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 |
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US20160207227A1 (en) * | 2013-08-20 | 2016-07-21 | Dewan Fazlul Hoque Chowdhury | Microneedle Device and Method of Preparation |
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