中科院深圳先进院研发超声读取微针贴片

中国科学院深圳先进技术研究院（SIAT）联合中国香港及韩国合作机构，成功研发出一种名为“声学读取微针贴片”（ARMPatch）的新型可穿戴医疗设备。该设备通过结合葡萄糖响应水凝胶与常规超声成像技术，突破了传统连续血糖监测系统对酶的稳定性和侵入性植入的依赖，为糖尿病管理提供了一种更持久、低成本且易于临床转化的解决方案。

突破酶稳定性瓶颈

当前全球糖尿病患者超过5亿，对准确、耐用且微创的血糖监测需求迫切。传统连续血糖监测仪（CGM）主要依赖葡萄糖氧化酶，但这类酶在生理条件下极易降解，导致传感器寿命通常仅为数天至数周，需频繁更换，增加了用户成本与不便。虽然基于葡萄糖响应水凝胶的非酶方案具有生化稳定性优势，但长期受限于缺乏合适的读取方法：光学技术易受自体荧光和光漂白干扰，而部分超声检测则需侵入性植入，难以普及。

ARMPatch的核心创新在于其完全无酶的传感机制。该贴片采用微针阵列结构，能够穿透皮肤角质层进入真皮层，直接接触反映血糖水平的组织间液。当葡萄糖浓度变化时，水凝胶基质会发生相应的体积膨胀或收缩。这种物理形变构成了信号转换的基础，无需依赖任何生物酶或荧光标记物。

常规超声探头实现实时读取

该技术的另一大亮点是读取方式的革新。ARMPatch利用临床广泛存在的常规超声成像系统作为读取终端。当贴片置于标准超声探头与皮肤之间时，水凝胶随血糖波动产生的尺寸变化会调制声波信号。这种声学读取方式不仅避免了定制硬件的需求，还显著降低了临床转化的门槛。相比需要专用电子或光学元件的传统方案，ARMPatch直接复用现有超声基础设施，具备更高的通用性和更低的成本潜力。

在实验室控制环境下，ARMPatch展示了超过56天的持续血糖监测能力，远超传统酶基系统的寿命。此外，在自由活动动物模型中的体内验证显示，连续7天的超声读数与商用血糖仪测量结果高度一致，证实了设备的准确性与可靠性。

微创设计与临床转化前景

ARMPatch的微针架构设计注重用户体验，侵入性极小，几乎不引起不适，同时支持实时生化监测。通过利用成熟的超声成像模态而非开发专用电子器件，该设备有望加速临床采纳并降低整体成本。这一突破重新定义了可穿戴生物传感器与医学影像技术的交叉领域，证明了非侵入式超声可被重新用于连续生化监测。

尽管前景广阔，ARMPatch迈向人类临床应用仍需解决多项挑战。长期生物相容性、大规模制造工艺以及与数字健康平台的集成能力需进一步评估。此外，确保传感器特异性并Zui小化其他生物分子的干扰仍是关键研究方向。未来，水凝胶化学的改进可优化葡萄糖敏感性和响应动力学，结合数据分析与机器学习，有望实现个性化的血糖洞察。

对于中国医疗器械产业链而言，ARMPatch的技术路径提供了重要的参考视角。首先，该方案降低了对高精度光学传感器或专用ASIC芯片的依赖，转而利用成熟的超声探头硬件，这有助于国内企业规避核心元器件“卡脖子”风险，利用现有超声设备供应链优势进行差异化竞争。其次，水凝胶微针的制造工艺与国内柔性电子及透皮给药技术基础高度契合，具备快速工程化放大的潜力。在采购与选型时，建议关注具备微纳加工能力的水凝胶材料供应商，以及拥有超声信号处理算法优势的嵌入式系统厂商，以便在下一代无酶CGM产品布局中占据先机。