田云杰 卓俊骐 王磊 沙洪

300192天津，中国医学科学院 北京协和医学院生物医学工程研究所

植入式实验动物血糖动态监测装置的设计

田云杰 卓俊骐 王磊 沙洪

300192天津，中国医学科学院 北京协和医学院生物医学工程研究所

目的 设计、研制一种用于实验动物的全植入式血糖浓度检测系统，通过一次植入手术可获得实验动物自然状态下经无线方式传输的动态血糖监测数据。方法 监测系统包括植入体和体外接收端两部分。植入体尺寸设计为11.5 mm×16.0 mm×5.0 mm，不超过实验大鼠体积的1/10。以SOF-SENSOR植入式葡萄糖传感器及其外围三电极伏安测量电路为核心，采用锂电池和稳压芯片构建供电，测量数据通过CC2540低功耗蓝牙系统芯片无线传输至体外。植入体外层包裹医用硅胶材料，以保护电路和提高植入体生物相容性。结果 体外验证实验表明，本系统可在2～34 mmol/L范围较准确地测量葡萄糖浓度（r=0.996 7），平均标准误差为0.193 mmol/L，灵敏度为9.24 nA/（mmol/L），能够满足设计要求。结论 植入式实验动物血糖动态监测装置体积小，适合植入。体外血糖测量验证实验表明本装置的血糖测量范围、准确性、灵敏度及标准误差等均能满足设计要求。此装置有望为糖尿病病理和药效学研究提供重要的技术支持。

植入式装置； 血糖； 动态监测； 无线通讯； 实验动物

Fund program：Youth Fund of Peking Union Medical College(3332016102)

0 引 言

糖尿病及其并发症可造成人体心血管、视网膜、神经系统和肾脏的长期损害和功能紊乱，严重危害人类的生命和身体健康[1-3]。据国际糖尿病协会（IDF）2014年度报告，估计全球成人糖尿病患者人数将由2014的3.87亿增至2035年的5.92亿，其结果是进一步加重家庭及社会的经济负担，因此对于糖尿病的研究刻不容缓[4-5]。……