CN101347652A - 一种空心微针阵列注射器的制备方法 - Google Patents

一种空心微针阵列注射器的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空心微针阵列注射器的制备方法，属于生物医学仪器领域。该方法以微米微针为模版，通过微针阵列表面包覆、微针端部开孔或部分去除、模板去除等步骤，获得长度可控、内部中空的高质量空心微针阵列注射器。本发明具有廉价、无需复杂设备与技术、可大批量快速生产等优点。该技术的应用可获得高质量、廉价的空心微针阵列注射器，使生物医药领域昂贵的透皮给药技术通过空心微针阵列注射器的低成本化而走向大众市场。

Description

一种空心微针阵列注射器的制备方法
技术领域
本发明涉及一种微米微结构材料的制备方法，特别是一种空心微针阵列注射器的制备方法。
背景技术
透皮给药是无创给药的新途径，由于药物吸收不受胃、肠道等消化道的影响，避免了肝脏、胃肠道的首过作用效应，因此得到了国内外的广泛关注，具有广阔的市场前景。皮肤的角质层是药物进入肌体的主要屏障，因此透皮给药的关键是如何突破角质层并避免对皮肤的刺激。其中，微针阵列方法最受关注，即用微针穿透皮肤的角质层但未伤及真皮层进行药物传输。微针阵列制造的孔道是微米级的，比离子注入、电穿孔等方式所得的孔道更大，因此可以输运难以透皮的高分子、超分子甚至微粒，因此微针的制造方法一直是热点研究领域。早期的微针是实心的，在皮肤上留下一些孔道，药物沿着孔道扩散进入皮肤。最新的发展趋势是将微针与药物等的导入结合起来，形成空心的微针阵列注射器，物质沿着每个微针内部的孔道进入皮肤，这大大加强了药物分子和纳米粒子的输运效率，方便无痛地获得治疗所需要的药物与剂量。然而，目前空心微针阵列的制备主要依赖于昂贵的微加工技术，如反应离子束刻蚀、聚焦离子束刻蚀等，而且，为了预防感染、玷污等，微米针阵列通常都是一次性使用的，因此，上述方法不可能应用于市场可普遍使用的廉价空心微针阵列的制备，这极大地限制了其应用领域和范围。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种工艺简单、成本低廉的空心微米针阵列的制备方法。
技术方案：本发明所述的一种空心微针阵列注射器的制备方法，包括以下步骤：
(1)在微米微针阵列的表面包覆一层涂层；
(2)将微针端部开孔或部分去除；
(3)去除微针的内部模板，即形成空心微针阵列。
其中步骤(1)中，所述的微米微针阵列，其制备材料为无机物、有机物、金属，或合金；所述的微米微针的形状为锥形，或柱型；所述的表面包覆方法为涂覆，旋涂，溅射，拉膜，化学镀，电镀，PVD，CVD，或溶胶凝胶法；所述的涂层材料为无机、聚合物、金属、合金、或其任意组合；涂层厚度为20nm～500μm。
步骤(2)中，所说的将微针端部开孔或部分去除，其方法为切割、研磨、腐蚀、刻蚀、激光束轰击，或离子束轰击。
步骤(3)中，所说的微针的内部模板去除方法为煅烧、溶解、融化、刻蚀，或腐蚀。
有益效果：本发明的空心微针阵列注射器的制备方法与现有技术相比，工艺简单，对场地环境无特别要求；操作简便，制备周期短；极大地降低了空心微针阵列注射器的制备成本；不需微加工等昂贵复杂技术和设备，就可获得高质量的空心微针阵列；易于工业生产制备。
附图说明
附图是本发明制备的空心微针阵列注射器的扫描电镜图。
具体实施方式
实施例1：在直径500μm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微针阵列表面电镀一层50μm厚度的铜金属层，然后通过切割除去微针端部约100μm，最后通过氯仿溶解2h去除PMMA即可得空心的铜微针阵列。
实施例2：在直径3μm的SiO2微针阵列表面溅射一层20nm厚度的金，然后通过刻蚀除去微针端部约50nm，最后通过氢氟酸溶解60min去除SiO2微针即可得空心的金微针阵列。
实施例3：在直径2mm的铁微针阵列表面涂覆一层500μm厚度的聚苯乙烯(PS)层，然后通过切割除去微针端部约1mm，最后通过盐酸溶解1h去除铁微针阵列即可得空心的PS微针阵列。
实施例4：在直径100μm的PMMA微针阵列表面电镀一层10μm厚度的镍金属层，然后通过研磨除去微针端部约50μm，最后通过400℃煅烧1h去除PMMA即可得空心的镍微针阵列。
实施例5：在直径500μm的铜微针阵列表面溅射一层50μm厚度的PZT陶瓷层，然后通过研磨除去微针端部约100μm，最后通过氯仿溶解2h去除PMMA即可得空心的PZT陶瓷阵列。
实施例6：在直径10μm的硅微针阵列表面通过化学镀制备一层1μm厚度的金层，然后通过研磨除去微针端部约10μm，最后通过氢氧化钾溶解1h去除硅模板即可得空心的金微针阵列
实施例7：在直径200μm的二氧化硅微针阵列表面旋涂一层10μm厚度的PMMA薄膜，然后通过切割除去微针端部约50μm，最后通过氢氟酸溶解2h去除二氧化硅即可得空心的PMMA微针阵列。
实施例8：在直径50μm的PS微针阵列表面通过溶胶凝胶法制备一层10μm厚度的二氧化硅层，然后通过研磨除去微针端部约20μm，最后通过400℃煅烧1h去除PS即可得空心的二氧化硅微针阵列。
实施例9：在直径3μm的PMMA微针阵列表面通过化学镀制备一层100nm厚度的银层，然后通过激光束轰击在微针端部开孔，最后通过氯仿浸泡1h去除PMMA即可得空心的银微针阵列。
实施例10：在直径300μm的PS微针阵列表面通过电镀制备一层10μm厚度的镍层，然后通过聚焦离子束轰击在微针端部开孔，最后通过400℃煅烧1h去除PS模板即可得空心的镍微针阵列。

Claims (8)

1、一种空心微针阵列注射器的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)在以微米微针阵列为模板的表面包覆一层涂层；
(2)将微针端部开孔或部分去除；
(3)去除微针的内部模板，即形成空心微针阵列。
2、根据权利要求1所述的一种空心微针阵列注射器的制备方法，其特征在于在步骤(1)中，所述的微米微针阵列，其制备材料为无机物、有机物、金属，或合金。
3、根据权利要求1所述的一种空心微针阵列注射器的制备方法，其特征在于在步骤(1)中，所述的微米微针的形状为锥形，或柱型。
4、根据权利要求1所述的一种空心微针阵列注射器的制备方法，其特征在于在步骤(1)中，所述的表面包覆方法为涂覆，旋涂，溅射，拉膜，化学镀，电镀，PVD，CVD，或溶胶凝胶法。
5、根据权利要求1所述的一种空心微针阵列注射器的制备方法，其特征在于在步骤(1)中，所述的涂层材料为无机、聚合物、金属、合金、或其任意组合。
6、根据权利要求1或5所述的一种空心微针阵列注射器的制备方法，其特征在于涂层厚度为20nm～500μm。
7、根据权利要求1所述的一种空心微针阵列注射器的制备方法，其特征在于在步骤(2)中，所说的将微针端部开孔或部分去除，其方法为切割、研磨、腐蚀、刻蚀、激光束轰击，或离子束轰击。
8、根据权利要求1所述的一种空心微针阵列注射器的制备方法，其特征在于在步骤(3)中，所说的微针的内部模板去除方法为煅烧、溶解、融化、刻蚀，或腐蚀。
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