Today, cancer is the most threaten disease in human life. Cancer is hard to cure perfectly because of the metastasis which requires continuous therapy and monitoring. It has great expense to monitor the cancer. Among the many monitoring methods, the blood collection method is the most economical manner. However, it has many problems such as infection and pain from a conventional needle. On the other hand, a microneedle (MN) technology, which has many breakthroughs of problem from conventional needle, has been researched in drug delivery area. With MN’s advantages, the MN has been spotlighted as not only a drug delivery tool but also a detection device for biomarkers. However, a MN device for monitoring metastatic cancer has not been researched yet.
In this paper, we proposed a MN device for metastatic cancer diagnosis which can be mounted on microchamber device. MN tips were treated by specific antibodies for capturing target antigen. From the results, the MN detection device can detect the target biomolecules with nano-level concentration which is usable comparing with concentration of metastatic cancer biomarkers.
Next, we researched a capture device for a circulating tumor cell (CTC) with size separation. For the precise assay, the capture device selected size separation method without any chemical treatment to CTCs. To prove the function of the device, PS beads with different size were separated in the round-shaped sorter. MCF-7 cell line which mimics the CTC was also captured in the device.
오늘날, 암은 인간에게 가장 치명적인 질병 중 하나이다. 암 치료가 어려운 이유 중 하나는 암의 전이 때문인데, 이는 계속적인 치료가 필요하며, 그에 따른 치료의 경과를 보기 위하여 지속적인 모니터링을 필요로 한다. 대부분의 모니터링은 많은 비용을 요구하며, 그 중 혈액 채취 방법은 다른 방법에 비해 비교적 적은 비용을 필요로 하지만, 주사 바늘을 통한 감염과 환자들에게 수반되는 고통 등의 문제가 따른다. 한편, 마이크로니들은 약물 전달 분야에서 많이 사용되고 연구된 기술로써, 기존의 주사 방식이 갖는 문제점들을 해결할 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 마이크로니들의 장점들 때문에 약물 전달 분야뿐만 아니라, 생체 표적자 검출을 위한 마이크로니들에 관한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 아직 전이성 암 환자의 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 있는 마이크로니들에 관한 연구는 이루어지지 않고 있다.
이 논문에서는, 먼저 전이성 암 진단을 위한 마이크로니들 검출 소자 개발을 위한 연구를 다루었다. 마이크로니들 끝 부분에 전처리를 하여 검출하고자 하는 생체 표적자를 포획하고 측정하는 기술과 마이크로챔버와 연동 가능한 디바이스를 제시하였다. 결과에 따르면, 이 디바이스는 1ml당 수십 나노그램 단위의 표적자 농도 역시 측정 가능하였다. 이는 전이성 암 환자의 생체표적자 농도 범위이기 때문에, 개발하고자 하는 디바이스를 전이성 암 진단에 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
다음으로는, 마이크로니들 검출 소자를 보완할 수 있는 혈중 암세포 포획 시스템에 대한 연구를 제시하였다. 특별한 전처리 없이 혈중암세포를 혈액 세포들과 크기 차이로 분류함으로써, 전이성 암 진단을 더욱 효과적으로 수행할 수 있는 소자를 개발하고자 하였다. 먼저 크기가 다른 폴리스티렌 비드를 분리함으로써 입자들을 크기별로 분류할 수 있음을 보였고, MCF-7 세포주를 통하여 실제 세포를 포획할 수 있음을 보였다.