面向糖尿病治疗的胰岛素注射笔用一次性微型阵列式注射针头

1 成果简介

注射技术与注射器具在糖尿病治疗中扮演着重要角色，甚至与选择胰岛素制剂同样重要， 关乎血糖控制的成败。很多医护人员和接受胰岛素注射的糖尿病患者常常忽视注射技术与注射器具本身对血糖控制的影响。临床医生经常会从胰岛素制剂、血糖自我监测等角度来考虑没有达到预期血糖控制目标的原因，却忽略了注射技术对血糖控制的影响，而胰岛素通过注射器具进入人体内发挥作用的过程是一个非常重要的环节。由于人体各部位对胰岛素的吸收存在差异性，胰岛素注射至皮下还是肌肉层内，其吸收速率存在很大差异，而静止状态 和运动状态肌肉的胰岛素吸收状况也有很大变异。优化胰岛素注射技术，包括选择合适长度的针头，注意正确的注射手法，规范地轮换注射部位，避免肌肉注射等，这些对获得良好的血糖控制具有重要意义。 胰岛素注射笔因具有简便易学、剂量准确、方便耐用、微痛、效佳等优点， 现已广泛地运用于糖尿病患者，其上使用的都是只有一根针管的一次性注射针头，目前长度有 5mm、6mm、 8mm 和 12.8mm 等规格，针管外径有 0.25mm、 0.3mm 和 0.33mm 等规格，可以根据年龄、 胖瘦程度和注射部位来进行选择。 但是中国胰岛素注射技术现状调查结果显示， 现有注射胰岛素患者中仍有约 37%的血糖控制不合格； 94.4%的患者仅在腹部等一个部位内进行轮换注射； 只有 22%的患者遵循每天同一时间注射同一部位的规则； 有 30%的患者腹部注射时没有捏皮，如果使用 8 毫米的针头就可能把胰岛素打到肌肉里； 55.4%的患者没有注射完就松开皮肤皱褶。由于胰岛素本身是种生长因子，反复在同一部位注射会导致该部位皮下脂肪增生而产生硬结，再在这里注射，胰岛素的吸收率就会下降，吸收时间过长导致血糖控制不稳定。 调查发现， 约有 31.1%的患者注射部位已出现肿块，其中九成发生在腹部，但仍有患者选择在脂肪增生部位注射。实际上，人体适合注射胰岛素的部位不光是腹部，大腿外侧、手臂外侧 1/4 处和臀部都可以。不同注射部位的轮换指的是在腹部、手臂、大腿、臀部间轮换注射，采用轮换注射部位的方法可以有效提高疗效， 避免出现并发症的几率。胰岛素注射针头长度不同，注射角度、手法也不同。如使用长度为 8 毫米、 12.8 毫米的针头，注射时须捏起皮肤并以 45° 角注射，以增加皮下组织厚度，降低将胰岛素注射至肌肉层的风险。 虽然针管越细、越短，对皮肤和神经造成的损伤就越小，注射时的痛感也越小，但是药液注射的速率也会明显下降，注射相同剂量的药液所需的时间无疑将大大增加。即使选用现有最短/最细（ 5mm/0.25mm） 的针头 ，在手臂部位射时也必须注意捏皮和施针角度以避免肌肉注射。由于成人或重症患者的注入剂量较大，受容忍注射时间的限制，人们更倾向于选择较长的针头作为一种折中。 现临床多使用诺和笔和优伴Ⅱ笔等配以 8mm×30G 的针头进行注射， 按照使用说明， 注射后针头至少需留在皮下 6 秒至 10 秒以上， 并继续按住推键， 直至针头完全拔出。在实际操作中，因为注入皮下的药液短时间内未能完全扩散与吸收，按上述操作方法仍常会有药液从针眼处滴出，这样就无法确保治疗剂量的准确性。 总之，目前胰岛素注射笔的一次性针头已被国外品牌垄断，其上只有一根针管，受注射时间、部位等的限制， 患者需要选择使用适当规格的针头，针头设计的固有缺陷给患者在实际使用过程中带来许多不便，知易行难，降低了病人采用正确方法进行注射治疗的依从性，并影响疗效。 从 2005 年起，清华大学一直致力于采用微针阵列进行以胰岛素为代表的多肽、蛋白质、DNA、疫苗等生物技术药的经皮给药的研发工作，陆续研发出多种金属微针阵列芯片和基于其的注射针头与注射器具，已获得和申请了约 10 项中国、美国发明专利。其中，研发的胰岛素笔用微型阵列式注射针头采用现有医用材料制造， 可以直接安装到各种胰岛素笔上取代现有针头实施注射，其使用一根取液针从胰岛素笔芯中提取药液至微腔后，转换为纤细（ 0.2mm～0.25mm）、短小（ 0.6mm～3mm）的 2～4 根微针实施注射，就能够从注射器件的源头上解决现有问题，在各种注射部位上都可以实施无痛、快速、精准的垂直注射而无需关注捏皮、 45 度倾斜等注射手法，且成本低廉、技术成熟、适于批量生产。本产品的投放市场，必然会显著提高糖尿病患者采用胰岛素注射治疗的依从性和控制血糖的疗效，并创造出巨大的经济效益与社会效益。 图1 研发的胰岛素注射笔用微型阵列式注射针头与市场上畅销的国外产品对比

2 效益分析

2011 年全球糖尿病患者已达 3.66 亿，其中中国就有 9240 万确诊的糖尿病患者，潜在患者高达 1.5 亿人。目前国外选择胰岛素注射治疗的患者比例在 50%以上，中国患者已从 5 年前的 8%上升至约 30%。既使按照国内只有 1%约 92 万患者、每天更换一只（注射 3 次/天）微型阵列式注射针头且每个针头为 2.8 元/只（现有国外产品目前在国内市场销售价格） 进行计算，则一年产值就将高达 9.5 亿元。本产品能利用胰岛胰岛素笔在患者中的良好口碑、垄断地位和成熟市场， 可直接取代其上的现有针头，面向国内外市场， 无疑具有巨大的拓展空间。

3 合作方式

生产许可、技术转让或合作开发。

4 所属行业领域

医疗卫生。