Rekayasa Ekspansi Fungsional Microneedles

Tinjauan ini merangkum bagaimana rekayasa elektronika, elektromagnetik, fotonik, dan mekanik berkonvergensi dengan teknologi microneedle untuk memungkinkan aplikasi lanjutan dalam pemantauan biomedis, terapi, dan teranostik.

Shengfei Yang; Yihua Xu; Ming-Jian Zhu; Ya-Wei Yu; Weitong Hu; Tianyuan Zhang; Jian-Qing Gao· Advances in Materials· 2024· DOI 10.1002/adma.202411112

Masalah inti

Microneedles (MNs) adalah susunan jarum berukuran mikro pada alas pendukung yang awalnya dikembangkan untuk menggantikan jarum hipodermik dalam penghantaran obat dan pengambilan cairan. Sejak itu, perangkat ini berkembang menjadi platform multifungsi melalui rekayasa interdisipliner. Tinjauan ini berfokus pada empat bidang utama tempat disiplin rekayasa bersinggungan dengan MNs: rekayasa elektronika, elektromagnetik, fotonik, dan mekanik. Tujuannya adalah menyoroti fungsionalitas yang muncul dari persinggungan tersebut dan menginspirasi inovasi lebih lanjut dalam teknologi microneedle untuk aplikasi biomedis.

Tinjauan ini secara sistematis menelaah literatur terkini tentang teknologi microneedle yang terintegrasi dengan bidang rekayasa pelengkap. Kemajuan dikategorikan ke dalam empat domain: (1) rekayasa elektronika, yang melibatkan pembangkitan, transmisi, dan transformasi sinyal listrik untuk pemantauan biomedis, stimulasi listrik, dan teranostik loop tertutup; (2) rekayasa elektromagnetik, yang memanfaatkan induksi elektromagnetik untuk aplikasi terapeutik jarak jauh dan terprogram; (3) rekayasa fotonik, yang memberi MNs kemampuan pemanduan gelombang dan manipulasi fotonik untuk meningkatkan terapi optik dan visualisasi; dan (4) rekayasa mekanik, yang menyediakan adaptabilitas bentuk dan fitur gerak terprogram. Para penulis menganalisis prinsip, strategi desain, dan aplikasi dalam setiap domain.

Pendahuluan

Microneedles (MNs) adalah susunan jarum berukuran mikro pada alas pendukung yang awalnya dikembangkan untuk menggantikan jarum hipodermik dalam penghantaran obat dan pengambilan cairan. Sejak itu, perangkat ini berkembang menjadi platform multifungsi melalui rekayasa interdisipliner. Tinjauan ini berfokus pada empat bidang utama tempat disiplin rekayasa bersinggungan dengan MNs: rekayasa elektronika, elektromagnetik, fotonik, dan mekanik. Tujuannya adalah menyoroti fungsionalitas yang muncul dari persinggungan tersebut dan menginspirasi inovasi lebih lanjut dalam teknologi microneedle untuk aplikasi biomedis.

Konvergensi teknologi microneedle dengan berbagai bidang rekayasa merupakan pergeseran paradigma menuju platform biomedis multifungsi. Rekayasa elektronika mendominasi penelitian saat ini karena penerapannya yang langsung dalam penginderaan dan stimulasi, tetapi integrasi elektromagnetik, fotonik, dan mekanik menawarkan keunggulan unik untuk kendali jarak jauh, terapi optik, dan adaptabilitas dinamis. Tantangan masih ada dalam mengoptimalkan kompatibilitas material, miniaturisasi, dan stabilitas jangka panjang. Arah masa depan mencakup pengembangan sistem loop tertutup yang mengintegrasikan berbagai modalitas rekayasa untuk pengobatan personal. Tinjauan ini menegaskan potensi pendekatan interdisipliner untuk membuka kemampuan baru dalam teknologi microneedle, membuka jalan bagi aplikasi diagnostik dan terapeutik lanjutan.

Pembaca Research Digest dan praktisi rumpun ini.

Membuka konten member…