先進(jìn)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(tǒng)方法制造)。Cassie利用連續(xù)液體界面生產(chǎn)的三維打印技術(shù)設(shè)計(jì)并制造出了刻面微針陣列。與光滑的金字塔形設(shè)計(jì)相比,刻面微針的設(shè)計(jì)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(biāo)記和活著的動(dòng)物成像,評(píng)估了小鼠體內(nèi)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(qiáng)了皮膚中疫苗的含量,而且還改善了引流淋巴結(jié)中免疫細(xì)胞的活性。微針可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的注射給藥的方式。北京硅基微針加工

空心微針與微米級(jí)的注射針較為相似,同樣是輸送液體成分至皮內(nèi)。蔣宏民探索出的一種利用MEMS技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)光刻和傾斜旋制備環(huán)氧樹(shù)脂中空微針陣列的方法。該方法在現(xiàn)有技術(shù)上的改進(jìn)升級(jí),對(duì)設(shè)備的要求更低,由此制備所得空心微針的錐形較為光滑,具有良好的針尖部分,生物相容性也增強(qiáng),作用時(shí)對(duì)皮膚的損傷較小。盡管如此,該方法也有一定的缺點(diǎn),如制備步驟較為繁瑣,需要經(jīng)過(guò)多次澆注及脫模,同時(shí)還需要用到濺射鍍膜工藝,增加了整體的加工難度,使得制備效率有所降低。浙江中晶微針陣列微針給藥結(jié)合了經(jīng)皮給藥和傳統(tǒng)注射的優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)心微針陣列是不含藥物的微米級(jí)陣列,實(shí)心微針陣列具有錐形的針尖,它能夠穿透皮膚的角質(zhì)層,為后續(xù)的藥物遞送創(chuàng)建微小的通道。實(shí)心微針陣列通常是由金屬、硅或者陶瓷制作而成,用于皮膚預(yù)處理。在接種疫苗時(shí),實(shí)心微針首先刺在皮膚上產(chǎn)生微小的通道, 然后使用疫苗溶液或其他含藥物的材料,例如裝載藥物的水凝膠,藥物通過(guò)微通道遞送至皮膚,從而實(shí)現(xiàn)藥物接種。過(guò)去的幾項(xiàng)研究已經(jīng)證實(shí),白喉等疫苗、乙型肝炎疫苗和瘧疾疫苗可以通過(guò)微通道滲入皮膚并產(chǎn)生有效的免疫反應(yīng)。

采用各向同性和各向異性蝕刻工藝制備硅微針,但對(duì)于蝕刻工藝的控制仍是待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。Dizon使用離子研磨方法制作了實(shí)心針尖的硅微觀結(jié)構(gòu)。后來(lái) Henry 使用反應(yīng)離子蝕刻方法制作了具有高縱橫比的硅固體微針陣列。Chun制備了二氧化硅微針, 其使用深度反應(yīng)離子蝕刻、各向異性刻蝕以及硅玻璃鍵合三種技術(shù),達(dá)到了精確控制生物物質(zhì)注入細(xì)胞的目的。Chen利用 p+型硅的各向異性自停腐蝕技術(shù),制成了集成微流體管和微電極的硅微針,監(jiān)測(cè)了小豬在不同化學(xué)刺激下神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)的變化。利用3D打印技術(shù)也可以制作微針。

通常情況來(lái)看,固體實(shí)心微針的優(yōu)勢(shì)在于可以刺穿細(xì)胞膜,增加皮膚的滲透性,以此來(lái)達(dá)到將疫苗釋放、滲透、傳輸至血液或細(xì)胞中的目的。到目前為止,在市面上常見(jiàn)的固體微針大多數(shù)是由硅材料和金屬材料制作而成。雖然金屬微針力學(xué)強(qiáng)度較好,但是由于這種材料的自身生物相容性比較差,如果在使用過(guò)程中不小心折斷,殘留在皮膚里,就會(huì)使人體皮膚產(chǎn)生的損傷。由聚合物制成的微針則與常規(guī)的固體微針不同,它不僅具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度來(lái)刺穿人體皮膚角質(zhì)層,同時(shí)還擁有優(yōu)越的生物相容性。微針在使用前需要進(jìn)行消毒才能使用。南京空心微針加工

中空微針可以用金屬、玻璃和硅等材料制成。北京硅基微針加工

用于藥物遞送的微針概念,首先出現(xiàn)在1971年美國(guó)申請(qǐng)的一項(xiàng) (1976年授權(quán)),微針到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了40多年。微針可以由多種材料制成, 包括聚合物、金屬、硅、陶瓷等。現(xiàn)有制備的固體微針、涂層微針、中空微針、溶解微針和水凝膠微針用于遞送各種藥物分子。基于微針的疫苗與IM相比,除了具有一樣的免疫效果外,還有具有其他優(yōu)勢(shì),如提高患者的依從性、微創(chuàng)、緩解醫(yī)護(hù)人員的工作量外,還具有減少接種劑量、降低生產(chǎn)成本、提高疫 苗穩(wěn)定性、簡(jiǎn)化供應(yīng)鏈等優(yōu)勢(shì)。北京硅基微針加工