Diabetes adalah penyakit kronik biasa dengan risiko yang ketara. Teknologi pemantauan glukosa berterusan (CGM) yang diluluskan dengan elektrod yang diluluskan adalah terdedah kepada kesan sampingan seperti kesakitan dan jangkitan kerana elektrod panjangnya. Peranti microneedle, dengan jarum dari hanya beberapa ratus mikrometer hingga beberapa milimeter panjang, boleh menembusi stratum corneum tanpa menyentuh saluran darah atau saraf, yang menawarkan kelebihan yang tidak menyakitkan dan minimal invasif. Mereka juga boleh menggunakan tatasusunan untuk mengesan pelbagai analisis, memberikan maklumat yang lebih langsung dan tepat mengenai biokimia cecair interstisial daripada teknologi invasif bukan -.
Kajian klinikal telah menunjukkan bahawa pemantauan penanda biokimia berganda adalah penting untuk menilai diabetes. Gangguan dalam homeostasis glukosa boleh menjejaskan kepekatan elektrolit dan asid - baki asas. Penanda metabolik seperti asid urik dan kolesterol juga dikaitkan rapat dengan diabetes dan komplikasinya. Sebagai contoh, paras asid urik yang tinggi boleh meningkatkan risiko nefropati diabetes atau diabetes jenis 2. Non - Teknologi pemantauan invasif tertakluk kepada gangguan dari faktor persekitaran dan perjuangan untuk mencerminkan kepekatan sebenar analisis dalam cecair subkutaneus atau darah. Sensor invasif yang minimum menghadapi cabaran seperti pemprosesan yang sukar, pemantauan kesukaran dalam persekitaran yang kompleks, isyarat pemantauan jangka panjang -, dan risiko yang berkaitan dengan kaedah penentukuran tradisional.
Untuk tujuan ini, pasukan penyelidikan membangunkan diri - yang menentukur pelbagai elektrod microneedle (sc - mmnea), yang boleh memantau sembilan analisis biologi, termasuk glukosa dan kolesterol, dalam masa nyata dan in situ. Diilhamkan oleh jarum - seperti barbs dan pelbagai citarasa lidah kucing, sistem ini terdiri daripada sensor pelbagai - analisis microneedle, modul penentukuran diri -, dan modul litar elektronik. Setiap microneedle disasarkan kepada analisis tertentu, dan bilangan dan fungsi microneedles boleh direka bentuk secara fleksibel, membolehkan ujian tersuai.
Sc - MMNEA menawarkan kelebihan yang ketara: Pertama, ia kurang invasif dan tidak menyakitkan daripada kaedah ujian implan tradisional; Kedua, ia menggunakan pelbagai microneedles diskret, mengelakkan crosstalk yang disebabkan oleh pengubahsuaian kimia langsung; Ketiga, microneedles boleh digabungkan dengan fleksibel untuk memenuhi keperluan ujian parameter multi -; Keempat, ia secara selektif dapat mengesan pelbagai analisis dalam cecair interstitial in situ; dan kelima, modul penentukuran - sendiri menghapuskan keperluan untuk pensampelan darah invasif, menangani cabaran penentukuran CGM tradisional.
Untuk meningkatkan prestasi, microneedles mula -mula diubah suai dengan nanotube karbon (CNTs) dan kemudian disalut dengan poli (3,4 - ethylenedioxythiophene): polystyrenesulfonate (PEDOT: PSS) Metabolit dan spesies oksigen reaktif dikesan menggunakan elektrod enzim menggunakan amperometri, manakala ion dikesan menggunakan membran ion-selektif. Semasa ujian in vitro, membran pengedap digunakan untuk mensimulasikan stratum corneum kulit, dan microneedles menembusi membran untuk mengesan kepekatan analit.
Modul penentukuran diri - menyuntik penyelesaian standard kepekatan yang diketahui ke dalam cecair interstisial melalui microneedles berongga. Elektrod microneedle bersebelahan mengukur kepekatan, mewujudkan isyarat - hubungan kepekatan. Kurva standard dijana untuk menentukur isyarat pada titik masa lain dan membetulkan kepekatan yang diukur. Analisis grid ralat menunjukkan bahawa kesilapan pengukuran glukosa dan kolesterol selepas diri - penentukuran adalah 11.33 ± 8.24% dan 9.43 ± 8.37%, kedua -dua keperluan klinikal; Kesalahan penunjuk seperti asid laktat dan urik juga dikurangkan dengan ketara selepas penentukuran, dan ketepatan data adalah tinggi.
Sc - mmnea, disahkan melalui simulasi comsol, eksperimen in vitro, dan model tikus, boleh terus merekodkan kepekatan pelbagai analisis dalam masa nyata. Ciri penentukuran diri - menangani masalah ketepatan penurunan dengan implan jangka panjang -. Menggunakan strategi pembuatan hibrid, elektrod microneedle boleh diganti, berpotensi mengembangkan keupayaannya untuk mengesan molekul tambahan. Walau bagaimanapun, peranti mesti disimpan dalam suhu rendah -, nitrogen - persekitaran yang kaya dan direka untuk penggunaan - tunggal. Kerja masa depan akan memerlukan mengoptimumkan konsistensi batch sensor dan keseragaman salutan untuk pengeluaran perindustrian.
Berbanding dengan jalur ujian glukosa darah tradisional dan fungsi tunggal - CGMS, SC - MMNEA boleh memantau pelbagai petunjuk biokimia dalam masa nyata, memberikan penilaian komprehensif mengenai status kesihatan dan fisiologi pesakit diabetes. Ia mempunyai potensi untuk mempromosikan penggunaan peranti diagnostik yang boleh dipakai untuk pemantauan istilah bahan kimia - dalam badan.