空心微針與微米級的注射針較為相似,一樣是輸送液體成分至皮內。蔣宏民探索出了一種利用MEMS技術結合傳統光刻和傾斜旋制備環氧樹脂中空微針陣列的方法。首先,把玻璃基片旋涂上SU8膠,將基片傾斜,在傾斜的基片和掩模版上設置微針的頂角,角度為基片和掩模版傾斜角度的二倍,進行紫外光旋轉曝光;第二步,將基片和掩模版經熱烘處理,在基片表面上旋涂第二層SU8光刻膠,再次經熱烘處理后進行旋轉曝光,經第三次熱烘處理后,顯影得到SU8膠凹錐結構層;第三步,在SU8膠凹錐結構層上制備下模層,在下模層上濺射,制得鉻銅復合金屬層;第四步,在鉻銅復合金屬層上采用與第三步相同的方式制備上模層,即可得到完整的空心微針陣列模具。環氧樹脂填充入空心微針陣列模具中,經真空固化后再進行打磨處理,然后脫模,就可得到由環氧樹脂制成的空心微針陣列。微針透皮給藥有著重大的意義。常州硅基微針陣列
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。無錫微針電極微針在醫學、生物、美容等領域有很廣泛的應用。
目前微針的應用主要集中在美容方面,通過微針刺激皮膚,從而在皮膚上形成大量微小的管道,并將具有美白保濕作用的活性成分引入到皮膚組織中去,通過刺激皮膚的自我修復功能,達到淡化斑點和皺紋的效果。微針的主要作用是改善皮膚狀態,能促進皮膚中的血液微循環,抑制皮膚暗沉,刺激膠原蛋白再生,從而起到美白、緊致、抗皺的作用。通過微針使用藥也可以緩解皮膚炎癥, 有效對待皮膚的問題。對于皮膚活性差的人來說, 可以在皮膚上貼上特殊的微針貼片,從而改善皮膚的環境。
微針陣列技術具有非常廣闊的應用前景,但是也依舊面臨著許多問題。首先,微針材料的機械強度和生物安全性需要進行嚴格評估。此外,不同膚色、年齡和性別的人皮膚的厚度也不同,在制造微針時,需要考慮微針的群體適用性。同時,與科研實驗不同,把微針技術真正投放到市場需克服很多困難,比如批量生產問題、工業制造中的消毒問題、投入市場時微針的穩定性或者有效期以及微針的制作成本等問題,這些都是微針投放進入市場必須考慮和解決的問題。MEMS微針從問世以來一直是研究人員比較關注的方面。
利用化學溶液濕法腐蝕的微針可以降低微針的制作成本,制作過程中不需要大型的刻蝕設備,在普通實驗室就能夠完成工藝制作。但腐蝕過程比較難以精確控制,并且需要進行實時觀察,而且不確定因素還較多。溶液濕法腐蝕對硅片的晶向、腐蝕的溫度、腐蝕的時間和掩膜形狀的要求都是非常嚴格的。由于掩膜形狀和腐蝕晶向的選擇性,溶液濕法腐蝕形成的微針形狀像山峰,所以比干法刻蝕形成的微針短,直徑比較大,所以單位面積的微針數量比干法刻蝕的微針數量少。微針可與其他促滲方法聯合,聯合應用極大拓寬了經皮給藥藥物的應用范圍。徐州美容微針研發合作
設計不同的微針類型,可適用于不同性質的藥物輸送,使給藥的方式具有多樣化。常州硅基微針陣列
生物醫學和微機電系統的發展推動了微針在藥物傳輸、醫學診斷與分析等相關領域的應用。盡管利用各種方法,人們可制造出各種各樣不同材料、尺寸和形狀的微針,并且微針應用的研究也已取得了相當大的進展, 但目前制造方法普遍存在工藝復雜, 制備成本高,故成為影響這一新技術推廣應用的主要問題。除此之外,還需大量的深入系統的應用實驗研究,以準確評價其生物醫學應用的適用性與規律性, 隨著相關研究的進一步深入,基于MEMS微針的微系統一定能在生物醫學領域獲得廣泛應用。常州硅基微針陣列