マイクロマシンによる自立型糖尿病強化インスリン療法システムの研究

微机械自立式糖尿病强化胰岛素治疗系统研究

• 批准号: 09780819
• 负责人: 長倉 俊明
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Suzuka University of Medical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09780819/
• 关键词: 糖尿病; マイクロマシーン; シリコンプロセス; 光造形法; 半透膜; 微小浸透圧駆動バルブ; ダイアフラム可動バルブ; 自立的システム; 半導体プロセス; シリコン基板; 異方性エッチング; 自律的システム

現在国内の糖尿病患者は、約1000万人ともいわれ循環器疾患の大きな原因を占め、人工透析患者の30%や網膜症による失明の原因となり社会的負担が著しく増大している。しかし厳密な血糖管理で進行を抑制できるが、低血糖発作の危険にさらされてしまう。持続的に血糖値をモニターすれば安全であるが、実用的デバイスは存在していない。我々は生体内の化学量を積極的に動力源に利用し機械的運動する、糖尿病治療用アクチュエータを研究してきている。この原理を微細加工技術を用いたマイクロアクチュエータの開発をしてきた。これまでにシリコンプロセスを応用したバルブシステムを考案してきたが、さらに光造形法によるバルブ機構を設計した。光造形法は、予め3次元CAD等により設計されたデータに基づいて、上方からレーザ光を液状感光硬化性樹脂にXY面走査し、水平断面形状に樹脂を硬化させそれを積層させる。この方法は半導体技術との融合が簡単であり、電子デバイスとの融合も容易である。本研究の成果(A) グルコース水溶液200mg/dlの濃度変化で可動膜の変位は20分間に5μmの変位を起こし、高濃度ほど変位量は大きく、また変位する速度も速いことが分かった。この性質は、糖尿用の治療時に高血糖時ほどインスリンの注入量を多く、さらに短時間に注入できることを意味し、インスリン療法に適した性質を持った浸透圧バルブとなりうることを示唆している。(B) ブドウ糖溶液濃度変化によるバルブの流量は低濃度ほど少なく、高濃度ほど大い非線形性である。(C) 約10mm^3の立方体の大きさでインスリンの量としては十分な量を注入できることが分かり、臨床的にも効果的に働き、十分に機能することを示すことが出来た。

Domestic は の diabetes patients, about 10 million people now と も い わ れ circulator disorders の big き を な reasons account for 30% of the め, artificial dialysis patients の に や retinopathy よ る の cause blindness と な り social burden が the し く raised large し て い る. <s:1> 厳 to manage な blood glucose で to を suppress で るが るが るが, hypoglycemic occurrence <s:1> risk 険にさらされて まう まう. Hold 続 に on blood sugar numerical を モ ニ タ ー す れ ば security で あ る が, be use デ バ イ ス は exist し て い な い. I 々 は raw body の chemical を positive に power に using し mechanical movement す る, diabetes treatment with ア ク チ ュ エ ー タ を research し て き て い る. Principle of こ の を を microfabrication techniques using い た マ イ ク ロ ア ク チ ュ エ ー タ の open 発 を し て き た. こ れ ま で に シ リ コ ン プ ロ セ ス を 応 with し た バ ル ブ シ ス テ ム を test case し て き た が, さ ら に light plastic method に よ る バ ル ブ institutions を design し た. は light plastic method, to the three dimensional CAD め に よ り design さ れ た デ ー タ に base づ い て, above か ら レ ー ザ を light liquid photosensitive resin sclerosing に XY plane walkthrough し, horizontal section shape に resin を hardening さ せ そ れ を horizon さ せ る. The <s:1> <s:1> method <e:1> semiconductor technology と <s:1> fusion が is simple 単であ <e:1>, and the electronic デバ スと スと <s:1> fusion <e:1> is easy である. の results this study (A) グ ル コ ー ス aqueous solution concentration of 200 mg/dl の - で moving film の - A は に between 20 points 5 microns の - A を up こ し, high concentration ほ ど - A big quantity は き く, ま た - A す る speed も speed い こ と が points か っ た. こ の nature は and diabetes treatment with の when に hyperglycemia ほ ど イ ン ス リ ン の injection を く, さ ら に に short time injection で き る こ と を, し イ ン ス リ ン therapy に optimum し た nature を hold っ た soak 圧 バ ル ブ と な り う る こ と を in stopping し て い る. (B) The concentration variation of the ブドウ sugar solution is によるバ ブ ブ ブ, the flow rate is <s:1>, the flow rate is ほ and <s:1> at low concentrations, it is less なく, and at high concentrations, it is ほ and <e:1>, which is non-linear. Youdaoplaceholder6 (C) about 10 mm ^ 3 の cube の き さ で イ ン ス リ ン の quantity と し て は very な quantity を injection で き る こ と が points か り, clinical に も unseen fruited に 働 き, very に functional す る こ と を shown す こ と が た.

项目成果

長倉俊明 他: "糖尿病治療のための微小インスリン注入システムの研究" BME. 12号 4巻. p.45-51 (1998)

Toshiaki Nagakura 等人：“用于糖尿病治疗的微量胰岛素注射系统的研究”BME，第 12 卷，第 45-51 页（1998 年）。

長倉俊明 他: "糖尿病治療用インスリン注入システムのシリコンプロセスによる微小化のための検討" 医用電子と生体工学. 第35巻特別号. 351 (1997)

Toshiaki Nagakura 等人：“使用硅工艺治疗糖尿病的胰岛素注射系统的小型化研究”，《医疗电子与生物工程》第 35 卷特刊（1997 年）。

長倉俊明 他: "光造形法による糖尿病治療用微小インスリン注入システムの検討" 医用電子と生体工学. 第36巻. p.625 (1998)

Toshiaki Nagakura 等人：“使用立体光刻技术治疗糖尿病的微胰岛素注射系统的研究”，《医疗电子与生物工程》，第 36 卷，第 625 页。

長倉俊明 他: "浸透圧インスリン注入システムの血糖制御可能な微小化の検討と駆動の可視化" 医用電子と生体工学. 第35巻特別号. 222 (1997)

Toshiaki Nagakura 等人：“渗透胰岛素注射系统的小型化研究，以实现血糖控制和驱动可视化”，《医疗电子与生物工程》第 35 卷特刊（1997 年）。

長倉俊明 他: "外部エネルギー供給を要しない血糖の自律的制御可能な浸透膜を用いた糖尿病治用持続インスリン注入装置値の研究" 医科学応用研究財団研究報告. Vol.16. p.64-69 (1997)

Toshiaki Nagakura等人：“研究使用可自主控制血糖而不需要外部能量供应的渗透膜的连续胰岛素输注装置治疗糖尿病的价值”医学科学应用研究基金会研究报告第16卷。第 64-69 页（1997 年）