3D打印中空微针阵列树脂贴片及制备和应用、动态血糖监测仪、血糖浓度动态监测方法技术

本发明专利技术提供了3D打印中空微针阵列树脂贴片及制备和应用、动态血糖监测仪、血糖浓度动态监测方法，属于生物医疗技术领域。本发明专利技术所述中空微针阵列树脂贴片设计有“井”字型支架，保证了有孔微针的出孔率；设计空心圆锥侧面开孔方式，大大提高出孔率与微针孔洞容积，有效增加体液采集量从而提高检测准确性。本发明专利技术所述3D打印中空微针阵列树脂贴片基于3D打印技术，可根据现有针型传感器的直径与高度，以及角质层与痛觉神经深度来确定基本参数，进而实现中空微针结合针型传感器结构的定制化，适用于不同尺寸的针型传感器，为微针深入皮下进行生物标志物检测提供可行性。生物标志物检测提供可行性。生物标志物检测提供可行性。

【技术实现步骤摘要】
3D打印中空微针阵列树脂贴片及制备和应用、动态血糖监测仪、血糖浓度动态监测方法


[0001]本专利技术涉及生物医疗
，尤其涉及3D打印中空微针阵列树脂贴片及制备和应用、动态血糖监测仪、血糖浓度动态监测方法。

技术介绍

[0002]生物监测是检测人体指标、获取身体健康信息的主要途径。为了弥补传统检测上的繁琐和限制，相关研究人员提出了目前最为主要的检测方法，即时检测(POCT)，即在患者或患者附近进行的检测，通过不断提供便携式、成本效益和易于兜售的测量工具。其中，为了克服安全隐患，实践出基于微针的POCT设备，以微创、无痛、便捷等优点来检测各种分析物，这个研究方向吸引众多研究者的兴趣，也在智慧医疗中具有巨大潜力。POCT的广泛应用和安全指数上升离不开微针技术的灵活应用和深度研究。得益于微针短小且细长的形状特点，使用过程中可以轻易穿透角质层而不触及痛觉神经，再与药物或者生物传感器结合，就可以克服传统的疼痛和安全问题，达到无创微痛的药物治疗和检测体液中分析物的目的，经过特殊设计的微针还能够对体液中目标物质的浓度进行实时的监测，延长单次检测的有效时间，避免了长期反复采集体液带来的痛苦。另一方面，微针结构简单、制作成本低、操作简便的特点还解决了实验废弃物存在的安全隐患和造成环境污染、资源浪费的问题，也让低收入用户可以承担检测费用以及在自我诊断的情况下大大缩短专业人员的监督。而研究基于生物传感器、光电子学和无线通信融合的新型微针，有利于得到全面且无处不在的医疗保健解决方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供3D打印中空微针阵列树脂贴片及制备和应用、动态血糖监测仪、血糖浓度动态监测方法，所述3D打印中空微针阵列树脂贴片与针型传感器相结合，能够实现无痛微创，应用于持续人体血糖浓度监测，实现智慧医疗。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种3D打印中空微针阵列树脂贴片，包括若干个结构单元体；所述若干个结构单元体呈方阵排列；
[0006]所述结构单元体包括圆锥形中空侧面开孔针尖1、矩形开孔底座2和矩形空腔支架3；所述圆锥形中空侧面开孔针尖1、矩形开孔底座2和所述矩形空腔支架3构成中空微针排列单元；每个所述中空微针排列单元包括一个圆锥形中空侧面开孔针尖、一个矩形开孔底座和一个矩形空腔支架；所述圆锥形中空侧面开孔针尖1和矩形开孔底座2在矩形空腔支架3的一侧对齐排列；相邻的四个中空微针排列单元所界定的区域为一个结构单元体，一个结构单元体中的矩形空腔支架3呈“井”字排列。
[0007]优选的，所述圆锥形中空侧面开孔针尖1的高度为针尖高度h1，侧面开孔的直径为针孔直径d1，针尖底部外侧直径为微针底面直径d2，圆锥形中空部分的底面直径为镂空圆锥
底面直径d3；所述矩形开孔底座2的开孔直径与镂空圆锥底面直径d3相同，所述矩形开孔底座2的高度为底座高度h2；所述矩形空腔支架3的高度为支架高度h3。
[0008]优选的，所述针尖高度h1＝1.125～3.375mm，所述针孔直径d1＝0.385～0.641mm，所述微针底面直径d2＝2.4mm，所述镂空圆锥底面直径d3＝1.38mm；所述底座高度h2＝0.5mm；所述支架高度h3＝2.5mm。
[0009]优选的，所述3D打印中空微针阵列树脂贴片的制备材料为树脂材料。
[0010]本专利技术提供了上述技术方案所述3D打印中空微针阵列树脂贴片的制备方法，包括以下步骤：
[0011]将树脂原料加入至3D打印机中，调整至所需3D打印参数，进行光固化3D打印，得到3D打印中空微针阵列树脂贴片。
[0012]优选的，所述树脂原料为HTM140V2树脂材料，所述HTM140V2树脂材料的精度为25～50μm。
[0013]优选的，所述光固化3D打印的温度为25
±
3℃，打印时长为25～35min。
[0014]本专利技术提供了上述技术方案所述3D打印中空微针阵列树脂贴片或本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的3D打印中空微针阵列树脂贴片在针型传感器中的应用。
[0015]本专利技术提供了一种含有中空微针的动态血糖监测仪，包括针型传感器和结合于所述针型传感器上的3D打印中空微针阵列树脂贴片；所述3D打印中空微针阵列树脂贴片为上述技术方案所述3D打印中空微针阵列树脂贴片或上述技术方案所述制备方法制备得到的3D打印中空微针阵列树脂贴片。
[0016]本专利技术提供了一种血糖浓度动态监测方法，包括以下步骤：
[0017]将人工脑脊液稀释后，得到模拟体液；
[0018]采用上述技术方案所述含有中空微针的动态血糖监测仪测定所述模拟体液的血糖浓度，得到动态血糖浓度曲线。
[0019]本专利技术提供了一种3D打印中空微针阵列树脂贴片，所述中空微针阵列树脂贴片设计有“井”字型支架，保证了有孔微针的出孔率；设计空心圆锥侧面开孔方式，大大提高出孔率与微针孔洞容积，有效增加体液采集量从而提高检测准确性。
[0020]本专利技术提供的所述3D打印中空微针阵列树脂贴片基于3D打印技术，可根据现有针型传感器的直径与高度，以及角质层与痛觉神经深度来确定基本参数，进而实现中空微针结合针型传感器结构的定制化，使中空微针结合针型传感器结构符合微创无痛的要求。
[0021]本专利技术提供了所述3D打印中空微针阵列树脂贴片的制备方法，本专利技术采用3D打印技术，可根据葡萄糖传感器的长度和大小，通过3Dmax软件对中空微针阵列树脂贴片的基本参数进行调节，设计符合葡萄糖传感器尺寸的不同孔径、高度和针型的微针阵列树脂贴片，从而与商用的葡萄糖针型传感器适配，形成可与葡萄糖针型传感器相结合的中空微针阵列树脂贴片。
[0022]将本专利技术所述中空微针阵列树脂贴片与商用动态血糖仪的针型传感器结合，替换原有针型传感器的一次性引导针，穿透角质层而不触及痛觉神经，克服传统的疼痛和安全问题。由于微针阵列树脂贴片为中空结构，可结合不同针型传感器进行检测，为微针深入皮下进行生物标志物检测提供可行性，而且可发挥多次引导的作用，并可实现持续使用，符合
绿色环保理念。
[0023]本专利技术利用模拟体液进行体外血糖监测模拟实验，证明了中空微针阵列树脂贴片与针型传感器结合用于血糖监测的可行性，为后续实现实时检测血糖打下坚实的基础，有望集成乙醇、胆固醇等其他传感器于该微针阵列树脂贴片，传输动态信号于智能设备，以此实现智慧医疗。
附图说明
[0024]图1为本专利技术3D打印中空微针阵列树脂贴片的结构示意图；
[0025]图2为以实施例5为基准进行的不同针高与孔径伸缩变换的对比图；
[0026]图3为微针阵列树脂贴片与动态血糖仪针型传感器组合测定人工脑脊液中血糖浓度的实物图；
[0027]图4为动态血糖仪单独测定以及中空微针阵列树脂贴片与动态血糖仪联用测定实时监测人体血糖水平的流程以及结果对比图。
具体实施方式
[0028]如图1所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印中空微针阵列树脂贴片，其特征在于，包括若干个结构单元体；所述若干个结构单元体呈方阵排列；所述结构单元体包括圆锥形中空侧面开孔针尖(1)、矩形开孔底座(2)和矩形空腔支架(3)；所述圆锥形中空侧面开孔针尖(1)、矩形开孔底座(2)和所述矩形空腔支架(3)构成中空微针排列单元；每个所述中空微针排列单元包括一个圆锥形中空侧面开孔针尖、一个矩形开孔底座和一个矩形空腔支架；所述圆锥形中空侧面开孔针尖(1)和矩形开孔底座(2)在矩形空腔支架(3)的一侧对齐排列；相邻的四个中空微针排列单元所界定的区域为一个结构单元体，一个结构单元体中的矩形空腔支架(3)呈“井”字排列。2.根据权利要求1所述的3D打印中空微针阵列树脂贴片，其特征在于，所述圆锥形中空侧面开孔针尖(1)的高度为针尖高度h1，侧面开孔的直径为针孔直径d1，针尖底部外侧直径为微针底面直径d2，圆锥形中空部分的底面直径为镂空圆锥底面直径d3；所述矩形开孔底座(2)的开孔直径与镂空圆锥底面直径d3相同，所述矩形开孔底座(2)的高度为底座高度h2；所述矩形空腔支架(3)的高度为支架高度h3。3.根据权利要求1所述的3D打印中空微针阵列树脂贴片，其特征在于，所述针尖高度h1＝1.125～3.375mm，所述针孔直径d1＝0.385～0.641mm，所述微针底面直径d2＝2.4mm，所述镂空圆锥底面直径d3＝1.38mm；所述底座高度h2＝0.5mm；所述支架高度h3＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾振，尚玉杰，曹弘妹，彭心怡，蒲湘湘，周玉尧，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：