对全球8亿多糖尿病患者来说,血糖监测是每日的必修课。重度糖尿病患者甚至每天要测7-8次血糖。然而,传统指尖采血疼痛且费时,进口动态血糖仪价格高昂,国产设备普遍存在测不准的问题。
近日,厦门大学化学化工学院廖洪钢教授团队宣布,他们研发的新型血糖监测仪已进入临床试验阶段。这款设备凭借“够小、够准、够省”三大优势,有望打破国外品牌的市场垄断。

团队研发的血糖监测仪模型
■“小”到头发丝一般的传感器:隐形佩戴体验
这款血糖监测仪外形小巧,仅由一枚硬币大小的机身和一根头发丝粗细的传感器组成。将其贴在皮肤上后,即可在手机上实现实时监测、异常报警等功能。硬币大小的贴片式外观,避免了传统设备“外挂仪器”的尴尬,可轻松隐藏于日常衣物配饰中。
探针采用了柔性材料,植入时接近“蚊子叮咬”。上身后,探针随皮肤自然弯曲,佩戴过程无痛感,剧烈运动也不易脱落。机身还设置了IP68的防水防尘等级,洗澡、游泳都可以正常使用。
别看传感器虽然只有头发丝大小,但它从内到外共有7层功能结构。机身更是“麻雀虽小,五脏俱全”。“我们的工作,就像是把机器人做成像昆虫一样小,让小小的一个东西就可以承载很多功能。”廖洪钢说。
在芯片部位,团队创新采用了光刻镀膜刻蚀技术,实现了微米级的精密构筑。沿用这项技术,未来还可以将体温、尿酸等指标的监测功能集合在同一台仪器上,实现“一枚硬币测全身”。

廖洪钢在无尘实验室
■“准”到微小波动的误差监测:拒绝“算法美颜”
为了降低成本,绕开技术难点,市面上较多监测设备采用算法来推测血糖数据,以掩盖硬件监测上不够准的缺点。这种方法虽然便宜,但误差率较高。这就容易引发一些生命安全问题——重症糖尿病患者需要依据血糖数据来注射胰岛素。
“在我这里,人的生命安全是放在第一位的。所以我一直坚持要求团队克服直接测量上的技术困难,做到数据的真实可靠。”廖洪钢说。要想实现“硬件直测”,除了传感器要够灵敏,还要能保持测量时生物酶的高度活性、稳定性等。而这项技术的门槛极高,在国内外可以做到的单位很少。
通过这样测得的血糖数据,范围达0-30mM,灵敏度达0.1mM,可以覆盖绝大部分的高血糖病人。而这些数据,仅需几秒钟就能出现在用户的手机上。通过自主设置阈值,小程序还可以实现异常报警提醒功能。如果患者身体出现低血糖等特殊情况,手机将即时弹出提醒。
为丰富用户体验,仪器还设置了血糖报告、饮食建议等附加功能。在读取用户血糖信息后,小程序将提供定制的饮食生活建议。

团队在无尘实验室探讨
■“省”到大多部件可回收:助力患者减负
进口血糖监测仪通常采用全抛弃式设计,每月耗材成本高达千元。厦大团队创新性地将设备分为可重复使用的核心模块和可更换的耗材模块,使月均费用降至400元左右。
“我们的设备,只有传感器和电池需要定期更换,其他部件都能回收使用。”团队成员介绍道。而一块电池的续航时间为14天以上,也就是说,患者只需两周做一次设备更替即可长期使用。团队算了一笔账:若覆盖全国30%重症患者,年省医疗支出超1000亿元。
目前,团队已经在对多家三甲医院、省级医疗机构进行合作推广。希望未来可以将该设备纳入多个省市的医保,更好地为患者减负。
历时三年多,这支十余人的厦大团队,突破了一个又一个的技术瓶颈,才让这样一款“良心国货”从实验室走向病房。小到一根传感器的七层结构,准到微小波动的灵敏度,省到大多部件可回收……或许,破解“卡脖子”技术的答案,就藏在团队这种“微米级”较真之中。
【团队名片】

厦门大学化学化工学院廖洪钢教授课题组的主要研究方向为原位液体气体环境透射电镜在纳米、能源、催化中的应用,原位透射电镜技术开发及其在纳米材料合成过程、催化过程、电化学储能与转换过程的应用。团队相关研究成果在国际著名期刊Science,Nature Comm.,J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed.,Adv. Mater.,Energy Environ. Sci.等发表学术论文100余篇,在国际著名出版社出版学术著作4本,2023年成功入选中国科学十大进展,获第十二届中国化学会—巴斯夫公司青年知识创新奖。
廖洪钢教授,国家杰出青年科学基金获得者,国家高层次青年人才,福建省闽江学者特聘教授,中国能源学会专家委员会委员,中国化学会高分子材料分析技术与表征方法专业委员会委员,厦门大学校友会创业分会监事长,Research等期刊编委,主持和参与国家自然科学基金重大研究计划、基础科学中心项目、面上项目,科技部重点研发计划等。
(文/宣传部 曾文萃 图/蔡一凡、受访者提供)
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