經皮給藥的封裝較為簡單,將有微通道的硅片與傳統注射器封裝后連接在一起可以進行無痛注射。封裝方法如下所述,首先制作帶有微通道的硅模具,硅片厚度須大于500um ,利用干法各向異性刻蝕硅片在中間形成高度為300um左右的的方臺,然后用PDMS翻模,PDMS腔室的大小為5*5cm,將大小為 6*6cm的微通道硅片與PDMS膜具粘結在一起(硅針的大小必須大于PDMS腔室的大小,這樣才能在PDMS和硅針之間形成給藥腔室),就能實現帶通道微針陣列硅片的封裝。用藥物推送器連接到微腔中即可進行藥物注射。初始的微針制備過程復雜且容易斷裂。南通MEMS微針設計
J.Held利用硅的干法刻蝕制作出了基于微針的電極。微針外層是氮化硅鈍化層, 在頂部露出金屬層,當有脈沖通過時,頂部金屬層發出的電場會在細胞膜脂上開一個口,使電極進入細胞,從而進行電流記錄。電極進入細胞通過電場在細胞膜脂上開口的過程被稱為電穿孔。電穿孔也是目前治病癥的一種方法,將化學療法和電穿孔結合起來能提高治病癥的效率,并能實現局部治。N. Wilke利用干法刻蝕和濕法刻蝕制作出了用于電穿孔的空心硅微針電極。在電穿孔的同時,空心微針還可進行藥物傳輸。另外在微針的底部設有溫度傳感器, 可監測電極插入人體時的溫度變化,增加了電極工作的安全性。南通實心微針樣品微針比傳統的注射給藥有比較多的優點。
皮膚由表皮(50~100微米厚)、真皮(1~2毫米厚)和皮下組織組成。表皮包括角質層(10~25 微米)和活性表皮,角質層是透皮吸收的主要屏障部位。真皮位于表皮下方,內有血管、淋巴管、神經、感覺末梢器、汗腺等。小管系統存在于真皮上部,所以藥物滲透到達真皮就會很快地被吸收,因此微針扎入皮膚的深度在 30~100 微米深度較好,因為微針表面需要固定一層藥物,因此常規微針高度為 50~400 um。微針穿透皮膚角質層,允許藥物進入體內或從體內采樣,而且對組織產生較小的創傷或無創傷、無痛、無刺激。
Lee 在 US.Pat.No.5250023 中公開了一種透皮藥物釋放器件,包含許多直徑在 50~400 微米,長度在 200~2000 微米的皮膚針 (skin needle),針的材質是不銹鋼的,用于改進蛋白質或核酸的透皮釋放。Prausnitz 在 US Pat.No6503231公開了一種用MEMS技術在單晶硅材料上制作圓錐形多孔微針的方法,該器件用于改進藥物的透皮釋放效率。該方法具體是利用光刻技術在單晶硅表面形成圖案,然后利用深離子反應蝕刻技術形成圓錐形微針,但是該方法制作的微針太尖,在使用過程中有的針頭會折斷。為了更好地滿足藥物釋放對器件的要求,即產生更小的創傷或切口,以更大的效率傳遞藥物,使藥物的管理和使用更加容易,開發具有生物相容性的微針是非常有必要的。利用硅的各向異性可以制作實心微針。
微針在醫學、美容等領域的應用和更多類型微針的不斷涌現,促使著這項科技的進一步發展。從原來的單一空心微針到現如今的空心微針陣列,使用起來也更為高效。微針陣列不僅結構堅固,而且針尖鋒利、作用面積大,因此更加便于穿刺且無疼痛感。微針的制作方法也在與時俱進,成品率高、成本低的優點也為其批量化生產帶來幫助。經皮給藥等依靠微針陣列技術作為輔助工具的手段,價格也因此下調,可以進入大眾市場。此外,電解質分析裝置也可以用到微針陣列,達到無痛感少量抽血并能有效分析其中各種離子濃度。生物醫學和MEMS的發展推動了微針在藥物傳輸與分析等相關領域的應用。江蘇硅微針電極
微針給藥結合了經皮給藥和傳統注射的優點。南通MEMS微針設計
在使用紫外壓印原理制備固體實心微針模具時,通常采用MEMS技術,但此種方法會造成微針模具損傷,進而導致制作成本提高。秉承綠色化學的原則,盡可能地節約成本、降低原料損耗,就需要避免模具的損壞。因此在制備過程中,可通過使用二次轉模聚乳酸工藝,來制備新的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微針模具,選用PDMS是因為其具有較為優越的脫模性和柔韌性。在進行微針的制備前,要對所使用材料進行預處理,包括用乙醇溶液來消毒、凈化PDMS微針模具,且風干后方可執行后續操作。南通MEMS微針設計