糖尿病管理需要持續監測血糖，及早察覺異常並作出干預。然而，傳統指尖採血既疼痛又不便，而現時市面上的連續血糖監測產品大多依賴生物活性酶，需要定期更換、成本較高，儲存條件亦相當嚴格。香港理工大學（理大）的研究團隊開發了一種無酶、可穿戴、聲學可讀的微針貼片（ARMPatch）。只要把微針貼片貼在皮膚上，利用常規超聲波探頭讀取相關參數，即可持續反映血糖水平的變化。
這項研究由理大機械工程學系系主任、智慧結構與系統講座教授蘇眾慶教授，聯同中國科學院深圳先進技術研究院孟龍教授、韓國科學技術院Jeong Jae-Woong教授及三方研究團隊共同完成。研究成果已刊登於《科學進展》(Science Advances)，理大機械工程學系博士研究生張王霖翰為該文第一作者。
蘇教授表示：「我們研發的ARMPatch，可作為任何一台超聲波設備的血糖監測配件，實現微創、經濟、長效而穩定的連續血糖監測。此成果為無酶連續血糖監測技術提供全新方案，並拓展超聲波技術在可穿戴生物感測和健康監測領域的應用。」
ARMPatch的運作原理不難理解。微針貼片採用一種基於苯硼酸 (PBA) 的葡萄糖響應性水凝膠製成，當貼在皮膚上後，其微針會隨著血糖水平的波動而膨脹，血糖越高，微針膨脹得越多，超聲波則能讀取微針變化，顯示血糖水平高低，這正是ARMPatch「聲學可讀」的特性。
研究團隊進行了一系列體外與裸鼠體內實驗。在體外測試中，ARMPatch 於0-40mM血糖濃度範圍內呈現良好線性反應，足以有效監測高血糖情況，並能穩定提供長達56天的讀數，遠勝需頻繁更換的酶基裝置。
而在裸鼠體內測試中，超聲波讀取的微針膨脹程度能準確反映血糖水平的變化。貼片更於一隻可自由活動的裸鼠身上連續七天成功監測血糖，期間牢固貼合、不受活動影響，移除後皮膚亦無炎症或創痕，印證其生物相容性與微創特性。
不少糖尿病人已使用可攜式或穿戴式超聲波設備，長期居家監測心臟病和腎臟病等併發症。對他們而言，使用ARMPatch無需添置任何定製硬件，利用現有設備即可持續監測血糖。
團隊指出，只要調整水凝膠成分，同一平台原則上亦可監測pH值、蛋白質和細菌等多種生物標記，期望日後開發可同時監測多項指標的微針貼片，使穿戴式超聲波設備成為一站式的居家健康監測工具。
蘇教授補充：「本研究不僅提出一種新型可穿戴設備，使傳統超聲波得以用於無酶連續血糖監測，亦開闢了以定製水凝膠微針，在微創方式下透過標準超聲波監測多元生理資訊的新途徑。」
本研究獲國家自然科學基金委員會（自然科學基金委）及香港研究資助局（研資局）的「聯合科研資助基金」支持，並額外獲得研資局、自然科學基金委和韓國國家研究基金會的資助。此外，理大材料與器件中心實驗室和生命科學中心實驗室亦為研究提供協助。
