[發(fā)明專利]微針陣列、制造該微針陣列的模鑄方法及所使用的模具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910134816.2
• 申請(qǐng)日: 2009-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101856538A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐雁;容啟亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 香港理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61M37/00
• 分類(lèi)號(hào): A61M37/00;B29C45/00;B29C33/44;B29C45/26
• 代理公司: 隆天國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 郭曉東;邢雪紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶有微針孔的微針陣列、制造該種微針陣列的方法及該方法中所使用的專用模具。

背景技術(shù)

人體最外層的皮膚層，例如角質(zhì)層，是人體最有利的生物屏障保護(hù)層。角質(zhì)層具有極好的電絕緣性，能夠有效防止外界的液體進(jìn)入皮下組織，同時(shí)也可以防止皮下組織間液滲透出來(lái)。目前在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，皮下給藥(即將藥液直接給到角質(zhì)層以下的皮下組織)以及從皮下組織間液中采集測(cè)試樣品對(duì)治療、診斷疾病正日益變得重要。上述兩種操作中需要使用能穿透皮膚角質(zhì)層的針頭或者微針陣列。

美國(guó)專利文獻(xiàn)US6,471,903B2披露了一種塑膠空心微針陣列結(jié)構(gòu)，包括基座和與基座一體成形的若干個(gè)微針。其中基座內(nèi)具有用于儲(chǔ)存藥液或組織間液的儲(chǔ)液腔。所述微針是空心的，即具有與基座的儲(chǔ)液腔相通的中心微針孔，這種帶有微針孔的微針具有內(nèi)壁面和外壁面，為了減小穿透皮膚時(shí)的阻力，微針的外壁面制成錐形，從而使得微針的前端部比較尖，這樣使用時(shí)會(huì)比較省力。這種微針陣列可以使用兩板模具通過(guò)注射成型的方法制造出來(lái)。但是由于該種微針的微針孔的出口端面與其中心線是垂直的，穿透皮膚時(shí)所受的阻力比較大，尤其是當(dāng)若干個(gè)微針組成微針陣列時(shí)，所受阻力就更大了。目前，出現(xiàn)了一種由硅材料制成的具有尖端的微針陣列。由于該種微針陣列的材料硅比較昂貴，這使得微針陣列的成本太高，而微針陣列又屬于一次性醫(yī)用品，不能重復(fù)使用，過(guò)高價(jià)格的微針陣列很難普及使用，所以該種硅材料的微針陣列的實(shí)用性差。同時(shí)，該種硅材料的微針陣列是由光刻蝕工藝制得的，光刻蝕工藝比較復(fù)雜，每次只能生產(chǎn)單個(gè)產(chǎn)品，很難實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，工藝成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種穿透皮膚時(shí)所受阻力小，而且成本低的微針陣列；

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造上述微針陣列的方法；

本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種制造上述微針陣列的方法中所使用的專用模具。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的微針陣列，包括基座和與基座一體成型的若干個(gè)微針。所述基座內(nèi)設(shè)有用于儲(chǔ)存藥液或組織間液的儲(chǔ)液腔，所述每個(gè)微針內(nèi)具有與所述儲(chǔ)液腔連通的微針孔。其中所述微針陣列由塑料、復(fù)合材料、陶瓷或金屬材料經(jīng)注射成型工藝制成。所述每個(gè)微針上具有至少一個(gè)傾斜于所述微針中心線的斜面，微針孔的出口位于至少一個(gè)所述斜面上，若干個(gè)微針上的斜面呈中心對(duì)稱布置或軸對(duì)稱布置，這樣在微針的出口端部形成尖峰部分。

所述斜面的數(shù)量為一個(gè)，該斜面與所述微針的外壁面相交形成尖峰。

所述斜面的數(shù)量為兩個(gè)，該兩斜面相交于所述微針的內(nèi)壁面形成尖峰，所述微針孔的出口位于其中一個(gè)所述斜面上。

所述斜面的數(shù)量為兩個(gè)，相交于微針孔的下方，所述微針孔的出口有兩個(gè)，分別位于所述兩個(gè)斜面上，該兩個(gè)出口對(duì)稱布置。

其中在所述基座與所述尖峰部分之間還具有針體部分。

其中若干個(gè)所述微針孔的橫截面形狀是圓形、橢圓形、矩形、三角形或“十”字花形中的一種或多種的組合。

所述微針的截面形狀是圓形、橢圓形或矩形。

所述微針孔的出口處形成有薄膜。

所述微針孔的中心線與所述微針的中心線重合或偏離微針的中心線位置。

所述若干個(gè)微針布置成圓形、矩形、圓形陣列或者矩形陣列。

本發(fā)明的制造微針陣列的模具，包括上模和中模。其中所述上模包括上基板和形成于上基板下面的若干個(gè)模芯；所述中模包括中基板。所述上模和中模上設(shè)有用于形成微針陣列基座的凹槽。其中還包括下模。所述下模包括下基板和設(shè)置在該下基板上面與其一體的至少一個(gè)下模凸臺(tái)，該下模凸臺(tái)上具有至少一個(gè)用于形成微針傾斜下端面的下模傾斜面。所述中基板上設(shè)有數(shù)量與所述下模上的下模凸臺(tái)相同的若干個(gè)中模通孔。所述中基板上或者中基板的中模通孔壁與下模凸臺(tái)之間共同形成有至少一個(gè)用于界定微針外壁的空穴。合模時(shí)，所述下模上的各個(gè)下模凸臺(tái)分別伸入中模相應(yīng)的中模通孔中，所述上模的各個(gè)模芯插入相應(yīng)的所述空穴中，并且模芯下端部與所述下模凸臺(tái)的下模傾斜面接觸配合。

所述中基板上中模通孔的數(shù)量為一個(gè)，中基板底面形狀與下基板頂面形狀相匹配；中基板的中模通孔內(nèi)設(shè)有與中基板一體的中模柱體，該中模柱體的底面形狀與下模凸臺(tái)頂面形狀相吻合。在中模柱體與中基板之間設(shè)有若干個(gè)周邊通孔。中模通孔壁中位于每個(gè)周邊通孔下方的部分各自設(shè)有一個(gè)與周邊通孔平滑過(guò)渡連接的槽口，每個(gè)周邊通孔、位于周邊通孔下方的槽口以及下模凸臺(tái)上相應(yīng)的下模傾斜面共同形成所述空穴。所述模芯的下端面為斜面，該斜面與下模凸臺(tái)的下模傾斜面接觸配合。