مع تطور علم المواد ، microprocessing التكنولوجيا والطب الحديث ، microneedles ، اختراق التكنولوجيا في مجال العلاج التدخلي مينيملي ، أصبحت مهمة البحث في اتجاه الهندسة الطبية الحيوية بسبب مزاياها في اختراق الجلد القرنية ، وتحسين كفاءة تسليم المخدرات ، وتحقيق في الوقت الحقيقي رصد المؤشرات الحيوية .

في الآونة الأخيرة ، دراسة نشرت في المواد المتقدمة والتكنولوجيا في جامعة كوتش في تركيا أظهرت أن superhydrophilic جوفاء microneedle التصحيح التي تم إعدادها من قبل micronano 3D تكنولوجيا الطباعة يمكن أن كفاءة جمع السائل بين الأنسجة الجلد ( ISF ) و الكشف عن المؤشرات الحيوية في الموقع . في هذه الدراسة الرائدة ، مايكرو آرش ® s230 ( الدقة : 2 ميكرون ) 3D نظام الطباعة تلعب دورا رئيسيا في دقة التصنيع الدقيقة إبرة هيكل يوفر الدعم التقني الأساسي .

كما السائل مباشرة البيئة التي تعيش فيها الخلايا ، السوائل بين الأنسجة تمثل حوالي 75 ٪ من السوائل خارج الخلية . وتشير النتائج إلى أن قوات الأمن الدولية تحتوي على الكثير من الأمراض ذات الصلة الفهارس ، ومن المتوقع أن تكون بديلا مثاليا عن الدم التقليدية التشخيص . ومع ذلك ، فإن محتوى قوات الأمن الدولية في الجلد الأدمة منخفضة جدا ، واستخراج التكنولوجيا تواجه تحديا كبيرا . الأساليب التقليدية لجمع قوات الأمن الدولية ، مثل شفط نفطة خزعة ثقب ، لا تجلب سوى الانزعاج وتلف الجلد ، ولكن أيضا يمكن أن يؤدي إلى تشويه المؤشرات الحيوية بسبب تلف الأنسجة . microdialysis يستغرق عدة ساعات لاستكمال أخذ العينات ، نفاذية الأغشية يحد من مجموعة من analytes التي يمكن جمعها .

ولذلك ، من الضروري تطوير تقنية جديدة بسرعة استخراج ما يكفي من قوات الأمن الدولية ( ≥ 1 μ ل ) . في هذه الدراسة ، فريق البحث بنجاح إعداد متعدد القنوات جوفاء microneedles ممتازة مع الخواص الميكانيكية والتوافق البيولوجي ، وذلك باستخدام تقنية الطباعة الحجرية المجسمة الدقيقة ( ع من قبل microarch الدقة ® في s230 3D نظام الطباعة ، والباحثين تصميم وتصنيع مجموعة من الإبر المخروطية مع ارتفاعات مختلفة ، الركيزة أقطار و عدد من القنوات . كل microneedle التصحيح يحتوي على 10 × 10 صفائف من microneedles ، تغطي مساحة 16 × 16 مم . مجهر مسح بالإلكترون ( SEM ) التحليل أظهرت أن قطر إبرة تلميح حوالي 5

في وقت لاحق ، السيليكا طبقة المغلفة على سطح microneedle القناة من خلال ترسيب الأبخرة الكيميائية ، والتي يمكن أن تحسن بشكل ملحوظ هيدروفيليسيتي ، وبالتالي تعزيز قدرة الامتزاز من قوات الأمن الدولية من خلال microneedle القناة . بعد التعديل ، ساكنة المياه زاوية الاتصال من microneedle انخفض من حوالي 72 درجة إلى 9 درجة ، مما يدل على تحسن ملحوظ في هيدروفيليسيتي . . . . . . . هذا سوبر ماء طلاء يسمح microneedles لاستخراج السوائل من الاغاروز هلام ، في حين أن microneedles غير المعالجة لا يمكن استخراج أي سائل من الاغاروز هلام . ثاني أكسيد السيليكون المغلفة microneedles يمكن شغلها مع الصبغة الزرقاء في غضون ثوان بعد الإدراج في الاغاروز هلام ، مما يدل على قدرة امتصاص السائل السلبي . . . . . . . الخواص الميكانيكية اختبار تظهر أن الطباعة ثلاثية الأبعاد microneedles تظهر خصائص ميكانيكية ممتازة تحت ضغط القص و الاختراق . تحت ضغط تصل إلى 0.40 ن / إبرة ، إبرة صغيرة لا تظهر علامات الكسر ، مما يدل على قوة ميكانيكية اختراق الجلد دون الخضوع الميكانيكية .

في وقت لاحق ، cytotoxicity اختبار التحقق من توافق مع الحياة قبل وبعد طلاء السيليكا . بالمقارنة مع مجموعة المراقبة ، الخلايا في الثقافة المتوسطة التي تحتوي على microneedles أظهرت قدرا كبيرا من النشاط الخلوي بعد 24 ساعة و 72 ساعة ، مما يدل على أن microneedles 3D الطباعة لا سمية قبل وبعد الطلاء .

من خلال دمج التحليل اللونية في microneedle التصحيح ، مباشرة و التحليل الكمي من المؤشرات الحيوية في عينات السائل قد تحقق . مع اليوريا ودرجة الحموضة كما تم اختيار المؤشرات الحيوية المستهدفة ، ومتكاملة microfluid الدائرة تحتوي على اليوريا على أساس ورقة ودرجة الحموضة اللونية طريقة التحليل المستخدمة للكشف عن اليوريا ودرجة الحموضة المستويات في قوات الأمن الدولية المستخرجة . النتائج التجريبية تبين أن التصحيح يمكن الكشف عن مستوى اليوريا ودرجة الحموضة في قوات الأمن الدولية على نحو فعال . معامل الارتباط الخطي ص = 0.98 و الكشف عن الحد من 0.83 مم ، مما يدل على جدوى وفعالية هذه الطريقة في التطبيق العملي .

إن superhydrophilic microneedle بقع وضعت في هذه الدراسة يمكن أن تكون متكاملة في مختلف أجهزة المؤسسة ، وتوسيع نطاق تطبيقها في الكشف عن العديد من المؤشرات الحيوية في المؤسسة .

هذا اختراق البحث يدل على إمكانات كبيرة micronano 3D الطباعة في مجال الطب الحيوي . من أجل تحسين كفاءة الطباعة من المعدات ، s230 ترقية إلى s230a . وفي الوقت نفسه ، مع استمرار تفوق 2 ميكرون عالية الدقة الطباعة ، التلقائي نظام التسوية المتكاملة يدرك أتمتة العمليات الرئيسية مثل منصة التسوية التلقائية ، ودينامية معايرة تمتد الفيلم ، ذكي تنظيم حب ، الخ .

من خلال الاستفادة المثلى من عملية ذكية المعلمات ، s230a يدرك كفاءة الإنتاج إلى حد كبيرتحسيناختراع يمكن أن تلبي متطلبات عالية الدقة الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال الطب الحيوي ، بما في ذلك إعداد هيكل غرامة مثل microneedle ، ميكروفلويديك ، الجهاز رقاقة ، بيونيك الجهاز ، الخ .

في المستقبل ، superhydrophilic microneedle طلاء يمكن تطبيقها على نطاق واسع في مجالات البحوث السريرية ، الصيدلة ، ومستحضرات التجميل ، والرصد الصحي المستمر ، ولا سيما في إدارة الأمراض المزمنة التي تحتاج إلى رصد المؤشرات الحيوية في كثير من الأحيان . جنبا إلى جنب مع تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد الدقيقة نانو ، والباحثين والمهندسين يمكن أن تتطور أكثر دقة ومريحة معدات الرصد الصحي ، من أجل فتح إمكانية جديدة شخصية العلاج الطبي .