可穿戴水凝胶微针连续酮体监测平台：从动物到人类的转化研究

《Biosensors and Bioelectronics》：Functional wearable hydrogel microneedle platform for continuous ketone monitoring: Translating from rodents to humans

本综述介绍了一种新型的可穿戴连续酮体监测（CKM）贴片。该设备巧妙地结合了用于无痛获取组织间液（ISF）的水凝胶微针（HMNs）与用于原位检测酮体的酶促电化学生物传感器。研究在从啮齿类、猪到人的多物种模型中都验证了其性能，证明了这种微创、可穿戴的连续酮体追踪技术有望革新门诊糖尿病酮症酸中毒（DKA）的监测与早期干预。

　　

高光要点

化学品

药用级透明质酸钠（HA，分子量300 kDa）购自华熙生物有限公司。透析管纤维素膜（12-14 kDa）购自Fisher Scientific。β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）、β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸水合物（NAD⁺）、DL-β-羟基丁酸钠盐（β-HB）、来自假单胞菌的β-羟基丁酸脱氢酶（β-HBD）、抗坏血酸、尿酸、葡萄糖、乳酸、氯化钠和氯化镁、牛血清白蛋白。

连续酮体监测传感贴片的制造与体外表征

作为第一组实验，我们设计了一种用于检测β-羟基丁酸（β-HB）的电化学传感策略。这个过程涉及检测烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）。酶β-羟基丁酸脱氢酶（β-HBD）催化β-HB氧化为乙酰乙酸（AcAc），同时将NAD⁺还原为NADH。虽然AcAc不具有氧化还原活性，但NADH具有；然而，由于其高过电位，直接检测NADH具有挑战性。图2a说明NADH氧化需要超过1V的电势。

结论

糖尿病酮症酸中毒（DKA）是一种严重的糖尿病并发症，以血酮水平升高（>3 mM）为特征，常常需要密集且昂贵的临床干预。持续监测酮体——与葡萄糖一起——是早期预防和及时管理DKA的核心。然而，基于间断血液或尿液检测的传统方法仅能提供稀疏的快照，可能无法及时检测到即将发生的DKA。微针技术能够无痛地进入组织间液。