EP4221805A1 - Method for producing a mould element for producing micro-arrays, and mould element - Google Patents

Method for producing a mould element for producing micro-arrays, and mould element

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EP4221805A1
EP4221805A1 EP21772998.7A EP21772998A EP4221805A1 EP 4221805 A1 EP4221805 A1 EP 4221805A1 EP 21772998 A EP21772998 A EP 21772998A EP 4221805 A1 EP4221805 A1 EP 4221805A1
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EP
European Patent Office
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depressions
base element
shaped element
shaped
underside
Prior art date
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Pending
Application number
EP21772998.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Kulik
Olga GRÜNWALD
Philip Roos
Nikolaj TISSIN
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LTS Lohmann Therapie Systeme AG
Original Assignee
LTS Lohmann Therapie Systeme AG
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B29L2031/753—Medical equipment; Accessories therefor
    • B29L2031/7544—Injection needles, syringes

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a shaped element for the production of microarrays. Furthermore, the invention relates to a shaped element for the production of microarrays, produced in particular with the method according to the invention.
  • Microarrays have a large number of microneedles, which are usually arranged in or connected to a carrier element, such as in a patch, a plaster or the like. Microarrays have a large number of microneedles, the length of which is dimensioned such that when they are pressed into the skin of a patient, they penetrate the skin only far enough so that nerves and vessels are not touched by the needle tips as far as possible.
  • the needles contain an active substance, for example a drug.
  • the corresponding active substance can be applied to an upper side of the needle or can be arranged in the needles.
  • the needles or parts of the needles are made of a material that dissolves in the patient's skin.
  • Microarrays are produced, for example, with the aid of silicone molds which have a large number of depressions. To fill the depressions, a liquid containing the active ingredient is usually applied to the top of the silicone matrix. After the liquid has dried, another liquid is applied if necessary. The carrier element is applied to the underside of the material placed in the silicone matrix, the microneedles are removed from the silicone matrix and then packaged.
  • the production of the silicone matrices is very complicated and expensive.
  • the object of the invention is to create a method for producing a shaped element for the production of microarrays, which is inexpensive and preferably suitable for the production of large quantities. Furthermore, it is the object of the invention to create a corresponding shaped element.
  • the object is achieved according to the invention by a method according to claim 1 or a shaped element according to claim 12.
  • a flat base element is first provided.
  • the base element is a film with a thickness of preferably 0.5-2 mm, particularly preferably 0.5-1.5 mm.
  • Indentations are then introduced into the base element, which is in particular designed as a film, starting from an upper side of the base element.
  • a speaking material can later be introduced into these depressions to form the microneedles.
  • the depressions are opened on an underside of the base element opposite the top. The indentations are thus open both at the top and at the bottom of the base element.
  • the indentations are produced by embossing with the aid of an embossing element which has elevations which are complementary to the indentations.
  • the indentations can be embossed into the base element from the upper side of the base element.
  • the embossing element can be a flat, be designed as an embossing board element, on the top of which the corresponding embossing elevations are provided. It is particularly preferred to use an embossing roller as the embossing element. This has the considerable advantage that it is possible to produce the corresponding indentations in a continuous process. This is particularly advantageous when the base element is designed as a film.
  • the depressions are preferably opened by heating the base element. It is preferred here that the indentations on the underside are opened by melting. Alternatively, piercing could also take place, with the quality being significantly higher due to the very small dimensions due to the heating or melting that is preferred according to the invention.
  • the depression is opened by laser beams.
  • a laser beam would be directed onto the base element for each indentation.
  • the laser beam can also be directed onto the underside of the base element, so that the depression is opened from the underside. If necessary, these two method steps can be combined with one another to open the depression.
  • a laser source can be deflected via mirrors in order to produce a large number of openings on the base element.
  • the invention relates to a shaped element for the production of microarrays. It is particularly preferred that the molded element according to the invention is formed using the manufacturing method described above and the preferred developments of this manufacturing method.
  • the shaped element according to the invention has a flat base element.
  • the base element is preferably in the form of a film which preferably has a thickness in the range from 0.5 to 2 mm, in particular from 0.5 to 1.5 mm.
  • TPU, PC, PETG are particularly well suited as film material.
  • Indentations are arranged in the base element and extend from an upper side of the base element in the direction of an underside of the base element.
  • the indentations are preferably embossed indentations.
  • each of the depressions has an opening.
  • the opening is provided on the underside of the base member.
  • Each recess thus has two opposite openings.
  • the cross section of the indentations preferably tapers, starting from the top side of the base element in the direction of the bottom side.
  • the indentations are conical or frustoconical.
  • a configuration of the depressions in the shape of a pyramid or truncated pyramid is particularly preferred.
  • the pyramid-shaped indentation preferably has a square cross-section.
  • the indentations are preferably symmetrical in the longitudinal direction, so that the opening provided on the underside is arranged centrally in relation to a base area of the indentation.
  • Each individual indentation preferably has a cross-sectional area of 0.04 mm 2 to 0.16 mm 2 , in particular 0.04 to 0.08 mm 2 , on the upper side.
  • the depressions themselves preferably have a depth of 600 ⁇ m to 1500 ⁇ m, in particular from 600 m to 1000 m.
  • the base element which is designed in particular as a film, has a thickness that is greater than the depth of the depressions.
  • the thickness of the foil is preferably 200 ⁇ m-500 ⁇ m thicker than the depth of the depressions.
  • the base element has a thickness of 800 ⁇ m-2 mm.
  • the openings on the underside of the base element are preferably lasered openings, ie openings produced by laser beams.
  • the base element has, in particular, a material structure modified by laser beams.
  • the base element preferably has at least partially melted material in the region of the openings on the underside of the base element.
  • the openings on the underside of the base element preferably have a diameter of ⁇ 40 ⁇ m, in particular ⁇ 10 ⁇ m.
  • the depressions preferably have a small spacing or a high density.
  • 49-625 depressions are provided per square centimeter in a particularly regular arrangement.
  • An arrangement of depressions, for example in rows, is also provided, with the adjacent rows being arranged in a staggered manner.
  • Figure 1 shows a schematic side view of a base element together with an embossing roller
  • FIG. 2 shows a schematic side view of the embossed base element together with a laser device
  • FIG. 3 shows a schematic enlarged side view of a depression produced by the method according to the invention.
  • a base element 10 in the form of a film is moved from left to right in the direction of arrow 12 in FIG.
  • an embossing roller 18 is provided, which rotates counterclockwise in the direction of an arrow 20 in the exemplary embodiment.
  • a multiplicity of elevations 22 are provided on an outside of the embossing roller 18 , the elevations 22 being distributed regularly over the entire outside of the embossing roller 20 .
  • the cross section of the elevations 22 corresponds to the cross section of the depressions 14.
  • the elevations 22 are in particular pyramid-shaped and preferably have a square cross section.
  • the height of the elevations 22 and thus the depth of the depressions is somewhat less than the thickness of the film 10.
  • the film 10 is thus closed on an underside 24 even after the depressions 14 have been produced by the embossing process.
  • openings 26 are produced on the underside 24 of the film 10, with the openings 26 being arranged centrally or centrally in relation to the depressions 14.
  • the openings 26 are produced with the aid of a laser device 28, while the embossed film 10 is moved to the right in the direction of an arrow 30, in particular step by step in FIG.
  • the laser device 28 generates a multiplicity of laser beams 32 which are each directed onto a tip of the depression 14 .
  • the openings 26 are produced by the laser beams 32 .
  • a shaped element 34 produced in particular with the aid of the method according to the invention has a multiplicity of indentations 14 . These are designed in such a way that, starting from the upper side 16 of the base element, they taper in the direction of the lower side 24 .
  • the depressions 14 each have a pyramid-shaped cross-section with, in particular, a square base.
  • a diameter of the openings 26 produced by a laser is preferably ⁇ 40 ⁇ m and preferably ⁇ 10 ⁇ m.

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Abstract

The invention relates to a method for producing a mould element for producing micro-arrays. First, a planar base element (10), in particular in the form of a film, is provided. Recesses (14) are made in, in particular embossed into, an upper face (16) of the element (10). The recesses are opened on a lower face (14) of the base element (10) in particular by using laser radiation. The invention also relates in particular to a mould element produced by means of this method, which mould element has recesses (14) like the base element (10). Each of the recesses (14) has openings (26) in the lower face (24) of the base element (10).

Description

Verfahren zur Herstellung eines Formelements für die Herstellung von Mikroarravs sowie Formelement Process for producing a shaped element for the production of microarravs and shaped element
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formelements für die Herstellung von Mikroarrays. Ferner betrifft die Erfindung ein insbesondere mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Formelement für die Herstellung von Mikroarrays. The invention relates to a method for producing a shaped element for the production of microarrays. Furthermore, the invention relates to a shaped element for the production of microarrays, produced in particular with the method according to the invention.
Mikroarrays weisen eine Vielzahl von Mikronadeln auf, die üblicherweise in einem Trägerelement, wie in einem Patch, einem Pflaster oder dergleichen angeordnet bzw. mit diesem verbunden sind. Mikroarrays weisen eine hohe Anzahl von Mikronadeln auf, deren Länge so bemessen ist, dass sie beim Eindrücken in die Haut eines Patienten nur so weit in die Haut eindringen, dass Nerven und Gefäße möglichst nicht von den Nadelspitzen berührt werden. Die Nadeln weisen einen Wirkstoff, beispielsweise ein Medikament, auf. Der entsprechende Wirkstoff kann an einer Oberseite der Nadel aufgebracht sein oder in den Nadeln angeordnet sein. Bei in den Nadeln angeordnetem Wirkstoff sind die Nadeln oder Bestandteile der Nadeln aus einem sich in der Patientenhaut auflösenden Material hergestellt. Microarrays have a large number of microneedles, which are usually arranged in or connected to a carrier element, such as in a patch, a plaster or the like. Microarrays have a large number of microneedles, the length of which is dimensioned such that when they are pressed into the skin of a patient, they penetrate the skin only far enough so that nerves and vessels are not touched by the needle tips as far as possible. The needles contain an active substance, for example a drug. The corresponding active substance can be applied to an upper side of the needle or can be arranged in the needles. When the agent is placed in the needles, the needles or parts of the needles are made of a material that dissolves in the patient's skin.
Die Herstellung von Mikroarrays erfolgt beispielsweise mit Hilfe von Silikonformen, die eine Vielzahl von Vertiefungen aufweisen. Zum Befüllen der Vertiefungen wird üblicherweise eine mit dem Wirkstoff versehene Flüssigkeit auf die Oberseite der Silikonmatrize aufgebracht. Nach dem Trocknen der Flüssigkeit wird ggf. eine weitere Flüssigkeit aufgebracht. Auf der Unterseite des in die Silikonmatrize eingebrachten Materials wird das Trägerelement aufgebracht, die Mikronadeln werden aus der Silikonmatrize entfernt und anschließend verpackt. Die Herstellung der Silikonmatrizen ist sehr aufwendig und kostenintensiv. Microarrays are produced, for example, with the aid of silicone molds which have a large number of depressions. To fill the depressions, a liquid containing the active ingredient is usually applied to the top of the silicone matrix. After the liquid has dried, another liquid is applied if necessary. The carrier element is applied to the underside of the material placed in the silicone matrix, the microneedles are removed from the silicone matrix and then packaged. The production of the silicone matrices is very complicated and expensive.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Formelements für die Herstellung von Mikroarrays zu schaffen, das kostengünstig und vorzugsweise für die Herstellung hoher Stückzahlen geeignet ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Formelement zu schaffen. The object of the invention is to create a method for producing a shaped element for the production of microarrays, which is inexpensive and preferably suitable for the production of large quantities. Furthermore, it is the object of the invention to create a corresponding shaped element.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. ein Formelement gemäß Anspruch 12. The object is achieved according to the invention by a method according to claim 1 or a shaped element according to claim 12.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Formelements für die Herstellung von Mikroarrays wird zunächst ein flächiges Basiselement bereitgestellt. Insbesondere handelt es sich bei dem Basiselement um eine Folie mit einer Dicke von vorzugsweise 0,5 - 2 mm, besonders bevorzugt von 0,5 - 1,5 mm. In das insbesondere als Folie ausgebildete Basiselement erfolgt sodann ein Einbringen von Vertiefungen ausgehend von einer Oberseite des Basiselements. In diese Vertiefungen kann später zur Ausbildung der Mikronadeln ein sprechendes Material eingebracht werden. Erfindungsgemäß erfolgt im nächsten Schritt ein Öffnen der Vertiefungen an einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite des Basiselements. Die Vertiefungen sind somit sowohl an der Oberseite als auch an der Unterwelt des Basiselements offen. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass beim Befüllen der Vertiefungen mit Material von der Oberseite Luft aus den an der Unterseite vorgesehenen Öffnungen entweichen kann und somit die Ausgestaltung der Mikronadeln sehr präzise ist. Insbesondere ist hierdurch die Gefahr des Bildens von Luftblasen innerhalb der Vertiefung verringert. In the method for producing a shaped element for the production of microarrays, a flat base element is first provided. In particular, the base element is a film with a thickness of preferably 0.5-2 mm, particularly preferably 0.5-1.5 mm. Indentations are then introduced into the base element, which is in particular designed as a film, starting from an upper side of the base element. A speaking material can later be introduced into these depressions to form the microneedles. According to the invention, in the next step, the depressions are opened on an underside of the base element opposite the top. The indentations are thus open both at the top and at the bottom of the base element. This has the advantage, for example, that when the depressions are filled with material from the top, air can escape from the openings provided on the bottom, and the design of the microneedles is therefore very precise. In particular, this reduces the risk of air bubbles forming within the depression.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Erzeugen der Vertiefungen durch Einprägen mit Hilfe eines Prägeelements, das zu den Vertiefungen komplementäre Erhebungen aufweist. Hierbei können die Vertiefungen von der Oberseite des Basiselements in das Basiselement eingeprägt werden. Hierbei kann das Prägeelement ein flaches, als Prägebrett ausgebildetes Element sein, an dessen Oberseite die entsprechenden Präge-Erhebungen vorgesehen sind. Besonders bevorzugt ist es, als Prägeelement eine Prägewalze zu verwenden. Dies hat den erheblichen Vorteil, dass es möglich ist, die entsprechenden Vertiefungen in einem kontinuierlichen Prozess herzustellen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Basiselement als Folie ausgebildet ist. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the indentations are produced by embossing with the aid of an embossing element which has elevations which are complementary to the indentations. In this case, the indentations can be embossed into the base element from the upper side of the base element. Here, the embossing element can be a flat, be designed as an embossing board element, on the top of which the corresponding embossing elevations are provided. It is particularly preferred to use an embossing roller as the embossing element. This has the considerable advantage that it is possible to produce the corresponding indentations in a continuous process. This is particularly advantageous when the base element is designed as a film.
Das Öffnen der Vertiefungen, insbesondere sämtlicher Vertiefungen, erfolgt vorzugsweise durch Erwärmen des Basiselements. Bevorzugt ist es hierbei, dass die Vertiefungen an der Unterseite durch Aufschmelzen geöffnet werden. Alternativ könnte auch ein Aufstechen erfolgen, wobei durch das erfindungsgemäß bevorzugte Erwärmen oder Aufschmelzen die Qualität auf Grund der sehr geringen Abmessungen deutlich höher ist. The depressions, in particular all depressions, are preferably opened by heating the base element. It is preferred here that the indentations on the underside are opened by melting. Alternatively, piercing could also take place, with the quality being significantly higher due to the very small dimensions due to the heating or melting that is preferred according to the invention.
Besonders bevorzugt ist es, dass das Öffnen der Vertiefung durch Laserstrahlen erfolgt. Insbesondere würde je Vertiefung ein Laserstrahl auf das Basiselement richtet. Hierbei ist es möglich, den Laserstrahl von der Oberseite in die Vertiefung zu richten und somit die entsprechende Öffnung in Richtung der Unterseite zu erzeugen. Alternativ kann der Laserstrahl auch auf die Unterseite des Basiselements gerichtet werden, so dass die Öffnung der Vertiefung von der Unterseite erfolgt. Gegebenenfalls können diese beiden Verfahrensschritte zum Öffnen der Vertiefung miteinander kombiniert werden. It is particularly preferred that the depression is opened by laser beams. In particular, a laser beam would be directed onto the base element for each indentation. Here it is possible to direct the laser beam from the top into the recess and thus to generate the corresponding opening in the direction of the underside. Alternatively, the laser beam can also be directed onto the underside of the base element, so that the depression is opened from the underside. If necessary, these two method steps can be combined with one another to open the depression.
Besonders bevorzugt ist es, dass eine Laserquelle über Spiegel umgelenkt werden kann, um eine Vielzahl von Öffnungen auf dem Basiselement zu erzeugen. It is particularly preferred that a laser source can be deflected via mirrors in order to produce a large number of openings on the base element.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können somit sehr präzise, insbesondere bei der Verwendung einer Folie, bei der die Vertiefungen durch Laserstrahlen geöffnet werden, in einem kontinuierlichen Verfahren kostengünstig eine hohe Anzahl von Formelementen für die Herstellung von Mikroarrays hergestellt werden. Ferner betrifft die Erfindung ein Formelement für die Herstellung von Mikroarrays. Besonders bevorzugt ist es, dass das erfindungsgemäße Formelement mit dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren und den bevorzugten Weiterbildungen dieses Herstellungsverfahrens ausgebildet ist. With the aid of the method according to the invention, a large number of shaped elements for the production of microarrays can thus be produced very precisely, particularly when using a film in which the depressions are opened by laser beams, in a continuous process. Furthermore, the invention relates to a shaped element for the production of microarrays. It is particularly preferred that the molded element according to the invention is formed using the manufacturing method described above and the preferred developments of this manufacturing method.
Das erfindungsgemäße Formelement weist ein flächiges Basiselement auf. Das Basiselement ist vorzugsweise, wie vorstehend beschrieben, als Folie ausgebildet, die vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,5 - 2 mm, insbesondere von 0,5 - 1,5 mm, aufweist. Als Folienmaterial ist besonders gut geeignet TPU, PC, PETG. The shaped element according to the invention has a flat base element. As described above, the base element is preferably in the form of a film which preferably has a thickness in the range from 0.5 to 2 mm, in particular from 0.5 to 1.5 mm. TPU, PC, PETG are particularly well suited as film material.
In dem Basiselement sind Vertiefungen angeordnet, die sich von einer Oberseite des Basiselements in Richtung einer Unterseite des Basiselements erstrecken. Vorzugsweise handelt es sich bei den Vertiefungen um eingeprägte Vertiefungen. Erfindungsgemäß weist jede der Vertiefungen eine Öffnung auf. Die Öffnung ist an der Unterseite des Basiselements vorgesehen. Jede Vertiefung weist somit zwei einander gegenüberliegende Öffnungen auf. Indentations are arranged in the base element and extend from an upper side of the base element in the direction of an underside of the base element. The indentations are preferably embossed indentations. According to the invention, each of the depressions has an opening. The opening is provided on the underside of the base member. Each recess thus has two opposite openings.
Der Querschnitt der Vertiefungen verjüngt sich vorzugsweise ausgehend von der Oberseite des Basiselements in Richtung der Unterseite. Insbesondere sind die Vertiefungen kegel- oder kegelstumpfförmig. Besonders bevorzugt ist eine Pyramiden- oder pyramidenstumpfförmige Ausgestaltung der Vertiefungen. Vorzugsweise weist die pyramidenförmig ausgestaltete Vertiefung einen quadratischen Querschnitt auf. Vorzugsweise sind die Vertiefungen in Längsrichtung symmetrisch, so dass die an der Unterseite vorgesehene Öffnung in Bezug auf eine Grundfläche der Vertiefung mittig angeordnet ist. The cross section of the indentations preferably tapers, starting from the top side of the base element in the direction of the bottom side. In particular, the indentations are conical or frustoconical. A configuration of the depressions in the shape of a pyramid or truncated pyramid is particularly preferred. The pyramid-shaped indentation preferably has a square cross-section. The indentations are preferably symmetrical in the longitudinal direction, so that the opening provided on the underside is arranged centrally in relation to a base area of the indentation.
Vorzugsweise weist jede einzelne Vertiefung an der Oberseite eine Querschnittsfläche von 0,04 mm2 - 0,16 mm2, insbesondere von 0,04 - 0,08 mm2, auf. Die Vertiefungen selbst weisen vorzugsweise eine Tiefe von 600 pm bis 1500 pm, insbesondere von 600 m bis 1000 m, auf. Each individual indentation preferably has a cross-sectional area of 0.04 mm 2 to 0.16 mm 2 , in particular 0.04 to 0.08 mm 2 , on the upper side. The depressions themselves preferably have a depth of 600 μm to 1500 μm, in particular from 600 m to 1000 m.
Das insbesondere als Folie ausgebildete Basiselement weist eine Dicke auf, die größer ist als die Tiefe der Vertiefungen. Vorzugsweise ist die Dicke der Folie 200 |jm - 500 pm dicker als die Tiefe der Vertiefungen. Insbesondere weist das Basiselement eine Dicke von 800 pm - 2 mm auf. The base element, which is designed in particular as a film, has a thickness that is greater than the depth of the depressions. The thickness of the foil is preferably 200 μm-500 μm thicker than the depth of the depressions. In particular, the base element has a thickness of 800 μm-2 mm.
Bevorzugt handelt es sich bei den Öffnungen an der Unterseite des Basiselements um gelaserte Öffnungen, also um durch Laserstrahlen erzeugte Öffnungen. Somit weist das Basiselement im Bereich der Öffnungen an der Unterseite des Basiselements insbesondere ein durch Laserstrahlen verändertes Materialgefüge auf. Vorzugsweise weist das Basiselement im Bereich der Öffnungen an der Unterseite des Basiselements zumindest teilweise geschmolzenes Material auf. The openings on the underside of the base element are preferably lasered openings, ie openings produced by laser beams. Thus, in the region of the openings on the underside of the base element, the base element has, in particular, a material structure modified by laser beams. The base element preferably has at least partially melted material in the region of the openings on the underside of the base element.
Die Öffnungen an der Unterseite des Basiselements weisen vorzugsweise einen Durchmesser von < 40 pm, insbesondere < 10 pm, auf. The openings on the underside of the base element preferably have a diameter of <40 μm, in particular <10 μm.
Vorzugsweise weisen die Vertiefungen einen geringen Abstand bzw. eine hohe Dichte auf. Insbesondere sind pro Quadratzentimeter 49 - 625 Vertiefungen bei einer insbesondere regelmäßigen Anordnung vorgesehen. Ebenso ist eine Anordnung von Vertiefungen beispielsweise in Reihen vorgesehen, wobei die benachbarten Reihen jeweils auf Lücke angeordnet sind. The depressions preferably have a small spacing or a high density. In particular, 49-625 depressions are provided per square centimeter in a particularly regular arrangement. An arrangement of depressions, for example in rows, is also provided, with the adjacent rows being arranged in a staggered manner.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Größenverhältnisse sind in besonders bevorzugter Ausführungsform durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt, so dass die entsprechenden Merkmale in besonders bevorzugter Ausführungsform einzeln oder in Kombination auch die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens definieren können. Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. The preferred size ratios described above are produced in a particularly preferred embodiment by the method described above, so that the corresponding features in a particularly preferred embodiment can also define the preferred embodiment of the method individually or in combination. The invention is explained in more detail below on the basis of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Basiselements zusammen mit einer Prägewalze, Figure 1 shows a schematic side view of a base element together with an embossing roller,
Figur 2 eine schematische Seitenansicht des geprägten Basiselements zusammen einer Lasereinrichtung und FIG. 2 shows a schematic side view of the embossed base element together with a laser device and
Figur 3 eine schematische vergrößerte Seitenansicht einer durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Vertiefung. FIG. 3 shows a schematic enlarged side view of a depression produced by the method according to the invention.
Zur Herstellung eines Formelements mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Basiselement 10 in Form einer Folie in Figur 1 von links nach rechts in Richtung des Pfeils 12 bewegt. Zur Erzeugung von Vertiefungen 14 in einer Oberseite 16 des Basiselements 10 ist eine Prägewalze 18 vorgesehen, die sich in Richtung eines Pfeils 20 im Ausführungsbeispiel entgegen des Uhrzeigersinns dreht. An einer Außenseite der Prägewalze 18 ist eine Vielzahl von Erhebungen 22 vorgesehen, wobei die Erhebungen 22 regelmäßig über die gesamte Außenseite der Prägewalze 20 verteilt angeordnet sind. Der Querschnitt der Erhebungen 22 entspricht dem Querschnitt der Vertiefungen 14. Die Erhebungen 22 sind insbesondere pyramidenförmig ausgebildet und weisen einen vorzugsweise quadratischen Querschnitt auf. To produce a shaped element using the method according to the invention, a base element 10 in the form of a film is moved from left to right in the direction of arrow 12 in FIG. To produce depressions 14 in a top side 16 of the base element 10, an embossing roller 18 is provided, which rotates counterclockwise in the direction of an arrow 20 in the exemplary embodiment. A multiplicity of elevations 22 are provided on an outside of the embossing roller 18 , the elevations 22 being distributed regularly over the entire outside of the embossing roller 20 . The cross section of the elevations 22 corresponds to the cross section of the depressions 14. The elevations 22 are in particular pyramid-shaped and preferably have a square cross section.
Die Höhe der Erhebungen 22 und somit die Tiefe der Vertiefungen ist etwas geringer als die Dicke der Folie 10. Die Folie 10 ist somit an einer Unterseite 24 auch nach dem Erzeugen der Vertiefungen 14 durch den Prägevorgang verschlossen. In einem nächsten Verfahrensschritt erfolgt das Herstellen von Öffnungen 26 an der Unterseite 24 der Folie 10, wobei die Öffnungen 26 zentral bzw. mittig auf die Vertiefungen 14 bezogen angeordnet sind. Die Öffnungen 26 werden mit Hilfe einer Lasereinrichtung 28 erzeugt, während die geprägte Folie 10 insbesondere schrittweise in Figur 2 nach rechts in Richtung eines Pfeils 30 bewegt wird. Die Laservorrichtung 28 erzeugt insbesondere eine Vielzahl von Laserstrahlen 32, die jeweils auf eine Spitze der Vertiefung 14 gerichtet sind. Durch die Laserstrahlen 32 werden die Öffnungen 26 erzeugt. The height of the elevations 22 and thus the depth of the depressions is somewhat less than the thickness of the film 10. The film 10 is thus closed on an underside 24 even after the depressions 14 have been produced by the embossing process. In a next method step, openings 26 are produced on the underside 24 of the film 10, with the openings 26 being arranged centrally or centrally in relation to the depressions 14. The openings 26 are produced with the aid of a laser device 28, while the embossed film 10 is moved to the right in the direction of an arrow 30, in particular step by step in FIG. In particular, the laser device 28 generates a multiplicity of laser beams 32 which are each directed onto a tip of the depression 14 . The openings 26 are produced by the laser beams 32 .
Ein insbesondere mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes Formelement 34 weist eine Vielzahl von Vertiefungen 14 auf. Diese sind derart ausgebildet, dass sie sich ausgehend von der Oberseite 16 des Basiselements in Richtung der Unterseite 24 verjüngen. Die Vertiefungen 14 weisen jeweils einen pyramidenförmigen Querschnitt mit insbesondere quadratischer Grundfläche auf. A shaped element 34 produced in particular with the aid of the method according to the invention has a multiplicity of indentations 14 . These are designed in such a way that, starting from the upper side 16 of the base element, they taper in the direction of the lower side 24 . The depressions 14 each have a pyramid-shaped cross-section with, in particular, a square base.
Eine Seitenlänge a der quadratischen Grundfläche der pyramidenförmigen Vertiefung 14 weist Abmessungen von a = 200 - 400 pm auf. Die Tiefe der Vertiefungen 14 beträgt t = 600 pm - 1500 pm. Ein Durchmesser der durch einen Laser hergestellten Öffnungen 26 ist vorzugsweise < 40 pm und vorzugsweise < 10 pm. Die Gesamtfoliendicke T beträgt T = 800 pm - 2 mm. A side length a of the square base of the pyramid-shaped depression 14 has dimensions of a=200-400 μm. The depth of the depressions 14 is t=600 μm-1500 μm. A diameter of the openings 26 produced by a laser is preferably <40 μm and preferably <10 μm. The total film thickness T is T = 800 pm - 2 mm.

Claims

8 Patentansprüche 8 patent claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Formelements für die Herstellung von Mikroarrays, mit den Schritten: 1. A method for producing a shaped element for the production of microarrays, with the steps:
Bereitstellen eines flächigen Basiselements (10), providing a flat base element (10),
Einbringen von Vertiefungen (14) in das Basiselement (10) ausgehend von einer Oberseite (16) des Basiselements (10) und Introducing depressions (14) in the base element (10) starting from an upper side (16) of the base element (10) and
Öffnen der Vertiefungen (14) an einer der Oberseite (16) gegenüberliegenden Unterseite (24). Opening of the depressions (14) on an underside (24) opposite the top (16).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (10) als Folie mit einer Dicke von 0,5 - 2 mm, insbesondere von 0,5 - 1,5 mm, ausgebildet ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the base element (10) is designed as a film with a thickness of 0.5-2 mm, in particular 0.5-1.5 mm.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (14) durch Einprägen erzeugt werden. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the depressions (14) are produced by embossing.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (14) unter Verwendung einer Prägewalze (18) mit einer Vielzahl zu den Vertiefungen (14) komplementären Erhebungen (22) hergestellt werden. 4. The method according to claim 3, characterized in that the depressions (14) are produced using an embossing roller (18) with a multiplicity of elevations (22) complementary to the depressions (14).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen der Vertiefungen (14) durch Erwärmen des Basiselements (10) erfolgt. 5. The method according to any one of claims 1-4, characterized in that the opening of the depressions (14) takes place by heating the base element (10).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen der Vertiefungen (14) durch Erwärmen oder Aufschmelzen des 9 6. The method according to any one of claims 1-5, characterized in that the opening of the depressions (14) by heating or melting of 9
Basiselements (10) erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen der Vertiefungen (14) mittels Laserstrahlen erfolgt. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch kennzeichnet, dass je Vertiefung (14) ein Laserstrahl (32) auf das Basiselement (10) gerichtet wird. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen (32) von der Oberseite (16) in die Vertiefungen gerichtet werden. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen (32) auf die Unterseite (24) des Basiselements (10) gerichtet werden. Formelement für die Herstellung von Mikroarrays, das insbesondere mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 10 hergestellt wurde, mit einem flächigen Basiselement (10), in dem Basiselement (10) angeordneten, insbesondere eingeprägten Vertiefungen (14), die sich von einer Oberseite (16) in Richtung einer Unterseite (24) erstrecken, wobei insbesondere jede Vertiefung (14) eine an der Unterseite (24) des Basiselements (10) vorgesehene Öffnung (26) aufweist. Formelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (10) als Folie mit einer Dicke von 0,5 - 2 mm, insbesondere von 0,5 - 1,5 mm, ausgebildet ist. 10 Formelement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (10) TPU, PC, PETG aufweist. Formelement nach einem der Ansprüche 11 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnitte der Vertiefungen (14) ausgehend von der Oberseite (16) in Richtung der Unterseite (24) des Basiselements (10) verjüngen. Formelement nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (14) pyramidenförmig mit insbesondere quadratischem Querschnitt sind. Formelement nach einem der Ansprüche 11 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (14) an der Oberseite (16) eine Querschnittsfläche von 0,04 mm2 - 0,16 mm2, insbesondere von 0,04 mm2 - 0,08 mm2, aufweisen. Formelement nach einem der Ansprüche 11 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (14) eine Tiefe von 600 pm bis 1500 pm, insbesondere von 600 pm bis 1000 pm, aufweisen. Formelement nach einem der Ansprüche 11 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (10) eine Dicke aufweist, die 200 pm - 500 pm dicker ist als die Tiefe der Vertiefungen (14). Formelement nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (10) eine Dicke von 800 pm bis 2 mm aufweist. Formelement nach einem der Ansprüche 11 - 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen gelaserte Öffnungen sind. - 11 - Formelement nach einem der Ansprüche 11 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen einen Durchmesser von < 40 pm, insbesondere von < 10 pm, aufweisen. Base element (10) takes place. Method according to one of Claims 1 - 6, characterized in that the depressions (14) are opened by means of laser beams. Method according to Claim 7, characterized in that a laser beam (32) is directed onto the base element (10) for each depression (14). Method according to Claim 8, characterized in that the laser beams (32) are directed into the depressions from the top (16). Method according to Claim 8, characterized in that the laser beams (32) are directed onto the underside (24) of the base element (10). Shaped element for the production of microarrays, which was produced in particular by means of the method according to one of Claims 1 - 10, with a flat base element (10), in the base element (10) arranged, in particular embossed, depressions (14) which extend from an upper side (16) in the direction of an underside (24), each recess (14) in particular having an opening (26) provided on the underside (24) of the base element (10). Shaped element according to Claim 11, characterized in that the base element (10) is designed as a film with a thickness of 0.5 - 2 mm, in particular 0.5 - 1.5 mm. 10 Shaped element according to claim 11 or 12, characterized in that the base element (10) has TPU, PC, PETG. Shaped element according to one of Claims 11 - 13, characterized in that the cross sections of the depressions (14) taper starting from the upper side (16) in the direction of the underside (24) of the base element (10). Shaped element according to one of Claims 11 - 14, characterized in that the depressions (14) are pyramid-shaped with, in particular, a square cross-section. Shaped element according to one of Claims 11 - 15, characterized in that the depressions (14) on the upper side (16) have a cross-sectional area of 0.04 mm 2 - 0.16 mm 2 , in particular 0.04 mm 2 - 0.08 mm 2 . Shaped element according to one of Claims 11 - 16, characterized in that the depressions (14) have a depth of 600 μm to 1500 μm, in particular from 600 μm to 1000 μm. Shaped element according to one of Claims 11 - 17, characterized in that the base element (10) has a thickness which is 200 µm - 500 µm thicker than the depth of the depressions (14). Shaped element according to Claim 17 or 18, characterized in that the base element (10) has a thickness of 800 μm to 2 mm. Shaped element according to one of Claims 11 - 19, characterized in that the openings are lasered openings. - 11 - Shaped element according to any one of claims 11-20, characterized in that the openings have a diameter of <40 pm, in particular <10 pm.
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