포도당 수준에 대한 무통 종이 패치 테스트는 미세 바늘을 사용합니다

요즘 패치가 대세인 것 같습니다. 몇 가지만 예를 들면 피임 패치, 니코틴 패치 및 경피 약용 패치가 있습니다. 이제 도쿄 대학 산업 과학 연구소의 연구원 팀은 당뇨병 전증과 같은 상태를 진단하기 위해 종이 센서에 연결된 바늘 패치를 개발했습니다. 운 좋게도 이 패치는 피하 주사 바늘 한 개로 인한 고통과 불편함을 배가시키지 않습니다. 사실, 이 미세바늘은 통증이 없고 생분해됩니다.

연구자들은 일상적인 DIY 의료 모니터링을 위해 길이가 1mm 미만인 작은 바늘인 미세 바늘을 사용하는 실용적인 방법을 개발하려고 노력해 왔습니다. 미세바늘은 너무 짧아서 피부 안에 머물며 어떤 뉴런과도 접촉하지 않아 통증을 유발하지 않습니다. 혈액을 추출하는 대신 혈액 검사에서 찾는 중요한 바이오마커의 대부분을 포함하는 체액을 피부에 끌어들입니다. 미세바늘에는 여러 가지 유형이 있지만 지금까지는 유체를 빠르게 분석하는 실용적인 장치를 만드는 것이 어려운 것으로 판명되었습니다. 김범준 교수는 “다공성 미세바늘과 종이 기반 센서를 결합하는 방법을 개발해 이 문제를 극복했다”고 말했다. "결과적으로 저렴하고 일회용이며 추가 도구가 필요하지 않습니다."

패치를 만들기 위해 연구원들은 먼저 열을 가하면서 마이크로 몰드의 원뿔 모양의 구멍에 생분해성 고분자와 소금의 용융 혼합물을 부어 마이크로 바늘을 만들었습니다. 그런 다음 그들은 금형과 바늘을 거꾸로 뒤집어 종이 위에 올려 놓았고 이번에는 위에서 높은 압력을 가했습니다. 높은 압력은 혼합물을 종이의 구멍으로 밀어 넣어 부착물을 고정하고 바늘을 통해 끌어온 유체가 종이로 쉽게 통과할 수 있도록 합니다. 몰드에서 제거한 후 바늘은 모든 소금을 빨아들이는 용액에서 냉각되어 수천 개의 구멍이나 구멍이 남게 되며, 이 구멍은 유체가 종이로 가는 도중에 통과하는 것입니다. 소금 농도는 최적화해야 하는 핵심 요소였으므로 미세바늘이 얼마나 다공성이어야 하는지 결정하기 위해 여러 농도의 소금을 테스트했습니다. 패치를 완성하기 위해 그들은 바늘 어레이의 종이 바닥에 종이 포도당 센서를 부착하기 위해 양면 테이프를 사용했습니다.

연구팀은 포도당이 용해된 아가로스 젤에 패치를 테스트했습니다. 젤에서 나온 유체는 젤에서 다공성 미세바늘로 흐르고 거기에서 종이와 센서 층으로 흐릅니다. 포도당 농도는 종이의 색상 변화로 정확하게 기록되었습니다.

패치는 일회용이며 생분해되며 사용하는 데 의학적 전문 지식이나 훈련이 필요하지 않습니다. 또한 생체 적합성이 있어 패치를 제거했을 때 피부에 남아 있어도 문제가 없습니다.

연구원들에 따르면 당뇨병 전단계 검사는 이 기술의 한 가지 응용 분야일 뿐입니다. 종이 기반 센서는 모니터링하려는 바이오마커에 따라 다를 수 있습니다. 이 성공 후 다음 단계는 참가자와 함께 장치의 실용성을 테스트하고 다른 물질을 모니터링하기 위한 구성을 개발하고 차례로 다른 조건의 존재를 결정하는 것입니다.