この資料では、詳細多重ニードルベースのセンサの構築を。デバイスは、迅速かつ選択的に複数の分析物のin situ電気化学的サンプリングと分析のために開発されています。臨床医学と生物医学研究は、これらのマイクロニードルベースのセンサに使用する私たちは想像する。
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この記事について
サマリー
要約
生体関連分子の迅速分析のための低侵襲多重監視システムの開発は、慢性疾患から彼らの即時の生理学的状態の容易な評価をしている個体を提供することができます。さらに、複雑な、多因子の医学的状態の分析のための研究ツールとして役立つかもしれません。実現するなどmultianalyteセンサーのためには、ユーザーへの痛みや害がなく発生する必要があります間質液のサンプリング、低侵襲である必要があり、分析が迅速なだけでなく、選択的でなければなりません。
最初は痛みの薬物送達のために開発され、マイクロニードルが皮膚を通してワクチンや薬理学的薬剤（例えば、インスリン）を提供するために使用されている1-2これらのデバイスは格子間空間をアクセスするので、微小電極と統合されているマイクロニードルは、経皮として使用することができます電気化学センサー。グルコース、グルタミン酸、乳酸の選択的検出、Hydrogen過酸化水素、アスコルビン酸が伝達要素として、炭素繊維、変性されたカーボンペースト、白金コーティング、ポリマーマイクロニードルと統合されたニードル電極デバイスを使用して実証されている。3-7,8
このニードルセンサー技術は、複数の分析物のin situ同時検出のための小説と洗練された分析的なアプローチを可能にしました。多重化は、特に迅速かつ低侵襲な方法で特徴づけることが困難な複雑な微小環境を監視する可能性を提供しています。たとえば、この技術は、グルコース、乳酸およびpHの細胞外レベルの同時モニタリング、疾患状態7,10-14（例えば、癌の増殖）および運動誘発性アシドーシスの重要な代謝指標である9のために利用される可能性があります。15
プロトコル
1。マイクロニードル作製
- 三次元モデリングソフトウェアSolidworksで（Dassault SystemesのSA、ツィー、フランス）を使用して、ピラミッド状の中空マイクロニードルアレイを設計する（ 図1）。3 月5日
- Magicsは、RP 13ソフトウェア（マテリアライズNV、ルーベン、ベルギー）を使用してマイクロニードルアレイのための支持構造を設計します。支持構造は、樹脂製造時にデバイスからドレインすることができ、マイクロニードルが構築されている基盤を提供しています。例の支持構造は、 図1に示されています。
- リンクされているサポートとマイクロニードルアレイのファイルは、製造プロセスを制御するPerfactory RPソフトウェア（EnvisionTEC GmbHは、Gladbeck、ドイツ）にアップロードされます。このソフトウェアパッケージ内に、作製するマイクロニードルアレイの数を選択し、製造プレート上のデバイスの配置を決定します。
- Perfactory迅速なPRは180 mWで紫外線モードでキャリブレーションを実行します。ototyping製造システムとエネルギーのずれを確認して±2 mWの範囲内である。
- 製作が完了したら、15分間イソプロパノールでベースプレートからマイクロニードルアレイを削除して開発しています。圧....
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ディスカッション
このニードルベースのセンサの設計の複数の側面は、デバイス製造の前に考えられた。リアルタイムの検出のため、このセンサーを使用するために、センサの応答時間は、低でなければなりません。このプロトコルでは、各テストセンサーが15秒未満の応答時間を示した。このプロトコルで使用されているペーストは、電極の応答を妨げる可能性が電気の生体分子を含む生体内環境の中で彼らの選択のために選ばれました。コンポジションを貼り付けるだけでなく、オペレーティング電位が電気活性種の干渉の影響を最小限に抑えるために選ばれました。マイクロニードルアレイの成功の製造は、適切なマイクロニードルの設計とマイクロニードル材料の選択が含まれます。マイクロニードルは皮膚を穿刺することができた場合、これらの2つの側面が決定され、物理的な損傷から電極を保護し、電極組織の接触を排除する。それは、外部Ag / AgCl電極とPtが参照することに留意すべきであるENCEと対向電極は、測定時に使用された、ヒトまたは動物を対象とこのデバイスのin vivoで使用されているこれらの電極がデバイス内に組み込まれていることが必要になります。
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開示事項
利害の衝突が宣言されません。
謝辞
サンディア国立研究所は、ユナイテッドが契約DE-AC04-94AL85000下でエネルギー省の国家核安全保障管理局をすればのサンディア国立研究所株式会社、ロッキードマーチン社が運営するマルチプログラムの研究室です。著者らは、サンディア国立研究所 "研究所からの資金認める研究開発（LDRD）プログラムを監督。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 試薬の名前 | 会社 | カタログ番号 | |
| フラットフレキシブルケーブル | モレックス | 3302/10SF | |
| 0.003 "サイド両面テープ | メリネックス | ||
| 0.004 "両面テープ | メリネックス | ||
| 乳酸オキシダーゼ | シグマ | L0638 | |
| ブドウ糖酸化酵素 | シグマ | G7141 | |
| 炭素上のロジウム | シグマ | 206164 | |
| 黒鉛粉末 | シグマ | 385031000 | |
| ポリ（エチレンイミン） | アクロス | 178570010 | |
| 鉱油 | シグマ | M5904 | |
| グルコース | シグマ | G8270 | |
| 乳酸塩 | シグマ | L1750 | |
| ファーストブルーRR塩 | シグマ | F0500 | |
| 電子シェル300 | EnvisionTEC | ||
| 電子シェル200 | EnvisionTEC | ||
| Ag / AgCl参照電極 | バシ | MF-2052 | |
| Pt線 | バシ | ||
| PGSTAT12 AutolabPotentiostat | EcoChemie | ||
| Perfactory RP | EnvisionTEC | ||
| Ottoflash Postcuringシステム | EnvisionTEC | ||
| リン酸 | フィッシャー | A366-4 | |
| 60Wモデル6.75 CO 2ラスター/ベクトルレーザーシステム | UniverSALレーザーシステム | PLS6.75 | |
| CorelDrawに | コーレル | ||
| SolidWorksの | ダッソー·システムズ | 2009 | |
| 魔法RP13 | マテリアライズ |
参考文献
- Henry, S., McAllister, D. V., Allen, M. G., Prausnitz, M. R. Microfabricated microneedles: a novel approach to transdermal drug delivery. J. Pharm. Sci. 87, 922-925 (1998).
- Prausnitz, M. R. Microneedles for transdermal drug delivery. Adv. Drug Deliv. Rev. 56,....
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再版と許可
