涨势十足！连续血糖监测CGM走向第三代传感器技术，国内外品牌同台竞技

电子发烧友网（文/莫婷婷）近期，雅培与美敦力宣布在连续血糖监测产品CGM上展开合作，雅培拥有先进的CGM平台，美敦力的优势在于智能胰岛素输送设备和软件。两家医械巨头强强联手，将带动CGM市场加速发展。
 
这两家医械巨头合力布局CGM市场，是CGM行业技术门槛之高，也是CGM品牌在持续扩大技术竞争优势的表现。自2021年开始，国内CGM品牌也开始崛起，随着技术的迭代和产品的成熟，逐渐从国内市场走向国际市场。与此同时，作为CGM产业链的关键环节，蓝牙芯片、传感器厂商也将受益于该市场的发展。
 
 
国内品牌崛起，近50亿美元市场“战国”时期

血糖监测设备包括连续血糖监测设备（CGM）、传统血糖监测设备（BGM）。BGM需要通过进行多次指尖采血的方式，一次获得一个时间点的血糖浓度数据。如果想获得更多血糖信息，就需要进行多次指尖血糖监测。
 
CGM的工作原理是生物传感器基于酶的电化学原理测量组织间液的葡萄糖浓度，将体内葡萄糖浓度转化为电信号，再通过算法进行校准，将电信号转换为测定的葡萄糖浓度。数据显示，CGM能够每隔大约5分钟监测一个血糖值，在连续工作后，一天可以储存近288个血糖值。
 
按照数据获取方式的不同，CGM系统分为回顾式CGM（盲式CGM），扫描式CGM（采用NFC传输方式），实时式CGM（采用蓝牙传输方式，可以自动实时存储血糖数据）。
 
在佩戴方式上，产品上小巧的葡萄糖感应器植入皮下组织，常见的部位包括上臂后侧和腹部。传感器最长可以佩戴14天，这是因为由于传感器寿命的问题，当前的CGM传感器大多数需要14天一换。但与传统血糖监测相比，患者可以获得连续14天的血糖波动趋势图，根据血糖趋势图调整用药和饮食，实现血糖控制。
 
对比来看，连续血糖监测的方式比传统血糖监测要更加方便，并且能够带来更加智能的管理，由此也越来越受到消费者的认可。市场调研机构Grand View Research报告指出，2023年全球CGM设备市场规模约为46亿美元，预计2024—2030年的年复合增长率将达7.19%。
 
这是一个谁也不想放弃的单品市场，国际玩家有德康、雅培、美敦力。国内CGM产品获批时间较海外晚，2021年起开始显著加速，包括硅基仿生、鱼跃医疗、三诺生物、微泰医疗等在内的国内品牌迅速布局，通过控股、取得CGM注册证、丰富产品线等方式扩大市场份额。可以说全球CGM产业已经进入快速成长的阶段，同时也是品牌“混战”期。
 
根据公开的财报数据显示，2023年，雅培拿下创纪录的53亿美元销售额，Freestyle Libre系列产品是其核心产品。今年第二季度，FreeStyle Libre在全球卖出16亿美元，报告增长18.4%，有机增长20.4%。今年上半年的总计销售额为30亿美元，同比增长了21.8%。
 
在国内市场，硅基仿生就像一匹“黑马”，公司的CGM产品硅基动感于2021年获批三类医疗器械注册证，产线也在同月获批生产许可证，该产线的年产能超过100万。CGM产业的门槛之一就是量产能力，而100万的产能正是“入门坎”。今年8月，硅基仿生宣布伟创力完成了硅基动感持续血糖监测系统（CGM）的600万套生产交付。
 
作为国内血糖监测龙头企业，三诺生物完成CGM全球7个地区的注册和国内上市。2023年实现营收40.59亿元，今年一季度营收达10.14亿元，同比增长14.92%。公司多次强调，将培育以 CGM 为基础的第二曲线的增长。在2023 年其产品“三诺爱看”成为首个获批上市的三代传感技术的CGM（CGMS技术）。
 
 
打破技术难题，国产CGM迭代至第三代传感器技术

CGM技术的研发壁垒极高，因此国内品牌若想入局该市场必须做好高研发投入的准备。上述提到的“三诺爱看”是三诺生物于2009年开始投入CGMS技术研发，历经四年，终于获批上市。
 
资料显示，早期CGM产品存在监测精准度差、传感器寿命短（约为3天到5天）、硬针、需要指尖血校准等问题，从技术迭代来看，算法和传感器是保证监测精度的关键，特别是在传感器领域，是CGM产品的核心器件且壁垒较高的器件。
 
为了打破技术壁垒，国内CGM品牌都在不断做尝试。在传感器方面，经历了第一代传感技术、第二代传感技术、第三代传感技术的发展。三诺生物在投资者关系活动上表示，介绍了不同传感器技术的特点：
 
第一代传感技术是通过O2作为电子传递介质，测量反应过程中H2O2在铂电极上产生的电流，将葡萄糖浓度转化为H2O2浓度。但是该技术受限于组织间液中的高杂质和低O₂环境，对外膜的要求高，生产工艺和成本理论上要求会更高。
 
第二代传感技术是以人工氧化还原剂为电子传递介质，将锇络合物紧密有序排列形成电子传递链，并连接氧化还原酶和碳电极，从而将葡萄糖氧化过程中产生的电子通过锇络合物转递至碳电极，第二代传感器技术从原理上摆脱了杂质和O2浓度的限制，同时生产成本较低。
 
第三代传感器技术为直接电子转移技术，通过修饰葡萄糖氧化酶，使之直接具有电子传递的功能，该技术不依赖于电子传递介质，葡萄糖氧化效率高，具有低电位、不依赖氧气、干扰物少、稳定性好和准确性高等优点。
 
在2022年之前，市面上普遍采用的是第一代传感器，如今第二代传感器技术的产品也已逐渐成熟。第三代传感器技术的产品也随着品牌厂商的技术投入而上市。
 
硅基仿生采用二代传感器技术路线为研发方向，以金属氧化还原聚合物为电子介体，其产品硅基动感融合了传感电极技术与低功耗设计，提高了血糖值的监测精度、稳定性。据了解，硅基仿生已经实现了从传感器材料、医疗专用芯片的自主研发，并且在基底电极、传感器等关键技术上实现了突破。
 

图：硅基动感

 
三诺生物在2023年推出了三代传感技术的CGM产品，提高监测准确度，降低生产成本，能够实现15天的连续血糖监测，1次佩戴完成7200次血糖监测，并且能在监测到血糖不稳定的情况下实时预警。
 
底层技术的突破让国内CGM品牌的产品在性能具备竞争优势。MARD值是体现产品准确度的指标，百分比越小，越接近参考葡萄糖值。根据CGM品牌官网的资料，雅培辅理善瞬感FreeStyleLibre的MARD值为10.7%，硅基动感GS1的MARD值为8.83%，三诺爱看I3的MARD值为8.71%。
 
 
AFE技术与校准算法发展，带来监测精确度提升

值得关注的是，CGM是结合了低功耗蓝牙(BLE)和低功耗低噪声模拟前端(AFE)技术的产品，因此AFE技术同样在监测过程中发挥关键作用。当前，汇顶科技、列拓科技都推出了BLE+AFE的CGM解决方案。
 
汇顶科技的CGM解决方案包括：3V CGM 解决方案GH7800+GR5331、1.5V低电压CGM 解决方案GH7800+GR5310。汇顶科技表示，AFE可支持四电极的电化学应用，提供高达千分之一的电流检测精度。
 
列拓科技在今年3月发布的最新CGM解决方案，由列拓科技的CGM AFE、PMIC、MCU、BLE芯片组成，平均功耗小于25uA，续航可达一个月。公司此前推出的连续血糖测量AFE芯片LTCGM1272内置低噪声运放对/基准源/DAC/ADC，SAR ADC+过采样算法，有效位12bit+。
 
在算法领域，校准算法也是CGM产品的监测可靠性的关键之一。这是因为CGM系统测量出来的数据与血糖浓度还会受到餐前、餐后、运动、呼吸等生理状态的影响，还有传感器会受到外部环境影响、植入时间长短等因素的影响，导致敏感性下降，而校准算法能够在一定程度上解决这些问题。
 
据了解，CGM品牌德康医疗开发出的“Smart”CGM算法体系——软件505算法可以将Dexcom G4的MARD值从12.6%降到9.0%。
 
 
小结：

国际糖尿病联盟（IDF）预计到2045年全球成年糖尿病患者人数将上升至7.83亿，患病率也将上升至11.3%和12.2%。当前血糖监测行业仍处于快速发展阶段，但我国血糖监测渗透率及监测频率却远低于发达国家及全球平均水平。
 
从国内CGM产业来看，国内CGM品牌加速布局，雅培、三诺等品牌纷纷推出新品，并且在技术上迎来突破，将获得更多消费者青睐。
 
另一方面，从全球市场来看，国内CGM品牌走向国际，例如三诺生物已有两家海外子公司Trividia和PTS，2023年其CGM产品也获得了进入欧盟市场的准入资格。全球CGM市场迎来国际厂商和国内厂商同台竞技，雅培不再局限于医疗CGM产品，推出消费级属性产品，试图扩大市场份额。未来行业市场格局会如何变化，值得期待。