[實(shí)用新型]一種單晶硅空心微針結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202120993464.2
• 申請(qǐng)日: 2021-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN218420647U
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞驍;王新國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州攬芯微納科技有限公司
• 主分類號(hào): A61M37/00
• 分類號(hào): A61M37/00;G03F7/16;G03F7/20
• 代理公司: 北京精金石知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11470
• 代理人: 楊蘭蘭

本實(shí)用新型提供了一種單晶硅空心微針結(jié)構(gòu)，屬于微納加工技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型由(100)型雙面拋光硅片加工而成，包括A部分和B部分；A部分與B部分一體連接；A部分為楔形結(jié)構(gòu)，A部分具有貫穿第一面和第三面的貫穿孔；B部分具有貫穿槽，貫穿槽為倒四棱臺(tái)凹槽；A部分第三面與B部分的貫穿槽的一個(gè)敞開(kāi)口端連接；貫穿孔軸線垂直第三面且穿過(guò)貫穿槽，貫穿槽的側(cè)壁與B部分底面之間具有角度。本實(shí)用新型的單晶硅空心微針結(jié)構(gòu)在加工過(guò)程中僅用一次深硅刻蝕工藝，結(jié)合單晶硅各向異性腐蝕工藝，具有成本低、適合批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，從而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及微納加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單晶硅空心微針結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)藥物注射是采用金屬空心針頭刺入皮下或肌肉，通過(guò)推注的方式將藥液導(dǎo)入到目標(biāo)位置。由于在真皮層中存在大量毛細(xì)血管和神經(jīng)，在注射過(guò)程中往往伴隨著疼痛和出血，給病患帶來(lái)極大的生理痛苦和心理痛苦

為了克服傳統(tǒng)注射針頭的缺點(diǎn)，法國(guó)菲洛嘉實(shí)驗(yàn)室和以色列NANOPASS公司聯(lián)合研制了基于單晶硅的Filmednanosoft無(wú)痛針頭，長(zhǎng)度僅為0.5～0.6mm，臨床實(shí)驗(yàn)表明與傳統(tǒng)針頭相比,注射幾乎沒(méi)有任何疼痛，使得患者注射時(shí)達(dá)到最好的舒適性和體驗(yàn)感。但由于采用了【Han J.G.E.Gardeniers,et,al；Silicon Micromachined Hollow Microneedles forTransdermal Liquid Transport,Journal ofMicroelectromechanical Systems,Vol.12,No.6,December 2003】中的復(fù)雜的制備工藝，導(dǎo)致這種產(chǎn)品的售價(jià)昂貴，無(wú)法在應(yīng)用端大規(guī)模推廣。

在中國(guó)專利文獻(xiàn)CN105217565B中，公開(kāi)了一種單晶硅空心微針結(jié)構(gòu)的制作方法。該方法可以包括：先在(100)型硅片正面用深硅干法刻蝕方法制作非貫通的孔狀槽；用熱氧化方法在硅片正反面以及孔內(nèi)壁形成厚氧化層；在硅片正面和背面用涂膠光刻方法分別形成腐蝕窗口圖形；用干法或濕法腐蝕方法將窗口內(nèi)的氧化硅去除，露出襯底硅；去除光刻膠后用單晶硅各向異性腐蝕液對(duì)硅片進(jìn)行腐蝕，在上表面形成微針結(jié)構(gòu)，下表面形成槽形結(jié)構(gòu)，并且先前刻蝕形成的深孔貫穿硅片正面微針結(jié)構(gòu)，底部與硅片背面的槽形結(jié)構(gòu)相連。本實(shí)用新型工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，成品率高，適合大批量制造，且所獲微針具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大、一致性好，載藥劑量大等優(yōu)點(diǎn)。但是，該技術(shù)形成的微針結(jié)構(gòu)為棱錐形狀，且側(cè)壁角度在70～75°，針體在襯底上的投影面積過(guò)小，無(wú)法在靠近針尖的部位制作有較大直徑的貫通孔，限制了其導(dǎo)液通量，并且在受到側(cè)向壓力的時(shí)候容易發(fā)生斷針，造成可靠性下降。

現(xiàn)有技術(shù)不足之處：

1.傳統(tǒng)藥物注射采用金屬空心針頭，注射過(guò)程中伴隨疼痛和出血；

2.采用正面深硅干法刻蝕結(jié)合背面干法深硅刻蝕的方法制作導(dǎo)液通孔的方法，工藝復(fù)雜，成本昂貴；

3.采用正面干法刻蝕孔狀槽、濕法腐蝕棱錐形微針針體的方法，貫通槽直徑較小，針體結(jié)構(gòu)對(duì)側(cè)向壓力耐受度差，可靠性不足。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種單晶硅空心微針結(jié)構(gòu)，由(100)型雙面拋光硅片加工而成，包括A部分和B部分；A部分與B部分一體連接；A部分為楔形結(jié)構(gòu)，具有三個(gè)面，第一面與底面第三面之間有傾角，第二面與底面第三面垂直，第一面與第二面交接處、第二面與第三面交接處均為弧線，第一面與第二面交接處為直線；A部分具有貫穿第一面和第三面的貫穿孔；B部分具有貫穿槽，貫穿槽為倒四棱臺(tái)凹槽；A部分第三面與B部分的貫穿槽的第一敞開(kāi)口端連接；A部分的貫穿孔軸線垂直A部分第三面且穿過(guò)B部分的貫穿槽，B部分的貫穿槽的側(cè)壁與B部分底面之間具有角度；微針結(jié)構(gòu)的A部分的第一面、第二面、第三面和貫穿孔內(nèi)表面具有親水性保護(hù)膜。本實(shí)用新型的單晶硅空心微針結(jié)構(gòu)在加工過(guò)程中僅用一次深硅刻蝕工藝，制作具有貫通孔的楔形微針結(jié)構(gòu)，具有成本低、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大、導(dǎo)液通量高、適合批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，從而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。