硅材料具有良好的機(jī)電、傳感特性, 資源豐富,且硅微細(xì)加工技術(shù)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(jī)軟件對刻蝕進(jìn)行了模擬, 優(yōu)化了微針制作工藝。Takay uki Shibata利用深層反應(yīng)離子刻蝕的沖孔效應(yīng)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(fā)揮硅微加工工藝成熟的優(yōu)勢, 然而硅微針?biāo)嬖诘囊讛嗔讯鴾粲谄つw導(dǎo)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(yīng)用。微針的主要材料包括硅、金屬和可溶性聚合物。杭州超高晶微針封裝

用于經(jīng)皮給藥的微針有兩種，一種是實心微針，一種是空心微針。實心微針是通過處理將藥物附著在微針表面達(dá)到藥物遞送的目的，空心微針則是將藥物通過微通道注入皮膚的方式來輸送藥物。目前研究的微針給藥主要有以下幾種方式 ：1）先將微針陣列刺入角質(zhì)層，在皮膚中形成微孔洞之后將其拔出，然后把含有藥物的貼劑貼敷在有孔的皮膚上達(dá)到輸送藥物的目的；2）包囊藥物微針給藥，其中微針陣列是利用可以生物降解的材料制作而成；3）微針包衣給藥，首先在實心微針體表面包裹一層藥物，再將微針刺入皮膚實現(xiàn)持續(xù)給藥，用以增加藥物的滲透性；4）微注射方式經(jīng)皮給藥，一般選擇空心微針陣列來實現(xiàn)。無錫MEMS微針陣列涂層微針是將藥物涂抹于整個針體。

通常情況來看,固體實心微針的優(yōu)勢在于可以刺穿細(xì)胞膜,增加皮膚的滲透性,以此來達(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(xué)強(qiáng)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。

使用微針來調(diào)節(jié)脫發(fā)的原理是利用微針擁有超微針頭的特點,在頭部表層皮膚打開無數(shù)的微小通道,它能夠?qū)θ梭w自身的內(nèi)源性生長因子進(jìn)行刺激從而產(chǎn)生釋放,達(dá)到促進(jìn)頭皮營養(yǎng)敷料中的有效成分滲透、吸收而發(fā)揮作用,提升吸收效果,使頭發(fā)快速生長。Chang發(fā)現(xiàn)局部應(yīng)用丙戊酸滾針可刺激生長期的毛孔,增加5-溴脫氧尿嘧啶核苷和成纖維細(xì)胞生長因子,并可以上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子受體、FGF-2、表皮細(xì)胞生長因子等生長因子m-RNA水平,從而促進(jìn)生長期毛孔形成。 初始的微針制備過程復(fù)雜且容易斷裂。

微針透皮給藥不僅可以更好地處理因化學(xué)和物理滲透給人體帶來的疼痛感和創(chuàng)傷,而且還能提高給藥效率。空心微針就可有效實現(xiàn)透皮給藥,就像注射時所使用的針頭一樣搭載輸送液體藥物。和其他類型的微針相比,空心微針更加適用于高劑量藥物和生物大分子藥物的傳輸。空心微針分為單一空心微針和面積較大的微針陣列。單一空心微針與普通注射針頭相比起來沒有痛感,讓患者的接受度更高;面積較大的微針陣列是由多個微針排列所構(gòu)成的,在一次給藥過程中可以覆蓋的皮膚面積更大,相較于單一空心微針而言起效更快、效率更高,因而有著較高的生物利用率。水凝膠微針和可溶性微針有點相似。常州超高晶微針樣品

利用濕法腐蝕制作的硅微針為八邊形棱錐。杭州超高晶微針封裝

制備硅微針的工藝流程如下。首先通過濕法氧化在硅片兩面形成二氧化硅層, 對正面的 二氧化硅層進(jìn)行圖形化; 接著進(jìn)行深反應(yīng)離子刻蝕, 當(dāng)硅片被刻穿時,二氧化硅層阻止了刻蝕, 刻蝕只能向其他方向進(jìn)行, 從而形成半球形結(jié)構(gòu),這就是沖孔效應(yīng); 再對硅片進(jìn)行氧化, 去除底部的二氧化硅層, 后面刻蝕硅片得到微針陣列。該法充分利用硅深 刻蝕能力及硅和二氧化硅兩種材料間的選擇性加工得到批量化中空硅微針陣列, 剩余的硅成為二氧化硅微針的支撐體,并可進(jìn)一步與微流體系統(tǒng)鍵合集成。杭州超高晶微針封裝