Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
İmalat yöntemi iyi interdigitated elektrotlar için (boşluk ve Genişlik: 20 µm) bir şırınga iğnesi ucunda (çapı: 720 µm) fotolitografi sürecinde bir sprey kaplama ve bükülgen ince tabaka photomask kullanarak gösterilmiştir.
-On - elektrik empedans spektroskopisi (EIS) için bir üretim yöntemi girmiştik bir-iğne (EoN: iğne üzerinde EIS) hedef dokulara vücutta tarafından ölçme ve analiz birbirine benzemeyen biotissues arasında elektrik empedans farklılıkları bulmak için. Bu kağıt kaplama fotorezist sprey ve bükülgen ince tabaka photomask fotolitografi sürecinde kullanarak Hipodermik İğne ucunda iyi interdigitated elektrotlar (IDE) imalat yöntemi açıklar. Bir polietilen tereftalat (PET) ısı küçültme (HST) ile tüp kalınlığı 25 µm izolasyon ve pasivasyon katman olarak istihdam edilmektedir. Evde beslenen hayvan HST yaygın bir yalıtkan kaplama malzemesi olarak kullanılan poly(p-xylylene) polimerler ile karşılaştırıldığında daha yüksek bir mekanik dayanıklılık gösterir. Ayrıca, HST EoN kimyasal zarar sınırlamak için avantajlı olduğu çoğu asitler ve bazlar, iyi kimyasal direnç gösterir. EoN kullanımı özellikle Kimyasalları/biyomalzemelerin veya asidik/temel kimyasallar kullanarak imalat karakterizasyonu için tercih edilir. Uydurma bir boşluk ve IDE genişliğini 20 µm küçük ve genel genişliği ve uzunluğu IDE 400 µm ve 860 µm, sırasıyla vardır. İmalat kenar boşluğundan Hipodermik iğne ucu (Hipodermik iğne ucu ve IDE başlangıç noktası arasındaki uzaklık) 680 µm kadar küçük olan bu gereksiz yere aşırı işgali biotissues içine gösterir sırasında önlenebilir Elektrik empedans ölçümü. EoN tiroid biyopsisi ve anestezi ilaç dağıtım bir omurga alanı gibi klinik kullanım için yüksek bir potansiyele sahiptir. Ayrıca, kısmi rezeksiyon tümörlerin içeren bile ameliyatta, EoN mümkün olduğunca çok normal doku cerrahi kenar boşluğu (tümör cerrahi eksizyon ile kaldırılır normal doku) algılayarak arasında normal koruyabilir için istihdam edilebilir ve lezyon dokular.
Çünkü ucuz ve kullanımı kolay Hipodermik İğne biyopsileri ve ilaç dağıtım için hastanelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda onların ince çapı ve işgal için uygun bir keskin kenarlı yapısı rağmen mükemmel mekanik özellikleri var. Biyopsi sırasında hedef dokulara Hipodermik İğne Ultrasonografi rehberlik1boş tatmak. Ultrasonografi radyasyon, fetus ve hamile kadınlar için güvenli ücretsizdir ve gerçek zamanlı görüntüleme sağlar, ultrasonik dalgalar hava nüfuz edemez çünkü olan obez hastalar durumunda özellikle vücut içinde derin organları görmek zor olsa da veya yağlı doku2. Buna ek olarak, bir cerrah hastaneler, doktorlar beceri eksikliği varsa birden fazla biyopsi ihtiyacını sonuçlanan çoğunda standart olarak kullanılan iki boyutlu Ultrasonografi derinlik bilgi edinemez veya deneyim. Spinal anestezi için ilaç dağıtım içinde Doktorlar beyin-omurilik sıvısı (bos) geriye doğru akar şırınga dikkatle iğne hastanın arkasına eklerken Eğer iğne omurga alanı ulaştı belirlemek. CSF reflü onayladıktan sonra anestezi uyuşturucu omurga alanı3içine enjekte edilir. Ancak, doktorlar şiddetli ağrı neden hasta ve hatta parapleji4,5delici veya sinir lifleri spinal uzayda kapalı kesme riske. Bu nedenle, bu yordam da usta bir doktor gerektirir. İğne pozisyonu hakkında objektif bilgi sağlanan Hipodermik İğne bir gezinme işlevini eklemeniz üstesinden gelmek ve söz konusu zorluklar azaltmak için bir çözüm olabilir. Bu bir doktor kolayca kendi ampirik karar sadece dayanarak olmadan biyopsi, ilaç dağıtım ve hatta bir cerrahi gerçekleştirmek yardımcı olacaktır.
Elektriksel olarak hedef dokulara vücutta bir elektrik empedans spektroskopisi birleştiren bir şırınga iğnesi yerelleştirmek için (EIS) sensör EIS-on-a-iğne (EoN)6tanıtılmıştır. EIS sensör şu anda DNA algılama7,8,9, bakteri/virüs hafiye10,11,12 gibi uygulamalar için Biyomedikal Mühendisliği alanında kullanılmaktadır ve hücre/doku13,14,15,16,17,18,19,20 üzerinde analiz , 21 , 22. EoN kendi elektriksel iletkenlik ve geçirgenlik dayalı bir frekans etki alanındaki farklı malzemeler arasında ayrımcılık. EoN ayrımcılık yeteneği konsantrasyon ve çeşitli düzeylerini fosfat tamponlu tuz (PBS)23, domuz yağ/kas dokuları6,23, insan bile böbrek normal/kanser dokuları24 için doğrulandı ,25. EoN bu yeteneğini hedef lezyon doku ve komşu normal dokuların arasında elektrik empedans farklılıkları temel alan hedef dokulara bularak biyopsi doğruluğu önemli ölçüde artırması bekleniyor. Benzer bir şekilde soruşturma uyuşturucu enjekte arasında elektrik empedans farklılıkları (spinal ya da epidural boşluk) uzay ve dokuları çevreleyen bir anestezi uyuşturucu tam hedef yeri teslim hekimler yardımcı olabilir. Ayrıca, EoN elektrikle ilgili çok normal doku olarak korumak için kısmi nefrektomi gibi bir tümör kısmi rezeksiyonu ameliyat sırasında en uygun cerrahi kenar boşluğu belirlemek için beyin/kas de uyarmak için kullanılması gereken mümkün.
EoN gerçekleştirilmesi en büyük zorluklardan biri küçük bir eğrilik yarıçapı sahip bir şırınga iğnesi kavisli yüzeyi elektrotlar imalatı var. Geleneksel fotolitografi işlemiyle doğrudan metal desenlendirme mikro ölçekli elektrotlar bir eğri yüzey üzerinde fabrikasyon birkaç milimetre çapında için uygun olmayan veya daha az olarak kabul edilmiştir. Şimdiye kadar açıkorurdur yazdırma26, esnek dahil olmak üzere çeşitli yöntemleri film fotorezist27, mikrosıvısal yöntemi28, nanoimprint litografi29ve substrat-saat yönünde litografi30kuru, olmuştur metal/polimer desenleri bir eğri yüzey üzerinde imal tanıştırdı. Ancak, hala sınırlamaları gibi çapı 1 mm den az, toplam elektrot uzunluğu 20 mm veya daha fazla gerekli substrat EoN gereksinimleri nedeniyle, genişlik ve elektrot arasında değişen on mikrometre ve yüksek hacimli üretim boşluğu vardır.
Bu da çalışmanın, istihdam fotorezist sprey kaplama ve bükülgen ince tabaka photomask tarafından doğrudan metal desenlendirme mikro ölçekli elektrotlar bir şırınga iğnesi eğri yüzey üzerinde gerçekleştirmek için önerilmiştir. Çapı iğne biyopsileri ve hastanelerde ilaç dağıtım için yaygın olarak kullanılan 720 µm (22 lik) olduğu kadar küçük. Önerilen imalat yöntemi üretim verimini de toplu üretim uygun fiyata fizibilite belirlemek için değerlendirilir.
1. Elektrikli yalıtım Hipodermik İğne
Not: Saydam ısı küçültme tüp (HST) 720 µm çapı ve uzunluğu 32 mm bir şırınga iğnesi elektrik yalıtımı için istihdam edilmektedir. HST polietilen tereftalat (PET), çoğu asitler iyi kimyasal direnç gösterir ve üsleri, mükemmel mekanik dayanıklılık ve Biyouyumluluk yapılır. İlk iç çap ve HST et kalınlığı 840 µm ve 25 µm, sırasıyla vardır. HST çapı ile daha yüksek sıcaklıklarda daha büyük azaltma fazla % 50 100 ° c sıcaklıkta düşülmesi eğilimi kadar 190 ° C. Evde beslenen hayvan HST kalıcı olarak sabit ve sert ne zaman tedavi olma özelliğine sahip bir sıcakta sertleşen malzeme olduğunu unutmayın. Şırınga iğnesi ve küçültme tüp boyutu araştırma amaç ve uygulamaları bağlı olarak ayarlanabilir. Genel imalat işleminin grafik olarak şekil 1' de özetlenmiştir.
2. Au ifade SAÇTIRMA kullanarak
Not: bir e-beam buharlaşma süreci alternatif bir yöntem olmasına rağmen bu çalışmada, kullanılabilir olan sputtering işlemi bir Au katmanı elektrotlar için yatırmak için kullanılır. Nadiren sputtering sürecinde indüklenen sıcaklık artışı HST ek büzülme neden olur doğrulanmıştır. Ancak, daha--dan birkaç dakika devam ediyor bir işlemi ilk büzülme sıcaklığı yukarıda HST ısı. Bu imalat kenar boşluğu ucundan bir artış kaynaklanan ek büzülme HST, neden olabilir.
3. sprey kaplama
Not: Bir düşük-viskozite (14 cp) fotorezist sprey kaplama işlemi sprey verimliliği artırmak için kullanılır. Sadece iğne ısıtıldığında fotorezist kolayca Au tekledi iğne kaplı.
4. UV Işınlarına maruz kalma ve geliştirme
Not: genel olarak, önce UV Işınlarına maruz kalma, bükülgen ince tabaka photomask photomask ve UV ışığına maruz örnek arasındaki hava boşluğu kaldırmak için düz saydam bir tabak iliştirilir. Ancak, bu çalışmada, photomask düz şeffaf plaka doğrudan metal Hipodermik İğne eğri yüzey üzerinde biçimlenme gerçekleştirmek için kullanılır. Photomask can Knighthood şırınga iğnesi en iyi çözünürlük ile iletişim aligner mümkün biçimlenme ulaşmak için eğri bükülmüş. Bükme photomask ve şırınga iğnesi eğri yüzey arasındaki temas bölgesinin mümkün olduğu kadar büyük tutmak esnek photomask sağlar. Dikkate biçimlenme metal için süreç (değil bir kalkış süreç) aşındırma ıslak alarak, olumlu bir fotorezist kullanımı daha negatif fotorezist kullanımı daha avantajlıdır. Elektrot desen hariç tüm alanı böylece bir geniş kolayca elektrot desen iğne Merkezi ile hizalamak için görüş alanı sağlayan şeffaf olmasıdır.
5. Cr/Au gravür ıslak
Dikkat: deri/göz önlemek Cr ve Au ıslak etchants ile temas.
6. kaldırma kalan fotorezist ve pasivasyon
İnterdigitated elektrotlar (IDE) Şekil 2' de gösterildiği gibi elektrotlar diğer şekillere göre sınırlı bir yüzey üzerinde daha büyük bir etkili algılama alanı neden. Toplam uzunluk IDE algılamak ve biyopsi ve ilaç teslim yordamları bir yüksek yerini doğruluk sağlayacaktır biotissues 1 mm aralıklarla daha az, empedans değişiklikleri analiz için 860 µm olarak tasarlanmıştır. Toplam IDE önerilen fotolitografi işlemini kullanarak...
Sprey kaplama ve bir film photomask kullanarak bu fotolitografi bir şırınga iğnesi kavisli yüzeyi daha az 1 mm küçük çaplı iyi IDE imal etmek uygun bir yöntemdir gösterdi. Genişliği ve IDE boşluğu 20 µm düşük ve imalat kenar boşluğu ucundan 680 µm küçüktür. Protokolde hizalama işlemi, kama hata kaldırma, kritik bir adımdır. EoN ayrı ayrı bir titiz hizalama işlemi boyunca üretim sırasında üretim verim % 90 bitmişti. Bu önerilen imalat yöntemi toplu üretim vasıl an affordable fiya...
Yazarlar ifşa gerek yok.
Bu eser "Biyomedikal entegre teknoloji araştırma" projenin özü tarafından 2017 yılında sağlanan hibe yoluyla tarafından desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Heat shrink tube | VENTION MEDICAL, Inc. | 103-0655 | |
Hypodermic needle (22G) | HWAJIN MEDICAL co. ltd | - | http://www.hwajinmedical.com |
Heat gun | Weller | WHA600 | http://www.weller-tools.com/en/Home.html |
Ultrasonic cleaner | HWASHIN INSTRUMENT CO, LTD. | POWERSONIC 620- | http://www.hwashin.net |
Hotplate | AS ONE Corporation | 006560 | |
Sputtering | A-Tech System. Ltd. | ATS/SPT/0208F | http://www.atechsystem.co.kr |
Glass slide | Paul Marienfeld GmbH & Co. KG | 1000412 | |
Spray coater | LITHOTEK | LSC-200 | |
Photoresist | AZ electronic materials | GXR 601 | http://www.merck-performance-materials.com/en/index.html |
Developer (solution) | AZ electronic materials | MIF 300 | http://www.merck-performance-materials.com/en/index.html |
Aligner | MIDAS SYSTEM CO.,Ltd. | MDA-400M | http://www.midas-system.com |
Microscope | NIKON Corporation | L200 | http://www.nikonmetrology.com |
Au wet etchant | TRANSENE COMPANY, Inc. | Au etchant type TFA | http://transene.com |
Cr wet etchant | KMG Electronic. Chemicals, Inc. | CR-7 | http://kmgchemicals.com |
Au target | Thin films and Fine Materials | - | http://www.thifine.co.kr |
Cr target | Thin films and Fine Materials | - | http://www.thifine.co.kr |
Argon gas (99.999%) | SINIL Gas Co.Ltd | - | http://www.sigas.kr |
Acetone solution | OCI Company Ltd | - | http://www.ocicorp.co.kr/company/index.asp |
Impedance analyzer | Gamry Instruments Inc | Reference 600 | https://www.gamry.com |
Height Controller | Mitutoyo Corporation | 192-613 | |
Phosphate buffered saline | Life Technologies Corporation | 10010023 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır