无创血糖仪的发展史小石花

昨日U糖高调开会，宣称自己第一次发布了无创血糖仪，当然国内外好多公司都曾经在这一领域宣传过自己是首发。目前移动医疗智能硬件盛行，尤其是无创血糖仪，Google也推出了相关的产品。但其实从无创血糖仪的发展史来看，它只是小儿科。那么下面我们就从这一细分领域开始吧。无创血糖仪对传统血糖仪的冲击目前中国的血糖仪市场大约为25亿-40亿元人民币之间。市场份额的格局为外资两大巨头强生和罗氏公司占据着市场份额头两名的明显优势，合计份额超过60%。而仅在中国境内销售的，就有超过30家不同的品牌，其中三诺、怡成等都是国内厂商中的大牌，鱼跃医疗也想凭借高性价比和渠道优势开始发力。目前该行业的盈利模式是血糖仪几乎成本定价，以试纸赚钱。以三诺生物为例，该公司2013年报显示，报告期内实现主营业务收入4.48亿元，其中血糖测试仪收入为9710.13万元，血糖检测试纸收入3.5亿元。平均销售毛利率65%左右，而这主要来源于试纸。根据以上的血糖仪行业情报分析，大家发现了什么问题没有？对，如果无创血糖仪真的马上就来临，那么将摧毁一大块现有的血糖仪市场，因为他们都是有创检测，靠的是试纸赚钱，而无创检查是不需要用试纸的，釜底抽薪式的替代啊！可是为什么这些厂商并没有如热锅上的蚂蚁一样坐立不安，而是几乎没有什么反应呢？因为无创测血糖在技术上的确很困难，下面就为大家介绍一下它的发展历史。早在半个世纪前，科学家就开始对这一问题进行了持续研究，传统的血糖无损检测方法。寻找血液替代物常见的方法有测血液代替物（唾液、汗、尿液）中的葡萄糖浓度，但有部分研究表明所测得的葡萄糖浓度与血糖浓度无明显相关性。而另一种方法是通过皮肤轻度腐蚀，去除表皮障碍，加负压连续抽取的方法，测组织间隙液的糖浓度，进而通过算法反向推定血糖浓度。不过这仍是一种轻微有损的检测方法，利用与体外测量相结合的微渗透技术，所测葡萄糖浓度与血糖浓度相关性确实比较好，但检测过程中操作技术要求高，测量复杂，不适用于普通临床使用。使用生物传感器20世纪60年代，酶电极作为电化学传感器，首次被提出来应用于此，而这是血糖无损检测的最早报道，后来又出现了光学传感器，经过几十年的研究，生物传感器已成为一个相对成熟和研究比较充分的领域，而且符合临床的迫切需要。生物传感器一般分为电化学传感器和光学传感器。电化学传感器分为两类体外传感器（皮肤表面的传感器）和可植入皮下的传感器，其工作原理为测量与被分析物质浓度成比例变化的物理量。不过电化学传感器只能在有限的范围内使用，还没能真正应用于临床。至于光学传感器的工作原理分为光吸酸模叶蓼收、光反射和光散射3种。但传感器测量值一般小于静脉血血糖值，且光源的高能量辐射可能导致分子水平的细胞受损。所以光学传感器的方法也没有用于临床。利用光谱测量这是一种公认的进行液体中溶质定量测定的方法。通过口服一定量的13C标记葡萄糖，在外加磁场下测其声共振或磁共振谱，可给出一些预测。但仪器设备复杂，占用的计算机容量巨大，近年一些研究小组利用Fourier变换Raman光谱进行了血糖无损检测。国际上研究最多的是用Fourier变换近红外光谱的（FT-NIR）疗法。德国的Heise和美国的Arnold等都做了大量工作，进行了深入研究。测量方法分为透射谱和反色谱。德国的Heise等首次用ATR（衰减全反射）技术测量了人体血浆和血液中的葡萄糖、蛋白质、胆固醇、尿素、尿酸和甘油三酯等组分的浓度。由于近红外计算容易受到溶液中其他成分变化的影响，Herise经过研究后认为对血糖检测选择性最好的是中红外光谱。Fourier变换中红外（FT-IR）光谱）在中红外区能够获得更好的效果和信息，而且葡萄糖在中红外区有特征性土知母吸收峰，可以适用于体外检测。但该方法由于套叶兰机器过大，使用成本过高，临床无法推广。能量代谢守恒法该方法是今天介绍的主角。根据能量代谢守恒法的有关理论，应用温度传感器、湿度传感器、辐射传感器和血氧模块采集手指表面的生理信号，可以采用DS在接下来的研究中，首先采用MEMS技术将多种传感器集成化，提高传感器的检测灵敏度和信噪比；其次进一步减小检测电路板的体积和重量，提高可靠性，降低功耗。最后继续改进无创血糖检测算法的数学模型，将更多与血糖浓度有关的变量纳入检测的范围，如手指表面粗糙度和角质层厚度等等。从上述的方法可以看出，Google的隐形眼镜使用的是寻找血液替代物的屋顶鸢尾方法测量血糖，但事实上这个方法在整个无创血糖发展史中处于一个很初级的阶段。在下面的几篇文章里，笔者会注意介绍这些方法衍生出来的产品，并探讨怎样才能让无创血糖仪真正进入我们的生活。