CN2654137Y - 一种基于微加工技术的无痛微针阵列 - Google Patents

一种基于微加工技术的无痛微针阵列 Download PDF

Info

Publication number
CN2654137Y
CN2654137Y CN 200320107817 CN200320107817U CN2654137Y CN 2654137 Y CN2654137 Y CN 2654137Y CN 200320107817 CN200320107817 CN 200320107817 CN 200320107817 U CN200320107817 U CN 200320107817U CN 2654137 Y CN2654137 Y CN 2654137Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
micro
needle
micropin
microneedle array
pin hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 200320107817
Other languages
English (en)
Inventor
傅新
谢海波
焦峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN 200320107817 priority Critical patent/CN2654137Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN2654137Y publication Critical patent/CN2654137Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本实用新型公开了一种基于微加工技术的无痛微针阵列。它包括在底面开有槽的基板上由一组等距分布的圆锥形中空微针组成的微针阵列，微针针孔偏在针头的一侧，微针针孔与基板底面的槽相连通。本实用新型主要采用DIRE技术对硅进行刻蚀。加工出来的微针阵列，针孔深宽比高，针锋尖锐，长度适中，对皮肤的破坏性小，输送药物的效率高，并且无痛，受感染的几率较小，可大大减轻患者注射时的痛苦，带来极大的方便。

Description

一种基于微加工技术的无痛微针阵列
所属技术领域
本实用新型涉及药物控释装置，特别涉及到一种基于微加工技术的无痛微针阵列。
背景技术
药物透皮吸收的主要障碍来自人类皮肤的角质层，大约10～15μm厚。传统的注射给药，针头要穿透皮肤进入到深层组织才能有效的输送药物，但是容易引起感染和痛楚，特别对一些忌口服，剂量小，需频繁注射的药物，传统的注射给药越来越显示出其局限性。如何才能高效率的、准确的、无痛苦的将药物输送到人的体内，近年来成为国内外研究的热点。微针便是其中研究的热点之一。微针的加工是以MEMS微加工工艺为依托，采用晶体硅、聚合物、金属等作为基本材料。针头能够刺透角质层进入表皮层深处而触不到真皮层组织的神经，使患者感觉不到痛楚，而且针孔小，对皮肤的破坏程度小，减少了受感染的几率。
选择微针的材料和加工工艺是制作微针阵列的关键。目前，用于微针制作的各种材料主要包括硅，金属和PMMA聚合物，相应的阵列加工技术主要包括DRIE(Deep Reactive Ion Etching)，LIGA(德语Lithographic GalvanoformingAbforming的缩写，意思是光刻、电铸、塑铸)，DEM(非硅三维微加工新技术，其中D、E、M三个字母分别代表深层刻蚀，微电铸，微复制的英文缩写)等技术。而硅则是目前制作微针阵列的主要材料。但是由于硅易脆断，可以另外附加一些材料制成合成“硅”，来改善硅易脆断的性能。另外一些金属，由于其延展性较好和比较容易在微结构上铸模或电镀，如钯，镍等，也被用来作制造微针的材料。
发明内容
本实用新型的目的提供一种基于微加工技术的无痛微针阵列，满足微针给药的实际需要，为患者带来方便和减少痛苦。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：在底面开有槽的基板上由一组等距分布的圆锥形中空微针组成的微针阵列，微针针孔偏在针头的一侧，微针针孔与基板底面的槽相连通。
所说圆锥形中空微针的长度为100～150μm，锥底外径为50～80μm，微针针孔内径为10～40μm，微针针孔针孔长度为80～100μm，微针针间距为100～120μm。
基板的材料为硅或金属或PMMA聚合物。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益的效果是：
1、针头尖利，能够刺穿角质层，而且微针在刺透皮肤时，侧面会有压力，使微针发生扰曲而可能被折断，所以材料有足够的强度来承受这些压力；
2、具有较高的深宽比和阵列结构，因为皮肤性质的存在个体差异，而且毛细血管的分布是随机的，因此需要一定的传输面积来保证药物控释的有效性，同时采用阵列结构可以保证药物的输送效率；
3、每个针头刺破皮肤的面积要小，以减少对皮肤的破坏程度，降低受感染的几率。利用目前的微加工工艺，针头直径可以做到几十微米。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1A区域放大的剖面图；
图3是微针阵列刺入皮肤的示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型它包括：
在底面开有槽4的基板2上由一组等距分布的圆锥形中空微针1组成的微针阵列，微针针孔偏在针头的一侧，微针针孔与基板底面的槽4相连通。
所说圆锥形中空微针1的长度L为100～150μm，锥底外径D为50～80μm，微针针孔内径d为10～40μm，微针针孔针孔长度1为80～100μm，微针1针间距S为100～120μm。
本实用新型用于药物控释的一种微针阵列的加工方法：
1)对硅片进行氧化处理，生成一层二氧化硅氧化膜，然后对硅片清洗、干燥；
2)在硅片一面上甩上一层光刻胶，然后与布有针孔阵列图案的掩膜板对准，固定好，在UV光下曝光；
3)把曝过光的硅片放到显影液中浸泡，将因曝光而发生质变的光刻胶溶解掉，再用丙酮清洗掉残留在硅片上的光刻胶；
4)用氟化氢除去暴露的二氧化硅氧化膜，放到DI(didymium)水中漂洗干净；
5)用DRIE(Deep Reactive Ion Etching)刻蚀工艺来刻蚀暴露的硅晶体，精确控制DRIE刻蚀的速度和程度，即可得到深宽比较高的针孔结构；
6)在硅片的另一面再甩上一层光刻胶，然后与刻针头用的掩膜板对准，放到UV光下曝光，重复前面的操作步骤，就可以刻出排列整齐的针头阵列。
此微针阵列不是一个完整的装置，而只是药物控释装置的一个元件，起到刺破角质层、利于药物输送的功能，不仅输送效率高，而且有无痛觉，少感染的优点。具体应用时，可以在基板的背面刻出一个槽，便于药物的储存，或者作为与其他部件连接的接口，也便于封装。
如图3所示，本实用新型提供了一种满足要求的典型的微针阵列，一种圆锥形中空针头，材料选用硅，针头呈锥形，针孔偏心，保留针头可以使针比较尖利，更容易刺透皮肤，而且可以在刺入皮肤时可减少对针孔的堵塞，使药物流通更流畅。人体解剖学表明，皮肤的角质层5厚度大约在15～20μm，角质层5下表皮层6的厚度在50～100μm，但是其中不含有血管和神经。长度150μm左右的针刚好可以穿透角质层5，达到表皮内部，而刺激不到真皮层7的神经，使整个注射过程是都是无痛的。

Claims (3)

1、一种基于微加工技术的无痛微针阵列，其特征在于它包括：在底面开有槽(4)的基板(2)上由一组等距分布的圆锥形中空微针(1)组成的微针阵列，微针针孔偏在针头的一侧，微针针孔与基板底面的槽(4)相连通。
2、根据权利要求1所述的一种基于微加工技术的无痛微针阵列，其特征在于：所说圆锥形中空微针(1)的长度(L)为100～150μm，锥底外径(D)为50～80μm，微针针孔内径(d)为10～40μm，微针针孔针孔长度(1)为80～100μm，微针(1)针间距(S)为100～120μm。
3、根据权利要求1或所述的一种基于微加工技术的无痛微针阵列，其特征在于：基板(2)的材料为硅或金属或PMMA聚合物。
CN 200320107817 2003-11-04 2003-11-04 一种基于微加工技术的无痛微针阵列 Expired - Fee Related CN2654137Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200320107817 CN2654137Y (zh) 2003-11-04 2003-11-04 一种基于微加工技术的无痛微针阵列

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200320107817 CN2654137Y (zh) 2003-11-04 2003-11-04 一种基于微加工技术的无痛微针阵列

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN2654137Y true CN2654137Y (zh) 2004-11-10

Family

ID=34342362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200320107817 Expired - Fee Related CN2654137Y (zh) 2003-11-04 2003-11-04 一种基于微加工技术的无痛微针阵列

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN2654137Y (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100402107C (zh) * 2004-03-31 2008-07-16 中国科学院理化技术研究所 金属微针阵列芯片及其制备方法和用途
CN100408126C (zh) * 2004-12-13 2008-08-06 纳生微电子(苏州)有限公司 表皮针及其制作方法
CN100528091C (zh) * 2004-11-30 2009-08-19 苏州纳生微电子有限公司 美容表皮针的制备方法
CN102264429A (zh) * 2008-12-26 2011-11-30 久光制药株式会社 微针装置
CN102530848A (zh) * 2012-03-06 2012-07-04 大连理工大学 一种仿蚊子嘴空心微针阵列的制作方法
CN102026910B (zh) * 2008-03-11 2014-01-29 科学技术基金会 一体化微针阵列及其制造方法
CN103829954A (zh) * 2014-03-04 2014-06-04 中山大学 一种粘贴式空心微针阵列及其制造方法
CN102311091B (zh) * 2010-07-02 2015-11-18 罗伯特·博世有限公司 微型针装置的制造方法和相应的微型针装置及其应用
CN109475729A (zh) * 2016-07-21 2019-03-15 昂热大学 用于局部注射的可植入医疗装置
CN113209466A (zh) * 2021-05-11 2021-08-06 苏州揽芯微纳科技有限公司 一种单晶硅空心微针结构及其制作方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100402107C (zh) * 2004-03-31 2008-07-16 中国科学院理化技术研究所 金属微针阵列芯片及其制备方法和用途
CN100528091C (zh) * 2004-11-30 2009-08-19 苏州纳生微电子有限公司 美容表皮针的制备方法
CN100408126C (zh) * 2004-12-13 2008-08-06 纳生微电子(苏州)有限公司 表皮针及其制作方法
CN102026910B (zh) * 2008-03-11 2014-01-29 科学技术基金会 一体化微针阵列及其制造方法
CN102264429A (zh) * 2008-12-26 2011-11-30 久光制药株式会社 微针装置
CN102264429B (zh) * 2008-12-26 2014-01-08 久光制药株式会社 微针装置
CN102311091B (zh) * 2010-07-02 2015-11-18 罗伯特·博世有限公司 微型针装置的制造方法和相应的微型针装置及其应用
CN102530848A (zh) * 2012-03-06 2012-07-04 大连理工大学 一种仿蚊子嘴空心微针阵列的制作方法
CN103829954A (zh) * 2014-03-04 2014-06-04 中山大学 一种粘贴式空心微针阵列及其制造方法
CN103829954B (zh) * 2014-03-04 2016-01-20 中山大学 一种粘贴式空心微针阵列及其制造方法
CN109475729A (zh) * 2016-07-21 2019-03-15 昂热大学 用于局部注射的可植入医疗装置
CN113209466A (zh) * 2021-05-11 2021-08-06 苏州揽芯微纳科技有限公司 一种单晶硅空心微针结构及其制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rad et al. An overview of microneedle applications, materials, and fabrication methods
Suzuki et al. 3D laser lithographic fabrication of hollow microneedle mimicking mosquitos and its characterisation
CN2654137Y (zh) 一种基于微加工技术的无痛微针阵列
CN100998901B (zh) 多孔硅无痛注射微针阵列及其制备方法
JP4959363B2 (ja) 針状体の製造方法
JP2007190112A (ja) マイクロニードル
CA2330207C (en) Microneedle devices and methods of manufacture and use thereof
US8708966B2 (en) Microneedle devices and methods of manufacture and use thereof
US8354033B2 (en) Method for producing porous microneedles and their use
JP2010502268A (ja) 活性物質の経皮送達及びサンプリングのための高アスペクト比マイクロデバイス及びその方法
CN101342404A (zh) 用于透皮给药的异平面金属空心微针制作方法
CN1541724A (zh) 一种用于药物控释的微针阵列
CN100355470C (zh) 微型实心硅针阵列芯片及其制备方法和用途
JP2008237673A (ja) 針状体およびその製造方法
JP2008079919A (ja) 針状体および針状体の製造方法
CN1562402A (zh) 金属微针阵列芯片及其制备方法和用途
Lee Fabrication of microneedle array using inclined LIGA process
CN104587567A (zh) 一种微型空心硅针的制备方法
Suzuki et al. Ultrafine three-dimensional (3D) laser lithographic fabrication of microneedle and its application to painless insertion and blood sampling inspired by mosquito
CN105903121A (zh) 一种基于负光刻胶的高密度空心微针阵列及其制造工艺
CN104874098A (zh) 一种空心金属微针及其批量制备方法
CN100544790C (zh) 微针阵列贴片的声波进针系统
CN212308650U (zh) 一种带有凸台结构的微针
JP6581010B2 (ja) マイクロニードルアレイ
JP5173332B2 (ja) マイクロニードルおよびマイクロニードル製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee