video: A patch of microneedles, each less than 1 mm in length, painlessly samples fluid from the skin and quickly reports glucose levels using a paper sensor with a color scale view more
Credit: Institute of Industrial Science, the University of Tokyo
東京大学 生産技術研究所／大学院工学系研究科 精密工学専攻の金 範埈 教授、生産技術研究所／大学院工学系研究科 化学生命工学専攻の南 豪 准教授、李 學哉 博士課程大学院生らの研究グループは、従来の採血用のランセット（皮膚穿刺器具）や注射針のかわりに、皮膚に貼るだけで容易に血糖値（血液中のグルコースの濃度）を測れる「マイクロニードルパッチ型センサー」を開発した。医療従事者でなくても扱うことが可能で、痛みを感じることなく、数分以内に肉眼で血糖値の高低を判断できる。
開発したパッチの基板には紙を用いた。片面には、極小の針（マイクロニードル）がたくさん並び、もう片面には血糖値のセンサーが配置されており、互いが繋がっている。マイクロニードルにはスポンジのようにたくさんの穴が空いており、外部からエネルギーを与えなくても毛細管力で微量の細胞間質液（以下「間質液」、注１）が皮下から採取され、パッチの上部にあるセンサーで血糖値が継続的に測定される。マイクロニードルは尖端の直径が50マイクロメートル以内、長さが0.8ミリメートルほどと十分に小さく、皮膚にパッチを貼っても痛みはない。さらに、生体内で溶けるポリマーでできており、体内に針が残留しても害がない。血糖値センサーには、グルコースオキシダーゼとグルコースペルオキシダーゼという2種類の酵素と染料色素（テトラメチルベンジジン）を組み合わせ、発色明度の変化を指標として、血糖値の高低を肉眼で容易に測定できる。
今後は、センサーの開発を進めることで、グルコースだけでなく、コレステロールやホルモン、さまざまなバイオマーカーなどを、低侵襲かつ継続的に自分で測定できる、在宅健康診断用の「生体分解性マイクロニードル医療パッチ」へと応用されることが期待される。
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本成果は、国際学術誌「Medical Devices & Sensors」のオンライン版で公開された（最終版は英国夏時間2020年8月15日（土）に公開）。
Journal
Medical Devices & Sensors