Dae-HyeongKim，首爾國立大學(xué)的助理教授，由于他將可伸展材料用于醫(yī)療設(shè)備的杰出貢獻(xiàn)，被《麻省理工科技評論》（MITTechnologyReview）雜志評選為2013年度全球杰出青年創(chuàng)新人物。

　　Dae-HyeongKim

　　顧臻，美國北卡大學(xué)教堂山分校醫(yī)學(xué)院、藥學(xué)院，北卡州立大學(xué)工學(xué)院聯(lián)合生物醫(yī)學(xué)工程系助理教授，由于他發(fā)明了“智能胰島素貼片”，被《麻省理工科技評論》雜志評選為2015年度全球杰出青年創(chuàng)新人物。

　　顧臻

　　這兩個(gè)來自東方世界的年輕人，在被評選為“全球杰出青年創(chuàng)新人物”時(shí)都是34歲。他們在糖尿病監(jiān)控領(lǐng)域的領(lǐng)先研究工作備受《自然》等雜志的推崇。如果一切進(jìn)展順利，在未來的5到10年里，糖尿病患者的健康管理將會(huì)是另外一番景象。

　　可監(jiān)測并調(diào)節(jié)血糖水平的石墨烯腕帶

　　3月21日，《自然·納米技術(shù)》雜志刊登了Dae-HyeongKim團(tuán)隊(duì)的最新研究，Kim團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種可監(jiān)測并調(diào)節(jié)血糖水平的石墨烯腕帶(1)。

　　這個(gè)腕帶由兩部分組成，其中一部分為血糖濃度監(jiān)測區(qū)，另一個(gè)部分為治療區(qū)（控制血糖濃度）。

　　石墨烯有新材料之王的美譽(yù)，由于它韌性高、光穿透率高、導(dǎo)電性好，近年來在很多領(lǐng)域都受到了高度關(guān)注。Kim團(tuán)隊(duì)也想將這種新型材料用于醫(yī)療領(lǐng)域。但是石墨烯材料天生的惰性，即不具備電化學(xué)能力也讓很多研究人員苦惱。于是Kim便創(chuàng)造性的將石墨烯與金摻雜在一起，這一小小的改變，使石墨烯變成了可以檢測皮膚溫度和濕度，汗液pH和葡萄糖濃度的傳感器。最終根據(jù)皮膚的溫度和濕度，汗液的pH值和葡萄糖濃度，綜合分析出血糖濃度。并將數(shù)據(jù)傳遞給移動(dòng)設(shè)備。

　　左邊為監(jiān)測區(qū)，右邊為治療區(qū)（1）

　　一旦監(jiān)測區(qū)發(fā)現(xiàn)血糖濃度超標(biāo)，位于治療區(qū)的加熱器就會(huì)激發(fā)微型針頭，融化藥物貯藏體的外膜，微型針頭將會(huì)刺入淺表皮膚之下，將降血糖藥物二甲雙胍注入患者體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)控制血糖的目的。當(dāng)然，為了避免注入人體的降血糖藥物過多，治療區(qū)針頭表面的可融化外膜的融化是分時(shí)控制的。言外之意是，分片融化，一旦血糖得到控制，融化隨之停止。最終實(shí)現(xiàn)智能調(diào)控血糖的濃度。

　　如此智能的血糖管理貼片啥時(shí)候才能面市呢？具體時(shí)間我也沒辦法預(yù)測。但是如果你知道這款裝置是Kim團(tuán)隊(duì)和美國馬薩諸塞州著名的柔性電子產(chǎn)品公司MC10聯(lián)合開發(fā)的，那么你對它面市的時(shí)間就會(huì)有信心多了。

　　智能胰島素貼片

　　相較于Kim團(tuán)隊(duì)融合了各種高科技，最終通過汗液監(jiān)測血糖濃度的腕帶，顧臻團(tuán)隊(duì)的智能胰島素貼片則要直接的多。

　　智能胰島素貼片被《科學(xué)》評為2015年十大最美圖片之一

　　顧臻團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“智能胰島素貼片”只有指甲蓋大小，貼片的一面覆蓋著121個(gè)微小的針，這些針充滿了微小的囊泡。當(dāng)血糖濃度過高時(shí)，這些囊泡會(huì)打開，釋放胰島素。

　　貼片工作原理示意圖（2）

　　2015年7月7日，顧臻團(tuán)隊(duì)的研究成果刊登在PNAS上(2)，并很快登上了《自然》和《科學(xué)》頭條。來勢洶洶，大有終結(jié)糖尿病注射治療時(shí)代的意味。

　　顧臻團(tuán)隊(duì)的這款智能胰島素貼片原理很簡單，但是設(shè)計(jì)的很巧妙。他們巧妙的利用了體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)過程，達(dá)到釋放胰島素的目的。他們同樣在貼片的微針中放入了降血糖的胰島素，然而這個(gè)胰島素也是被一種化學(xué)物質(zhì)包裹。當(dāng)血糖濃度升高時(shí)，從血液中進(jìn)入微針中的葡萄糖會(huì)在微針內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致包裹胰島素的囊泡破裂，釋放胰島素。當(dāng)血糖濃度降低時(shí)，胰島素就停止釋放。也巧妙的實(shí)現(xiàn)了胰島素釋放的可控。

　　往身上貼時(shí)，是這樣的

　　為了獲得更加持續(xù)的血糖調(diào)節(jié)能力，顧臻團(tuán)隊(duì)又對這一智能胰島素貼片做了進(jìn)一步的改進(jìn)。這一回，他們把貼片里的胰島素直接換成了能夠產(chǎn)生胰島素的β細(xì)胞。

　　貼片上面綠色為胰島細(xì)胞，下面橘黃色為葡萄糖感應(yīng)器（3）

　　胰島β細(xì)胞的移植實(shí)際上也是一種治療糖尿病的手法，但是由于異體移植的排異反應(yīng)，導(dǎo)致這一方法也不能滿足所有人的需求。顧臻團(tuán)隊(duì)這種方法，有效的避免了排異反應(yīng)（因?yàn)槊庖呒?xì)胞被隔離起來了）。今年二月份，顧臻團(tuán)隊(duì)的這一研究成果刊登在材料領(lǐng)域頂級期刊《AdvancedMaterials》上(3)。

　　據(jù)悉，目前顧臻團(tuán)隊(duì)正在跟有關(guān)企業(yè)接觸，聯(lián)手開發(fā)這種智能貼片。

　　由于目前全球糖尿病人數(shù)眾多，而且缺乏非常好的管理治療手段，因此學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對糖尿病管理和治療方法的研發(fā)熱情非常高。廣大患者對無創(chuàng)檢測和無創(chuàng)管理的心理需求也非常高。

　　目前類似的研究主要停留在臨床前的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，在不同體型的動(dòng)物身上還需要改進(jìn)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)體系。一切順利的話，大概兩三年可以進(jìn)入臨床，5-10年可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。因此，無創(chuàng)的糖尿病管理真正的走入生活，還需要大家耐心等待。