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。微針的微陣列電極需要在表面濺射一層金屬。南京實心微針設計
硅材料具有良好的機電、傳感特性, 資源豐富,且硅微細加工技術已成熟, 所以硅微針受到人們的格外青睞。硅微針主要利用各向同性和各向異性刻蝕工藝來制備,刻蝕過程的控制一直是一個難點。N. Wilke 利用計算機軟件對刻蝕進行了模擬, 優化了微針制作工藝。Takay uki Shibata利用深層反應離子刻蝕的沖孔效應制作出了頂部為半球形的空心SiO2微針陣列,利用硅材料來制備微針, 可充分發揮硅微加工工藝成熟的優勢, 然而硅微針所存在的易斷裂而滯留于皮膚導致的工作有效性與安全性不高的問題, 直接影響了硅材料在微針上的應用。無錫微針定制微針主要分為實心微針和空心微針。
糖尿病是疑難雜癥之一,它會引起血糖升高及其他代謝紊亂,從而導致各種易致人死亡的并發癥。傳統的注射方法會引起注射部位的炎癥。因此,人們將關注點放到了微針透皮給藥上。有人用聚乙烯醇和透明質酸結合研究可溶胰島素微針基質材料,分別從存儲穩定性、生物安全性以及臨床應用角度進行了一系列研究。使用PVA微針和HA微針分別對健康的小鼠做時間長達3個月和5個月的連續針扎實驗。在實驗期間,從表觀層面到細胞層面詳細考察了小鼠局部皮膚以及全身的健康狀態。結果證明,在實驗周期內,PVA微針和HA微針均未引起小鼠全身的炎癥反應或毒性反應,也未引起皮膚問題,終的結果證明PVA和HA在實驗周期內具有良好生物安全性,也可達到***的目的。
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。微針比傳統的注射給藥有比較多的優點。
起初,微針是由硅、金屬、陶瓷或玻璃制成的, 制備過程復雜而且容易斷裂,這使得人們不得不尋找新材料。聚合物因為具有多種獨特的優勢,正逐步取代傳統材料成為制備微針的主要原料。由于微針的發展和人們對微針要求的提高,所以發明了新型溶脹微針、兩段式微針等。微針給藥結合了經皮給藥和傳統注射的優點,能顯著提高藥效,促進了蛋白質、納米顆粒等大分子藥物的透皮吸收速度。然而在給藥過程中產品的釋放是否可控,是否會對皮膚中產生破壞性損傷,在皮膚中形成的空隙是否可逆等問題, 使得微針技術的臨床應用受到了制約,這些也正是微針技術面臨的挑戰。微針對生物相容性要求比較高。北京美容微針電極
隨著新型加工材料和技術的進展,可以建立統一的微針技術標準,以提高微針技術的安全性。南京實心微針設計
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。南京實心微針設計