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(fā)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(jié)合起來能提高治病癥的效率,并能實現(xiàn)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(shè)有溫度傳感器, 可監(jiān)測電極插入人體時的溫度變化,增加了電極工作的安全性。微針給藥時可以將藥物涂抹在針尖處。常州MEMS微針晶圓

通常情況來看,固體實心微針的優(yōu)勢在于可以刺穿細胞膜,增加皮膚的滲透性,以此來達到將疫苗釋放、滲透、傳輸至血液或細胞中的目的。到目前為止,在市面上常見的固體微針大多數(shù)是由硅材料和金屬材料制作而成。雖然金屬微針力學強度較好,但是由于這種材料的自身生物相容性比較差,如果在使用過程中不小心折斷,殘留在皮膚里,就會使人體皮膚產(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強度來刺穿人體皮膚角質(zhì)層,同時還擁有優(yōu)越的生物相容性。浙江高晶微針模具設(shè)計不同的微針類型，可適用于不同性質(zhì)的藥物輸送,使給藥的方式具有多樣化。

一種新型的給藥技術(shù)是透皮給藥技術(shù)，透皮給藥技術(shù)是指在皮膚表面給藥，使藥物以接近恒定速度通過皮膚各層，經(jīng)血管吸收進入體循環(huán)產(chǎn)生全身或局部作用的制劑，該類制劑通常稱為透皮貼劑.在原理上來講透皮給藥與皮下注射或靜脈輸入給藥是同一種投藥的方法。透皮給藥應(yīng)用于治皮膚局部或全身疾病，比其他方式具有更加安全、穩(wěn)定和病人適應(yīng)性好的優(yōu)點。其中被動透皮給藥技術(shù)是以單純的濃度梯度為驅(qū)動力使藥物擴散透過皮膚進入血流產(chǎn)生藥效。

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(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)計并制造出了刻面微針陣列。與光滑的金字塔形設(shè)計相比,刻面微針的設(shè)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(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)中免疫細胞的活性。微針的微陣列電極需要在表面濺射一層金屬。

涂層微針是由涂有藥物溶液或分散體的實心微針組成。微針被藥物溶液或藥物分散層包圍。隨后藥物從該層中溶解, 藥物被快速釋放。可以裝載的藥物量取決于針尖涂層的厚度和針的尺寸。近年來,涂層微針逐步替代了固體微針,它們的制備材料與制備方法相似,但涂層微針的針尖表面被藥物溶液包圍,使用時藥物可隨微針進入皮膚后快速釋放。因此其操作步驟更為簡單,具有長時間保持藥物活性的優(yōu)勢。因此涂層微針、空心微針和可溶性微針在給藥領(lǐng)域的應(yīng)用較為普遍。利用濕法腐蝕制作的硅微針為八邊形棱錐。杭州MEMS微針定制

水凝膠微針和可溶性微針有點相似。常州MEMS微針晶圓

采用各向同性和各向異性蝕刻工藝制備硅微針,但對于蝕刻工藝的控制仍是待解決的關(guān)鍵問題。Dizon使用離子研磨方法制作了實心針尖的硅微觀結(jié)構(gòu)。后來 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),達到了精確控制生物物質(zhì)注入細胞的目的。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)測了小豬在不同化學刺激下神經(jīng)反應(yīng)信號的變化。常州MEMS微針晶圓