ABSTRACT
El creciente desarrollo y la mejora en cuanto a innovación de dispositivos basados en la convergencia de tecnologías emergentes ha dado lugar a un uso cada vez mayor de los nanosensores en la comunidad biomédica. Sin embargo, los nanosensores implantables aún tienen que afrontar ciertos retos como la biocompatibilidad y la seguridad de datos. En este artículo se abordan el progreso y los principales desafíos para esta clase de dispositivos nanomédicos y se analizan además las principales aplicaciones médicas con especial énfasis en la teragnosis, término que integra el concepto de diagnosis y terapia en un mismo dispositivo. De este modo, se traza el proceso desde la investigación aplicada hasta la comercialización del producto, que es cuando el retorno social puede ser estimado. Finalmente, se contempla la gestión de la tecnología dentro de un ecosistema de innovación, cuya cadena de valor incluye una integración multidisciplinaria y el ï¬ujo del conocimiento
The increasing development and the innovation improvement in devices based on the convergence of emerging technologies, have led into an increasing use of nanosensors in the biomedical community. However, implantable nanosensors still have to face some challenges as biocompatibility and data security. This article addresses the progress and the main challenges of these nanomedicine devices. Its medical applications are also analyzed with special emphasis on theragnosis, term that integrates the concepts of diagnostics and therapeutics in one single device. The process from applied research to commercialization, where the social return can be estimated, is being traced. Finally, the multidisciplinary participation and knowledge ï¬ow is analyzed in terms of an innovation ecosystem
Subject(s)
Humans , Nanotechnology , Nanomedicine , Technology , MedicineABSTRACT
This paper describes the modeling and experimental verification of a castellated microelectrode array intended tohandle biocells, based on common dielectrophoresis. The proposed microsystem was developed employing platinumelectrodes deposited by lift-off, silicon micromachining, and photoresin patterning techniques. Having fabricated the microdevice it was tested employing Escherichia coli as bioparticle model. Positive dielectrophoresis could be verified with the selected cells for frequencies above 100 kHz, and electrohydrodynamic effects were observed as the dominant phenomena when working at lower frequencies. As a result, negative dielectrophoresis could not be observed because its occurrence overlaps with electrohydrodynamic effects; i.e. the viscous drag force acting on the particles is greater than the dielectrophoretic force at frequencies where negative dielectrophoresis should occur. The experiments illustrate the convenience of this kind of microdevices to micro handling biological objects, opening the possibility for using these microarrays with other bioparticles. Additionally, liquid motion as a result of electrohydrodynamic effects must be taken into account when designing bioparticle micromanipulators, and could be used as mechanism to clean the electrode surfaces, that is one of the most important problems related to this kind of devices.
Este artigo descreve a modelagem e teste experimental de uma rede de microeletrodos em cremalheira cujo objetivo é o manuseio de células biológicas, com base em dieletroforese comum. O microsistema proposto foi desenvolvido empregando eletrodos de platina depositados por técnicas de 'lift-off', micro-usinagem em silício e litografia com foto-resina. Uma vez fabricado o microdispositivo, este foi testado utilizando a Escherichia coli como modelo de biopartículas. Dieletroforese positiva pode ser observada com as células selecionadas para freqüências acima de 100kHz, e efeitos eletro-hidrodinâmicos foram observados como o fenômeno dominante para menores freqüências. Como resultado, a dieletroforese negativa não pode ser observada pois sua ocorrência se sobrepõe a efeitos eletro-hidrodinâmicos; i.e. a força de arraste viscoso atuando sobre as partículas é superior à força dieletroforética para freqüências em que a dieletroforese negativa deveria ocorrer. Os experimentos ilustram a conveniência deste tipo de micro-dispositivo para o micromanuseio de objetos biológicos, abrindo a possibilidade de uso destas micro-redes com outras partículas biológicas. Além disto, o movimento líquido como resultado dos efeitos eletro-hidrodinâmicos deve ser levado em conta ao se desenhar micromanipuladores de partículas biológicas, e pode ser utilizado como mecanismo para limpar as superfícies dos eletrodos, que é um dos problemas mais importantes relacionados a este tipo de dispositivo.