成果名称: 基于光子晶体的智能隐形眼镜用于葡萄糖监测的应用研究
完成单位: 中国科学院深圳先进技术研究院,香港城市大学
主要人员: 杜学敏,林汉华,赵启龙,彭涛,王娟,崔欢庆,段敏兰,胡玉梅,肖鹏,邹业兵
介绍:

    糖尿病是一种常见的代谢内分泌疾病,是由于人体内缺乏胰岛素或其受体异常所致,是世界性多发病和常见病,目前全球已有超过3.8亿患者,已成为仅次于心血管病和癌症的第三大高发疾病。随着人们生活水平的提高和老龄化加剧,糖尿病发病率呈加速上升趋势。目前,糖尿病仍然无法彻底根治,治疗糖尿病主要通过对血糖浓度的频繁监测(>4次/天)和相应量胰岛素注射来对血糖浓度紧密控制,以防止并发症的产生。现有葡萄糖测量方法主要通过取血后采用大型生化仪器或便携血糖仪进行检测,虽测得数据准确,但价格昂贵、操作繁琐、易诱发感染,更重要的是无法实时监控血糖浓度,易贻误患者最佳治疗时机而导致并发症产生。鉴于此,本项目通过构建葡萄糖致变色仿生结构色隐形眼镜,通过隐形眼镜颜色变化实时监测血糖状况。项目研究过程中,通过揭示曲面结构色构建及葡萄糖响应设计机制,成功研制出具有独立自主知识产权的葡萄糖响应型结构色隐形眼镜,并通过体外与动物实验,初步实现葡萄糖的实时监测。

    在本本项目研究过程中,项目负责人以第一作者或通讯作者在Research,Matter和材料领域知名期刊Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Mater. Technol.、ACS Appl. Mater. Interfaces、J. Mater. Chem. A等上发表SCI论文10篇,EI论文2篇,以第一作者或通讯作者发表国际/国内会议论文15篇,获专题报告奖1次,最佳论文奖2次。其中以会议主席身份举办会议1次,在IEEE CBS等国际知名会议与国内外知名大学等作特邀报告20余次。以第一发明人授权专利7项,申请专利4项,国际PCT申请2项。已培养研究生与联合培养博士生共2名,培养博士后3名,其中一名博士后荣获广东省“珠江人才”计划。

    虽然,在血糖的实时监测过程中,我们尝试不同设计来改善监测特性,使得响应速度、灵敏度有所改善,然而与商品化的血糖仪比较仍有提升空间。这是由于基于隐形眼镜的监测是基于光学信号,而商品化的检测是基于电学信号,从而出现上述差异。正是由于这些差异的存在,激发我们未来会探索开发血糖实时监测与信息提取一整套设备。此外,基于血糖的控制部分,也是我们未来努力的方向,期望不远的未来真正能实现血糖实时监测与控制一体化。值得强调的是,依托该项目成功研发出具有自主知识产权的结构色隐形眼镜,不仅能给正在以每年50%的增速成长的美瞳市场带来安全保障,而且还能让中国近4亿的近视眼患者,多了一份健康与美丽同在的选择。目前,我们在仿生美瞳的基础上,正在开发一系列高端眼科医疗器械,欲角逐国内穿戴及高端眼科医疗器械的千亿市场。另外,该项目的实施,也让我们明晰了无源无创血糖监测与控制是未来科学家们必争的创新技术高地。

批准登记号:
登记日期: 2023-07-20
研究起止时间: 2017-01-01至2018-12-31
所属行业: 科学研究和技术服务业
所属高新技术类别: 生物医药与医疗器械
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2019-05-23