《AHM》：3D打印空心微針實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制傳感和藥物傳遞
時(shí)間：2024-06-19 08:56 來(lái)源：EngineeringForLife 作者：admin 閱讀：次
相關(guān)研究?jī)?nèi)容以“Remote-Controlled Sensing and Drug Delivery via 3D-Printed Hollow Microneedles”為題于2024年5月23日發(fā)表在《Advanced Healthcare Materials》。
圖1 MNAs制備
圖2 3D打印傳感、藥物遞送MNA的圖像
該系統(tǒng)采用3D打印空心微針，帶有集成的超聲波霧化器，可實(shí)現(xiàn)按需藥物和精確的生物傳感室（圖1A）。數(shù)字光處理（DLP）打印過(guò)程如圖1B所示。圖1C顯示智能手機(jī)控制支持的傳感和藥物傳遞系統(tǒng)；3D打印MNA的SEM圖像如圖1D、E所示。
生物傳感室呈正方形，形狀和尺寸如圖2A所示。用于傳感和藥物傳遞的MNA尺寸、形狀和部件如圖2A-C所示。使用測(cè)力計(jì)對(duì)MNA進(jìn)行機(jī)械測(cè)試，力-位移圖如圖2D所示。通過(guò)穿透豬皮膚來(lái)評(píng)估MNA穿透皮膚的性能。圖2E顯示用藍(lán)色染料插入MNA前后的豬皮膚。MNA穿透后豬皮膚的橫截面如圖2E（iv）所示。
圖3 生物傳感
圖3A代表用于單個(gè)生物標(biāo)志物感知的MNA，圖3B顯示同時(shí)感知各種生物標(biāo)志物的MNA。與孔直徑為400µm的MNA相比，孔直徑更大的MNA促進(jìn)更多的液體轉(zhuǎn)移（圖3C）。對(duì)于直徑為400μm的陣列，在不到4分鐘的時(shí)間內(nèi)完成傳感器顏色變化，響應(yīng)時(shí)間明顯更快（由潤(rùn)濕面積表示，圖3D）。當(dāng)MNA將提取的溶液引入傳感器時(shí)，其顏色會(huì)發(fā)生瞬時(shí)變化，這取決于pH值（圖3E），pH值更高時(shí)，傳感器的顏色變?yōu)樗{(lán)色。當(dāng)葡萄糖引入傳感器時(shí)，其氧化以及氧還原產(chǎn)生過(guò)氧化氫，反過(guò)來(lái)又引發(fā)過(guò)氧化物酶氧化成碘氧化物，導(dǎo)致顏色變化。如圖3F所示，顏色從淺黃色（沒(méi)有葡萄糖）變?yōu)榧t色（16 mM葡萄糖）。0到3.2的乳酸濃度結(jié)果如圖3G所示。在檢測(cè)過(guò)程之后，從傳感器拍攝的照片在紅色、綠色和藍(lán)色通道中進(jìn)行仔細(xì)檢查，隨著乳酸濃度的增加，紅、綠通道呈上升趨勢(shì)，而藍(lán)色通道呈下降趨勢(shì)（圖3G）。
圖4 藥物傳遞
本研究使用一個(gè)以瓊脂糖水凝膠層為膜的Franz細(xì)胞室，用于模擬皮膚屏障（圖4A）。超聲輔助MNA的藥物遞送率比局部和僅微針高得多，而微針的藥物傳遞率比局部好得多（圖4B）。使用Micro 3D打印機(jī)制作孔直徑為200µm、300µm和500µm的MNA進(jìn)行比較，增加孔徑可以增加藥物遞送率（4C），表明通過(guò)使用不同的MNA孔徑來(lái)控制藥物遞送率是可能的。MNA能有效地滲透水凝膠，超聲振動(dòng)能促進(jìn)藥物傳遞（圖4F）。
圖5 細(xì)胞毒性
本研究目的是比較藥物傳遞裝置的性能與直接添加到介質(zhì)中的條件。通過(guò)使用1、2天后拍攝的明場(chǎng)圖像監(jiān)測(cè)劃痕區(qū)域。結(jié)果如圖5-C所示，超聲輔助MNA與直接添加補(bǔ)充劑相似，表明該系統(tǒng)可以有效地傳遞藥物。進(jìn)行細(xì)胞活力測(cè)定以評(píng)估該系統(tǒng)的細(xì)胞毒性，將3D打印的MNA在培養(yǎng)基中孵育，并將這些孵育的提取物轉(zhuǎn)移到含有細(xì)胞的孔中，然后記錄不同時(shí)間點(diǎn)的細(xì)胞活力，與對(duì)照組相比，24h、48h后細(xì)胞活力下降，但均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖5D），表明所測(cè)試的材料適用于制造用于藥物遞送和傳感應(yīng)用的MNA。
總之，本研究探索了一種具有3D打印空心MNA的設(shè)備在生物標(biāo)志物傳感和按需藥物傳遞方面的潛力。生物標(biāo)志物比色監(jiān)測(cè)和按需藥物遞送的雙重功能為閉環(huán)按需給藥提供一種通用、創(chuàng)新的方法。通過(guò)對(duì)pH、葡萄糖和乳酸的比色分析，證明了MNA的傳感能力。此外，通過(guò)涉及局部應(yīng)用、微針穿透和超聲輔助微針遞送的比較研究來(lái)評(píng)估該設(shè)備的藥物傳遞性能。與其他方法相比，超聲輔助微針的方法在藥物傳遞方面明顯更有效，顯示了控制和增強(qiáng)藥物傳遞的潛力。綜上所述，具有DLP-3D打印空心MNA的可穿戴設(shè)備為按需給藥和健康監(jiān)測(cè)提供一個(gè)多方面的解決方案。
文章來(lái)源：
https://doi.org/10.1002/adhm.202400881
(責(zé)任編輯：admin)
上一篇：Black Diamond（黑鉆）如何利用3D打印技術(shù)將新型攀巖產(chǎn)品快速推向市場(chǎng)
下一篇：Fizik推出可定制化的3D打印鞍座，實(shí)現(xiàn)端到端的可靠解決方案
下一篇：Fizik推出可定制化的3D打印鞍座，實(shí)現(xiàn)端到端的可靠解決方案
649美元！Revopoint全新Me
649美元！Revopoint全新Re
蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院推出采
貴州首例！貴州醫(yī)附院骨科
浙江省人民醫(yī)院/浙江大學(xué)
ADNOC Gas使用3D打印按需最新內(nèi)容
- ·649美元！Revopoint全新MetroX 3D掃描
- ·649美元！Revopoint全新Revopoint Metr
- ·蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院推出采用3D打印模具
- ·貴州首例！貴州醫(yī)附院骨科腫瘤團(tuán)隊(duì)成功
- ·浙江省人民醫(yī)院/浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)：智能感
- ·ADNOC Gas使用3D打印按需制造關(guān)鍵替換
- ·SpaceX超大型星艦火箭再創(chuàng)紀(jì)錄，金屬3D
- ·國(guó)產(chǎn)陶瓷3D打印人工骨修復(fù)，奇遇科技實(shí)
- ·3D打印微針陣列貼片可用于小分子、蛋白
- ·普利茅斯藝術(shù)大學(xué)學(xué)生創(chuàng)作海洋浮游生物
哥倫比亞大學(xué)采用
失去1/3掌面,浙大
3D打印軟皮墊增強(qiáng)
3D打印替換患病脊
功能材料新“大門(mén)
老牌運(yùn)動(dòng)品牌Jack熱點(diǎn)內(nèi)容
- ·3D打印神作：用3D打印筆“畫(huà)”出的超美
- ·有3D打印機(jī)不用裝修了，看看3d打印的一
- ·自己動(dòng)手做一臺(tái)只需20美元的3D打印微型
- ·街機(jī)迷注意了：用樹(shù)莓派+3D打印機(jī)可制
- ·盤(pán)點(diǎn)3D打印在修復(fù)文物古跡中的經(jīng)典案例
- ·圖解：3D打印假牙生產(chǎn)流程
- ·SOLS公司發(fā)布可定制的3D打印矯形鞋墊
- ·盈創(chuàng)3D打印建筑經(jīng)典案例分享
- ·10件獨(dú)特的3D打印花盆，總有一件是你喜
- ·3D打印在室內(nèi)裝修的應(yīng)用：點(diǎn)燃你對(duì)空間
