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Sweat-Based Glucose Sensing and Transdermal Drug Delivery | Dae-Hyeong Kim | TEDxKFAS


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ciao a tutti, mi chiamo Taeyang Kim
dalla Seoul National University e oggi
Parlerò del glucosio basato sul sudore
somministrazione di farmaci di rilevamento e di trasformazione
Permettetemi prima di introdurre brevemente il diabete
il diabete è causato da alti livelli di glucosio
concentrazione nel sangue che è
chiamato come iperglicemia così alta
la concentrazione di glucosio causa cronica
malattie come le malattie cardiovascolari
problemi al rene intorpidimento dell’ictus
quindi è molto importante
diminuire quella alta concentrazione di glucosio
utilizzando farmaci appropriati come
insulina o metformina comunque se questo
il farmaco è troppo poi troppo basso
concentrazione di glucosio che è chiamata come
l’ipoglicemia può accadere e questo
l’ipoglicemia può condurre a una ricerca tragica
come lo shock o la morte, quindi lo è
molto importante per prevenire la pausa
iperglicemia e ipoglicemia mentre
mantenendo il livello di glucosio vicino
livello omeostatico e per riuscirci
I pazienti obiettivo utilizzano in genere il sangue
i pazienti che percepiscono il glucosio usano il dito
metodo di puntura per raccogliere campioni di sangue
e metti quel campione di sangue su quello
striscia positiva e inserirla
striscia monouso nell’hardware a
analizzare elettrochimicamente il sangue
campionare e stimare la glicemia
concentrazione dopo aver scoperto il
concentrazione di glucosio nel sangue del paziente
può assumere farmaci come l’insulina
sparato ma come puoi aspettarti questi due
procedure
sono abbastanza dolorosi e stressanti e
ci sono molti bambini che sono
soffre di diabete di tipo 1 e quelli
i giovani pazienti hanno molta paura in
facendo queste due procedure, pertanto
c’è un enorme bisogno di sviluppare a
indolore senza stress e preciso
metodo di monitoraggio del glucosio
si spera integrato con automatico
sistema di consegna del farmaco indolore e noi
ha voluto raggiungere questo obiettivo utilizzando il nostro
tecnologia del dispositivo indossabile da rimuovere
quella procedura di raccolta del sangue noi
incentrato sul sudore la buona notizia è quella
il sudore contiene glucosio e sudore
la concentrazione di glucosio è abbastanza buona
correlazione con glucosio nel sangue
concentrazione tuttavia ci sono
sfida la prima sfida è
insensibilità al glucosio del sudore
la concentrazione è molto più bassa quasi
cento volte più in basso del sangue
concentrazione di glucosio che significa noi
bisogno di un sensore molto buono con alto
sensibilità e abbiamo risolto questo problema
con la nanotecnologia la seconda sfida
è in precisione la maggior parte dei sensori di glucosio
stanno usando glucosio ossidasi a così glucosio
i sensori si avvicinano alla glucosio ossidasi
allora le molecole di glucosio saranno
convertito in acido kulkarni e
perossido di idrogeno a sua volta gli elettroni lo faranno
essere generato e il sensore di glucosio è
misurare questi
elettroni generati così per esempio se
la concentrazione di glucosio è alta allora
corrente elevata scorrerà nel glucosio
sensore se la concentrazione di glucosio in
il flusso sanguigno è basso quindi il piccolo
la corrente scorrerà nel sensore di glucosio
molto semplice
il problema è che la glucosio ossidasi
un enzima anche un fattore molto importante
nel rilevamento del glucosio sarà interessato
da fattori ambientali come il sudore
Temperatura del pH e umidità uniforme
quindi per migliorare l’accuratezza di cui abbiamo bisogno
molto buon sensore di glucosio così come
sensore di umidità sensore pH e
sensore di temperatura si spera come una forma
di un integrato al sistema il terzo
la sfida è l’ India per la mobilità di cui abbiamo bisogno
per raccogliere il sudore in modo efficiente e anche
analizzare accuratamente il sudore per stimare il
concentrazione di glucosio senza errori
su una pelle più morbida quindi la forma ideale di
il dispositivo è come una patch, quindi patch
il dispositivo può essere applicato sulla pelle
sudore raccolto efficientemente su una luce
sudare accuratamente significa che abbiamo bisogno
nuova tecnologia del dispositivo come flessibile
e la tecnologia dei dispositivi estensibile il
l’ultima sfida è veloce ma indolore
consegna della droga che dobbiamo consegnare a
controllare la concentrazione elevata di glucosio ma
dovrebbe essere veloce e indolore
vogliamo consegnare la droga rapidamente perché
la concentrazione di glucosio nel sangue può essere
cambiato molto rapidamente nel giro di un’ora
può essere aumentato molto o diminuito a
il lotto e il colpo di insulina sono molto buoni
metodo per consegnare rapidamente l’insulina ma
è doloroso invece possiamo usare a
la goccia del trasformatore alla toppa del corpo lo è
indolore tuttavia è lento quindi da risolvere
questa edizione
abbiamo scelto la somministrazione transdermica di farmaci
sistema integrato con micro aghi
e per risolvere queste sfide e a
raggiungere questi obiettivi abbiamo sviluppato un nuovo
sistema di Paget integrato che potremmo raggiungere
alta sensibilità utilizzando nano particelle
ogni nano particella ha una dimensione minuscola
tuttavia se combiniamo tutte le superfici
di nano particelle quindi l’ intero
la superficie sarà massiccia che lo farà
massimizzare la sensibilità del glucosio
sensore per sensori deformabili che abbiamo usato
il grafene del grafene è estremamente sottile
conduttivo morbido e persino elastico possiamo
facilmente rendere grafene in vari tipi
di sensori in un telefono array e il
array di sensori integrato basato su
grafene dopo attaccato sulla pelle
mantiene ottime prestazioni anche
sotto lo stato rugoso per migliorare la precisione
abbiamo usato diversi tipi di
sensori usiamo naturalmente il sensore di glucosio
così come il sensore di temperatura del sensore di pH
sensore di umidità anche estensimetro a
massimizzare la precisione dopo aver capito
la concentrazione esatta di glucosio di cui abbiamo bisogno
controllare l’alto glucosio
concentrazione consegnando appropriato
quantità di farmaco indolore e rapidamente
e per raggiungere questo obiettivo abbiamo usato micro
aghi e per controllare il rilascio di farmaci
attraverso micro aghi abbiamo usato ultra-sottile
riscaldatore sotto la patch microneedle
il sistema patch è connesso a a
analizzatore elettrochimico portatile che
ha un’interfaccia touch LCD che fornisce
alimentazione alla patch anche raccoglie dati
e trasferire in modalità wireless i dati a
gli utenti smartphone quando la patch è
laminato sulla pelle così a
in primo luogo saremo generati per dire è a
periodo più caldo in quanto tale ad un certo punto
il sudore inizia a essere generato e il
il sensore di umidità controlla il sudore
processo di generazione e quando il parente
l’umidità all’interno del cerotto raggiunge gli 80
per cento iniziamo la misurazione di
utilizzando altri sensori misuriamo il glucosio
così come il pH e la temperatura
contemporaneamente è perché glucosio
ossidasi a cui un enzima può essere influenzato
vettori ambientali come pH del sud e
temperatura per esempio questi due grafici
mostra le curve di calibrazione del glucosio
sensori come ho detto il glucosio
il sensore sta misurando la corrente così da
misurare la corrente possiamo stimare
concentrazione di glucosio il problema è
che la curva di calibrazione può essere
cambiato a seconda del pH del sudore e
temperatura così solo quando misuriamo
glucosio simultaneamente con pH del sud e
temperatura possiamo migliorare la precisione
della misurazione del glucosio applichiamo a
questo sistema patch a soggetto umano noi
variazione della concentrazione di glucosio monitorata
in un giorno dalle 8 alle 22 in
questo grafico ci sono tre insiemi di dati la
il set di dati blu corrisponde al sangue
concentrazione di glucosio misurata da a
glucometro commerciale ci sono due
set di dati rossi che corrispondono al sudore
alle concentrazioni di causa misurate
da Oracle causa la patch del diabete l’altra
misurato dal ballo commerciale del glucosio
e come puoi vedere questi due colori rossi
le concentrazioni dei codici si adattano molto bene e
ancora più importante la tendenza al cambiamento di
la concentrazione di glucosio nel sangue corrisponde molto
bene con la tendenza al cambiamento del sudore
concentrazione di glucosio per esempio dopo
dopo colazione dopo pranzo dopo cena
la concentrazione di glucosio rapidamente
aumenta col passare del tempo il glucosio
la concentrazione diminuisce lentamente e di più
recentemente abbiamo sviluppato un tipo usa e getta
sudare incollare il flusso di rilevamento di Calico
il vantaggio di questo design è che noi
può miniaturizzare la dimensione del sensore che
significa che possiamo ridurre al minimo il necessario
quantità di sudore che accorcerà il
tempo di generazione del sudore e quale sarà
accelerare la misurazione complessiva
elaborare questo film mostra come il
patch indossabile e striscia di smaltimento
per il rilevamento del glucosio basato sul sudore
patch può essere applicato sulla pelle
tipicamente aggiungiamo ulteriori
pellicola di incapsulamento per prevenire indesiderati
evaporazione del sudore generato noi
in genere utilizzare l’esercizio per generare il
sudare come andare in bicicletta o correre
e il sensore di umidità controlla il sudore
processo di generazione e in caso di
striscia monouso c’è un microfluidico
canale
che può assorbire il sudore generato
attraverso il canale microfluidico
sensori miniaturizzati analizzeranno il
sudare per stimare la concentrazione di glucosio
oltre a pH e temperatura dopo
scoprire il glucosio esatto
concentrazione possiamo controllare l’alto
concentrazione di glucosio erogando
droghe e abbiamo usato micro aghi micro
l’ago è una sorta di ago quindi il farmaco
la velocità di iniezione è molto veloce ma il
scala la dimensione dell’ago è in micro
scala l’altezza è di 700 micron la larghezza
è a soli 150 micron quindi, anche dopo che è
attaccato sulla pelle è indolore
il micro ago è fatto di
polimero biodegradabile mescolato con farmaci
così quando i micro aghi vengono contattati
con bio filiz come interstiziale
fluido nella pelle poi i micro aghi
sarà dissolto e le droghe
mescolato nel micro ago sarà
iniettato nel sangue ma a
controllare la consegna impressionante noi
rivestito intenzionalmente la superficie del
micro ago con protezione idrofobica
strato di rivestimento in condizioni normali
l’ago non sarà abbandonato
tuttavia se accendiamo il riscaldamento
sotto i micro aghi a causa di
l’ attuazione del timer l’idrofobico
strato di rivestimento può essere sciolto via poi il
micro aghi saranno esposti al
fluido interstiziale quando il micro
gli aghi vengono contattati con interstitial
fluido nella pelle allora gli aghi lo faranno
essere sciolto e la droga contenuta in
i micro aghi saranno rapidamente
iniettato nel flusso sanguigno che abbiamo testato
questa patch transdermica usando a
mouse diabetico abbiamo prima rasato la pelliccia
e quindi allegare la patch microneedle
il ventre quando osserviamo il secondo
superficie della pancia che potremmo osservare
pori del cavallo abbastanza buoni , naturalmente
fatto dai micro aghi e quando noi
acceso l’ attuatore Tomer a causa di
un azionamento del pollice il rivestimento protettivo
strato potrebbe essere sciolto quindi il micro
gli aghi saranno contattati con
fluido interstiziale all’interno della pelle così
gli aghi saranno meritati e il
le droghe contenute negli aghi saranno
rapidamente iniettato nel flusso sanguigno così
potremmo ridurre con successo il sangue
concentrazione di glucosio quindi in conclusione
volevamo aiutare i pazienti diabetici
quindi abbiamo sviluppato un indolore
senza stress e autonomia chiudono il
sistema di gestione del glucosio utilizzando il nostro
tecnologia dispositivo indossabile grazie per
la tua attenzione
[Applausi]
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