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2013 Fiscal Year Annual Research Report

酵素反応駆動による通電式薬剤投与デバイスの創出

Research Project

Project/Area Number 24710138
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

三宅 丈雄  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50551529)

Keywords薬剤投与デバイス / 酵素電池 / ハイドロゲル電極 / ウェットデバイス / イオントフォレシス
Research Abstract

世界的人口増加や新たな基幹産業の創出を見据えた社会的背景から、個人を対象にした携帯型治療デバイスの必要性が高まりつつある。申請者は、安全性や信頼性の観点から、従来型ドライデバイスに代わる革新的なウェットデバイスを創出したいと考えており、その具現化の1つとしてイオントフォレシスを誘導させる酵素反応駆動型薬剤投与デバイスを提案し、そのための各要素技術や統合技術などの新たなウェットプロセス技術を確立したいと考えている。本課題に対し、最終年度の研究成果は、「電気湿布の開発 (薬剤溶液と燃料一体型発電デバイスのパッケージング)」「電気湿布における皮下組織への薬剤投与の評価」を行い、バイオ発電から得たエネルギーを利用することで、水分保湿や試薬投与が促進されることを実証したことである。昨年度に開発した導電性高分子配線および酵素包含カーボンフィルムに加え、撥水性の高分子フレームと医療用メディカルテープなどの構成要素を組み合わせ、シートタイプの電気湿布を開発した。本湿布を1時間貼るだけで、3時間の水分保湿や薬剤の浸透促進を期待できる成果をあげることに成功した。具体的には、ビタミン誘導体をデバイスに含ませ、電気を流すことで市販の皮膚への薬剤浸透が増すことを確認した。自然拡散(電池オフ)とさまざまな電流(数十マイクロアンペアからミリアンペア)を与えた際の試薬の浸透を評価した結果、電流を与えた方がより多くの試薬が浸透することが分かり、さらに、電流値を大きくするほど浸透はより大きくなった。
従って、申請者の計画通りに研究を進め、期待した成果を得ることに成功したと言える。

  • Research Products

    (10 results)

All 2014 2013

All Journal Article (1 results) Presentation (7 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Molecularly ordered bioelectrocatalytic composite inside a film of aligned carbon nanotubes2013

    • Author(s)
      Yoshino, S., Miyake, T., Yamada, T., Hata, K., Nishizawa, M.
    • Journal Title

      Advanced Energy Materials

      Volume: 3 Pages: 60-64

    • DOI

      10.1002/aenm.201200422

  • [Presentation] Self-Powered Sugar Indicator Using CNT-Enzyme Ensemble Film2013

    • Author(s)
      Y. Ogawa, S. Yoshino, K. Kato, T. Magome, T. Yamada, T. Miyake, K. Hata, M. Nishizawa
    • Organizer
      PowerMEMS 2013
    • Place of Presentation
      London, UK
    • Year and Date
      20131203-20131206
  • [Presentation] 酵素修飾カーボン繊維を用いたフレキシブルバイオニック電池の開発2013

    • Author(s)
      三宅丈雄,吉野修平,小川雄大,大藤琢矢,加藤孝一郎,山田健郎,畠賢治,西澤松彦
    • Organizer
      第33回表面科学学術講演会
    • Place of Presentation
      筑波, Japan
    • Year and Date
      20131126-20131128
  • [Presentation] Miniature Biofuel Cells Using Enzyme-Nanotube Ensemble Films2013

    • Author(s)
      Y. Ogawa, S. Yoshino, T. Miyake, T. Yamada, K. Hata, M. Nishizawa
    • Organizer
      7th East Asian Consortium on Biomedical Engineering
    • Place of Presentation
      National Taiwan University, Taiwan
    • Year and Date
      20131118-20131120
  • [Presentation] Fabrication of enzymatic power device for sugar monitoring2013

    • Author(s)
      Y. Ogawa, S. Yoshino, T. Yamada, T. Miyake, K. Hata, M. Nishizawa
    • Organizer
      第30回『センサ・マイクロマシンと応用システム』シンポジウム
    • Place of Presentation
      sendai, Japan
    • Year and Date
      20131105-20131107
  • [Presentation] Miniature biofuel cells with self-regulating enzyme-nanotube ensemble film2013

    • Author(s)
      Y. Ogawa, S. Yoshino, T. Miyake, H. Kaji, M. Nishizawa
    • Organizer
      International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
    • Place of Presentation
      sendai, Japan
    • Year and Date
      20130928-20130930
  • [Presentation] Highly efficient bioelectrocatalytic films using enzyme-Carbon nanotube composite2013

    • Author(s)
      S. Yoshino, Y. Ogawa, T. Ohuji, K. Kato, T. Magome, T. Miyake, H. Kaji, M. Nishizawa
    • Organizer
      International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan, Sendai international center
    • Place of Presentation
      sendai, Japan
    • Year and Date
      20130928-20130930
  • [Presentation] Ordered enzyme assembly inside carbon nanotube Forest films for electrocal power generation from biofuels in raw grapes2013

    • Author(s)
      T. Miyake, S. Yoshino, T. Yamada, K. Hata, M. Nishizawa
    • Organizer
      International Soft Matter Conference 2013
    • Place of Presentation
      Roma, Italy
    • Year and Date
      20130915-20130919
  • [Book] Miniature Enzymatic Fuel Cells (ch. 17), in Enzymatic Fuel Cells: From Fundamentals to Applications2014

    • Author(s)
      Miyake, T., Nishizawa, M.
    • Total Pages
      11(361-372)
    • Publisher
      Wiley-VCH, Weinheim, Germany
  • [Book] 電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)2013

    • Author(s)
      三宅丈雄、西澤松彦
    • Total Pages
      5(242-247)
    • Publisher
      酵素を使ったバイオ発電の最新動向

URL: 

Published: 2015-05-28  

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