Fabrication and Optimization of Porous Microneedles
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Tillverkning och optimering av porösa mikronålar (Swedish)
Abstract [en]
With the growing demand for an increase in food production, whilst 30% of thecrop production is lost due to plant diseases, there is a need for plant diseasedetection that do not require laboratories and trained personnel. This can besolved by the usage of nanotechnology and the integration of microneedles.Microneedles can extract biofluids from the plants, and with the integrationwith a sensor, allow for on-site disease detection.The most recently developed type of microneedle is the porous microneedle,which extract biofluids by capillary action. Previous papers have proposeddifferent materials and processes for the fabrication of porous microneedlesbut state that further research has to be done. This Thesis aims to createprotocols for fabrication of porous microneedles from different cellulosicmaterials as well as evaluate their characteristics.Before the protocols were established, two master molds were created forthe casting of the porous microneedles. One by engraving a PMMA sheetusing a CO2 laser, and the other by 3D printing a resin mold. The twomaterials that were used were cellulose acetate and chromatography paper.The materials were used both separately and combined in the fabricationprocess. To characterize the porous microneedles, three properties wereevaluated, porosity, mechanical stability and extraction capability.The results from the fabrication of porous microneedles and the propertytests has provided information for further development of the project as wellas future work regarding porous microneedles.
Abstract [sv]
På grund av den ökande efterfrågan på matproduktionen i världen ikombination med det faktum att ca 30% av all den mat som odlas går förloradpå grund av plantsjukdomar, medför att det finns ett behov av detektering avdessa sjukdomar på ett snabbt och smidigt sätt som inte kräver laboratoriereller utbildad personal. Det här kan lösas genom användadet av nanoteknologioch integrering av mikronålar. Mikronålar kan extrahera biovätskor frånplantor, och genom att integrera mikronålarna med sensorer, tillåta detekteringpå plats på odlingsmarkerna.En typ av mikronål är den porösa mikronålen som genom kapillärkraftkan extrahera biovätskor. Tidigare artiklar har presenterat olika material ochprocesser för tillverkningen av porösa mikronålar, men mer forskning krävsför att utveckla porösa mikronålar för extrahering av biovätskor från plantor.Syftet med den här avhandlingen är skapa protokoll för tillverkningen avporösa mikronålar från cellulosamaterial, samt utvärdera dess egenskaper.Innan protokollen etablerades skapades två master formar för tillverkningenav de porösa mikronålarna. En form skapades genom ingraveringi PMMA med hjälp av en CO2 laser och den andra genom att med hjälpav en 3D printer skriva ut en form med resin. De två materialen somanvändes för tillverkningen av de porösa mikronålarna var cellulosa acetat ochkromatografipapper. Materialen användes både var för sig och tillsammans.För att karaktärisera de porösa mikronålarna utvärderades tre egenskaper,porositet, mekanisk stabilitet och extraktionsförmåga.Resultaten från tillverkningen av porösa mikronålar och de karaktäriseradeegenskaperna har bidragit med information för fortsatt utveckling av projektetsamt framtida arbete med porösa mikronålar.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 106
Series
TRITA-CBH-GRU ; 2024:091
Keywords [en]
Microneedles, Porous Microneedles, Cellulose Acetate, Chromatographypaper, Phase Inversion, Porosity, Extraction Capability
Keywords [sv]
Mikronålar, Porösa mikronålar, Cellulosa acetat, Kromatografipapper, Porositet, Extraktionsförmåga
National Category
Medical Engineering Production Engineering, Human Work Science and Ergonomics Plant Biotechnology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-349102OAI: oai:DiVA.org:kth-349102DiVA, id: diva2:1879784
Subject / course
Medical Engineering
Educational program
Master of Science in Engineering - Medical Engineering
Supervisors
Examiners
2024-08-212024-06-282024-08-21Bibliographically approved