一种具有剂量传感的电化学驱动给药装置

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:17
文章英文标题
An electrochemically actuated drug delivery device with dosage sensing
正文
很少有作为给药装置的传统微机电系统有原位剂量监测传感器,从而导致释放剂量不准确,从而导致药物效应低效或过量产生副作用。在本工作中,我们将一种低成本的压阻式传感器与一种电化学驱动的给药装置集成在一起,并研究了其剂量监测性能。与传统的基于将导电粒子混合到液体聚合物中的传感器制备不同,我们提出的传感器是由嵌入在聚二甲基硅氧烷( PDMS )膜中的固化碳墨膜构建而成的,可以在规范因子和最大可实现位移之间取得最佳折衷。一个电解反应诱导执行腔内的电解-气泡随压力的增加而产生,从而引起PDMS密封膜的位移。这就提供了传递药物溶液的驱动力。通过嵌入式压阻式传感器的一个电阻变化来量化决定药液泵送体积的PDMS膜的位移。我们报告了一个高达7μl的单次泵浦量,由电阻变化率( ΔR / R )监测,范围为2 % ~ 12 %,剂量传感精度为±6.5 %。
文章内容(英文)
Very few conventional micro-electro-mechanical systems as drug delivery devices have in-situ dosage monitoring sensors, this thus brings inaccurate released dose, which results in either inefficient pharmaceutical effects or over-dose induced side effects. In this work, we integrate a low-cost piezoresistive sensor with an electrochemically actuated drug delivery device, and investigate its dosage monitoring performance. Different from the conventional sensor fabrication based on mixing conductive particles into liquid polymer, our proposed sensor is constructed from solidified carbon ink film embedded in a polydimethylsiloxane (PDMS) membrane, which can obtain an optimum tradeoff between the gauge factor and maximum achievable displacement. An electrolytic reaction induces the electrolysis-bubble in the actuator chamber with an increase in pressure, which causes displacement of the PDMS sealing membrane. This provides the actuation force to deliver the drug solution. The displacement of the PDMS membrane that determines the pumped volume of the drug solution is quantified through a resistance change of the embedded piezoresistive sensor. We report a single pumping volume of up to 7 μl, which is monitored by the resistance change ratio (ΔR/R), ranging from 2% to 12% with a dosage sensing accuracy of ±6.5%.
来源出处
Journal|[J]Smart Materials and StructuresVolume 30, Issue 5. 2021.
DOI
https://doi.org/10.1088/1361-665X/ABEE34

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