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韓科學(xué)家開(kāi)發(fā)新智能隱形眼鏡,無(wú)痛、即時(shí)監(jiān)測(cè)葡萄糖水平

作者:宋檢 時(shí)間:2022-11-30 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

總是用戳手指滴血的侵入式方式量血糖,就算只是小傷口刺久了也會(huì)害怕,研究人員因此一直致力于尋找無(wú)創(chuàng)、無(wú)痛的替代方法。現(xiàn)在韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)提出了已進(jìn)行活兔實(shí)驗(yàn)、且報(bào)告無(wú)不良反應(yīng)的葡萄糖監(jiān)測(cè)智能隱形眼鏡,兔子不僅未感不適,設(shè)備還能準(zhǔn)確追蹤兔子眼中的葡萄糖值變化,商業(yè)化或許只是時(shí)間上的問(wèn)題。

隱形眼鏡結(jié)合生物感測(cè)器并非新想法,2014 年時(shí) Google 就宣布正在開(kāi)發(fā)一種葡萄糖監(jiān)測(cè)隱形眼鏡——但到現(xiàn)在還處于研發(fā)階段,沒(méi)有結(jié)果。此外,融合了電子元件的智能隱形眼鏡通常昂貴、鏡片變得不透明且脆弱易碎,可能損害配戴者的視力甚至造成永久傷害。

一般來(lái)說(shuō),偵測(cè)葡萄糖的智能隱形眼鏡常見(jiàn)問(wèn)題包括:不透明的感測(cè)器電子材料、芯片會(huì)導(dǎo)致使用者視野缺失;剛硬的電子元件異物會(huì)頻繁刺激眼瞼,且可能損害角膜;元件集成至軟鏡片上時(shí)可能因彎曲摺疊而損壞。

韓國(guó)蔚山科學(xué)技術(shù)院(UNIST)與成均館大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在設(shè)計(jì)新的智能隱形眼鏡原型,將上述問(wèn)題一并解決。他們將 3 種主要組件“葡萄糖感測(cè)器”、“無(wú)線電力傳輸天線”、“即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)的 LED 顯示燈”全部以超細(xì)柔性電線連接,集成至一個(gè)透明、靈活可拉伸的納米結(jié)構(gòu)中,再把該結(jié)構(gòu)放到隱形眼鏡上,接著只要利用眼睛正常分泌的淚水(比如眨眼時(shí))就可偵測(cè)葡萄糖值。

血糖情況正常時(shí)綠色 LED 燈會(huì)一直亮著,超過(guò)預(yù)警值就會(huì)關(guān)閉,以提醒穿戴者注意葡萄糖水平已異常(不過(guò)穿戴者也要記得照鏡子才能注意到 LED 燈是亮是暗)。

在這塊小小納米天地里,天線負(fù)責(zé)接收來(lái)自發(fā)射器的無(wú)線訊號(hào),并將其轉(zhuǎn)換成葡萄糖感測(cè)器和 LED 燈需要的微量電力,研究人員也特地將納米結(jié)構(gòu)沿著隱形眼鏡邊緣排列以避開(kāi)瞳孔視野,并利用一種彈性材料來(lái)*大限度地減少光線散射,提高鏡片透明度。

團(tuán)隊(duì)已透過(guò)活兔進(jìn)行了 5 小時(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,當(dāng)鏡片放入小兔眼中時(shí)它們沒(méi)有排斥,隨后研究人員將葡萄糖溶液注入兔子眼內(nèi),LED 燈也如期熄滅。

奧瑞岡州立大學(xué)化學(xué)工程學(xué)家 Gregory Herman 去年也開(kāi)發(fā)了類(lèi)似的葡萄糖監(jiān)測(cè)隱形眼鏡,而他本人對(duì)這個(gè)韓國(guó)團(tuán)隊(duì)印象深刻,亦認(rèn)為此次原型是個(gè)強(qiáng)大的設(shè)計(jì)。新研究已發(fā)布在《Science Advances》期刊。

《IEEE Spectrum》報(bào)導(dǎo),主要作者 Jang-Ung Park 認(rèn)為 5 年內(nèi)智能隱形眼鏡就有機(jī)會(huì)商業(yè)化,且新興技術(shù)不僅用于葡萄糖監(jiān)測(cè),軟性電子還能直接提供藥物,免去使用者偶爾忘記吃藥的麻煩。

但是,這不代表離商業(yè)化之路已經(jīng)沒(méi)有什么大阻礙,《The Verge》表示,眼淚中的葡萄糖讀數(shù)其實(shí)不太能可靠反應(yīng)出血液中的血糖數(shù)據(jù),醫(yī)界仍在確認(rèn)兩者關(guān)聯(lián)性是否足夠,醫(yī)師認(rèn)為,雖然許多企業(yè)已投入研究,但離商業(yè)化應(yīng)該還有段路要走。

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