利用两光子聚合物制造 hollow 微针针用于皮下液体提取
医学物理
2024-10-16 v1
摘要
皮肤间隙液 (ISF) 是一种富含生物标志物 (如葡萄糖) 的来源，可用于持续健康监测。空心微针设备是一种可通过最小疼痛穿透皮肤按需提取 ISF 的有前景的解决方案。然而，它们依赖于将生物不相容材料 (如硅) 注入个体，从而限制了应用时间。本文演示了基于硅的微流体设备上进行聚合物空心微针针的直接 3D 打印技术，以及成功的体内提取 ISF。我们的增材制造方法实现了材料的灵活组合和微针针几何形状的快速原型设计。通过有限元建模改进设计后，利用两光子聚合物打印并对其进行机械和流体测试实验表征。微针针制造精度高 (即 997 ± 2 微米)，可靠地与微流体芯片配合 (即 中心线对齐误差在直径的 5% 内)。所制作的针头显示出足够的机械强度 (即 每根针头 411 ± 3 毫牛)，可承受至少 10 次连续插入到模拟皮肤中。还在体内 72 小时测试中演示了生物相容性和 ISF 提取，显示了该方法的安全性和可靠性。这种平台有望用于 minimally侵入性地持续监测 ISF 中的生物标志物，助于医疗诊断和个性化健康治疗。
引用
@article{arxiv.2410.11631,
title = {3D printing by two-photon polymerization of hollow microneedles for interstitial fluid extraction},
author = {Tiago Elias Abi-Ramia Silva and Stephan Kohler and Nicolas Bartzsch and Felix Beuschlein and Andreas T. Guentner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.11631},
year = {2024}
}