[发明专利]基于介孔微针的糖尿病监测与治疗装置以及系统

说明书

本发明公开了一种基于介孔微针的糖尿病监测与治疗装置以及系统，该装置包括：用于提取葡萄糖并检测葡萄糖浓度的电信号的微针反离子泳传感器，用于根据葡萄糖浓度的电信号发送控制信号给微针离子泳模块的控制电路模块，用于根据控制信号释放胰岛素的微针离子泳模块，控制电路模块连接微针反离子泳传感器及微针离子泳模块。本发明实施例在微创情况下，能够准确跟踪葡萄糖的波动并相应性释放胰岛素，从而有效调节葡萄糖的浓度。本发明实施例可广泛应用于生物医学领域。

技术领域

本发明涉及生物医学领域，尤其涉及一种基于介孔微针的糖尿病监测与治疗装置以及系统。

背景技术

糖尿病是一种常见的代谢性疾病，威胁着全球4.63亿人的健康，可严重影响患者的健康质量，并导致心血管、肾脏疾病和神经性退化等疾病及其并发症。目前，临床上对糖尿病的治疗采用的方法是使用快速血糖测定仪从患者手指扎取的血液来获得血糖值，并以此判定是否需要注射胰岛素维持血糖的平衡。然而指尖采血的方式无法满足对血糖的实时监控；另外，重复的有创扎破手指给患者带来疼痛和感染，这些方式严重制约糖尿病患者的诊断和治疗。

目前，基于植入式电极的有创连续葡萄糖监测仪(CGMs)已作为复杂的生物传感器商业化，但植入CGMs电极或胰岛素泵导管的长期特性往往会导致不良的疼痛、出血和炎症，以及对生命活动的干扰。另一方面，非侵入性可穿戴葡萄糖传感器，包括手环，隐形眼镜和基于汗液的传感器，吸引了越来越多的研究兴趣。然而，由于皮肤渗透导致血液或组织液中葡萄糖的获取不足，非侵入性传感器很少能够准确反映和调节葡萄糖水平。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种基于介孔微针的糖尿病监测与治疗装置以及系统，在微创情况下，能够准确跟踪葡萄糖的波动并相应性释放胰岛素，从而有效调节葡萄糖的浓度。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于介孔微针的糖尿病监测与治疗装置，包括：

微针反离子泳传感器，用于提取葡萄糖并检测得到葡萄糖浓度的电信号；

控制电路模块，用于根据所述葡萄糖浓度的电信号发送控制信号给微针离子泳模块；

微针离子泳模块，用于根据所述控制信号释放胰岛素；

所述控制电路模块连接所述微针反离子泳传感器及所述微针离子泳模块。

可选地，所述微针反离子泳传感器由对电极微针、介孔微针阵列、葡萄糖传感电极和3D打印传感室组装得到。

可选地，所述葡萄糖传感电极为三电极系统，所述三电极系统包括工作电极、对电极及参比电极，所述工作电极及对电极为碳电极，所述碳电极的表面依次包含金属掩膜、铬薄膜层及金薄膜层。

可选地，所述微针离子泳模块由对电极微针、介孔微针阵列和3D打印传感室组装得到。

可选地，所述介孔微针阵列的孔隙率为45％～55％。

可选地，所述控制电路模块包括葡萄糖浓度的电信号调节单元、第一恒流源单元、第二恒流源单元、控制器及电源单元；其中，

所述葡萄糖浓度的电信号调节单元，用于对所述葡萄糖浓度的电信号进行处理；

第一恒流源单元，用于对所述微针反离子泳传感器提供预设的恒流；

第二恒流源单元，用于对所述微针离子泳模块提供预设的恒流；

控制器，用于根据处理后的葡萄糖浓度的电信号发送所述控制信号给所述微针离子泳模块；

电源单元，用于为所述控制电路模块提供电源。