Metoda wytwarzania cienkich elektrod międzypalcowych (szczelina i szerokość: 20 μm) na końcu igły podskórnej (średnica: 720 μm) jest demonstrowana przy użyciu powłoki natryskowej i elastycznej folii fotomaski w procesie fotolitografii.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Wytwarzanie cienkich elektrod na końcówce igły podskórnej przy użyciu powłoki Photoresist Spray Coating i elastycznej fotomaski do zastosowań biomedycznych
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Wprowadziliśmy metodę wytwarzania spektroskopii impedancji elektrycznej (EIS)-na-igle (EoN: EIS-on-a-needle) do lokalizowania tkanek docelowych w ciele poprzez pomiar i analizę różnic w impedancji elektrycznej między różnymi biotkankami. W artykule opisano metodę wytwarzania cienkich elektrod międzypalcowych (IDE) na końcu igły podskórnej przy użyciu powłoki fotorezystu w sprayu i elastycznej fotomaski filmowej w procesie fotolitografii. Jako warstwę izolacyjną i pasywacyjną stosuje się rurkę termokurczliwą (HST) z politereftalanu etylenu (PET) o grubości ścianki 25 μm. PET HST wykazuje wyższą trwałość mechaniczną w porównaniu z polimerami poli(p-ksylilenu), które są szeroko stosowane jako dielektryczny materiał powłokowy. Ponadto HST wykazuje dobrą odporność chemiczną na większość kwasów i zasad, co jest korzystne dla ograniczenia chemicznych uszkodzeń EoN. Stosowanie EoN jest szczególnie preferowane do charakteryzowania chemikaliów/biomateriałów lub wytwarzania przy użyciu kwaśnych/zasadowych substancji chemicznych. Wytwarzana szczelina i szerokość IDE wynosi zaledwie 20 μm, a całkowita szerokość i długość IDE wynoszą odpowiednio 400 μm i 860 μm. Margines wytwarzania od końcówki (odległość między końcówką igły podskórnej a punktem początkowym IDE) igły podskórnej wynosi zaledwie 680 μm, co wskazuje, że podczas pomiaru impedancji elektrycznej można uniknąć niepotrzebnie nadmiernej inwazji na biotkanki. EoN ma duży potencjał do zastosowań klinicznych, takich jak biopsje tarczycy i dostarczanie leków znieczulających w przestrzeni rdzeniowej. Co więcej, nawet w chirurgii, która obejmuje częściową resekcję guzów, EoN można zastosować w celu zachowania jak największej ilości normalnej tkanki poprzez wykrycie marginesu chirurgicznego (normalna tkanka, która jest usuwana wraz z chirurgicznym wycięciem guza) między tkankami prawidłowymi a zmienionymi.
Wprowadzenie
Igły podskórne są powszechnie stosowane w szpitalach do biopsji i dostarczania leków, ponieważ są tanie i łatwe w użyciu. Mają również doskonałe właściwości mechaniczne pomimo cienkiej średnicy i ostro zakończonej struktury nadającej się do inwazji. Podczas biopsji docelowe tkanki są pobierane w zagłębieniu igły podskórnej pod kontrolą ultrasonografii1. Chociaż ultrasonografia jest wolna od promieniowania, bezpieczna dla płodów i kobiet w ciąży oraz zapewnia obrazowanie w czasie rzeczywistym, trudno jest zobaczyć narządy znajdujące się głęboko w ciele, szczególnie w przypadku otyłych pacjentów, ponieważ fale ultradźwiękowe nie mogą przenikać pr....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
1. Izolacja elektryczna igły podskórnej
UWAGA: Przezroczysta rurka termokurczliwa (HST) jest używana do izolacji elektrycznej igły podskórnej o średnicy 720 μm i długości 32 mm. HST wykonany jest z politereftalanu etylenu (PET), który wykazuje dobrą odporność chemiczną na większość kwasów i zasad, doskonałą trwałość mechaniczną i biokompatybilność. Początkowa średnica wewnętrzna i grubość ścianki HST wynoszą odpowiednio 840 μm i 25 μm. Średnica HST ma tendencję do zmniejszania się o ponad 50% w temperaturze 100 °C, z jeszcze większą redukcją w wyższych temperaturach do 190 °C. Należy pamiętać, że PET HST jest materiałem termoutwardzalnym, któ....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Elektrody międzypalcowe (IDE), pokazane na Rysunku 2, zapewniają większą skuteczną powierzchnię czujnika na ograniczonej powierzchni w porównaniu z elektrodami o innych kształtach. Całkowita długość elektrod IDE została zaprojektowana na 860 µm, aby wykrywać i analizować zmiany impedancji w odstępach mniejszych niż 1 mm w tkankach biologicznych, co zapewni wysoką dokładność lokalizacji podczas biopsji i dostarczania leków. Całkowita szerokość elektrod IDE wyn.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Wykazaliśmy, że fotolitografia z wykorzystaniem powlekania natryskowego i filmowej fotomaski jest wykonalną metodą wytwarzania drobnych IDE na zakrzywionej powierzchni igły podskórnej o małej średnicy mniejszej niż 1 mm. Zarówno szerokość, jak i odstęp IDE wynoszą zaledwie 20 μm, a margines produkcyjny od końcówki wynosi zaledwie 680 μm. W ramach protokołu proces wyrównywania, w tym usuwanie błędu klina, jest krytycznym krokiem. Wydajność produkcji wyniosła ponad 90%, gdy EoN był wytwarzany indywidualnie w rygorystycznym.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
Ta praca była wspierana przez projekt "Biomedical Integrated Technology Research" poprzez grant przyznany przez GIST w 2017 roku.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Rurka termokurczliwa | VENTION MEDICAL, Inc. | 103-0655 | |
| Igła podskórna (22G) | HWAJIN MEDICAL co. | ltd-http://www.hwajinmedical.com | |
| Opalarka | Weller | WHA600 | http://www.weller-tools.com/en/Home.html |
| Myjka ultradźwiękowa | HWASHIN INSTRUMENT CO, LTD. | POWERSONIC 620-http://www.hwashin.net | |
| Płyta grzejna | AS ONE Corporation | 006560 | |
| Rozpylanie | A-Tech System. Ltd. | ATS/SPT/0208F | http://www.atechsystem.co.kr |
| Prowadnica szklana | Paul Marienfeld GmbH & Co. KG | 1000412 | |
| Powlekarka natryskowa | LITHOTEK | LSC-200 | |
| Photoresist | AZ materiały elektroniczne | GXR 601 | http://www.merck-performance-materials.com/en/index.html |
| Deweloper (rozwiązanie) | AZ materiały elektroniczne | MIF 300 | http://www.merck-performance-materials.com/en/index.html |
| Aligner | MIDAS SYSTEM CO., Ltd. | MDA-400M | http://www.midas-system.com |
| Mikroskop | NIKON Corporation | L200 | http://www.nikonmetrology.com |
| Au wytrawiacz na mokro | TRANSENE COMPANY, Inc. | Au wytrawiacz typu TFA | http://transene.com |
| Cr wytrawiacz na mokro | KMG Electronic. Chemikalia, Inc. | CR-7 | http://kmgchemicals.com |
| Au target | Cienkie warstwy i drobne materiały-http://www.thifine.co.kr | ||
| cel Cr | Cienkie folie i drobne materiały-http://www.thifine.co.kr | ||
| Gaz argon (99,999%) | Gaz SINIL | Co.Ltd-http://www.sigas.kr | |
| Roztwór acetonu | OCI Company Ltd | - | http://www.ocicorp.co.kr/company/index.asp |
| Analizator impedancji | Gamry Instruments Inc | Reference 600 | https://www.gamry.com |
| Kontroler wysokości | Mitutoyo Corporation | 192-613 | |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanami | Life Technologies Corporation | 10010023 |
Bibliografia
- Knappe, M., Louw, M., Gregor, R. T. Ultrasonography-guided fine-needle aspiration for the assessment of cervical metastases. Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 126 (9), 1091-1096 (2000).
- Paladini, D. Son....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
