注射针的患者体验 (NEEDLE)

据估计，目前全球约有3.7亿糖尿病患者，而且这一数字还在不断增加，尤其是在中国、印度等新兴工业化国家。 大约 90% 的糖尿病患者患有 2 型糖尿病，这通常是由生活方式引起的，例如肥胖和缺乏运动。 3-5%的糖尿病患者患有1型糖尿病，病因不明。 其余 5-7% 患有妊娠期糖尿病（暂时性疾病）、MODY（“青年期发病糖尿病”）或更罕见的糖尿病。

对于 1 型糖尿病的治疗，必须将胰岛素注射到皮下组织中，胰岛素从皮下组织进入循环。 1 型糖尿病患者不会产生胰岛素，因此必须注射胰岛素以稳定血糖水平，通常是每天注射一到两次基础胰岛素，以及在每餐时进行所谓的“推注”注射。 这加起来大约每天注射 4-5 次胰岛素。 仍处于疾病“早期”的 2 型糖尿病患者对他们产生的胰岛素的敏感性降低，因此胰腺产生过多的胰岛素。 在这种情况下，除了改变生活方式之外，片剂形式的二甲双胍治疗将成为一线药物。 在疾病的后期阶段，胰岛素产量减少，应开始胰岛素治疗，可选择与 GLP-1 类似物（胰高血糖素样肽-1）联合使用。 据估计，所有 2 型糖尿病患者中只有一半被诊断出来，而被诊断出的人中有一半没有接受治疗。 在世界范围内，大约 27% 接受治疗的 2 型糖尿病患者每天接受 1-2 次胰岛素治疗或 GLP-1 类似物。

从以上数字可以估计，全球每天进行超过 1 亿次糖尿病注射。 此外，其他疾病也需要皮下给药，例如 生长激素治疗或炎症性疾病，如类风湿性关节炎或肠道疾病。 因此，用于注射的针头尽可能无痛且使用舒适非常重要。

多年来，较大的针头制造商一直在寻求减轻针头疼痛并减少皮肤创伤的方法。 直到最近，这些措施主要是使针更细更短，但现在市场上销售了具有替代研磨和针尖设计的针。 这是为了弥补新型极细针头坚固性的降低，这种针头会增加患者在注射过程中损坏针尖的风险。 然而，鲜为人知的是这些设计变化如何影响对疼痛、皮肤损伤等的感知。

尽管皮下针头的市场很大，但测试新开发的针头的方法多年来一直保持不变。 经常使用的方法之一是机械测试，其中针穿过橡胶条，并测量穿透力。 这种方法快速、可重复且变化很小，但没有公布的数据将橡胶条中测得的力与人体测得的力进行比较，以及橡胶条中的穿透力如何或是否与疼痛、不适、或其他生理参数。 Smith 比较了在橡胶条和一块切下的猪组织中测得的插入力，得出的结论是这两者的行为非常不同，橡胶条估计主要用于测试针头润滑和其他减少摩擦的参数.

第二种经常使用的方法是主观患者评估，其中测试对象使用“视觉模拟量表”(VAS) 来指示他或她在针插入时经历的疼痛程度。 VAS 指示的疼痛是一种已知且被接受的方法，但同时也是一种多种多样的测量方法，因为一个人的疼痛敏感性取决于许多因素，例如压力水平、情绪状态以及对体验的期望。

该项目的创新之处在于它引入了一种新方法来定量测量皮肤中的小组织损伤，例如针头插入。

该研究以医疗器械的机械设计和机械冲击的生物学评估的形式结合了技术和医学研究，我们认为这具有高度相关性和创新性。 这项研究的结果将用于开发新的和改进的针头，预计这些针头将提高患者的满意度，并使每天注射胰岛素和/或 GLP-1 的数百万糖尿病患者的日常生活更轻松、更方便注射。

该方法基于激光散斑技术，并根据与针插入相关的增加的皮肤血液灌注来测量组织损伤。 在这个项目之前，该项目组对猪进行了多项测试，该方法已被证明足够灵敏，可以检测由于插入针头引起的组织损伤差异导致的血液灌注差异，差异小于直径为 0.1 毫米，Williams 等人使用光电 pletysmografi (PPG) 来研究人体注射胰岛素和稀释胰岛素后皮肤血液灌注的变化，并使用针头插入来研究单独针头创伤的影响。 所有干预措施均观察到血流量迅速增加。 胰岛素注射在注射后 60 多分钟内导致信号增强，而稀释液体和针头插入导致信号增强约 10 分钟。 通过使用激光多普勒技术，Rayman 等人研究了糖尿病患者和非糖尿病患者穿刺后皮肤循环的变化情况。 该研究表明，糖尿病患者在针插入后的最大灌注低于健康受试者。 上述两项临床研究表明，该项目组在猪研究中获得的方法可以转移到人体研究中。

因此，该研究将包括 35 名测试对象，他们将使用 18 根不同设计的针头接受针头插入。 将记录所有针穿过皮肤的穿透力、痛觉和皮肤血液灌注，并且将记录任何皮肤反应。 在研究结束时，可以回答以下问题：

1. 哪些针头设计参数会影响疼痛和皮肤血液灌注，这两种影响是否相关？
2. 人体针头插入后的皮肤血液灌注是否与猪的测量值相比较？
3. 穿透力是否与疼痛和皮肤血液灌注有关，哪些针头设计参数会影响皮肤中的力，它与橡胶条中的穿透力有何关系？