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微针是针尖的直径为几十到几百纳米, 高度在30um以上的针状结构。微针在生物医学领域有比较广泛的应用，江苏微针研发合作。采用微针阵列给药或者采样, 不仅具有微量，江苏微针研发合作，江苏微针研发合作、无痛的特点, 而且可以使生化检验的精度、可靠性和效率大幅度提高。微针和MEMS中的微流体、微分析系统相结合, 可以实现生化检测分析的微型化和集成化。有关微针的制备方法和应用研究的报道越来越多, 随着近年来相关研究的进一步深入, 又有一些新型的微针制备方法被陆续开发, 尤其在应用研究方面取得了长足进步。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。江苏微针研发合作
制备硅微针的工艺流程如下。首先通过湿法氧化在硅片两面形成二氧化硅层, 对正面的 二氧化硅层进行图形化; 接着进行深反应离子刻蚀, 当硅片被刻穿时,二氧化硅层阻止了刻蚀, 刻蚀只能向其他方向进行, 从而形成半球形结构,这就是冲孔效应; 再对硅片进行氧化, 去除底部的二氧化硅层, 后面刻蚀硅片得到微针阵列。该法充分利用硅深 刻蚀能力及硅和二氧化硅两种材料间的选择性加工得到批量化中空硅微针阵列, 剩余的硅成为二氧化硅微针的支撑体,并可进一步与微流体系统键合集成。江苏固体微针定制微针在使用前需要进行消毒才能使用。
空心微针与微米级的注射针较为相似,同样是输送液体成分至皮内。蒋宏民探索出的一种利用MEMS技术结合传统光刻和倾斜旋制备环氧树脂中空微针阵列的方法。该方法在现有技术上的改进升级,对设备的要求更低,由此制备所得空心微针的锥形较为光滑,具有良好的针尖部分,生物相容性也增强,作用时对皮肤的损伤较小。尽管如此,该方法也有一定的缺点,如制备步骤较为繁琐,需要经过多次浇注及脱模,同时还需要用到溅射镀膜工艺,增加了整体的加工难度,使得制备效率有所降低。
采用各向同性和各向异性蚀刻工艺制备硅微针,但对于蚀刻工艺的控制仍是待解决的关键问题。Dizon使用离子研磨方法制作了实心针尖的硅微观结构。后来 Henry 使用反应离子蚀刻方法制作了具有高纵横比的硅固体微针阵列。Chun制备了二氧化硅微针, 其使用深度反应离子蚀刻、各向异性刻蚀以及硅玻璃键合三种技术,达到了精确控制生物物质注入细胞的目的。Chen利用 p+型硅的各向异性自停腐蚀技术,制成了集成微流体管和微电极的硅微针,监测了小猪在不同化学刺激下神经反应信号的变化。微针技术具有广阔的应用前景。
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。浙江低晶微针模具
利用硅的各向异性可以制作实心微针。江苏微针研发合作
起初,微针是由硅、金属、陶瓷或玻璃制成的, 制备过程复杂而且容易断裂,这使得人们不得不寻找新材料。聚合物因为具有多种独特的优势,正逐步取代传统材料成为制备微针的主要原料。由于微针的发展和人们对微针要求的提高,所以发明了新型溶胀微针、两段式微针等。微针给药结合了经皮给药和传统注射的优点,能显著提高药效,促进了蛋白质、纳米颗粒等大分子药物的透皮吸收速度。然而在给药过程中产品的释放是否可控,是否会对皮肤中产生破坏性损伤,在皮肤中形成的空隙是否可逆等问题, 使得微针技术的临床应用受到了制约,这些也正是微针技术面临的挑战。江苏微针研发合作
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