革新的な痛みのないマイクロニードル紙パッチで迅速グルコース監視

パッチは最近あらゆる場面で見られます。避妊パッチ、ニコチンパッチ、経皮吸収型医薬品パッチなど、挙げればきりがありません。今度は、東京大学生産技術研究所の研究チームが、プレ糖尿病などの状態を診断するための、紙センサーに接続された針のパッチを開発しました。幸い、このパッチは注射針の痛みと不快感を増やすことはありません。実際、これらのマイクロニードルは痛みがなく、生分解性です。

研究者たちは、長さ1mm未満の微細な針であるマイクロニードルを、日常的なDIY医療モニタリングの実用的な方法として開発しようとしてきました。マイクロニードルは非常に短いため、皮膚内に留まり、神経と接触しないため、痛みを引き起こしません。血液を採取する代わりに、血液検査で調べられる重要なバイオマーカーのほとんどを含む、皮膚内の組織液を吸い上げます。いくつかのタイプのマイクロニードルが存在しますが、これまで、採取した液体を迅速に分析する実用的なデバイスを作ることは難航していました。「多孔質マイクロニードルと紙ベースセンサーを組み合わせる方法を開発することで、この問題を解決しました」とBeomjoon Kim教授は述べています。「その結果、低コスト、使い捨て、追加の器具を必要としないデバイスが実現しました。」

パッチを作るため、研究者たちはまず、生分解性ポリマーと塩の溶融混合物をマイクロモールドの円錐形キャビティに流し込みながら加熱してマイクロニードルを作りました。次に、モールドと針を逆さまにひっくり返し、紙の上に置き、今度は上から高圧をかけました。高圧により混合物が紙の孔に押し込まれ、固定され、針を通って吸い上げられた液体が紙へ無理なく流れるようになります。モールドから取り出した後、針をすべての塩を吸い出す溶液で冷却し、液体が紙へ向かう途中で通過する数千個の穴、つまり孔を残しました。塩濃度は最適化が必要な重要な要素だったため、いくつかの塩濃度をテストしてマイクロニードルの多孔度を決定しました。仕上げに、両面テープで紙グルコースセンサーを針アレイの紙ベースに取り付けました。

チームはグルコースを溶解させたアガロースゲルでパッチをテストしました。ゲルから液体が多孔質マイクロニードルへ、そこから紙とセンサー層へ流れました。グルコース濃度は、紙の色変化として正確に記録されました。

パッチは使い捨て、生分解性で、使用に医学的専門知識やトレーニングを必要としません。また生体適合性があり、パッチを剥がすときに皮膚に残っても問題ありません。

研究者たちによると、プレ糖尿病検査はこの技術のほんの1つのアプリケーションに過ぎません。紙ベースセンサーは、監視したいバイオマーカーによって変えることができます。この成功を受け、次のステップは人間の参加者でデバイスの実用性をテストし、他の物質の監視設定を開発し、それによって他の状態の存在を特定することです。

隠れた構造を測定するレーザー技術革新的フレキシブルセンサー、ウェアラブルヘルステックに比類なき信頼性を提供

センサー