基于微针的生物检测与诊疗
批准号:
32071375
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
康跃军
依托单位:
学科分类:
纳米生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
康跃军
中文摘要
生物芯片技术和纳米功能材料的快速发展为生物传感器的性能提升、高度自动化、微型化、集成化与移动便携性提供了坚实基础,特别是将传感器与可穿戴器件结合,利用无创或微创式手段对人体医学生理参数进行原位实时连续监测将成为未来发展的必然趋势。微针作为一种新型的微创式治疗平台曾被用于药物或疫苗的经皮递送。近年,随着生物传感技术的进步和个性化医学诊断的需求,科学家们尝试将微针平台应用于生物传感领域,得力于其特别适合实现单次经皮检测或者长期可穿戴式健康监测的优势。本项目拟从新型纳米生物传感材料与组件在阵列式载药微针平台的集成设计入手,系统研究载药微针在皮肤组织内的多层次生物-材料界面效应,传感反馈机制下的经皮药物控释与代谢机制,并借助体外细胞组织模型和动物体内实验指导下的功能验证与性能优化,最终实现基于阵列式微针的可穿戴微创医学检测平台,且具有传感反馈功能的智能诊疗一体化新技术。
英文摘要
The development of biochip technology and functional nanomaterials has significantly improved the performance, automation, miniaturization, integration and portability of biosensors. It is a current trend to integrate biosensors with wearable devices to realize in-situ and real-time monitoring of biomedical parameters from human body in a noninvasive or minimally-invasive fashion. Previously, microneedle arrays have been applied as a novel and minimally-invasive platform for transdermal delivery of therapeutic drugs or vaccines. Recently, many scientists have attempted to integrate biosensors with microneedle arrays for wearable and long-term monitoring of important physiological conditions, which is a highly desirable feature towards personalized healthcare. In this proposal, the applicant plan to integrate novel biosensors and theranostic nanoagents on microneedle arrays, and use this platform to study the multiple interactions between the sensor/drug-loaded microneedles and the dermal cells or tissues in vitro and in vivo, as well as the controlled release mechanism under the feedback of biosensors. The aim of this study is to develop a wearable and biosensor-controlled theranostic device based on the minimally-invasive microneedle arrays.
新型的微创式治疗平台曾被用于药物或疫苗的经皮递送,而聚乙烯醇二丙烯酸酯(PEGDA)微针作为一种新型的微创式治疗平台,在药物或疫苗的经皮递送方面展现出了诸多优势。本项目系统研究了PEGDA微针载药的基本原理和调控方法。具体包括:首次开发了一系列由两种不同数均分子量的PEGDA组成的具有可调交联密度的聚合物微针,通过改变混合聚合物网络调节其机械特性和药物释放特性。这一策略相比传统方法(如使用泡孔发泡剂)具有显著优势,包括制造工艺简单且避免掺杂其他非治疗性分子。简单调控两种不同PEGDA组分的质量比例,可以调节微针的机械性能和药物释放行为。我们还尝试开发了一种蛛网状铁基配位聚合物纳米线网络,以铁离子作为金属节点,4,5-咪唑二甲酸作为有机连接体,并成功将这类新型聚合物作为微针针体基质,同时将PEGDA作为微针衬底,成功制备了一类高适配型微针,用于水溶性和水不溶性药物的封装和可控释放。在此基础上,我们进一步制备了一类铜基配位聚合物纳米棒,并成功将其涂敷于PEGDA聚合物微针针体表面,利用涂层较高的酶活性和铜离子释放实现了对生物膜的高效清除。通过本项目资助,已在领域内高水平期刊发表学术论文13篇,授权国家发明专利3项。
基于微结构的粘性仿生薄膜在软骨和皮肤组织再生医学中的基础研究
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批准号:31671037
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项目类别:面上项目
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资助金额:62.0万元
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批准年份:2016
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负责人:康跃军
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依托单位:
国内基金
海外基金