微针加工技术的最新研究进展

发布时间：2021-06-07 17:05

　　微针作为一种新型经皮给药器具,在生物医学领域中有广泛的应用需求。结合UV-LIGA加工技术、湿法刻蚀技术、干法刻蚀技术和表面微加工技术等传统微电子机械系统（MEMS）加工技术,以及最近出现的3D打印技术、激光加工技术、拉延光刻技术和热压法等微针的特种加工技术,分析了国内外的微针制备的研究现状,简述了不同类型的微针在经皮给药应用中的优缺点,指出了微针在经皮给药中存在的技术瓶颈和解决方案,最后提出了微针在药物治疗系统、医学检测系统、智能药物的输送系统和传感器系统等方面的应用。 

【文章来源】：微纳电子技术. 2020,57(11)北大核心

【文章页数】：14 页

【部分图文】：

UV-LIGA背面曝光工艺制备微针的示意图[19]

然而，微针自定义高度的设计还有待提高。H.Takahashi等人[21-22]在2016年改变变换紫外线的倾斜角度和曝光剂量，调节了微针的高度和轮廓；又在2017年利用光的折射原理，通过改变掩膜版上方棱镜的底角从而控制微针的高度。利用此方法可以制备出四棱锥形微针模具，然而倾斜曝光法还可以制备出不同形状的微针模具。在2019年，T.Tomono[23]利用掩膜版倾斜式旋转曝光的方法制备出圆锥形微针母模具，如图3 (a）所示，掩膜版旋转角ψ的变化范围为0°～360°，基板的倾斜角θ沿着z轴往x轴方向顺时针旋转，掩膜版的图形和位置分别如图3 (b）所示。由此可以看出，为了解决微针高成本和兼容性差的问题，目前在光刻技术中使用最多的是UV-LIGA曝光法和掩膜版背面曝光法。对于这两种微针的制备方法，可以通过改变紫外线的曝光剂量、角度以及掩膜版的厚度、倾斜角等参数，从而调节微针的高度和轮廓，使微针在经皮给药中得到广泛应用。

利用湿法刻蚀制备的微针不仅在医学监测和经皮给药方面发挥重要作用，而且还可以通过刺入人体皮肤的真皮层来提取和收集液体用于微创诊断。2016年，F.W.Lee等人[30]提出了基于聚对二甲苯的一次性微针阵列的制备方法，通过模仿蚊虫鼻腔的振动提取血液。图6为采血装置制备流程示意图[30]，该装置采用嵌套式聚对二甲苯通道制作工艺，由10∶1高深宽比的聚对二甲苯微针阵列和腔室结构组成。制备的微针不仅可以用于采集血液，而且可以对组织液（ISF）进行微创采样，2020年，J.X.Zhu等人[31]利用明胶甲基丙烯酰基（GelMA）微针贴片对ISF进行了微创采样，通过改变GelMA预聚物的浓度和交联时间，定量地检测ISF中的葡萄糖和万古霉素。2.2 干法刻蚀


本文编号：3216966