20世纪90年代,微针由硅制成。硅具有晶体结构,硅的湿法腐蚀是各向异性。其性质取决于晶格中的排列,显示出不同的弹性模量。物理特性使硅成为一种通用材料。硅衬底可以精确制造,且能批量生产,因此可以生产不同尺寸和形状的微针。但硅的成本及其耗时复杂的制造工艺限制了硅在微针中的应用。此外,还有一些生物相容性问题,因为硅很脆,可能会一部分断裂并留在皮肤中,从而导致出现健康问题,上海超高晶微针电极,上海超高晶微针电极。为了改善硅微针的脆性,上海超高晶微针电极、提高微针的生物相容性,可以用溅射方法在其表面沉积一层金属膜。生物医学和MEMS的发展推动了微针在药物传输与分析等相关领域的应用。上海超高晶微针电极
Shibata T,Yamanaka S利用深度反应离子蚀刻的冲孔效应,制造出具有半球形顶部的中空 SiO2 微针的半球阵列,但是此方法生物相容性不好,还需要进一步验证SiO2微针的力学性能。Hasegawa Y, Yasuda Y对单晶硅进行微加工,使其具有小曲率半径,然 后利用各向异性湿法蚀刻制造了一种硅微针,通过该微针在金属板上形成压痕,成功制造出了针尖高度高、密度大的微针阵列。岳瑞峰等人采用微加工技术批量制造出高度和阵列密度分别为 140μm 和 730cm的硅基实心微针阵列,并通过体外、体内实验研究了其对透皮给药的影响。北京实心微针加工微针给药具有无痛、操作方便等优势。
经皮给药的封装较为简单,将有微通道的硅片与传统注射器封装后连接在一起可以进行无痛注射。封装方法如下所述,首先制作带有微通道的硅模具,硅片厚度须大于500um ,利用干法各向异性刻蚀硅片在中间形成高度为300um左右的的方台,然后用PDMS翻模,PDMS腔室的大小为5*5cm,将大小为 6*6cm的微通道硅片与PDMS膜具粘结在一起(硅针的大小必须大于PDMS腔室的大小,这样才能在PDMS和硅针之间形成给药腔室),就能实现带通道微针阵列硅片的封装。用药物推送器连接到微腔中即可进行药物注射。
一种新型的给药技术是透皮给药技术,透皮给药技术是指在皮肤表面给药,使药物以接近恒定速度通过皮肤各层,经血管吸收进入体循环产生全身或局部作用的制剂,该类制剂通常称为透皮贴剂.在原理上来讲透皮给药与皮下注射或静脉输入给药是同一种投药的方法。透皮给药应用于治皮肤局部或全身疾病,比其他方式具有更加安全、稳定和病人适应性好的优点。其中被动透皮给药技术是以单纯的浓度梯度为驱动力使药物扩散透过皮肤进入血流产生药效。生物医学推动了微针在药物传输等领域的应用。
微针透皮给药不仅可以更好地处理因化学和物理渗透给人体带来的疼痛感和创伤,而且还能提高给药效率。空心微针就可有效实现透皮给药,就像注射时所使用的针头一样搭载输送液体药物。和其他类型的微针相比,空心微针更加适用于高剂量药物和生物大分子药物的传输。空心微针分为单一空心微针和面积较大的微针阵列。单一空心微针与普通注射针头相比起来没有痛感,让患者的接受度更高;面积较大的微针阵列是由多个微针排列所构成的,在一次给药过程中可以覆盖的皮肤面积更大,相较于单一空心微针而言起效更快、效率更高,因而有着较高的生物利用率。微针给药的概念早在上世纪70年代初就已经被提出。上海超高晶微针电极
微针技术具有广阔的应用前景。上海超高晶微针电极
在使用紫外压印原理制备固体实心微针模具时,通常采用MEMS技术,但此种方法会造成微针模具损伤,进而导致制作成本提高。秉承绿色化学的原则,尽可能地节约成本、降低原料损耗,就需要避免模具的损坏。因此在制备过程中,可通过使用二次转模聚乳酸工艺,来制备新的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微针模具,选用PDMS是因为其具有较为优越的脱模性和柔韧性。在进行微针的制备前,要对所使用材料进行预处理,包括用乙醇溶液来消毒、净化PDMS微针模具,且风干后方可执行后续操作。上海超高晶微针电极
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