微振动辅助的双层螺旋微针可快速提取皮肤间歇性液体,用于最小侵入性检测葡萄糖
Khaled Mohammed Saifullah1,2, Asim Mushtaq2, Pouria Azarikhah1,2
1School of Engineering, University of Southern Queensland, Springfield, QLD, 4300, Australia.
Microsystems & nanoengineering
|January 8, 2025
概括
这项研究介绍了新型螺旋微针 (MNs) 用于快速抽取间歇性液体 (ISF). 结合振动,这些水凝MN可以更快地提取更多ISF用于生物标志物传感.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 医疗器械 医疗器械
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 最少侵入性的微针 (MNs) 正在探索用于间歇性液体 (ISF) 提取.
- 目前用于ISF提取的MN方法耗时,对于小样本体积需要10-15分钟.
研究的目的:
- 为快速的ISF提取开发新的螺旋形膨胀型MN阵列.
- 为了研究将这些MN与振动应用器相结合的有效性,以提高ISF吸收.
- 评估这些MN在检测生物标志物,特别是葡萄糖方面的潜力.
主要方法:
- 制造两种类型的螺旋MN阵列:凝甲基烯基 (GelMA) /聚乙醇 (PVA) 和PVA/聚乙烯酸 (PVP) /氨酸 (HA).
- 在人工ISF中评估MN膨胀率.
- 开发一种基于Arduino的应用器,具有振动频率 (50-100 Hz) 以改善皮肤透.
- 量化ISF提取量和时间.
- 从提取的ISF中恢复葡萄糖的验证,使用D-葡萄糖测试套件.
主要成果:
- 在10分钟内,MN阵列显示了快速胀的比率:GelMA/PVA (560±79.6%) 和PVA/PVP/HA (370±34.1%).
- 振动应用器显著提高了ISF的吸收.
- 在5分钟内提取6.41±1.01毫克ISF的GelMA/PVA MNs;在同一时间内提取5.38±0.77毫克ISF的PVA/PVP/HA MNs.
- 成功地从提取的ISF中恢复和检测葡萄糖.
结论:
- 新型螺旋水凝MNs可以快速提取ISF.
- 振动辅助的MN应用提高了ISF吸收效率.
- 这些MN显示出快速,最少侵入性的生物标志物传感的潜力,包括葡萄糖.
