通常情况来看,固体实心微针的优势在于可以刺穿细胞膜,江苏MEMS微针研发,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,江苏MEMS微针研发,江苏MEMS微针研发。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。为了提高微针的生物相容性,可以在表面沉积一层金属。江苏MEMS微针研发
传统的给药的方式有口服和注射两种。这两种方式都有其缺点,口服的主要问题是胃肠道对药物的降解作用和肝脏的首过效应; 静脉注射具有痛感,需要有专门医护知识的人员进行操作。微针阵列提供了一种新型传送药物的方法,可增强经皮肤对药物分子的传输, 实现高效、无痛投药。从微针在经皮给药应用上的作用方式分析,主要有4种使用微针透皮给药的方法: 1) 使用实心微针刺入皮肤, 增加皮肤的渗透性, 然后贴皮给药。 2) 将药物涂在在微针上,然后将微针刺入皮肤,进行给药。 3) 用含药物的聚合物材料做成微针,然后将微针刺入皮肤。 4) 通过空心微针注射。北京硅微针设计生物医学推动了微针在药物传输等领域的应用。
皮肤由表皮(50~100微米厚)、真皮(1~2毫米厚)和皮下组织组成。表皮包括角质层(10~25 微米)和活性表皮,角质层是透皮吸收的主要屏障部位。真皮位于表皮下方,内有血管、淋巴管、神经、感觉末梢器、汗腺等。小管系统存在于真皮上部,所以药物渗透到达真皮就会很快地被吸收,因此微针扎入皮肤的深度在 30~100 微米深度较好,因为微针表面需要固定一层药物,因此常规微针高度为 50~400 um。微针穿透皮肤角质层,允许药物进入体内或从体内采样,而且对组织产生较小的创伤或无创伤、无痛、无刺激。
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。微针作用在皮肤上时仍有一定的风险性。
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。微针需要穿透皮肤的角质层才能有效果。上海硅基微针研发
微针阵列经过多年的摸索,其工艺逐渐趋于成熟。江苏MEMS微针研发
微针作为透皮给药的新型方式,微针透皮给药具有微创、易制备、患者易用药优点,在病症、自身免疫性疾病等方面能起到很好的效果。对于病症这一方面,微针主要还是通过递送免疫检查点的抑制剂来进行的,利用微针可以进行局部给药的特点,只需相对较低剂量的药物就能够达到预期的治效果,同时还可以降低自身免疫功能紊乱的风险。微针透皮给药与皮下注射相比,微针在递送不同抗原或多肽时,表现出的皮肤滞留时间更长,自身反应性细胞增殖减少,进而诱导耐受。江苏MEMS微针研发
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