韩国科学家日前开发出一种可穿戴式糖尿病管理贴片。这种仅有一张扑克牌大小的透明塑料薄片,在被贴在皮肤上后,不仅能监测血糖水平,还能在必要时通过皮肤释放药物降低血糖水平。相关研究刊载于英国《自然·纳米技术》杂志。
传统的手指穿刺测量血糖的方法较为麻烦、患者依从性差。新研究中,研究人员制作贴片时用到了近些年来炙手可热的新材料——石墨烯,这是一种柔性导电材料,可以做成轻薄、透明、柔软的形态。然而,石墨烯的合成方法限制了它在电化学装置中测量酸碱度、生物分子等生化标志物的使用。
为解决这个问题,韩国基础科学研究所的金大炯(音译)和他的研究团队在石墨烯中添加了金颗粒,并把它与一个金网结合,制成了一种具有柔性的半透明贴片。贴片上含有一系列传感器,能检测湿度、葡萄糖水平、酸碱度以及温度。
由于葡萄糖传感器以酶为基础,会受到汗液中酸碱度变化的影响,酸碱度和温度传感器通过实时监测这2个参数,调整葡萄糖传感器的测量值,进一步提高了葡萄糖测量的可靠性。此外,当贴片探测到汗液中的高葡萄糖水平时,其中嵌入的加热器会触发微针,溶解外壳,释放降糖药物二甲双胍。由于针头特别细微,不会碰到神经末梢,因此不会引起传统注射那样的痛感。
研究人员报告称,他们已在糖尿病小鼠和2位健康男性人类身上进行了实验并获得成功。英国巴斯大学教授理查德·盖伊评价称:“虽然糖尿病管理的终极目标——一种结合了葡萄糖检测和药物响应性输送的非侵入性的反馈系统还未成型,但新成果将这一领域推进到了更接近最终目标的地方。”
王小龙 红枫 黄敏
■发现
纳米级石墨烯有望成为新抗菌药
重庆第三军医大学西南医院透露,该院综合实验研究中心主任罗阳及其团队历时8年研究,首次发现纳米级的石墨烯可以杀死细菌,实现抑菌作用。这意味着石墨烯有望成为一种新的抗菌药物,成为抗生素的重要替代选项,解决抗生素滥用问题。
通过大量研究,罗阳团队发现纳米级的石墨烯对细菌都有杀伤效果。“因为纳米级的石墨烯本身是连成一串的碳原子,就像一层很薄很密实的布。”罗阳解释,它们对付细菌的方式有3种:第一种是直接“砍”,由于石墨烯是纳米级的,而细菌是微米级,前者只有后者的1/1000,就如同一把很锋利的刀,直接把细菌砍死;第二种是饿死细菌,纳米级的石墨烯可以像布一般将细菌严密包裹,使细菌吸收不到营养;第三种是缓慢消亡,由于石墨烯太小,细菌会将石墨烯吞进“肚”里,就像人吃了异物会拉肚子不舒服一样,细菌也会因“吞食”而慢慢消亡。
“正是石墨烯的这种物理杀菌方法,让细菌不会产生耐药性。”国际著名期刊《美国化学会会刊》刊发了他们的研究论文,并在专栏中对其研究成果给予重点报道。
罗阳说,未来1-2年内,纳米级石墨烯有望成为新的以外用为主的抗菌药物、抗菌材料。同时,石墨烯还可能运用于纱布、导管等医疗器械上,有效防止交叉感染。
唐先武 何雷