KR101679777B1 - Patch type electrochemical biosensor and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패치형 전기화학적 바이오센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. 패치형 전기화학적 바이오센서는 기판과, 전극부, 및 마이크로 니들 어레이를 포함한다. 전극부는 기판 상에 패턴 형성된다. 마이크로 니들 어레이는 복수의 마이크로 니들을 포함한다. 각각의 마이크로 니들은 지지대와, 지지대의 상단 부위를 제외한 둘레에 형성된 생체적합성 막과, 지지대의 상단에 형성된 촉매 전극, 및 촉매 전극을 감싸는 생분해성 팁을 구비한다. 복수의 마이크로 니들이 전극부 상에 세워져 배열되고 각 지지대를 통해 접속된다.The present invention relates to a patch-type electrochemical biosensor and a manufacturing method thereof. A patch type electrochemical biosensor includes a substrate, an electrode portion, and a micro needle array. The electrode portion is patterned on the substrate. The microneedle array includes a plurality of microneedles. Each micro needle has a support, a biocompatible membrane formed around the periphery of the support, a catalyst electrode formed on the top of the support, and a biodegradable tip surrounding the catalyst electrode. A plurality of micro-needles are arranged standing on the electrode portion and connected through respective supports.

Description

패치형 전기화학적 바이오센서 및 그 제조방법{Patch type electrochemical biosensor and method of manufacturing the same}[0001] The present invention relates to a patch type electrochemical biosensor and a manufacturing method thereof,

본 발명은 마이크로/나노 구조물을 이용하여 생체 신호 분석을 하는 Micro TAS(Micro Total Analysis System) 분야나, 생체 신호를 연속적으로 측정하는 연속 생체 신호 모니터링(Continuous Bio-signal Monitoring) 분야 등에 사용될 수 있는 패치형 전기화학적 바이오센서에 관한 것이다.The present invention relates to a micro-TAS (Micro Total Analysis System) field for analyzing biological signals using a micro / nano structure, and a patch type micro analyzer for use in a continuous bio-signal monitoring field for continuously measuring bio- To an electrochemical biosensor.

약물 주입 목적을 위해 기존에 상용화된 니들(needle)은 직경이 수백 ㎛ ~ 수 ㎜에 이르기 때문에, 환자로 하여금 거부감을 유발할 수 있고 출혈이 생길 수 있다는 단점이 있다. 하지만, 니들은 직접적으로 신체 내에 약물을 주입하게 되므로, 환자가 약물을 복용하는 것보다 효과가 좋다는 장점이 있다. 따라서, 니들은 현재까지도 보편적으로 사용되고 있다.Conventional commercially available needles for drug injection purposes have a diameter of several hundred micrometers to several millimeters, which can cause a patient to feel rejection and hemorrhage can occur. However, since the needles directly inject drugs into the body, there is an advantage that they are more effective than patients taking the drugs. Therefore, the needles are still universally used.

최근에, 전술한 단점을 극복하기 위해서 패치형 마이크로 니들(micro needle)이 등장하게 되었다. 마이크로 니들이란 모기의 입처럼 작은 직경을 가지는 니들로서, 사용자에게 심적 부담감을 줄여줄 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한, 패치형 마이크로 니들을 적용한 약물 전달 기구는 작고 가볍기 때문에 사용자가 편안하고 편리하게 사용할 수 있다는 장점도 가지고 있다. 이러한 약물 전달 기구는 의사가 거의 없는 아프리카의 작은 나라에서, 니들을 통한 약물 치료가 필요한 환자에게 적합한 기술 중에 하나라고 볼 수 있다.Recently, a patch type micro needle has appeared to overcome the above-described disadvantages. The micro needle is a needle having a small diameter like the mouth of a mosquito, and has a merit that it can reduce the burden on the user. In addition, the drug delivery device using the patch type micro needle is small and light, so that the user can comfortably use the drug. This drug delivery mechanism is one of the best techniques for patients who need medication through needles in a small African country where there are few doctors.

한편, 기존의 채혈과 같은 검사 방법은 지속적인 모니터링이 불가능하고, 일회성이라는 단점을 가지고 있었기 때문에, 마이크로 니들은 전술한 단점을 극복하는데 고려될 수 있다. 하지만, 기존의 패치형 마이크로 니들은 약물 전달용으로만 상용화되고 있는 추세이고, 연구 또한 약물전달시스템 분야에서만 활발하게 이루어지고 있다.On the other hand, since the conventional blood sampling method has a disadvantage that it can not be continuously monitored and has a disadvantage of being one-time, the micro needle can be considered to overcome the above-mentioned drawbacks. However, the existing patch type micro needle is being commercialized only for drug delivery, and the research is actively performed in the field of drug delivery system.

최근에는 지속적인 모니터링이 필요한 혈당, 콜레스테롤, 젖산 등과 같은 생체 정보를 연속적으로 측정할 수 있는 연속 생체 신호 모니터링 시스템이 등장하게 되었다. 하지만, 최근의 상용화된 시스템을 보면, 니들을 사용하여 환자의 피부에 특정 깊이까지 찔러 넣어야 하며, 사용자에게 심리적 부담을 안길 수 있고 출혈이 생길 수 있다는 단점을 가지고 있다.Recently, a continuous bio-signal monitoring system capable of continuously measuring biological information such as blood glucose, cholesterol, and lactic acid, which requires continuous monitoring, has appeared. However, recent commercialized systems have the disadvantage that they need to be pierced to the patient's skin to a certain depth using a needle, which can cause a psychological burden on the user and bleeding.

본 발명의 과제는 환자의 불안감 및 통증을 최소화한 상태로 생체 정보를 측정하여 실시간 모니터링 가능하게 하는 패치형 전기화학적 바이오센서 및 그 제조방법을 제공함에 있다.The present invention provides a patch-type electrochemical biosensor capable of real-time monitoring by measuring biometric information while minimizing anxiety and pain of a patient, and a method of manufacturing the same.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 패치형 전기화학적 바이오센서는 기판과, 전극부, 및 마이크로 니들 어레이를 포함한다. 전극부는 기판 상에 패턴 형성된다. 마이크로 니들 어레이는 복수의 마이크로 니들을 포함한다. 각각의 마이크로 니들은 지지대와, 지지대의 상단 부위를 제외한 둘레에 형성된 생체적합성 막과, 지지대의 상단에 형성된 촉매 전극, 및 촉매 전극을 감싸는 생분해성 팁을 구비한다. 복수의 마이크로 니들이 전극부 상에 세워져 배열되고 각 지지대를 통해 접속된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a patch type electrochemical biosensor comprising a substrate, an electrode unit, and a micro needle array. The electrode portion is patterned on the substrate. The microneedle array includes a plurality of microneedles. Each micro needle has a support, a biocompatible membrane formed around the periphery of the support, a catalyst electrode formed on the top of the support, and a biodegradable tip surrounding the catalyst electrode. A plurality of micro-needles are arranged standing on the electrode portion and connected through respective supports.

본 발명에 따른 패치형 전기화학적 바이오센서 제조방법은, 먼저 적어도 상면 부위가 절연성을 갖는 기판을 마련한다. 그 다음, 기판 상에 도전성 재질로 전극부를 패턴 형성한다. 그 다음, 전극부 상에 도전성 재질로 지지대들을 형성한다. 그 다음, 지지대들의 각 상단 부위를 제외한 둘레 부위에 생체적합성 막을 형성한다. 그 다음, 지지대들의 각 상단 부위를 감싸도록 생분해성 팁을 형성한다.In the method of manufacturing a patch-type electrochemical biosensor according to the present invention, a substrate having at least an upper surface portion of an insulating property is provided. Then, the electrode portion is patterned with a conductive material on the substrate. Then, supports are formed of a conductive material on the electrode portion. A biocompatible membrane is then formed around the perimeter of each support except for the top of each. A biodegradable tip is then formed to enclose each top portion of the supports.

본 발명에 따른 패치형 전기화학적 바이오센서 제조방법은, 먼저 기판을 마련한다. 그 다음, 기판을 복수의 지지대 몸체들로 절개한 후, 절개된 지지대 몸체들을 수직으로 세운다. 그 다음, 기판 상에 도전성 재질로 전극부를 패턴 형성하며, 지지대 몸체들의 각 표면에 전극부와 연결되도록 도전성 재질로 전극 연결 도선을 형성하여 지지대들을 형성한다. 그 다음, 지지대들의 각 상단 부위를 제외한 둘레 부위에 생체적합성 막을 형성한다. 그 다음, 지지대들의 각 상단 부위를 감싸도록 생분해성 팁을 형성한다.In the method of manufacturing a patch-type electrochemical biosensor according to the present invention, a substrate is first prepared. The substrate is then cut into a plurality of support body bodies, and then the incised support body bodies are vertically erected. Next, an electrode portion is patterned with a conductive material on the substrate, and electrode supporting conductors are formed from conductive materials so as to be connected to the electrode portions on each surface of the support body bodies, thereby forming supports. A biocompatible membrane is then formed around the perimeter of each support except for the top of each. A biodegradable tip is then formed to enclose each top portion of the supports.

본 발명에 따르면, 마이크로 니들 어레이는 피부의 가장 밖에 있는 표피층에 삽입되고 마이크로 니들의 촉매 전극을 통해 생체 정보를 측정하기 때문에, 마이크로 니들을 피부 내에 삽입하는데 따른 환자의 불안감 및 통증을 최소화할 수 있다. 또한, 환자가 직접 거부감 없이 보조 기구 등을 통해 마이크로 니들 어레이를 피부 내로 삽입하는 것이 가능하다. 사용자는 피부 내로 삽입된 마이크로 니들 어레이로부터 측정되는 생체 정보를 스마트폰, 태블릿 PC, 스마트워치 등을 통해 실시간 모니터링하는 것이 가능하다.According to the present invention, since the microneedle array is inserted into the skin layer outermost of the skin and biometric information is measured through the catalytic electrode of the microneedles, the patient's anxiety and pain due to the insertion of the microneedles into the skin can be minimized . In addition, it is possible for the patient to insert the micro needle array into the skin through an auxiliary instrument or the like without direct feeling of discomfort. The user can monitor the biological information measured from the micro needle array inserted into the skin through a smart phone, a tablet PC, a smart watch, or the like in real time.

본 발명에 따르면, 연속적인 생체 정보 측정 및 기록 장치에 있어서, 신체 내의 생체 정보 특성 및 약물의 주입 필요성 여부를 정확하게 확인할 수 있고, 이러한 정보를 실시간으로 모니터링하여, 병원과 같은 시설로의 데이터 전송이 가능한 통합 시스템 구축을 할 수 있게 한다.According to the present invention, in a continuous bio-information measuring and recording apparatus, it is possible to accurately confirm biometric information characteristics in a body and necessity of injection of a drug, and to monitor such information in real time to transmit data to a facility such as a hospital It is possible to build a possible integrated system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패치형 전기화학적 바이오센서에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1에 대한 평면도이다.
도 3은 도 1에 있어서, 마이크로 니들에 대한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 패치형 전기화학적 바이오센서의 사용 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 지지대의 다른 예를 포함한 마이크로 니들을 도시한 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 작업 전극 및 보조 전극의 형태에 대한 다른 예들을 각각 도시한 평면도이다.
도 9는 다른 예의 전극부를 구비한 패치형 전기화학적 바이오센서를 도시한 평면도이다.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치형 전기화학적 바이오센서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패치형 전기화학적 바이오센서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a perspective view of a patch-type electrochemical biosensor according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a plan view of Fig. 1. Fig.
Fig. 3 is a cross-sectional view of the microneedles in Fig. 1;
FIG. 4 is a view for explaining an example of use of the patch-type electrochemical biosensor shown in FIG.
5 is a cross-sectional view showing a microneedle including another example of a support.
6 to 8 are plan views respectively showing other examples of the shapes of the working electrode and the auxiliary electrode.
9 is a plan view showing a patch-type electrochemical biosensor having electrode portions of another example.
FIGS. 10A to 10E are views for explaining a method of manufacturing a patch-type electrochemical biosensor according to an embodiment of the present invention.
11A to 11D are views for explaining a method of manufacturing a patch-type electrochemical biosensor according to another embodiment of the present invention.

본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, the same reference numerals are used for the same components, and a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패치형 전기화학적 바이오센서에 대한 사시도이다. 도 2는 도 1에 대한 평면도이다. 도 3은 도 1에 있어서, 마이크로 니들에 대한 단면도이다. 1 is a perspective view of a patch-type electrochemical biosensor according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a plan view of Fig. 1. Fig. Fig. 3 is a cross-sectional view of the microneedles in Fig. 1;

도 1 내지 도 3을 참조하면, 패치형 전기화학적 바이오센서(100)는 기판(110)과, 전극부(120), 및 마이크로 니들 어레이(micro needle array, 130)를 포함한다.1 to 3, a patch-type electrochemical biosensor 100 includes a substrate 110, an electrode unit 120, and a micro needle array 130.

기판(110)은 적어도 상면 부위가 절연성을 갖도록 구성될 수 있다. 기판(110)은 전체 부위가 부도체로 이루어진 절연 기판일 수도 있다. 전극부(120)는 기판(110) 상에 패턴 형성된다. 전극부(120)는 도전성 재질, 예컨대 니켈, 금 등과 같은 금속 재질로 이루어질 수 있다.The substrate 110 may be configured such that at least the upper surface portion is insulating. The substrate 110 may be an insulating substrate whose entire portion is made of nonconductive material. The electrode portion 120 is pattern-formed on the substrate 110. The electrode unit 120 may be made of a conductive material such as nickel, gold, or the like.

일 예로, 전극부(120)는 작업 전극(working electrode, 121)과 보조 전극(122)으로 이루어진다. 즉, 전극부(120)는 2개의 전극으로 이루어진다. 생체 신호 측정시, 보조 전극(122)을 기준으로 작업 전극(121)에 전위가 인가된다. 작업 전극(121)에는 (+) 전위 또는 (-) 전위가 인가될 수 있다. 이후, 작업 전극(121)과 보조 전극(122)을 통해 전류 형태의 생체 신호를 측정할 수 있다.For example, the electrode unit 120 includes a working electrode 121 and an auxiliary electrode 122. That is, the electrode unit 120 is composed of two electrodes. In the measurement of a biological signal, a potential is applied to the working electrode 121 with reference to the auxiliary electrode 122. (+) Potential or (-) potential may be applied to the working electrode 121. [ Then, the living body signal of the current type can be measured through the working electrode 121 and the auxiliary electrode 122.

작업 전극(121)과 보조 전극(122)은 수직 빗살을 갖는 빗(longitudinal comb)의 형태로 각각 배치될 수 있다. 수직 빗살을 갖는 빗의 형태는 빗 몸체에 대해 복수의 빗살이 수직으로 각각 배치된 빗의 형태이다. 작업 전극(121)의 빗 몸체(121a)는 기판(110)의 한쪽 가장자리에 배치되고 보조 전극(122)의 빗 몸체(122a)는 기판(110)의 반대쪽 가장자리에 배치될 수 있다. 작업 전극(121)의 수직 빗살(121b)은 보조 전극(122)의 수직 빗살(122b)과 교대로 배치될 수 있다.The working electrode 121 and the auxiliary electrode 122 may be respectively disposed in the form of a longitudinal comb. The shape of the comb having the vertical comb is in the form of a comb in which a plurality of combs are arranged vertically with respect to the comb body. The comb body 121a of the working electrode 121 may be disposed on one edge of the substrate 110 and the comb body 122a of the auxiliary electrode 122 may be disposed on the opposite edge of the substrate 110. [ The vertical comb 121b of the working electrode 121 may be alternately arranged with the vertical comb 122b of the auxiliary electrode 122. [

마이크로 니들 어레이(130)는 복수의 마이크로 니들(131)을 포함한다. 각각의 마이크로 니들(131)은 지지대(132)와, 생체적합성 막(133)과, 촉매 전극(134), 및 생분해성 팁(135)을 구비한다. 이러한 마이크로 니들(131)은 전극부(120) 상에 복수 개로 세워져 배열되고 각 지지대(132)를 통해 접속된다. 전극부(120)가 작업 전극(121)과 보조 전극(122)으로 이루어진 경우, 마이크로 니들(131)은 작업 전극(121)과 보조 전극(122)에 각각 복수 개씩 배열될 수 있다.The micro needle array 130 includes a plurality of micro needles 131. Each micro needle 131 has a support 132, a biocompatible membrane 133, a catalytic electrode 134, and a biodegradable tip 135. These microneedles 131 are arranged on the electrode part 120 in plural numbers and are connected through the respective supporting parts 132. When the electrode unit 120 is composed of the working electrode 121 and the auxiliary electrode 122, a plurality of micro needles 131 may be arranged in the working electrode 121 and the auxiliary electrode 122, respectively.

지지대(132)는 마이크로 니들(131)을 지탱해주는 역할을 한다. 지지대(132)는 전체 부위가 금, 백금 등과 같은 도전성 금속 재질로 이루어질 수 있다. 지지대(132)는 모기의 입처럼 마이크로 스케일의 직경을 갖는 원기둥 형태로 이루어질 수 있다. 도시하고 있지 않지만, 지지대(132)는 약물 주입시 약물을 이동시키는 통로의 역할을 할 수도 있다.The support base 132 serves to support the micro needle 131. The support part 132 may be made of a conductive metal such as gold, platinum, or the like. The support 132 may be in the form of a cylinder having a micro-scale diameter, such as the mouth of a mosquito. Although not shown, the supporter 132 may serve as a passage for moving the drug when the drug is injected.

생체적합성 막(133)은 지지대(132)의 상단 부위를 제외한 둘레에 형성된다. 생체적합성 막(133)은 파릴렌(parylene) 등과 같은 생체적합성 고분자 재질로 이루어질 수 있다. 생체적합성 막(133)은 도전성 금속 재질의 지지대(132)를 신체 내부의 조직액과 전기적으로 독립시키고 마이크로 니들(131)을 보호하는 역할을 한다.The biocompatible membrane 133 is formed around the periphery of the top 132 of the support 132. The biocompatible membrane 133 may be made of a biocompatible polymer material such as parylene. The biocompatible membrane 133 serves to electrically isolate the supporter 132 of the conductive metal from the tissue fluid in the body and to protect the micro needle 131.

촉매 전극(134)은 지지대(132)의 상단에 형성된다. 촉매 전극(134)은 혈액 등의 생체에 포함된 포도당의 산화반응을 촉진하여 혈당과 관련한 생체 신호를 전기화학적으로 측정할 수 있게 한다. 또한, 촉매 전극(134)은 콜레스테롤, 젖산 등의 생체 정보와 관련된 생체 신호를 전기화학적으로 측정할 수도 있다. 촉매 전극(134)은 효소 기반의 촉매 전극으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 촉매 전극(134)은 금 또는 백금 등에 효소가 고정화되어 형성될 수 있다. 다른 예로, 촉매 전극(134)은 무효소 기반의 촉매 전극으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 촉매 전극(134)은 백금 등으로 이루어질 수 있다. 촉매 전극(134)은 나노동공(Nanoporous) 구조로 이루어져 표면적이 증대됨으로써 포도당의 산화반응을 극대화할 수 있다. 지지대(132)의 전체 부위가 촉매 전극(134)과 동일하게 금 또는 백금 등으로 이루어지는 경우, 촉매 전극(134)은 생략될 수도 있다.The catalytic electrode 134 is formed at the upper end of the supporter 132. The catalytic electrode 134 facilitates the oxidation reaction of glucose contained in a living body such as blood, thereby enabling a bio-signal related to blood glucose to be electrochemically measured. Also, the catalytic electrode 134 may electrochemically measure bio-signals related to biometric information such as cholesterol, lactic acid, and the like. The catalytic electrode 134 may be an enzyme-based catalytic electrode. In this case, the catalytic electrode 134 may be formed by immobilizing enzyme such as gold or platinum. As another example, the catalytic electrode 134 may be a catalytic electrode based on an inert gas. In this case, the catalyst electrode 134 may be made of platinum or the like. The catalytic electrode 134 has a nanoporous structure to increase the surface area, thereby maximizing the oxidation reaction of glucose. When the entire portion of the support member 132 is made of gold or platinum or the like as the catalyst electrode 134, the catalyst electrode 134 may be omitted.

생분해성 팁(135)은 촉매 전극(134)을 감싼다. 생분해성 팁(135)은 마이크로 니들(131)이 피부 내로 삽입되기 전에 촉매 전극(134)을 보호하고 피부 내로 삽입될 때 피부를 뚫는 역할을 한다. 생분해성 팁(135)은 피부 삽입이 용이하게 끝이 뾰족한 형태로 이루어질 수 있다. 생분해성 팁(135)은 피부 내로 삽입되면 신체 내부에서 자연스럽게 녹아내려 촉매 전극(134)을 노출시킨다. 따라서, 촉매 전극(134)은 생체 신호를 전기화학적으로 측정 가능하게 된다. 생분해성 팁(135)은 polylactic acid(PLA), polyglycolic acid(PGA), 또는 이들의 공중합체(co-polymer)로 이루어진 PLGA 등과 같은 생분해성 고분자 재질로 이루어질 수 있다. The biodegradable tip 135 surrounds the catalyst electrode 134. The biodegradable tip 135 protects the catalyst electrode 134 before the micro needle 131 is inserted into the skin and serves to pierce the skin when inserted into the skin. The biodegradable tip 135 may have a pointed shape that facilitates skin insertion. When the biodegradable tip 135 is inserted into the skin, it naturally melts inside the body to expose the catalytic electrode 134. Therefore, the catalytic electrode 134 is capable of electrochemically measuring the biological signal. The biodegradable tip 135 may be made of a biodegradable polymer material such as PLGA made of polylactic acid (PLA), polyglycolic acid (PGA), or a co-polymer thereof.

전술한 패치형 전기화학적 바이오센서(100)는 마이크로 니들 어레이(130)의 마이크로 니들(131)이 마이크로 스케일로 이루어져 유연성을 갖기 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자가 신체의 피부(1)에 붙여 사용하기가 편리하다. 마이크로 니들(131)은 피부(1)의 500㎛ 이하에 표피(epidermis) 내로 삽입되어, 혈액 또는 조직액(Interstitial fluid, ISF) 등을 통해서 혈당, 콜레스테롤, 젖산 등의 생체 정보를 측정할 수 있다. 이와 같이 측정된 생체 정보는 블루투스 또는 RF 모듈 등의 무선 통신 모듈(2)을 통해 스마트폰, 태블릿 PC, 스마트워치 등과 같은 모니터링 디바이스(3)로 전달됨으로써, 사용자는 모니터링 디바이스(3)를 통해 생체 정보를 편리하게 연속 모니터링할 수 있다.The patch type electrochemical biosensor 100 described above has flexibility in that the micro needles 131 of the micro needle array 130 are formed in a microscale shape so that the user can easily grasp the skin 1 of the body, It is easy to paste and use. The micro needle 131 is inserted into the epidermis at a depth of 500 탆 or less of the skin 1 and can measure biological information such as blood glucose, cholesterol, and lactic acid through blood or an interstitial fluid (ISF). The measured biometric information is transmitted to the monitoring device 3 such as a smart phone, a tablet PC, a smart watch or the like via the wireless communication module 2 such as a Bluetooth or an RF module, Information can be conveniently and continuously monitored.

한편, 도 5는 지지대(232)의 다른 예를 포함한 마이크로 니들을 도시한 단면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 마이크로 니들(231)에서, 지지대(232)는 지지대 몸체(232a)가 스테인리스 강 등의 재질로 이루어지고 지지대 몸체(232a)의 둘레에 절연막(232b)과 전극 연결 도선(232c)이 차례로 형성된 구조로 이루어질 수도 있다. 생체적합성 막(233)은 지지대(232)들의 각 상단 부위를 제외한 둘레 부위에 형성된다. 촉매 전극(234)은 지지대(232)들의 각 상단 부위에 형성된다. 생분해성 팁(235)은 촉매 전극(234)을 감싸도록 형성된다.5 is a cross-sectional view showing a microneedle including another example of the supporter 232. Fig. 5, in the micro needle 231, the support table 232 is formed of a material such as stainless steel or the like, and the insulating plate 232b and the electrode connection wire 232b are formed around the support table body 232a. (232c) may be sequentially formed. The biocompatible membrane 233 is formed at the perimeter of each of the supports 232 except for the upper end. The catalytic electrode 234 is formed at each upper end of the supports 232. The biodegradable tip 235 is formed to surround the catalytic electrode 234.

도 6은 작업 전극 및 보조 전극의 다른 예를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 작업 전극(321) 및 보조 전극(322)은 사선 빗살을 갖는 빗(diagonal comb)의 형태로 이루어질 수 있다. 사선 빗살을 갖는 빗의 형태는 빗 몸체에 대해 복수의 빗살이 각각 경사져 배치된 빗의 형태이다. 작업 전극(321)의 빗 몸체(321a)는 기판(110)의 한쪽 가장자리에 배치되고 보조 전극(322)의 빗 몸체(322a)는 기판(110)의 반대쪽 가장자리에 배치될 수 있다. 작업 전극(321)의 사선 빗살(321b)은 보조 전극(322)의 사선 빗살(322b)과 교대로 배치될 수 있다.6 is a view showing another example of the working electrode and the auxiliary electrode. As shown in FIG. 6, the working electrode 321 and the auxiliary electrode 322 may be in the form of a diagonal comb. The shape of a comb having a diagonal comb is a comb shape in which a plurality of combs are arranged at an angle to the comb body. The comb body 321a of the working electrode 321 may be disposed on one edge of the substrate 110 and the comb body 322a of the auxiliary electrode 322 may be disposed on the opposite edge of the substrate 110. [ The diagonal comb teeth 321b of the working electrode 321 may be alternately arranged with the diagonal comb teeth 322b of the auxiliary electrode 322. [

다른 예로, 도 7에 도시된 바와 같이, 작업 전극(421) 및 보조 전극(422)은 직사각 형태로 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 도 8에 도시된 바와 같이, 작업 전극(521) 및 보조 전극(522)은 나선(spiral) 형태로 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 작업 전극(521) 및 보조 전극(522)은 나선 방향을 따라 나란히 배치될 수 있다.As another example, as shown in Fig. 7, the working electrode 421 and the auxiliary electrode 422 may be arranged on the substrate 110 in a rectangular shape. As another example, as shown in Fig. 8, the working electrode 521 and the auxiliary electrode 522 may be disposed on the substrate 110 in a spiral form. In this case, the working electrode 521 and the auxiliary electrode 522 can be arranged side by side along the spiral direction.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 전극부(620)는 작업 전극(621)과 보조 전극(622) 및 기준 전극(623)으로 이루어질 수 있다. 즉, 전극부(620)는 3개의 전극으로 이루어질 수 있다. 생체 신호 측정시, 기준 전극(623)을 기준으로 작업 전극(621)에 전위가 인가된다. 작업 전극(621)에는 (+) 전위 또는 (-) 전위가 인가될 수 있다. 이후, 작업 전극(621)과 보조 전극(622)을 통해 전류 형태의 생체 신호를 측정할 수 있다. 전기화학 반응에서 작업 전극(621)에 인가되는 전위가 전해질 내의 화학반응에 의해 흔들리는 현상이 발생될 수 있는데, 이 현상을 바로 잡기 위해 기준 전극(623)이 사용된다.9, the electrode unit 620 may include a working electrode 621, an auxiliary electrode 622, and a reference electrode 623. That is, the electrode unit 620 may be formed of three electrodes. A potential is applied to the working electrode 621 on the basis of the reference electrode 623. (+) Potential or (-) potential may be applied to the working electrode 621. [ Then, a living body signal in the form of a current can be measured through the working electrode 621 and the auxiliary electrode 622. A phenomenon that the potential applied to the working electrode 621 in the electrochemical reaction is shaken by the chemical reaction in the electrolyte may be generated. In order to correct this phenomenon, the reference electrode 623 is used.

작업 전극(621)과 보조 전극(622)은 수직 빗살을 갖는 빗의 형태로 이루어질 수 있다. 기준 전극(623)은 기판(110)의 한쪽 가장자리를 따라 스트립 형태로 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 다른 예로, 작업 전극과 보조 전극은 전술한 예와 같이, 사선 빗살을 갖는 빗의 형태나, 직사각 형태나, 나선 형태 등으로 기판 상에 배치될 수 있음은 물론이다.
The working electrode 621 and the auxiliary electrode 622 may be in the form of a comb having a vertical comb. The reference electrode 623 may be disposed on the substrate 110 in strip form along one edge of the substrate 110. As another example, the working electrode and the auxiliary electrode may be arranged on the substrate in the form of a comb having a diagonal comb, a rectangular shape, a spiral shape or the like, as in the above-described example.

본 발명의 일 실시예에 따른 패치형 전기화학적 바이오센서를 제조하는 방법에 대해 도 10a 내지 도 10e를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 1 내지 도 3에 도시된 패치형 전기화학적 바이오센서를 제조하는 방법에 대해 예로 든다.A method of manufacturing a patch-type electrochemical biosensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10A to 10E. Here, a method of manufacturing the patch-type electrochemical biosensor shown in Figs. 1 to 3 will be exemplified.

먼저, 적어도 상면 부위가 절연성을 갖는 기판(110)을 마련한다. 기판(110)은 전체 부위가 부도체인 절연 기판으로 마련될 수 있다. 그 다음, 도 10a에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에 도전성 재질로 전극부(120)를 패턴 형성한다. 이때, 기판(110) 상에 작업 전극(121)과 보조 전극(122)을 증착 등의 방법으로 패턴 형성할 수 있다. 작업 전극(121)과 보조 전극(122)을 각각 수직 빗살을 갖는 빗의 형태로 형성할 수 있다. 물론, 작업 전극(121)과 보조 전극(122)은 전술한 다른 형태로 형성할 수도 있다.First, a substrate 110 having an insulating property at least on the upper surface portion is provided. The substrate 110 may be provided with an insulating substrate whose entire portion is nonconductive. Then, as shown in Fig. 10A, the electrode portion 120 is patterned with a conductive material on the substrate 110. Then, as shown in Fig. At this time, the working electrode 121 and the auxiliary electrode 122 may be pattern-formed on the substrate 110 by vapor deposition or the like. The working electrode 121 and the auxiliary electrode 122 can be formed in the form of a comb having vertical combs. Of course, the working electrode 121 and the auxiliary electrode 122 may be formed in different forms as described above.

그 다음, 전극부(120) 상에 도전성 재질로 지지대(132)들을 형성한다. 이때, 도 10b에 도시된 바와 같이, 지지대(132)들의 각 형상에 상응하는 홀(11)을 다수 개로 갖는 몰드(10)를 이용하고 전기 도금 등에 의해 전극부(120) 상에 지지대(132)들을 형성할 수 있다.Then, the supporting members 132 are formed of a conductive material on the electrode unit 120. [ 10B, a mold 10 having a plurality of holes 11 corresponding to the respective shapes of the supporting members 132 is used and the supporting member 132 is mounted on the electrode unit 120 by electroplating or the like, Lt; / RTI >

그 다음, 도 10c에 도시된 바와 같이, 지지대(132)들의 각 상단 부위를 제외한 둘레 부위에 생체적합성 막(133)을 형성한다. 이때, 지지대(132)들의 각 둘레 부위에 생체적합성 고분자 재질로 코팅한 후, 섀도우 마스크를 이용하여 생체적합성 막(133)의 상단 부위를 에칭할 수 있다.Next, as shown in FIG. 10C, a biocompatible film 133 is formed on the periphery of each of the supports 132 except for the upper end portions. At this time, the periphery of the supporting members 132 may be coated with a biocompatible polymer material, and then the top portion of the biocompatible film 133 may be etched using a shadow mask.

그 다음, 도 10d에 도시된 바와 같이, 지지대(132)들의 각 상단 부위에 촉매 전극(134)을 형성한다. 그 다음, 도 10e에 도시된 바와 같이, 촉매 전극(134)을 감싸도록 생분해성 팁(135)을 형성한다. 촉매 전극(134)을 형성하지 않고, 생분해성 팁(135)을 지지대(132)들의 각 상단 부위를 감싸도록 형성하는 것도 가능하다. 전술한 과정을 거치게 되면, 전극부(120) 상에 마이크로 니들(131)이 복수 개로 배열되어 마이크로 니들 어레이(130)를 구성하게 된다.
Then, as shown in FIG. 10D, a catalyst electrode 134 is formed at each upper end portion of the supports 132. Next, as shown in FIG. 10E, a biodegradable tip 135 is formed to surround the catalyst electrode 134. It is also possible to form the biodegradable tip 135 so as to surround each upper end portion of the supporters 132 without forming the catalyst electrode 134. After the above-described process, a plurality of micro needles 131 are arranged on the electrode unit 120 to form the micro needle array 130.

본 발명의 다른 실시예에 따른 패치형 전기화학적 바이오센서를 제조하는 방법에 대해 도 11a 내지 도 11d를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 5에 도시된 마이크로 니들을 포함한 패치형 전기화학적 바이오센서를 제조하는 방법에 대해 예로 든다.A method of manufacturing a patch-type electrochemical biosensor according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11A to 11D. Here, a method of manufacturing a patch-type electrochemical biosensor including the micro-needles shown in FIG. 5 will be described.

먼저, 기판(210)을 마련한다. 이때, 기판(210)을 스테인리스 강 등과 같이 강건한 재질의 도전체로 마련할 수 있다. 그 다음, 도 11a에 도시된 바와 같이, 기판(210)을 복수의 지지대 몸체(232a)들로 절개한 후, 도 11b에 도시된 바와 같이, 절개된 지지대 몸체(232a)들을 수직으로 세운다. 이때, 기판(210)을 커팅, 레이저 절단, 에칭 등에 의해 랜싱(lancing) 가공하여 복수의 지지대 몸체(232a)들을 절개할 수 있다. 그 다음, 기판(210)의 상면과 지지대 몸체(232a)들의 각 표면에 절연막(232b)을 형성한다. 기판(210)이 절연 기판으로 이루어진 경우, 절연막(232b)을 형성하는 과정은 생략될 수 있다.First, a substrate 210 is provided. At this time, the substrate 210 may be formed of a conductive material such as stainless steel or the like. Then, as shown in FIG. 11A, the substrate 210 is cut into a plurality of support base bodies 232a, and then the cut support base bodies 232a are set up vertically, as shown in FIG. 11B. At this time, a plurality of support base bodies 232a can be cut by lancing the substrate 210 by cutting, laser cutting, etching, or the like. Next, an insulating film 232b is formed on the upper surface of the substrate 210 and each surface of the supporting body 232a. When the substrate 210 is formed of an insulating substrate, the process of forming the insulating film 232b may be omitted.

그 다음, 도 11c에 도시된 바와 같이, 기판(210) 상에 도전성 재질로 전극부(220)를 패턴 형성한다. 이때, 작업 전극(221)과 보조 전극(222)을 패턴 형성할 수 있다. 그리고, 지지대 몸체(232a)들에 각각 전극부(220)와 연결되도록 도전성 재질로 전극 연결 도선(232c)을 형성하여 지지대(232)들을 형성한다. 지지대 몸체(232a)에 절연막(232b)가 형성된 경우, 절연막(232b)의 표면에 전극 연결 도선(232c)을 형성한다. 작업 전극(221)과, 보조 전극(222), 및 전극 연결 도선(232c)은 증착 등의 방법으로 패턴 형성할 수 있다. Next, as shown in FIG. 11C, the electrode unit 220 is patterned on the substrate 210 with a conductive material. At this time, the working electrode 221 and the auxiliary electrode 222 can be pattern-formed. An electrode connection wire 232c is formed of a conductive material so as to be connected to the electrode unit 220 on the support base bodies 232a to form supports 232. When the insulating film 232b is formed on the support body 232a, an electrode connecting lead 232c is formed on the surface of the insulating film 232b. The working electrode 221, the auxiliary electrode 222, and the electrode connecting wire 232c may be patterned by vapor deposition or the like.

그 다음, 도 11d에 도시된 바와 같이, 지지대(232)들의 각 상단 부위를 제외한 둘레 부위에 생체적합성 막(233)을 형성한다. 이때, 지지대들의 각 둘레 부위에 생체적합성 고분자 재질로 코팅한 후, 섀도우 마스크를 이용하여 생체적합성 막의 상단 부위를 에칭할 수 있다.Then, as shown in FIG. 11D, a biocompatible film 233 is formed at a peripheral portion excluding the upper end portions of the support rods 232. At this time, the periphery of the support may be coated with a biocompatible polymer material, and then the top portion of the biocompatible film may be etched using a shadow mask.

그 다음, 전술한 실시예와 같이, 지지대(232)들의 각 상단 부위에 촉매 전극(234)을 형성한 후, 촉매 전극(234)을 감싸도록 생분해성 팁(235)을 형성한다. 촉매 전극(234)을 형성하지 않고, 생분해성 팁(235)을 지지대(232)들의 각 상단 부위를 감싸도록 형성하는 것도 가능하다.Then, a catalyst electrode 234 is formed on each upper end of the support bars 232, and a biodegradable tip 235 is formed to surround the catalyst electrode 234, as in the above-described embodiment. It is also possible to form the biodegradable tip 235 so as to surround each upper end portion of the supporter 232 without forming the catalyst electrode 234.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation and that those skilled in the art will recognize that various modifications and equivalent arrangements may be made therein. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

110, 210..기판 120, 220, 620..전극부
130..마이크로 니들 어레이 131, 231..마이크로 니들
132, 232..지지대 1 33, 233..생체적합성 막
134, 234..촉매 전극 135, 235..생분해성 막
110, 210. Substrate 120, 220, 620. Electrode
130 .. Micro needle array 131, 231 .. Micro needle
132, 232 .. support 1 33, 233 .. biocompatible membrane
134, 234. Catalytic electrode 135, 235. Biodegradable membrane

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 기판;
상기 기판 상에 패턴 형성된 전극부; 및
지지대와 상기 지지대의 상단 부위를 제외한 둘레에 형성된 생체적합성 막과 상기 지지대의 상단에 형성된 촉매 전극 및 상기 촉매 전극을 감싸는 생분해성 팁을 각각 구비한 복수의 마이크로 니들이 상기 전극부 상에 세워져 배열되고 상기 각 지지대를 통해 접속되는 마이크로 니들 어레이;를 포함하며,
상기 전극부는 작업 전극과 보조 전극으로 이루어지며;
상기 작업 전극과 보조 전극은 직사각 형태, 수직 빗살을 갖는 빗(longitudinal comb)의 형태, 사선 빗살을 갖는 빗(diagonal comb)의 형태, 및 나선(spiral) 형태 중 어느 하나의 형태로 각각 배치된 것을 특징으로 하는 패치형 전기화학적 바이오센서.
Board;
An electrode part patterned on the substrate; And
A plurality of micro needles each having a biocompatible membrane formed around a support and a top portion of the support, a plurality of micro needles each having a catalyst electrode formed on an upper end of the support and a biodegradable tip surrounding the catalyst electrode, And a micro needle array connected through each support,
Wherein the electrode portion comprises a working electrode and an auxiliary electrode;
The working electrode and the auxiliary electrode may be arranged in any one of a rectangular shape, a longitudinal comb shape, a diagonal comb shape, and a spiral shape, A patch type electrochemical biosensor.
기판;
상기 기판 상에 패턴 형성된 전극부; 및
지지대와 상기 지지대의 상단 부위를 제외한 둘레에 형성된 생체적합성 막과 상기 지지대의 상단에 형성된 촉매 전극 및 상기 촉매 전극을 감싸는 생분해성 팁을 각각 구비한 복수의 마이크로 니들이 상기 전극부 상에 세워져 배열되고 상기 각 지지대를 통해 접속되는 마이크로 니들 어레이;를 포함하며,
상기 전극부는 작업 전극과 보조 전극 및 기준 전극으로 이루어지며;
상기 작업 전극과 보조 전극은 직사각 형태, 수직 빗살을 갖는 빗(longitudinal comb)의 형태, 사선 빗살을 갖는 빗(diagonal comb)의 형태, 및 나선(spiral) 형태 중 어느 하나의 형태로 각각 배치된 것을 특징으로 하는 패치형 전기화학적 바이오센서.
Board;
An electrode part patterned on the substrate; And
A plurality of micro needles each having a biocompatible membrane formed around a support and a top portion of the support, a plurality of micro needles each having a catalyst electrode formed on an upper end of the support and a biodegradable tip surrounding the catalyst electrode, And a micro needle array connected through each support,
Wherein the electrode portion comprises a working electrode, an auxiliary electrode, and a reference electrode;
The working electrode and the auxiliary electrode may be arranged in any one of a rectangular shape, a longitudinal comb shape, a diagonal comb shape, and a spiral shape, A patch type electrochemical biosensor.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 촉매 전극은 효소 기반의 촉매 전극과 무효소 기반의 촉매 전극 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 패치형 전기화학적 바이오센서.
The method according to claim 3 or 4,
Wherein the catalyst electrode comprises any one of an enzyme-based catalyst electrode and a reactive-based catalyst electrode.
삭제delete 기판을 마련하는 단계;
상기 기판을 복수의 지지대 몸체들로 절개한 후, 절개된 지지대 몸체들을 수직으로 세우는 단계;
상기 기판 상에 도전성 재질로 전극부를 패턴 형성하는 단계;
상기 지지대 몸체들의 각 표면에 상기 전극부와 연결되도록 도전성 재질로 전극 연결 도선을 형성하여 지지대들을 형성하는 단계;
상기 지지대들의 각 상단 부위를 제외한 둘레 부위에 생체적합성 막을 형성하는 단계; 및
상기 지지대들의 각 상단 부위를 감싸도록 생분해성 팁을 형성하는 단계;
를 포함하는 패치형 전기화학적 바이오센서 제조방법.
Providing a substrate;
Cutting the substrate into a plurality of support base bodies, and then vertically erecting the support base bodies;
Patterning the electrode portion with a conductive material on the substrate;
Forming electrode supports on the surface of each of the support members by forming an electrode connection conductor with a conductive material so as to be connected to the electrode unit;
Forming a biocompatible membrane around the perimeter of each of the supports; And
Forming a biodegradable tip around each upper end of the support;
The method comprising the steps of:
제7항에 있어서,
상기 지지대들의 각 상단 부위에 생분해성 팁을 형성하는 단계 이전에,
상기 지지대들의 각 상단 부위에 촉매 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 전기화학적 바이오센서 제조방법.
8. The method of claim 7,
Prior to forming the biodegradable tip on each upper portion of the supports,
Further comprising the step of forming a catalyst electrode on each upper end portion of the supporter.
제7항에 있어서,
상기 기판을 도전체로 마련하는 경우,
상기 기판 상에 도전성 재질로 전극부를 패턴 형성하는 단계 이전에,
상기 기판의 상면과 지지대 몸체들의 각 표면에 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 전기화학적 바이오센서 제조방법.
8. The method of claim 7,
When the substrate is provided as a conductor,
Before the step of patterning the electrode part with a conductive material on the substrate,
Further comprising forming an insulating layer on the upper surface of the substrate and each surface of the supporting body bodies.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190031731A (en) 2017-09-18 2019-03-27 광운대학교 산학협력단 Wearable device capable of re-use for detection of biometric data
KR20190073084A (en) * 2017-12-18 2019-06-26 아이오틴 주식회사 Needle array for blood glucose sensor utilizing nanostructre and painless blood glucose sensor and, manufacturing method thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018056584A1 (en) 2016-09-21 2018-03-29 삼성전자 주식회사 Method for measuring skin condition and electronic device therefor
KR102388991B1 (en) 2017-05-22 2022-04-22 삼성전자주식회사 Biosensor, manufacturing method of biosensor and biosignal measuring apparatus
KR102119675B1 (en) * 2017-12-11 2020-06-05 랩앤피플주식회사 High density micro-needle
KR102173496B1 (en) * 2018-07-03 2020-11-03 광운대학교 산학협력단 Biosensor having minimally invasive needle with simplified fabricating process and method for fabricating the biosensor
KR102275188B1 (en) * 2018-07-24 2021-07-08 가천대학교 산학협력단 Nonenzymatic determination of glucose at near neutral ph values based on the use of nafion and platinum black coated microneedle electrode array
CN110123340B (en) * 2019-04-12 2021-07-20 南通纺织丝绸产业技术研究院 Silk fibroin microneedle electrode and preparation and application thereof
EP4140408A1 (en) * 2021-08-30 2023-03-01 Roche Diabetes Care GmbH Membrane with biodegradable polymer

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101314091B1 (en) 2011-07-26 2013-10-04 연세대학교 산학협력단 Electro-microneedle assembly for cutaneous gene transfer in-situ and process for preparing the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101314091B1 (en) 2011-07-26 2013-10-04 연세대학교 산학협력단 Electro-microneedle assembly for cutaneous gene transfer in-situ and process for preparing the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190031731A (en) 2017-09-18 2019-03-27 광운대학교 산학협력단 Wearable device capable of re-use for detection of biometric data
KR20190073084A (en) * 2017-12-18 2019-06-26 아이오틴 주식회사 Needle array for blood glucose sensor utilizing nanostructre and painless blood glucose sensor and, manufacturing method thereof
KR102097856B1 (en) * 2017-12-18 2020-04-07 아이오틴 주식회사 Needle array for blood glucose sensor utilizing nanostructre and painless blood glucose sensor and, manufacturing method thereof

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