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血糖仪发展简史—那些不得不说的秘密

 

科学研究的进展及其日益扩充的领域将唤起我们的希望。——诺贝尔

纵观血糖仪的发展历程,亦是如此。

1923年,弗雷德里克·格兰特·班廷爵士(Sir Frederick Grant Banting)与麦克劳德因在胰岛素发现提取方面做出巨大贡献,获得当年的诺贝尔生理及医学奖,从此结束了糖尿病饥饿疗法的时代, 免除了糖尿病患者在治疗过程中忍受的一大部分因饥饿而带来的痛苦,为糖尿病治疗开启了新的篇章。

治疗方面有了全新有效的手段之后,人们开始寻求新的检测手段。此后的几十年内,科学家们不断在为如何快速有效检测血糖作出努力。

从一代目到五代目

血糖仪发展经历了五个阶段(点击查看大图)

水洗式血糖仪——血糖检测先驱

1965年,Ames美国公司发明了一种可以测量血糖的产品,名为Dextrostix,这种产品有点类似测试酸碱度的pH试纸,将患者一滴血滴到该试纸上,1分钟后冲洗掉血迹,然后拿到比色卡进行对照,根据颜色读出血糖值。尽管这种试纸会存在当显示的颜色处于两种标准色之间难以判断读数的不便,但是却奠定了第一代水洗式血糖仪的基础。不过公认的血糖仪发明者却并非Ames公司,而是汤姆-克莱曼斯(Tom Clemens)1968年克莱斯曼开发了几台血糖仪模型,并在当年申请了专利,从此正式揭开血糖检测时代的序幕。Ames研发的Dextrostix也成为了第一代水洗式血糖仪的代表。

Ames公司研制的第一台血糖仪:Dextrostix

科技创新的堤坝一旦打开,便势如破竹,汹涌澎湃。

擦血式血糖仪——群雄争霸,百家齐放

从1980年开始,血糖仪开始进入第二世代——擦血式血糖仪,相比第一代的水洗式血糖仪,病人无须再冲洗试纸,只需要在反应后将试纸上的红细胞轻轻抹去就可以读数了,而且体积较小方便病人使用。血糖仪市场也由Ames一家独大发展为群雄逐鹿的时代。除去Ames公司之外,Lifescan(强生)公司与Boehringer Mannheim(罗氏)公司都相继推出了自家的血糖仪产品。

第二代血糖仪主要代表产品(点击查看大图)

虽然对比第一代血糖仪省去了冲洗血液的步骤,但从技术层面而言,一二代血糖仪并没有太大区别,真正革新技术的到来是第三代血糖仪。

比色法血糖仪——技术全面革新

1987年,Lifecan(强生)公司上市了第一台不需擦血的血糖仪One Touch,从此结束了血糖仪检测步骤繁琐的时代。随着Boehringer Mannheim(罗氏)公司与Ames(拜耳)公司在1991年及1994年相继推出了新一代血糖仪,第三代血糖仪正式抢占市场,为糖尿病患者的带来福音。

比色法反应原理(点击查看大图)

电化学法血糖仪——血糖检测领域的主流

电化学法技术其实出现比第三代血糖仪更早,开始于1981年,只是当时各大厂家都将研发主力放置在第三代血糖仪上,导致该技术并没有在第一时间得到有效的利用。直到1986年,Medisense(雅培)公司开发了第一台电化学法血糖仪ExactechPen,并在美国获准上市,自此,血糖检测进入电化学时代。

电化学法反应原理(点击查看大图)

多部位采血法血糖仪——引领血糖仪新纪元

从1968年开始,经过各大公司的不断探索与创新,血糖检测技术在短短几十年的时间内得到快速发展。由TheraSense(斯尔森)公司所开发生产的Freestyle(利舒坦)血糖仪凭借其多部位采血的技术,在2001上市后更是在极短时间内一跃成为美国血糖市场的供应商大头(现已被雅培公司收购)。

斯尔森公司的多部位采血血糖仪,可在前臂、上臂、大腿、小腿、手掌、手指六个部位进行采血

血糖仪参数进化史

从第一代水洗式血糖仪到第五代多部位采血血糖仪,血糖仪的发展从外观、方法学、性能都有了极大的改善与提升。

  • 检测方法

早期的血糖仪使用体验对于患者而言是十分不友好的,在试纸上滴加血样,需要等一分钟后用水冲洗试纸以去除红细胞,再将试纸插入机器以读取结果。发展到后期,一次完整的血糖检测(从采血到出检测结果)往往只需要十几秒,其中很大一部分得益于电化学法带来的快速化学反应。

各阶段血糖仪所采用的不同检测方法(点击查看大图)

  • 反应时间

从分钟到秒的进步

  • 需血量

用户体验一直是科技产品在发展过程中不可忽视的一个问题,需血量的多少直接影响到糖尿病患者在采血过程中的的疼痛感。从最早的十几甚至几十微升的需血量,到后来的零点几微升便可准确检测血糖,微创甚至是无创一直是各大血糖仪生产商致力追求的目标。

不同时期血糖仪需血量的变化

  • 外观

从最早的大型笨重到现在小巧便携,血糖仪在外观设计也追赶着时代的脚步,美观、舒适、触感等元素纷纷成为血糖仪前期设计的重点关注对象。

第一代到第五代血糖仪外观进化论

越来越追求外观设计的血糖仪

血糖仪发展趋势——更智能

第五代血糖仪面世至今,越来越多的血糖仪生产商试图从全新的科技手段入手,打造更为智能化的血糖仪。角膜镜血糖仪、泪糖测定仪、微信血糖仪、臂膀植入血糖仪等一系列全新的血糖检测仪开始慢慢进入我们的视线。而大家的目的都只有一个,为糖尿病患者带来更为方便智能的血糖检测技术,减轻糖尿病给他们带来的不便。

(点击查看大图)

毕竟,科学技术的发展,是为了带来更美好的生活。

参考文献:

  1. 项坤三. 胰岛素的发现[J]. 中华内分泌代谢杂志, 2002, 18(5):335-338.
  2. 钟振华. 上帝给我们身体的"预言机"——血糖仪的发展史[J]. 中国处方药, 2009(3):34-35.
  3. 施榴. 不同检测仪器对血糖检测方法研究现状与进展[J]. 中国医疗器械信息, 2017, 23(20):10-11.
  4. Vashist S K. Non-invasive glucose monitoring technology in diabetes management: a review.[J]. Analytica Chimica Acta, 2012, 750(11):16-27.

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