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很早之前就有人提出了微针电极的概念，但由于当时半导体加工领域技术的限制，还无法将其制造出来。经过了多年的摸索，其制作和封装技术依然不够成熟。有人研究了不同类型的微针阵列的应用场景：一种用于体表提取生理信号的干电极实心微针阵列，北京MEMS微针加工，它不需要通过复杂的外科手术植入体内，只是将其贴在皮肤表面就可以获得心电、脑电、肌电等生理信号，北京MEMS微针加工。与传统的体表电极相比，皮肤干电极使用过程非常简单，不需要皮肤准备和涂抹导电膏。另一种是用于药物缓释的中空微针电极，北京MEMS微针加工，这种电极可以通过皮肤将某种药物按固定剂量匀速地递送到病人的体内，从而避免了静脉注射和打针为患者带来的痛苦。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。北京MEMS微针加工
因为常用的微针体积比较小,载药量往往会受限。为了提高微针载药量并扩大其应用范围, 研究人员发明了新的微针类型——溶胀微针。溶胀微针在前期制备时仍保持微小体积,但在刺入皮肤时,受人体皮肤组织液的影响,微针的特殊材料不会引起其他变化,反而会膨胀,进而释放出药物,从人体皮肤脱离后,皮下不会存留微针,起到递送药物载体的作用,提高了给药效率。Alkilani以化学交联的聚甲基乙烯基醚/马来酸(PMVE/MA)为基质材料,制备了一种集成式溶胀微针贴片,当微针刺入皮下后,胰岛素扩散进入溶胀的针体,然后释放。该研究表明,微针贴片可使糖尿病大鼠的血糖值6h 时降至起始的45%左右。上海高晶微针研发合作随着新型加工材料和技术的进展,可以建立统一的微针技术标准,以提高微针技术的安全性。
首批微针是用硅加工工艺制备的，但是其他的材料如不锈钢、玻璃、陶瓷、麦芽糖、半乳糖和各种聚合物等也可以用来加工制备微针。在过去的几年里，研究人员用了大量的方法来制备各种各样的微针，包括传统的微电子制造工艺如化学各向同性刻蚀、注模、反应离子刻蚀、表面处理技术、多晶硅微铸造、光刻-电铸-复制技术和激光束钻孔。除此之外微针的制备还有着不同的设计以及不同的类型，两种基本的设计是同平面微针和异平面微针。当然也有同平面和异平面的相结合的微针。同平面微针的设计中，微针平行于微加工表面，而在异平面微针设计中微针垂直于微加工表面。
通常情况来看,固体实心微针的优势在于可以刺穿细胞膜,增加皮肤的渗透性,以此来达到将疫苗释放、渗透、传输至血液或细胞中的目的。到目前为止,在市面上常见的固体微针大多数是由硅材料和金属材料制作而成。虽然金属微针力学强度较好,但是由于这种材料的自身生物相容性比较差,如果在使用过程中不小心折断,残留在皮肤里,就会使人体皮肤产生的损伤。由聚合物制成的微针则与常规的固体微针不同,它不仅具有足够的力学强度来刺穿人体皮肤角质层,同时还拥有优越的生物相容性。微针目前的应用主要集中在美容方面。
由于硅加工技术的快速发展，早期微针的加工技术研究更多地围绕硅材料展开。MEMS微针是直径为几十微米、长度在100μm以上的针状结构。因为微针的尺寸小，在刺入皮肤中不易触及痛觉神经而产生痛疼感，因此用这种MEMS微针来给药具有无痛、可以自我给药操作的技术优势。由于微针需要具有良好的力学性能和生物相容性才能满足其应用的安全性要求，所以微针的选材、结构设计及其相应的制备技术直接关系到微针的功效。MEMS微针从问世以来由于其显而易见的技术优势引起了研究人员的关注。水溶性微针是使用可生物降解的材料制成。浙江实心微针模具
微针的主要材料包括硅、金属和可溶性聚合物。北京MEMS微针加工
利用化学溶液湿法腐蚀的微针可以降低微针的制作成本，制作过程中不需要大型的刻蚀设备，在普通实验室就能够完成工艺制作。但腐蚀过程比较难以精确控制，并且需要进行实时观察，而且不确定因素还较多。溶液湿法腐蚀对硅片的晶向、腐蚀的温度、腐蚀的时间和掩膜形状的要求都是非常严格的。由于掩膜形状和腐蚀晶向的选择性，溶液湿法腐蚀形成的微针形状像山峰，所以比干法刻蚀形成的微针短，直径比较大，所以单位面积的微针数量比干法刻蚀的微针数量少。北京MEMS微针加工
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