[發明專利]一種金屬微針及其制備方法

在審

• 申請號: 201610282977.6
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN107335131A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 郭文平;許南發;程金康;郭明燦
• 申請（專利權）人: 山東元旭光電股份有限公司
• 主分類號: A61M37/00
• 分類號: A61M37/00;B81C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于微納米電子制造技術領域，涉及生物醫藥材料，具體涉及一種金屬微針及其制備方法。

背景技術

微針（microneedles）一般是指通過微細加工工藝制作的，尺寸在微米級，直徑在30～80微米，長度在100微米以上呈針狀的結構，材料可以是硅、聚合物、金屬等。微針在生物醫學領域有廣泛的應用，例如用于生物醫學測量系統，藥物傳輸系統及微量采樣分析系統等。微針不但體積微小，而且性能上具有常規方法所不能比擬的特性，如精細、無痛、高效、便利。這極大促進了生物醫學的發展，使該領域的儀器更具人性化。

人體皮膚的結構，人體的外層皮膚由外向內依次是角質層，表皮層和真皮層。角質層的厚度在10～15微米，是死去細胞的組織，是液體的屏障，具有電絕緣性。下面是表皮（50～100微米），包括活細胞，但繞開了血管，幾乎不包括神經，這層皮膚是相當于電解液的導電組織。再深層，真皮形成了皮膚大部分的體積，它不但包括活細胞，而且包括神經和血管。這樣，微針刺穿皮膚10～15微米，而且小于50～100微米的深度可以提供穿過角質層的傳送通道，達到導電組織，而且不至于刺深到深層組織的神經而感到痛覺。

雖然現代生物醫藥技術已經生產出極有效和成熟的藥物，但是許多藥物的有效傳輸受到目前傳送技術的限制。如口服藥物主要的問題在于胃腸道中藥物的降解作用和通過肝臟藥物的排出；另一種藥物通過靜脈注射，在一些非醫療場所不好使用，且藥效不好維持和釋放，還有痛感。通過皮膚傳送藥物是一種新型的藥物傳送方法。由于皮膚極差的藥物滲透性，本發明的微針可以有效提供藥物分子的傳輸，實現高效無痛投藥。微針陣列刺穿皮膚，創造了通過角質層傳輸藥物的導管，一旦藥物穿過角質層，它就通過深層組織迅速擴散并被下面的毛細血管吸收形成投藥系統。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種金屬微針，該微針具有足夠的硬度，能有效刺穿皮膚角質層，并且針尖銳利，刺穿皮膚無痛感，對皮膚損傷小、修復快，利于大分子進入皮下吸收。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種金屬微針包括金屬基座，所述金屬基座上設有多根金屬針柱，每根所述金屬針柱均所述金屬基座垂直設置，且每根所述金屬針柱的端部均設有金屬針尖，所述金屬基座、每個所述金屬針尖和每根所述金屬針柱均由惰性金屬制成。

優選方式為，所述金屬基座的厚度為20～3000微米。

優選方式為，所有所述金屬針柱均勻分布設置在所述金屬基座上，且每個所述金屬針尖均為棱錐結構。

本發明的第二目的在于提供一種金屬微針的制備方法，該方法能夠得到金屬微針，而且成本低，工藝簡單。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種金屬微針的制備方法，包括以下步驟:

S10: 選擇合適晶向的硅基板，清洗干凈；

S20: 在所述硅基板上沉積SiO2形成SiO2掩膜層，利用微納米光刻工藝在所述SiO2掩膜層上做SIO2孔洞掩膜保護圖形；

S30: 利用硅各相異性腐蝕液在所述SiO2掩膜層保護圖形下腐蝕所述硅基板，得到下凹棱錐結構；

S40: 利用厚膠光刻工藝，在所述下凹棱錐結構上套刻，形成厚膠電鍍圖層；

S50：在所述厚膠電鍍圖層上蒸鍍一層金屬導電層；

S60：利用電鍍工藝在所述金屬導電層上再鍍金屬層；

S70：再多次蒸鍍金屬層及電鍍直至得到一定厚度的金屬微針圖形層；

S80：利用硅腐蝕液，腐蝕背面的所述硅基板，得到具有結構的金屬微針。

優選方式為，所述步驟S10中所述硅基板的為110晶向的單晶硅。

優選方式為，所述步驟S20中在所述硅基板上利用PECVD沉積一層厚度100～5000nm的SiO2薄膜, 形成所述SiO2掩膜層。

優選方式為，所述步驟S20中在所述SiO2薄膜上制作SiO2轉移圖形，利用BOE腐蝕SiO2薄膜，去掉所述SiO2轉移圖形，制得圖形尺寸為10～1000微米的SIO2孔洞掩膜保護圖形。

優選方式為，所述步驟S30中利用KOH、IPA和H2O混合液腐蝕所述硅基板。

優選方式為，所述步驟S60中在CrO3/H2SO4/H2O電解液上，利用pb/sn合金為陽極材料，電鍍一層鉻。

優選方式為，在所述步驟S80之前，還利用KOH/IPA/H2O硅腐蝕液去除所述硅基板。