JP2013539669A - Microdevices for biomedical applications and uses thereof - Google Patents

Microdevices for biomedical applications and uses thereof Download PDF

Info

Publication number
JP2013539669A
JP2013539669A JP2013529116A JP2013529116A JP2013539669A JP 2013539669 A JP2013539669 A JP 2013539669A JP 2013529116 A JP2013529116 A JP 2013529116A JP 2013529116 A JP2013529116 A JP 2013529116A JP 2013539669 A JP2013539669 A JP 2013539669A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
micro
microdevice
properties
function
mechanical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013529116A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013539669A5 (en
JP5917522B2 (en
Inventor
ユ、クリス、チャン
ユ、ヘ
Original Assignee
チャング ヘ バイオ−メディカル サイエンス(ヤンジョウ)カンパニー リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by チャング ヘ バイオ−メディカル サイエンス(ヤンジョウ)カンパニー リミテッド filed Critical チャング ヘ バイオ−メディカル サイエンス(ヤンジョウ)カンパニー リミテッド
Publication of JP2013539669A publication Critical patent/JP2013539669A/en
Publication of JP2013539669A5 publication Critical patent/JP2013539669A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5917522B2 publication Critical patent/JP5917522B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0063Preparation for luminescence or biological staining characterised by a special physical or galenical form, e.g. emulsions, microspheres
    • A61K49/0069Preparation for luminescence or biological staining characterised by a special physical or galenical form, e.g. emulsions, microspheres the agent being in a particular physical galenical form
    • A61K49/0089Particulate, powder, adsorbate, bead, sphere
    • A61K49/0091Microparticle, microcapsule, microbubble, microsphere, microbead, i.e. having a size or diameter higher or equal to 1 micrometer
    • A61K49/0093Nanoparticle, nanocapsule, nanobubble, nanosphere, nanobead, i.e. having a size or diameter smaller than 1 micrometer, e.g. polymeric nanoparticle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/02Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems containing distinct electrical or optical devices of particular relevance for their function, e.g. microelectro-mechanical systems [MEMS]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/574Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00584Control arrangements for automatic analysers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32Surgical cutting instruments
    • A61B17/3205Excision instruments
    • A61B17/3207Atherectomy devices working by cutting or abrading; Similar devices specially adapted for non-vascular obstructions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32Surgical cutting instruments
    • A61B17/3205Excision instruments
    • A61B17/3207Atherectomy devices working by cutting or abrading; Similar devices specially adapted for non-vascular obstructions
    • A61B17/320758Atherectomy devices working by cutting or abrading; Similar devices specially adapted for non-vascular obstructions with a rotating cutting instrument, e.g. motor driven
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/34Trocars; Puncturing needles
    • A61B17/3478Endoscopic needles, e.g. for infusion
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022Sensing or detecting at the treatment site
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022Sensing or detecting at the treatment site
    • A61B2017/00084Temperature
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/00234Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
    • A61B2017/00345Micromachines, nanomachines, microsystems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/064Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/028Microscale sensors, e.g. electromechanical sensors [MEMS]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A61M37/0015Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Oncology (AREA)

Abstract

本発明は、生物学的用途のためのマイクロデバイスとそれを使用する方法を提供するものであり、各マイクロデバイスは外膜及び特性を含み、大きさが約1オングストローム〜5ミリメートルである。
【選択図】図3
The present invention provides microdevices for biological applications and methods of using the same, each microdevice including an outer membrane and properties, and having a size of about 1 angstrom to 5 millimeters.
[Selection] Figure 3

Description

過去10〜20年間、医学及び生物学、特にゲノミクスの領域で顕著な進展がある一方、癌などの疾患の予防及び診療を含む近代医学への従来の取り組みは、基本的には変わっていない状態であり、依然として巨視的な方法に焦点が主に向けられている。たとえば、現在の疾患診断技術は、体温、血圧、走査像、体内の化学成分の測定レベルなどの巨視的なデータ及び情報を使用している。リアルタイムで信頼性があり、正確かつ迅速で費用効率的なさまざまな疾患の診断に対する新たに出現したDNA検査の有効性でさえ確立していない。癌及び心疾患を含む疾病率及び死亡率が高い多くの疾患は、早期かつ正確に診断することがきわめて困難である。さらに、既存の診断技術のほとんどは侵襲的である。   While significant progress has been made in the area of medicine and biology, especially genomics, over the past 10-20 years, traditional approaches to modern medicine, including prevention and treatment of diseases such as cancer, have remained essentially unchanged. Still, the focus is still mainly on macroscopic methods. For example, current disease diagnostic techniques use macroscopic data and information such as body temperature, blood pressure, scanned images, and measurement levels of chemical components in the body. Even the effectiveness of newly emerging DNA tests for the diagnosis of various diseases that are real-time, reliable, accurate, fast and cost-effective has not been established. Many diseases with high morbidity and mortality, including cancer and heart disease, are extremely difficult to diagnose early and accurately. In addition, most existing diagnostic techniques are invasive.

疾病治療に関しては、状況はさらに悪い。これまで、多くの手術は依然として侵襲性が高く、費用が高く、合併症のリスクを伴い、長い回復時間を必要とする。いくつかの治療は、健康な細胞または組織を破壊さえもしてしまう。その一例は、放射線を使用する癌治療であり、癌細胞のみならず、正常かつ健康な細胞も破壊する。別の例は、血液関連疾患治療であり、侵襲的で危険性があり(たとえば開心術)、きわめて費用がかかり、多くの場合、術後の患者は正常な活動的な生活に戻ることができない。   The situation is worse when it comes to disease treatment. To date, many operations are still invasive, expensive, risk of complications, and require long recovery times. Some treatments even destroy healthy cells or tissues. One example is cancer treatment using radiation, which destroys not only cancer cells but also normal and healthy cells. Another example is blood related disease treatment, which is invasive and risky (eg open heart surgery), very expensive, and in many cases post-operative patients cannot return to normal active life .

この問題を防ぐ観点からは、健康的な食生活を送り、定期的に運動をする一般的なガイドラインの他には、癌などの多くの疾患の原因が現時点では未だに知られていない。このように疾患に関する知識の不足が直接、予防薬の開発の不足へと導く。   From the standpoint of preventing this problem, the causes of many diseases such as cancer are not yet known, other than the general guidelines for a healthy diet and regular exercise. This lack of knowledge about the disease directly leads to a lack of development of preventive drugs.

近代医療の予防、診断及び治療の上記の問題のほとんどは、たとえば、微視的レベル(細胞生物学レベル)で病理学の理解が不足し、効果的な薬剤の送達及び効率的な反応機序が欠落し、微視的レベル及び予防機序ならびに予防的アプローチでの非侵襲的監視が十分でなく、非侵襲的で効果的な疾患標的治療の方法及び技術がないことが原因であることが多い。   Most of the above problems of prevention, diagnosis and treatment of modern medicine are, for example, lack of understanding of pathology at the microscopic level (cell biology level), effective drug delivery and efficient reaction mechanisms The lack of non-invasive and effective disease-targeted treatment methods and techniques, and lack of microscopic levels and preventive mechanisms and non-invasive monitoring with preventive approaches Many.

近年、生物学的用途、ほとんどがin vitro(体外)での使用のためのナノ技術を使用する領域に労力が注ぎ込まれている。このin vitroでの取り組みによって、その分野でわずかに発展している。Pantelらは、in vitroで血液及び骨髄の癌細胞を検出するための微小電気機械(MEMS)センサを使用することを検討した(非特許文献1)。Wozniak及びChenは、試料細胞で発生する力を測定するためのレーザーピンセット及びマイクロ注射針を使用した(非特許文献2)。Kubenaらは、特許文献1に生物学的薬剤を検出するためのMEMSの展開に関して記載し、Weissmanらは、特許文献2に生体物質の付着物を検出するためのMEMSセンサの利用に関して記載している。   In recent years, efforts have been put into the area of using nanotechnology for biological applications, mostly in vitro use. This in vitro effort has led to a slight development in the field. Pantel et al. Examined the use of microelectromechanical (MEMS) sensors to detect blood and bone marrow cancer cells in vitro (Non-Patent Document 1). Wozniak and Chen used laser tweezers and a micro needle to measure the force generated in the sample cells (Non-Patent Document 2). Kubena et al. Describes the development of MEMS for detecting biological agents in US Pat. No. 6,057,059, and Weissman et al. Describe the use of MEMS sensors for detecting biomaterial deposits in US Pat. Yes.

上記の制約のため、基本的なレベルでは、in vivoでの標的治療における微視的レベルでの検知、癌予防、早期検出及び正常な組織ならび器官の損傷を最小限にする非侵襲的治療を含む近代医療が直面する多くの問題が、依然として解決していない。しかしこれまでは、刊行物のほとんどは、in vitroでの検知のための例外に限定され、構成が比較的単純なシステムと機能が限られることの多い大規模なシステムとを使用している。高度な生物医学的用途、特にin vivo(体内)かつ微視的レベルでの用途のための高集積多機能マイクロデバイス(5ミリメートル以下)が報告されていない。   Because of the above constraints, at the basic level, non-invasive treatment that minimizes microscopic detection, cancer prevention, early detection and normal tissue and organ damage in targeted treatment in vivo. Many of the problems faced by modern medicine, including those that remain unresolved. To date, however, most publications are limited to exceptions for in vitro detection, using systems that are relatively simple in construction and large systems that often have limited functionality. Highly integrated multifunctional microdevices (below 5 millimeters) have not been reported for advanced biomedical applications, particularly in vivo and at the microscopic level.

米国特許第6922118号US Pat. No. 6,922,118 米国特許第6330885号US6330885

Klaus Pantelら、Nature Reviews、2008年8月、329Klaus Pantel et al., Nature Reviews, August 2008, 329 M.A.Wozniakら、Nature Reviews、2009年10月、34M.M. A. Wozniak et al., Nature Reviews, October 2009, 34

一般に本発明は、微視的レベルで疾患の予防、診断または治療を実施するための新規のマイクロデバイス及びその使用に関し、微視的レベルで機能性を統合することによって達成したさまざまな新規機能を使用し、集積回路製造技術などの技術水準のマイクロデバイス製造技術を使用する。他の製造技術は、機械的、化学的、化学機械的、電子化学機械的、電子生化学機械的、生化学的、生化学機械的、光学的、光学電気的、光学電子機械的、熱化学的、熱機械的、熱化学機械的な回路及び集積回路ならびに半導体の製造技術及び生産方法を好適に含んでもよいが、これに限定されない。   In general, the present invention relates to a novel microdevice and its use for performing disease prevention, diagnosis or treatment at the microscopic level, and various novel functions achieved by integrating functionality at the microscopic level. And use micro device manufacturing technology of the state of the art such as integrated circuit manufacturing technology. Other manufacturing technologies include mechanical, chemical, chemical mechanical, electrochemical mechanical, electronic biochemical mechanical, biochemical, biochemical mechanical, optical, optoelectrical, optoelectromechanical, thermochemical The present invention may suitably include, but is not limited to, mechanical, thermomechanical, thermochemical mechanical circuits and integrated circuits, and semiconductor manufacturing techniques and production methods.

1種類の用途では、マイクロデバイスは複数の構成要素を含み、各構成要素は通常、生物学的亜細胞の単位の大きさから典型的な生物学的完全細胞の大きさ(すなわち1ミクロンから数百ミクロン)に微小化されている。さまざまの機能の複数の構成要素は、単一のマイクロデバイスに集積して、さまざまな機能、たとえば疾患検出、疾患治療及び洗浄を通常微視的レベルで実施することができる。   In one type of application, the microdevice includes a plurality of components, each component typically ranging from a biological subcell unit size to a typical biological complete cell size (ie, 1 micron to several microns). 100 micron). Multiple components of various functions can be integrated into a single microdevice to perform various functions, such as disease detection, disease treatment and washing, usually at a microscopic level.

意図される用途に応じて、本発明のマイクロデバイスまたは本発明に使用されるマイクロデバイスは、大きさを1オングストロームから5ミリメートルにすることができる。マイクロデバイスの機能性は、検知、検出、測定、診断、監視、解析、薬剤送達、選択吸収、選択吸着、予防手順及び外科的介入の実施またはその組み合わせを含む。   Depending on the intended application, the microdevice of the present invention or the microdevice used in the present invention can be sized from 1 angstrom to 5 millimeters. Microdevice functionality includes sensing, detecting, measuring, diagnosing, monitoring, analyzing, drug delivery, selective absorption, selective adsorption, preventive procedures and performing surgical interventions or combinations thereof.

一態様では、本発明は、医学的用途または生命生体系での用途のためのマイクロデバイスを提供する。   In one aspect, the present invention provides a microdevice for use in medical applications or living biological systems.

いくつかの実施形態では、各デバイスは、外膜と、マイクロ機械特性、マイクロ化学特性、マイクロ化学機械特性、マイクロ光学特性、マイクロ音響特性、マイクロ生物学特性、マイクロ生化学特性、マイクロ生化学機械特性、マイクロ電子生化学機械特性、マイクロ電子化学機械特性、マイクロ電子機械特性、マイクロ電磁機械特性、マイクロ音響機械特性及びマイクロ超伝導機械特性から成る群から選択される特性とを含み、マイクロデバイスは、大きさが約1オングストロームから約5ミリメートルである。たとえば、マイクロ機械特性を備えるマイクロデバイスは、機械デバイスとも呼ぶことができ、一般に、この機械特性によってマイクロデバイスが意図する機能を実行することを意味する。
これらの実施形態のいくつかの例では、マイクロデバイスは、マイクロ機械特性、マイクロ化学特性、マイクロ化学機械特性、マイクロ光学特性、マイクロ音響特性、マイクロ生物学特性、マイクロ電子機械特性、マイクロ電磁機械特性、マイクロ音響機械特性及びマイクロ超伝導機械特性から成る群から選択される2つの特性を含む。他のいくつかの例では、マイクロデバイスは、荷電表面、化学電位、幾何学的整合性、電磁気、電子化学的電位に関連する引力から成る群から選択される特性をさらに含んでもよい。1または複数の他の特性によって、標的とする生体臓器または細胞構造の表面にマイクロデバイスを吸着させてもよい。
In some embodiments, each device comprises an outer membrane, micromechanical properties, microchemical properties, microchemical mechanical properties, micro optical properties, microacoustic properties, microbiological properties, microbiochemical properties, microbiochemical machinery A microdevice comprising: a property selected from the group consisting of a property, a microelectronic biochemical mechanical property, a microelectrochemical mechanical property, a microelectromechanical property, a microelectromechanical property, a microacoustic mechanical property, and a microsuperconducting mechanical property. The size is about 1 angstrom to about 5 millimeters. For example, a microdevice with micromechanical properties can also be referred to as a mechanical device, which generally means that the mechanical properties perform the intended function of the microdevice.
In some examples of these embodiments, the microdevice is a micromechanical property, a microchemical property, a microchemical property, a micro-optical property, a microacoustic property, a microbiological property, a microelectromechanical property, a microelectromechanical property. , Including two properties selected from the group consisting of microacoustic mechanical properties and micro superconducting mechanical properties. In some other examples, the microdevice may further include a property selected from the group consisting of an attractive force related to a charged surface, chemical potential, geometric integrity, electromagnetic, and electrochemical potential. Depending on one or more other properties, the microdevice may be adsorbed to the surface of the target biological organ or cell structure.

いくつかの実施形態では、マイクロデバイスは正常細胞と癌細胞の鑑別が可能であってもよい。たとえば、生化学特性、物理特性、電気特性、電磁特性、生化学特性、機械特性、音響特性、熱特性、光学特性を含むが、これらに限定されない細胞の微視的特性を測定することによって、この機能を実行してもよい。   In some embodiments, the microdevice may be able to differentiate between normal cells and cancer cells. For example, by measuring the microscopic characteristics of cells including but not limited to biochemical properties, physical properties, electrical properties, electromagnetic properties, biochemical properties, mechanical properties, acoustic properties, thermal properties, optical properties, This function may be performed.

いくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、(たとえば、検出プローブを有するために)器官構造及び細胞構造の微視的特性を測定し、微視的レベルで器官及び細胞構造を診断して、(たとえば、送達能力を有するマイクロインジェクタまたはマイクロコンテナを有するために)微視的レベルで所望の化学物質を器官構造及び細胞構造に送達し、微視的レベルで所望の薬剤を器官構造及び細胞構造に送達し、微視的レベルで選択された器官構造及び細胞構造を操作することが可能であってもよい。マイクロデバイスは、非侵襲的方法またはリアルタイムで意図する機能を実行してもよい。   In some embodiments, the microdevice measures microscopic characteristics of the organ structure and cell structure (eg, to have a detection probe), diagnoses the organ and cell structure at the microscopic level, ( Deliver the desired chemicals to the organ structure and cell structure at the microscopic level (for example, to have a microinjector or microcontainer with delivery capabilities) and the desired drug into the organ structure and cell structure at the microscopic level It may be possible to deliver and manipulate selected organ and cell structures at the microscopic level. The microdevice may perform the intended function in a non-invasive manner or in real time.

いくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、表面電荷、静止電位、電子化学的電位、電位、表面湿潤性、接触角、密着率、温度、密度、摩擦力、硬度、表面張力、微量化学物質濃度、疎水度、親水度、pH、液体流量、圧力、光学特性、吸収、吸着及び組成から成る群から選択される少なくとも1つの特性を測定することが可能であってもよい。   In some embodiments, the microdevice has a surface charge, static potential, electrochemical potential, potential, surface wettability, contact angle, adhesion rate, temperature, density, friction force, hardness, surface tension, trace chemical concentration. It may be possible to measure at least one property selected from the group consisting of: hydrophobicity, hydrophilicity, pH, liquid flow rate, pressure, optical properties, absorption, adsorption and composition.

本発明のマイクロデバイスは、GPS、信号送信器、信号受信器、マイクロモータ、マイクロプロペラまたは高周波(RF)通信チップを含んでもよい。このため、マイクロデバイスは、局所位置決め、位置同定、位置情報通信及び位置調整が可能であってもよい。   The microdevice of the present invention may include a GPS, a signal transmitter, a signal receiver, a micromotor, a micropropeller, or a radio frequency (RF) communication chip. For this reason, the microdevice may be capable of local positioning, position identification, position information communication, and position adjustment.

他のいくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、化学送達機能、制御化学送達機能、機械的動作、制御機械的動作、選択吸収、選択吸着、微視的レベルでの検出、電子機械的時限動作、制御電子機械的動作、制御電子化学機械的動作、制御電子生物学的動作、制御電子化学生物学的動作、制御電子化学生物学的動作、制御電子化学生物機械的動作、検出された信号によって開始される動作、外部命令によって開始される動作から成る群から選択される機能をさらに含んでもよい。このような機能は、マイクロデバイスまたはマイクロデバイスの特定のサブユニットが有する特性の結果であってもよい。   In some other embodiments, the microdevice is a chemical delivery function, a controlled chemical delivery function, mechanical action, controlled mechanical action, selective absorption, selective adsorption, detection at the microscopic level, electromechanical timed action Control electro-mechanical operation, control electro-chemical mechanical operation, control electro-biological operation, control electro-chemical biological operation, control electro-chemical biological operation, control electro-chemical bio-mechanical operation, by detected signal It may further include a function selected from the group consisting of operations initiated, operations initiated by external instructions. Such a function may be a result of the properties possessed by the microdevice or a particular subunit of the microdevice.

他のいくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、有機構造に対する化学送達、機械力動作、電荷注入、発光、電圧印加、冷却及び加熱から成る群から選択される動作のために予めプログラミングされた開始機能を有してもよい。そのような機能は、メモリ機能及び論理機能を有するオンチップデバイスにプログラミングして開始してもよく、たとえば、検知信号または応答が既定値に達した場合に、動作または一連の動作が開始され、実行される。場合によっては、開始機能は、デバイスによって検出される電荷、静止電位、電位、電子化学的電位、表層流、バルク電流、表面湿潤性、密着性、疎水度、親水度、流動性、電場、磁場、音場、温度、光波長ならびに/または光度、摩擦力及び摩擦係数、硬度、圧力及び外部信号から成る群から選択されるパラメータの群から用いることによって達成してもよい。   In some other embodiments, the microdevice is pre-programmed for operation selected from the group consisting of chemical delivery to organic structures, mechanical force operation, charge injection, light emission, voltage application, cooling and heating. It may have a function. Such a function may be initiated by programming an on-chip device having memory and logic functions, e.g., an operation or series of operations is initiated when a sensing signal or response reaches a predetermined value, Executed. In some cases, the initiating function is the charge detected by the device, resting potential, potential, electrochemical potential, surface current, bulk current, surface wettability, adhesion, hydrophobicity, hydrophilicity, fluidity, electric field, magnetic field May be achieved by using from a group of parameters selected from the group consisting of: sound field, temperature, light wavelength and / or light intensity, friction force and coefficient of friction, hardness, pressure and external signal.

いくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、対象とするpH範囲(たとえば、6〜8または6.8〜7.4)での溶解能力を30秒から3日間有する。それは、マイクロデバイスがその期間に、対象とするpH領域で溶解してもよいことを意味する。   In some embodiments, the microdevice has a dissolution capacity in the intended pH range (eg, 6-8 or 6.8-7.4) for 30 seconds to 3 days. That means that the microdevice may dissolve in that pH region during that period.

いくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、有機的組織に比較的適合するポリマー、有機材料及び無機材料から成る群から選択される材料を含む。「比較的適合する」という表現は、材料が一般に、哺乳動物の身体に生物学的に適合し、感染、障害、不快及び他の悪影響(免疫原性作用など)を引き起こさないことを意味する。マイクロデバイスは、生体材料を使用するか、もしくは、別の材料と組み合わせた生体材料を使用して製造することができ、あるいは、生体材料と接続させるか、もしくは、コーティングすることができる。生体材料は、天然由来の材料、合成材料または天然由来の材料(自家移植片、異系移植片または異種移植片を含む)と合成材料との複合材料を含むことができる。そのような材料の例は、シリコン、二酸化ケイ素、ポリシリコン、窒化シリコン、酸窒化ケイ素、酸化炭素及び窒化炭素、ICデバイスパッケージ化に使用されるポリマー(不活性のため適合可能と予測される)、脂質、ペプチド、ヒドロキシアパタイト(HA)、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アンモニウム、ケイ酸塩及びオウムガイシェルを含むが、これに限定されない。   In some embodiments, the microdevice comprises a material selected from the group consisting of polymers, organic materials, and inorganic materials that are relatively compatible with organic tissue. The expression “relatively compatible” means that the material is generally biologically compatible with the mammalian body and does not cause infection, disability, discomfort and other adverse effects (such as immunogenic effects). The microdevice can be manufactured using a biomaterial or using a biomaterial in combination with another material, or can be connected to or coated with a biomaterial. Biomaterials can include naturally occurring materials, synthetic materials or composite materials of naturally occurring materials (including autografts, xenografts or xenografts) and synthetic materials. Examples of such materials are silicon, silicon dioxide, polysilicon, silicon nitride, silicon oxynitride, carbon oxide and carbon nitride, polymers used for IC device packaging (predicted to be compatible due to inertness) , Lipids, peptides, hydroxyapatite (HA), calcium phosphate, calcium carbonate, magnesium phosphate, ammonium phosphate, silicates and nautilus shells.

いくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、約1オングストロームから約100ミリメートル(たとえば、細胞構造、DNAまたは細菌関連用途のため、ヒト細胞の試験及び解析のため)、約1オングストロームから約100ミクロン(たとえば、選択的付着用途のため)、約0.01ミクロンから約5ミリメートル、約10ミクロンから約2ミリメートルまたは約100ミクロンから約1.5のミリメートルの大きさにすることができる。   In some embodiments, the microdevice is from about 1 angstrom to about 100 millimeters (eg, for cell structure, DNA or bacteria related applications, for testing and analysis of human cells), from about 1 angstrom to about 100 microns ( For example, for selective deposition applications), it can be sized from about 0.01 microns to about 5 millimeters, from about 10 microns to about 2 millimeters, or from about 100 microns to about 1.5 millimeters.

いくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、1または複数の機能性を備える1つのユニットに複数のサブデバイスが集積した1つの材料を含む。好適な材料の例は、有機ポリマー、有機物質、生体物質、生化学物質、無機導体、無機半導体、無機絶縁体及びセラミックを含むが、これに限定されない。好適な生体物質の例は、人工生体物質、自然生体物質、培養生体物質及び自然生体物質と人工生体物質との組み合わせを含むが、これに限定されない。   In some embodiments, the microdevice includes one material in which a plurality of subdevices are integrated in one unit with one or more functionalities. Examples of suitable materials include, but are not limited to, organic polymers, organic materials, biological materials, biochemical materials, inorganic conductors, inorganic semiconductors, inorganic insulators, and ceramics. Examples of suitable biological materials include, but are not limited to, artificial biological materials, natural biological materials, cultured biological materials, and combinations of natural biological materials and artificial biological materials.

いくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、検知機能、検出機能、測定機能、計算機能、解析機能、診断機能、論理処理(意思決定)機能、送信機能及び手術機能または外科的機能から成る群から選択される少なくとも1つの機能を含む集積化マイクロデバイスである。   In some embodiments, the microdevice is from the group consisting of sensing functions, detection functions, measurement functions, calculation functions, analysis functions, diagnostic functions, logical processing (decision making) functions, transmission functions and surgical functions or surgical functions. An integrated microdevice that includes at least one selected function.

他のいくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、電圧比較器、4点プローブ、計算機、論理回路、メモリユニット、マイクロカッター、マイクロハンマー、マイクロシールド、マイクロダイ、マイクロピン、マイクロナイフ、マイクロニードル、マイクロスレッドホルダ、マイクロピンセット、マイクロ光吸収体、マイクロミラー、マイクロホイラー、マイクロフィルタ、マイクロチョッパ、マイクロシュレッダ、マイクロポンプ、マイクロ吸収体、マイクロ信号検出器、マイクロドリル、マイクロ吸盤、マイクロテスター、マイクロコンテナ、マイクロプーラー、信号送信器、信号発生器、摩擦力センサ、電荷センサ、温度センサ、硬度検出器、音波発生器、光波発生器、熱発生器、マイクロ冷蔵器及び電荷発生器から成る群から選択されるハードウエアをさらに含む。
これらの用語は当該技術分野で周知であり、一般定義を本発明に適用する。たとえば、フィルタは、大きさによってさまざまな構成要素を分離できるマイクロデバイス(またはサブマイクロデバイス)であってよく、クリーナは、意図する表面を洗浄し、研磨し、摩擦し、磨くことができるマイクロデバイスであってよく、ポンプは、ある位置から別の位置に意図する物体を輸送できるマイクロデバイスであってよく、シュレッダは、大きい物体をさらに小さい破片にすることができるブレードと鋭い刃とを備えるマイクロデバイスであってよい。さらにいくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、クリーナ、フィルタ、シュレッダ、インジェクタ及びポンプを含み、クリーナ、フィルタ、シュレッダ及びインジェクタ、研磨パッドを備える研磨ユニットを含み、あるいは、センサ、試料採取のためのマイクロチップ、採取試料を試験するためのマイクロアレイ、データ解析ユニット及び信号送信器を含む。
In some other embodiments, the microdevice is a voltage comparator, 4-point probe, calculator, logic circuit, memory unit, microcutter, microhammer, microshield, microdie, micropin, microknife, microneedle, Micro thread holder, micro tweezers, micro light absorber, micro mirror, micro wheeler, micro filter, micro chopper, micro shredder, micro pump, micro absorber, micro signal detector, micro drill, micro sucker, micro tester, micro container , Micro puller, signal transmitter, signal generator, friction force sensor, charge sensor, temperature sensor, hardness detector, sonic generator, light wave generator, heat generator, micro refrigerator and charge generator Further comprising a hardware that is.
These terms are well known in the art and general definitions apply to the present invention. For example, a filter can be a microdevice (or sub-microdevice) that can separate various components by size, and a cleaner can clean, polish, rub, and polish the intended surface. The pump may be a micro device that can transport an intended object from one position to another, and the shredder is a micro device that has a blade and a sharp blade that can make a large object into smaller pieces. It can be a device. Further, in some embodiments, the microdevice includes a cleaner, a filter, a shredder, an injector and a pump, and includes a polishing unit comprising a cleaner, a filter, a shredder and an injector, a polishing pad, or a sensor, for sampling Includes microchip, microarray for testing collected samples, data analysis unit and signal transmitter.

いくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、疾患の早期検出及び予防のために生命生体系を連続走査し、解析するためのマイクロテスターとして機能することができる。   In some embodiments, the microdevice can function as a microtester for continuous scanning and analysis of living biological systems for early detection and prevention of disease.

あるいは、マイクロデバイスは、生物系外のin vitro用途のためであってよく、外膜と、マイクロ機械特性、マイクロ化学特性、マイクロ化学機械特性、マイクロ光学特性、マイクロ音響特性、マイクロ生物学特性、マイクロ電子機械特性、マイクロ電磁機械特性、マイクロ音響機械特性及びマイクロ超伝導機械特性から成る群から選択される1または複数の特性とを含み、大きさが約1オングストロームから約5ミリメートルである。   Alternatively, the microdevice may be for in vitro applications outside of biological systems, such as outer membranes and micromechanical properties, microchemical properties, microchemical mechanical properties, microoptical properties, microacoustic properties, microbiological properties, It includes one or more properties selected from the group consisting of microelectromechanical properties, microelectromechanical properties, microacoustic mechanical properties, and microsuperconducting mechanical properties, and has a size of about 1 angstrom to about 5 millimeters.

また、マイクロデバイスは、動脈洗浄ならびにin vivoでの早期癌検出検査及び予防などの医学的用途に使用することができる。   The microdevice can also be used for medical applications such as arterial lavage and in vivo early cancer detection testing and prevention.

従って、本発明は、生体物質を洗浄するために本発明のマイクロデバイスを使用する方法も提供する。各方法は、マイクロデバイスを生体物質と接触させるステップを使用することを含み、マイクロデバイスは、外膜と、マイクロ機械特性、マイクロ化学特性、マイクロ化学機械特性、マイクロ光学特性、マイクロ音響特性、マイクロ生物学特性、マイクロ生化学特性、マイクロ生化学機械特性、マイクロ電子生化学機械特性、マイクロ電子化学機械特性、マイクロ電子機械特性、マイクロ電磁機械特性、マイクロ音響機械特性及びマイクロ超伝導機械特性から成る群から選択される特性とを含み、マイクロデバイスは、大きさが約1オングストロームから約5ミリメートルである。洗浄される生体物質の例は、哺乳動物の静脈または動脈を含むが、これに限定されない。この洗浄は、たとえば、機械研磨、機械摩擦、化学機械研磨、化学溶解、化学的パッシベーション、化学的処理、生物学的処理、化学溶解による研磨、レーザー切断またはその組み合わせによって実施することができる。   Accordingly, the present invention also provides a method of using the microdevice of the present invention to wash biological material. Each method includes using the step of contacting the microdevice with a biological material, the microdevice comprising an outer membrane, a micromechanical property, a microchemical property, a microchemical property, a micro optical property, a micro acoustic property, a micro Biological characteristics, micro biochemical characteristics, micro biochemical mechanical characteristics, microelectronic biochemical mechanical characteristics, microelectrochemical mechanical characteristics, microelectromechanical characteristics, microelectromechanical characteristics, microacoustic mechanical characteristics, and microsuperconducting mechanical characteristics The microdevice is about 1 angstrom to about 5 millimeters in size, including characteristics selected from the group. Examples of biological material to be washed include, but are not limited to, mammalian veins or arteries. This cleaning can be performed, for example, by mechanical polishing, mechanical friction, chemical mechanical polishing, chemical dissolution, chemical passivation, chemical treatment, biological treatment, polishing by chemical dissolution, laser cutting or a combination thereof.

いくつかの実施形態では、請求項38の方法は、生体物質の一般領域にマイクロデバイスを送達するステップと、任意に、局部温度、局所圧力、局部摩擦力、局部表面電荷、局部静止電位、局部電位、局部表面特性、局所組成または局部液体流速を測定するステップと、任意に、洗浄機能を開始するステップと、洗浄を実施するステップと、任意に、マイクロコレクターによる洗浄から破片を収集し、破片を輸送して取り除くステップと、任意に、マイクロフィルタによって破片を収集し、破片を輸送して取り除くステップとを含む。   In some embodiments, the method of claim 38 includes delivering the microdevice to a general area of biological material, and optionally, local temperature, local pressure, local friction force, local surface charge, local static potential, local Measuring the potential, local surface properties, local composition or local liquid flow rate, optionally initiating the cleaning function, performing the cleaning, and optionally collecting and debris from the micro-collector cleaning Transporting and removing, and optionally collecting the debris with a microfilter and transporting and removing the debris.

他のいくつかの実施形態では、その方法は、マイクロデバイスを静脈に送達するステップと、任意に、収集されるデータ、たとえば局部圧力を検出して解析するステップと、任意に、静脈の標的位置に到達した際に洗浄機能を開始するステップと、その標的位置で静脈壁からプラーク及び沈着物を洗浄するステップと、任意に、所望の化学物質を洗浄する閉塞箇所に注入して洗浄されるプラークを軟化させ、プラークの切断によって大きい破片が形成されるのを防ぎ、静脈に発生しうる損傷を最小限にするステップと、任意に、洗浄後または血液ろ過によるろ過後にマイクロデバイスを溶解するステップと、任意に、洗浄中及び洗浄後に血液ろ過によってマイクロデバイス及び破片をろ過するステップと、任意に、マイクロデバイスによって洗浄後処理を実施するステップとをさらに含む。   In some other embodiments, the method includes delivering the microdevice to a vein, optionally detecting and analyzing the collected data, eg, local pressure, and optionally the target location of the vein. Starting the cleaning function when reaching the target, cleaning the plaque and deposits from the vein wall at the target location, and optionally injecting the desired chemical into the occlusion site to be cleaned Softening, preventing the formation of large debris by cutting the plaque, minimizing possible damage to the veins, and optionally dissolving the microdevice after washing or filtration by hemofiltration; Optionally filtering microdevices and debris by hemofiltration during and after washing, and optionally by microdevices Further comprising the step of carrying out the purification workup.

本発明のさらに他の側面は、in vivoで複数の用量の薬剤を標的位置に送達するための方法を提供し、各方法は、標的位置にマイクロデバイスを輸送するステップと、標的位置に第1の薬剤を送達するステップと、初回送達の送達時間から所望の時間間隔で薬剤の第2の用量を標的位置に送達するステップとを含み、マイクロデバイスは、外膜と、マイクロ機械特性、マイクロ化学特性、マイクロ化学機械特性、マイクロ光学特性、マイクロ音響特性、マイクロ生物学特性、マイクロ生化学特性、マイクロ生化学機械特性、マイクロ電子生化学機械特性、マイクロ電子化学機械特性、マイクロ電子機械特性、マイクロ電磁機械特性、マイクロ音響機械特性及びマイクロ超伝導機械特性から成る群から選択される特性とを含み、マイクロデバイスは、大きさが約1オングストロームから約5ミリメートルである。   Yet another aspect of the invention provides a method for delivering multiple doses of an agent to a target location in vivo, each method comprising transporting a microdevice to the target location, and a first to the target location. And delivering a second dose of the drug to the target location at a desired time interval from the delivery time of the initial delivery, the microdevice comprising an outer membrane, micromechanical properties, microchemistry Characteristics, micro chemical mechanical properties, micro optical properties, micro acoustic properties, micro biological properties, micro biochemical properties, micro biochemical mechanical properties, micro electronic biochemical mechanical properties, micro electro chemical mechanical properties, micro electro mechanical properties, micro Including a property selected from the group consisting of an electromagnetic mechanical property, a microacoustic mechanical property, and a micro superconducting mechanical property; Vice is about 5 millimeters to about 1 Å in size.

いくつかの実施形態では、各用量によって別の用量で異なる薬剤を送達する。他のいくつかの実施形態では、薬剤はさまざまな化学物質であり、第1の薬剤の送達によって第2の薬剤との結合選択性が増大する。   In some embodiments, each dose delivers different agents at different doses. In some other embodiments, the drug is a variety of chemicals, and delivery of the first drug increases binding selectivity with the second drug.

あるいは、本発明は、医療目的のためにマイクロデバイスを使用する方法も提供し、マイクロデバイスは、外膜と、マイクロ機械特性、マイクロ化学特性、マイクロ化学機械特性、マイクロ光学特性、マイクロ音響特性、マイクロ生物学特性、マイクロ生化学特性、マイクロ生化学機械特性、マイクロ電子生化学機械特性、マイクロ電子化学機械特性、マイクロ電子機械特性、マイクロ電磁機械特性、マイクロ音響機械特性及びマイクロ超伝導機械特性から成る群から選択される特性とを含み、マイクロデバイスは、大きさが約1オングストロームから約5ミリメートルであり、医療目的は、標的領域の細胞構造またはマイクロ器官レベル(最大約500ミクロン規模)での薬剤送達機能、切断機能、除去機能、研磨機能、輸送機能、接合機能、診断機能、検知機能、選択的保護機能、標的除去機能、測定機能、癌または血液関連疾患の治療機能、医療補助機能から成る群から選択される。   Alternatively, the present invention also provides a method of using a microdevice for medical purposes, the microdevice comprising an outer membrane and micromechanical properties, microchemical properties, microchemical mechanical properties, microoptical properties, microacoustic properties, From microbiological properties, microbiochemical properties, microbiochemical mechanical properties, microelectronic biochemical mechanical properties, microelectrochemical mechanical properties, microelectromechanical properties, microelectromechanical properties, microacoustic mechanical properties, and microsuperconducting mechanical properties The microdevice is from about 1 angstrom to about 5 millimeters in size, and the medical purpose is at the cellular structure or micro-organ level of the target area (up to about 500 micron scale) Drug delivery function, cutting function, removal function, polishing function, transport function, bonding machine , Diagnostics, detection function, selective protection, a target removal function, measurement function, therapeutic function of a cancer or blood-related disease is selected from the group consisting of medical auxiliary function.

いくつかの実施形態では、その方法は、癌治療のためのものであり、薬剤送達機能を備えるマイクロデバイスを癌細胞に選択的に付着させるステップと、マイクロデバイスの注入機能を開始するステップと、癌細胞に薬剤を注入するステップとを含む。あるいは、その方法は、光反射率が高いマイクロデバイスを健康細胞に選択的に付着させるステップと、レーザー処理を実施して不健康細胞を破壊するステップと、レーザーへの曝露による処理で不健康細胞を除去するステップとを含む。   In some embodiments, the method is for cancer treatment, selectively attaching a microdevice comprising a drug delivery function to a cancer cell, and initiating an injection function of the microdevice; Injecting the drug into the cancer cells. Alternatively, the method removes unhealthy cells by selectively attaching microdevices with high light reflectance to healthy cells, performing laser treatment to destroy unhealthy cells, and processing by exposure to laser. Including the step of.

いくつかの実施形態では、これらの方法に使用されるマイクロデバイスは、信号検知ユニット、メモリユニット、論理処理ユニット、信号送信器及びマイクロ手術から成る群から選択される特性を含むことができ、マイクロデバイスは、診断、検知または測定の機能を実行し、その方法は、測定対象部位にマイクロデバイスを送達するステップと、その対象部位で測定を実行するステップと、データをメモリユニットに記録するステップと、任意に、論理処理機能を使用して操作を開始するステップと、任意に、マイクロデバイスを使用して手術を実施するステップと、マイクロデバイスを回収するステップと、記録データを解析するステップとを含む。   In some embodiments, the microdevice used in these methods can include a characteristic selected from the group consisting of a signal sensing unit, a memory unit, a logic processing unit, a signal transmitter, and a microsurgery. The device performs a diagnostic, detection or measurement function, the method comprising: delivering a microdevice to a measurement target site; performing a measurement at the target site; and recording data in a memory unit. Optionally, using a logic processing function to initiate an operation; optionally performing a procedure using the microdevice; recovering the microdevice; and analyzing the recorded data Including.

他のいくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、標的部位を診断、感知または測定する機能を実行でき、マイクロデバイスは、信号検知ユニット、メモリユニット、信号送信器、現場意思決定及びマイクロ手術のための論理ユニットを含み、その方法は、マイクロデバイスを標的部位に送達し、標的部位で診断機能、検知機能または測定機能を実行するステップと、データをメモリユニットに記録するステップと、マイクロデバイスによって記録されたデータを解析するステップと、マイクロデバイスによるデータ解析及び予めプログラミングされた論理判定に基づいてマイクロ操作の過程及び種類を決定するステップと、標的部位でマイクロ操作を実行するステップとを含む。   In some other embodiments, the microdevice can perform the function of diagnosing, sensing or measuring the target site, the microdevice for signal sensing unit, memory unit, signal transmitter, field decision making and microsurgery A logic unit for delivering a microdevice to a target site, performing a diagnostic function, a sensing function or a measurement function at the target site, recording data in a memory unit, and recording by the microdevice Analyzing the processed data, determining the process and type of micro-manipulation based on data analysis by the micro device and pre-programmed logic decisions, and performing the micro-manipulation at the target site.

さらに他のいくつかの実施形態では、マイクロデバイスは、電気特性測定ユニットを含み、標的部位の癌細胞を検出することが可能であり、その方法は、マイクロデバイスを標的部位に送達するステップと、標的部位で表面電荷、電荷密度、静止電位、電位、電子化学的電位、表層流、バルク電流及び電流密度から成る群から選択される1または複数の特性を測定するステップとを含む。マイクロデバイスは、たとえば、電圧測定感度が1mVより高い電圧比較器をさらに含んでもよい。   In still other embodiments, the microdevice includes an electrical property measurement unit and is capable of detecting cancer cells at the target site, the method comprising delivering the microdevice to the target site; Measuring one or more characteristics selected from the group consisting of surface charge, charge density, resting potential, potential, electrochemical potential, surface current, bulk current and current density at the target site. The microdevice may further include, for example, a voltage comparator having a voltage measurement sensitivity higher than 1 mV.

他のいくつかの実施形態では、その方法は、標的部位の癌の細胞検出に使用でき、マイクロデバイスを標的部位に送達するステップと、表面電荷、静止電位、電子化学的電位、電位、表面電流、バルク電流、表面湿潤性、接触角、密着率、温度、密度、摩擦力、硬度、表面張力、微量化学物質濃度、pH、液体流量、圧力、光学特性、吸収、吸着及び組成から成る群から選択される1または複数のパラメータを標的部位上で測定するステップとを含む。   In some other embodiments, the method can be used for cell detection of cancer at a target site, delivering a microdevice to the target site, and surface charge, resting potential, electrochemical potential, potential, surface current. From the group consisting of, bulk current, surface wettability, contact angle, adhesion rate, temperature, density, friction force, hardness, surface tension, trace chemical concentration, pH, liquid flow rate, pressure, optical properties, absorption, adsorption and composition Measuring one or more selected parameters on the target site.

本発明のマイクロデバイスは、当該技術分野で知られている方法、たとえば、集積回路製造方法、半導体製造方法、機械的製造方法、化学的処理方法、合成方法、電子化学的処理方法、生物学的処理方法、生化学的処理方法及びレーザー処理方法から成る群から選択される1または複数の方法によって製造することができる。   The microdevice of the present invention is a method known in the art, for example, an integrated circuit manufacturing method, a semiconductor manufacturing method, a mechanical manufacturing method, a chemical processing method, a synthesis method, an electrochemical processing method, a biological method. It can be produced by one or more methods selected from the group consisting of processing methods, biochemical processing methods and laser processing methods.

したがって、本発明の別の態様は、非侵襲的な方法で細胞構造レベルのリアルタイムのデータ及び情報を得るためのマイクロデバイスの使用であり、たとえば、細胞表面電荷を測定するためにマイクロ電圧比較器、四点プローブ及び他の回路設計を使用する。細胞表面電荷を区別することは、細胞の健康または不健康な状態を判定し、必要であればその適切な治療を決定する重要な要素となりうる。その一例は、正常細胞と癌細胞とを鑑別するために、静止電位及び表面電荷を含む表面電気特性及び/またはバルク電気特性を測定するためのそのようなデバイスの使用である。   Accordingly, another aspect of the present invention is the use of a microdevice to obtain real-time data and information at the cellular structure level in a non-invasive manner, for example a micro voltage comparator for measuring cell surface charges Use four-point probes and other circuit designs. Distinguishing cell surface charges can be an important factor in determining the health or unhealthy state of a cell and determining its appropriate treatment if necessary. One example is the use of such devices to measure surface electrical properties and / or bulk electrical properties, including resting potential and surface charge, to differentiate between normal cells and cancer cells.

本発明のさらに別の態様は、人体内の標的位置に薬剤を送達するためのマイクロデバイスの使用であり、健康細胞と不健康細胞(たとえば癌)と鑑別する。これは、マイクロデバイスの選択吸収または選択吸着によって健康細胞または不健康細胞(癌細胞など)に達成することができる。たとえば、レーザー手術によって不健康な器官の一部を除去するために、光反射率が高いマイクロデバイスは、健康細胞に選択的に吸着するために使用でき、これにより、良好な細胞がレーザー処理によって除去及び/または剥離されるのを防ぐ。   Yet another aspect of the present invention is the use of a microdevice to deliver a drug to a target location within the human body, distinguishing between healthy cells and unhealthy cells (eg, cancer). This can be achieved on healthy or unhealthy cells (such as cancer cells) by selective absorption or selective adsorption of microdevices. For example, to remove some of the unhealthy organs by laser surgery, microdevices with high light reflectivity can be used to selectively adsorb healthy cells, thereby removing good cells by laser treatment And / or prevent peeling.

本願明細書に使用するように、「または」という表現は、「及び」と「または」の両方を含むことを意図する。   As used herein, the expression “or” is intended to include both “and” and “or”.

本願明細書に使用するように、「1つ」という表現から成る用語及び単数の名詞は、複数の名詞の意味を含む。   As used herein, the term “a” and the noun include the meaning of the plural nouns.

本願明細書に使用するように、「マイクロデバイス」は必要に応じて、広範囲に及ぶ材料、特性、形状、複雑度及び集積度またはその組み合わせのいずれかでありうる。その用語には、単数の材料から、複数のサブユニット及び複数の機能を有する複数の材料を含むきわめて複雑なデバイスの用途にとって一般的な意味がある。本発明で想定する複雑性は、所望の特性一式を備えるきわめて小さい単一の粒子からさまざまな機能単位を含むきわめて複雑な集積ユニットに及ぶ。たとえば、単純なマイクロデバイスは、所望の硬度、所望の表面荷電または表面で吸収される所望の有機化学物質を有する粒径が100オングストロームほどの単一の球形粒子でありうる。より複雑なマイクロデバイスは、センサ、単純な計算機、メモリユニット、論理ユニット及びカッタが全て集積した1ミリメートルのデバイスでありうる。前者の場合、粒子は、ヒューム処理またはコロイド沈殿処理によって粒子を形成できる一方、さまざまな構成要素が集積したデバイスは、さまざまな集積回路製造工程を使用して製造することができる。   As used herein, a “microdevice” can be any of a wide range of materials, properties, shapes, complexity and integrations, or combinations thereof, as desired. The term has a general meaning for the application of very complex devices, from single materials to multiple subunits and multiple materials with multiple functions. The complexity envisaged by the present invention ranges from a very small single particle with the desired set of properties to a very complex integrated unit containing various functional units. For example, a simple microdevice can be a single spherical particle having a desired hardness, a desired surface charge, or a desired organic chemical that is absorbed at the surface and having a particle size on the order of 100 angstroms. A more complex microdevice can be a 1 millimeter device with all sensors, simple calculators, memory units, logic units and cutters integrated. In the former case, the particles can be formed by fume processing or colloidal precipitation processing, while devices with various components integrated can be manufactured using various integrated circuit manufacturing processes.

本発明のマイクロデバイスまたは本発明に使用されるマイクロデバイスは、約1オングストローム単位から約5ミリメートル単位の大きさ(たとえば直径)にすることができる。たとえば、細胞構造、DNA、細菌などの小さい標的生体分子、実体または組成物のために、約10オングストローム単位から100ミクロン単位の大きさのマイクロデバイスが本発明で使用することができる。あるいは、ヒト器官の一部などの比較的大きい生体物質を標的にするために、約1ミクロン単位から5ミリメートル単位の大きさのマイクロデバイスが本発明で使用することができる。例としては、本願で定義する単純なマイクロデバイスは、直径が100オングストローム未満の単一の粒子であってよく、標的となる種類の細胞への優先吸収または優先吸着のために所望の表面特性(たとえば表面電荷または化学コーティング)を備えることができる。   The microdevice of the present invention or the microdevice used in the present invention can be sized from about 1 angstrom unit to about 5 millimeter units (eg, diameter). For example, for small target biomolecules, entities or compositions such as cell structures, DNA, bacteria, microdevices with a size of about 10 angstroms to 100 microns can be used in the present invention. Alternatively, microdevices sized about 1 micron to 5 millimeters can be used in the present invention to target relatively large biological materials such as parts of human organs. By way of example, a simple microdevice as defined herein may be a single particle having a diameter of less than 100 angstroms, and has the desired surface properties (preferential absorption or preferential adsorption on the target cell type) ( For example, surface charge or chemical coating).

「吸収」という用語は通常、表面と表面に付着した(この場合、吸収した)物質との間の物理結合を意味する。一方、「吸着」という単語は一般に、その2つの間にさらに強力な化学結合を意味する。これらの特性は、(a)微視的レベルでの測定、(b)不健康細胞の標的除去及び(c)レーザー手術などの治療時の健康細胞の保護のために、所望のマイクロデバイスによって標的となる付着に対して効果的に使用できるため、本発明にとってきわめて重要である。   The term “absorbing” usually means a physical bond between a surface and a substance attached (in this case absorbed) to the surface. On the other hand, the word “adsorption” generally means a stronger chemical bond between the two. These properties are targeted by the desired microdevice for (a) measurements at the microscopic level, (b) target removal of unhealthy cells and (c) protection of healthy cells during treatments such as laser surgery. It is very important for the present invention because it can be used effectively against the resulting adhesion.

本願明細書に使用するように、「化学物質」という用語は一般に、特定の活性の化学物質(たとえば、大きいまたは小さい化合物)または標的となる送達領域の物質と反応可能な化合物)に言及する。   As used herein, the term “chemical” generally refers to a specific active chemical (eg, a large or small compound) or a compound capable of reacting with a targeted delivery region substance.

新規のマイクロデバイス、その新規の組み合わせ、集積及び統合操作処理フローによって、今日の医療における多くの問題を解決することができる。特に本発明によって、マイクロデバイスは、静脈内のプラーク及び脂肪性沈着物による心臓発作、脳卒中及び血管閉塞を防ぐために、生体臓器、たとえば静脈を「洗浄する」際に使用することができる。   New microdevices, their new combinations, integration and integrated operational process flows can solve many problems in today's medicine. In particular, according to the present invention, microdevices can be used in “washing” living organs, such as veins, to prevent heart attacks, strokes and vascular occlusions due to intravenous plaque and fatty deposits.

マイクロインジェクタとして機能できるマイクロデバイスの斜視図であり、注入処理が終了する前後のマイクロデバイスを示す。It is a perspective view of the microdevice which can function as a microinjector, and shows the microdevice before and after the injection process is completed. マイクロ研磨機として機能するマイクロデバイスの斜視図Perspective view of a micro device that functions as a micro polisher マイクロ研磨機、マイクロフィルタ、マイクロインジェクタ、マイクロセンサ及びマイクロシュレッダとして機能するマイクロデバイスの斜視図A perspective view of a micro device functioning as a micro polishing machine, micro filter, micro injector, micro sensor, and micro shredder マイクロナイフとして機能するマイクロデバイスの斜視図Perspective view of a microdevice that functions as a microknife マイクロフィルタとして機能するマイクロデバイスの斜視図Perspective view of a microdevice that functions as a microfilter マイクロシールドとして機能するマイクロデバイスの斜視図Perspective view of a micro device that functions as a micro shield 血管壁内のプラーク近傍にある血管内のマイクロデバイスの斜視図Perspective view of microdevice in blood vessel near plaque in blood vessel wall プラーク周囲の圧力の変化を検知し、マイクロデバイスの洗浄機能を開始する血管内のマイクロデバイスの斜視図A perspective view of a microdevice in a blood vessel that senses a change in pressure around the plaque and initiates a microdevice cleaning function 血管壁からプラークを洗浄した後の血管内のマイクロデバイスの斜視図Perspective view of microdevice in blood vessel after cleaning plaque from vessel wall 健康細胞群及び不健康(癌)細胞群の斜視拡大図Enlarged perspective view of healthy cells and unhealthy (cancer) cells 健康細胞群及び不健康(癌)細胞群の斜視拡大図であり、マイクロデバイスが電圧比較器として双方の細胞に作用することを示す。It is a perspective enlarged view of a healthy cell group and an unhealthy (cancer) cell group, and shows that a microdevice acts on both cells as a voltage comparator. 健康細胞群及び不健康(癌)細胞群の斜視拡大図Enlarged perspective view of healthy cells and unhealthy (cancer) cells 健康細胞群及び不健康(癌)細胞群の斜視拡大図であり、マイクロデバイスを健康細胞のみに吸着または吸収することを示す。It is a perspective enlarged view of a healthy cell group and an unhealthy (cancer) cell group, and shows that a microdevice is adsorbed or absorbed only on healthy cells. マイクロカッター、マイクロニードル、メモリユニット、解析及び論理処理のためのユニット、マイクロセンサ及び信号送信器であるさまざまなサブユニットを備える集積化マイクロデバイスの斜視拡大図An enlarged perspective view of an integrated microdevice comprising various subunits, a microcutter, a microneedle, a memory unit, a unit for analysis and logic processing, a microsensor and a signal transmitter. 検出ユニット、論理ユニット及びマイクロインジェクタを備えるマイクロデバイスの斜視図A perspective view of a microdevice comprising a detection unit, a logic unit and a microinjector

本発明は、生物学的用途のための新規のマイクロデバイスを提供し、医療への現代の取り組みにおける多くの重大な問題を解決することが期待される。これらの問題には、たとえば、多くの命にかかわる疾患の病理学及び予防法と、さまざまな病状の非侵襲的かつ微視的で効果のある診断と、癌などの命にかかわる疾患のための効果的な標的薬物送達システム及び治療との理解の不足が含まれる。   The present invention is expected to provide new microdevices for biological applications and to solve many critical problems in modern medical efforts. These problems include, for example, the pathology and prevention of many life-threatening diseases, non-invasive, microscopic and effective diagnosis of various medical conditions, and life-threatening diseases such as cancer. Includes a lack of understanding with effective targeted drug delivery systems and treatments.

本発明のマイクロデバイスは、約1オングストロームから約5ミリメートル(たとえば、約1オングストロームから約100ミクロンまたは約100ミクロンから5ミリメートル)の大きさにすることができる。小さいマイクロデバイス(たとえば、約1オングストロームから約100ミクロン)は、検知目的、測定目的、診断目的のため、特に、細胞構造レベルまたは分子(たとえば、DNA、RNAまたはタンパク質)レベルの情報及びデータを得るために使用できる一方、大きいマイクロデバイス(たとえば、約100ミクロンから約5ミリメートル)は、細胞構造レベルでの操作を除き、ヒト器官またはヒト組織の機械的操作または外科的操作に使用することができる。   The microdevices of the present invention can be sized from about 1 angstrom to about 5 millimeters (eg, from about 1 angstrom to about 100 microns or from about 100 microns to 5 millimeters). Small microdevices (eg, about 1 angstrom to about 100 microns) obtain information and data at the cellular structure level or molecular (eg, DNA, RNA, or protein) level, especially for detection, measurement, and diagnostic purposes While large microdevices (eg, about 100 microns to about 5 millimeters) can be used for mechanical or surgical manipulation of human organs or tissues, except for manipulation at the cellular structure level. .

本願明細書に記載するように、「マイクロデバイス」という一般用語は、広範囲に及ぶ材料、特性、形状、複雑度及び集積度またはその組み合わせを意味する。本発明で想定する複雑性は、所望の特性一式を備えるきわめて小さい単一の粒子からさまざまな機能のサブユニットを含むきわめて複雑な集積ユニットに及ぶ。たとえば、単純なマイクロデバイスは、所望の硬度、所望の表面荷電または表面で吸収される所望の有機化学物質を有する粒径が100オングストロームほどの単一の球形粒子でありうる。より複雑なマイクロデバイスは、センサ、単純な計算機、記憶ユニット、論理ユニット及びカッタが全て集積した1ミリメートルのデバイスでありうる。前者の場合、粒子はたとえば、ヒューム処理またはコロイド沈殿処理によって粒子を形成できる一方、さまざまな構成要素が集積されるデバイスは、さまざまな集積回路製造工程を使用して製造することができる。   As described herein, the general term “microdevice” refers to a wide range of materials, properties, shapes, complexity and integration, or combinations thereof. The complexity envisaged by the present invention ranges from a very small single particle with the desired set of properties to a very complex integrated unit containing subunits of various functions. For example, a simple microdevice can be a single spherical particle having a desired hardness, a desired surface charge, or a desired organic chemical that is absorbed at the surface and having a particle size on the order of 100 angstroms. More complex microdevices can be 1 millimeter devices that are all integrated with sensors, simple calculators, storage units, logic units and cutters. In the former case, the particles can be formed, for example, by fume processing or colloidal precipitation, while devices in which various components are integrated can be manufactured using various integrated circuit manufacturing processes.

本発明のマイクロデバイスは、さまざまな設計、構造及び機能性を備えることができる。マイクロデバイスは、たとえば、電圧比較器、4点プローブ、計算機、論理回路、記憶装置、マイクロカッター、マイクロハンマー、マイクロシールド、マイクロダイ、マイクロピン、マイクロナイフ、マイクロニードル、マイクロスレッドホルダ、マイクロピンセット、マイクロ光吸収体、マイクロミラー、マイクロホイラー、マイクロフィルタ、マイクロチョッパ、マイクロシュレッダ、マイクロポンプ、マイクロ吸収体、マイクロ信号検出器、マイクロドリル、マイクロ吸盤、マイクロテスター、マイクロコンテナ、信号送信器、信号発生器、摩擦力センサ、電荷センサ、温度センサ、硬度検出器、音波発生器、光波発生器、熱発生器、マイクロ冷蔵器及び電荷発生器を含む。   The microdevice of the present invention can have various designs, structures and functionalities. The micro device is, for example, a voltage comparator, a four-point probe, a calculator, a logic circuit, a storage device, a micro cutter, a micro hammer, a micro shield, a micro die, a micro pin, a micro knife, a micro needle, a micro thread holder, a micro tweezer, Micro light absorber, micro mirror, micro wheeler, micro filter, micro chopper, micro shredder, micro pump, micro absorber, micro signal detector, micro drill, micro sucker, micro tester, micro container, signal transmitter, signal generation , A friction force sensor, a charge sensor, a temperature sensor, a hardness detector, a sound wave generator, a light wave generator, a heat generator, a micro refrigerator, and a charge generator.

本願明細書に開示するように、マイクロデバイスを使用する機能性及び用途の範囲は、さまざまな特性、高度な柔軟性ならびに集積化能力及び小型化能力によってきわめて広くすることができる。   As disclosed herein, the functionality and range of applications using microdevices can be very broad due to various properties, high flexibility, and integration and miniaturization capabilities.

さらに、製造技術の進歩によって現在、さまざまなマイクロデバイスを製造し、さまざまな機能をマイクロデバイスに集積化することに対してきわめて実行可能で費用対効果が高くなっていることに留意する必要がある。典型的なヒト細胞の大きさは約10ミクロンである。技術水準の集積回路製造技術を使用すると、マイクロデバイスで定義される最小機能の大きさは、0.1ミクロンほどにすることができる。したがって、本発明のマイクロデバイスは、生物学的用途に理想的である。   In addition, it should be noted that advances in manufacturing technology are now extremely feasible and cost-effective for manufacturing various microdevices and integrating various functions in microdevices. . A typical human cell size is about 10 microns. Using state-of-the-art integrated circuit fabrication techniques, the minimum feature size defined by a microdevice can be as small as 0.1 microns. Thus, the microdevice of the present invention is ideal for biological applications.

マイクロデバイスのための材料に関して、一般原理は、生体物質に適合可能な材料である。生体物質(たとえば、DNA、RNAまたはタンパク質などの生体分子、細胞、細胞群、組織または器官)に接触する時間が用途によって異なる場合があるため、本発明のマイクロデバイスまたはそのあらゆるサブユニットを製造するためには、さまざまな材料を選択することが可能である。場合によっては、材料は、制御した状態で特定のpHに溶解してもよく、これによって、適切な材料として選択してもよい。他の考慮すべき事柄には、費用、単純性、易使用性及び実用性を含む。集積回路製造技術などの微細加工技術における著しい進歩によって、最小機能の大きさが0.1ミクロンほどの高集積化デバイスは現在、費用対効果が高く、市販することができる。その一例は、微小電気機械的装置(MEMS)の設計及び製造であり、現在、集積回路産業でさまざまな用途に使用されている。   Regarding materials for microdevices, the general principle is a material that is compatible with biological material. The microdevice of the present invention or any subunit thereof is manufactured because the contact time with biological material (eg, biomolecules such as DNA, RNA or protein, cells, groups of cells, tissues or organs) may vary depending on the application. In order to do so, it is possible to select various materials. In some cases, the material may be dissolved at a specific pH in a controlled manner and thereby selected as a suitable material. Other considerations include cost, simplicity, ease of use and practicality. With significant advances in microfabrication technology such as integrated circuit manufacturing technology, highly integrated devices with a minimum feature size on the order of 0.1 microns are now cost-effective and can be marketed. One example is the design and manufacture of microelectromechanical devices (MEMS), which are currently used in various applications in the integrated circuit industry.

以下の記載は、新規の生物学的用途に使用できる本発明のさまざまな種類のマイクロデバイスの使用のいくつかの例を含む。   The following description includes some examples of the use of various types of microdevices of the present invention that can be used for novel biological applications.

検知、測定及び診断:
本発明以前には、生体臓器(in vivo)の細胞レベルにおいて、リアルタイムで微視的特性を測定するプローブは存在しなかったと思われる。本発明が提供する新規のマイクロデバイスは、生体臓器の細胞特性を測定することができる。測定からの情報は、診断ツールとして使用するためにリアルタイムで検索することが求められる。
Detection, measurement and diagnosis:
Prior to the present invention, it appears that there were no probes that measured microscopic properties in real time at the cellular level of living organs (in vivo). The novel microdevice provided by the present invention can measure the cell characteristics of a living organ. Information from measurements is required to be searched in real time for use as a diagnostic tool.

たとえば、本発明のマイクロデバイスは、非侵襲的な方法で生体臓器の癌細胞を検出するために利用することができる。図10は、多くの健康(または正常)細胞「a」39及び多くの不健康(または異常)細胞「b」40を有する人体の領域を示す。健康細胞「a」39の電荷及び静止電位などの電気特性は、不健康細胞「b」40と異なる。最初に、電圧比較器を備えるマイクロデバイスは、既知の健康細胞での表面電荷(または電圧)を測定することによって較正される。次に、図11に示すように、健康細胞39及び不健康細胞40を含む領域に関して、電圧比較器42を備えるマイクロデバイス41は、その領域を走査するために使用される。細胞表面の電圧(電荷または電位の差)を比較することによって、不健康細胞40は、健康細胞39と容易に鑑別することができる。そのようなマイクロデバイス41は、電圧比較器と、論理回路ユニットと、たとえば抗癌剤を癌細胞に特異的に送達できるマイクロインジェクタ(ニードル)とを統合することによって、容易に拡張して癌細胞を鑑別、測定及び治療する機能を実行することができる。   For example, the microdevice of the present invention can be used to detect cancer cells in a living organ by a non-invasive method. FIG. 10 shows a region of the human body with many healthy (or normal) cells “a” 39 and many unhealthy (or abnormal) cells “b” 40. Electrical properties such as the charge and resting potential of the healthy cell “a” 39 are different from the unhealthy cell “b” 40. Initially, a microdevice with a voltage comparator is calibrated by measuring the surface charge (or voltage) on known healthy cells. Next, as shown in FIG. 11, for a region containing healthy cells 39 and unhealthy cells 40, a microdevice 41 comprising a voltage comparator 42 is used to scan that region. Unhealthy cells 40 can be easily differentiated from healthy cells 39 by comparing cell surface voltages (differences in charge or potential). Such a microdevice 41 can be easily expanded to differentiate cancer cells by integrating a voltage comparator, a logic circuit unit, and a microinjector (needle) capable of specifically delivering an anticancer agent to the cancer cells. The function of measuring and treating can be performed.

薬剤送達:
これまで、マウスを使った実験室試験は成功したとも考えられるが、多くの癌治療薬は、ヒト臨床試験で期待する有望な結果を示していない。標的癌細胞への成功した効果的な薬剤送達に関して重大な問題が存在しうると考えられる。そのような薬剤は、錠剤または注射によって人体に投与されることが多いため、標的とする癌の部位に達する薬剤に重大な問題が存在すると考えられる。薬剤が標的部位に達することができるとしても、その力価(濃度)及び化学組成は変わってしまい、部分的または全体的に効果のない状態になると考えられる。このように送達された薬剤の量を増加すると、副作用が増大し、死亡率の上昇を引き起こす可能性がある。
Drug delivery:
So far, laboratory tests using mice may have been successful, but many cancer therapeutics have not shown the promising results expected in human clinical trials. There may be significant problems with successful and effective drug delivery to target cancer cells. Since such drugs are often administered to the human body by tablet or injection, it is believed that there are significant problems with drugs that reach the targeted cancer site. Even if the drug can reach the target site, its potency (concentration) and chemical composition will change, which may be partially or totally ineffective. Increasing the amount of drug delivered in this way can increase side effects and cause increased mortality.

本発明では、新規の効果的な標的薬物送達システムは、上記の問題の修正を考慮している。図15に示すように、検出ユニット62、論理ユニット63及びマイクロインジェクタ61を備えるマイクロデバイス64が利用される。マイクロデバイス64は、不健康細胞にのみ選択的に優先吸収(または優先吸着)するように設計される。あるいは、センサ62は、走査される細胞の所望の物理特性、化学特性、電気特性、生物学特性の測定値によって不健康細胞を検出でき、検出された不健康細胞に付着される。マイクロデバイス64は、不健康細胞に付着すると、マイクロインジェクタ61から1または複数の抗癌剤を癌細胞に注入する。健康細胞が付着の誤りにより注入されないことを確実にするために、論理ユニット63は、検出ユニット62によって付着した細胞から受信したデータに基づいて正しい判断をするために使用ことができる。この方法は、不健康細胞に直接送達される抗癌剤を用いる標的方法であるため、その有効性によって、現在の癌治療のために従来使用される標準的治療を大幅に改善できることが期待される。   In the present invention, a new effective targeted drug delivery system allows for the correction of the above problems. As shown in FIG. 15, a micro device 64 including a detection unit 62, a logic unit 63, and a micro injector 61 is used. The microdevice 64 is designed to selectively preferentially absorb (or preferentially adsorb) only unhealthy cells. Alternatively, the sensor 62 can detect unhealthy cells according to measurements of desired physical, chemical, electrical, and biological properties of the cells being scanned and is attached to the detected unhealthy cells. When the microdevice 64 adheres to an unhealthy cell, the microinjector 61 injects one or more anticancer agents into the cancer cell. In order to ensure that healthy cells are not injected due to an attachment error, logic unit 63 can be used to make a correct decision based on data received from the attached cells by detection unit 62. Since this method is a targeted method using an anticancer agent delivered directly to unhealthy cells, its effectiveness is expected to greatly improve the standard treatments conventionally used for current cancer treatment.

洗浄:
本発明の焦点の別の主な領域は、生物学的に「洗浄」するため、特にヒトの動脈及び静脈の「洗浄」のための新規の種類のマイクロデバイスである。図7は、血管壁30、方向33に移動するマイクロデバイス32、血栓36、拡張期血圧P1 34及び拡張期血圧P2 35を示す。この種類の用途では、本発明は、付着させる少なくとも1つのクリーナを有するマイクロデバイス32である。さらに完備したマイクロデバイスは、少なくとも1つのセンサ、1つのクリーナ、1つのマイクロフィルタ、1つのインジェクタ、1つのシュレッダ及び1つのポンプから成る。
Washing:
Another main area of focus of the present invention is a new kind of microdevice for biological “washing”, in particular for “washing” of human arteries and veins. FIG. 7 shows the vessel wall 30, the microdevice 32 moving in the direction 33, the thrombus 36, the diastolic blood pressure P1 34 and the diastolic blood pressure P2 35. In this type of application, the present invention is a microdevice 32 having at least one cleaner to be deposited. A more complete microdevice consists of at least one sensor, one cleaner, one microfilter, one injector, one shredder and one pump.

図8に示すように、検知(局所圧力の測定のため)及び洗浄37の統合機能を備えるマイクロデバイス32は、動脈及び静脈の洗浄用途のために使用することができる。この場合、局部圧力はさらに高く、プラーク36は血管壁30内でP2 35に位置している。デバイスは血管壁30内のプラーク36への方向33に移動している。デバイス32は、プラークに接近すると局所圧力のこの増大を感知し、洗浄機能37の展開を開始する。   As shown in FIG. 8, the microdevice 32 with integrated sensing (for local pressure measurement) and lavage 37 functions can be used for arterial and venous lavage applications. In this case, the local pressure is even higher and the plaque 36 is located at P2 35 within the vessel wall 30. The device is moving in the direction 33 towards the plaque 36 in the vessel wall 30. As device 32 approaches the plaque, it senses this increase in local pressure and begins to deploy cleaning function 37.

図9は、洗浄機能37を備えるマイクロデバイス32が血管壁30内の領域38からプラークを洗浄した後の血管壁30を示す。これは、多くの例のまさにその1つであり、本出願に開示するマイクロデバイスは、非侵襲的かつリアルタイムの生物学的用途のための「高性能な」デバイスとして使用することができる。   FIG. 9 shows the blood vessel wall 30 after the microdevice 32 with the cleaning function 37 has cleaned the plaque from the region 38 in the blood vessel wall 30. This is just one of many examples, and the microdevice disclosed in this application can be used as a “high performance” device for non-invasive, real-time biological applications.

図3では、さらに精密なマイクロデバイス17を開示し、クリーナアーム8、クリーナ9、センサ15、マイクロフィルタ13及び14、マイクロシュレッダ11及びマイクロインジェクタ16から成る。
この設計は、洗浄処理を容易にし、破片の洗浄によってさらに小さい破片にして完全に除去し、人体の他の領域で血栓を引き起こさないようにすることを確実にすることを目的としている。クリーナは通常、研磨能力または摩擦能力があり、フィルタは、洗浄した破片をろ過し、人体の他の部分に移動して血栓の問題を引き起こさないために使用される。インジェクタは、マイクロデバイスのクリーナ部分からの破片を溶解する溶解剤を分注するために使用され、「洗浄」(研磨)処理を容易にするために薬剤を送達することもできる。マイクロシュレッダ11は、洗浄(がある場合)作業からの比較的大きい破片を粉砕するために使用することができる。さらに具体的には、洗浄ユニットは、研磨または摩擦のために所望の粗度のポリマー材料から作製された研摩パッド9であってよい。機械力を減少させてプラークが大きい破片に切断されるのを防ぐためには、研磨溶液は、インジェクタ16を使用してマイクロ研磨の場所に添加することができる。好適な方法では、プラークは、除去率を制御しながら、層ごと(厚さが約10オングストロームのいくつかの単層)の処理で研磨される。バランスのとれた化学機械研磨処理が好ましく、表面化学反応及び表面機械摩耗が存在する場合、プラークの切断を引き起こさないように機械摩耗が十分低いレベルに制御される。その一方では、マイクロフィルタ13及び14は、大きい破片が洗浄領域及び人体の他の部分の損傷を引き起こす領域に残らないことを確実にするために使用される。沈着物が静脈で増大する傾向の患者に関しては、心臓発作及び脳卒中のリスクを減少させ、次の洗浄処理の難度を下げるために、定期的に開示する方法を使用して洗浄する必要がある。
In FIG. 3, a more precise micro device 17 is disclosed, which comprises a cleaner arm 8, a cleaner 9, a sensor 15, micro filters 13 and 14, a micro shredder 11 and a micro injector 16.
This design is aimed at facilitating the cleaning process and ensuring that the debris is cleaned up into smaller pieces that are completely removed and do not cause thrombi in other areas of the human body. Cleaners are usually abrasive or frictional, and filters are used to filter washed debris and move it to other parts of the human body without causing thrombus problems. The injector is used to dispense a lysing agent that dissolves debris from the cleaner portion of the microdevice and can also deliver the drug to facilitate a “cleaning” (polishing) process. The micro-shredder 11 can be used to break up relatively large pieces from the cleaning (if any) operation. More specifically, the cleaning unit may be a polishing pad 9 made from a polymer material of the desired roughness for polishing or rubbing. In order to reduce the mechanical force and prevent the plaque from being cut into large pieces, the polishing solution can be added to the micropolishing site using the injector 16. In a preferred method, the plaque is polished in a layer-by-layer process (several monolayers having a thickness of about 10 angstroms) while controlling the removal rate. A balanced chemical mechanical polishing process is preferred, and when surface chemical reactions and surface mechanical wear are present, the mechanical wear is controlled to a sufficiently low level so as not to cause plaque cutting. On the other hand, the microfilters 13 and 14 are used to ensure that no large debris remains in the cleaning area and areas that cause damage to other parts of the human body. For patients whose deposits tend to increase in veins, they need to be cleaned using the method disclosed regularly to reduce the risk of heart attacks and strokes and reduce the difficulty of subsequent cleaning procedures.

主幹動脈の直径は通常、数ミリメートル(直径約2mmから4mm)であるため、この種類の洗浄用途(主幹動脈の洗浄)のためのマイクロデバイスの大きさは、約10ミクロンから2ミリメートル未満であり、たとえば、約100ミクロンから約1.5ミリメートルにすることができる。   Since the diameter of the main artery is usually a few millimeters (diameter about 2 mm to 4 mm), the size of the microdevice for this type of cleaning application (main artery cleaning) is about 10 microns to less than 2 mm For example, from about 100 microns to about 1.5 millimeters.

標的治療:
本発明で開示するマイクロデバイスは理想的に、健康な細胞または器官部分への損傷を最小限にしながら、不健康な細胞または器官部分を除去または破壊する標的治療に適している。これは、きわめて選択的に実施でき、非侵襲的であり、微視的な方法で行うことができる。
Targeted treatment:
The microdevice disclosed in the present invention is ideally suited for targeted therapies that remove or destroy unhealthy cells or organ parts while minimizing damage to healthy cells or organ parts. This can be done very selectively, is non-invasive and can be done in a microscopic manner.

図12は、多くの健康細胞39及び多くの不健康細胞40を有する人体の領域を示す。図13では、光学的切断処理を使用するレーザー手術で使用するために、健康細胞39は最初に、光反射率が高いマイクロデバイス43(マイクロシールドと呼ばれる)で覆われる。次に、癌細胞などの不健康細胞40は、光学的切断によって除去される一方、健康細胞39はマイクロシールド43によって保護される。このように健康細胞にマイクロシールド43が選択的に付着することは、処理及び/またはマイクロデバイスの荷電引力などの所望の特性を感知するマイクロデバイスによるマイクロデバイスと健康細胞の間の表面吸着(または表面吸収)によって可能となる。たとえば、マイクロデバイスは、上に示して図11に詳しく説明するように、表面電荷測定、次の論理判定及び動作によって健康細胞にのみ付着するように設計またはプログラミングすることができる。   FIG. 12 shows a region of the human body with many healthy cells 39 and many unhealthy cells 40. In FIG. 13, for use in laser surgery using an optical cutting process, healthy cells 39 are first covered with a microdevice 43 (referred to as a microshield) with high light reflectivity. Next, unhealthy cells 40 such as cancer cells are removed by optical cutting, while healthy cells 39 are protected by a microshield 43. This selective attachment of the microshield 43 to the healthy cells is due to the surface adsorption between the microdevice and the healthy cells by the microdevice that senses the desired properties such as processing and / or charge attraction of the microdevice (or Surface absorption). For example, the microdevice can be designed or programmed to attach only to healthy cells by surface charge measurements, subsequent logic decisions and operations, as shown above and described in detail in FIG.

標的治療のための本発明の別の実施形態は、検知機能、論理処理機能及び注入機能を備える集積化マイクロデバイスの使用である。マイクロデバイスは最初に、標的を示す検知機能を使用する。次に、マイクロデバイスは標的に付着する。最終的には、マイクロデバイスは、癌細胞に抗癌剤を注入する。   Another embodiment of the present invention for targeted therapy is the use of an integrated microdevice with sensing, logic processing and injection functions. The microdevice first uses a sensing function that indicates the target. The microdevice then attaches to the target. Ultimately, the microdevice injects an anticancer agent into the cancer cells.

マイクロ手術:
本願明細書に記載するように、幅広い外科的機能を実行できるさまざまなマイクロデバイスは、明確な目標を達成するために使用することができる。マイクロ手術を実施できるマイクロデバイスのいくつかの例を図1〜6に示す。
Micro surgery:
As described herein, a variety of microdevices that can perform a wide range of surgical functions can be used to achieve well-defined goals. Some examples of microdevices that can perform microsurgery are shown in FIGS.

図1は、マイクロ手術が開始される前のマイクロデバイス6と、マイクロ手術が開始された後のマイクロデバイス7とを示す。デバイス6は、外膜1、検出ユニット2、下盤3及び領域4から成り、マイクロ手術開始前にさまざまな薬剤を格納することができる。マイクロ手術が開始したデバイス7は領域5を有し、この領域は、下盤3が垂直に押されて領域4の内容物を放出すると空になる。図2は、外膜1の外側の拡張アーム8に取り付けられる研磨/スクラバ機能9を備えるマイクロデバイス10を示す。図4は、外膜1と、刃物先端18を有する垂直留め具19を備えるマイクロデバイス20を示す。図5は、上面24、外膜21、上面24に一連の開口部22を備えるマイクロデバイス25を示し、開口部22は、マイクロデバイス25全体にわたって底面26に延びる管路23に延伸する。図6は本体27を備えるマイクロデバイス29を示し、本体27の上部には反射部28が取り付けられる。   FIG. 1 shows a microdevice 6 before the microsurgery is started and a microdevice 7 after the microsurgery is started. The device 6 consists of an outer membrane 1, a detection unit 2, a lower plate 3 and a region 4, and can store various drugs before the start of microsurgery. The device 7 in which the microsurgery has started has a region 5 which is emptied when the lower board 3 is pushed vertically to release the contents of the region 4. FIG. 2 shows a microdevice 10 with a polishing / scrubber function 9 attached to an extension arm 8 outside the outer membrane 1. FIG. 4 shows a microdevice 20 comprising an outer membrane 1 and a vertical fastener 19 having a blade tip 18. FIG. 5 shows a microdevice 25 comprising a top surface 24, an outer membrane 21, and a series of openings 22 in the top surface 24, the openings 22 extending into a conduit 23 extending to the bottom surface 26 throughout the microdevice 25. FIG. 6 shows a micro device 29 including a main body 27, and a reflection portion 28 is attached to the upper portion of the main body 27.

実際の手術用途には、複数の機能要素及び機能性を備える集積化マイクロデバイスが好ましい選択であり、手術に対して最も効果的な万能器具となることを強調する必要がある。本発明に開示するこれらの「高性能な」デバイスの明らかな利点は、最小侵襲的に微視的レベルで手術を実施し、精度が高く、きわめて選択的であり、健康な細胞及び器官への損傷を最小限に抑えることである。   It should be emphasized that for practical surgical applications, an integrated microdevice with multiple functional elements and functionality is the preferred choice and is the most effective universal instrument for surgery. The obvious advantages of these “high performance” devices disclosed in the present invention are that they perform surgery at a microscopic level in a minimally invasive manner, are highly accurate, highly selective, and provide healthy cells and organs. To minimize damage.

集積化マイクロデバイスの一例は、少なくとも1つのセンサ、1つのメモリユニット、1つの論理処理ユニット、1つの信号送信器、1つの信号受信器、少なくとも1つのマイクロインジェクタ、複数のマイクロナイフ、複数のマイクロニードル、少なくとも1つのマイクロピンセット及び少なくとも1つのマイクロスレッドホルダを含む。このような集積化マイクロデバイスは、いくつかの基本外科手術を実施することができる。集積化マイクロデバイスの一例を図14に示す。
図14は、外膜44と、経路49を介してメモリユニット50に接続される検出アーム48に取り付けられる検出ユニット47とを備える集積化マイクロデバイス43を示し、メモリユニット50は、信号送信器45への経路46を介して取り付けられる解析/論理ユニット52に経路51を介して接続され、ユニット52は、外膜44を通って延伸するニードル54を介して外部に達するマイクロニードルユニット55に経路53を介して取り付けられ、切端59を有する伸張アーム58を備えるマイクロカッターユニット57に経路56を介して取り付けられる。
An example of an integrated microdevice is at least one sensor, one memory unit, one logic processing unit, one signal transmitter, one signal receiver, at least one microinjector, a plurality of microknives, a plurality of micros Including a needle, at least one microtweezers and at least one microthread holder. Such integrated microdevices can perform several basic surgeries. An example of an integrated microdevice is shown in FIG.
FIG. 14 shows an integrated microdevice 43 comprising an outer membrane 44 and a detection unit 47 attached to a detection arm 48 connected to the memory unit 50 via a path 49, the memory unit 50 being a signal transmitter 45. Connected via a path 51 to an analysis / logic unit 52 mounted via a path 46 to the path 52, the unit 52 is routed 53 to a microneedle unit 55 reaching the outside via a needle 54 extending through the outer membrane 44. And is attached via a path 56 to a microcutter unit 57 comprising an extension arm 58 having a cut end 59.

本願明細書に開示する発明に従って、生物学的用途のため、特に、微視的レベルでの生命生体系の疾患の検出、治療、予防のためのマイクロデバイスを提供し、本願明細書に詳しく記載する必要性及び利点を完全に満たすことは明らかである。特定の実施形態を本願明細書に示してきたが、発明の趣旨から逸脱することなくあらゆる改変及び変形ができることが当業者によって認識される。したがって、本発明は、本願明細書の記載によって限定されることを意図しない。本発明で開示するマイクロデバイスのあらゆる組み合わせと、生物学的用途のためのマイクロデバイスのあらゆる明らかな拡張は、本発明の範囲内である。さらに、疾患の検出、予防及び人体の手術を含む治療のための開示したマイクロデバイスのあらゆる統合も本願明細書に開示している。したがって、本発明は、その同じ目的に到達するのに適したあらゆる構成と、本願の特許請求の範囲内のそのようなすべての変形例及び改変例とを包含することを意図する。   In accordance with the invention disclosed herein, a microdevice for the detection, treatment, and prevention of biological diseases, particularly at the microscopic level, for biological applications, is provided and described in detail herein. It is clear that the needs and advantages to be fully met. While particular embodiments have been presented herein, those skilled in the art will recognize that all modifications and variations can be made without departing from the spirit of the invention. Accordingly, the present invention is not intended to be limited by the description herein. Any combination of the microdevices disclosed in the present invention and any obvious extension of the microdevice for biological applications is within the scope of the present invention. In addition, any integration of the disclosed microdevices for treatment including disease detection, prevention and treatment of the human body is also disclosed herein. Accordingly, the present invention is intended to embrace all configurations suitable for achieving the same objective, and all such variations and modifications within the scope of the claims.

本願明細書と同時に出願され、本願明細書とともに公開したすべての文書の内容は、参照することにより本願明細書の一部をなす。本願明細書(本願の特許請求の範囲、要約書及び図面を含む)に開示するすべての特徴は、明記されない限り、同一、均等または類似の目的にかなう別の特徴によって置き換えてもよい。したがって、明記されない限り、開示した各特徴は、一連の一般的な均等または類似の特徴の一例である。   The contents of all documents filed at the same time as the present specification and published together with the present specification are hereby incorporated by reference. All features disclosed in this specification (including the claims, abstract and drawings) of this application may be replaced by other features serving the same, equivalent or similar purposes unless otherwise specified. Thus, unless expressly stated, each feature disclosed is one example of a set of common equivalent or similar features.

特定の機能を実行する「ための手段」または特定の機能を実行する「ための工程」もしくは特定の機能を実行する「工程」を明記しない本願特許請求の範囲のあらゆる要素は、米国特許法第112状の第6段落で規定される「手段」または「工程」の形式として解釈されない。   Any element of a claim that does not specify a “means for performing” a particular function or a “step for performing” a particular function or a “step” for performing a particular function is claimed in US Pat. It is not interpreted as a form of “means” or “process” defined in the sixth paragraph of 112 shape.

上で参照したすべての刊行物は、その全体を参照することによって本願明細書の一部をなす。   All publications referenced above are incorporated herein by reference in their entirety.

Claims (53)

生物系での用途のためのマイクロデバイスであって、
外膜と、マイクロ機械特性、マイクロ化学特性、マイクロ化学機械特性、マイクロ光学特性、マイクロ音響特性、マイクロ生物学特性、マイクロ生化学特性、マイクロ生化学機械特性、マイクロ電子生化学機械特性、マイクロ電子化学機械特性、マイクロ電子機械特性、マイクロ電磁機械特性、マイクロ音響機械特性、マイクロ熱機械特性、マイクロ熱電気特性、マイクロ熱電子機械特性及びマイクロ超伝導機械特性から成る群から選択される特性とを含み、前記マイクロデバイスは、大きさが約1〜5ミリメートルである
ことを特徴とするマイクロデバイス。
A microdevice for use in biological systems,
Outer membrane, micro mechanical property, micro chemical property, micro chemical mechanical property, micro optical property, micro acoustic property, micro biological property, micro bio chemical property, micro bio chemical mechanical property, micro electron bio chemical mechanical property, micro electron A property selected from the group consisting of chemical mechanical properties, microelectromechanical properties, microelectromechanical properties, microacoustic mechanical properties, microthermomechanical properties, microthermoelectric properties, microthermoelectromechanical properties and microsuperconducting mechanical properties The microdevice is about 1 to 5 millimeters in size.
マイクロ機械特性、マイクロ化学特性、マイクロ化学機械特性、マイクロ光学特性、マイクロ音響特性、マイクロ生物学特性、マイクロ電子機械特性、マイクロ電磁機械特性、マイクロ音響機械特性、マイクロ熱機械特性、マイクロ熱化学機械特性、マイクロ熱電気特性、マイクロ熱電子機械特性及びマイクロ超伝導機械特性から成る群から選択される2つの特性を含む
請求項1に記載のマイクロデバイス。
Micro mechanical properties, micro chemical properties, micro chemical mechanical properties, micro optical properties, micro acoustic properties, micro biology properties, micro electro mechanical properties, micro electro mechanical properties, micro acoustic mechanical properties, micro thermo mechanical properties, micro thermo chemical machinery The microdevice according to claim 1, comprising two characteristics selected from the group consisting of characteristics, microthermoelectric characteristics, microthermoelectromechanical characteristics, and microsuperconducting mechanical characteristics.
荷電表面、電位、化学電位、幾何学的整合性、電磁気、イオン勾配、熱勾配、表面張力、機械力、電子化学的電位、物理的力に関連する引力から成る群から選択される特性を含む
請求項1に記載のマイクロデバイス。
Includes properties selected from the group consisting of charged surfaces, potentials, chemical potentials, geometric integrity, electromagnetics, ion gradients, thermal gradients, surface tensions, mechanical forces, electrochemical potentials, attractive forces related to physical forces The microdevice according to claim 1.
正常細胞と癌細胞の鑑別が可能である
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, wherein normal cells and cancer cells can be differentiated.
器官構造及び細胞構造の微視的特性を測定し、微視的レベルで器官及び細胞構造を診断して、微視的レベルで所望の化学物質を器官構造及び細胞構造に送達し、微視的レベルで所望の薬剤を器官構造及び細胞構造に送達し、微視的レベルで選択された器官構造及び細胞構造を操作することが可能である
請求項1に記載のマイクロデバイス。
Measure the microscopic characteristics of organ structure and cell structure, diagnose organ and cell structure at microscopic level, deliver desired chemicals to organ structure and cell structure at microscopic level, microscopically The microdevice according to claim 1, wherein a desired drug can be delivered to the organ structure and cell structure at a level, and the selected organ structure and cell structure can be manipulated at a microscopic level.
非侵襲的方法で機能を実行する
請求項5に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 5, wherein the function is performed in a non-invasive manner.
リアルタイムで機能を実行する
請求項5に記載のマイクロデバイス。
The micro device according to claim 5, wherein the function is executed in real time.
表面電荷、静止電位、電子化学的電位、電位、表面湿潤性、接触角、密着率、温度、密度、摩擦力、硬度、表面張力、微量化学物質濃度、疎水度、親水度、pH、液体流量、圧力、光学特性、吸収、吸着及び組成から成る群から選択される少なくとも1つの特性を測定することが可能である
請求項5に記載のマイクロデバイス。
Surface charge, static potential, electrochemical potential, potential, surface wettability, contact angle, adhesion rate, temperature, density, friction force, hardness, surface tension, trace chemical concentration, hydrophobicity, hydrophilicity, pH, liquid flow rate The microdevice according to claim 5, wherein at least one characteristic selected from the group consisting of pressure, optical characteristics, absorption, adsorption and composition can be measured.
衛星測位システム(GPS)、信号送信器、信号受信器、マイクロモータ、マイクロプロペラ、RF通信チップ、論理回路及びメモリ回路を含む
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, comprising a satellite positioning system (GPS), a signal transmitter, a signal receiver, a micromotor, a micropropeller, an RF communication chip, a logic circuit, and a memory circuit.
化学送達機能、制御化学送達機能、機械的動作、制御機械的動作、選択吸収、選択吸着、微視的レベルでの検出、電子機械的時限動作、制御電子機械的動作、制御電子化学機械的動作、制御電子生物学的動作、制御電子化学生物学的動作、制御電子化学生物学的動作、制御電子化学生物機械的動作、検出された信号によって開始される動作、外部命令によって開始される動作から成る群から選択される機能を含む
請求項1に記載のマイクロデバイス。
Chemical delivery function, controlled chemical delivery function, mechanical motion, controlled mechanical motion, selective absorption, selective adsorption, detection at microscopic level, electromechanical timed motion, controlled electromechanical motion, controlled electrochemical mechanical motion Controlled electronic biological action, Controlled electrochemical biological action, Controlled electrochemical biological action, Controlled electrochemical biomechanical action, Action initiated by detected signal, Action initiated by external command The microdevice according to claim 1, comprising a function selected from the group consisting of:
有機構造に対する化学送達、機械力動作、電荷注入、発光、電圧印加、冷却及び加熱から成る群から選択される動作のために予めプログラミングされた開始機能を有する
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice of claim 1 having a preprogrammed initiation function for an operation selected from the group consisting of chemical delivery to organic structures, mechanical force operation, charge injection, light emission, voltage application, cooling and heating.
前記開始機能は、デバイスによって検出される電荷、静止電位、電位、電子化学的電位、表層流、バルク電流、表面湿潤性、密着性、疎水度、親水度、流動性、電場、磁場、音場、温度、光波長ならびに/または光度、摩擦力及び摩擦係数、硬度、圧力及び外部信号から成る群から選択されるパラメータの群から用いることによって達成される
請求項11に記載のマイクロデバイス。
The initiating functions are: charge detected by the device, resting potential, potential, electrochemical potential, surface current, bulk current, surface wettability, adhesion, hydrophobicity, hydrophilicity, fluidity, electric field, magnetic field, sound field The microdevice according to claim 11, wherein the microdevice is used by using from a group of parameters selected from the group consisting of: temperature, light wavelength and / or light intensity, friction force and coefficient of friction, hardness, pressure and external signal.
対象とするpH範囲での溶解能力を30秒〜3日間有する
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, wherein the microdevice has a dissolution ability in a target pH range for 30 seconds to 3 days.
有機的組織に比較的適合するポリマー、有機材料及び無機材料から成る群から選択される材料を含む
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, comprising a material selected from the group consisting of polymers, organic materials and inorganic materials that are relatively compatible with organic tissue.
大きさが約1〜100ミリメートルである
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, wherein the size is about 1 to 100 millimeters.
大きさが約1〜100ミクロンである
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, wherein the size is about 1 to 100 microns.
少なくとも1つの機能性を備える1つのユニットに複数のサブデバイスが集積した1つの材料を含む
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, comprising one material in which a plurality of subdevices are integrated in one unit having at least one functionality.
ポリマー、有機物質、生体物質、生化学物質、無機導体、無機半導体、無機絶縁体及びセラミックから成る群から選択される材料を含む
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, comprising a material selected from the group consisting of a polymer, an organic substance, a biological substance, a biochemical substance, an inorganic conductor, an inorganic semiconductor, an inorganic insulator, and a ceramic.
生体物質は、人工生体物質、自然生体物質、培養生体物質及び自然生体物質と人工生体物質との組み合わせから成る群から選択される
請求項18に記載のマイクロデバイス。
The micro device according to claim 18, wherein the biological material is selected from the group consisting of artificial biological material, natural biological material, cultured biological material, and a combination of natural biological material and artificial biological material.
大きさが約0.01ミクロン〜5ミリメートルである
請求項17に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 17, wherein the size is about 0.01 micron to 5 millimeters.
検知機能、検出機能、測定機能、計算機能、解析機能、診断機能、論理処理(意思決定)機能、送信機能及び手術機能または外科的機能から成る群から選択される1つの機能を含む集積化マイクロデバイスである
請求項1に記載のマイクロデバイス。
Integrated micro comprising one function selected from the group consisting of detection function, detection function, measurement function, calculation function, analysis function, diagnosis function, logic processing (decision making) function, transmission function and surgical function or surgical function The microdevice according to claim 1, which is a device.
電圧比較器、4点プローブ、計算機、論理回路、メモリユニット、マイクロカッター、マイクロハンマー、マイクロシールド、マイクロダイ、マイクロピン、マイクロナイフ、マイクロニードル、マイクロスレッドホルダ、マイクロピンセット、マイクロ光吸収体、マイクロミラー、マイクロホイラー、マイクロフィルタ、マイクロチョッパ、マイクロシュレッダ、マイクロポンプ、マイクロ吸収体、マイクロ信号検出器、マイクロドリル、マイクロ吸盤、マイクロテスター、マイクロコンテナ、マイクロプーラー、信号送信器、信号発生器、摩擦力センサ、電荷センサ、温度センサ、硬度検出器、音波発生器、光波発生器、熱機械的デバイス、熱化学機械的デバイス、熱電子機械的デバイス、熱発生器、マイクロ冷蔵器、マイクロ信号送信器、マイクロ信号受信器及び電荷発生器から成る群から選択されるハードウエアを含む
請求項1に記載のマイクロデバイス。
Voltage comparator, 4-point probe, calculator, logic circuit, memory unit, micro cutter, micro hammer, micro shield, micro die, micro pin, micro knife, micro needle, micro thread holder, micro tweezers, micro light absorber, micro Mirror, Micro Wheeler, Micro Filter, Micro Chopper, Micro Shredder, Micro Pump, Micro Absorber, Micro Signal Detector, Micro Drill, Micro Suction Cup, Micro Tester, Micro Container, Micro Puller, Signal Transmitter, Signal Generator, Friction Force sensor, charge sensor, temperature sensor, hardness detector, sound wave generator, light wave generator, thermomechanical device, thermochemical mechanical device, thermoelectromechanical device, heat generator, micro refrigerator, micro signal transmission The micro device according to claim 1 including a hardware selected from the group consisting of micro-signal receiver and a charge generator.
集積回路製造方法、半導体製造方法、機械的製造方法、化学的処理方法、合成方法、電子化学的処理方法、生物学的処理方法、生化学的処理方法及びレーザー処理方法から成る群から選択される方法によって製造される
請求項1に記載のマイクロデバイス。
Selected from the group consisting of integrated circuit manufacturing methods, semiconductor manufacturing methods, mechanical manufacturing methods, chemical processing methods, synthesis methods, electrochemical processing methods, biological processing methods, biochemical processing methods and laser processing methods. The microdevice according to claim 1 manufactured by a method.
クリーナ、フィルタ、シュレッダ、インジェクタ及びポンプを含む
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The micro device according to claim 1, comprising a cleaner, a filter, a shredder, an injector, and a pump.
クリーナ、フィルタ、シュレッダまたはインジェクタを含む
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, comprising a cleaner, a filter, a shredder, or an injector.
研磨パッドを備える研磨ユニットを含む
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The micro device according to claim 1, further comprising a polishing unit including a polishing pad.
大きさが10ミクロン〜2ミリメートルである
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, wherein the size is 10 microns to 2 millimeters.
大きさが100ミクロン〜1.5ミリメートルである
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, wherein the size is 100 microns to 1.5 millimeters.
疾患の早期検出及び予防のために生命生体系を連続走査し、解析するためのマイクロテスターである
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, wherein the microdevice is a microtester for continuously scanning and analyzing a living biological system for early detection and prevention of a disease.
センサ、試料採取のためのマイクロチップ、採取試料を試験するためのマイクロアレイ、データ解析ユニットまたは信号送信器を含む
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, comprising a sensor, a microchip for sampling, a microarray for testing the collected sample, a data analysis unit, or a signal transmitter.
大きさが約1〜100ミクロンである
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, wherein the size is about 1 to 100 microns.
大きさが約10ミクロン〜5ミリメートルである
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, wherein the size is about 10 microns to 5 millimeters.
大きさが約2オングストローム〜500ミクロンである
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, wherein the size is about 2 angstroms to 500 microns.
動脈洗浄に使用される
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, which is used for arterial washing.
in vivoでの早期癌検出検査及び予防に使用される
請求項1に記載のマイクロデバイス。
The microdevice according to claim 1, which is used for early cancer detection test and prevention in vivo.
生体物質を洗浄するためにマイクロデバイスを使用する方法であって、
前記マイクロデバイスを前記生体物質と接触させるステップを含み、
前記マイクロデバイスは、外膜と、マイクロ機械特性、マイクロ化学特性、マイクロ化学機械特性、マイクロ光学特性、マイクロ音響特性、マイクロ生物学特性、マイクロ生化学特性、マイクロ生化学機械特性、マイクロ電子生化学機械特性、マイクロ電子化学機械特性、マイクロ電子機械特性、マイクロ電磁機械特性、マイクロ音響機械特性、マイクロ熱機械特性、マイクロ熱化学機械特性、マイクロ熱電気特性、マイクロ熱電子機械特性及びマイクロ超伝導機械特性から成る群から選択される特性とを含み、大きさが約1オングストローム〜5ミリメートルである
ことを特徴とする方法。
A method of using a microdevice to wash biological material, comprising:
Contacting the microdevice with the biological material;
The microdevice is composed of an outer membrane, micromechanical properties, microchemical properties, microchemical mechanical properties, microoptical properties, microacoustic properties, microbiological properties, microbiochemical properties, microbiochemical mechanical properties, microelectronic biochemistry. Mechanical properties, microelectrochemical mechanical properties, microelectromechanical properties, microelectromechanical properties, microacoustic mechanical properties, microthermomechanical properties, microthermochemical mechanical properties, microthermoelectric properties, microthermoelectromechanical properties and microsuperconducting machinery A method selected from the group consisting of properties, wherein the size is between about 1 angstrom and 5 millimeters.
前記生体物質は、哺乳動物の静脈または動脈である
請求項36に記載の方法。
37. The method of claim 36, wherein the biological material is a mammalian vein or artery.
前記生体物質の一般領域に、前記マイクロデバイスを送達するステップと、任意に、局部温度、局所圧力、局部摩擦力、局部表面電荷、局部静止電位、局部電位、局部表面特性、局所組成または局部液体流速を測定するステップと、任意に、洗浄機能を開始するステップと、洗浄を実施するステップと、任意に、マイクロコレクターによる洗浄から破片を収集し、輸送して取り除くステップと、任意に、マイクロフィルタによって破片を収集し、輸送して取り除くステップとを含む
請求項36に記載の方法。
Delivering the microdevice to the general area of the biological material, and optionally, local temperature, local pressure, local friction, local surface charge, local static potential, local potential, local surface properties, local composition or local liquid Measuring the flow rate, optionally initiating the cleaning function, performing the cleaning, optionally collecting, transporting and removing debris from the microcollector cleaning, and optionally microfiltering Collecting the debris and transporting it away.
マイクロデバイスを前記静脈に送達するステップと、任意に、収集されるデータ、たとえば局部圧力を検出して解析するステップと、任意に、前記静脈の標的位置に到達した際に洗浄機能を開始するステップと、前記標的位置で前記静脈の壁からプラーク及び沈着物を洗浄するステップと、任意に、所望の化学物質を洗浄する閉塞箇所に注入して洗浄される前記プラークを軟化させ、プラークの切断によって大きい破片が形成されるのを防ぎ、前記静脈に発生しうる損傷を最小限にするステップと、任意に、洗浄後または血液ろ過によるろ過後に前記マイクロデバイスを溶解するステップと、任意に、洗浄中及び洗浄後に血液ろ過によって前記マイクロデバイス及び破片をろ過するステップと、任意に、前記マイクロデバイスによって洗浄後処理を実施するステップとを含む
請求項36に記載の方法。
Delivering a microdevice to the vein, optionally detecting and analyzing the collected data, eg, local pressure, and optionally initiating a lavage function upon reaching the target location of the vein Washing plaque and deposits from the vein wall at the target location, and optionally injecting the desired chemical into the occlusion site to be washed, softening the plaque to be washed, and cutting the plaque Preventing the formation of large debris and minimizing possible damage to the veins, and optionally lysing the microdevice after washing or after filtration by hemofiltration, and optionally during washing And filtering the microdevice and debris by blood filtration after washing, and optionally after washing by the microdevice The method of claim 36 including the step of implementing the management.
前記洗浄は、機械研磨、機械摩擦、化学機械研磨、化学溶解、化学的パッシベーション、化学的処理、生物学的処理、化学溶解による研磨、レーザー切断またはその組み合わせによって実施される
請求項36に記載の方法。
The cleaning is performed by mechanical polishing, mechanical friction, chemical mechanical polishing, chemical dissolution, chemical passivation, chemical treatment, biological treatment, polishing by chemical dissolution, laser cutting, or a combination thereof. Method.
in vivoで複数の用量の薬剤を標的位置に送達するための方法であって、
前記標的位置にマイクロデバイスを輸送するステップと、前記標的位置に第1の薬剤を送達するステップと、初回送達の送達時間から所望の時間間隔で前記薬剤の第2の用量を前記標的位置に送達するステップとを含み、
前記マイクロデバイスは、外膜と、マイクロ機械特性、マイクロ化学特性、マイクロ化学機械特性、マイクロ光学特性、マイクロ音響特性、マイクロ生物学特性、マイクロ生化学特性、マイクロ生化学機械特性、マイクロ電子生化学機械特性、マイクロ電子化学機械特性、マイクロ電子機械特性、マイクロ電磁機械特性、マイクロ音響機械特性、マイクロ熱機械特性、マイクロ熱化学機械特性、マイクロ熱電気特性、マイクロ熱電子機械特性及びマイクロ超伝導機械特性から成る群から選択される特性とを含み、大きさが約1オングストローム〜5ミリメートルである
ことを特徴とする方法。
A method for delivering multiple doses of a drug to a target location in vivo comprising:
Transporting a microdevice to the target location; delivering a first agent to the target location; and delivering a second dose of the agent to the target location at a desired time interval from a delivery time of the initial delivery. Including the steps of:
The microdevice is composed of an outer membrane, micromechanical properties, microchemical properties, microchemical mechanical properties, microoptical properties, microacoustic properties, microbiological properties, microbiochemical properties, microbiochemical mechanical properties, microelectronic biochemistry. Mechanical properties, microelectrochemical mechanical properties, microelectromechanical properties, microelectromechanical properties, microacoustic mechanical properties, microthermomechanical properties, microthermochemical mechanical properties, microthermoelectric properties, microthermoelectromechanical properties and microsuperconducting machinery A method selected from the group consisting of properties, wherein the size is between about 1 angstrom and 5 millimeters.
各用量によって別の用量で異なる薬剤を送達する
請求項41に記載の方法。
42. The method of claim 41, wherein each dose delivers a different drug at a different dose.
前記薬剤は、さまざまな化学物質であり、第1の薬剤の送達によって第2の薬剤との結合選択性が増大する
請求項41に記載の方法。
42. The method of claim 41, wherein the drug is a variety of chemicals and delivery selectivity of the first drug increases binding selectivity with the second drug.
医療目的のためにマイクロデバイスを使用する方法であって、
前記マイクロデバイスは、外膜と、マイクロ機械特性、マイクロ化学特性、マイクロ化学機械特性、マイクロ光学特性、マイクロ音響特性、マイクロ生物学特性、マイクロ生化学特性、マイクロ生化学機械特性、マイクロ電子生化学機械特性、マイクロ電子化学機械特性、マイクロ電子機械特性、マイクロ電磁機械特性、マイクロ音響機械特性及びマイクロ超伝導機械特性から成る群から選択される特性とを含み、大きさが約1オングストローム〜5ミリメートルであり、
前記医療目的は、標的領域の細胞構造またはマイクロ器官レベルでの薬剤送達機能、切断機能、除去機能、研磨機能、輸送機能、接合機能、診断機能、検知機能、選択的保護機能、標的除去機能、測定機能、医療補助機能から成る群から選択される
ことを特徴とする方法。
A method of using a microdevice for medical purposes,
The microdevice is composed of an outer membrane, micromechanical properties, microchemical properties, microchemical mechanical properties, microoptical properties, microacoustic properties, microbiological properties, microbiochemical properties, microbiochemical mechanical properties, microelectronic biochemistry. Including a property selected from the group consisting of mechanical properties, microelectrochemical mechanical properties, microelectromechanical properties, microelectromechanical properties, microacoustic mechanical properties, and microsuperconducting mechanical properties, and having a size of about 1 angstrom to 5 millimeters And
The medical purpose includes a drug delivery function at a cell structure or a micro-organ level in a target region, a cutting function, a removing function, a polishing function, a transporting function, a joining function, a diagnostic function, a detecting function, a selective protecting function, a target removing function, The method is selected from the group consisting of a measurement function and a medical assistance function.
前記方法は、癌治療に使用され、薬剤送達機能を備えるマイクロデバイスを癌細胞に選択的に付着させるステップと、前記マイクロデバイスの注入機能の開始するステップと、癌細胞に薬剤を注入するステップとを含む
請求項44に記載の方法。
The method comprises the steps of selectively attaching to a cancer cell a microdevice having a drug delivery function used for cancer treatment, initiating an injection function of the microdevice, and injecting a drug into the cancer cell. 45. The method of claim 44, comprising:
光反射率が高いマイクロデバイスを健康細胞に選択的に付着させるステップと、レーザー処理を実施して不健康細胞を破壊するステップと、前記レーザーへの曝露による処理で不健康細胞を除去するステップとを含む
請求項44に記載の方法。
Selectively attaching a micro device with high light reflectance to healthy cells; performing laser treatment to destroy unhealthy cells; and removing unhealthy cells by treatment by exposure to the laser. 45. The method of claim 44.
前記マイクロデバイスは、信号検知ユニット、メモリユニット、論理処理ユニット、信号送信器及びマイクロ手術から成る群から選択される特性を含み、前記マイクロデバイスは、診断、検知または測定の機能を実行し、前記方法は、測定対象部位に前記マイクロデバイスを送達するステップと、前記対象部位で測定を実行するステップと、データをメモリユニットに記録するステップと、任意に、前記論理処理機能を使用して操作を開始するステップと、任意に、前記マイクロデバイスを使用して手術を実施するステップと、前記マイクロデバイスを回収するステップと、記録した前記データを解析するステップとを含む
請求項44に記載の方法。
The microdevice includes a characteristic selected from the group consisting of a signal sensing unit, a memory unit, a logic processing unit, a signal transmitter, and a microsurgery, the microdevice performing a diagnostic, sensing or measuring function, The method includes delivering the microdevice to a measurement target site, performing a measurement at the target site, recording data in a memory unit, and optionally performing operations using the logic processing function. 45. The method of claim 44, comprising the steps of: initiating; optionally, performing a surgery using the microdevice; retrieving the microdevice; and analyzing the recorded data.
前記マイクロデバイスは、標的部位を診断、感知または測定する機能を実行し、前記マイクロデバイスは、信号検知ユニット、メモリユニット、信号送信器、現場意思決定及びマイクロ手術のための論理ユニットを含み、前記方法は、前記マイクロデバイスを前記標的部位に送達し、前記標的部位で診断機能、検知機能または測定機能を実行するステップと、データをメモリユニットに記録するステップと、前記マイクロデバイスによって記録した前記データを解析するステップと、前記マイクロデバイスによるデータ解析及び予めプログラミングされた論理判定に基づいてマイクロ操作の過程及び種類を決定するステップと、前記標的部位でマイクロ操作を実行するステップとを含む
請求項44に記載の方法。
The micro device performs a function of diagnosing, sensing or measuring a target site, and the micro device includes a signal detection unit, a memory unit, a signal transmitter, a logic unit for field decision making and micro surgery, A method of delivering the microdevice to the target site, performing a diagnostic function, a sensing function or a measuring function at the target site; recording data in a memory unit; and the data recorded by the microdevice 45. determining a process and type of micro manipulation based on data analysis by the micro device and pre-programmed logic determination; and performing micro manipulation on the target site. The method described in 1.
前記マイクロデバイスは、電気特性測定ユニットを含み、標的部位の癌細胞を検出することが可能であり、前記方法は、前記マイクロデバイスを前記標的部位に送達するステップと、前記標的部位で表面電荷、電荷密度、静止電位、電位、電子化学的電位、表層流、バルク電流及び電流密度から成る群から選択される1または複数の特性を測定するステップとを含む
請求項44に記載の方法。
The microdevice includes an electrical property measurement unit and is capable of detecting cancer cells at a target site, the method comprising delivering the microdevice to the target site; and a surface charge at the target site; 45. Measuring the one or more properties selected from the group consisting of charge density, resting potential, potential, electrochemical potential, surface current, bulk current and current density.
前記マイクロデバイスは、電圧比較器をさらに含む
請求項49に記載の方法。
50. The method of claim 49, wherein the microdevice further comprises a voltage comparator.
前記電圧比較器は、電圧測定感度が1mVより高い
請求項50に記載の方法。
51. The method of claim 50, wherein the voltage comparator has a voltage measurement sensitivity greater than 1 mV.
前記方法は、標的部位の癌の細胞検出に使用され、前記マイクロデバイスを前記標的部位に送達するステップと、表面電荷、静止電位、電子化学的電位、電位、表面電流、バルク電流、表面湿潤性、接触角、密着率、温度、密度、摩擦力、硬度、圧縮率、剛性率、音響特性、表面張力、微量化学物質濃度、pH、液体流量、圧力、光学特性、吸収、吸着及び組成から成る群から選択される1または複数のパラメータを前記標的部位上で測定するステップとを含む
請求項44に記載の方法。
The method is used for cell detection of cancer at a target site, delivering the microdevice to the target site, surface charge, resting potential, electrochemical potential, potential, surface current, bulk current, surface wettability. , Contact angle, adhesion rate, temperature, density, friction force, hardness, compression rate, rigidity rate, acoustic properties, surface tension, trace chemical concentration, pH, liquid flow rate, pressure, optical properties, absorption, adsorption and composition 45. measuring one or more parameters selected from a group on the target site.
生物系外の用途のためのマイクロデバイスであって、
外膜と、マイクロ機械特性、マイクロ化学特性、マイクロ化学機械特性、マイクロ光学特性、マイクロ音響特性、マイクロ生物学特性、マイクロ電子機械特性、マイクロ電磁機械特性、マイクロ音響機械特性、マイクロ超伝導機械特性から成る群から選択される1つの特性とを含み、大きさが約1オングストローム〜5ミリメートルである
ことを特徴とするマイクロデバイス。
A microdevice for use outside a biological system,
Outer membrane, micro mechanical properties, micro chemical properties, micro chemical mechanical properties, micro optical properties, micro acoustic properties, micro biological properties, micro electro mechanical properties, micro electro mechanical properties, micro acoustic mechanical properties, micro superconducting mechanical properties A microdevice characterized in that it has one characteristic selected from the group consisting of and has a size of about 1 angstrom to 5 millimeters.
JP2013529116A 2010-09-17 2010-09-17 Microdevices for biomedical applications and uses thereof Expired - Fee Related JP5917522B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2010/049298 WO2012036697A1 (en) 2010-09-17 2010-09-17 Micro devices biomedical applications and uses of the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2013539669A true JP2013539669A (en) 2013-10-28
JP2013539669A5 JP2013539669A5 (en) 2013-12-05
JP5917522B2 JP5917522B2 (en) 2016-05-18

Family

ID=45831887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013529116A Expired - Fee Related JP5917522B2 (en) 2010-09-17 2010-09-17 Microdevices for biomedical applications and uses thereof

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP2615968A4 (en)
JP (1) JP5917522B2 (en)
KR (1) KR101761259B1 (en)
CN (2) CN103237492B (en)
AU (2) AU2010360764A1 (en)
BR (1) BR112013006299B8 (en)
CA (1) CA2812189C (en)
IL (1) IL225284B (en)
WO (1) WO2012036697A1 (en)
ZA (1) ZA201302375B (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202109037A (en) 2012-07-16 2021-03-01 大陸商昌和生物醫學科技(揚州)有限公司 Devices and methods for enhanced detection and identification of diseases
US10012642B2 (en) 2013-03-15 2018-07-03 Anpac Bio-Medical Science (Lishui) Co., Ltd. Methods and apparatus for enhanced detection of diseases
WO2015166977A1 (en) * 2014-05-02 2015-11-05 公立大学法人大阪府立大学 Polymer film for detection of cancer cells and manufacturing method thereof, and cancer cell detection device using such polymer film
CN104965002B (en) * 2014-12-16 2018-04-17 湖南省茶叶研究所(湖南省茶叶检测中心) Reduce the device of tentaculum electric potential instrument background noise and the method using device detection feeler
FR3032106B1 (en) * 2015-02-02 2020-07-31 Centre Nat Rech Scient MICRODISPOSITIVE FOR THE IN VIVO CAPTURE OF CIRCULATING CELLULAR BIOMARKERS.
US11266344B2 (en) 2016-09-21 2022-03-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for measuring skin condition and electronic device therefor
TWI636775B (en) * 2017-10-27 2018-10-01 研能科技股份有限公司 Micro-pump
CN112023271B (en) * 2020-09-22 2023-11-28 天津工业大学 Sub-millimeter size living body implantable multichannel micro-magnetic stimulator
EP4288190A1 (en) * 2021-02-02 2023-12-13 Daniel P. Sheehan Thermal diffusion membrane, devices, systems and methods

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004000440A (en) * 2001-11-12 2004-01-08 Korea Inst Of Science & Technology Microcapsule robot and endoscope system
JP2004121733A (en) * 2002-10-07 2004-04-22 National Cardiovascular Center Intrauterine embedding type fetal monitoring device
JP2005510336A (en) * 2001-12-03 2005-04-21 ザ クリーブランド クリニック ファウンデーション Apparatus and method for monitoring a condition in a body cavity
JP2005523101A (en) * 2002-04-25 2005-08-04 ギブン・イメージング・リミテッド Device and method for orienting a device in vivo
JP2005270462A (en) * 2004-03-25 2005-10-06 Olympus Corp Capsule type medical apparatus and capsule type medical apparatus system
JP2006512109A (en) * 2002-08-01 2006-04-13 ザ ジョンズ ホプキンズ ユニバーシティ Identification technology of molecular structure using fluorescent light emission, and treatment technology of cell types lined inside the body lumen
JP2006149689A (en) * 2004-11-29 2006-06-15 Olympus Corp In vivo medical device and system
JP2007000177A (en) * 2005-06-21 2007-01-11 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Medical capsule endoscope
US20070225633A1 (en) * 2004-04-19 2007-09-27 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Lumen-traveling device
JP2008012094A (en) * 2006-07-06 2008-01-24 Kenichi Katsu Capsule endoscope
JP2009506838A (en) * 2005-09-01 2009-02-19 プロテウス バイオメディカル インコーポレイテッド Implantable wireless communication system
WO2010018350A2 (en) * 2008-08-14 2010-02-18 Quidd Self-contained detection capsule for insertion in a human or animal body
WO2010057082A2 (en) * 2008-11-17 2010-05-20 Mayo Foundation For Medical Education And Research Diagnostic capsules, delivery/retrieval systems, kits and methods
WO2010086859A1 (en) * 2009-01-29 2010-08-05 Given Imaging Ltd. Device,system and method for detection of bleeding

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US663615A (en) * 1900-08-10 1900-12-11 Eugene J Gregory Pyrographical tool.
US6240312B1 (en) * 1997-10-23 2001-05-29 Robert R. Alfano Remote-controllable, micro-scale device for use in in vivo medical diagnosis and/or treatment
US6092530A (en) 1999-03-24 2000-07-25 The B.F. Goodrich Company Remotely interrogated implant device with sensor for detecting accretion of biological matter
US20020094515A1 (en) * 2000-11-30 2002-07-18 Erlach Julian Van Method and apparatus for attaching a microdevice or a nanodevice to a biological member
US6663615B1 (en) * 2001-09-04 2003-12-16 The Ohio State University Dual stage microvalve and method of use
US6936003B2 (en) * 2002-10-29 2005-08-30 Given Imaging Ltd In-vivo extendable element device and system, and method of use
US6922118B2 (en) 2002-11-01 2005-07-26 Hrl Laboratories, Llc Micro electrical mechanical system (MEMS) tuning using focused ion beams
CN1218756C (en) * 2003-05-14 2005-09-14 厦门大学 Painless miniature administration device
US20050228313A1 (en) * 2003-12-04 2005-10-13 University Technologies International Inc. Fluid sampling, analysis and delivery system
EP2385078A1 (en) * 2004-04-20 2011-11-09 Dendritic Nanotechnologies Inc. Dendritic polymers with enhanced amplification and interior functionality
SG175681A1 (en) * 2006-10-25 2011-11-28 Proteus Biomedical Inc Controlled activation ingestible identifier
US20080269948A1 (en) * 2006-11-13 2008-10-30 Solomon Research Llc Hybrid control system for collectives of evolvable nanorobots and microrobots
CN100493451C (en) * 2007-08-16 2009-06-03 上海交通大学 Electromagnetic gastroenteritic impetus function non-invasive diagnosis system
CN100534381C (en) * 2007-09-06 2009-09-02 上海交通大学 Gastrointestinal tract hemorrhage non-invasive monitoring system
CN101828907B (en) * 2010-02-11 2012-06-20 上海交通大学 Implanted micro physio-parameter detection system

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004000440A (en) * 2001-11-12 2004-01-08 Korea Inst Of Science & Technology Microcapsule robot and endoscope system
JP2005510336A (en) * 2001-12-03 2005-04-21 ザ クリーブランド クリニック ファウンデーション Apparatus and method for monitoring a condition in a body cavity
JP2005523101A (en) * 2002-04-25 2005-08-04 ギブン・イメージング・リミテッド Device and method for orienting a device in vivo
JP2006512109A (en) * 2002-08-01 2006-04-13 ザ ジョンズ ホプキンズ ユニバーシティ Identification technology of molecular structure using fluorescent light emission, and treatment technology of cell types lined inside the body lumen
JP2004121733A (en) * 2002-10-07 2004-04-22 National Cardiovascular Center Intrauterine embedding type fetal monitoring device
JP2005270462A (en) * 2004-03-25 2005-10-06 Olympus Corp Capsule type medical apparatus and capsule type medical apparatus system
US20070225633A1 (en) * 2004-04-19 2007-09-27 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Lumen-traveling device
JP2006149689A (en) * 2004-11-29 2006-06-15 Olympus Corp In vivo medical device and system
JP2007000177A (en) * 2005-06-21 2007-01-11 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Medical capsule endoscope
JP2009506838A (en) * 2005-09-01 2009-02-19 プロテウス バイオメディカル インコーポレイテッド Implantable wireless communication system
JP2008012094A (en) * 2006-07-06 2008-01-24 Kenichi Katsu Capsule endoscope
WO2010018350A2 (en) * 2008-08-14 2010-02-18 Quidd Self-contained detection capsule for insertion in a human or animal body
WO2010057082A2 (en) * 2008-11-17 2010-05-20 Mayo Foundation For Medical Education And Research Diagnostic capsules, delivery/retrieval systems, kits and methods
WO2010086859A1 (en) * 2009-01-29 2010-08-05 Given Imaging Ltd. Device,system and method for detection of bleeding

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201302375B (en) 2014-02-26
AU2010360764A1 (en) 2013-04-11
AU2010360764A8 (en) 2013-04-18
CN105403690A (en) 2016-03-16
IL225284B (en) 2018-11-29
AU2017200356A1 (en) 2017-02-02
CN103237492A (en) 2013-08-07
BR112013006299B1 (en) 2020-12-22
KR101761259B1 (en) 2017-07-25
CA2812189C (en) 2021-09-21
EP2615968A4 (en) 2014-03-12
BR112013006299A2 (en) 2016-06-07
CA2812189A1 (en) 2012-03-22
WO2012036697A1 (en) 2012-03-22
CN103237492B (en) 2016-02-17
EP2615968A1 (en) 2013-07-24
JP5917522B2 (en) 2016-05-18
IL225284A0 (en) 2013-06-27
KR20130124484A (en) 2013-11-14
BR112013006299B8 (en) 2021-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5917522B2 (en) Microdevices for biomedical applications and uses thereof
US20130006103A1 (en) Micro-Devices for Biomedical Applications and Method of Use of Same
US8328720B2 (en) MEMS interstitial prothrombin time test
JP5995954B2 (en) Medical device and manufacturing method thereof
US8609041B2 (en) Apparatus for solubilizing tissue
US20200330016A1 (en) Wearable or insertable devices with microneedles that include mechanically-responsive material
JP2013539669A5 (en)
EP2451443B1 (en) Method of drug delivery
JP2014160072A (en) Method and device for detecting analytes
US20160183800A1 (en) Device and method for measuring the elasticity of a macroscopic sample
Huang et al. Detecting the process of blood coagulation and clot formation with high frequency ultrasound
Chaiken et al. Toward an improved assignment of spectral features in tissue modulated non-invasive Raman spectroscopy of human fingertips
Chen Micro-fabricated silicon based probes for biomedical applications: Reliable neural interface, electro-mechano tissue assay surgical tweezer, and fluid viscosity sensing
WO2007034164A2 (en) Diagnostic device
Werner et al. Microsystems in Health Care Markets: recent Achievements and future trends
Mampilly et al. Review of MEMS Based Application in Medical Industries
WO2018138158A1 (en) Re-generable wearable filter for long-term use

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130723

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130912

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130912

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140814

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140819

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150507

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20150804

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150903

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160330

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160406

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5917522

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371