连续血糖监测系统（CGM）的现在与未来

连续血糖监测系统（CGM）的普及，标志着糖尿病管理步入了一个崭新时代。为应对全球范围内对CGM设备需求的持续增长，这些设备还通过集成尖端药物输送系统，为糖尿病患者提供了主动监控与干预的新途径。在这一背景下，多功能纳米材料的融入激发了创新传感技术与管理平台的发展，目标在于实现高灵敏度、实时、选择性的葡萄糖监测，以及按需的药物释放、无线能量与数据传输。这些功能的无缝集成至可穿戴设备中，确保了患者治疗的连续性与依从性。

2024年5月，材料学TOP1期刊《BIOMATERIALS》在线发表了题为“Multifunctional nanomaterials for smart wearable diabetic healthcare devices”的综述文章。探讨纳米材料在可穿戴糖尿病医疗设备中的应用前景，并与传统血糖仪和CGM设备进行了对比分析，总结了这些设备的优势、局限性以及未来的发展潜力。

可穿戴糖尿病医疗设备在糖尿病管理的必要性

糖尿病患者需要不断地监测血糖水平，并根据这些数据每日调整他们的生活习惯或接受药物治疗。传统的血糖检测方法包括采血和自行注射胰岛素，这对糖尿病患者来说是侵入性的，并且难以长期坚持。然而，针对持续和非侵入性监测健康状况以及药物输送的优化可穿戴设备，有望根本性地改善糖尿病患者的生活质量。此外，糖尿病可导致多种并发症，早期发现这些并发症对于降低风险至关重要。一些定期进行医疗检查的可穿戴设备，有潜力成为预防糖尿病并发症和主动管理糖尿病的强大工具。

CGM发展现状

糖尿病患者的健康管理策略正经历一场根本性的范式转变，从以往的侵入性手段向非侵入性技术迈进。智能可穿戴设备的出现使得通过非侵入性方式分析多种生物体液成为可能，这些生物体液包括泪液、唾液、间质液以及汗液，从而实现对血糖水平的持续监控。目前，CGM领域已取得若干重要进展。研究者们正在开发一系列创新的可穿戴葡萄糖传感设备，例如智能隐形眼镜、贴片、口腔护具和智能手表，旨在提供实时的非侵入性血糖监测（图1）。

图1：各种形式的葡萄糖感应设备，包括贴片、微针、隐形眼镜、口腔保护器和治疗系统

尽管市场上已有多种非侵入式CGM设备，但它们仍面临一些问题有待解决（表1），包括可靠性低、集成能力低、与患者的兼容性低、成本高以及复杂的制造过程。特别是，血液中葡萄糖浓度与其他生物体液之间的关系仍然未确定，两种液体之间的葡萄糖浓度滞后时间可能导致重大数据错误，引发低血糖休克等紧急情况。因此有必要在生物技术、医学科学、电气工程等领域开展跨学科研究。

表1：糖尿病医疗保健中的智能可穿戴设备的特点、功能和挑战

多功能纳米材料在CGM和糖尿病治疗中的作用

纳米材料具有高灵敏度、灵活性、可伸展性、柔软性、兼容性和传感效率等各种优势，如金属基纳米材料、碳基纳米材料、有机和高分子纳米材料（表2），有望促进未来多功能智能糖尿病可穿戴设备的发展。

表2：糖尿病医疗保健中的多功能纳米材料的特性、功能和安全问题

但纳米材料因其生物相容性和稳定性不足，且易受摩擦和外部污染影响，成为阻碍智能糖尿病可穿戴设备在日常生活中实现高性能表现的主要障碍。因此迫切需要开发新型功能性纳米材料，用于封装、基底和界面。此外，可拉伸和柔软的纳米材料对于发展下一代智能糖尿病可穿戴设备至关重要，它们能够减少生物信号与重复身体运动之间的干扰，从而提高患者的设备兼容性和舒适度。

总结

随着纳米科技的深入研究和应用推广，CGM技术将迎来更加广阔的发展前景。未来，将会有更多基于纳米材料的创新型CGM设备问世，它们将具备更高的灵敏度、准确性、稳定性和舒适性。同时这些设备还将与人工智能、大数据分析等先进技术相结合，为糖尿病患者提供更加个性化、智能化的健康管理方案。

文献来源：

Kim TY, De R, Choi I, Kim H, Hahn SK. Multifunctional nanomaterials for smart wearable diabetic healthcare devices. Biomaterials. 2024;310:122630. doi:10.1016/j.biomaterials.2024.122630