혁신적인 무통 마이크로니들 종이 패치로 신속 혈당 모니터링

요즘 패치가 대세입니다. 피임 패치, 니코틴 패치, 경피 약물 패치 등 몇 가지만 예로 들어도 그렇습니다. 이제 도쿄대 산업과학연구소 연구팀이 전당뇨병 같은 상태를 진단하기 위해 종이 센서에 연결된 바늘 패치를 개발했습니다. 다행히 이 패치는 단일 피하 주사 바늘의 통증과 불편함을 배가시키지 않습니다. 사실 이 마이크로니들은 무통이고 생분해성입니다.

연구자들은 마이크로니들(길이 1mm 미만의 미세 바늘)을 일상적인 DIY 의료 모니터링에 실용적으로 사용하는 방법을 개발하려 노력해 왔습니다. 마이크로니들은 너무 짧아서 피부 내에 머물며 뉴런과 접촉하지 않으므로 통증을 유발하지 않습니다. 혈액을 추출하는 대신, 혈액 검사가 찾는 대부분의 중요한 바이오마커를 포함하는 피부 간질액을 빨아들입니다. 여러 유형의 마이크로니들이 존재하지만, 지금까지 채취된 액체를 신속하게 분석하는 실용적인 장치를 만드는 것은 난제였습니다. "우리는 다공성 마이크로니들과 종이 기반 센서를 결합하는 방법을 개발하여 이 문제를 해결했습니다."라고 Beomjoon Kim 교수는 말했습니다. "결과는 저비용, 일회용이며 추가 기기가 필요하지 않습니다."

패치를 만들기 위해 연구자들은 먼저 생분해성 폴리머와 소금의 녹인 혼합물을 열을 가하며 원뿔 모양의 마이크로 몰드 캐비티에 부어 마이크로니들을 만들었습니다. 그런 다음 몰드와 바늘을 뒤집어 종이 위에 올려놓고 위에서 높은 압력을 가했습니다. 높은 압력으로 혼합물이 종이의 기공 속으로 강제로 들어가 부착을 고정하고 바늘을 통해 끌어올려진 액체가 종이로 쉽게 통과할 수 있게 했습니다. 몰드에서 제거한 후 바늘을 모든 소금을 빨아들이는 용액에서 식혔고, 수천 개의 구멍, 즉 기공이 남게 되었습니다. 이것이 액체가 종이로 가는 길에 흐르는 통로입니다. 소금 농도는 최적화해야 할 핵심 요소였으므로, 마이크로니들이 얼마나 다공성이어야 하는지 결정하기 위해 여러 소금 농도를 테스트했습니다. 패치를 완성하기 위해 양면 테이프로 종이 포도당 센서를 바늘 어레이의 종이 베이스에 부착했습니다.

팀은 포도당이 녹아 있는 한천 겔에서 패치를 테스트했습니다. 겔의 액체가 다공성 마이크로니들로, 거기서 종이와 센서 층으로 흐릅니다. 포도당 농도는 종이의 색 변화로 정확하게 기록되었습니다.

패치는 일회용, 생분해성이며, 사용에 의료 전문 지식이나 훈련이 필요하지 않습니다. 또한 생체적합성이 있어 패치 제거 시 일부가 피부에 남아도 문제가 없습니다.

연구자들에 따르면 전당뇨병 검사는 이 기술의 수많은 애플리케이션 중 하나일 뿐입니다. 종이 기반 센서는 모니터링하려는 바이오마커에 따라 달라질 수 있습니다. 이 성공 후 다음 단계는 인간 참가자로 장치의 실용성을 테스트하고, 다른 물질 모니터링을 위한 구성을 개발하여 다른 상태의 존재를 확인하는 것입니다.