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。微針需要穿透皮膚的角質層才能有效果。蘇州MEMS微針價格
先進的3D打印方法可以制造出受控幾何形狀的聚合物微針(難以使用傳統方法制造)。Cassie利用連續液體界面生產的三維打印技術設計并制造出了刻面微針陣列。與光滑的金字塔形設計相比,刻面微針的設計增加了表面積,以增加了模型表面涂層中的疫苗組分(卵清蛋白和CpG)。利用熒光標記和活著的動物成像,評估了小鼠體內疫苗的保留和生物利用度。刻面微針陣列與皮下注射相比,微針透皮遞送不僅增強了皮膚中疫苗的含量,而且還改善了引流淋巴結中免疫細胞的活性。南京實心微針電極基于MEMS微針的微系統會在醫學領域獲得廣泛應用。
20世紀90年代,微針由硅制成。硅具有晶體結構,硅的濕法腐蝕是各向異性。其性質取決于晶格中的排列,顯示出不同的彈性模量。物理特性使硅成為一種通用材料。硅襯底可以精確制造,且能批量生產,因此可以生產不同尺寸和形狀的微針。但硅的成本及其耗時復雜的制造工藝限制了硅在微針中的應用。此外,還有一些生物相容性問題,因為硅很脆,可能會一部分斷裂并留在皮膚中,從而導致出現健康問題。為了改善硅微針的脆性、提高微針的生物相容性,可以用濺射方法在其表面沉積一層金屬膜。
很早之前就有人提出了微針電極的概念,但由于當時半導體加工領域技術的限制,還無法將其制造出來。經過了多年的摸索,其制作和封裝技術依然不夠成熟。有人研究了不同類型的微針陣列的應用場景:一種用于體表提取生理信號的干電極實心微針陣列,它不需要通過復雜的外科手術植入體內,只是將其貼在皮膚表面就可以獲得心電、腦電、肌電等生理信號。與傳統的體表電極相比,皮膚干電極使用過程非常簡單,不需要皮膚準備和涂抹導電膏。另一種是用于藥物緩釋的中空微針電極,這種電極可以通過皮膚將某種藥物按固定劑量勻速地遞送到病人的體內,從而避免了靜脈注射和打針為患者帶來的痛苦。微針作用在皮膚上時仍有一定的風險性。
電極微針陣列結構應滿足以下特點:1)微針陣列高度應該大于15um小于300um。 根據皮膚的結構特點,如果微針陣列的高度小于10um則不能穿過絕緣角質層,從而無法正常提取電信號。如果微針陣列的高度大于300um,則會觸及到包含大量血管和神經的真皮層,會使人產生疼痛感。2)微針陣列的密度應當適中。如果微針陣列密度太小,就會導致電極的阻抗過大,影響提取的信號質量。如果微針陣列的密度太大,就會為微針陣列刺入皮膚充分跟體液接觸造成障礙,也會影響提取的信號質量;3)微針應該具有尖銳的針尖并且其表面要盡量平滑。平滑的表面使對皮膚的損傷降低到小;4)微針陣列的結構應該盡量簡單,這樣就可以避免繁瑣的工藝步驟,降低電極的制作成本。硅微針的制造方法已經趨于完善。南京硅微針加工制造
微針的主要材料包括硅、金屬和可溶性聚合物。蘇州MEMS微針價格
微針作為透皮給藥的新型方式,微針透皮給藥具有微創、易制備、患者易用藥優點,在病癥、自身免疫性疾病等方面能起到很好的效果。對于病癥這一方面,微針主要還是通過遞送免疫檢查點的抑制劑來進行的,利用微針可以進行局部給藥的特點,只需相對較低劑量的藥物就能夠達到預期的治效果,同時還可以降低自身免疫功能紊亂的風險。微針透皮給藥與皮下注射相比,微針在遞送不同抗原或多肽時,表現出的皮膚滯留時間更長,自身反應性細胞增殖減少,進而誘導耐受。蘇州MEMS微針價格