對許多人來說，炎炎夏季中那嗡嗡作響的蚊子可稱得上是世界上最討厭的生物了。尤其是那些擁有“招蚊子”體質的人，那感覺就仿佛身邊一直有一個煩人的魔鬼一樣陰魂不散。

但是，討厭歸討厭，我們不可否認的是，蚊子是自然界里吸血能力最強的生物之一，它那宛如針頭般的刺吸式口器可以輕松穿透人類厚厚的皮膚，準確找到血管位置，然后開始大飽口福。

但我們對于蚊子吸血這件事往往會忽略掉的就是，即便蚊子的“針頭”刺入了我們的皮膚，可似乎并沒有特別疼痛的感覺。也正是在這種仿生學思路的啟發(fā)下，生物工程師們產生了聯(lián)想，要仿照蚊子吸血的過程來發(fā)明一款可以定期對人進行無痛抽血的儀器。

普通人可能不太理解驗血對于疾病治療的重要性，但對于糖尿病患者來說，飯前飯后血糖檢測可以算得上是生命攸關的大事。而如今主流的指尖采血方式不但步驟繁瑣而且還很疼。有鑒于此，許多醫(yī)療設備公司都在開發(fā)無痛驗血方式，比如植入式血糖檢測儀、半自動監(jiān)測設備或是微針檢測給藥技術。而受蚊子啟發(fā)所開發(fā)出來的“電子蚊子”則正是其中的一類。

自 2007 年起，加拿大卡爾加里大學（University of Calgary）的一個研究團隊就試圖開發(fā)出一款全自動微侵害的驗血儀器。該儀器可以在設定好的時間“叮”用戶一口，然后取血檢測。近日，該團隊的最新的設計原型終于亮相。這是一款和手表十分相似的可穿戴設備。在工作時，該設備可以刺入皮膚下方的毛細血管，抽取一滴血并放在血糖檢測紙上進行檢測。

圖丨檢測儀原型機

“我們是想創(chuàng)造一個可以設定運行周期并且全自動化的血液采集設備，要為驗血提供可靠的血樣，”該項目資深研究員 Martin Mintchev 對此說道?！捌渥钪匾囊徊骄褪强梢院兔氀茏詣优鲇|”。在檢測血糖之外，Mintchev 相信該設備還能供用戶在家中獨立便捷地完成其他驗血操作，甚至可以是基因檢測或者癌癥鑒別。

圖丨項目研究員 Martin Mintchev

在剛被發(fā)明出來之后，該設備使用了壓電傳動裝置為刺破皮膚的針頭提供動力，但是這一裝置不但價格不菲，體積也很大。早期的設計原型足足有一個撲克盒的大小，這無疑大大影響了其使用的便捷性。相信沒有人會愿意每時每刻在手腕上帶一副紙牌！

為了縮小設備的體積，該團隊選擇與卡爾加里（Calgary）本地的微系統(tǒng)專家 Orly Yadid-Pecht 進行合作。經過多番嘗試，該設備針頭的驅動裝置最終采用了形狀記憶合金（SMA）。

圖丨使用了兩個 SMA 微型傳動裝置來采血的可穿戴設備的拆解圖

這種廉價的合金有種十分有趣的特性：在加熱時收縮，在冷卻時恢復原本形狀。對于針頭來講，形狀記憶合金傳動裝置可以刺穿至皮下 3.55 毫米深，每次穿刺將耗費 5.56 毫瓦時。能提供遠超壓電裝置的 223 克力的穿透力，并且可以大幅度減少設備的體積。

經過改進之后，最新的設計原型只有兩個模塊：上方的可重復使用模塊和下方的一次性模塊?？芍貜褪褂玫牟糠挚雌饋砭拖褚粔K智能手表，包含一塊電池、OLED 顯示屏、傳動裝置以及相關的電路板。一次性的部分則是由一根探針和一張測紙所組成的。

圖丨“電子蚊子”內部結構

整個原型設備的體積被大大縮小，使其可以被輕松地戴在手腕上，而最重要的是，探針每次都可以準確的刺入毛細血管中，在對23名志愿者的實驗中，有19例穿刺都到達了手腕表皮之下的血管當中。

在設定好時間之后，該設備可以每天按時進行多次取樣，并把血糖測驗的結果傳送到手機APP或醫(yī)生的終端上。研究人員聲稱，被“電子蚊子”叮一口和被真正的蚊子叮咬十分相似，并無任何痛感。多名測試者都表示說感覺不到被叮。

不過，“電子蚊子”也并非完美無瑕，它目前也遇到了發(fā)展的瓶頸。雖然現(xiàn)有的裝置可以精準的刺中毛細血管，但是它所采取的血樣實在太小了，使用主流的血糖測紙難以檢測到準確的血糖含量。所以，該團隊有兩個選擇：或者選擇加粗探針并放大設備的體積（因此加重痛感）來采取足夠多的血樣，或者就選擇開發(fā)專用的血糖檢測技術。

顯然，Mintchev 和他的團隊選擇了第二條路。“我們認為，通過在探針周圍排放特制的測紙才是解決這個問題的最佳方式，”他說道?！坝辛藢Ｓ玫难菣z測技術，不僅檢測設備的體積可以進一步縮小到手鐲或臂環(huán)的大小，而且還可以隨時隨地提供準確的血糖數(shù)據。”

不過，有一點是確定的，那就是一款嶄新的血糖測紙的研發(fā)成本在短期內絕對會居高不下，并且還需要通過美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的嚴格批準。但是一旦這種測紙可以實現(xiàn)量產，它的價格就可以降低到與現(xiàn)有的主流測試技術相似的水平。相信到了那一天，傳統(tǒng)的血液檢測方式會被徹底改變，對于亟待這一解決方案的病人來說將會是莫大的福音。