Lancez les Défis sur le marché Faisant Face à la Recherche Universitaire En Commercialisant le Dispositif Implantable Nano-Activé pour l'Analyse Biomédicale in vivo

par Professeur Esteve Juanola-Feliu

E.a Juanola-Feliu*, J. Colomer-Farraronsa, P. Miribel-Catalàa, J. Samitiera,b,c, CEMIC-Service de J.d
a
Valls-Pasola de l'Électronique, de la Bioélectronique et de l'Organisme de Recherche de Nanobioengineering (SIC-BIO), Université de Barcelone

b IBEC-Institut pour la Bio-ingénierie de la Catalogne, µnanosystems Concevant pour l'Organisme de Recherche Biomédical d'Applications
cCentre CIBER-BBN-Biomédical de Mise En Réseau de Recherches dans la Bio-ingénierie, les Biomatériaux et le Nanomedicine
dService d'Économie et Association d'Entreprises, Université de Barcelone
Auteur Correspondant : ejuanola@el.ub.es

Sujets Couverts

Nanotechnologie et Économie
Convergence des Technologies dans Nanomedicine
Le Dispositif Biomédical pour l'Analyse in vivo
     Dispositif Biomédical Novateur de pointe
     Architecture du Dispositif Implantable
     Le Choix du Nanobiosensor
Nanobiotechnologie et Nanomedicine
     Papiers Liés à la nano et Brevets
     Polices Scientifiques et Investissement Global
     Défis de Recherches pour des Nanobiotechnologies
Conclusions et Recommandations Finales

Nanotechnologie et Économie

On l'identifie largement que l'aide sociale des économies les plus avancées est en danger, et que la seule voie d'aborder cette situation est en réglant les économies de la connaissance. Pour atteindre cet objectif ambitieux, nous devons améliorer la performance de chaque cote dans la « triangle de la connaissance » : éducation, recherche et innovation. En Effet, la remarque récente de découvertes à l'importance des stratégies de l'ajouter-valeur et la vente pendant le R+D traite afin d'établir le lien entre le laboratoire et le marché et ainsi assuriez la commercialisation réussie des produits basés sur la technologie neufs. D'ailleurs, dans une économie globale dans laquelle la fabrication conventionnelle est dominée par des économies de se développer, le contrat à terme de l'industrie dans les économies les plus avancées doit se fonder sur sa capacité d'innover dans ces activités de pointe qui peuvent offrir une valeur ajoutée différentielle, plutôt que sur améliorer des technologies existantes et des produits. Il semble tout à fait clair, pour cette raison, que la combinaison de la santé (médicament) et de la nanotechnologie dans un dispositif biomédical neuf est très capable de contacter ces conditions requises.

La Nanotechnologie fournit les découvertes qui supportent des sources sans fin d'innovation et créativité à l'intersection entre le médicament, la biotechnologie, le bureau d'études, les sciences physiques et la technologie de l'information, et la discipline ouvre des sens neufs dans le transfert de R+D, de gestion des connaissances et de technologie. Un certain nombre de produits de nanotechnologie sont déjà en service et les analystes s'attendent à ce que les marchés se développent par des centaines de milliards d'euros pendant la décennie actuelle. Après une longue période d'incubation de R+D, plusieurs segments industriels apparaissent déjà comme premiers adopteurs des produits nanotechnologie-activés1 (Fuji-Keizai, 2007) ; dans ce contexte, l'accroissement étonnant rapide du marché est prévu et des créneaux de marché de masse élevés sont envisagés pour les sous-segments visés de recherches. Les Découvertes suggèrent que le marché de Bio&Health fournisse certaines des avances les plus grandes au cours des prochaines années et que, en conséquence, les applications du nanoscience et de la technologie au médicament bénéficieront des patients de fournir les analyses de prévention, le diagnostic précoce, la surveillance de nanoscale, et le traitement efficace neufs par l'intermédiaire des structures mimetic. Sans Aucun Doute, il y a des défis considérables dans le design des nanostructures qui peuvent faire fonctionner des calendriers sûrement étendus dans le fuselage.

La réduction échelle échelle qui a été réalisée par le nanosynthesis (technologie ascendante) et nanomachining (technologie hiérarchisée) a le potentiel d'agir l'un sur l'autre avec le monde biologique en tant que jamais avant. Les bio-nanotechnologies fonctionnent à la surface adjacente entre les nanostructures et les biomolécules dispensés, qui sont les artères principales de contrôle pour réaliser des découvertes neuves en médicament ; dentisterie et thérapeutique ; en nourriture d'origine animale et végétale ; et dans les produits quotidiens de soins tels que des cosmétiques. Selon Livre Blanc de GENNESYS (2009), ce domaine de la recherche neuf fournira des percées significatives dans un avenir proche dans les royaumes des bioréacteurs, des matériaux biocompatibles et des technologies de laboratoire-sur-puce.

Convergence des Technologies dans Nanomedicine

le nanomedicine est défini comme application de nanotechnologie à la santé. Il exploite l'examen médical, le produit chimique, et les propriétés biologiques améliorés et souvent nouveaux des matériaux à l'échelle nanometric. Nanomedicine a une incidence potentielle sur la prévention, le diagnostic précoce et fiable, et la demande de règlement des maladies. Dans le cas de nanomedicine, il y a un large éventail de technologies qui peuvent être appliquées aux matériels médicaux, aux matériaux, aux procédures, et aux modalités thérapeutiques. Un oeil plus attentif au nanomedicine introduit des techniques nanomedical apparaissantes telles que le nanosurgery, le bureau d'études de tissu, les diagnostics nanoparticle-activés, et l'accouchement visé de médicament. Dans Toujours son enfance, une grande partie du travail dans la discipline concerne R+D et il est, pour cette raison, essentiel que les institutions de santé, les instituts de recherches et les constructeurs travaillent ensemble efficacement.

En particulier, les organismes de recherche multidisciplinaires et les bureaux de transfert de technologie jouent une fonction clé dans le développement des dispositifs biomédicaux implantables nano-activés neufs par une compréhension avancée de la relation de microstructure/propriété pour les matériaux biocompatibles et de leur effet sur la structure/performance de ces dispositifs. Pour se produire davantage, on exige un cadre général qui peut faciliter une compréhension des conditions techniques et médicales de sorte que des outils neufs et les méthodes pourraient être développés. D'ailleurs, en médicament il y a une nécessité pressante d'assurer la coopération étroite entre l'Université-Hôpital-Industrie-Gestion tandis que des outils particuliers et les procédures sont élaborés à l'usage des directeurs de stage. En Tirerant Parti de l'expérience des auteurs, étudiez-dans ce cas nous recherchent à expliquer l'importance de la coopération et de la collaboration entre ces quatre parties prenantes et les citoyens concernés dans le procédé d'innovation menant au développement des produits biomédicaux neufs disponibles pour le marché.

L'interaction entre le médicament et la technologie permet au développement des dispositifs diagnostiques de trouver ou surveiller des agents pathogènes, des ions, des maladies, Etc. Aujourd'hui, l'intégration du rapid avance dans les zones telles que la microélectronique, microfluidics, les microsensors et les matériaux biocompatibles permet le développement des biodevices implantables tels que la Laboratoire-sur-Puce et les dispositifs de Remarque-de-Soins2,3. En conséquence, les systèmes de surveillance continue sont disponibles pour développer des tâches cliniques plus rapides et meilleur marché - particulièrement en comparaison avec des méthodes normales. C'est dans ce contexte que nous présentons une architecture frontale intégrée pour le dépistage in vivo.

Le Dispositif Biomédical pour l'Analyse in vivo

Le système introduit en cet article est conçu pour être implanté sous la peau humaine. Actionner et la transmission entre ce dispositif et un émetteur primaire externe sont basés sur une barrette inductive. L'architecture présentée est conçue pour deux élans différents : définissant un système vrai/fausse alerte basé sur les nano-biocapteurs ampèremétriques ou d'impédance. Parmi les maladies qui pourraient être surveillées par analyse in vivo, c'est l'objectif de cet article à concentrer sur le diabète donné de que son incidence et prévalence est augmentation mondiale, les modifications se réfléchissantes de mode de vie et les vieillissements de la population. Particulièrement, cette prévalence croissante est attentivement liée à celle de l'obésité, produisant des opportunités du marché significatives comme signalé dans l'Analyse des Marchés de Diabète du Monde 2010-20254, et, en particulier, parce que l'Organisation Mondiale de la Santé estime que le nombre de diabétiques dépassera 350 millions d'ici 2030.

Pour ce dispositif biomédical implantable in vivo, nous examinons également un élan ambitieux qui couvre la chaîne de valeur entière (de la recherche fondamentale, par le bureau d'études et la technologie, à l'industrie), l'infrastructure exigée et les implications pour la société des ces et des défis actuels assimilés du marché. Dans ce cas, la chaîne de valeur entière est hébergée par le système universitaire, qui met en valeur la rotation sociale de l'investissement public de recherches. Nous considérons également le point auquel les innovations technologiques récentes dans l'industrie biomédicale ont été basées sur la recherche universitaire, et les délais entre l'investissement dans de tels projets de recherche universitaire et l'application industrielle de leurs découvertes - c.-à-d., afin d'estimer le taux de rendement social de la recherche universitaire. Puisque les résultats de la recherche universitaire sont tellement largement diffusés et leurs effets si principaux, subtile et répandus, il est souvent difficile de recenser et mesurer les barrettes entre la recherche universitaire et l'innovation d'industriel. Cependant, il y a de preuve d'une façon convaincante, en particulier des industries telles que des médicaments, des instruments, et traitement des données, que la cotisation de la recherche universitaire à l'innovation industrielle a été considérable.5

Dispositif Biomédical Novateur de pointe

Beaucoup de différents problèmes doivent être surmontés en obtenant le dispositif implantable idéal6. En premier lieu, le dispositif doit être biocompatible pour éviter des réactions défavorables dans le fuselage. Deuxièmement, le matériel médical doit fournir la stabilité à long terme, la sélectivité, l'étalonnage, la miniaturisation et la répétition, ainsi que l'alimentation électrique dans downscaled et un appareil mobile. En termes de senseurs, les biocapteurs électriques étiquette étiquette sont les candidats idéaux à cause de leur coût bas, faible puissance et facilité de la miniaturisation. Les Développements récents dans les nanobiosensors fournissent les solutions technologiques adaptées dans le domaine de la surveillance de glucose7, de la grossesse et du test d'ADN8. La mesure Électrique, quand l'analyte d'objectif est capturée par la sonde, peut exploiter des techniques voltmetric, ampèremétriques ou d'impédance. Dans Le Meilleur Des Cas alors le dispositif devrait pouvoir trouver pas simplement une agent ou pathologie d'objectif, mais les agents plutôt différents et lui devraient être capables de fonctionner dans un contrôle par retour de l'information en boucle bloquée, comme décrit par Wang9 dans le cas de la surveillance de glucose.

Plusieurs dispositifs biomédicaux pour la surveillance in vivo actuel sont développés. Ainsi, des biocapteurs implantables intramusculaires hautement stables et précis pour la surveillance continue simultanée du lactate de tissu et le glucose ont été récent produits, y compris une cellule-sur-un-puce électrochimique complète. D'ailleurs, avec le développement parallèle du potentiostat et du traitement du signal de sur-puce, le progrès substantiel a été accompli vers un glucose/lactate implantables sans fil sentant la biopuce10. Ailleurs, des systèmes bio-micro-électromécaniques implantables (bio-MEMS) pour la surveillance in situ du flux sanguin ont été conçus. Ici, l'objectif était de développer un ensemble se sentant sans fil intelligent pour le dépistage précoce non envahissant de sténose dans des greffes de dérivation de coeur11. Intéressant, cette étude examine l'utilisation des couches extérieures par rapport au biocompatibility et la non-adhérence des plaquettes et des constituants. Dans ce cas, la nanotechnologie se présente en tant qu'étant un outil utile pour améliorer le biocompatibility de bio-MEMS structures de silicium quand des couches titaniques métalliques de nanoscale sont utilisées, puisqu'il augmente le biocompatibility.

La prochaine phase concerne développer un circuit intégré spécifique à l'application configurable (ASIC) fonctionnant d'un alignement multiplexé de nanosensors conçus pour être réactive pour un ensemble d'agents d'objectif (enzymes, virus, molécules, éléments chimiques, molécules, Etc.). Des senseurs Multiples de l'alignement peuvent alors être utilisés pour un objectif spécifique, alors que d'autres alignements peuvent être préparés pour les autres objectifs, tout en également recherchant une réaction redondante. Ainsi, une Commission des biomarqueurs doit être développée. De cette façon, la reproductibilité et l'exactitude peuvent être améliorées pour chaque objectif, et on peut analyser simultanément différents objectifs. La capacité de configuration de l'ASIC devrait également être définie en termes de type de mesure qui doit être conduite, comme dans les études entreprises par Hassibi et Lee12 et Beach et autres13: ce pourrait être des variations actuelles ampèremétriques et mesurantes et des valeurs de seuil de trouver14, ou ce pourrait être impédance électrochimique spectroscopique, pour un à frèquence fixe, trouvant des variations d'impédance croiser des valeurs de seuil et des anomalies. La combinaison des deux techniques de la mesure a pu être employée pour obtenir une méthode plus fiable de dépistage. L'Alimentation Électrique et les transmissions sont également des fonctionnalités clé dans le design du dispositif implantable. L'ancien est concerné par des méthodes de transférer l'énergie suffisante aux dispositifs, attendu que ce dernier comporte l'intégration de l'électronique d'instrumentation et de transmission pour régler les senseurs et pour envoyer l'information fournie par les senseurs par la peau humaine. Cependant, si le dépistage des signes vitaux ou les détections à seuil sont suffisantes pour surveiller le but, il n'est pas nécessaire de mesurer et envoyer des données brutes avec un niveau élevé d'exactitude à partir de l'utilisateur à une unité informatique externe. En Effet, le traitement local dans le même senseur réduirait des conditions d'alimentation électrique et de transmission.

L'alimentation électrique de RF moissonnant par le couplage inductif est une alternative de plus en plus utilisée pour l'énergie de transmission au dispositif implanté, par opposition à utiliser des batteries ou des fils15,16. En Outre, cette alternative permet à une transmission bidirectionnelle d'être déterminée entre le dispositif implanté et une base ou un lecteur externe. Un certain nombre de circuits implantables de la télémesure basés sur le couplage inductif peuvent être trouvés dans la littérature17,18,19. En Revanche, plusieurs études ont développé l'électronique integratable pour la surveillance in vivo. Des Exemples de ceci sont fournis dans les études par le Godet et autres20, où des demandes de femtoampere-sensibilité de biocapteur conductométrique sont utilisées, et par Haider et autres21, où un ensemble de traitement du signal basé sur un convertisseur d'actuel-à-fréquence et un protocole de communication est présenté.

Architecture du Dispositif Implantable

Dans les circonstances actuelles, l'architecture présentée représente une première approche pour le développement d'applications basé sur des biocapteurs visés trouvant la présence ou l'absence de certains niveaux des protéines, des anticorps, des ions, de l'oxygène, du glucose, Etc. Ces circuits de dépistage in vivo, ou rectifient/applications trompeurs20, travail comme alerte. Quand le niveau de concentration sous l'analyse tombe en dehors d'un domaine des valeurs reçues, une valeur de seuil lance l'alerte. Par exemple, dans le cas de la surveillance de glucose, le dépistage d'une diminution de seuil des taux de glucose serait obligatoire pour éviter des situations critiques telles que l'hypoglycémie21,22. Un Tel dépistage serait réalisé quand l'amplitude du signe mesuré tombe ci-dessous une valeur de seuil spécifique.

Des élans Variés ont été développés pour la surveillance continue du glucose23. Ceux-ci s'échelonnent des solutions commerciales telles que l'appareil de contrôle de glucose sanguin lancé sur le marché par Cygnus Inc. aux solutions sous-cutanées de Minimed Medtronic et d'Abbott Inc. qui règlent le taux de glucose toutes les 3-5 mn. Ces dispositifs, mis juste sous la peau, ont un contrôle en boucle bloquée pour livrer l'insuline et pour apprécier une autonomie de 3-5 jours. Les Solutions qui recherchent l'incidence biologique minimum afin de résister biofouling comprennent un inhibiteur (oxyde nitrique)24 en plus des senseurs électrochimiques pointeau pointeau enduits25,26,27.

L'architecture implantable et frontale générique est basée sur le couplage inductif pour la surveillance in vivo de la présence ou de l'absence des agents pathogènes, des ions, des niveaux de concentration en oxygène, Etc.

Fig.1. Conception du dispositif implantable

Le système dans Fig.1 affiche une plate-forme avec un vrai/fausse alerte pour la surveillance de différents objectifs. Les données sont transférées à un fichier central où toutes les puissances d'entrée peuvent être personnalisées pour chaque patient. Les données rassemblées peuvent être mesurées dans différents scénarios : quand le patient est au repos, entreprendre un certains type d'activité physique, Etc., selon l'intérêt médical particulier, et par conséquent un pronostic et un diagnostic précis peut être obtenu28. Le système a une application à la recherche dans la surveillance constante des patients pendant qu'ils effectuent leurs activités quotidiennes en conditions normales (à l'extérieur) et de cette façon des effets secondaires tels que l'altération psychologique provoquée par le stress d'être dans un hôpital, avec les gens inconnus, Etc. peuvent être évités. L'architecture proposée (voir le Fig.2) s'analyse à ce stade comme détecteur de seuil pour un senseur, fonctionnant ampèremétrique, et comprend polariser de sur-puce, le potentiostast pour piloter le biocapteur, un module de révision, et la case de modulation et informatique. Le module de révision est conçu pour s'adapter au niveau des signes mesurés. Le dépistage des objectifs utilisant la méthodologie de seuil doit garantir le niveau de signe suffisant afin d'assurer un taux signal/bruit suffisamment élevé (RAPPORT SIGNAL-BRUIT).

Ces modulation et case informatique est conçue pour analyser et envoyer au lecteur externe les niveaux qu'il trouve. Deux élans différents sont définis : une demande ampèremétrique générique de biocapteur et un biocapteur d'impédance, de systèmes étiquette étiquette, basés sur un analogue intégré verrou-dans l'amplificateur, qui continuera du traitement analogique sur le senseur pour le dépistage et la boîte de vitesses. Pour la future mise en place, ce module sera conçu de sorte qu'il puisse être modifié.

Pour valider la première proposition (ampèremétrique), un IC de pleine coutume a été conçu comprenant plusieurs modules de l'architecture et d'une antenne de Carte-émetteur-récepteur (30mm x 15mm), ajustés à 13.56MHz, pour fournir l'alimentation électrique et la liaison. Le design comporte également un analogue intégré verrou-dans l'amplificateur en cas de dépistage d'impédance.

La proposition pour l'architecture implantable générique est présentée dans Fig. 2. Elle comporte un nanobiosensor, une antenne et les modules électroniques.

Fig.2. Architecture frontale implantable générique Proposée.

le nanobiosensor ou le nanosensor est généralement défini comme système de mesure d'échelle de taille de nanomètre comportant une sonde avec un élément biologique sensible de reconnaissance, ou bioreceptor, un composant physico-chimique de détecteur, et un transducteur dans l'intervalle. Deux types de nanosensors avec des applications médicales potentielles sont les senseurs d'alignement et le nanotube/les senseurs et nanobiosensors en porte-à-faux de nanowire, qui peuvent être employés pour tester des nanolitres ou moins de sang pour un large éventail de biomarqueurs. Dans notre travail, un nanobiosensor avec trois électrodes a été sélecté pour expliquer et développer le système. Sa topologie peut promptement être adaptée pour n'importe quel genre de senseur. Les trois électrodes composant le senseur sont : a) l'électrode fonctionnante (w), qui sert de surface en circuit avec la réaction électrochimique a lieu ; b) l'électrode de référence (r), qui mesure le potentiel à l'électrode de W, et c) la contre-électrode auxiliaire ou (CLIMATISEUR), qui fournit le courant a exigé pour la réaction électrochimique à l'électrode de W.

Le système est conçu comme Tag RFID actif actionné par radio29,30 où la barrette inductivement accouplée, produite par l'antenne implantable et externe, peut accepter assez d'énergie pour actionner le système entier et pour fournir la transmission bidirectionnelle sans fil par la peau humaine. Ainsi il peut transmettre l'information obtenue par le nanobiosensor et recevoir des données du lecteur externe qui consécutivement peut configurer l'électronique implantée et afficher les données saisies.

Le Choix du Nanobiosensor

La solution la plus prometteuse pour un nanobiosensor pertinent concerne utiliser la technique électrochimique de spectroscopie (EIS) d'impédance. L'EIS représente plus de méthode efficace pour sonder les propriétés dièdres de l'électrode modifiée en mesurant le changement de la résistance de transfert d'électron sur la surface d'électrode due à l'adsorption et à la désorption des molécules chimiques ou biologiques. Plusieurs études ont été publiées à ce sujet. L'élan classique est le test d'ELISA31, basé sur l'utilisation des polymères semi-conducteurs et l'utilisation de la technique d'EIS, alors que le polystyrène (PS) est le polymère isolant typique utilisé dans la recherche biomédicale.

Une application largement enregistrée est le biocapteur de glucose32,33,34, qui est basé sur le transfert d'électron qui se produit pendant la réduction enzymatique de glucose. Ces dernières années, plusieurs études ont été publiées dans ce domaine, y compris Patel et autres35 qui présent un senseur électro-enzymatique de glucose. D'Autres études intéressantes sont fournies par Huang et autres (2009), qui introduisent un senseur d'affinité capacitively basé de MEMS pour des applications de contrôle continues de glucose ; Teymoori, MIR Majid et autres, qui décrivent un MEMS pour le glucose et d'autres senseurs génériques avec des applications médicales ; et Rodrigues et autres36, qui a développé une biopuce cellulaire neuve a consacré au suivi en temps réel des flux passagers du glucose et de l'oxygène, utilisant des alignements de microsensors ampèremétriques intégrés dans la prise et la prise d'une cavité de cellules de PDMS. Un design complet est fourni par Rahman et autres37, qui présentent le design, le microfabrication, l'emballage, le functionalization extérieur et le test in vitro d'une cellule-sur-un-puce électrochimique complète (CEE) pour la surveillance ampèremétrique continue du glucose, effectuant la voltamétrie cyclique, la spectroscopie électrique d'impédance (EIS) et l'examen microscopique.

Des exemples Variés du développement des nanosensors pour l'application dans ce domaine sont enregistrés par Usman Ali et autres38. Ici ZnO Nanowires sont utilisés pour une application de GCM directement connectée à la porte d'un TRANSISTOR MOSFET normal de faible-seuil. Design de Lee39 et autres un micro-senseur sans enzyme flexible de glucose avec une électrode fonctionnante de platine nanoporous sur un film biocompatible d'ANIMAL FAMILIER. Goud introduisent40 et autres un système-sur-module nanobioelectronic (SOP) avec un senseur intégré de glucose basé sur les électrodes fonctionnantes de carbone-nanotube. Jining Xie suggèrent41 et autres des nanotubes nanoparticle-enduits de carbone de platine pour le glucose ampèremétrique biosensing ; et Ekanayake décrivent42 et autres la fabrication et la caractérisation d'une électrode nano-poreuse nouvelle (PPy) de polypyrrole et de son application dans les biocapteurs ampèremétriques, avec des caractéristiques améliorées pour se sentir de glucose.

Nanobiotechnologie et Nanomedicine

Polices Scientifiques et Investissement Global

La disponibilité des dispositifs biomédicaux in vivo, tels que celui décrit ci-dessus, est attentivement liée aux avances en nanobiotechnologie. On s'attend à ce que la Nanotechnologie ait une incidence rapide sur la société43: produisant de futurs scénarios économiques, productivité et compétitivité stimulante, technologies convergentes, et introduction de l'éducation neuve et du développement humain. La Preuve de cette incidence rapide de nanotechnologie peut être vue dans des chiffres d'investissement public pour des activités de la nanotechnologie R+D, des installations et la formation de main-d'oeuvre. La demande Initiatique de budget de Nanotechnologie Nationale des 2008 USA de la nanotechnologie R+D en travers du Gouvernement Fédéral était au-dessus d'US$1.44 milliard (NNI, 2007). En Europe, le Programme-cadre De VIIth (FP) contribuera au sujet de €600 million par an à la recherche en matière de nanotechnologie jusqu'en 2013, avec un montant supplémentaire et assimilé fourni par différents pays. Ceci donne à l'Europe une plus grande dépense annuelle pour la nanotechnologie que les Etats-Unis ou le Japon44.

Dans le cadre de la police Européenne, N&N est une zone clé pour la Commission Européenne : le POINT DE GEL de VIIth (2007-2013) fournit à un programme particulier pour les nanosciences, les nanotechnologies, les matériaux et les technologies de production neuves un budget de €3,475 million (10,72% du budget de total de POINT DE GEL de VIIth). D'ailleurs, plusieurs programmes particuliers sont concernés dans la recherche de nanoscale, et tout le budget investi dans les nanoactivities sera augmenté ainsi par plusieurs milliers de €millions (Meur) venant des programmes suivants : Santé (6 100 Meur) ; Nourriture, agriculture et biotechnologie (1 935 Meur) ; Les TCI (9 050 Meur) et Énergie (2 350 Meur)

Papiers Liés à la nano et Brevets

Plusieurs synthèses et études comparatives de l'extension mondiale des nanopublications et des nanopatents sont disponibles45,46,47. Les Articles scientifiques et les brevets dans le secteur de nanotechnologie se sont développés exponentiellement pendant les deux dernières décennies. L'accroissement relatif en terme des « nano-titre-papiers » dans bases de données bibliographiques variées, c.-à-d. l'augmentation du nombre de « nano-titre-papiers » comme part de tous les papiers a été excessif : si nous prenons l'Index des Citations de la Science en tant qu'étant préposé du service de toutes les sciences (quoique cette chimie est en quelque sorte sous-représentée), la part de « nano-titre-papiers » s'est développée à partir de 1985 à mid-2003 d'ici environ 1,2% à un taux de croissance annuel moyen environ de 34%, que le moyen il a doublé tous les 2,35 ans. Depuis mi-1990 s que la vitesse a ralenti en quelque sorte à un taux de croissance annuel environ de 25% (doublant tous les 3,1 ans).48

En 2007 plus de nanoscience 15.000 et papiers liés à la nanotechnologie ont été publiés, et il y a maintenant la forte activité en ce qui concerne la propriété intellectuelle (IP) - la propriété des innovations, des inventions, des idées et de la créativité - dans le domaine de nanoscale. La Nanotechnologie augmente le décalage vers une économie orientée connaissance et ainsi la propriété intellectuelle est en mesure pour augmenter la création de richesse, croissance et développement en travers du monde49. Plusieurs états ont recherché à tracer des brevets liés à la nano50, et les chiffres pour l'IP lié à la nanotechnologie sont effrayants. Dans l'Office européen des brevets par groupe de travail de nanotechnologie (NTWG) a été produit en 2003 et 90.000 brevets ont été étiquetés pour classer Y01N. La part de nanotechnologie brevette plus que doublé entre le milieu des années 90 et le mid-2000s (ETATS-UNIS 40%, le Japon 19%, et l'Allemagne 10%). L'Abrégé des données internationalement comparables51 2007 de rovides des Statistiques p de Brevet sur des brevets.

Avant 1980, 250 brevets liés à la nanotechnologie ont été accordés annuellement aux universités mondiales, mais d'ici 2003 ce numéro avait augmenté le fois 16 à 3.993 brevets, qui ont été limés pour les synthons, les matériaux et les outils principaux exigés pour développer cette technologie. L'office des brevets des USA a reçu des requêtes concernant la composition de la substance, les dispositifs, l'appareil, les systèmes et le contrôle du nanomaterial et les dispositifs, et les méthodes. des revendications de brevet de Croix-Industrie sont introduites pour les innovations uniques de nanoscale qui peuvent avoir de diverses applications. Ainsi, des applications ont été recensées dans les classes importantes de brevet telles que l'électricité, nécessités humaines, chimie et métallurgie, exécutant des fonctionnements et transport, industrie mécanique, physique, construction fixe, des tissus et papier. Afin d'analyser l'incidence sur le secteur industriel, l'OCDE a classé des brevets par catégorie de nanotechnologie dans six champs d'application : L'Électronique, Optoélectronique, Médicament et biotechnologie, Mesures et fabrication, Environnement et énergie, et Nanomaterials.

Car la recherche de Miyazakia52 a indiqué, les universités représentent une part particulièrement grande de la recherche en nanotechnologies (représentant 70,45% de recherche liée à la nanotechnologie mondiale). En Cela elles sont complétées par les instituts de recherches publics (qui représentent 22,22% d'articles). Ainsi, on l'estime que les universités retiennent maintenant 70% de brevets principaux de nanotechnologie. Le secteur privé joue un rôle plus limité (7,33% d'articles mondial), mais c'est un lecteur plus important aux USA (12,41%). En Asie, le Japon détient une part intense (12,30%) dans le secteur privé, alors que la Corée Du Sud (8,25%) Et dans une moindre mesure l'Inde (3,52%) concurrencent le Japon. À l'avenir, le développement de nanotechnologie est susceptible de changer de vitesse de grands organismes publiquement financés et d'universités aux petites compagnies de démarrage qui recherchent à exploiter les efforts de recherche publiquement financés plus précoces pour produire des premières applications commerciales, d'une voie assimilée derrière à ce que nous avons été témoin dans les industries de biotechnologie.

Défis de Recherches pour des Nanobiotechnologies

La Nanobiotechnologie est une zone se développante rapidement de la possibilité scientifique et technologique qui fournit des avances en industrie alimentaire, énergie, environnement et médicament. Dans le nanomedicine, il y a un large éventail de technologies qui peuvent être appliquées aux matériels médicaux, aux matériaux, aux procédures, et aux modalités thérapeutiques. Un oeil plus attentif au nanomedicine recense des techniques nanomedical apparaissantes telles que le nanosurgery, le bureau d'études de tissu, les diagnostics nanoparticle-activés, et l'accouchement visé de médicament. Selon un groupe d'experts de l'Agence Européenne Pour L'évaluation Des Médicaments (EMEA), La majorité d'applications commerciales actuelles de nanotechnologie au médicament sont consacrées à l'accouchement de médicament. Des applications Plus nouvelles de nanotechnologie comprennent le remontage de tissu, le transport en travers des barrages biologiques, à télécommande des nanoprobes, des systèmes nanoelectronic sensoriels implantables intégrés et des constitutions chimiques multifonction pour la désignation d'objectifs de la maladie. Ainsi, la nanobiotechnologie peut fournir pas simplement la miniaturisation des dispositifs biomédicaux implantables (microfluidics, microélectronique, etc.) mais également des alignements multifonction fiables pour le dépistage de la maladie. Il n'y a probablement aucun meilleur exemple de la convergence technologique (design et création des architectures fonctionnelles neuves) des stratégies hiérarchisées (miniaturisation) et ascendantes, qui recherchent le point d'équilibre où les progrès techniques et les exigences du marché pourraient se réunir.

En Conclusion, on lui a discuté que la recherche actuelle de nanoscale n'indique aucun configuration de détail et degré d'interdisciplinarité et que son multidisciplinarity apparent se compose des différentes, en grande partie monodisciplinaires zones qui sont tout à fait indépendantes entre eux et qui ont peu plus en commun que le préfixe « nano » 48. En ce point, la discussion concernant la nature discontinue ou incrémentale de la nanotechnologie pourrait surgir dans le procédé de transfert d'innovation et de technologie. Basé sur les découvertes empiriques de l'étude menée par Nikulainen et Palmberg53, il semble que, au moment où, il n'y a aucun besoin d'initiatives associées nano-particulières de transfert de technologie. Cette conclusion peut néanmoins devoir être revisitée si la nanotechnologie devient plus radicale et discontinue. Aujourd'hui, les pharmaciens développant des médicaments, les réacteurs et les catalyseurs travaillent au nanoscale, comme ils ont depuis de nombreuses années, quoiqu'ils se réfèrent simplement à leur travail comme chimie. Certainement, les décisionnaires doivent tenir compte des délivrances appropriées environnementales, de santé et sécurité en réglant des normes et des règlements d'application de faciliter la diffusion de la nanotechnologie.

Conclusions et Recommandations Finales

En cet article, le design d'un dispositif biomédical implantable in vivo générique capable de trouver des valeurs de seuil pour des concentrations visées (c.-à-d. dépistage des taux de glucose) a été présenté. Vu la vitesse avec laquelle le diabète peut écarter et les améliorations qui sont possibles dans son diagnostic et contrôle si les systèmes pointeau pointeau sont disponibles, le matériel médical introduit en cet article est conçue pour atteindre un marché énorme au cours des prochaines années. D'ailleurs, quand la chaîne de valeur entière est publiquement financée, ceci signifie que les objectifs du transfert de technologie à partir de l'université à l'industrie et aux renvois sociaux sur l'investissement public ont été entièrement réalisés. Ainsi, un modèle réussi pour le transfert de recherches, d'innovation et de technologie peut être introduit à un scénario particulier caractérisé par la convergence des technologies et des disciplines, ainsi que par la convergence des dépositaires variés combinant des préposés du service des centres de recherche, des hôpitaux, de marché, des centres de police et des citoyens aussi bien.

L'aperçu complet fourni ici de la chaîne de valeur des procédés de transfert de recherches et de technologie met en valeur l'importance d'un cadre commun dans lequel les équipes multidisciplinaires et les organismes peuvent travailler ensemble dirigé par commandement scientifique déterminé. Dans ce cas particulier, le Service de l'Électronique à l'Université de Barcelone a eu la charge générale des activités de recherches et de commercialisation. Le dispositif biomédical donnant droit nano-est activé dans un double sens : en miniaturisant le système (autonomie de fluidique, électronique, d'énergie) et quand les architectures fonctionnelles neuves sont incluses (des nanobiosensors développés par l'IBEC). Le CIBER-DEM joint la chaîne de valeur quand la recherche clinique et la commercialisation sont considérées. Une technologie émergente Toujours, le contrat à terme ASIC fonctionnera avec un alignement de nanobiosensors avec différents objectifs, et elle définira la configuration de la méthode de mesure. Chaque alignement sera employé pour trouver un type particulier d'objectif, et le système multiplexé sera utilisé pour analyser chaque alignement se concentrant sur un objectif particulier. Puis, complétez en bas des élans utilisant nanoengineering et la nanofabrication et le bas s'approche utilisant la chimie supramoléculaire peuvent produire les diagnostics nouveaux qui se concentreront de plus en plus sur fournir une solution personnalisée basée sur l'analyse des données d'alignement en temps réel, et le cas échéant, appliquant cette décision pour fournir un traitement robotisé (theranostics).

En conclusion, en dépit de la disponibilité en quelque sorte limitée d'information discutant la sécurité des nanomaterials médicaux, les antécédents présentés en cet article sont une démonstration dégagée de la façon renforcer les obligations entre la communauté de la science, les hôpitaux et l'industrie. Le procédé décrit offre une technique performante pour effectuer des expériences au grand test et aux installations cliniques, dans un cadre novateur qui tire profit des outils scientifiques neufs et des découvertes. Les dispositifs Biomédicaux représentent un jeu stratégique pour l'avenir des régions scientifiques et technologiques de l'Espagne de police pendant qu'ils recherchent la croissance économique accélérée dans la société basée sur la connaissance. De cette façon, les régions du pays peuvent renforcer les liens réseau entre leurs agents de R&D - des parcs scientifiques, des instituts et des centres de recherches, des hôpitaux, des plates-formes techniques et des incubateurs de science et technologie - comme ils explorent et confrontent les défis neufs scientifiques et du marché présentés par les sciences de la vie de nanotechnologie.


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Date Added: Dec 8, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:06

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