硅基微針是采用單晶硅材料加工制備而成,采用半導體光刻、刻蝕等加工工藝,頂端直徑可以達到幾十納米。硅微針一般長度在80~300um,主要穿刺表皮層,達到皮膚的真皮層,但不會刺到皮下組織,不會接觸到皮下組織的末梢神經,所以使用過程一般無疼痛感,并且不會有出血現象。硅微針也用來作為注塑模具,通過翻模注塑工藝,制備可溶性微針產品。目前我司生產的微針分為低晶微針、中晶微針、高晶微針和超高晶微針,其中低晶微針針高范圍在100um~120um,針間距為400um;中晶微針針高范圍在120um~180um,針間距為400um;高晶微針針高范圍在180um~250um,針間距為650um;超高晶微針針高范圍在250um~300um,針間距為650um;芯片尺寸可根據客戶要求定制。微針給藥具有無痛、操作方便等優勢。南京超高晶微針樣品
經皮給藥的封裝較為簡單,將有微通道的硅片與傳統注射器封裝后連接在一起可以進行無痛注射。封裝方法如下所述,首先制作帶有微通道的硅模具,硅片厚度須大于500um ,利用干法各向異性刻蝕硅片在中間形成高度為300um左右的的方臺,然后用PDMS翻模,PDMS腔室的大小為5*5cm,將大小為 6*6cm的微通道硅片與PDMS膜具粘結在一起(硅針的大小必須大于PDMS腔室的大小,這樣才能在PDMS和硅針之間形成給藥腔室),就能實現帶通道微針陣列硅片的封裝。用藥物推送器連接到微腔中即可進行藥物注射。常州固體微針定制設計不同的微針類型,可適用于不同性質的藥物輸送,使給藥的方式具有多樣化。
為改善藥物通過皮膚的滲透性,人們研發出了各種外用或經皮給藥系統,例如納米顆粒負載的外用藥膏和透皮貼劑。目前,已經有許多研究者進行了經皮給藥的實驗。Park從聚酯和二乙烯中提取的聚合物微針用于延遲釋放系統,實驗以鈣黃綠素和牛血清蛋白為樣本藥物。結果表明,微針包裹藥物的比例高達10%,在體內緩慢釋放數小時至數月。這種微針的優點是所選材料可生物降解,批量生產成本很低。但這為改善藥物通過皮膚的滲透性,人們研發出了各種外用或經皮給藥系統,例如納米顆粒負載的外用藥膏和透皮貼劑。
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。利用硅的各向異性可以制作實心微針。
用于經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持續給藥,用以增加藥物的滲透性;4)微注射方式經皮給藥,一般選擇空心微針陣列來實現。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。上海高晶微針封裝
空心微針可以分為異面中空微針和共面中空微針。南京超高晶微針樣品
由于硅加工技術的快速發展,早期微針的加工技術研究更多地圍繞硅材料展開。MEMS微針是直徑為幾十微米、長度在100μm以上的針狀結構。因為微針的尺寸小,在刺入皮膚中不易觸及痛覺神經而產生痛疼感,因此用這種MEMS微針來給藥具有無痛、可以自我給藥操作的技術優勢。由于微針需要具有良好的力學性能和生物相容性才能滿足其應用的安全性要求,所以微針的選材、結構設計及其相應的制備技術直接關系到微針的功效。MEMS微針從問世以來由于其顯而易見的技術優勢引起了研究人員的關注。南京超高晶微針樣品