CN110238996A - 一种微针阵列模具的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微针阵列模具的制备方法，涉及医疗器械技术领域，包括以下步骤：将多根微针水平排列在带有刻度的粘性条带上；第二步，在微针表面覆上一薄层PDMS柔性固定层，将排布在粘性条带上的微针进一步进行固定，各微针均包括针体和针尖，各微针的针尖裸露出来；第三步，以粘性条带一端为轴，沿粘性条带长度方向旋转，将粘性条带连同微针卷成圆柱体状并固定，即可得到微针阵列模具。本发明所提出的微针阵列模具的制备方法，成本低、方法简单、操作方便，无需贵重仪器。通过调整粘性条带上刻度线倾斜度和间距可灵活调整微针阵列规模、排布方式、倾斜角度，实现垂直微针、台阶微针、倾斜微针等微针阵列的制备。可用于工业化大批量制备。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种微针阵列模具的制备方法。
背景技术
早在1976年，Gerstel和Place提出微针的概念，但由于加工技术水平的限制，一直到20世纪90年代，微针才真正被制造出来。一经问世即引起了国内外学者的广泛关注。微针长度一般在25-2000μm之间，根据皮肤结构可知，微针既可穿破角质层，又不足以触及深层组织中的痛觉神经元。因此，微针在生物医学领域得到了广泛应用，例如：经皮药物传输、生物电势测量、微量流体采样、诊断试剂传送、选择性捕获生物标记物等等。结合微针阵列的具体应用和皮肤结构，需要对微针阵列的尺寸、排布、结构等进行合理的设计，因此，需要开发出各式各样的微针阵列以满足不同的应用需求。对于日益增长的微针阵列需求来言，开发出一种成本低、方法简单、操作方便、结实耐用，阵列尺寸、规模可灵活调整的微针阵列模具制备十分重要且必要。
现有微针阵列模具制备技术中，主要有三类：①利用MEMS加工工艺制备硅基微针阵列模具。尽管硅微针阵列的发展最早，制作工艺也较成熟，但硅微针阵列的制造需要洁净室、技术复杂、制备成本高，不易于大批量生产，且Si材质较脆，在刺入皮肤时易发生断裂；②利用LIGA工艺制备SU8微针阵列模具。LIGA技术是基于X射线光刻技术的MEMS加工技术，制备工艺复杂、成本高；③利用激光切割工艺制备金属微针阵列模具。金属微针阵列模具具有耐磨、结实耐用、性能稳定的优点。但由于微针阵列尺寸小，在百微米量级金属的硬度达不到要求，加工高深宽比的金属微针阵列模具受到限制。综上所述，这些方法在制备微针阵列模具的过程均需要贵重仪器，制备条件苛刻，制备工艺复杂、不易控制，且不能灵活调整微针阵列模具的阵列规模，倾斜度等，严重制约了微针的发展和应用。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种微针阵列模具的制备方法，避开MEMS技术、激光切割技术等复杂的工艺过程，降低微针阵列模具的生产成本，简化制备工艺，可灵活调整微针阵列规模、排布方式、倾斜角度，实现垂直微针阵列、台阶微针阵列、倾斜微针阵列模具的制备。有望实现微针阵列的低成本、批量化工业生产。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：
一种微针阵列模具的制备方法，包括以下步骤；
第一步，将多根微针水平排列在带有刻度的粘性条带上；
第二步，在各微针表面覆上一薄层PDMS柔性固定层，将排布在粘性条带上的微针进一步进行固定，各微针的针尖裸露出来；
第三步，以粘性条带一端为轴，沿粘性条带长度方向旋转，将粘性条带连同微针卷成圆柱体状并固定，即可得到微针阵列模具。
上述技术方案，为了更精确、方便地控制粘性条带上微针间间距，所述粘性条带上带有刻度线且粘性较好，粘性条带上刻度线倾斜度、间距和粘性条带宽度可根据需求调整。
进一步的，各所述微针在粘性条带上相互平行排列，各针尖朝向一致，相邻两个所述微针的中心距为50μm-5mm。
进一步的，各所述微针长度为500μm-30mm，各所述针体直径为50μm-2mm。为保证微针阵列模具结实耐用，优选的，各微针采用金属微针。
进一步的，各所述微针裸露部分的长度为50μm-1mm。
作为上述技术方案的进一步改进，通过调整粘性条带宽度调整相应微针裸露部分的长度。
进一步的，在步骤第二步中，为保证在卷曲过程中，各微针不发生移动，粘性条带不发生折断。在微针表面覆上一薄层PDMS柔性固定层，固定微针在粘性条带上排布，微针针尖部分裸露出来。PDMS柔性固定层的具体制备方法是：将PDMS的主剂和固化剂以质量比10︰1混合，搅拌均匀后，除泡，浇铸在各微针表面，80℃下烘烤30min，从而形成PDMS柔性固定层。
进一步的，PDMS柔性固定层的厚度尺寸不小于各针体的直径尺寸。
进一步的，各所述微针的长度相同，相邻两个所述微针的中心距相同，各所述微针裸露部分的长度相同。
进一步的，各所述微针的长度不相同，相邻两个所述微针的中心距不相同，各所述微针裸露部分的长度不相同。
本发明的有益效果是：首先，与现有微针阵列制备工艺相比，本发明提供的微针阵列模具的制备方法，不需要贵重仪器，成本低，制备工艺简单，操作简便，有望实现微针阵列的低成本、批量化工业生产；其次，本发明提供的微针阵列模具的制备方法，微针材料、微针样式、微针长度、微针间距、阵列大小等不受限制，可灵活调节；再次，本发明提供的微针阵列模具的制备方法，可灵活调整微针阵列模具的阵列规模、排布方式、倾斜度等，实现垂直微针、台阶微针、倾斜微针等微针阵列的制备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它设计方案和附图。
图1a、图1b、图1c为实施例一微针阵列模具制备流程图；
图2为实施例一制备的微针阵列模具示意图；
图3a、图3b、图3c为实施例二微针阵列模具制备流程图；
图4为实施例二制备的微针阵列模具示意图。
具体实施方式
以下是本发明的几个实施实例。结合附图对本发明做进一步解释。本发明实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。
如图1和图2所示，为本发明微针阵列模具的制作方法第一实施例，如图3和图4所示，为本发明微针阵列模具的制作方法第二实施例。
实施例一
本实施例中微针采用金属针灸针，规格为0.16mm×20mm。各微针均包括针体和针尖。
第一步：如图1a所示，将各根微针1按规律水平排列在带有刻度的粘性条带2上。其中，各微针1相互平行排列，各针尖朝向一致，各相邻微针1之间的距离相同，间距为1mm。
第二步：将PDMS的主剂和固化剂以质量比10︰1混合，搅拌均匀后，除泡，浇铸在微针表面，80℃下烘烤30min。在各微针1表面形成一薄层的PDMS柔性固定层3，将排布在粘性条带2上的微针1进一步进行固定，各微针1的针尖裸露出来，如图1b所示。各微针裸露部分的长度相同，长500μm。
第三步：如图1c所示，以粘性条带2一端为轴，沿粘性条带2长度方向旋转，将粘性条带3连同微针1卷成圆柱体状并固定，即可得到微针阵列模具，如图2所示。
实施例二
本实施例中微针采用金属针灸针，规格为0.16mm×20mm。各微针均包括针体和针尖。
第一步：如图3a所示，将各根微针1按规律水平排列在带有刻度的粘性条带2上。其中，各微针1相互平行排列，各针尖朝向一致各相邻微针1之间的距离相同，间距为1mm。
第二步：将PDMS的主剂和固化剂以质量比10︰1混合，搅拌均匀后，除泡，浇铸在微针表面，80℃下烘烤30min。在各微针1表面形成一薄层的PDMS柔性固定层3，将排布在粘性条带2上的微针1进一步进行固定，各微针1的针尖裸露出来，各微针1裸露部分的长度不同，如图3b所示，由左至右裸露的针尖长度依次增加。
第三步：如图3c所示，以粘性条带2一端为轴，沿粘性条带2长度方向旋转，将粘性条带3连同微针1卷成圆柱体状并固定，即可得到微针阵列模具，如图4所示。
Claims (9)
1.一种微针阵列模具的制备方法，其特征在于,包括以下步骤：
第一步，将多根微针水平排列在带有刻度的粘性条带上；
第二步，在各微针表面覆上一薄层PDMS柔性固定层，将排布在粘性条带上的微针进一步进行固定，各微针的针尖裸露出来；
第三步，以粘性条带一端为轴，沿粘性条带长度方向旋转，将粘性条带连同微针卷成圆柱体状并固定，即可得到微针阵列模具。
2.根据权利要求1所述的微针阵列模具的制备方法，其特征在于：各所述微针在粘性条带上相互平行排列，各针尖朝向一致，相邻两个所述微针的中心距为50μm-5mm。
3.根据权利要求1所述的微针阵列模具的制备方法，其特征在于：各所述微针长度为500μm-30mm，各所述针体直径为50μm-2mm。
4.根据权利要求1所述的微针阵列模具的制备方法，其特征在于：各所述微针裸露部分的长度为50μm-1mm。
5.根据权利要求4所述的微针阵列模具的制备方法，其特征在于：通过调整粘性条带宽度调整相应微针裸露部分的长度。
6.根据权利要求1所述的微针阵列模具的制备方法，其特征在于：在步骤第二步中，将PDMS的主剂和固化剂以质量比10︰1混合，搅拌均匀后，除泡，浇铸在各微针表面，80℃下烘烤30min，从而形成PDMS柔性固定层。
7.根据权利要求1或6所述的微针阵列模具的制备方法，其特征在于：PDMS柔性固定层的厚度尺寸不小于各针体的直径尺寸。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的微针阵列模具的制备方法，其特征在于：各所述微针的长度相同，相邻两个所述微针的中心距相同，各所述微针裸露部分的长度相同。
9.根据权利要求1至6任意一项所述的微针阵列模具的制备方法，其特征在于：各所述微针的长度不相同，相邻两个所述微针的中心距不相同，各所述微针裸露部分的长度不相同。
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|---|---|---|---|---|
| CN111169058A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-05-19 | 成都菲斯特科技有限公司 | 菲涅尔透镜模具及其制备方法和菲涅尔透镜的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160207227A1 (en) * | 2013-08-20 | 2016-07-21 | Dewan Fazlul Hoque Chowdhury | Microneedle Device and Method of Preparation |
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