Gli approcci per la fabbricazione di microaghi fanno riferimento a diverse tecniche, oltre quella presentata in questo lavoro di tesi per la produzione di microaghi di ossido di silicio.
L’utilizzo dell’ossido di silicio ha costituito sicuramente un notevole miglioramento in termini di biocompatibilità, ossia in termini di una migliore tolleranza dell’organismo umano nei confronti di questo materiale, consentendo di avere una maggiore permeabilità della pelle, con un miglioramento nella risposta immunitaria riscontrata nei pazienti, sottoposti a cure con sistemi di microaghi.
Il processo realizzato consente di usare una tecnologia a basso costo, dando la possibilità di rendere le cure, basate sull’iniezione del medicinale sotto cute, adatte ad una produzione di massa.
Le tecniche di microfabbricazione hanno dimostrato di essere uno strumento valido per la realizzazione di strutture di microaghi, che siano in grado di provvedere all’iniezione del farmaco sotto cute e di estenderlo anche a molecole e proteine, esempio dello sviluppo che la microfabbricazione sta portando in tale campo.
I componenti microfabbricati permetteranno la realizzazione di nuovi microdispositivi, in grado di far ottenere il profilo desiderato di iniezione del farmaco.
Alcuni microdispositivi sono in grado di effettuare un controllo sulla dose da somministrare, altri sono abilitati esclusivamente per la
90 somministrazione in loco ed altri ancora, in caso di farmaco di natura biologica, sono caratterizzati da un piccolo volume per la riserva del medicinale.
Questi sono solo degli esempi per evidenziare lo sviluppo delle tecnologie di microfabbricazione in campo medico, offrendo la possibilità di realizzare sistemi autonomi, i quali, se vengono fatti lavorare in coppia con sensori specifici, permettono la valutazione quantitativa delle concentrazioni dei medicinali e il rilascio, in risposta, del composto appropriato.
Sono stati valutati sistemi di somministrazione, che misurano i livelli di glucosio nel sangue e rilasciano insulina a soggetti diabetici, mediante sperimentazione per brevi periodi (2-3 giorni). Questi progetti e sperimentazioni daranno un contributo importante per il miglioramento dei sistemi di integrazione e degli algoritmi di controllo, che rappresenteranno un passo significativo verso la totale autonomia della somministrazione dei farmaci.
Sarà anche possibile ottenere terapie in riferimento a tessuti specifici, al fine di incrementare l’efficacia di somministrazione con un’iniezione del medicinale solo dove è necessario, senza interessare i tessuti sani, come l’utilizzo del sistema di microaghi, applicato agli organi interni, utilizzati come elettrodi, ad esempio, per la terapia contro il cancro.
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Conclusioni
In questo lavoro di tesi è stato presentato un processo di fabbricazione di un sistema di microaghi di SiO2 per applicazioni biomediche.
È stato scelto il silicio perché è il materiale maggiormente utilizzato per il MICROMACHINING e rappresenta il substrato ideale, in cui possono essere integrate, con una certa facilità, le funzioni elettriche, meccaniche, ottiche e termiche.
Il primo passo di processo è l’attacco anisotropo di idrossido di potassio (KOH) per la formazione, sulla superficie del campione, di difetti a forma di piramide, dalle cui punte, mediante attacco elettrochimico si è giunti alla formazione di array di microaghi ordinati, aventi una lunghezza di ben
200 mμ .
In seguito si procede con l’ossidazione al fine di rivestire i campioni con uno strato di ossido di spessore pari a 1,3 1, 4 m− μ , per poi giungere ai due passi conclusivi, i quali, mediante attacco selettivo, consentono di contattare il campione sia sul front che sul back.
Si giunge alla formazione di un campione con i microaghi scoperti sul davanti, per una lunghezza di circa 30 mμ , e sul back, per una lunghezza di solo qualche mμ per rendere i microaghi più robusti e meno soggetti a rottura.
L’attacco anisotropo, effettuato sul back del campione, ha portato alla formazione di un serbatoio, abbastanza grande, che ricopre buona parte della superficie del campione e che viene utilizzato come riserva per il medicinale da iniettare.
Si è eseguito un esperimento consistente nel posizionamento, sul serbatoio in corrispondenza delle strutture, di una certa quantità di liquido ( H O ) e dopo un certo tempo si è verificato che il liquido, per capillarità, è 2
passato sulla parte frontale del campione, mediante i microaghi realizzati con questo processo.
92 Il processo di fabbricazione dei microaghi aveva, già negli anni passati, catturato l’attenzione di molti ricercatori, che ne avevano compreso l’enorme importanza, e troverà larga applicazione nei nostri giorni in campo medico, con la possibilità di curare, sempre con una maggiore facilità, i malati cronici, come le persone diabetiche, in modo del tutto indolore e con cure meno invasive.
Sistemi di microaghi ordinati vengono inoltre utilizzati come elettrodi, per la terapia contro il cancro su organi accessibili internamente; in tali applicazioni un requisito richiesto è la rigidità del materiale, per garantirne l’efficacia e l’assenza di rottura degli aghi durante tutta la durata del trattamento.
L’applicazione della microelettronica in campo medico è in continua evoluzione ed ha in sé un enorme potenziale, che porterà un miglioramento della qualità della vita di tutti i giorni.
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