Avec le développement de la fusion de la science des matériaux, de la technologie de micro - traitement et de la médecine moderne, la micro - aiguille, en tant que technologie révolutionnaire dans le domaine de la chirurgie Interventionnelle mini - invasive, est devenue une direction de recherche importante à la pointe du génie biomédical grâce à sa capacité à pénétrer la cuticule de la peau, à améliorer considérablement l'efficacité de la livraison de médicaments et à réaliser une surveillance en temps réel des biomarqueurs.

Récemment, une étude de l'Université de Kochi, en Turquie, publiée dans Advanced Materials technologies, a montré un patch de micro - aiguilles creuses ultra - hydrophiles préparé à l'aide de la technologie d'impression micro et Nano - 3D, capable de collecter efficacement le liquide intertissulaire cutané (ISF) et de permettre la détection in situ de biomarqueurs. Dans cette étude révolutionnaire, le microarch de précision de Morgon ® Le système d'impression 3D s230 (précision: 2 μm) joue un rôle clé en fournissant un support technique de base pour la fabrication de précision de structures à micro - aiguilles.

Le liquide intertissulaire agit comme un environnement liquide direct dans lequel les cellules vivent, représentant environ 75% du liquide extracellulaire, et sa composition en biomarqueurs est très similaire à celle du sang. Des études ont montré que l'ISF est riche en indicateurs liés à la maladie et promet d'être une source d'échantillon idéale pour remplacer le diagnostic sanguin traditionnel. Cependant, l'ISF est extrêmement faible dans la couche dermique de la peau et les techniques d'extraction sont confrontées à des défis importants. Les méthodes traditionnelles de prélèvement ISF, telles que la méthode de succion et la ponction de biopsie, peuvent non seulement causer de l'inconfort et des lésions cutanées au patient, mais peuvent également entraîner une distorsion des concentrations de biomarqueurs en raison de lésions tissulaires. La technique de microdialyse prend plusieurs heures pour effectuer l'échantillonnage et la perméabilité de la membrane limite la gamme d'Analytes pouvant être recueillis.

Le développement de nouvelles technologies capables d’extraire rapidement des quantités suffisantes d’isf (≥ 1 μl) est donc devenu une priorité absolue. Dans cette étude, l'équipe de recherche a réussi à préparer des micro - aiguilles creuses multicanaux avec d'excellentes propriétés mécaniques et une compatibilité biologique en utilisant la technologie de microstéréolithographie par projection faciale de précision (pμsl). Par morofang Precision microarch ® Système d'impression 3D s230, les chercheurs ont conçu et fabriqué des réseaux coniques de micro - aiguilles de différentes hauteurs, diamètres de base et nombre de microcanaux. Chaque patch de microaiguilles contient un réseau de microaiguilles 10 x 10 couvrant une surface de 16 x 16 mm². L'analyse par microscopie électronique à balayage (MEB) montre que les pointes de microaiguilles préparées ont un diamètre d'environ 5 µm, comparable au rayon des pointes de microaiguilles préparées à partir de techniques de lithographie.

Par la suite, cette étude a permis d'améliorer significativement l'hydrophilie et donc la capacité d'adsorption de l'ISF à travers les microcanaux, par dépôt chimique en phase vapeur d'une couche de silice à la surface des microcanaux. Après modification, l'angle de contact statique avec l'eau de la micro - aiguille est passé d'environ 72° à 9°, ce qui indique une amélioration significative de l'hydrophilie. Ce revêtement ultra - hydrophile permet aux micro - aiguilles d'extraire le liquide du gel d'agarose, alors que les micro - aiguilles non traitées ne peuvent extraire aucun liquide du gel d'agarose. Les micro - aiguilles recouvertes de silice peuvent être remplies de teinture bleue en quelques secondes après l'insertion du gel d'agarose, révélant une capacité d'absorption passive des liquides. Des tests de propriétés mécaniques ont montré que les micro - aiguilles imprimées en 3D présentaient d'excellentes propriétés mécaniques à la compression, au cisaillement et à la pénétration. Sous des charges de compression allant jusqu'à 0,40 N / aiguille, la micro - aiguille n'a montré aucun signe de rupture, confirmant sa résistance mécanique à pénétrer dans la peau sans subir d'élasticité mécanique.

Par la suite, des expériences de Cytotoxicité ont vérifié la biocompatibilité des patchs de microaiguilles imprimés en 3D avant et après le revêtement de silice. Les cellules immergées dans un milieu contenant des micro - aiguilles ont montré une viabilité cellulaire comparable après 24 et 72 heures par rapport au témoin, ce qui indique que les micro - aiguilles imprimées en 3D ne sont pas toxiques avant et après le revêtement.

Les chercheurs ont réalisé une analyse quantitative directe des biomarqueurs dans le liquide échantillonné en intégrant une analyse colorimétrique dans un patch à micro - aiguilles. Et sélectionnez l'urée et le pH comme biomarqueurs cibles, la Chambre microfluidique intégrée contient une analyse colorimétrique de l'urée et du pH sur papier pour détecter les niveaux d'urée et de pH dans l'ISF extrait. Les résultats expérimentaux ont montré que le patch était capable de détecter efficacement les niveaux d'urée et de pH dans l'ISF, avec une plage de détection couvrant les concentrations physiologiquement pertinentes. Le coefficient de corrélation linéaire r² = 0,98 pour la détection de l'urée, avec une limite de détection de 0,83 mm, indique la faisabilité et l'efficacité de la méthode dans des applications pratiques.

Le patch de micro - aiguille ultra - hydrophile développé par cette recherche peut être intégré dans une variété de dispositifs ISF, étendant son application pour la détection de nombreux biomarqueurs dans les ISF, et la capacité d'extraction passive des ISF constitue une avancée majeure dans la conception et la production de dispositifs de surveillance continue de la santé.

Cette recherche révolutionnaire illustre l'énorme potentiel d'application de l'impression micro et Nano 3D dans le domaine biomédical. Pour améliorer l'efficacité d'impression de l'équipement, la s230 a été mise à niveau vers la s230a et, tout en continuant à bénéficier d'une précision d'impression ultra - élevée de 2 μm, son système de réglage automatique de niveau intégré permet d'automatiser des processus clés tels que le nivellement automatique de la plate - forme, l'étalonnage dynamique du film de bandage et le réglage intelligent du couteau à rouleaux.

La s230a permet d'obtenir une efficacité de production considérable grâce à l'optimisation intelligente des paramètres de processus, tout en garantissant la qualité de surface et la précision dimensionnelleaméliorer, répondre aux besoins d'impression 3D ultra - haute précision dans le domaine biomédical, y compris la préparation de structures de précision telles que les micro - aiguilles, microfluidiques, puces d'organes, dispositifs bioniques et autres.

À l'avenir, ce placage de micro - aiguille ultra - hydrophile promet d'être largement utilisé dans des domaines tels que la recherche clinique, les progrès pharmaceutiques, les cosmétiques et la surveillance continue de la santé, en particulier dans la gestion des maladies chroniques nécessitant une surveillance fréquente des biomarqueurs. En combinaison avec la technologie d'impression 3D Micro - nano sophistiquée de mofon, les chercheurs et les ingénieurs ont pu développer des dispositifs de surveillance de la santé plus précis et plus confortables, ouvrant de nouvelles possibilités de médecine personnalisée.