CN117660949A - 一种微针母模表面氟化方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及生物医疗器械技术领域，提供了一种微针母模表面氟化方法及其应用，方法包括：S1：将微针母模浸入乙醇溶液中，超声清洗8‑12min；S2：将清洗后的微针母模采用紫外光照射1‑3min；S3：将照射后的微针母模置于70‑90℃下，加热3‑5h；S4：将S3加热后的微针母模置于烘箱中，70‑90℃下，加热20‑40min；S5：使S4加热后的微针母模表面形成氟化分子层。本申请可以提高生产PDMS负模的成功率，从而降低微针的制作成本，同时提升所制作的微针母模的表面光滑度和高深宽比针尖结构的精密程度，以实现微针的高效皮肤穿透。
Description
技术领域
本发明涉及生物医疗器械技术领域，尤其涉及一种微针母模表面氟化方法及其应用。
背景技术
微针(Microneedle,MN)是可穿戴医疗技术中一种快速发展研究领域，其微创、便于操作、易于触及皮下组织的特性将在未来的诊疗领域中发挥重要作用。微针穿透外层皮肤屏障进入间质液(Interstitial fluid,ISF)进行透皮传感和药物输送。通常将微针作为继口服和注射之后的一种新的给药方式，以克服传统给药的局限性。用微针平台和控制算法将诊断和治疗能力合并到治疗系统中，将促进按需治疗和护理点诊断，有望为未来的微针技术铺平道路。微针典型的长度为50-2000μm。微针施用的方式包括以独立针或者微针阵列(Microneedle array,MNA)的形式穿透皮肤最外层。
用于生物学应用的微针，主要分为固体，空心，多孔，可溶解和水凝胶等，由硅，玻璃，金属，聚合物和其他材料制成。使用各种工艺可制作不同类型的微针。硅是微针发展的早期常用的材料，用于制备固体和空心的硅微针以实现透皮药物递送。光刻法作为一种成熟的微加工技术，广泛用于硅微针的制备。光刻需要复杂的工序，包括(1)在衬底表面沉积薄涂层；(2)光刻：由掩模引导的紫外光曝光对涂层的光刻胶图案化；随后显影程序将消除没有图案化的光刻胶。(3)蚀刻：基板中的非图案化部分通过蚀刻以形成高深宽比结构，例如微针；除了直接制作微针结构，近年来广泛应用的微针制备方法是通过MNA模具进行倒模，并通过向负模中填充聚合物溶液进行微针制备。光刻法是一种制备微针母模的方法。现有的三种基于MEMS光刻技术的MNA模具的制备方法，分别是LIGA、湿法硅刻蚀结合SU-8工序、倾斜旋转光刻工艺。然而，材料、加工技术和设备的高成本以及超清洁制造设施的必要性使得光刻方法难以大范围推广，实现微针的大规模个性化制备。因此，基于金属、聚合物和玻璃材料的制备方法得到了进一步研究。制作金属微针主要通过对铜、铝块状基材进行高精度CNC加工制备，是目前制作微针母模的常见方法，但这种制造方法所需设备较昂贵。聚合物微针最常见的制作方法是通过将聚合物溶液填充进柔性微针模板，随后通过干燥或交联等物理化学作用进行固化，得到刚度足够的微针贴片。玻璃微针常通过将熔融的玻璃置于平板间进行拉伸及吹气来制备，但这种方法需要高温且玻璃微针易碎，因此没有广泛推广。此外，高精度的3D打印技术也常用于聚合物微针的制备。
3D打印(增材制造)作为一种新兴制造技术，与对基体材料进行去除实现加工的传统制造不同，能够以逐层方式从计算机模型输入中生成高深宽比的微结构，可以方便、较低成本地定制微针并进行小批量生产，一定程度克服了其他制造方式的缺点。但微针直接制备的微针母模具有层纹，而且一些3D打印技术，如熔融沉积成型(FDM)不适合于微米级结构的制造。
基于光固化的3D打印技术，如立体光刻(Stereolithography)、数字光处理(Digital light processing)能够进行较高精度的微针加工，但使用的3D打印树脂不适用于人体，直接插入可能会带来潜在的健康风险，而且无法直接载药于针体中。因此，将3D打印的微针作为母模进行翻模制备聚合物微针贴片是一种可行的大规模微针制造方法。参考附图2微针母模结构示意图以及附图3的PDMS负模结构示意图，实际的微针制造过程中，发现在对3D打印的母模进行翻模时，会发生PDMS的不固化和粘附。对市面上的多数SLA 3D打印树脂进行探究发现，多数树脂会抑制PDMS的固化，这会导致翻模制备的PDMS负模不能准确复制微针的结构，导致翻模制备微针模板失败。
当前的微针贴片制造技术中，存在微针阵列母模制作困难、成本较高，基于3D打印的微针虽然能够实现较低成本的小规模定制，在翻模制造过程中容易出现PDMS和3D打印材料的粘附，以及微针凹槽与母模和设计微针样式的形状偏差。因此，需要一种可以克服PDMS的不固化和粘附的母模处理方法。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种微针母模表面氟化方法及其应用。
第一方面，本申请提供了一种微针母模表面氟化方法，所述方法包括：
S1：将微针母模浸入乙醇溶液中，超声清洗8-12min；
S2：将清洗后的微针母模采用紫外光照射1-3min；
S3：将照射后的微针母模置于70-80℃下，加热3-5h后冷却至室温；
S4：将S3加热后的微针母模置于烘箱中，70-80℃下，加热20-40min；
S5：使S4加热后的微针母模表面形成氟化分子层。
需要说明的是，所述微针母模是通过3D打印制备，经过CAD设计合适几何参数的微针母模阵列三维模型，并通过FEA验证几何参数和材料参数能否满足微针穿透的需求；随后将微针母模3D模型通过专用切片软件，将模型的每层图案化，形成3D打印机的输入文件；将输入文件输入3D打印机(SLA/DLP)，通过高精度光源层层进行树脂的光固化，即可得到所要制备的微针母模；
微针母模3D打印采用的树脂主要包括两种组分，基于甲基丙烯酸基团的树脂单体和基于氧化磷基团的光引发剂，PDMS在翻模过程中难以固化的原因可能是这两种组分在经过3D打印流程固化为微针母模后仍在微针母模中有所残留，导致微针母模在与PDMS进行接触翻模的过程中易发生粘附，并导致PDMS难以固化。
浸入乙醇溶液前的微针母模包含树脂单体以及光引发剂；所述树脂单体含有甲基丙烯酸基团；所述光引发剂含有氧化磷基团。
在其中一个实施例中，所述S1步骤中，所述乙醇溶液的浓度为90-95％。
在其中一个实施例中，所述S2步骤中，所述紫外光的波长为400-410nm。
本申请通过步骤S1浸入乙醇溶液、步骤S2采用紫外光照射、步骤S3加热处理，可以一定程度上去除微针母模在3D打印制备过程中残留的基于甲基丙烯酸基团的树脂单体和基于氧化磷基团的光引发剂。
在其中一个实施例中，所述S5：使S4加热后的微针母模表面形成氟化分子层，具体包括：
将S4加热后的微针母模的针体及微针母模的背板上半部分浸入8-12μL三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷，超声10-30s后放入真空箱中，将真空箱抽真空并保持20-40min；使微针母模表面形成氟化分子层。
在其中一个实施例中，所述将S4加热后的微针母模的针体及微针母模的背板上半部分浸入8-12μL三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷，超声10-30s后放入真空箱中，超声功率为100W。
在其中一个实施例中，所述将真空箱抽真空并保持20-40min，真空度为0.08-0.1MPa。
在其中一个实施例中，所述S5：使S4加热后的微针母模表面形成氟化分子层，具体包括：
将S4加热后的微针母模表面喷2-4次氟化剂，将表面喷有氟化剂的微针母模置于70-80℃烘箱内加热，使微针母模表面形成氟化分子层。
在其中一个实施例中，所述将表面喷有氟化剂的微针母模置于70-80℃烘箱内加热，加热时间为20-40min。
在其中一个实施例中，所述将S4加热后的微针母模表面喷2-4次氟化剂，
所述氟化剂为含氟环氧树脂脱模剂。
在其中一个实施例中，所述含氟环氧树脂脱模剂为RD-518含氟环氧树脂脱模剂。
在其中一个实施例中，浸入乙醇溶液前的微针母模底部内嵌一块小型钕铁硼磁铁，用于制备PDMS负模时通过磁力固定母模微针，以及用于磁吸分离微针母模及PDMS负模时使用。
在其中一个实施例中，所述S1步骤中，超声功率为100W。
第二方面，本申请还提供了上述微针母模表面氟化方法在PDMS负模脱模中的应用。
在其中一个实施例中，所述PDMS为聚二甲基硅氧烷组合物。
在其中一个实施例中，所述PDMS为道康宁的SYLGARDTM184。PDMS包括基本组分聚二甲基硅氧烷以及固化剂；可能是由于微针母模在3D打印制备过程中残留的基于甲基丙烯酸基团的树脂单体和基于氧化磷基团的光引发剂会对固化剂起到抑制作用，从而导致PDMS出现未固化情况。
在其中一个实施例中，所述PDMS粘度为3400-3600cP，优选的，所述PDMS粘度为3500cP；
在其中一个实施例中，所述PDMS固化后邵氏硬度为40-45，优选的，所述PDMS固化后邵氏硬度为43；本发明的有益效果为：
上述微针母模表面氟化方法及其应用，本申请通过步骤S1浸入乙醇溶液、步骤S2采用紫外光照射、步骤S3加热处理，可以一定程度上去除微针母模在3D打印制备过程中残留的基于甲基丙烯酸基团的树脂单体和基于氧化磷基团的光引发剂；在制备PDMS负模过程可以提高PDMS的固化效果，从而达到更好的PDMS负模脱模效果；通过步骤S4、步骤S5，使微针母模表面形成氟化分子层，可以提升所制作的微针母模的表面光滑度和高深宽比针尖结构的精密程度，从而制得成功率高的PDMS负模以及微针。
本发明微针母模表面氟化方法及其应用，在制备PDMS负模过程中，能够显著降低PDMS负模粘附和不固化情况的发生；使用本申请的微针母模表面氟化方法对微针母模进行处理，即可直接浇筑填充固化的方式生产3D打印微针母模，进行PDMS负模的大规模制造。本申请可以提高生产PDMS负模的成功率，从而降低微针的制作成本，同时提升所制作的微针母模的表面光滑度和高深宽比针尖结构的精密程度，以实现制得的微针具有高效皮肤穿透效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明微针母模表面氟化方法的流程示意图；
图2为本发明微针母模表面氟化方法的微针母模结构示意图；
图3为本发明微针母模表面氟化方法的PDMS负模结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施方式和实施例，对本发明作进一步详细的说明。应理解，这些实施方式和实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，提供这些实施方式和实施例的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。还应理解，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式和实施例，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下作各种改动或修改，得到的等价形式同样落于本发明的保护范围。例如，作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可以以合适的方式组合于另一实施方式中，以产生新的实施方式。此外，在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为充分地理解，应理解，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述实施方式和实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
术语
除非另外说明或存在矛盾之处，本文中使用的术语或短语具有以下含义：
本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的选择范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。需要说明的是，当用至少两个选自“和/或”、“或/和”、“及/或”的连词组合连接至少三个项目时，应当理解，在本申请中，该技术方案毫无疑问地包括均用“逻辑与”连接的技术方案，还毫无疑问地包括均用“逻辑或”连接的技术方案。比如，“A及/或B”包括A、B以及“A与B的组合”三种并列方案。又比如，“A，及/或，B，及/或，C，及/或，D”的技术方案，包括A、B、C、D中任一项(也即均用“逻辑或”连接的技术方案)，也包括A、B、C、D的任意的和所有的组合，也即包括A、B、C、D中任两项或任三项的组合，还包括A、B、C、D的四项组合(也即均用“逻辑与”连接的技术方案)。
在本申请中，当用至少两个选自“和/或”、“或/和”、“及/或”的连词组合连接至少三个特征时，相当于“具备一个或多个特征”的表述方式，比如，“TA，及/或，TB，及/或，TC，及/或，TD”相当于“具备如下的一个或多个特征：TA、TB、TC和TD”。
本发明中涉及“多个”、“多种”、“多次”等，如无特别限定，指在数量上大于2或等于2。例如，“一种或多种”表示一种或大于等于两种。
本文中所使用的“其组合”、“其任意组合”、“其任意组合方式”等中包括所列项目中任两个或任两个以上项目的所有合适的组合方式。
本文中，“合适的组合方式”、“合适的方式”、“任意合适方式”等中所述“合适”，以能够实施本发明的技术方案、解决本发明的技术问题、实现本发明预期的技术效果为准。
本文中，“优选”、“更好”、“更佳”、“为宜”仅为描述效果更好的实施方式或实施例，应当理解，并不构成对本发明保护范围的限制。如果一个技术方案中出现多处“优选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“优选”各自独立。
本发明中，“进一步”、“更进一步”、“特别”等用于描述目的，表示内容上的差异，但并不应理解为对本发明保护范围的限制。
本发明中，“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。
本发明中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”等中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本发明中，涉及到数值区间(也即数值范围)，如无特别说明，该数值区间内可选的数值的分布视为连续，且包括该数值区间的两个数值端点(即最小值及最大值)，以及这两个数值端点之间的每一个数值。如无特别说明，当数值区间仅仅指向该数值区间内的整数时，包括该数值范围的两个端点整数，以及两个端点之间的每一个整数，相当于直接列举了每一个整数。当提供多个数值范围描述特征或特性时，可以合并这些数值范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之数值范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。该数值区间中的“数值”可以为任意的定量值，比如数字、百分比、比例等。“数值区间”允许广义地包括百分比区间、比例区间、比值区间等数值区间类型。
本发明中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内存在变动。应当理解的是，所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。允许在如±5℃、±4℃、±3℃、±2℃、±1℃的范围内波动。
本发明中，术语“室温”或“常温”一般指4℃～35℃，例如20℃±5℃。在本发明的一些实施例中，“室温”或“常温”是指10℃～30℃。在本发明的一些实施例中，“室温”或“常温”是指20℃～30℃。
在本发明中，涉及数据范围的单位，如果仅在右端点后带有单位，则表示左端点和右端点的单位是相同的。比如，3～5h表示左端点“3”和右端点“5”的单位都是h(小时)。
本发明实施例说明书中所提到的相关成分的质量或重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间质量或重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的质量或重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的单位。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。除非和本申请的发明目的和/或技术方案相冲突，否则，本发明涉及的引用文献以全部内容、全部目的被引用。本发明中涉及引用文献时，相关技术特征、术语、名词、短语等在引用文献中的定义也一并被引用。本发明中涉及引用文献时，被引用的相关技术特征的举例、优选方式也可作为参考纳入本申请中，但以能够实施本发明为限。应当理解，当引用内容与本申请中的描述相冲突时，以本申请为准或者适应性地根据本申请的描述进行修正。
在本发明中，方法流程中涉及多个步骤的，除非本文中有明确的不同说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以描述以外的其他顺序执行。而且，任一个步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的一部分轮流或者交替或者同时地执行。
为了便于对本发明实施例的理解，先对相关技术中微针母模表面氟化方法进行说明。在相关技术中，市面上的多数SLA 3D打印树脂会抑制PDMS的固化，这会导致翻模制备的PDMS负模不能准确复制微针的结构，导致翻模制备微针模板失败。基于此，本申请提供了一种微针母模表面氟化方法。
以下结合具体实施例对本发明的微针母模表面氟化方法做进一步详细的说明。以下实施例中所用的原料，如无特别说明，均为市售产品。
微针母模：微针母模是通过现有技术制得，浸入乙醇溶液前的微针母模包含树脂单体以及光引发剂；所述树脂单体含有甲基丙烯酸基团；所述光引发剂含有氧化磷基团；浸入乙醇溶液前的微针母模底部内嵌一块小型钕铁硼磁铁，用于制备PDMS负模时通过磁力固定母模微针，以及用于磁吸分离微针母模及PDMS负模时使用。
含氟环氧树脂脱模剂：RD-518含氟环氧树脂脱模剂
PDMS1：聚二甲基硅氧烷组合物SYLGARDTM184道康宁；粘度为3500cP、PDMS固化后邵氏硬度为43。
PDMS2：聚二甲基硅氧烷组合物YS-F01东弘复合材料；粘度为27000cP、PDMS固化后邵氏硬度为35。
PDMS3：聚二甲基硅氧烷组合物YS-F03东弘复合材料；粘度为27000cP、PDMS固化后邵氏硬度为60。
实施例1-3采用浸入三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷的方法在微针母模表面形成氟化分子层：
本申请实施例1的微针母模采用以下方法制得：
S1：将微针母模浸入乙醇溶液中，超声清洗10min；所述乙醇溶液的浓度为95％；超声功率为100W；
S2：将清洗后的微针母模采用紫外光照射2min；所述紫外光的波长为405nm；
S3：将照射后的微针母模置于80℃下，加热4h后冷却至室温；
S4：将S3加热后的微针母模置于烘箱中，80℃下，加热30min；
S5：使S4加热后的微针母模表面形成氟化分子层：将S4加热后的微针母模的针体及微针母模的背板上半部分浸入8-12μL三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷，超声10-30s后放入真空箱中，将真空箱抽真空并保持30min；使微针母模表面形成氟化分子层；真空度为0.1MPa；超声功率为100W。
本申请实施例2的微针母模采用以下方法制得：
S1：将微针母模浸入乙醇溶液中，超声清洗8min；所述乙醇溶液的浓度为90％；超声功率为100W；
S2：将清洗后的微针母模采用紫外光照射1min；所述紫外光的波长为400nm；
S3：将照射后的微针母模置于70℃下，加热3h后冷却至室温；
S4：将S3加热后的微针母模置于烘箱中，70℃下，加热20min；
S5：使S4加热后的微针母模表面形成氟化分子层：将S4加热后的微针母模的针体及微针母模的背板上半部分浸入8-12μL三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷，超声10-30s后放入真空箱中，将真空箱抽真空并保持20min；使微针母模表面形成氟化分子层；真空度为0.08MPa，超声功率为100W。
本申请实施例3的微针母模采用以下方法制得：
S1：将微针母模浸入乙醇溶液中，超声清洗12min；所述乙醇溶液的浓度为93％；超声功率为100W；
S2：将清洗后的微针母模采用紫外光照射3min；所述紫外光的波长为410nm；
S3：将照射后的微针母模置于75℃下，加热5h后冷却至室温；
S4：将S3加热后的微针母模置于烘箱中，75℃下，加热40min；
S5：使S4加热后的微针母模表面形成氟化分子层：将S4加热后的微针母模的针体及微针母模的背板上半部分浸入8-12μL三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷，超声10-30s后放入真空箱中，将真空箱抽真空并保持40min；使微针母模表面形成氟化分子层；真空度为0.09MPa，超声功率为100W。
实施例4-6采用表面喷氟化剂以及加热的方法在微针母模表面形成氟化分子层：本实施例4的微针母模采用以下方法制得：
S1：将微针母模浸入乙醇溶液中，超声清洗10min；所述乙醇溶液的浓度为95％；超声功率为100W；
S2：将清洗后的微针母模采用紫外光照射2min；所述紫外光的波长为410nm；
S3：将照射后的微针母模置于80℃下，加热4h后冷却至室温；
S4：将S3加热后的微针母模置于烘箱中，80℃下，加热时间30min；
S5：使S4加热后的微针母模表面形成氟化分子层：将S4加热后的微针母模表面喷3次氟化剂，将表面喷有氟化剂的微针母模置于80℃烘箱内加热30min，使微针母模表面形成氟化分子层；所述氟化剂为含氟环氧树脂脱模剂。
本实施例5的微针母模采用以下方法制得：
S1：将微针母模浸入乙醇溶液中，超声清洗8min；所述乙醇溶液的浓度为90％；超声功率为100W；
S2：将清洗后的微针母模采用紫外光照射1min；所述紫外光的波长为410nm；
S3：将照射后的微针母模置于70℃下，加热3h后冷却至室温；
S4：将S3加热后的微针母模置于烘箱中，70℃下，加热时间20min；
S5：使S4加热后的微针母模表面形成氟化分子层：将S4加热后的微针母模表面喷2次氟化剂，将表面喷有氟化剂的微针母模置于70℃烘箱内加热20min，使微针母模表面形成氟化分子层；所述氟化剂为含氟环氧树脂脱模剂。
本实施例6的微针母模采用以下方法制得：
S1：将微针母模浸入乙醇溶液中，超声清洗12min；所述乙醇溶液的浓度为93％；超声功率为100W；
S2：将清洗后的微针母模采用紫外光照射3min；
S3：将照射后的微针母模置于90℃下，加热5h后冷却至室温；
S4：将S3加热后的微针母模置于烘箱中，75℃下，加热时间40min；
S5：使S4加热后的微针母模表面形成氟化分子层：将S4加热后的微针母模表面喷4次氟化剂，将表面喷有氟化剂的微针母模置于75℃烘箱内加热40min，使微针母模表面形成氟化分子层；所述氟化剂为含氟环氧树脂脱模剂。
对比例1：未经处理的微针母模。
采用实施例1-6以及对比例1得到的微针母模采用PDMS1、PDMS2和PDMS3进行PDMS翻模处理得到对应的PDMS负模，并对得到的PDMS负模进行测试。制得的负模情况如下表展示：
| PDMS1 | PDMS2 | PDMS3 | |
| 实施例1的微针母模 | 负模1 | 负模2 | 负模3 |
| 实施例2的微针母模 | 负模4 | 负模5 | 负模6 |
| 实施例3的微针母模 | 负模7 | 负模8 | 负模9 |
| 实施例4的微针母模 | 负模10 | 负模11 | 负模12 |
| 实施例5的微针母模 | 负模13 | 负模14 | 负模15 |
| 实施例6的微针母模 | 负模16 | 负模17 | 负模18 |
| 对比例1的微针母模 | 负模19 | 负模20 | 负模21 |
测试方法：
表面光滑度：光学显微镜下人工寻找所得PDMS模具任意1mm x 1mm区域(包含2x2微针阵列)内针体凹陷部分内可见的凹陷或突出并计数，更换模具后重复上述步骤。
粘附情况：刮取并称量倒模后微针母模含针面上粘附的残余PDMS。
测试结果：
从上述测试结果可以看出，当采用本申请的方法处理微针母模，在制备PDMS负模过程中，能够显著降低PDMS负模粘附和不固化情况的发生；从而提高生产PDMS负模的成功率，从而降低微针的制作成本，同时提升所制作的微针母模的表面光滑度和高深宽比针尖结构的精密程度，以实现制得的微针具有高效皮肤穿透效果；其中，表面光滑度高，凹陷或突出个数非常少；且微针母模上粘附的残余PDMS少；
从负模1-18的测试结果可以看出，实施例1-6经过表面氟化处理的微针母模采用PDMS1翻模得到的负模1、负模4、负模7、负模10、负模13以及负模16的表面光滑度高，微针母模上粘附的残余PDMS小于8.1mg，综合效果优于采用PDMS2和PDMS3翻模得到的负模；再结合负模19-21的测试结果可以看出，未经过处理的微针母模，翻模得到的负模表面光滑度低，凹陷或突出个数较多，PDMS粘附情况较为严重。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种微针母模表面氟化方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：将微针母模浸入乙醇溶液中，超声清洗8-12min；
S2：将清洗后的微针母模采用紫外光照射1-3min；
S3：将照射后的微针母模置于70-80℃下，加热3-5h后冷却至室温；
S4：将S3处理后的微针母模置于烘箱中，70-80℃下，加热20-40min；
S5：使S4加热后的微针母模表面形成氟化分子层。
2.根据权利要求1所述的微针母模表面氟化方法，其特征在于：
所述S1步骤中，所述乙醇溶液的浓度为90-95％。
3.根据权利要求1所述的微针母模表面氟化方法，其特征在于：
所述S2步骤中，所述紫外光的波长为400-410nm。
4.根据权利要求1所述的微针母模表面氟化方法，其特征在于：
所述S5：使S4加热后的微针母模表面形成氟化分子层，具体包括：
将S4加热后的微针母模的针体及微针母模的背板上半部分浸入8-12μL三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷，超声10-30s后放入真空箱中，将真空箱抽真空并保持20-40min；使微针母模表面形成氟化分子层。
5.根据权利要求4所述的微针母模表面氟化方法，其特征在于：
所述将真空箱抽真空并保持20-40min，真空度为0.08-0.1MPa。
6.根据权利要求1所述的微针母模表面氟化方法，其特征在于：
所述S5：使S4加热后的微针母模表面形成氟化分子层，具体包括：
将S4加热后的微针母模表面喷2-4次氟化剂，将表面喷有氟化剂的微针母模置于70-80℃烘箱内加热，使微针母模表面形成氟化分子层。
7.根据权利要求6所述的微针母模表面氟化方法，其特征在于：
所述将表面喷有氟化剂的微针母模置于70-80℃烘箱内加热，加热时间为20-40min。
8.根据权利要求6所述的微针母模表面氟化方法，其特征在于：
所述将S4加热后的微针母模表面喷2-4次氟化剂，所述氟化剂为含氟环氧树脂脱模剂。
9.根据权利要求1所述的微针母模表面氟化方法，其特征在于：所述S1步骤中，超声功率为100W。
10.权利要求1-9任一项所述的微针母模表面氟化方法在PDMS负模脱模中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202311571786.8A CN117660949A (zh) | 2023-11-22 | 2023-11-22 | 一种微针母模表面氟化方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202311571786.8A CN117660949A (zh) | 2023-11-22 | 2023-11-22 | 一种微针母模表面氟化方法及其应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN117660949A true CN117660949A (zh) | 2024-03-08 |
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Family Applications (1)
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| CN202311571786.8A Pending CN117660949A (zh) | 2023-11-22 | 2023-11-22 | 一种微针母模表面氟化方法及其应用 |
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2023
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