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3Dプリント・グルコースバイオセンサ

Graphical-Abstract-800p

December, 10, 2018, Pullman--ウエアラブルモニタに使う3Dプリントグルコースバイオセンサがワシントン州立大学(WSU)の研究チームによって開発された。
 この成果は、何百万もの糖尿病にとってのグルコースモニタ改善となる。
 機械・材料工学部、Arda GozenとYuehe Linをリーダーとする研究は、Analytica Chimica Actaに発表された。
 ほとんどの糖尿病患者は、通常絶えず指を刺す必要があるグルコースメータで病気をモニタする。連続的なグルコースモニタリングシステムは、代替となるが、それはコスト効果がよくない。
 研究チームは、ウエアラブル、フレキシブルエレクトロニクスの開発に取り組んできた。これは、患者の皮膚に適合し、汗などの体液のグルコースをモニタすることができる。そのようなセンサを造るためにメーカーは、フォトリソグラフィ、スクリーンプリンティングなど標準的な製造戦略を用いていた。これらの方法は使えるが、いくつか欠点もある。有害な化学薬品の使用、高価なクリーンルーム加工などである。また、無駄も多い。
 WSUの研究チームは3Dプリンティングを使い、従来法で製造したものよりも遙かに安定性があり高感度なグルコースモニタを開発した。
 研究チームは、ダイレクトインクライティング(DIW)という方法を使用した。これは、ノズルから「インク」を取込み、どんな規模でも複雑で正確なデザインを作り出す。研究チームは、柔軟な電極になる伝導性ナノスケール材料をプリントした。チームの技術により、均一表面と少ない欠陥の材料の精密アプリケーションが可能になり、これによりセンサの感度が向上する。その3Dプリントセンサは、標準的に製造された電極よりもグルコース信号の取込が優れていることが確認されている。
 3Dプリンティングを使っているので、そのシステムは多様な人々の生体にカスタマイズ可能である。
 大規模利用のためには、そのプリントされたバイオセンサは、ウエアラブルプラットフォームの電子コンポーネントに組みこむ必要がある。しかし、メーカーはセンサをプリントするのと同じ3Dプリンタノズルを使ってエレクトロニクスやウエアラブル医療機器の他のコンポーネントをプリントすることができる、これは製造プロセスの統合であり、さらなるコスト低下になる。
 「われわれの3Dプリントグルコースセンサは、指を刺す苦痛に取って代わるウエアラブルセンサとして使える。これは非侵襲的で針のないグルコースモニタリング技術であるので、子供のグルコースモニタリングにも容易に適用できる」とLinは話している。
 チームは、そのセンサをパッケージシステムに組み込むことに取り組んでいる。これは長期グルコースモニタリング用にウェアラブルデバイスとして利用可能である。