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叫板美敦力!这家中国企业用“黑科技芯片”,或将研发出史上最便宜的胰岛素泵

杨娟 2017-10-11 08:00

胰岛素泵,因其能够减少扎针、平稳控糖、降低并发症风险,被称为目前最先进的控糖装置。但也因为其昂贵的价格,一直得不到普及。一台胰岛素泵售价少则两三万,多则八九万,令不少糖友只能望而却步。

 

动脉网记者获悉,现在有一家名叫瞬知科技的公司,试图打破这种生态,立志做出最便宜的胰岛素泵。瞬知科技的创始人兼CEO徐亦博告诉记者:“我们希望能够将胰岛素泵做到一个手机的价格,可能刚开始是一个iPhone的价格,但我们的目标是做到一个千元机的价格。我相信价格下来了,胰岛素泵就能普及了,亿万糖友的生活质量也就能提高了。”

 

史上最便宜胰岛素泵背后的“黑科技”


是什么原因让他们能夸下如此海口?这主要还得益于一种黑科技——微流控芯片

 

微流控芯片,又叫片上实验室(Lab-On-Chip)。这种技术把传统生物、化学、医学实验室里的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,实现快速、微型化、低成本的液体处理和反应。

 

“更通俗地讲,微流控芯片其实就是把传统生物化学实验室里面那些瓶瓶罐罐小型化,然后将其浓缩到一张芯片上。这张芯片不仅能实现准确、快速、频繁的检测,而且它需要的液体剂量还非常少。”徐亦博解释道。

 

目前,微流控芯片主要应用在生物化学检测领域,包括POCT、基因检测和蛋白质分析等。瞬知科技将其应用在了一个非常前沿的领域——人工胰腺。人工胰腺实现的第一步便是胰岛素泵。

 

从科学到产业,创业之路挑战重重


至于为何会做基于微流控芯片的胰岛素泵,这主要还是与徐亦博的个人经历有关。据记者了解,徐亦博曾是全球五大芯片设计公司Marvell的高级资深产品经理,拥有多年的芯片验证和平台研发经验。


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 瞬知科技主创始人兼CEO徐亦博

 

2015年,徐亦博加入美国数字医疗设备生产商DynoSense,担任中国区总经理,借此进入医疗行业。DynoSense主要开发的是一款集成化的数字个人健康扫描设备,能够在60秒内捕获包括心电、血氧、血压、呼吸、气体、体温等超过33个健康指标。徐亦博从中了解到,微流控芯片其实是实现传统医疗器械微型化和个人化的核心元器件,在个人医疗器械行业也有非常大的需求。于是,他找到了正在做微流控芯片研究的大学同学程鑫教授,商量一起创业。


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 瞬知科技主创始人程鑫教授

 

瞬知科技主创始人程鑫教授,是南方科技大学材料科学与工程系系主任,中组部第七批“千人计划(青年项目)专家”,常年专注于数字生物芯片、柔性智能皮肤、医疗传感器、微纳米加工等前沿领域的研究。程鑫教授所在的南方科技大学,拥有全国最好的微纳加工平台之一。这个由深圳市市政府投资6000万历时二年才建成的芯片生产加工基地,无疑成了瞬知科技重要的资源。

 

徐亦博和程鑫二人很快便达成了共识,但是具体做什么还需仔细斟酌。“我和程教授虽然是大学同学,但是毕业后却选择了两个截然不同的发展方向。他主要是在大学里面做研究,而我主要是在产业里面做产品,二者要怎么结合其实很关键。”

 

就在他们讨论做什么产品时,徐亦博提出先从治疗糖尿病的医疗器械——胰岛素泵开始,然后再扩展到糖尿病的监测产品,最后做成人工胰腺,这样形成一个完整的糖尿病闭环管理系统。

 

徐亦博之所以会提出这样的想法,是因为他的母亲患有糖尿病。从他进入医疗行业开始,他便一直在研究与糖尿病相关的监测和治疗器械。目前在治疗糖尿病方面,国际上最先进的方法就是人工胰腺,而微流控芯片是实现人工胰腺的核心关键技术。恰好,微流控芯片是徐亦博和程鑫教授擅长的领域。

 

方向明确了,那就开始干。在徐亦博和程鑫的号召下,团队很快就组建起来了。瞬知科技的团队目前共9个人左右,包括徐亦博带领的京沪团队,主要负责系统研发和微流控芯片系统验证(上海,徐亦博直属),核心供应链管理和市场拓展(李欣负责);程鑫教授带领的深圳团队,主要负责微流控芯片的研发和工艺。

 

理想很丰满,现实却很骨感,将大学里的科研成果产业化,并没有想象中的那么容易。微流控芯片本身是一个非常新的领域,产业化方面,国内外都不够成熟。特别是国内,几乎没有人做过类似的产品,也就没有可以参考的方法。所以,对徐亦博团队而言,一切都要自己去慢慢摸索。

 

他们花了两年的时间,也走了不少弯路,才终于把产品研发出来。徐亦博非常认真地说:“一个新东西,要从科学转成产业,其实是非常具有挑战性的,而我们进入的又是一个门槛非常高的产业‘医疗’。在科学界,10次实验有1次成功,就可以发论文了。在一般产业,10次里面9次成功就有量产的机会,而我们做医疗产品,必须要10次全部成功才能进入下一步,这对我们来说其实是一个非常大的挑战。”

 

微流控芯片代替直流电机,精准度丝毫不差


作为一种医疗器械,胰岛素泵的精密度要求非常高。传统的胰岛素泵采用的是电机加机械传动的方式。它需要一个非常小且精密的电机,将电信号转换成机械信号。然后它还需要微型精密的齿轮箱和机械拉杆,来推动活塞完成注射,最低注射精度是0.05U/h(1U=0.01ml)。而人在吃饭的时候,为了控制血糖浓度,一般需要注射5-10U胰岛素。从0.05U到10U,最小值和最大值之间相差了几百倍,如此高的变速比必须要非常多精密微型齿轮协同工作才能实现。

 

据悉,设计一台传统的胰岛素泵,相当于做一款瑞士手表。目前国内所有高精度的胰岛素泵采用的都是瑞士进口的电机和机械装置。因此,胰岛素泵的价格这么贵,我们也不足为奇了。

 

瞬知科技推出的胰岛素泵HP100,用微流控芯片架构代替了传统的精密机电架构,大大降低了生产成本。更重要的是,它的治疗效果与传统的胰岛素泵一模一样。据徐亦博透露,目前瞬知科技的胰岛素泵工程样机已经能够做到0.05U/h的最小注射精度。

 

所以,对于通过CFDA认证,徐亦博也表现得信心十足。“依托南科大程鑫教授的技术,加上我们在芯片和医疗器械公司的产业化经验,我们有信心让这个产品通过最高级的医疗器械的认证标准。”

 

对标美国Insulet公司,采用可抛弃的贴敷式设计


事实上,除了价格,操作复杂也是影响胰岛素泵普及的重要因素。因为每个人需要注射的胰岛素剂量不一样,一般新生患者需要先到医院住院观察一段时间,然后医生根据患者的血糖监测情况,将胰岛素泵的输注参数设置好,患者才能回家自己使用胰岛素泵注射胰岛素。价格昂贵加上操作复杂,致使国内开设胰岛素泵治疗的医院非常少。据统计,目前国内能提供胰岛素泵治疗的医院只有3000家。所以很多患者根本体验不到胰岛素泵治疗的好处。

 

所以为了让胰岛素泵更方便使用,更好普及,瞬知科技沿用了美国Insulet的产品思路,采取可抛弃的贴敷式设计

 

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美敦力712胰岛素泵

 

传统的胰岛素泵,如美敦力的712,是一种集成化的半抛式胰岛素泵。它实际上就是一个集控制和注射于一体的给药装置。它的使用寿命可长达4年,但是每隔三到七天就需要用户自己拆卸更换针头和药仓,非常不方便。


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Insulet公司的OmniPod,左边是POD,右边是PDM

 

而美国Insulet公司的OmniPod是一种贴敷式的无线胰岛素泵,它将控制和注射分开,控制端叫PDM,注射端叫POD,其中POD使用两到三天后可直接抛弃,和美敦力的产品相比,它的贴敷式设计没有导管,注射端全抛弃设计,容易更换,用户体验更好。瞬知科技所做的HP100实际上就是类似OmniPod这种可抛弃式的胰岛素泵。这样做的好处就是它操作更简便,提高了用户体验。结合低廉的入手终端价格,这款区别于传统胰岛素泵的新产品,更容易推广。

 

至于如何做推广,如何盈利,徐亦博表示:“现有的胰岛素泵因为操作太过复杂,基本上都是通过医院去销售的。我们虽然通过‘黑科技’做出了很便宜的胰岛素泵,但是不可能一开始就能改变整个生态。医疗器械不像其他的消费类硬件产品,患者喜欢就会直接买回家。医疗器械的中间还隔着医院和医生。所以,首先我们要先去说服医院和医生这个东西是可靠的,然后才能面向C端的患者。”

 

因此商业模式上,瞬知科技还是会遵循传统胰岛素泵的销售生态,找到合适的渠道和合作伙伴,让利给渠道,然后通过渠道来做推广。

 

打造糖尿病管理物联网平台,终极目标是做人工胰腺


在未来规划方面,徐亦博表示,瞬知科技接下来将会打造一个基于微流控芯片的闭环糖尿病个人健康管理物联网技术平台。他们要做的不单单是一个医疗器械,他们还会开发医生版APP、用户版APP以及云端的控制平台和数据采集系统。这样,一方面可以方便医生对患者进行远程监控,从后端辅助患者自己做糖尿病健康管理;另一方面,既往患者的数据也为公司未来产品的升级迭代提供了重要的参考。

 

“现在的做法是患者到医院住上八到十天,医生帮他把胰岛素泵的参数调好后,患者拿回家去使用。但是回家以后,患者基本上就是凭自己的感觉去做微调。那如果我们把它联网化,医生可以从后台看到患者的使用情况,便能随时指导他注射,而患者有什么问题也可以通过手机APP向医生询问。”

 

另外,徐亦博还表示,他们的终极目标是做人工胰腺。所以瞬知科技后续还会开发连续血糖监测仪(CGM),胰岛素泵加上连续血糖监测仪,就能形成一个完整的糖尿病管理闭环系统。而人工胰腺的核心算法是根据动态血糖监测的数据,模拟人体胰腺,动态调整胰岛素的输注。通过大数据样本对深度学习算法的训练,实现人工智能化,最终人工胰腺将更加贴近人体胰腺。

 

“虽然我们现在做的胰岛素泵,它还只是一个医疗器械,但它未来一定是属于物联网和人工智能的。”徐亦博说,“但其实,无论是胰岛素泵,还是人工胰腺,我们所专注的都是将传统的医疗器械变得小型化、智能化,然后可以放在家里用。在家里用的话,大家最关心的就是价钱和尺寸,而瞬知科技做到了。”

 

600亿胰岛素泵市场,先行者的福利


糖尿病分1型糖尿病和2型糖尿病。对于1型糖尿病患者来说,由于不能分泌胰岛素,所以必须要注射胰岛素。据不完全统计,2015年中国患1型糖尿病的患者已达到了1000万人。理论上说,这一千万人是必须长期注射胰岛素来治疗的,但是由于胰岛素泵价格昂贵,他们当中每年只有4万人接受了长期胰岛素泵治疗。


这说明这个市场还有非常大的增长空间,而瞬知科技的目标就是要激活这个存量市场。如果按照一部手机6000元的价格,那么1000万人就有600亿的市场规模。

 

而事实上,除了1型糖尿病患者,严重的2型糖尿病患者对胰岛素的需求也很大。如果2型糖尿病患者的市场也被激活的话,那这个市场潜力是相当可观的。

 

据了解,目前国内还没有出现类似的贴敷式全抛弃智能胰岛素泵产品。显然,瞬知科技已成为这个行业第一个吃螃蟹的公司。对此,徐亦博表示:“虽然我们是这个行业的后来者,但是在国内我们应该算是这个领域的先行者。”


动脉网获悉,瞬知科技目前正在同多家上市公司和专业投资机构洽谈天使轮融资事宜,舞台即将搭好,未来的精彩将如何演绎,让我们拭目以待。


注:文中出现的采访数据,均由受访者提供并确认。

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