Name: Fabricación de electrodos finos en la punta de la aguja hipodérmica con capa de aerosol de la fotoresistencia y Photomask Flexible para aplicaciones biomédicas (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 15 s
Description: Aprende a fabricar electrodos interdigitados en agujas hipodérmicas mediante fotolitografía con máscara flexible y recubrimiento por aerosol. Este método permite sensores de alta precisión para aplicaciones biomédicas como anestesia espinal y biopsias.

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Este trabajo fue apoyado por el proyecto "Investigación biomédica de tecnología integrada" a través de una beca proporcionada por GIST en el 2017.

1. electroaislantes de aguja hipodérmica
Nota: Un tubo del encogimiento del calor transparente (HST) se emplea para el aislamiento eléctrico de una aguja hipodérmica que es 720 μm de diámetro y 32 mm de longitud. El HST está hecho de polietileno tereftalato (PET), que muestra buena resistencia química a la mayoría de ácidos y bases, excelente durabilidad mecánica y biocompatibilidad. El diámetro interior inicial y espesor de pared de la HST son 840 μm y 25 μm, respectivamente. El diámetro de la HST tiende a reducirse en más del 50% a una temperatura de 100 ° C, con aún mayor reducción a altas temperaturas hasta 190 ° C. Tenga en cuenta que el HST de PET es un material termoestable que tiene la propiedad de convertirse en permanente dura y rígida cuando está curado. El tamaño de la aguja hipodérmica y tubo del encogimiento puede ajustarse dependiendo del propósito de la investigación y aplicaciones. El proceso de fabricación general se resume gráficamente en la figura 1.
<ol><li>Corte el HST para una longitud de 3 cm. Ajuste la longitud del tubo dependiendo de la profundidad de penetración de la aguja hipodérmica.</li>
	<li>Inserte la aguja hipodérmica en el corte HST.</li>
	<li>Encoja el tubo usando una pistola de calor a una temperatura de 150 ° C, que se establece para prevenir la contracción adicional no deseada cuando la deshidratación se lleva a cabo a 105 ° C en el proceso de limpieza (en el paso 1.6).</li>
	<li>Separar la aguja hipodérmica de su centro.</li>
	<li>Limpie la aguja hipodérmica aislada por el HST en desionizada (DI) baño de agua (20 ° C) con agitación ultrasónica en 30 y 350 W de potencia.</li>
	<li>Deshidratar la aguja hipodérmica aislada por el HST en la placa caliente a 105 ° C durante 10 minutos.</li>
</ol>2. Au deposición mediante pulverización
Nota: En este estudio, el proceso de la farfulla que se utiliza para depositar una capa de Au para electrodos, aunque un proceso de evaporación e la viga puede ser un método alternativo. Se ha confirmado que el aumento de la temperatura inducido en el proceso de la farfulla raramente causa contracción adicional de la HST. Sin embargo, un proceso que continúa durante más de varios minutos puede calentar el HST por encima de la temperatura de contracción inicial. Esto puede causar una contracción adicional de la HST, resultando en un incremento en el margen de la fabricación de la punta.
<ol><li>Organizar las agujas hipodérmicas limpias aisladas por el TGV de lado a lado en un portaobjetos de vidrio con cinta de doble cara para la deposición de Cr/Au.</li>
	<li>
Utilizando equipos de pulverización catódica, el depósito Cr/Au en las agujas hipodérmicas limpias aisladas por el HST. Nota: en este caso, los espesores de Cr y Au fueron 10 nm y 100 nm, respectivamente (Cr fue utilizado para la capa de adherencia entre el TGV y la capa de Au).<ol>
<li>Organizar agujas tantos como sea posible para reducir el tiempo de producción y costo de producción. Utilizar las condiciones farfulla abajo a depósito 10 nm Cr y 100 nm Au.</li>
		<li>Cr de la farfulla, establecer Cr blanco de diámetro: 4 pulgadas, potencia: 300 W, presión de argón: 5 mTorr, obturador y tiempo abierto: 20 s (10 nm).</li>
		<li>Para Au farfulla, usar diámetro de objetivo de Au: 4 pulgadas, CC potencia: 300 W, presión de argón: 10 mTorr, obturador y tiempo abierto: 80 s (100 nm).</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. capa de aerosol
Nota: Una baja viscosidad (14 cp) photoresist se utiliza en el proceso de la capa de spray para aumentar la eficiencia del aerosol. La fotoresistencia se puede cubrir fácilmente en el Au-escupió la aguja sólo cuando se calienta la aguja.
<ol><li>Fijar una de las agujas hipodérmicas Au-escupió sobre un portaobjetos de vidrio con cinta de doble cara.</li>
	<li>Lugar el vidrio de la diapositiva en un mandril de la máquina de pintar del aerosol que se calienta a 100 ° C. Espere 2-3 min hasta que la aguja se calienta suficientemente.</li>
	<li>Rocíe la fotoresistencia en la aguja Au-escupió mientras calentar la aguja a 100 ° C. Realizar el proceso de la capa de aerosol utilizando las siguientes condiciones. Diámetro de boquilla conjunto: 400 μm, boquilla velocidad móvil: 70 mm/seg, presión de pulverización: 500 kPa y la distancia entre chuck y boquilla: 13,5 cm.</li>
	<li>Finalizada la capa de aerosol, deja el portaobjetos de cristal en el mandril a 100 ° C durante 3 minutos para llevar a cabo un proceso de horneado suave.</li>
	<li>Revise el resultado con un microscopio a 100 aumentos para determinar si la fotoresistencia es uniformemente revestida en la aguja Au-escupió.</li>
</ol>4. EXPOSICION y desarrollo de
Nota: en general, antes de la exposición UV, un photomask película flexible se une a una placa plana transparente para quitar el espacio entre el photomask y la muestra a ser expuesta a la luz UV. Sin embargo, en este estudio, el photomask se usa sin la placa plana transparente realizar directa metal patrones sobre la superficie curva de la aguja hipodérmica. La poder de fotomáscara creyeren doblada a lo largo de la curva de la aguja hipodérmica para conseguir los mejores patrones de resolución factible con el alineador contacto. La flexión permite el photomask flexible mantener el área de contacto entre el photomask y la superficie curva de la aguja hipodérmica tan grande como sea posible. Tomando mojado grabado proceso (no un proceso de despegue) para metal patrones en consideración, el uso de un photoresist positivo es más ventajoso que el uso de un photoresist negativo. Esto es porque toda la zona excepto el patrón de electrodo es transparente, proporcionando así un amplio campo de visión para alinear fácilmente el patrón del electrodo con el centro de la aguja.
<ol><li>
Para minimizar el error de cuña, levante lentamente una placa de retención de muestra libremente movible hasta que haga contacto completamente la placa de retención de fotomáscara fija. A continuación, fijar la placa de retención de muestra con una bomba neumática.
	<ol>
<li>Llevar a cabo este proceso posiblemente evitar patrones indeseables, que pueden ser formados por la dispersión de la luz UV en el entrehierro y causados por el contacto incompleto entre la muestra y la fotomáscara. Nota: Además, la minimización del error de cuña garantiza que no se mueva la aguja hipodérmica revestido de fotoresistencia cuando entra en contacto con un photomask de película en el siguiente paso de alineación, a pesar de que la superficie de contacto de la aguja hipodérmica tiene una forma redonda.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Coloque la aguja hipodérmica fotoresistencia recubiertos en la placa de retención de muestra del alineador.</li>
	<li>
Alinear la imagen proyectada de la aguja hipodérmica fotoresistencia revestido con el patrón de alineación de la fotomáscara película. Nota: en este caso, el patrón de alineación de la fotomáscara película fue diseñado como dos líneas paralelas a una distancia de 800 μm, teniendo en cuenta el espesor de la HST y fotoresistencia revestido.<ol>
<li>Alinear dos líneas de límite de la imagen proyectada con dos líneas de alineación paralela de la fotomáscara (Figura 1e); así, la aguja hipodérmica revestido de fotoprotector pueden colocarse en el centro de dos líneas de alineación paralela, con un error de alineación de 10 μm o menos.</li>
		<li>Supervisar el proceso de alineación en tiempo real a través del monitor conectado a la cámara del dispositivo de carga acoplada (CCD) y el microscopio.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Llevar la aguja hipodérmica fotoresistencia revestido en contacto con el photomask flexible fijo levantando poco a poco la aguja hacia el photomask.</li>
	<li>Llevar a cabo la exposición Ultravioleta por 30 s (intensidad de UV: 15 mJ/cm2) y siga por el proceso de desarrollo durante 3 minutos.</li>
	<li>Enjuague el desarrollador de la muestra con agua desionizada.</li>
	<li>Revise el resultado a través de un microscopio que se establece en 200 aumentos para determinar si la fotoresistencia es modelado claramente en la aguja hipodérmica Au-escupió. Si el photoresist expuesto no se quita perfectamente después del proceso de desarrollo, repita el proceso de desarrollo en intervalos s 30.</li>
</ol>5. Cr/Au mojado grabado
PRECAUCIÓN: Evitar piel, ojo con los etchants mojados Cr y Au.
<ol><li>Utilizar una pinza para separar la muestra (aguja hipodérmica fotoresistencia-patrón) fijada en el portaobjetos de cristal.</li>
	<li>Sumergir la muestra en el Au grabador mojado durante 1 minuto.</li>
	<li>Enjuague el grabador del Au de la muestra con agua desionizada.</li>
	<li>Revise el resultado a través de un microscopio a 200 aumentos. Si el oro retira todavía restos, repetir el mojado grabado proceso de intervalos de 10 s. Tiempo excesivamente largo mojado de la aguafuerte hace electrodos interdigitados (IDE) más delgados.</li>
	<li>Sumergir la muestra en el grabador Cr 30 s.</li>
	<li>Enjuague el grabador Cr fuera de la muestra con agua desionizada.</li>
</ol>6. retiro del Photoresist Residual y estabilización
<ol><li>Sumerja la muestra (aguja hipodérmica con motivos de metal) en una solución de acetona durante 1 minuto.</li>
	<li>Enjuague la muestra con agua desionizada y deshidratar en una placa caliente a 105 ° C durante 10 minutos.</li>
	<li>Para la estabilización eléctrica de las líneas de conexión, cortar el tubo del encogimiento para que sea 2-3 mm más largo que el electrodo (20 m m, la profundidad máxima para penetrar), como se muestra en la figura 2, ya que la longitud de la HST se reducirá después de que el HST se contrae.</li>
	<li>Después de colocar el HST lo más lejos posible del extremo del IDE, elevar la temperatura de la HST usando una pistola de aire caliente a 150 ° C para apaciguar de fuertemente la aguja.</li>
</ol>

<ol><li>Knappe, M., Louw, M., Gregor, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasonography-guided+fine-needle+aspiration+for+the+assessment+of+cervical+metastases%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Otolaryngol+Head+Neck+Surg%22%5BJournal%5D)">Ultrasonography-guided fine-needle aspiration for the assessment of cervical metastases.</a> Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 126 (9), 1091-1096 (2000).</li>
<li>Paladini, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sonography+in+obese+and+overweight+pregnant+women%3A+clinical%2C+medicolegal+and+technical+issues%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+Obstet+Gynecol%22%5BJournal%5D)">Sonography in obese and overweight pregnant women: clinical, medicolegal and technical issues.</a> Ultrasound Obstet Gynecol. 33 (6), 720-729 (2009).</li>
<li>Okuda, Y., Mishio, M., Kitajima, T., Asai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cremasteric+reflex+test+as+an+objective+indicator+of+spinal+anaesthesia%5BTitle%5D)+AND+%22Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Cremasteric reflex test as an objective indicator of spinal anaesthesia.</a> Anaesthesia. 55 (6), 587-589 (2000).</li>
<li>Pryle, B., Carter, J., Cadoux-Hudson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delayed+paraplegia+following+spinal+anaesthesia%5BTitle%5D)+AND+%22Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Delayed paraplegia following spinal anaesthesia.</a> Anaesthesia. 51 (3), 263-265 (1996).</li>
<li>SJÖSTRÖM, S., Bläss, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Severe+pain+in+both+legs+after+spinal+anaesthesia+with+hyperbaric+5%25+lignocaine+solution%5BTitle%5D)+AND+%22Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Severe pain in both legs after spinal anaesthesia with hyperbaric 5% lignocaine solution.</a> Anaesthesia. 49 (8), 700-702 (1994).</li>
<li>Yun, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400516310991">Electrochemical impedance spectroscopy with interdigitated electrodes at the end of hypodermic needle for depth profiling of biotissues.</a> Sens Actuator B-Chem. 237, 984-991 (2016).</li>
<li>Ye, W. W., Shi, J. Y., Chan, C. Y., Zhang, Y., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400513011684">A nanoporous membrane based impedance sensing platform for DNA sensing with gold nanoparticle amplification.</a> Sens Actuator B-Chem. 193, 877-882 (2014).</li>
<li>Wang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+electrochemical+biosensor+based+on+dynamic+polymerase-extending+hybridization+for+E.+coli+O157%3A+H7+DNA+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Talanta%22%5BJournal%5D)">A novel electrochemical biosensor based on dynamic polymerase-extending hybridization for E. coli O157: H7 DNA detection.</a> Talanta. 78 (3), 647-652 (2009).</li>
<li>Tran, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+electrochemical+ELISA-like+immunosensor+for+miRNAs+detection+based+on+screen-printed+gold+electrodes+modified+with+reduced+graphene+oxide+and+carbon+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">An electrochemical ELISA-like immunosensor for miRNAs detection based on screen-printed gold electrodes modified with reduced graphene oxide and carbon nanotubes.</a> Biosens Bioelectron. 62, 25-30 (2014).</li>
<li>Nguyen, B. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane-based+electrochemical+nanobiosensor+for+the+detection+of+virus%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Membrane-based electrochemical nanobiosensor for the detection of virus.</a> Anal Chem. 81 (17), 7226-7234 (2009).</li>
<li>Tian, F., Lyu, J., Shi, J., Tan, F., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400515306420">A polymeric microfluidic device integrated with nanoporous alumina membranes for simultaneous detection of multiple foodborne pathogens.</a> Sens Actuator B-Chem. 225, 312-318 (2016).</li>
<li>Chan, K. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasensitive+detection+of+E.+coli+O157%3A+H7+with+biofunctional+magnetic+bead+concentration+via+nanoporous+membrane+based+electrochemical+immunosensor%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Ultrasensitive detection of E. coli O157: H7 with biofunctional magnetic bead concentration via nanoporous membrane based electrochemical immunosensor.</a> Biosens Bioelectron. 41, 532-537 (2013).</li>
<li>Giaever, I., Keese, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+morphological+biosensor+for+mammalian+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A morphological biosensor for mammalian cells.</a> Nature. 366 (6455), 591(1993).</li>
<li>Lu, Y. -Y., Huang, J. -J., Huang, Y. -J., Cheng, K. -S. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0957-0233/24/3/035701">Cell growth characterization using multi-electrode bioimpedance spectroscopy.</a> Meas Sci Technol. 24 (3), 035701(2013).</li>
<li>Müller, J., Thirion, C., Pfaffl, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electric+cell-substrate+impedance+sensing+%28ECIS%29+based+real-time+measurement+of+titer+dependent+cytotoxicity+induced+by+adenoviral+vectors+in+an+IPI-2I+cell+culture+model%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Electric cell-substrate impedance sensing (ECIS) based real-time measurement of titer dependent cytotoxicity induced by adenoviral vectors in an IPI-2I cell culture model.</a> Biosens Bioelectron. 26 (5), 2000-2005 (2011).</li>
<li>Nordberg, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+Cell-Substrate+Impedance+Spectroscopy+Can+Monitor+Age-Grouped+Human+Adipose+Stem+Cell+Variability+During+Osteogenic+Differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+Transl+Med%22%5BJournal%5D)">Electrical Cell-Substrate Impedance Spectroscopy Can Monitor Age-Grouped Human Adipose Stem Cell Variability During Osteogenic Differentiation.</a> Stem Cells Transl Med. , (2016).</li>
<li>Messina, W., Fitzgerald, M., Moore, E. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/elan.201600025/full">SEM and ECIS Investigation of Cells Cultured on Nanopillar Modified Interdigitated Impedance Electrodes for Analysis of Cell Growth and Cytotoxicity of Potential Anticancer Drugs.</a> Electroanalysis. 28 (9), 2188-2195 (2016).</li>
<li>Abdolahad, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-cell+resolution+diagnosis+of+cancer+cells+by+carbon+nanotube+electrical+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Single-cell resolution diagnosis of cancer cells by carbon nanotube electrical spectroscopy.</a> Nanoscale. 5 (8), 3421-3427 (2013).</li>
<li>Lee, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+endoscope+with+integrated+transparent+bioelectronics+and+theranostic+nanoparticles+for+colon+cancer+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">An endoscope with integrated transparent bioelectronics and theranostic nanoparticles for colon cancer treatment.</a> Nat Commun. 6, 10059(2014).</li>
<li>Haemmerich, D., Schutt, D. J., Wright, A. S., Webster, J. G., Mahvi, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+conductivity+measurement+of+excised+human+metastatic+liver+tumours+before+and+after+thermal+ablation%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Meas%22%5BJournal%5D)">Electrical conductivity measurement of excised human metastatic liver tumours before and after thermal ablation.</a> Physiol Meas. 30 (5), 459(2009).</li>
<li>Prakash, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex+vivo+electrical+impedance+measurements+on+excised+hepatic+tissue+from+human+patients+with+metastatic+colorectal+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Meas%22%5BJournal%5D)">Ex vivo electrical impedance measurements on excised hepatic tissue from human patients with metastatic colorectal cancer.</a> Physiol Meas. 36 (2), 315(2015).</li>
<li>Yun, J., Kim, H. W., Kim, H. -I., Lee, J. -H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400517308122">Electrical impedance spectroscopy on a needle for safer Veress needle insertion during laparoscopic surgery.</a> Sens Actuator B-Chem. 250, 453-460 (2017).</li>
<li>Yun, J., Kim, H. W., Lee, J. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improvement+of+Depth+Profiling+into+Biotissues+Using+Micro+Electrical+Impedance+Spectroscopy+on+a+Needle+with+Selective+Passivation%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Improvement of Depth Profiling into Biotissues Using Micro Electrical Impedance Spectroscopy on a Needle with Selective Passivation.</a> Sensors. 16 (12), 2207(2016).</li>
<li>Yun, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro+electrical+impedance+spectroscopy+on+a+needle+for+ex+vivo+discrimination+between+human+normal+and+cancer+renal+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Biomicrofluidics%22%5BJournal%5D)">Micro electrical impedance spectroscopy on a needle for ex vivo discrimination between human normal and cancer renal tissues.</a> Biomicrofluidics. 10 (3), 034109(2016).</li>
<li>Kim, H. W., Yun, J., Lee, J. Z., Shin, D. G., Lee, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+Electrical+Impedance+Spectroscopy-on-a-Needle+as+a+Novel+Tool+to+Determine+Optimal+Surgical+Margin+in+Partial+Nephrectomy%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Healthc%22%5BJournal%5D)">Evaluation of Electrical Impedance Spectroscopy-on-a-Needle as a Novel Tool to Determine Optimal Surgical Margin in Partial Nephrectomy.</a> Adv Healthc. , (2017).</li>
<li>Wu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conformal+Pad-Printing+Electrically+Conductive+Composites+onto+Thermoplastic+Hemispheres%3A+Toward+Sustainable+Fabrication+of+3-Cents+Volumetric+Electrically+Small+Antennas%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Conformal Pad-Printing Electrically Conductive Composites onto Thermoplastic Hemispheres: Toward Sustainable Fabrication of 3-Cents Volumetric Electrically Small Antennas.</a> PLoS One. 10 (8), e0136939(2015).</li>
<li>Ahn, C., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0960-1317/23/6/065031">Direct fabrication of thin film gold resistance temperature detection sensors on a curved surface using a flexible dry film photoresist and their calibration up to 450° C.</a> C. J Micromech Microeng. 23 (6), 065031(2013).</li>
<li>Goluch, E. D., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1808872">Microfluidic method for in-situ deposition and precision patterning of thin-film metals on curved surfaces.</a> Appl Phys Lett. 85 (16), 3629-3631 (2004).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/-/content/articlelanding/2014/tc/c3tc32048k/">A degradable polycyclic cross-linker for UV-curing nanoimprint lithography.</a> J Mater Chem C. 2 (10), 1836-1843 (2014).</li>
<li>Wu, J. -T., Lai, H. -C., Yang, S. -Y., Huang, T. -C., Wu, S. -H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167931710000055">Dip coating cooperated with stepped rotating lithography to fabricate rigid microstructures onto a metal roller.</a> Microelectron Eng. 87 (11), 2091-2096 (2010).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Hemos demostrado eso Fotolitografía usando capa de aerosol y un photomask película es un método factible para fabricar IDEs fina en la superficie curvada de una aguja hipodérmica de menos de 1 mm de diámetro pequeño. La anchura y el espacio de los idus son tan bajas como 20 μm, y el margen de la fabricación de la punta es tan pequeño como 680 μm. Dentro del Protocolo, el proceso de alineación, incluyendo la eliminación del error de cuña, es un paso crítico. El rendimiento de la producción superó el 90% cuando el EoN fue ...

Agujas hipodérmicas se utilizan ampliamente en los hospitales para las biopsias y el suministro de medicamentos porque son baratas y fácil de usar. También tienen excelentes propiedades mecánicas a pesar de su diámetro fino y una estructura afilada conveniente para la invasión. Durante una biopsia, los tejidos diana son muestreados en el hueco de la aguja hipodérmica con sonografía dirección1. Aunque la ultrasonografía está libre de radiación, segura para las mujeres embarazadas y fetos y proporciona imágenes en tiempo real, es difícil ver los órganos que son profundas dentro del cuerpo, especialmente en el caso de pacientes obesos, porque las ondas ultrasónicas no pueden penetrar el aire o tejido graso2. Además, un cirujano no puede adquirir información de la profundidad de la ecografía bidimensional que convencionalmente se utiliza en la mayoría de los hospitales, lo que resulta en la necesidad de biopsias múltiples si los médicos carecen de habilidad o experiencia. En la administración de fármacos para la anestesia espinal, los médicos determinan que la aguja alcanza el espacio espinal si el líquido cefalorraquídeo (LCR) fluye hacia atrás en la jeringa mientras cuidadosamente insertar la aguja en la espalda del paciente. Después de confirmar el reflujo de la CFS, la droga de la anestesia se inyecta en el espacio espinal3. Sin embargo, los médicos el riesgo de penetrar o cortando las fibras del nervio en el espacio espinal, causando dolor a los pacientes e incluso paraplejía4,5. Por lo tanto, este procedimiento también requiere a un médico hábil. Una solución para superar y mitigar las dificultades mencionadas es agregar una función de navegación a la aguja hipodérmica para que puede proporcionar información objetiva sobre la posición de la aguja. Esto ayudaría a un médico rápidamente realizar una biopsia, el suministro de medicamentos y hasta una cirugía sin depender de su juicio empírico solamente.
Para localizar eléctricamente los tejidos de destino en el cuerpo, una aguja hipodérmica incorporando una espectroscopia de impedancia eléctrica sensor (EIS) se ha introducido como EIS en aguja (EoN)6. El sensor de la EIS es utilizado actualmente en el campo de la ingeniería biomédica para aplicaciones tales como DNA detección7,8,9, bacterias, virus, detección de10,11,12 y análisis sobre las células/tejidos13,14,15,16,17,18,19,20 , 21 , 22. la EoN puede discriminar entre materiales disímiles en un dominio de la frecuencia según la conductividad eléctrica y permitividad. La capacidad de discriminación de la EoN fue verificada por varios niveles de concentración de tampón fosfato salino (PBS)23, grasa/músculo porcino tejidos6,23y tejidos incluso humana normal, cáncer renal24 ,25. Esta capacidad de la EoN se espera que aumente considerablemente la precisión de la biopsia ubicando los tejidos de destino basados en las diferencias en la impedancia eléctrica entre los tejidos diana de la lesión y los tejidos normales vecinos. De manera similar, investigar las diferencias en la impedancia eléctrica entre la inyección de drogas espacio (espacio espinal o epidural) y los tejidos circundantes pueden ayudar a los médicos a entregar un medicamento de anestesia en la ubicación de destino exacto. Además, la EoN puede ser utilizado para estimular eléctricamente el músculo cerebral, así como para determinar un margen quirúrgico óptimo durante cirugías que implican la resección parcial de un tumor, como la nefrectomía parcial, para preservar como tejido normal tanto como posible.
Uno de los mayores desafíos en la realización de la EoN es la fabricación de electrodos en la superficie curvada de una aguja hipodérmica con un pequeño radio de curvatura. Directa modelar metal mediante un proceso de fotolitografía convencional ha sido considerado como inadecuado para la fabricación de electrodos de tamaño micro sobre un sustrato de curvado con un diámetro de varios milímetros o menos. Hasta ahora, varios métodos, incluyendo conformal impresión26, flexible seco film photoresist27, el método de microfluidos28, litografía de nanoimpresión29y rotación de sustrato litografía30, han sido introducido para fabricar patrones de metal/polímero sobre una superficie curva. Sin embargo, todavía hay limitaciones debido a los requisitos de EoN, tales como el sustrato requerido con un diámetro de menos de 1 mm, longitud total del electrodo de 20 mm o más, ancho y separación de electrodos que van en decenas de micrómetros y producción de alto volumen.
En el presente estudio, se propone modelar metal directo empleando photoresist capa de aerosol y un photomask película flexible realizar tamaño micro electrodos en la superficie curvada de una aguja hipodérmica. El diámetro de la aguja es tan pequeño como 720 μm (calibre 22), que es ampliamente utilizado para las biopsias y el suministro de medicamentos en los hospitales. También se evalúa el rendimiento de producción del método de fabricación propuesto para determinar la factibilidad de la producción a granel a un precio asequible.

<table><tbody><tr><td>Tubo termorretráctil</td><td>VENTION MEDICAL, Inc.</td><td>103-0655</td><td></td></tr><tr><td>Aguja hipodérmica (22G)</td><td>HWAJIN MEDICAL co. ltd-http://www.hwajinmedical.com</td> Pistola <td>de</td><td></td></tr> <tr><td>calor</td><td>Weller</td><td>WHA600</td><td>http://www.weller-tools.com/en/Home.html</td></tr><tr><td>Limpiador ultrasónico</td><td>HWASHIN INSTRUMENT CO, LTD.</td><td>POWERSONIC 620-http://www.hwashin.net</td><td></td></tr> <tr><td>Placa calefactora</td><td>AS ONE Corporation</td><td>006560</td><td></td></tr><tr><td>Sputtering</td><td>A-Tech System. Ltd.</td><td>ATS/SPT/0208F</td><td></td></tr><tr><td>http://www.atechsystem.co.kr Portaobjetos de vidrio</td><td>Paul Marienfeld GmbH & Co. KG</td><td></td> 1000412 <td></td></tr><tr><td>Barnizador por pulverización</td><td>LITHOTEK</td><td>LSC-200</td><td></td></tr><tr><td>Fotorresistente</td><td>AZ materiales electrónicos</td><td>GXR 601</td><td>http://www.merck-performance-materials.com/en/index.html</td></tr><tr><td>Revelador (solución)</td><td>Materiales electrónicos AZ</td><td>MIF 300</td><td></td></tr><tr><td>http://www.merck-performance-materials.com/en/index.html Alineador</td><td>MIDAS SYSTEM CO., Ltd.</td><td>MDA-400M</td><td></td></tr><tr><td>Microscopio</td> http://www.midas-system.com <td>NIKON Corporation</td><td>L200</td><td></td></tr><tr><td>http://www.nikonmetrology.com Au grabador húmedo</td><td>TRANSENE COMPANY, Inc.</td><td>Grabador tipo TFA</td><td>http://transene.com</td></tr><tr><td>Cr grabador húmedo</td><td>KMG Electronic. Productos químicos, Inc.</td><td>CR-7</td><td>http://kmgchemicals.com</td></tr><tr><td>Objetivo de Au</td><td>Películas delgadas y materiales finos-http://www.thifine.co.kr</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>objetivo de Cr</td><td>Películas delgadas y materiales finos-http://www.thifine.co.kr</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>gas argón (99.999%)</td><td>Gas SINIL</td> <td>Co.Ltd-http://www.sigas.kr</td><td></td></tr> <tr><td>solución de acetona</td><td>OCI Company Ltd</td><td>-</td><td>http://www.ocicorp.co.kr/company/index.asp</td></tr><tr><td>Analizador de impedancia</td><td>Gamry Instruments Inc</td><td>Referencia 600</td><td>Controlador</td></tr><tr>de<td>altura</td><td>https://www.gamry.com Mitutoyo Corporation</td><td>192-613</td><td></td></tr><tr><td>Solución salina tamponada con fosfato</td><td>Life Technologies Corporation</td><td>10010023</td><td></td></tr></tbody></table>

fabricación de electrodos finos en la punta de la aguja hipodérmica con capa de aerosol de la fotoresistencia y photomask flexible para aplicaciones biomédicas

Fabrication of Fine Electrodes on the Tip of Hypodermic Needle Using Photoresist Spray Coating and Flexible Photomask for Biomedical Applications

Hemos introducido un método de fabricación para espectroscopia de impedancia eléctrica (EIS) - en - un-aguja (EoN: EIS en la aguja) para localizar tejidos diana en el cuerpo, midiendo y analizando las diferencias en la impedancia eléctrica entre diferentes biotissues. Este documento describe el método de fabricación de finos electrodos interdigitados (IDEs) en la punta de una aguja hipodérmica con una capa de aerosol de photoresist y flexible película photomask en el proceso de fotolitografía. Un polietileno tereftalato (PET) calor tubo del encogimiento (HST) con un espesor de pared de 25 μm se emplea como capa de aislamiento y estabilización. El TGV de PET muestra un mayor durabilidad mecánica en comparación con polímeros poly(p-xylylene), que han sido ampliamente utilizados como material de recubrimiento dieléctrico. Además, el HST muestra buena resistencia química a la mayoría de ácidos y bases, que es ventajoso para limitar el daño químico a lo EoN. El uso de la EoN es especialmente preferido para la caracterización de productos químicos/biomateriales o fabricación utilizando productos químicos ácidos/básicos. La brecha fabricado y el ancho de los idus son tan pequeñas como 20 μm, y la anchura y la longitud de los idus total 400 μm y 860, respectivamente. El margen de la fabricación de la punta (distancia entre la punta de la aguja hipodérmica y punto de inicio de los idus) de la aguja hipodérmica es tan pequeño como 680 μm, lo que indica que innecesariamente excesiva invasión en biotissues se puede evitar durante la medida de impedancia eléctrica. El EoN tiene un alto potencial para uso clínico, tales como biopsias de tiroides y la administración de fármacos de anestesia en un espacio intervertebral. Además, incluso en una cirugía que consiste en la resección parcial de tumores, la EoN puede ser empleado para conservar tejido normal tanto como sea posible mediante la detección del margen quirúrgico (tejido normal que se elimina con la extirpación de un tumor) entre la normal y tejidos de la lesión.

Los electrodos interdigitados (IDEs), como se muestra en la figura 2, resultan en un área de detección eficaz más grande sobre una superficie limitada en comparación con otras formas de electrodos. La longitud total de las IDEs está diseñada para ser 860 μm para detectar y analizar los cambios de impedancia inferior a intervalos de 1 mm en el biotissues, que proporcionan una alta precisión localizar en los procedimientos de entrega de la biopsia y de la droga...

El método de fabricación de finos electrodos interdigitados (espacio y ancho: 20 μm) en la punta de una aguja hipodérmica (diámetro: 720 μm) se demuestra mediante una capa de aerosol y la fotomáscara película flexible en el proceso de fotolitografía.

Fabricación de electrodos finos en la punta de la aguja hipodérmica con capa de aerosol de la fotoresistencia y Photomask Flexible para aplicaciones biomédicas

We have introduced a fabrication method for electrical impedance spectroscopy (EIS)-on-a-needle (EoN: EIS-on-a-needle) to locate target tissues in the ...

El objetivo general de este protocolo es fabricar electrodos finos interdigitados en la punta de una aguja hipodérmica con un diámetro inferior a un milímetro para aplicaciones biomédicas. Este método puede lograr el patrón de metal dialectal en la punta redondeada de la aguja hipodérmica mediante el uso de un recubrimiento por pulverización de fotorresistencia y un proceso de fotolitografía con una película flexible para una máscara. El sensor de microdiodo fabricado puede ser ampliamente utilizado para aplicaciones biomédicas, como la administración de medicamentos, biopsias e incluso la cirugía con alta precisión mediante la cauterización del electrofotómetro dirigido.Para comenzar este procedimiento, corte un tubo termorretráctil de tres centímetros de longitud, ajustando la longitud si es necesario en función de la profundidad de penetración de la aguja hipodérmica. Inserte la aguja hipodérmica en el tubo termorretráctil cortado. Con una pistola de calor, ajústelo a 150 grados centígrados y encoja el tubo.Después de esto, separe la aguja hipodérmica de su cubo. Limpie la aguja en un baño de agua desionizada con agitación ultrasónica. Luego, use una placa caliente configurada a 105 grados para deshidratar la aguja aislada durante 10 minutos.A continuación, aplique cinta adhesiva de doble cara a un portaobjetos de vidrio limpio. Coloque la aguja aislada limpia una al lado de la otra en el lado expuesto de la cinta adhesiva de doble cara. Usando un equipo de pulverización catódica, deposite el cromo y el oro en las agujas como se describe en el protocolo de texto.Primero, use cinta adhesiva de doble cara para fijar una de las agujas doradas pulverizadas en un portaobjetos de vidrio. Caliente el mandril del recubridor por pulverización a 100 grados centígrados. Coloque la corredera en el mandril calentado.Deje que la aguja se caliente durante dos o tres minutos. A continuación, rocíe la fotorresistencia sobre la aguja pulverizada en oro mientras se calienta utilizando la condición que se muestra aquí. Después de esto, deje que el vaso se deslice en el mandril para calentar a 100 grados centígrados durante tres minutos para hornear suavemente.Usando un microscopio configurado con un aumento de 100x, inspeccione la aguja para determinar si la fotorresistencia está recubierta uniformemente. En primer lugar, levante lentamente una placa de sujeción de muestras que se pueda mover libremente hasta que entre en contacto con la placa de sujeción fija de la fotomascarilla. Con una bomba neumática, fije la placa de retención de muestras.A continuación, coloque la aguja recubierta de fotorresistencia en la placa de retención de muestras. Alinee dos de las líneas de límite de la imagen proyectada con dos líneas de alineación paralelas de la fotomáscara utilizando el monitor de pantalla CCD para monitorear el proceso en tiempo real. Levante lentamente la aguja para que la aguja entre en contacto con la fotomáscara flexible fija.Exponga la aguja a la luz ultravioleta durante 30 segundos a una intensidad de 15 milijulios por centímetro cuadrado. A continuación, lleve a cabo el proceso de revelado durante tres minutos. Después de esto, use agua desionizada para enjuagar el revelador de la muestra.Usando un microscopio ajustado a 200 aumentos, determine si la fotorresistencia tiene un patrón claro. Si la fotorresistencia expuesta no se ha eliminado perfectamente, repita el proceso de revelado a intervalos de 30 segundos. Con un par de pinzas, separe la muestra del portaobjetos de vidrio.Sumérgelo en un grabado dorado húmedo durante un minuto. Luego, use agua desionizada para enjuagar el grabador. Usando un microscopio configurado con un aumento de 200x, inspeccione el resultado.Si aún queda algo de oro para eliminar, repita el proceso de grabado a intervalos de 10 segundos. A continuación, sumerja la aguja en el grabador de cromo durante 30 segundos. Use agua desionizada para enjuagar el grabador cuando esté listo.Sumerge la aguja grabada en una solución de acetona durante un minuto. Después de esto, enjuague con agua desionizada. Transfiera la muestra a una placa caliente calentada a 105 grados centígrados para deshidratarla durante 10 minutos.Luego, corte el tubo retráctil para que sea de dos a tres milímetros más largo que el electrodo. Con una pistola de calor, eleve la temperatura del tubo termorretráctil a 150 grados para pasivar firmemente la aguja. En este estudio, los electrodos interdigitados se fabrican en las puntas de las agujas hipodérmicas utilizando un recubrimiento de pulverización fotorresistente y una fotomáscara flexible.Los electrodos se fabrican con éxito con un diámetro de 820 micrómetros, mientras que el margen de fabricación desde la punta de la aguja es tan pequeño como 680 micrómetros. El ancho y el espacio de la fotomascarilla, que son de 25 micrómetros y 15 micrómetros respectivamente, están diseñados para resolver el desequilibrio de la dosis de UV que surge del contacto imperfecto entre la parte exterior de la fotomáscara y la superficie curva de la aguja. Estos cambios permiten que tanto el ancho como el espacio de los electrodos se fabriquen con éxito a 20 micrómetros optimizando el tiempo de exposición a los rayos UV.La capacidad de discriminación de la espectroscopia de impedancia eléctrica en una aguja se evalúa utilizando varias concentraciones de PBS. Debido a que el PBS se diluye en serie con agua desionizada, la conductividad eléctrica disminuye a medida que disminuye la concentración de PBS. Por lo tanto, la magnitud de la impedancia aumenta a medida que disminuye el nivel de concentración de PBS.Sobre la base de esta capacidad de discriminación, el perfil de profundidad se realiza a una frecuencia de un megahercio utilizando tejido porcino de cuatro capas. De acuerdo con la profundidad de penetración del EoN, la magnitud de la impedancia y el tejido graso se discrimina claramente de la del tejido muscular. Después de ver este video, debe comprender cómo fabricar microelectrodos en una bandeja de superficie redondeada para leer un diámetro de menos de un milímetro.En la actualidad, estamos mejorando la aplicabilidad clínica de los sensores de agujas para la anestesia raquídea, la biopsia de tiroides e incluso cirugías como la cirugía laparoscópica y la apronectomía pasional.

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Fabricación de electrodos finos en la punta de la aguja hipodérmica con capa de aerosol de la fotoresistencia y Photomask Flexible para aplicaciones biomédicas

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