Agujas hipodérmicas se utilizan ampliamente en los hospitales para las biopsias y el suministro de medicamentos porque son baratas y fácil de usar. También tienen excelentes propiedades mecánicas a pesar de su diámetro fino y una estructura afilada conveniente para la invasión. Durante una biopsia, los tejidos diana son muestreados en el hueco de la aguja hipodérmica con sonografía dirección¹. Aunque la ultrasonografía está libre de radiación, segura para las mujeres embarazadas y fetos y proporciona imágenes en tiempo real, es difícil ver los órganos que son profundas dentro del cuerpo, especialmente en el caso de pacientes obesos, porque las ondas ultrasónicas no pueden penetrar el aire o tejido graso². Además, un cirujano no puede adquirir información de la profundidad de la ecografía bidimensional que convencionalmente se utiliza en la mayoría de los hospitales, lo que resulta en la necesidad de biopsias múltiples si los médicos carecen de habilidad o experiencia. En la administración de fármacos para la anestesia espinal, los médicos determinan que la aguja alcanza el espacio espinal si el líquido cefalorraquídeo (LCR) fluye hacia atrás en la jeringa mientras cuidadosamente insertar la aguja en la espalda del paciente. Después de confirmar el reflujo de la CFS, la droga de la anestesia se inyecta en el espacio espinal³. Sin embargo, los médicos el riesgo de penetrar o cortando las fibras del nervio en el espacio espinal, causando dolor a los pacientes e incluso paraplejía^4,5. Por lo tanto, este procedimiento también requiere a un médico hábil. Una solución para superar y mitigar las dificultades mencionadas es agregar una función de navegación a la aguja hipodérmica para que puede proporcionar información objetiva sobre la posición de la aguja. Esto ayudaría a un médico rápidamente realizar una biopsia, el suministro de medicamentos y hasta una cirugía sin depender de su juicio empírico solamente.

Para localizar eléctricamente los tejidos de destino en el cuerpo, una aguja hipodérmica incorporando una espectroscopia de impedancia eléctrica sensor (EIS) se ha introducido como EIS en aguja (EoN)⁶. El sensor de la EIS es utilizado actualmente en el campo de la ingeniería biomédica para aplicaciones tales como DNA detección^7,8,9, bacterias, virus, detección de^10,11,12 y análisis sobre las células/tejidos^{13,14,15,16,17,18,19,20 , 21 , 22}. la EoN puede discriminar entre materiales disímiles en un dominio de la frecuencia según la conductividad eléctrica y permitividad. La capacidad de discriminación de la EoN fue verificada por varios niveles de concentración de tampón fosfato salino (PBS)²³, grasa/músculo porcino tejidos^6,23y tejidos incluso humana normal, cáncer renal^{24 ,25}. Esta capacidad de la EoN se espera que aumente considerablemente la precisión de la biopsia ubicando los tejidos de destino basados en las diferencias en la impedancia eléctrica entre los tejidos diana de la lesión y los tejidos normales vecinos. De manera similar, investigar las diferencias en la impedancia eléctrica entre la inyección de drogas espacio (espacio espinal o epidural) y los tejidos circundantes pueden ayudar a los médicos a entregar un medicamento de anestesia en la ubicación de destino exacto. Además, la EoN puede ser utilizado para estimular eléctricamente el músculo cerebral, así como para determinar un margen quirúrgico óptimo durante cirugías que implican la resección parcial de un tumor, como la nefrectomía parcial, para preservar como tejido normal tanto como posible.

Uno de los mayores desafíos en la realización de la EoN es la fabricación de electrodos en la superficie curvada de una aguja hipodérmica con un pequeño radio de curvatura. Directa modelar metal mediante un proceso de fotolitografía convencional ha sido considerado como inadecuado para la fabricación de electrodos de tamaño micro sobre un sustrato de curvado con un diámetro de varios milímetros o menos. Hasta ahora, varios métodos, incluyendo conformal impresión²⁶, flexible seco film photoresist²⁷, el método de microfluidos²⁸, litografía de nanoimpresión²⁹y rotación de sustrato litografía³⁰, han sido introducido para fabricar patrones de metal/polímero sobre una superficie curva. Sin embargo, todavía hay limitaciones debido a los requisitos de EoN, tales como el sustrato requerido con un diámetro de menos de 1 mm, longitud total del electrodo de 20 mm o más, ancho y separación de electrodos que van en decenas de micrómetros y producción de alto volumen.

En el presente estudio, se propone modelar metal directo empleando photoresist capa de aerosol y un photomask película flexible realizar tamaño micro electrodos en la superficie curvada de una aguja hipodérmica. El diámetro de la aguja es tan pequeño como 720 μm (calibre 22), que es ampliamente utilizado para las biopsias y el suministro de medicamentos en los hospitales. También se evalúa el rendimiento de producción del método de fabricación propuesto para determinar la factibilidad de la producción a granel a un precio asequible.