治疗方法，不仅给患者带来长期的痛苦，而且由于不能根据血糖实时调整剂量，容易发生低血糖。而且长期注射还可能导致注射部位肌肉萎缩，不仅影响药效，还会给患者身体带来不良影响。
因此，多年来，科学家们一直致力于模拟人体生理状况的闭环人工胰腺设备的研发，以达到最佳的治疗效果和最小的痛苦。所谓人工胰腺，就是能够持续监测患者血糖水平，利用胰岛素泵装置实时调节血糖水平，最大程度模拟正常胰腺功能的装置。
2016年9月，FDA批准了美敦力公司的MiniMed670G组合闭环系统，这是第一种“人工胰腺”装置，也是第一种能够自动监测血糖并根据适当剂量自动给药的装置。主要适用于14岁以上的1型糖尿病患者。
这种人工胰腺设备看起来像智能手机，可以通过使用无线链接的胰岛素泵和血糖监控传感器来自动监控和管理胰岛素输注。传感器的监测频率达到五分钟一次，根据血糖水平计算并注射相应的胰岛素剂量，稳定血糖水平，大大减轻了患者的负担和不良反应的概率。
但这种装置也有缺点，即餐前糖尿病水平仍需患者自己控制，也不可避免地存在传统胰岛素泵的共同缺点，即针管埋在皮下，影响患者的日常活动，治疗不当还可能引起感染。而且该设备一般价格昂贵，不容易被普通家庭接受。因此，人工胰腺设备的未来发展还有很长的路要走。
总结
糖尿病目前依然是无法根治的疾病，需要进行长期的控制和治疗，因此最大程度地减少血糖监测和胰岛素注射过程的痛苦是所有病人和医生的梦想。在精准医疗快速推进的今天，人类也即将进入人工智能时代，这也给糖尿病领域诸多智能设备的开发带来了诸多可能，相信不久的未来，糖尿病慢病管理将不再成为一个难题。
参考资料：
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文|行肖