당뇨병은 혈당 수치가 오랫동안 높은 상태를 유지하는 병으로 치료를 받지 않으면 심장병, 뇌졸중, 만성신부전증, 케톤산증 또는 사망과 같은 많은 합병증을 유발하기 때문에 환자들은 철저한 혈당 관리가 필요하다. 현재 일반적으로 환자들은 스트립 센서를 이용하여 혈당을 측정하지만 이는 일시적인 정보만 제공하기 때문에 급격한 혈당변화에 대응하기 힘들어서 체내삽입 연속 혈당 측정 센서가 개발되었다. 체내 삽입 센서는 하루 동안의 혈당수치에 대한 정보를 제공하여 당뇨병 환자가 최적의 치료를 받을 수 있게 한다. 그런데 전극을 그대로 몸 안에 삽입하게 되면 ...
당뇨병은 혈당 수치가 오랫동안 높은 상태를 유지하는 병으로 치료를 받지 않으면 심장병, 뇌졸중, 만성신부전증, 케톤산증 또는 사망과 같은 많은 합병증을 유발하기 때문에 환자들은 철저한 혈당 관리가 필요하다. 현재 일반적으로 환자들은 스트립 센서를 이용하여 혈당을 측정하지만 이는 일시적인 정보만 제공하기 때문에 급격한 혈당변화에 대응하기 힘들어서 체내삽입 연속 혈당 측정 센서가 개발되었다. 체내 삽입 센서는 하루 동안의 혈당수치에 대한 정보를 제공하여 당뇨병 환자가 최적의 치료를 받을 수 있게 한다. 그런데 전극을 그대로 몸 안에 삽입하게 되면 염증 반응이 일어나게되고, 이는 전극의 성능 저하를 가져온다. 이를 해결하기 위해서는 센서의 생체 적합성을 향상시키고, 센서와 잘 융합되는 물질을 사용해야 한다. 생체적합성을 향상시킬 수 있는 물질에는 실리콘 러버, 폴리우레탄, 나피온, 산화질소 등이 있다. 이 중에서도 산화질소 (nitric oxide, NO)는 강력한 항혈전제 및 항 응고제로 작용하기 때문에 이물 반응을 해결하기에 적합하다. 그동안 NO를 저장/방출하기 위해 금속/금속 산화물 클러스터, 실리카나노입자, 덴드리머 및 고분자나노섬유 등 다양한 물질이 사용되었다. 이 중 나노섬유는 제조 공정이 간단하고, 적은 비용이 소모되며, 고분자의 종류에 따라 다양한 활용이 가능하다. 따라서 많은 NO 방출량을 보이는 나노섬유를 센서에 적용하여 그 성능을 평가하였다. 하지만 생체적합성 문제를 해결하더라도 전극에 세균이 존재하게 되면 문제가 발생할 수 있기 때문에 멸균 처리가 필요하다. 본 연구에서는 멸균이 센서의 감응이나 NO 방출특성에 미치는 영향을 평가하였다. 이렇게 최적화된 센서를 자유롭게 움직이는 쥐 모델에 적용하여 센서의 수명, 정확도 및 안정성 면에서 평가하였다. 또한 무선 시스템을 이용하여 혈당 측정이 가능함을 확인하였다.
당뇨병은 혈당 수치가 오랫동안 높은 상태를 유지하는 병으로 치료를 받지 않으면 심장병, 뇌졸중, 만성신부전증, 케톤산증 또는 사망과 같은 많은 합병증을 유발하기 때문에 환자들은 철저한 혈당 관리가 필요하다. 현재 일반적으로 환자들은 스트립 센서를 이용하여 혈당을 측정하지만 이는 일시적인 정보만 제공하기 때문에 급격한 혈당변화에 대응하기 힘들어서 체내삽입 연속 혈당 측정 센서가 개발되었다. 체내 삽입 센서는 하루 동안의 혈당수치에 대한 정보를 제공하여 당뇨병 환자가 최적의 치료를 받을 수 있게 한다. 그런데 전극을 그대로 몸 안에 삽입하게 되면 염증 반응이 일어나게되고, 이는 전극의 성능 저하를 가져온다. 이를 해결하기 위해서는 센서의 생체 적합성을 향상시키고, 센서와 잘 융합되는 물질을 사용해야 한다. 생체적합성을 향상시킬 수 있는 물질에는 실리콘 러버, 폴리우레탄, 나피온, 산화질소 등이 있다. 이 중에서도 산화질소 (nitric oxide, NO)는 강력한 항혈전제 및 항 응고제로 작용하기 때문에 이물 반응을 해결하기에 적합하다. 그동안 NO를 저장/방출하기 위해 금속/금속 산화물 클러스터, 실리카 나노입자, 덴드리머 및 고분자 나노섬유 등 다양한 물질이 사용되었다. 이 중 나노섬유는 제조 공정이 간단하고, 적은 비용이 소모되며, 고분자의 종류에 따라 다양한 활용이 가능하다. 따라서 많은 NO 방출량을 보이는 나노섬유를 센서에 적용하여 그 성능을 평가하였다. 하지만 생체적합성 문제를 해결하더라도 전극에 세균이 존재하게 되면 문제가 발생할 수 있기 때문에 멸균 처리가 필요하다. 본 연구에서는 멸균이 센서의 감응이나 NO 방출특성에 미치는 영향을 평가하였다. 이렇게 최적화된 센서를 자유롭게 움직이는 쥐 모델에 적용하여 센서의 수명, 정확도 및 안정성 면에서 평가하였다. 또한 무선 시스템을 이용하여 혈당 측정이 가능함을 확인하였다.
Diabetes mellitus is a group of metabolic diseases in which there are high blood sugar levels over a prolonged period. Diabetes can cause many complications such as heart disease, stroke, chronic kidney failure, diabetic ketoacidosis, or death. The blood glucose level of patients with diabetes melli...
Diabetes mellitus is a group of metabolic diseases in which there are high blood sugar levels over a prolonged period. Diabetes can cause many complications such as heart disease, stroke, chronic kidney failure, diabetic ketoacidosis, or death. The blood glucose level of patients with diabetes mellitus should be tightly monitored. Because strip-type glucose sensors which have generally used for diabetes management only provide limited information, however, it is difficult to respond immediately to hyper- and hypoglycemic symptoms. On the other hand, in vivo glucose biosensors are able to determine the glucose levels in real-time, allowing to effectively manage hyper- or hypoglycemic conditions. However, upon implantation of a sensor into a body, a cascade of inflammatory response is initiated, and finally making in vivo glucose measurement erratic. Therefore, the appropriate fusion of biocompatible coating materials and glucose sensing devices has been one of the most critical issues. From the discovery of nitric oxide (NO) as a potent antithrombotic and anti-inflammatory agent, a variety of NO storage/release nanomaterials have been reported to improve the biocompatibility of indwelled medical device, including metal/metal oxide clusters, silica nanoparticles, dendrimers, and polymeric nanofibers. Herein an implantable glucose microsensor modified with NOreleasing silica/polymer hybrid nanofibers is demonstrated. Because another key point of interest, the existence of bacteria in the electrode may induce severe problem, therefore sterilization treatment is required. In this study, the effects of sterilization (i.e., e-beam and g-ray irradiations) on sensor performance and NO-releasing properties will be evaluated. By controlling NO release properties (e.g., total NO storage amount, half-life time of NO release, and maximum flux), the sensor performance in vivo (using a rat model equipped with a wireless signal transmitter/receiver device) will is evaluated, in terms of sensor lifetime, accuracy, and stability.
Diabetes mellitus is a group of metabolic diseases in which there are high blood sugar levels over a prolonged period. Diabetes can cause many complications such as heart disease, stroke, chronic kidney failure, diabetic ketoacidosis, or death. The blood glucose level of patients with diabetes mellitus should be tightly monitored. Because strip-type glucose sensors which have generally used for diabetes management only provide limited information, however, it is difficult to respond immediately to hyper- and hypoglycemic symptoms. On the other hand, in vivo glucose biosensors are able to determine the glucose levels in real-time, allowing to effectively manage hyper- or hypoglycemic conditions. However, upon implantation of a sensor into a body, a cascade of inflammatory response is initiated, and finally making in vivo glucose measurement erratic. Therefore, the appropriate fusion of biocompatible coating materials and glucose sensing devices has been one of the most critical issues. From the discovery of nitric oxide (NO) as a potent antithrombotic and anti-inflammatory agent, a variety of NO storage/release nanomaterials have been reported to improve the biocompatibility of indwelled medical device, including metal/metal oxide clusters, silica nanoparticles, dendrimers, and polymeric nanofibers. Herein an implantable glucose microsensor modified with NOreleasing silica/polymer hybrid nanofibers is demonstrated. Because another key point of interest, the existence of bacteria in the electrode may induce severe problem, therefore sterilization treatment is required. In this study, the effects of sterilization (i.e., e-beam and g-ray irradiations) on sensor performance and NO-releasing properties will be evaluated. By controlling NO release properties (e.g., total NO storage amount, half-life time of NO release, and maximum flux), the sensor performance in vivo (using a rat model equipped with a wireless signal transmitter/receiver device) will is evaluated, in terms of sensor lifetime, accuracy, and stability.
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