Рынок Бросает Вызов Смотреть На Академичное Исследование в Commercializing Nano-Позволенные Implantable Приборы для внутри - Анализа Biomedical vivo

Профессором Esteve Juanola-Feliu

E.a Juanola-Feliu*, J. Colomer-Farraronsa, P. Miribel-Catalàa, J. Samitiera,b,c, CEMIC-Отдел J.d
a
Valls-Pasola Электроники, Bioelectronics и Исследовательской Группы Nanobioengineering (SIC-BIO), Университета Барселоны

b IBEC-Институт для Биоинженерии Каталонии, µnanosystems Проектируя для Биомедицинской Исследовательской Группы Применений
cCIBER-BBN-Биомедицинский Центр Сети Исследования в Биоинженерии, Биоматериалах и Nanomedicine
dОтдел Домоводства и Организационные Формы Бизнеса, Университет Барселоны
Соответствуя автор: ejuanola@el.ub.es

Покрытые Темы

Нанотехнология и Экономия
Схождение Технологий в Nanomedicine
Биомедицинский Прибор для внутри - Анализа vivo
     современный Новаторский Биомедицинский Прибор
     Зодчество Implantable Прибора
     Выбор Nanobiosensor
Nanobiotechnology и Nanomedicine
     Nano-Родственные Бумаги и Патенты
     Научные Политики и Глобальное Облечение
     Возможности Исследования для Nanobiotechnologies
Заключения и Окончательные Рекомендации

Нанотехнология и Экономия

Широко узнано что благосостояние самых предварительных экономий в опасности, и что единственный путь решать эту ситуацию путем контролировать экономии знания. Для того чтобы достигнуть этой честолюбивой цели, нам нужно улучшить представление каждого размера в «треугольнике знания»: образование, исследование и рационализаторство. Деиствительно, недавний пункт заключений к важности стратегий добавлять-значения и маркетинг во время R+D обрабатывают для того чтобы навести зазор между лабораторией и рынком и поэтому обеспечьте успешную коммерциализацию новых технологи-основанных продуктов. Сверх Того, в международной экономике в которой обычное изготавливание преобладано развивающаяся экономика, будущее индустрии в самых предварительных экономиях должно положиться на своей способности innovate в тех высокотехнологичных работах которые могут предложить дифференциальное добавочное значение, вернее чем на улучшать существующие технологии и продукты. Кажется довольно ясно, поэтому, что здоровье сочетание из (медицина) и нанотехнология в новом биомедицинском приборе очень способны встречать эти необходимости.

Нанотехнология обеспечивает прорывы которые поддерживают бесконечные источники рационализаторства и творческих способностей на пересечении между медициной, биотехнологией, инженерством, физическими науками и информационной технологией, и дисциплина раскрывает вверх новые направления в R+D, управлении знания и передаче технологии. Несколько продуктов nanotech уже внутри польза и аналитики ожидают рынки для того чтобы вырасти сотниами миллиардыов евро во время присутствующей декады. После длиннего периода инкубации R+D, несколько промышленных этапов уже вытекают как раньше усыновители nanotech-позволенных продуктов1 (Фудзи-Keizai, 2007); в этом контексте, удивительно предположен быстрый рост рынка и высокие возможности рынка товаров широкого потребления envisaged для пристрелнных sub-этапов исследования. Заключения предлагают что рынок Bio&Health обеспечит некоторые из больших выдвижений над N/A и что, в результате, применения nanoscience и технологии к медицине помогут пациентам путем обеспечивать новые assays предохранения, предыдущий диагноз, контроль nanoscale, и эффективную обработку через mimetic структуры. Несомненно, значительные возможности в конструкции nanostructures которые могут привестись в действие надежно overextended timescales в теле.

Уменьшение маштаб-длины которое было достигано через nanosynthesis (вверх ногами технологию) и nanomachining (идущий сверху вниз технология) имеет потенциал взаимодействовать с биологическим миром как никогда раньше. Био-нанотехнологии работают на интерфейсе между организованными nanostructures и биомолекулами, которые ключевые трассы управления для достигать новых прорывов в медицине; зубоврачевание и терапевтика; в еде животного и vegetable начала; и в ежедневных продуктах внимательности как косметики. Согласно Белой Бумаге GENNESYS (2009), эта новая область исследований обеспечит значительно прорывы в ближайшее время в областях биореакторов, biocompatible материалов и технологий лаборатори-на-обломока.

Схождение Технологий в Nanomedicine

nanomedicine определено как применение нанотехнологии к здоровью. Оно эксплуатирует улучшенный и часто романный медицинский осмотр, химикат, и биологические свойства материалов на nanometric маштабе. Nanomedicine имеет потенциальный удар на предохранении, раньше и надежном диагнозе, и обработке заболеваний. В случае nanomedicine, широкий диапазон технологий которые могут быть прикладной к медицинским службам, материалам, процедурам, и модальностям обработки. Больше внимания на nanomedicine вводит вытекая nanomedical методы как nanosurgery, инженерство ткани, nanoparticle-позволенные диагностики, и пристрелнная поставка снадобья. Все Еще в свое младенчество, много из работы в дисциплине включает R+D и, поэтому, критическое что заведения, научно-исследовательские институты и изготовления здоровья работают совместно эффективно.

В частности, multidisciplinary исследовательские группы и офисы передачи технологии играют ключевую роль в развитии новых nano-позволенных implantable биомедицинских приборов через предварительное вникание отношения микроструктуры/свойства для biocompatible материалов и их влияния на структуре/представлении этих приборов. Продолжают более далее, общие рамки необходимы, что которые могут облегчить вникание технических и медицинских требований так как новые инструменты и методы могли быть начаты. Сверх Того, в медицине безотлагательная необходимость обеспечить тесное сотрудничество между Университет-Больниц-Индустри-Администрацией пока специфические инструменты и процедуры начаты для пользы врачами-клиницистами. Рисующ на опыте авторов, в этом анализе проблемы мы изыскиваем продемонстрировать важность сотрудничества и сотрудничества между этими 4 держателями заклада и гражданами, котор включили в процесс рационализаторства водя к развитию новых биомедицинских продуктов готовых для рынка.

Взаимодействие между медициной и технологией позволяет развитию диагностических приборов обнаружить или контролировать патогены, ионы, заболевания, Etc. Сегодня, внедрение речного порога выдвигается в зоны как микроэлектроники, microfluidics, microsensors и biocompatible материалы позволяют развитию implantable biodevices как Лаборатори-на-Обломок и приборы Пункт--Внимательности2,3. В результате, непрерывные системы мониторинга имел в распоряжении начать более быстрые и более дешевые клинические задачи - специально при сравнении с стандартных методов. Она в этом контексте что мы представляем интегрированное зодчество начала для обнаружения в-vivo.

Биомедицинский Прибор для внутри - Анализа vivo

Система введенная в этой бумаге конструирована быть имплантированным под людской кожей. Приводить в действие и сообщение между этим прибором и внешним основным передатчиком основаны на индуктивном соединении. Представленное зодчество конструировано для 2 различных подходов: определяющ истинную/ложную аварийную систему основанную на или nano-биосенсорах амперометрических или импеданса. Среди заболеваний которые могли быть проконтролированы анализом в-vivo, цель этой бумаги, котор нужно сфокусировать на дали мочеизнурении, котор что свои падение и распространимость увеличивают всемирно, отражая образ жизни изменяют и населенности вызревания. Специфически, эта растущая распространимость близко соединена к той из тучности, создающ значительно возможности сбыта как сообщено в Изучения Конъюнктуры Рынка 2010-2025 Мочеизнурения Мира4, и, специально, потому что Всемирная Организация Здравоохранения оценивает что число диабетиков превысит 350 миллионов к 2030.

Для этого прибора в-vivo implantable биомедицинского, мы также рассматриваем честолюбивый подход который покрывает всю смысловую цепочку (от фундаментальных исследований, через технику и технологию, к индустрии), необходимо инфраструктуру и прикосновенности для общества этих и подобных настоящих возможностей рынка. В данном случае, вся смысловая цепочка хозяйничается университетской системой, которая выделяет социальную оборачиваемость общественного облечения исследования. Мы также рассматриваем размер к которому недавние технологические нововведения в биомедицинской индустрии были основаны на академичном исследовании, и отставания по времени между облечением в таких академичных научно-исследовательских проектах и промышленным применением их заключений - т.е., для того чтобы оценить социальную норму отдачи от академичного исследования. Потому Что результаты академичного исследования настолько широко рассеяны и их влияния настолько основные, тонкие и широко распространённые, часто трудно определить и измерить соединения между академичным исследованием и промышленным рационализаторством. Однако, convincing доказательство, в частности от индустрий как снадобья, аппаратуры, и обрабатывать информации, что вклад академичного исследования к промышленному рационализаторству значительн.5

современный Новаторский Биомедицинский Прибор

Много различных проблем нужно быть отжатым в получать идеально implantable прибор6. На первом плане, прибор должно быть biocompatible во избежание неблагоприятные реакции внутри тело. Secondly, медицинская служба должна обеспечить долгосрочную стабильность, селективность, тарировку, миниатюризацию и повторение, так же, как силу в downscaled и портативном приборе. Оперируя понятиями датчиков, ярлык-свободные электрические биосенсоры идеально выбранные из-за их низкой цены, низкой мощности и легкости миниатюризации. Новейшие разработки в nanobiosensors обеспечивают соответствующие технологические разрешения в поле контроля глюкозы7, стельности и испытания ДНА8. Электрическое измерение, когда analyte цели захвачен зондом, может эксплуатировать или методы voltmetric, амперометрических или импеданса. Идеально после этого прибор должен мочь обнаружить не как раз одну агент или патологию цели, но довольно различные агенты и она должны быть работоспособный в обратной связи короткозамкнутого витка, как описано Wang9 в случае контроля глюкозы.

Несколько биомедицинских приборов для контроля в-vivo в настоящее время развиваются. Таким Образом, сильно стабилизированные, точные внутримышечные implantable биосенсоры для одновременного непрерывного контроля лактата ткани и глюкоза недавно были произведены, включая полный электрохимический клетк-на--обломок. Сверх Того, с параллельным развитием potentiostat и обработки сигнала на-обломока, существенное продвижение было сделано к беспроволочным implantable глюкозе/лактату воспринимая биочип10. В Другом Месте, были конструированы implantable био-микро--электро-механические системы (био-MEMS) для в контроле situ потока крови. Здесь, цель была начать умный беспроволочный воспринимая блок для неинвазивного предыдущего обнаружения стеноза в прививках перепуска сердца11. Интересно, это изучение рассматривает пользу поверхностных покрытий по отношению к biocompatibility и non-прилипание бляшек и составов крови. В этот случай, нанотехнология представляет как был полезным инструментом для улучшать biocompatibility структур кремния био-MEMS когда слои nanoscale металлические titanium использованы, в виду того что оно увеличивает biocompatibility.

Следующий шаг включает развить конфигурируемую специфическую для приложения интегральную схемау (ASIC) работая с переданным по мултиплексу блоком nanosensors конструированных для того чтобы быть реактивен для комплекта агентов цели (энзимов, вирусов, молекул, химических элементов, молекул, Etc.). Множественные датчики блока можно после этого использовать для одной специфической цели, пока другие блоки можно подготовить для других целей, пока также изыскивающ резервную реакцию. Таким Образом, панели biomarkers нужно быть начатым. В этом путе, воспроизводимость и точность можно улучшить для каждой цели, и различные цели можно assayed одновременно. Емкость конфигурации ASIC должна также быть определена оперируя понятиями типа измерения которое быть дирижированным, как в изучениях предпринятых Hassibi и Ли12 и Пляжем et al.13: смогло быть амперометрические, измеряя колебания тока и пороговые значения обнаруживать14, или смогло быть электрохимическим импедансом спектроскопическим, для фикчированной частоты, обнаруживающ, что и изменения импеданса пересекли пороговые значения и аномалии. Сочетание из оба метода измерения смогло быть использовано для того чтобы получить более надежный метод обнаружения. Сила и сообщения также главные особенности в конструкции implantable приборов. Бывшее обеспокоенный с методами переносить достаточную энергию к приборам, тогда как latter включает внедрение электроники измерительного оборудования и связи для того чтобы контролировать датчики и посылать информацию обеспеченную датчиками через людскую кожу. Однако, если обнаружение существенных знаков или обнаружения порога достаточны для контролировать цель, то не необходимо измерить и послать первоначальные данные с высокой степенью точности от пользователя к внешнему блоку введенной информачии. Деиствительно, местный обрабатывать внутри такой же датчик уменьшил бы требования к силы и связи.

Сила RF через индуктивное соединение все больше и больше используемая алтернатива для передавая энергии к имплантированному прибору, в отличие от использования батарей или проводов15,16. Furthermore, эта алтернатива позволяет двухнаправленное сообщение быть установленным между имплантированным прибором и внешними основанием или читателем. Несколько implantable цепей телеметрии основанных на индуктивном соединении можно найти в литературе17,18,19. контрастом, несколько изучений начали integratable электронику для контроля в-vivo. Примеры этого обеспечены в изучениях Гор et al.20, где использованы применения femtoampere-чувствительности для кондуктометрического биосенсора, и Haider et al.21, где блок обработки сигнала основанный на конвертере настоящ-к-частоты и комуникационном проточоле.

Зодчество Implantable Прибора

На этом словоразделе, представленное зодчество представляет начальный подход для развития применений основанных на биосенсорах направленных на обнаруживать присутсвие или отсутствие некоторых уровней протеинов, антител, ионов, кислорода, глюкозы, Etc. Эти цепи обнаружения в-vivo, или true/ложные применения20, работа как сигнал тревоги. Когда уровень концентрации под анализом падает вне ряда принятых значений, пороговое значение активирует сигнал тревоги. На пример, в случае контроля глюкозы, обнаружение уменшения порога в уровнях глюкозы было бы необходимо для во избежание критические ситуации как гипогликемия21,22. Такое обнаружение было бы достигано когда амплитуда измеренного сигнала понизится под определенным пороговым значением.

Различные подходы были начаты для непрерывного контроля глюкозы23. Эти колебаются от коммерчески разрешений как тестер глюкозы крови выйденный вышед на рынок на рынок Cygnus Inc. к subcutaneous Minimed Medtronic и разрешения Abbott Inc. которые контролируют уровень глюкозы каждые 3-5 минут. Эти приборы, помещенные как раз под кожей, имеют регулирование по замкнутому циклу для того чтобы поставить инсулин и насладиться автономию 3-5 дней. Разрешения которые изыскивают минимальный биологический удар для того чтобы сопротивлять biofouling включают и АБС битор (азотоводородную окись)24 в дополнение к покрынному игл-типу электрохимическим датчикам25,26,27.

Родовое implantable, зодчество начала основано на индуктивном соединении для контроля в-vivo присутсвия или отсутствия патогенов, ионов, уровней концентрации кислорода, Etc.

Fig.1. Консепшен implantable прибора

Система в Fig.1 показывает платформу с истинным/ложным сигналом тревоги для контроля различных целей. Данные возвращены к центральной базе данных где все входные сигналы можно персонализировать для каждого пациента. Собранные данные можно измерить в различных сценариях: когда пациент в покое, предпринимать некоторый тип физической деятельности, Etc., в зависимости от определенного медицинского интереса, и следовательно точных прогноза и диагноза можно получить28. Система имеет применение исследования в постоянн контроле пациентов по мере того как они уносят их ежедневные деятельности в нормальных условиях (outdoors) и в влияниях этого путя вторичных как психологические изменения причиненные усилием быть в больнице, с неизвестными людьми, Etc. смогите быть во избежаниео. Предложенное зодчество (см. Fig.2) на этой стадии проанализировано как детектор порога для одного датчика, работающ амперометрически, и включает склонять на-обломока, potentiostast для того чтобы управлять биосенсором, подготовляя модуль, и блок модуляции и введенных. Подготовляя модуль конструирован для того чтобы приспособиться к уровню измеренных сигналов. Обнаружению целей используя методологию порога нужно гарантировать достаточный уровень сигнала для того чтобы обеспечить достаточно высокий коэффициент сигнал-шума (SNR).

Эти модуляция и введенный информачи блок конструированы для того чтобы проанализировать и послать к внешнему читателю уровни он обнаруживает. 2 различных подхода определены: родовое амперометрическое применение биосенсора и биосенсор импеданса, для ярлык-свободных систем, основанные на интегрированном аналоге замк-в усилителе, который будет продолжать с сетноой-аналогов обрабатывать на датчике для обнаружения и передачи. Для будущей вставки, этот модуль будет конструирован так, что его можно заново скомпоновать.

Для того чтобы утвердить первое предложение (амперометрическое), полная таможня IC была конструирована включая несколько модулей зодчества и антенны PCB-приемоответчика (30mm x 15mm), настроенных к 13.56MHz, для того чтобы обеспечить силу и канал связи. Конструкция также включает интегрированный аналог замк-в усилителе в случае обнаружения импеданса.

Предложение для родового implantable зодчества в FIG. 2. Оно состоит из nanobiosensor, антенны и электронных модулей.

Fig.2. Предложенное родовое implantable зодчество начала.

nanobiosensor или nanosensor вообще определены по мере того как система измерения маштаба размера нанометров состоя из зонда с чувствительным биологическим элементом опознавания, или bioreceptor, physicochemical компонент детектора, и датчик in-between. 2 типа nanosensors с потенциальными медицинскими применениями консольные датчики блока и датчики и nanobiosensors nanotube/nanowire, могущие понадобиться для того чтобы испытать nanolitres или из крови для широкого диапазона biomarkers. В нашей работе, nanobiosensor с 3 электродами было выбрано для того чтобы объяснить и начать систему. Свою топологию можно охотно приспособиться для любого вида датчика. 3 электрода составляя датчик являются следующими: a) работая электрод (W), который служит как поверхность дальше с электрохимической реакцией осуществляет; b) электрод справки (R), который измеряет потенциал на электроде W, и c) вспомогательный или встречный электрод (A/C), который поставляет течение требовал для электрохимической реакции на электроде W.

Система конструирована как приведенная в действие радиотелеграфом активная Бирка RFID29,30 где индуктивно соединенное соединение, произведенное implantable и внешней антенной, могл поставить достаточную энергию для того чтобы привести всю систему в действие и обеспечить беспроволочное двухнаправленное сообщение через людскую кожу. Таким Образом она может передать информацию полученную nanobiosensor и получить данные от внешнего читателя который в свою очередь может установить имплантированную электронику и прочитать приобретенные данные.

Выбор Nanobiosensor

Самое перспективнейшее разрешение для эффективного nanobiosensor включает использовать электрохимический метод спектроскопии (EIS) импеданса. EIS представляет более эффективный метод для зондировать interfacial свойства доработанного электрода путем измерять изменение в сопротивлении обмена электрона на поверхности электрода должной к адсорбции и десорбции химических или биологических молекул. Несколько изучений были опубликованы на этом вопросе. Классический подход испытание ELISA31, основанное на пользе semiconducting полимеров и пользе метода EIS, пока полистироль (PS) типичный изолируя полимер используемый в биомедицинском исследовании.

Широко сообщенное применение биосенсор глюкозы32,33,34, который основан на обмене электрона который происходит во время ферментационного уменьшения глюкозы. В недавних летах, несколько изучений были опубликованы в этом поле, включая Patel et al.35 которые представляют electro-ферментационный датчик глюкозы. Другие интересные изучения обеспечены Huang et al. (2009), которые вводят capacitively основанный датчик сродства MEMS для непрерывных применений контроля глюкозы; Teymoori, Mir Majid et al., которое описывают MEMS для глюкозы и других родовых датчиков с медицинскими применениями; и Rodrigues et al.36, которое развили новый клетк-основанный биочип предназначили к в реальном масштабе времени контролю переходных истеканий глюкозы и кислорода, используя блоки амперометрических microsensors интегрированных в входе и выходе камеры клетки PDMS. Полная конструкция обеспечена Rahman et al.37, который представляют конструкцию, microfabrication, упаковывающ, поверхностное functionalization и в испытании vitro полного электрохимического клетк-на--обломока (ECC) для непрерывного амперометрического контроля глюкозы, выполняя цикловую вольтамперометрию, электрическую спектроскопию импеданса (EIS) и наблюдение под микроскопом.

Различные примеры развития nanosensors для применения в этом поле сообщены Usman Али et al38. Здесь ZnO Nanowires использовано для применения GCM сразу соединенного к стробу стандартного MOSFET низкого порога. Ли et al.39 конструируют гибкий энзим-свободный микро--датчик глюкозы с электродом nanoporous платины работая на био-совместимом фильме ЛЮБИМЧИКА. Goud et al.40 вводят nanobioelectronic систем-на-пакет (SOP) при интегрированный датчик глюкозы основанный на электродах углерода-nanotube работая. Jining Xie et al.41 предлагает nanoparticle-покрынные платиной nanotubes углерода для амперометрической глюкозы biosensing; и Ekanayake et al.42 описывают изготовление и характеризацию романного nano-пористого электрода (PPy) polypyrrole и своего применения в амперометрических биосенсорах, с увеличенными характеристиками для воспринимать глюкозы.

Nanobiotechnology и Nanomedicine

Научные Политики и Глобальное Облечение

Наличие приборов в-vivo биомедицинских, как одно описываемый выше, близко соединено к выдвижениям в nanobiotechnology. Ожидано, что имеет Нанотехнология быстрый удар на обществе43: создающ будущие хозяйственные сценарии, возбуждающие урожайность и конкурентоспособность, собирательные технологии, и повышать новое образование и людское развитие. Доказательство этого быстрого удара нанотехнологии можно увидеть в диаграммах государственных инвестиций для деятельностей при нанотехнологии R+D, средств и тренировки рабочей силы. Запрос бюджети Национальной Нанотехнологии 2008 США Инициативный для нанотехнологии R+D через Федеральное Правительство находился над US$1.44 миллиардом (NNI, 2007). В Европе, Структурная Программа VIIth (FP) не способствует о €600 миллионе в год к исследованию нанотехнологии до 2013, при дополнительное, подобное количество будучи обеспечиванной отдельными странами. Это дает Европе более большое каждогодное расходование на нанотехнологии чем Соединенные Штаты или Япония44.

В контексте Европейской политики, N&N важнейшая область для Европейской Комиссии: VIIth FP (2007-2013) обеспечивает специфическую программу для nanosciences, нанотехнологий, материалов и новых технологий продукции с бюджетей €3,475 миллиона (10,72% из бюджети итога VIIth FP). Сверх Того, несколько специфических программ включаются в исследование nanoscale, и таким образом полный бюджетя проинвестированный в nanoactivities будет увеличен несколькими тысяч €millions (Meur) приходя от следующих программ: Здоровье (6 100 Meur); Еда, земледелие и биотехнология (1 935 Meur); ICT (9 050 Meur) и Энергия (2 350 Meur)

Nano-Родственные Бумаги и Патенты

Несколько обзоры и сравнительных изучений всемирного расширения nanopublications и nanopatents доступны45,46,47. Научные труды и патенты в участке нанотехнологии росли в геометрической прогрессии над последними 2 декадами. Относительный рост в числе «nano-названи-бумаг» в различных библиографических базах данных, т.е. увеличении в числе «nano-названи-бумаг» как пропорция всех бумаг драматическ: если мы принимаем Индекс Цитации Науки как был представителем всех наук (albeit та химия несколько недостаточно представленный), то пропорция «nano-названи-бумаг» росла от 1985 к mid-2003 к около 1,2% на средних среднегодовых темпах изменений около 34%, которому середины оно удваивали каждые 2,35 лет. В Виду Того Что середина 1990-х скорость замедляла несколько к среднегодовым темпам изменений около 25% (удваивающ каждые 3,1 лет).48

В 2007 над nanoscience 15.000 и нанотехнология-родственных бумагах опубликовал, и теперь интенсивная деятельность что касается интеллектуальной собственности (IP) - владение рационализаторств, вымыслов, идей и творческих способностей - в поле nanoscale. Нанотехнология увеличивает перенос к знани-ориентированной экономии и поэтому интеллектуальная собственность в положении для того чтобы увеличить творение, рост и развитие богатства через мир49. Несколько рапортов изыскивали отобразить nano-родственные патенты50, и диаграммы для нанотехнология-родственного IP неожиданный. В European patent office рабочая группа нанотехнологии (NTWG) создал в 2003 и 90.000 патентов были маркированы для того чтобы классифицировать Y01N. Пропорция нанотехнологии патентует больше чем удвоино между середина 1990-х и mid-2000s (США 40%, Японией 19%, и Германией 10%). План- Конспект данных по 2007 rovides51 p Статистик Патента интернационально соответствующих на патентах.

Перед 1980, 250 нанотехнология-родственных патентов были ы однолетн к университетам всемирно, но к 2003 этот номер увеличил створку 16 до 3.993 патента, который хранились для основных строительных блоков, материалов и инструментов необходимы, что начали эту технологию. Патентное ведомство США получало применения относительно состава дела, приборов, прибора, систем и управления nanomaterial и приборов, и методов. заявки патента Крест-Индустрии делаются для одиночных рационализаторств nanoscale которые могут иметь разнообразные применения. Таким Образом, применения были определены в главных типах как электричество, людских необходимостях патента, химии и металлургии, выполняя деятельности и транспортировать, машиностроение, физику, фикчированную конструкцию, ткани и бумагу. Для того чтобы проанализировать удар на промышленном участке, ОЭСР классифицировало патенты нанотехнологии в 6 сфер применения: Электроника, Оптическая электроника, Медицина и биотехнология, Измерения и изготавливание, Окружающая Среда и энергия, и Nanomaterials.

По Мере Того Как исследование Miyazakia52 показало, университеты определяют в частности большую долю исследования в нанотехнологиях (представляя 70,45% из nanotech-родственного исследования всемирно). В этом они укомплектованы общественными научно-исследовательскими институтами (кто определяют 22,22% из статьей). Таким Образом, оценено что университеты теперь держат 70% из ключевых патентов нанотехнологии. Частный сектор играет более лимитированную роль (7,33% из статьей глобально), но это более видно игрок в США (12,41%). В Азии, Япония держит сильную долю (12,30%) в частном секторе, пока Южная Корея (8,25%) и в меньший объем Индия (3,52%) состязается с Японией. В будущем, развитие нанотехнологии правоподобно для того чтобы перенести от больших публично фондированных организаций и университетов к малым start-up компаниям которые изыскивают эксплуатировать более предыдущие публично фондированные усилия исследования произвести первые коммерческие применения, в подобном путе к что мы witnessed в индустриях биотехнологии.

Возможности Исследования для Nanobiotechnologies

Nanobiotechnology быстро превращаясь зона научной и технологической возможности которая обеспечивает выдвижения в пищевую промышленность, энергию, окружающую среду и медицину. В nanomedicine, широкий диапазон технологий которые могут быть прикладной к медицинским службам, материалам, процедурам, и модальностям обработки. Больше внимания на nanomedicine определяет такие вытекая nanomedical методы как nanosurgery, инженерство ткани, nanoparticle-позволенные диагностики, и пристрелнная поставка снадобья. Согласно группе в составе специалиста Европейское Агенство Оценки Медицин (EMEA), большинство настоящих коммерческих применений нанотехнологии к медицине посвящено к поставке снадобья. Более романные применения нанотехнологии включают замену ткани, переход через биологические барьеры, дистанционное управление nanoprobes, интегрированные implantable сензорные nanoelectronic системы и многофункциональные химические строения для пристреливать заболевания. Таким Образом, nanobiotechnology может обеспечить не как раз миниатюризацию implantable биомедицинских приборов (microfluidics, микроэлектроники, etc) но также надежных многофункциональных блоков для обнаружения заболеванием. Вероятно никакой более лучший пример технологического схождения идущий сверху вниз (миниатюризация) и вверх ногами (конструкция и творение новых функциональных структур) стратегий, которые изыскивают пункт уравновешения где научно-технические прогрессы и требования рынка могли встретить.

Окончательно, было поспорено что настоящее исследование nanoscale не показывает никакие картины частности и градусы interdisciplinarity и что свое ясное multidisciplinarity состоит из различных, в большинстве mono-подштрафных полей которые довольно самостоятельный к одину другого и которые имеет немного больше в общем чем приставка «nano» 48. На этой стадии, обсуждение относительно прерывной или дифференциальной природы нанотехнологии могло возникнуть в процессе рационализаторства и передачи технологии. Основано на эпирических заключениях обзора дирижированного Nikulainen и Palmberg53, оно кажется что, в настоящее время, никакая потребность для nano-специфической инициатив отнесенных передачей технологии. Это заключение может тем не менее быть revisited если нанотехнология будет более радикальной и прерывной. Сегодня, химики начиная снадобья, реакторы и катализаторы работают на nanoscale, по мере того как они имеют на много лет, даже если они просто ссылаются к их работе как химия. Определенно, политическим лидерам нужно учесть уместное относящое к окружающей среде, здоровье и вопросы безопасности путем устанавливать стандарты и снабжая регулировки для того чтобы облегчить диффузию нанотехнологии.

Заключения и Окончательные Рекомендации

В этой бумаге, конструкция родового прибора в-vivo implantable биомедицинского способного обнаруживать пороговые значения для пристрелнной концентрации (т.е. обнаружения уровней глюкозы). Дано скорость с которой мочеизнурение может распространить и улучшения которые возможны в своем диагнозе и контролировать если игл-свободные системы доступны, то, медицинская служба введенная в этой бумаге конструирована для достижения огромного рынка над N/A. Сверх Того, когда вся смысловая цепочка публично фондирована, это значит что цели передачи технологии от университета к индустрии и социальным возвращениям на правительственную инвестицию полно были осуществляны. Таким Образом, успешную модель для исследования, рационализаторства и передачи технологии можно ввести к определенному сценарию типизированному схождением технологий и дисциплин, так же, как схождением различных коль-держателей совмещая представителей от исследовательскийа центр, больниц, рынка, центров политики и граждан также.

Полный обзор предусмотренный здесь смысловой цепочки процессов исследования и передачи технологии выделяет важность общих рамок в которых multidisciplinary команды и организации могут работать совместно сразу решительно научным водительством. В этот конкретный случай, Отдел Электроники на Университете Барселоны имел общую обязанность деятельностей при исследования и коммерциализации. Приводя к биомедицинский прибор nano-позволен в двойном чувстве: миниатюризируя систему (автономия fluidics, электронных, энергии) и когда новые функциональные структуры включенны (nanobiosensors начатые IBEC). CIBER-DEM соединяет смысловую цепочку когда клинические исследование и коммерциализация рассмотрены. Все Еще вытекая технология, будущее ASIC будет работать с блоком nanobiosensors с различными целями, и она определит конфигурацию метода измерения. Каждый блок будет использован для того чтобы обнаружить специфический тип цели, и переданная по мултиплексу система будет использована для того чтобы проанализировать каждый блок фокусируя на определенной цели. После Этого, верхняя часть вниз причаливает используя nanoengineering и nanofabrication и дно вверх причаливают используя supramolecular химию могут произвести романные диагностики которые все больше и больше сфокусируют на поставлять персонализированное разрешение основанное на анализе данных по блока в реальное временя, и где соотвествующе, прикладывая это решение для того чтобы поставить автоматизированную терапию (theranostics).

В заключение, несмотря на несколько ограниченную доступность информации обсуждая безопасность медицинских nanomaterials, представленная история болезни в этой бумаге ясная демонстрация как усилить скрепления между общиной науки, больницами и индустрией. Описанный процесс предлагает эффективный метод для выполнять эксперименты на большом испытании и клинических средствах, внутри новаторские рамки которые принимают преимущество новых научных инструментов и открытий. Биомедицинские приборы представляют стратегическую азартную игру на будущее зон научно-технической политики Испании по мере того как они изыскивают ускорять ход экономический рост внутри основанное на знаниях общество. В этом путе, зоны страны могут усилить соединения сети между их агентами R&D - парками науки и техники, институтами и исследовательскими центрами, больницами, платформами технологии и инкубаторами - по мере того как они исследуют и стоят против новые возможности научных и рынка представленные науками о жизни nanotech.


Справки

  1. Фудзи-Keizai США, 2007. Всемирное Изучение Рыночной Конъюнктуры: Нанотехнология-Основанный Рынок Продукта и Внешний Вид Дела Возможност-Настоящий & Будущий.
  2. E.Ghafar-Zadeh, E., M.Sawan, M., 2008. К Польностью Интегрированному CMOS Основал Емкостный Датчик для Применений Лаборатори-на-Обломока. Международная Мастерская на Медицинских Измерениях и Применениях. 9 (10), 77-80.
  3. Barretino, D., 2006. Конструктивные соображения и недавние выдвижения в CMOS-основанные микросистемы для диагностик пункт--внимательности клинических. Продолжения Симпозиума IEEE Международного на Цепях и Системах, 4362-4365.
  4. Visiongain Ltd., 2010. acceded http://www.visiongain.com/Report/453/World-Diabetes-Market-Analysis-2010-2025 (: 4-14-2010)
  5. Mansfield, E., 1991. Академичное исследование и промышленное рационализаторство. Политика Исследования 20, 1-12.
  6. Sadik, A.O., Aluoch, A.O., Zhou, A., 2009. Состояние биомолекулярного опознавания используя электрохимические методы. Биосенсоры и Bioelectronics 24, 2749-2765.
  7. Nim Choi, H., Hoon Хан, J., Парк, A., Mi Ли, J., Выигрывать-Yong, L., 2007. Амперометрический Биосенсор Глюкозы Основанный на Оксидазе Глюкозы Помещенной в Фильм Nanotube-Titania-Nafion Углерода Составной на Платинированном Стекловидном Электроде Углерода. Электроанализ 19 (1ъ), 1757-1763.
  8. Erdem, A., Karadeniz, H., Caliskan, A., 2009. Одиночн-Огороженные Графитовые Электроды Углерода Доработанные Nanotubes для Электрохимического Контроля Кислот Nucleis и Биомолекулярных Взаимодействий. Электроанализ 21 (3-5), 461-471.
  9. Wang, J., 2008. В - контроле глюкозы vivo: К «системам Чувства и Поступка» индивидуализированным цепью обратной связи медицинским», Talanta 75, 636-641.
  10. Протирка, A., Rahman, A., Джастин, G., Guiseppi-Elie, A., 2009. К implantable биочипу для контроля глюкозы и лактата используя блоки электрода microdisc (MDEAs). Biomed Microdevices 11, 75-85. DOI 10.1007/s10544-008-9211-6
  11. Steeves, A.C., Детеныш, L.Y., Liu, Z., Bapat, A., Bhalerao, K., Soboyejo, O.B.A., Soboyejo, O.W., 2007. Конструкция толщины Мембраны implantable био-MEMS датчиков для в-situ контроле крови flor. Журнал Науки Материалов: Материалы в Медицине 18, 25-37. DOI 10.1007/s10856-006-0659-8
  12. Hassibi, A., Ли, T.H., 2006. Programmable Microarray Датчика 0.18-µm CMOS Электрохимический для Биомолекулярного Обнаружения. Журнал Датчиков IEEE 6 (6), 1380-1388.
  13. Пляж, R.D., Conlan, R.W., Godwin, M.C., Moussy, F., 2005. К Системе Мониторинга Телеметрии vivo Миниатюры Implantable Внутри - Динамически Конфигурируемой как Potentiostat или Galvanostat для 2 и Биосенсоры 3-Электрода. IEEE Tran. На Измерительном Оборудовании и Измерении 54 (1), 61-72.
  14. Gosselin, B., Sawan, M., 2008. Ультра малоэнергичный детектор потенциала действия CMOS. Продолжения Симпозиума IEEE Международного на Цепях и Системах, 2733-2736.
  15. Zierhofer, C.M., Hachmair, E.S., 1996. Геометрический подход для соединяя повышения магнитно соединенных катушек. IEEE Tran. На Биомедицинском Инджиниринге 43, 708-714.
  16. Sawan, M., Yamu, H., Coulombe, J., 2005. Беспроволочные умные implants предназначенные к multichannel контролю и microstimulation. Кассета 5 Цепей и Систем IEEE, 21-39.
  17. Sauer, C., Stanacevic, M., Cauwenberhs, G., Thakor, N., 2005. Жать и телеметрия Силы в CMOS для имплантированных приборов. IEEE Transl. на Цепях и Системах 52 (12), 2605-2613.
  18. Li, Y., Liu, J., 2005. Начало приемоответчика 13.56MHz RFID с слитой модуляцией нагрузки и цепями выпрямителя тока напряжения тока удвоител-зажимая. Симпозиум IEEE Международный на Цепях и Системах, 5095-5098.
  19. Myny, K., Van Winckel, S., Steudel, S., Vicca, P., De Jonge, S., Beenhakkers, J.M., Sele, W.C., фургон Aerle, J.M.A.N., Gelink, H.G., Genoe, J., Heremans, P., 2008. Индуктивн-соединенная бирка 64b органическая RFID Работая на 13,56MHz с тарифом данных Конференции Цепей 787b/s. IEEE Международного Полупроводникового, 290-614.
  20. Гор, A., Chakrabartty, S., Приятель, S., Alocilja, E., 2006. Блок femtoampere-чувствительности multi-канала кондуктометрический для biosensing применений. 28th IEEE Инджиниринг в Конференции Науки Медицины и Биологии, 6489-6492.
  21. Haider, R.M., Мусульманство, K.S., Zhang, M., 2007. Малоэнергичное устройство обработки данных для внутри - контроль vivo и передача сигналов датчика. Датчики & Журнал Датчиков 84 (10), 1625-1632.
  22. Wolpert, H.A., 2007. Польза непрерывного контроля глюкозы в обнаружении и предохранении hypoglycemia. Журнал Науки и Техники Мочеизнурения 11 (1), 146-150.
  23. Newman, J.D., Тёрнер, A.P.F., 2005. Домашние биосенсоры глюкозы крови: коммерчески перспектива. Биосенсоры и Bioelectronic 20, 2435-2453.
  24. Frost, M., Meyerhoff, M.E., 2006. В - Датчиках vivo Химических: Решать Biocompatibility. Аналитическая Химия 78 (21), 7370-7377.
  25. Jung, M.W., Ким, D.W., Jeong, R.A., Ким, H.C., 2004. Игл-Тип Блок Multi-Электрода Изготовленный Технологией MEMS для Подкожной Непрерывной Системы Мониторинга Глюкозы. Продолжения Международной Конференции EMBS, 1987-1989.
  26. Zimmermann, S., Fienbork, D., Stoeber, B., Flounders, A.W., Liepmann, D., 2003. Microneedle-основанный монитор глюкозы: изготовление на вафл-уровне используя обездвиживание энзима в-прибора. Конференция Proc.Internatioal на Полупроводниковых Датчиках, Приводах и Микросистемах, 99-102.
  27. Ким, Y.T., Ким, Y. - Y., Июнь, C. - H., 1999. Игл-Форменный датчик глюкозы при электрод multi-клетки изготовленный поверхностный micromachining. Proc. СПЕЦИЯ, Конструкция, испытание, и Microfabrication MEMS и MOEMS 3680, 924-930.
  28. Lin Tan, E., Pereles, B.D., Horton, B., Shao, R., Zourob, M., Ong Топлёного Маслоа, K., 2008. Implantable Биосенсоры для В Реальном Масштабе Времени Контроля Напряжения и Давления. Датчики 8, .6396-6406.
  29. Lin, Y., Su, M., Chen, S., Wang, S., Lin, C., Chen, H., 2007. Изучение вездесущего монитора с RFID в пожилом доме престарелых. Международная Конференция IEEE на Мультимедиа и Вездесущем Инджиниринге.
  30. Tesoriero, R., Gallus, A.J., Lozano, M., Penichet, R.V.M., 2008. Используя активную и пассивную технологию RFID для того чтобы поддержать крытую положени-осведомленную систему. IEEE Transl. на Бытовой Электронике 54 (2), 578-583.
  31. Cantarero, L.A., Дворецкий, J.E., Osborne, J.W., 1980. Адсорбционные характеристики протеинов для полистироля и их значительности в immunoassays тверд-участка. Заднепроходно. Biochem. 105, 375-382.
  32. Hiller, M., Kranz, C., Huber, J., Bauerle, P., Schuhmann, W., 1996. Амперометрические биосенсоры произведенные обездвиживанием энзимов редоксов на polythiophene-доработанных поверхностях электрода. Adv. Mater. 8, 219-222.
  33. Kros, A., Van Hovell, W.F.M., Sommerdijk, N.A.J.M., Nolte, R.J.M., 2001. Поли (3, thylenedioxythiophene 4) - основанные биосенсоры глюкозы. Adv. Mater. 13, 1555-1557.
  34. Fiorito, P.A., De Torresi, S.I.C., 2001. Биосенсор Глюкозы амперометрический основанный на co-обездвиживании оксидазы глюкозы (Gox) и ferrocene в поли (пиррол) произведенном от смесей этанола/воды. J. Braz. Chem. SOC. 12, 729-733.
  35. Patel, J.N., Kaminska, B., Серый Цвет, B., Стробы, B.D., 2007. Electro-Ферментационный Датчик Глюкозы Используя Гибридный Процесс Изготовления Полимера. Электроника, Цепи и Системы, Международная Конференция ICECS 2007-14-ого IEEE, 403-406.
  36. Rodrigues, N.P., Kimura, H., Sakai, Y., Fujii, T., 2007. Клетк-Основанный Биочип Microfluidic для Электрохимического В реальном масштабе времени Контроля Глюкозы и Кислорода, Полупроводникового Конференции Датчиков, Приводов и Микросистем, 843-846.
  37. Rahman, A.R.A., Джастин, G., Guiseppi-Уилсон, A., Guiseppi-Elie, A., 2009. Изготовление и Упаковывать Двойного Воспринимая Электрохимического Biotransducer для Глюкозы и Лактата Полезных в Внутримышечном Физиологопсихологическом Контроле Состояния. Датчики Ведут Дневник, Том IEEE 9 (12), 1856-1863.
  38. Usman Али, S.M., Nur, O., Willander, M., Danielsson, B., 2009. Обнаружение Глюкозы с Коммерчески MOSFET используя Строб ZnO Nanowires Выдвинутый. Трудыы IEEE на Нанотехнологии 8 (6), 678-683.
  39. Ли, Y.J., Ким, J.D., Парк, J.Y., 2009. Микро--датчик глюкозы Гибкого энзима свободный для применений непрерывного контроля. Полупроводниковые Конференци-ДАТЧИКИ Датчиков, Приводов и Микросистем 2009, 1806-1809.
  40. Goud, J.D., Raj, P.M., Jin Liu, Narayan, R., Iyer, M., Tummala, R., 2007. Электрохимические Биосенсоры и Microfluidics в Органической Технологии Систем-на-Пакета. Продолжения Электронных Блоков и Технологии Conference-ECTC2007, 1550-1555.
  41. Jining Xie, Shouyan Wang, Aryasomayajula, L., Varadan, V.K., 2007. Материальные и электрохимические изучения платины nanoparticle-покрыли nanotubes углерода для biosensing. Нанотехнология, 2007. IEEE-NANO2007, 1077-1080.
  42. Ekanayake, E.M.I., Preethichandra, D.M.G., Kaneto, K., 2007. Изготовление и характеризация nano-составленных дирижируя электродов полимера для применений биосенсора глюкозы. Промышленно и Информации Systems-ICIIS2007, 63 до 66.
  43. Roco M.C., Bainbridge W.S., 2005. Социальные прикосновенности nanoscience и нанотехнологии: Увеличивать людское преимущество. Журнал Исследования 7 Nanoparticle, 1-13.
  44. A. Swarup, 2007. Как Будьте Плата За Проезд Nanotech в Европе?. http://sciencecareers. sciencemag.org/career_development/previous_issues/articles/2007_09_21/caredit_a0700136
  45. Heinze, T., 2004. Nanoscience и Нанотехнология в Европе: Анализ Изданий и Заявок на Патент включая Сравнения с Соединенные Штаты. Закон Нанотехнологии & Дело 1 (4), статья 10.
  46. Braun, T. Schubert, A., Zsindely, S., 1997. Nanoscience и нанотехнология на балансе. Scientometrics 38 (2), 321.
  47. Hullmann, A., Мейер, M., 2003. Издания и Патенты в Нанотехнологии: Обзор Предыдущих Изучений и Современного. Scientometrics 58, 507.
  48. Schummer, J., 2004. Multidisciplinarity, interdisciplinarity, и картины сотрудничества исследования в nanoscience и нанотехнологии. Scientometrics 59 (3), 425-465.
  49. Aditeya, K. Singh, 2007. Интеллектуальная Собственность в Экономии Нанотехнологии: тенденции, ландшафт патента и возможности. Институт Нанотехнологии, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ.
  50. Scheu, M. Veefkind, V., Verbandt, Y., Molina Galan, E., Absaloma, R., Förster, W., 2006. Отображать патенты нанотехнологии: Подход к EPO. Данные По Патента 28 (3) Мира, 204-211, doi: 10.1016/j.wpi.2006.03.005
  51. Dernis, H., 2007. План- Конспект Статистик 2007 Патента. STI ОЭСР Париж, www.oecd.org/sti/ipr-statistics
  52. Миядзаки, K., Мусульманство, N., 2007. Системы Нанотехнологии анализа рационализаторства- научно-исследовательских работ индустрии и научного сообщества. Technovation 27 (11), 661-675.
  53. Nikulainen T., C. Palmberg, 2010. Переносить наук-основанные технологии индустри-нанотехнология вносит изменения?. Technovation 30, 3-11.

Авторское Право AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 04:41

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit