[發明專利]圓錐形頂部的空心微針陣列制備方法

有效

• 申請號: 201410733926.1
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104503207B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 朱軍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G03F7/095
• 分類號: G03F7/095;G03F7/16;G03F7/20
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種微針制備領域的圓錐形頂部的空心微針陣列制備方法，以不同光敏劑濃度的光刻膠混合后制備單個或多個光敏劑濃度的系列光刻膠，只要在應用時滿足上層光刻膠光敏性高于下層光刻膠，利用兩者在曝光劑量上的差異，通過精確控制曝光劑量上層光刻膠曝光將不會對下層結構產生影響，因而復雜微針結構能夠通過多次曝光一次顯影獲得。本發明提出的空心微針制備工藝不僅制備得到的微針結構好，工藝簡單，而且微針通道在制備后通過激光打孔來實現也進一步確保空心微針陣列整體質量，具有廣泛的適用性。沉積parylene等生物相容性薄膜不僅簡便易行，而且從整體上提高了生物相容性；空心微針陣列與微流控芯片集成構成的微流體系統在經皮診療領域具有廣泛的應用。

技術領域

本發明涉及的是一種微針制備領域的技術，具體是一種圓錐形頂部的空心微針陣列制備方法。

背景技術

微針是直徑為幾十微米，長度在100微米以上的針狀結構。微針在生物醫學領域有廣泛應用。采用微針經皮給藥或采樣，不僅具有微量、無痛的特點，且可使生化檢驗的精度、可靠性和效率大幅度提高。空心微針和MEMS中的微流體、微分析系統相結合，可實現生化檢測分析的微型化和集成化

微針作用形式多樣。利用實心微針陣列刺入皮膚，在皮膚表面形成微通道，然后移出微針，再將藥物貼覆于已形成微通道的皮膚表面。這種方式是一種最為廣泛的作用形式，但是微針移除后微孔洞逐漸閉合且不同分子量藥物滲透速率上的差異導致不同藥物的經皮滲透存在較大差異；采用生物可降解材料來制備微針。在制備時將藥物分子與微針材料預先混合后成型，在微針作用于皮膚后隨微針材料的降解釋放藥物，但是藥物隨微針材料一并成型又給它帶來微針成型工藝對藥物性能的影響以及藥物在針體材料中的長期穩定性問題；空心微針和MEMS中的微流體、微分析系統相結合，可實現生化檢測分析的微型化和集成化，但是空心微針本身在制造上的難度以及應用上必須和微泵、微閥等復雜微結構的組合應用進一步提高了系統制造難度與制造成本，因此空心微針在經皮給藥應用上的技術優勢直接受到其制備難度的制約。

空心微針制備困難的根本原因在于：三維微米級的尺度上構造空心微針通道。由于尺度微小，結構復雜，不僅難以通過轉模復制，即使可以通過多次光刻等手段能實現需要的結構，其整體質量也難以保證。

經過對現有技術的檢索發現，Po‐Chun Wang 2013年發表在JOURNAL OFMICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS,VOL.22,NO.5上的名為Fabrication andCharacterization of Polymer Hollow Microneedle Array Using UV LithographyInto Micromolds的文章，介紹了SU‐8膠空心微針陣列的制備方法。整個SU‐8結構構建于PDMS上面，PDMS不僅作為基底而且兼具模具用，由于其厚度較厚且及其柔軟，所以存在其自身平整度難以保證的問題，直接影響光刻膠微針高度的一致性，而且在軟的基底材料上涂布硬的光刻膠結構，光刻膠固化時的收縮等將引起整個結構的翹曲。除此之外，空心通道結構依靠顯影來實現也是難度很大，因此該文章提出的制備方法雖然可行，但整體質量難以確保。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種圓錐形頂部的空心微針陣列制備方法，通過將光刻膠直接涂布在掩模圖形上，曝光得到的圓錐狀空心結構；通過不同光敏性光刻膠的合理運用，利用兩者光敏性上的差異，實現上層光刻膠曝光對底層光刻膠結構無影響，滿足微針經皮給藥的應用需求。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種圓錐形頂部的空心微針陣列制備方法，以兩種不同型號的光刻膠混合后制備單個或依次制備多個改性的光敏性不同的中間光刻層，并在頂部采用光敏性高的光刻膠制備頂部光刻層，最后經激光打孔制成。

所述的不同型號優選為無光敏劑的SU‐850以及普通商用SU‐8100，其混合比例根據應用所采用的組合膠特性和厚度要求確定重量比。