TW201530129A - 經皮微針陣列貼布 - Google Patents

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Abstract

本發明係為一種經皮微針陣列貼布，用以量測皮下目標分子之濃度，包含：基板、微針單元、訊號處理單元及電源單元。微針單元至少包含排列於基板上作為工作電極的第一微針組和作為參考電極的第二微針組，每一微針組至少包含一微針，第一微針組係包含至少一薄片，每一薄片上至少設置一穿孔，穿孔邊緣設置有一突刺，其中一薄片上的穿孔係供其餘的薄片上相對位置的穿孔邊緣的突刺穿過，且該些突刺互相分離。

Description

經皮微針陣列貼布
本發明係與經皮微針陣列貼布有關，特別有關於一種量測皮下的目標分子濃度以獲知人體生理訊號之經皮微針陣列貼布。
皮下組織是人類組織液流動分佈的主要地方，組織液中富含有胺基酸、糖、脂肪酸、輔酶、激素、神經遞質、鹽及細胞產生之廢物等，是細胞與血液交流的主要管道，因此透過組織液中各成份的濃度，是用以判斷生理狀況的方法之一。
服用或施打藥物時，藥物會在組織液中長時間且緩慢的釋放，在藥物開發及使用的臨床實驗過程中，往往需不斷地監控藥物於組織液中濃度的變化，也因此取樣組織液以進行檢測或分析，在醫療程序中是隨處可見的。
現今市面所見之生理檢測器材，或醫護人員採樣組織液的方法，多半採扎針並穿破角質層，來抽取組織液以進行分析檢測，然而此種破壞皮膚表層的取樣方法，除了容易使患者感覺疼痛，進而萌生排斥感外，皮膚表層的大量微生物，也容易在皮膚表層遭破壞的情況下，進入人體進而感染。為了改善扎針並穿破角質層取樣的缺點，有提出經皮感測器，其係利用陣列形式之微針進行皮膚穿刺，低侵入性的穿刺能夠有效減輕使用者的疼痛感，又同時達到取樣組織液的目的。
經皮感測器之微針製作常見有利用微影及蝕刻等半導體製程，例如美國專利US7,344,499B1的說明書第12欄第2段揭示一種矽微針的製程。首先，提供其上覆蓋有圖案化的第一光阻層之一矽晶圓。接著，利用等向性蝕刻方式進行蝕刻，形成一穿孔。接著，於晶圓表面塗佈一鉻層，之後塗佈圖案化的一第二光阻層，以至於覆蓋在穿孔上，及形成一圓形遮罩供後續蝕刻。接著，進行蝕刻以形成微針的外錐壁。然而，由於含矽半導體材料的脆性，當微針穿刺皮膚進行感測時，微針容易斷裂。
另外，有提出使用雷射微加工的方式，對樹脂形成的突刺鑽孔，以製作中空微針。首先，使用例如聚醯亞胺樹脂或 聚醚醚酮樹脂進行擠出成型，形成其上具有複數個突刺的薄片，接著使用雷射對突刺鑽孔，即可得到中空微針。然而，由於微針尺寸極細小，擠出成型時突刺可能產生毛邊，而且不論是偏軸穿孔或中心穿孔，使用雷射形成統一的孔徑並非容易。
有鑑於此，本發明人為改善並解決上述之缺失，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。
本發明之一目的，在於提供一種經皮微針陣列貼布，其微針組的微針係藉由衝壓或蝕刻製程形成，具有足夠的機械強度，當微針組之微針穿刺皮膚進行感測時，微針能保持完好。而且，本發明之工作電極微針組之結構有利於將感測高分子塗佈在微針尖端部之內表面，於工作電極微針組之微針穿刺皮膚進行感測時，可減少感測高分子之剝落。
為了達成上述之目的，本發明係為一種經皮微針陣列貼布，此監測系統包含：基板、微針單元、訊號處理單元及 電源單元。微針單元至少包含排列於基板上作為工作電極的第一微針組，以及作為參考電極的第二微針組，每一微針組至少包含一微針，第一微針組係包含至少一薄片，每一薄片上至少設置一穿孔，穿孔邊緣設置有一突刺，其中一薄片上的穿孔係供其餘的薄片上相對位置的穿孔邊緣的突刺穿過，且該些突刺互相分離。
本發明經皮微針陣列貼布的工作電極微針表面可依照目標分子進行改質，其中，目標分子可以是生物分子，例如血糖、皮質醇、脂肪酸等，目標分子也可以是藥物分子例如抗生素，經皮微針陣列貼布能提供慢性病藥物或特定藥物服用時，進行藥物監控，提高病患服藥的順從性，更進一步可針對個人的藥物代謝狀況，決定用藥劑量及服用頻率，以達到個人化藥物的目的。
相較於習知，本發明之微針具有足夠的機械強度，當微針組之微針穿刺皮膚進行感測時，微針能保持完好。而且，本發明之微針單元的製程簡單，有利於大量生產。
10‧‧‧基板
20‧‧‧微針單元
21‧‧‧導電柱
22‧‧‧第一微針組
23‧‧‧導電柱
24‧‧‧第二微針組
25‧‧‧導電柱
26‧‧‧第三微針組
30‧‧‧可撓性墊片
32‧‧‧開口
40‧‧‧電路板
41‧‧‧訊號處理單元
42‧‧‧電接點
43‧‧‧電源單元
44‧‧‧電接點
46‧‧‧電接點
50‧‧‧外蓋
102‧‧‧孔穴
104‧‧‧插槽
222‧‧‧第一薄片
224‧‧‧第二薄片
226‧‧‧第三薄片
228‧‧‧第四薄片
242‧‧‧第一薄片
262‧‧‧第一薄片
2221‧‧‧尖端部
2222‧‧‧第一穿孔
2223‧‧‧基底
2242‧‧‧第二穿孔
2262‧‧‧第三穿孔
2282‧‧‧第四穿孔
2422‧‧‧第一穿孔
2622‧‧‧第一穿孔
2224‧‧‧第一突刺
2244‧‧‧第二突刺
2264‧‧‧第三突刺
2284‧‧‧第四突刺
2424‧‧‧第一突刺
2624‧‧‧第一突刺
2246‧‧‧倒鉤
2426‧‧‧倒鉤
2626‧‧‧倒鉤
2248‧‧‧導柄
2428‧‧‧導柄
2628‧‧‧導柄
92‧‧‧導電層
94‧‧‧測試區域
96‧‧‧樹脂片
98‧‧‧黏著層
第一圖係本發明之一實施例經皮微針陣列貼布的爆炸分解圖﹔
第二圖係與第一圖不同觀看方向之本發明之一實施例經皮微針陣列貼布的爆炸分解圖；
第三圖係本發明之一實施例微針單元的示意圖﹔
第四圖係本發明之一實施例工作電極微針組的結構局部上視圖；
第五圖係本發明之另一實施例工作電極微針組的結構局部上視圖；
第六圖係本發明之又一實施例工作電極微針組的結構局部上視圖；
第七圖係本發明之又另一實施例工作電極微針組的結構局部上視圖；
第八圖係本發明之一實施例經皮微針陣列貼布的組合外觀示意圖；
第九圖係本發明之一實施例經皮微針陣列貼布的組合剖面示意圖；
第十圖係第九圖之局部剖面示意圖，其中感測高分子係塗佈在微針的突刺上；
第十一圖係第九圖之局部剖面示意圖，其中感測高分子係塗佈在試紙片上；及
第十二圖係本發明之一實施例經皮微針陣列貼布的組合局部剖面示意圖，其中導柄經部分彎折直接與電路板上的接點電性連接，而不使用導電柱。
有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
請參照第一圖和第二圖，第一圖和第二圖係分別由不同方向觀看本發明之一實施例經皮微針陣列貼布的爆炸分解圖。本發明之經皮微針陣列貼布包含 : 基板10、微針單元20、可撓性墊片30、訊號處理單元41、電源單元43 及外蓋50，其中訊號處理單元41和電源單元43係設置於電路板40上。
根據本發明之一實施例，微針單元20包含排列於基板10上作為工作電極的第一微針組22、作為參考電極的第二微針組24，以及作為反電極的第三微針組26。第一微針組22的該些微針可以例如是陣列形式排列於基板10上。可撓性墊片30上具有一開口32供微針單元20通過，且微針單元20以導電柱21、23、25與電路板40上的電接點42、44、46電性連接。由於本發明具有可撓性墊片30，操作時可與使用者的肌肉輪廓共型，緊密接觸。
訊號處理單元41與微針單元20電性連接以接收微針感測的目標分子濃度，經運算判定後，將資訊轉換成一感測訊號，也是一種能夠反映使用者當下的生理狀態的訊號。電源單元43係供應工作電力至本發明之 經皮微針陣列貼布。
請參照第三圖，第三圖係本發明之一實施例微針單元的示意圖。第一微針組22係由第一薄片222和第二薄片224疊置而成，第一薄片222上至少設置一第一穿孔2222，該第一穿孔2222邊緣設置有一第一突刺2224，及第二薄片224上至少設置一第二穿孔2242，第二穿孔邊緣設置有一第二突刺2244，第二突刺2244穿過第一薄片222上相對位置的第一穿孔2222與第一突刺2224相對。此外，第一微針組22的第二薄片224邊緣上可設置倒鉤2246與基板10上的孔穴102卡合。在一實施例，第一微針組22的第二薄片224邊緣上可設置導柄2248插入基板10上的插槽104，藉由電路與導電柱21電性連接。
同理，第二微針組24也具有第一薄片242，第一薄片242上至少設置一第一穿孔2422，第一穿孔邊緣設置有一第一突刺2424。此外，第二微針組24的第一薄片242邊緣上可設置倒鉤2426與基板10上的孔穴102卡合。在一實施例，第二微針組24的第一薄片242邊緣上可設置導柄2428插入基板10上的插槽104，藉由電路與導電柱23電性連接。
同理，第三微針組26也具有第一薄片262，第一薄片262上至少設置一第一穿孔2622，第一穿孔2622邊緣設置有一第一突刺2624。此外，第三微針組26的第一薄片262邊緣上可設置倒鉤2626與基板10上的孔穴102卡合。在一實施例，第三微針組26的第一薄片262邊緣上可設置導柄2628插入基板10上的插槽104，藉由電路與導電柱25電性連接。
本發明之一實施例，第一微針組22、第二微針組24和第三微針組26的微針係藉由衝壓或蝕刻製程形成。該些突刺的材料係選自不鏽鋼、鎳、鎳合金、鈦、鈦合金、奈米碳管或矽材料，並於表面沉積具有生物相容性的金屬，例如金、鈀。該些突刺的材料也可以是樹脂例如是聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸共聚物、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、鐵氟龍或聚酯類，並於表面沉積具有生物相容性的金屬，例如金、鈀。該些突刺的高度為300-600微米、基底寬度為150-450微米。該些突刺的尖端部的間隔為500-3000微米。
請參考第四圖至第六圖。第四圖係本發明之一實施例工作電極微針組的結構局部上視圖。第一微針組22係由第一薄片222和第二薄片224疊置而成，第一薄片222上至少設置一第一穿孔2222，第一穿孔2222邊緣設置有一第一突刺2224，及第二薄片224上至少設置一第二穿孔2242，第二穿孔邊緣設置有一第二突刺2244，第二突刺2244穿過第一薄片222上相對位置的第一穿孔2222與第一突刺2224相對。
第五圖係本發明之另一實施例工作電極微針組的結構局部上視圖。第一微針組22係由第一薄片222、第二薄片224和第三薄片226疊置而成，第一薄片222上至少設置第一穿孔2222，第一穿孔2222邊緣設置有一第一突刺2224，第二薄片224上至少設置一第二穿孔2242，第二穿孔2242邊緣設置有一第二突刺2244，及第三薄片226上至少設置一第三穿孔2262，第三穿孔2262邊緣設置有一第三突刺2264，第二突刺2244和第三突刺2264穿過第一薄片222上的第一穿孔2222與第一突刺2224呈正三角錐形。
第六圖係本發明之又一實施例工作電極微針組的結構局部上視圖。第一微針組22係由第一薄片222、第二薄片224、第三薄片226疊置而成，其中第一薄片222上至少設置一第一穿孔2222，第一穿孔2222邊緣設置有一第一突刺2224；第二薄片224上至少設置一第二穿孔2242，第二穿孔2242邊緣設置有一第二突刺2244；及第三薄片226上至少設置一第三穿孔2262，第三穿孔2262邊緣設置有一第三突刺2264，將第二突刺2244和第三突刺2264穿過第一薄片222上的第一穿孔2222與第一突刺2224相鄰排列，呈等腰直角三角錐形。
第七圖係本發明之又一實施例工作電極微針組的結構局部上視圖。第一微針組22係由第一薄片222、第二薄片224、第三薄片226和第四薄片228疊置而成，第一薄片222上至少設置一第一穿孔2222，第一穿孔2222邊緣設置有一第一突刺2224，第二薄片224上至少設置一第二穿孔2242，第二穿孔2242邊緣設置有一第二突刺2244，第三薄片226上至少設置一第三穿孔2262，第三穿孔2262邊緣設置有一第三突刺2264及第四薄片228上至少設置一第四穿孔2282，第四穿孔2282邊緣設置有一第四突刺2284，第二突刺2244、第三突刺2264和第四突刺2284穿過第一薄片222上的第一穿孔2222與第一突刺2224呈四角錐形。
第四至七圖所示的四個實施例中，第一微針組22之每一突刺2224包含一尖端部2221及一基底2223，其中一薄片上的穿孔經其餘的薄片上相對位置的穿孔邊緣的突刺穿過後形成的該微針的該些尖端部的頂部不在同一高度。或者，可以依照該些薄片重疊的次序，預先設計其突刺的高度，使其中一薄片上的穿孔經其餘的薄片上相對位置的穿孔邊緣的突刺穿過後形成的該微針的該些尖端部的頂部具有同一高度。
接著，請參考第八圖和第九圖。第八圖係本發明之一實施例經皮微針陣列貼布的組合外觀示意圖。第九圖係本發明之一實施例經皮微針陣列貼布的組合剖面示意圖。本實施例中的第一微針組22係由第一薄片222和第二薄片224疊置而成，可例如施加一衝壓力於第一薄片222和第二薄片224的四周以結合兩者。第二微針組24只具有第一薄片242。第三微針組26也只具有第一薄片262。由於本發明具有可撓性墊片30，操作時可與使用者的肌肉輪廓共型，緊密接觸。
本發明經皮微針陣列貼布的工作電極微針組22之微針表面可依照目標分子進行改質，其中，目標分子可以是生物分子，例如血糖、皮質醇、脂肪酸等，目標分子也可以是藥物分子例如抗生素，經皮微針陣列貼布能提供慢性病藥物或特定藥物服用時，進行藥物監控，提高病患服藥的順從性，更進一步可針對個人的藥物代謝狀況，決定用藥劑量及服用頻率，以達到個人化藥物的目的。
為了使 工作電極微針組22之微針具有專一性(specificity)，工作電極微針組22之 微針表面可具有表面改質之特性，其依照檢測的目標分子進行改質，於工作電極微針組22之 微針表面可連接有下列選項之一，包括抗體、適體(aptamer)、重組單體(ScFv)或醣類等。例如，量測血糖時，可以透過固定葡萄醣氧化脢(glucose oxidase，Gox)於工作電極微針組22之 微針表面實行之；而一般抗體或適體的連接方式是對 工作電極微針組22之 微針的金表層，施加自組裝單層(self-assemble monolayer，SAM)之後接合抗體或適體，接著再施加阻隔分子，填補未接上抗體或適體的自組裝單層，以保證其專一性，如要增加靈敏度，可進一步於金表層中混合奈米碳管。以下具體說明各種修飾金電極的製造方法。
卵白素修飾金電極之製作步驟如下，表面化鍍有金層的工作電極以3,3’二硫代二丙酸200毫莫耳濃度處理30分鐘以形成一自組裝單層(SAM)，之後使用蒸餾水徹底洗淨。使用100毫莫耳濃度之N-(3-二甲氨丙基)-N-乙基碳化二亞胺(EDC)和1毫莫耳濃度之 N-羥基丁二醯亞胺(NHS)培育1小時之後，於電極上進行羧酸基的活化。之後，電極在pH值7.5的磷酸緩衝溶液(PBS)中使用1毫克/毫升的卵白素培育過夜。使用100毫莫耳濃度的乙醇胺培育20分鐘阻斷電極上自由的羧酸基。最後，10奈莫耳濃度之生物素DNA適體於卵白素塗佈的電極上培育40分鐘，之後使用蒸餾水徹底洗淨。
以下舉例說明卵白素修飾金電極之使用方式，四環素是一種抗生素，常用於器官發炎的病患，欲追查四環素於病患體內濃度隨時間的變化時，可選用微針表面連接對於四環素具有專一性的生物素DNA適體的經皮微針陣列貼布以偵測四環素濃度。因此，本發明之經皮微針陣列貼布能提供慢性病藥物或特定藥物服用時，進行藥物監控，提高病患服藥的順從性，更進一步可針對個人的藥物代謝狀況，決定用藥劑量及服用頻率，以達到個人化藥物的目的。
欲 增加靈敏度，可進一步於金表層中混合奈米碳管。多壁奈米碳管(MWCNT)化學修飾電極之製作步驟如下，奈米碳管的羧酸基衍生物可藉由市售可得的MWCNT在4M硝酸溶液迴流取得。上述取得氧化的MWCNT20毫克在二氯亞碸10毫升迴流12小時。獲得的混合物倒出，過量的二氯亞碸於真空中移除。加入巰基乙醇溶液(2毫升，30毫莫耳)和三乙胺(1毫升，7毫莫耳)在二氯甲烷(10毫升)之溶液，及混合物迴流24小時。對懸浮液進行離心，及固體物重複使用乙醇清洗以給定MWCNT衍生物10毫克。多壁奈米碳管化學修飾電極之製備係將乾淨的金電極浸入音波震盪的3毫克之奈米碳管於1毫升之二甲基亞碸（DMSO)的懸浮液中48小時。最後，10奈莫耳濃度之生物素DNA適體於MWCNT化學修飾電極上培育40分鐘，之後使用蒸餾水徹底洗淨。
單壁奈米碳管（SWCNT）化學修飾電極之製作步驟如下，奈米碳管的羧酸基衍生物可藉由市售可得的SWCNT在4M硝酸溶液迴流取得。組合一胱胺單層於金電極上，以形成一自組裝單層(SAM)，接著將音波震盪分散於1毫升之二甲基甲醯胺（DMF)的3毫克之帶有羧酸基的單壁奈米碳管(反應物2a)連結至存在有偶合劑1,3二環己基碳二亞胺（DCC）3毫克的SAM表面上，得到產物2b。之後，加入2毫莫耳濃度之巰基乙醇溶液在1毫升的DMF及3毫克的DCC，巰基乙醇藉由使用DCC，偶合至產物2b之自由邊緣的羧酸基，得到SWCNT化學修飾電極。最後，10奈莫耳濃度之生物素DNA適體於SWCNT化學修飾電極上培育40分鐘，之後使用蒸餾水徹底洗淨。
接著，請參考第十圖，第十圖係第九圖之局部剖面示意圖，其中感測高分子係塗佈在微針的突刺上。具體而言，感測高分子係塗佈在突刺的內表面上，突刺的外表面上塗佈有抗皮膚過敏的藥物。本實施例中，感測高分子例如是抗體、適體、重組單體(ScFv)、醣類、葡萄糖氧化酶（Glucose Oxidase）或羥基丁酸脫氫酶（HBHD）。一個表面塗有感測高分子的微針的經皮微針陣列貼布，可用以偵測皮膚表層中的目標分子濃度，且此濃度可作為判定生理狀態的指標之一。
第十一圖係第九圖之局部剖面示意圖，其中感測高分子係塗佈在試紙片上。本實施例與第十圖所示實施例之差異在於，本實施例之第一微針組22係作為萃取間質液的工具，突刺上並不塗佈感測高分子，感測高分子係塗佈在位於第一微針組22下方之試紙片的表面上。本實施例中，試紙片係安置於第一微針組22與基板10之間，試紙片包含一導電層92及位於導電層92上的複數個測試區域94，該些測試區域94上係塗佈感測高分子，且與第一微針組22上的穿孔2222對齊。本實施例係使用樹脂片96於其上定義出該些測試區域94。此外，第一微針組22係藉由一黏著層98與試紙片接合。 為了避免感測高分子 或抗皮膚過敏的藥物 受到環境污染， 可於感測高分子或抗皮膚過敏的藥物之表面上形成一保護層，保護層例如是環氧樹脂- 聚胺酯甲酸基樹脂（Epoxy-PU）膜。此外， 由於安培計電化學方法一般比較不具選擇性，許多常見的干擾物存在於血漿中，會導入信號之中。為了實現高的皮下目標分子選擇性，於電極的表面上先形成一半透膜 或是 具有低透氧性的膜。
本發明經皮微針陣列貼布之一實施例更包含一無線傳輸單元(圖未示)，電性連接於訊號處理單元41，當訊號處理單元41每產生一次感測訊號，無線傳輸單元就接收並對外傳輸至外部醫師端，當醫師研判需立即處理就會下達指令，無線傳輸單元經接收外部的指令訊號，會提醒使用者關切其生理狀況或該服用藥物了。
接著，請參考第十二圖，第十二圖係本發明之一實施例經皮微針陣列貼布的組合局部剖面示意圖。本實施例中，導柄2248係經部分彎折直接與電路板40上的接點42電性連接，而不使用導電柱。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，非用以限定本發明之專利範圍，其他運用本發明之專利精神之等效變化，均應俱屬本發明之專利範圍。
 
10‧‧‧基板
20‧‧‧微針單元
22‧‧‧第一微針組
24‧‧‧第二微針組
26‧‧‧第三微針組
30‧‧‧可撓性墊片
32‧‧‧開口
40‧‧‧電路板
42‧‧‧電接點
44‧‧‧電接點
46‧‧‧電接點
50‧‧‧外蓋

Claims (17)

  1. 一種經皮微針陣列貼布，用以量測皮下目標分子之濃度，其包括:
    ㄧ基板；
    一微針單元，至少包含排列於該基板上的一第一微針組和一第二微針組，該第一微針組作為工作電極，該第一微針組的該些微針係以陣列形式排列於該基板上，該第二微針組作為參考電極，每一微針組至少包含一微針，該第一微針組係包含至少一薄片，每一薄片上至少設置一穿孔，該穿孔邊緣設置有一突刺，其中一薄片上的穿孔係供其餘的薄片上相對位置的穿孔邊緣的突刺穿過，且該些突刺互相分離；
    一訊號處理單元，係設置於該基板上並與該第一和第二微針組電性連接；及
    一電源單元，係供應工作電源予該監測系統。
  2. 如請求項1所述之經皮微針陣列貼布，其中該第一微針組係由一第一薄片和一第二薄片疊置而成，該第一薄片上至少設置一第一穿孔，該第一穿孔邊緣設置有一第一突刺，及該第二薄片上至少設置一第二穿孔，該第二穿孔邊緣設置有一第二突刺，該第二突刺穿過該第一薄片上相對位置的該第一穿孔與該第一突刺相對。
  3. 如請求項1所述之經皮微針陣列貼布，其中該第一微針組係由一第一薄片、一第二薄片和一第三薄片疊置而成，該第一薄片上至少設置一第一穿孔，該第一穿孔邊緣設置有一第一突刺，該第二薄片上至少設置一第二穿孔，該第二穿孔邊緣設置有一第二突刺，及該第三薄片上至少設置一第三穿孔，該第三穿孔邊緣設置有一第三突刺，該第二突刺和該第三突刺穿過該第一薄片上的該第一穿孔與該第一突刺呈三角錐形。
  4. 如請求項1所述之經皮微針陣列貼布，其中該第一微針組係由一第一薄片、一第二薄片、一第三薄片和一第四薄片疊置而成，該第一薄片上至少設置一第一穿孔，該第一穿孔邊緣設置有一第一突刺，該第二薄片上至少設置一第二穿孔，該第二穿孔邊緣設置有一第二突刺，該第三薄片上至少設置一第三穿孔，該第三穿孔邊緣設置有一第三突刺及該第四薄片上至少設置一第四穿孔，該第四穿孔邊緣設置有一第四突刺，該第二突刺、該第三突刺和該第四突刺穿過該第一薄片上的該第一穿孔與該第一突刺呈四角錐形。
  5. 如請求項1至4中任一項所述 之經皮微針陣列貼布，其中該第一微針組之每一突刺包含一尖端部及一基底，其中一薄片上的穿孔經其餘的薄片上相對位置的穿孔邊緣的突刺穿過後形成的該微針的該些尖端部的頂部不在同一高度。
  6. 如請求項1至4中任一項所述之經皮微針陣列貼布，其中該第一微針組之每一突刺包含一尖端部及一基底，其中一薄片上的穿孔經其餘的薄片上相對位置的穿孔邊緣的突刺穿過後形成的該微針的該些尖端部的頂部具有同一高度。
  7. 如請求項1所述之經皮微針陣列貼布，其中該第一和第二微針組的微針係藉由衝壓或蝕刻製程形成。
  8. 如請求項1所述之經皮微針陣列貼布，其中該些突刺的內表面上塗有感測高分子。
  9. 如請求項1所述之經皮微針陣列貼布，其中該些突刺的外表面上塗有抗皮膚過敏的藥物。
  10. 如請求項1所述之經皮微針陣列貼布，更包含一試紙片，安置於該第一微針組與該基板之間，該試紙片包含一導電層及位於該導電層上的複數個測試區域，該些測試區域上係塗佈感測高分子，且與該第一微針組上的該穿孔對齊。
  11. 如請求項8或10所述之經皮微針陣列貼布，其中該感測高分子是抗體、適體、重組單體(ScFv)、醣類、葡萄糖氧化酶（Glucose Oxidase）或羥基丁酸脫氫酶（HBHD）。
  12. 如請求項8至10中任一項所述之經皮微針陣列貼布，更包含一保護層形成於感測高分子或抗皮膚過敏的藥物上。
  13. 如請求項1所述之經皮微針陣列貼布，其中該些突刺的材料係選自不鏽鋼、鎳、鎳合金、鈦、鈦合金、奈米碳管或矽材料，且於表面沉積具有生物相容性的金屬。
  14. 如請求項1所述之經皮微針陣列貼布，其中該些突刺的材料係樹脂，且於表面沉積具有生物相容性的金屬。
  15. 如請求項1所述之經皮微針陣列貼布，更包含一第三微針組作為反電極。
  16. 一種經皮微針陣列貼布之製造方法，包括以下步驟:
    提供如申請專利範圍第1項之基板及微針單元；
    於微針單元之第一微針組之突刺表面沉積具有生物相容性的一金屬層；
    形成一自組裝單層於該金屬層上；
    於該自組裝單層上接合抗體或適體；及
    施加阻隔分子，填補未接上抗體或適體的自組裝單層。
  17. 請求項16所述之經皮微針陣列貼布之製造方法，更包含於金屬層中混合奈米碳管。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022227999A1 (zh) * 2021-04-27 2022-11-03 华为技术有限公司 电子设备、贴片及检测系统

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015009970A1 (en) 2013-07-18 2015-01-22 Erythron Llc Spectroscopic measurements with parallel array detector
TWI543799B (zh) * 2014-01-28 2016-08-01 微凸科技股份有限公司 乳酸量測裝置及運動訓練調整的方法
EP3111216A4 (en) 2014-02-28 2017-11-22 Nueon, Inc. Method and apparatus for determining markers of health by analysis of blood
US20180338712A1 (en) * 2014-07-17 2018-11-29 Imperial Innovations Limited Mutli-probe microstructured arrays
TWI626965B (zh) * 2015-01-29 2018-06-21 黃榮堂 經皮微針管單元及其構成的經皮微針管投藥裝置
US10383558B2 (en) * 2015-03-06 2019-08-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Device for measuring bio information and method for manufacturing the same
EP3282937A4 (en) 2015-04-14 2018-11-21 Nueon Inc. Method and apparatus for determining markers of health by analysis of blood
WO2017165403A1 (en) 2016-03-21 2017-09-28 Nueon Inc. Porous mesh spectrometry methods and apparatus
JP6994469B2 (ja) 2016-04-20 2022-02-04 エアラン セル テクノロジーズ， インコーポレイテッド Ｋ１８０ジメチル化ｈ１．０タンパク質に関連する組成物および方法
US20200008299A1 (en) * 2016-10-21 2020-01-02 Bao Tran Flexible printed electronics
WO2018085699A1 (en) 2016-11-04 2018-05-11 Nueon Inc. Combination blood lancet and analyzer
KR20190092383A (ko) * 2016-12-28 2019-08-07 주식회사 넥스모스 압타머 코팅된 마이크로니들 기반 진단용 피부 패치 제조방법 및 그 패치
WO2018148261A1 (en) * 2017-02-10 2018-08-16 Eccrine Systems, Inc. Eab sensing devices with biofluid sample concentration
US20190038191A1 (en) * 2017-08-07 2019-02-07 Zansors Llc Glucose sensors and methods for detecting glucose in bodily fluids
JP7252953B2 (ja) 2017-10-25 2023-04-05 エアラン セル テクノロジーズ， インコーポレイテッド Ｈ１．０ｋ１８０ｍｅ２抗体、その作製および使用の方法
KR102437993B1 (ko) * 2018-06-26 2022-08-29 히사미쓰 세이야꾸 가부시키가이샤 마이크로 니들 디바이스 및 그것을 제조하는 방법
US11809382B2 (en) 2019-04-01 2023-11-07 Nutanix, Inc. System and method for supporting versioned objects
AU2020359292A1 (en) * 2019-10-01 2022-04-21 WearOptimo Pty Ltd Analyte measurement system
US20210196201A1 (en) * 2019-12-27 2021-07-01 RichHealth Technology Corporation Wearable sensing device
US20220008007A1 (en) * 2020-07-13 2022-01-13 Icreate Technology (Zhuhai) Co., Ltd. Microneedle array and sensor including the same
IL294429A (en) 2020-07-29 2022-09-01 Biolinq Incorporated A continuous test substance monitoring system with a microneedle array
US11900164B2 (en) 2020-11-24 2024-02-13 Nutanix, Inc. Intelligent query planning for metric gateway
US11822370B2 (en) 2020-11-26 2023-11-21 Nutanix, Inc. Concurrent multiprotocol access to an object storage system
WO2022240700A1 (en) 2021-05-08 2022-11-17 Biolinq Incorporated Fault detection for microneedle array based continuous analyte monitoring device
EP4366608A1 (en) 2021-07-07 2024-05-15 The Regents of the University of California Wearable, non-intrusive microneedle sensor
WO2023172522A1 (en) * 2022-03-07 2023-09-14 The Regents Of The University Of California Wearable aptamer microneedle patch for continuous minimally-invasive biomonitoring

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7344499B1 (en) 1998-06-10 2008-03-18 Georgia Tech Research Corporation Microneedle device for extraction and sensing of bodily fluids
AU2736501A (en) * 1999-12-30 2001-07-16 Redeon, Inc. Stacked microneedle systems
WO2005049108A2 (en) * 2003-11-13 2005-06-02 Alza Corporation System and method for transdermal delivery
US7785301B2 (en) * 2006-11-28 2010-08-31 Vadim V Yuzhakov Tissue conforming microneedle array and patch for transdermal drug delivery or biological fluid collection
US8588884B2 (en) * 2010-05-28 2013-11-19 Emkinetics, Inc. Microneedle electrode
JP2014533523A (ja) * 2011-09-02 2014-12-15 ザ レジェンツ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ カリフォルニア バイオセンシングおよび薬剤供給のためのマイクロ針アレイ
TWM427950U (en) * 2011-09-23 2012-05-01 Univ Nat Taipei Technology Transdermal sensor
TWI543799B (zh) * 2014-01-28 2016-08-01 微凸科技股份有限公司 乳酸量測裝置及運動訓練調整的方法
TWI548395B (zh) * 2014-01-28 2016-09-11 微凸科技股份有限公司 連續經皮微針監測系統

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022227999A1 (zh) * 2021-04-27 2022-11-03 华为技术有限公司 电子设备、贴片及检测系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP2898821A1 (en) 2015-07-29
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US10034636B2 (en) 2018-07-31
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