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。空心微針主要是利用干法刻蝕和濕法腐蝕相結合的方式制作而成。美容微針
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。南京中空微針加工制造MEMS微針從問世以來一直是研究人員比較關注的方面。
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。中空微針可以用金屬、玻璃和硅等材料制成。
Shibata T,Yamanaka S利用深度反應離子蝕刻的沖孔效應,制造出具有半球形頂部的中空 SiO2 微針的半球陣列,但是此方法生物相容性不好,還需要進一步驗證SiO2微針的力學性能。Hasegawa Y, Yasuda Y對單晶硅進行微加工,使其具有小曲率半徑,然 后利用各向異性濕法蝕刻制造了一種硅微針,通過該微針在金屬板上形成壓痕,成功制造出了針尖高度高、密度大的微針陣列。岳瑞峰等人采用微加工技術批量制造出高度和陣列密度分別為 140μm 和 730cm的硅基實心微針陣列,并通過體外、體內實驗研究了其對透皮給藥的影響。微針給藥的概念早在上世紀70年代初就已經被提出。無錫超高晶微針加工
利用濕法腐蝕制作的硅微針為八邊形棱錐。美容微針
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勢。因此涂層微針、空心微針和可溶性微針在給藥領域的應用較為普遍。美容微針