KR20110007734A - 할로우 미세 바늘의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 미세 바늘의 제조 방법은 관통홀을 가지는 사출 금형을 형성하는 단계, 점성 물질의 감광액을 상기 사출 금형에 충진하고, 상기 관통홀을 통해 압출하는 단계, 상기 압출된 감광액을 고형화하여 바늘 형상의 감광액 구조를 형성하는 단계, 상기 감광액 구조의 표면에 시드막을 형성하는 단계, 상기 시드막 위에 금속 도금막을 형성하는 단계, 상기 금속 도금막이 형성된 상기 감광액 구조의 끝단에 경사를 형성하는 단계, 그리고 상기 금속 도금막 내부의 상기 감광액을 제거하여 할로우를 형성하는 단계를 포함한다. 따라서, 최소 통증 제어가 가능하도록 직경, 길이, 경도, 경사각을 갖는 할로우 미세 제작 바늘을 제작할 수 있으며, 혈액 등의 체내 생체 물질의 검출, 미용 및 약물 주입을 위한 장치와 결합하여 다양하게 응용될 수 있다.
할로우(Hallow), 마이크로 니들, 미세 바늘, 감광액

Description

할로우 미세 바늘의 제조 방법{The method for manufacturing hallow micro needle structures}
본 발명은 미세 바늘의 제조 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 할로우를 가지며 경사진 끝단을 포함하는 미세 바늘의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식재산부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-007-03, 과제명: 유비쿼터스 건강관리용 모듈 시스템].
바이오 미세 전기기계 소자(Bio-MEMS) 분야에서 질병의 조기 진단 및 화학 분석을 작은 칩 상에서 수행하기 위해서는 샘플의 전처리가 필요하다. 이를 위하여 최소통증의 채혈이 필요하며 이에 핵심되는 부품이 미세 바늘(마이크로니들, Micro needle)이다.
일반적으로, 바늘(Needle)은 병원에서 질병의 진단을 위한 혈액 등 바이오 분석 물질의 채취, 생체 내로의 약물(drug) 주입 또는 피부 미용 등에 다양하게 사용된다.
이에 대응하여 사용 가능한 다양한 바이오 분석 칩의 개발이 전세계적으로 활발히 진행되고 있다.
그러나 기존의 혈액 등 생체 내 물질 채취를 위해 사용되고 있는 바늘은 사용 시에 통증을 유발하며 외상을 남길 수 있어 실제 사용에 문제가 되고 있다.
따라서, 최소 통증으로 혈액 채취를 가능하게 하는 새로운 미세 바늘에 대한 개발 필요성이 전 세계적으로 증가되고 있다.
현재까지는 탐침형의 미세 사혈침(Microspike)과 고상 마이크로 니들(solid microneedle), 그리고 구멍을 포함하는 할로우 마이크로 니들(Hallow microneedle) 등이 제안되었다.
미세 바늘은 기존의 바늘과 달리 피부 관통 시에 통증이 최소화되고, 외상이 없는 것이 특징이다.
피부 관통 시에 통증 최소화를 위해서는 피부에 위치한 통점을 피할 기회를 더 많이 제공할 수 있는 바늘의 상단 직경이 매우 중요하다. 우선, 미세 바늘은 피부에서 각질층(stratum corneum, 10- 20 ㎛ 두께)을 관통해야 되는데, 이를 위해서는 어느 정도의 물질적 강도가 필요하다.
또한, 혈액 추출과 약물 전달이 효과적으로 일어나기 위해서는 모세혈이 모여있는 부분까지 도달할 수 있는 적정 길이를 갖는 것 또한 중요하다.
이와 같은 미세 바늘은 실리콘 미세 제작 공정 기술을 이용하여 고상 실리콘 미세 제작 바늘이 평면 외(out-of-plane) 형태를 갖도록 하는 기술이 제시되었다. 그러나 이러한 기술은 할로우 형태를 갖기 위해 추가적인 식각 공정을 필요로 하거나, 바늘 길이가 요구치를 충족하지 못하였다.
한편, 최근에 드로잉 방법을 통해 충분한 길이의 마이크로 니들이 제안되었으나, 수직성, 균일성 및 공정단순화 등이 보장되지 않아 문제가 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이에 본 발명에서는 피부 관통을 위한 경도와 모세혈관에 이를 수 있는 길이를 보장하면서, 바늘의 수직성과 균일성, 그리고 공정 단순화된 할로우를 가지는 미세 바늘의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 미세 바늘의 제조 방법은 관통홀을 가지는 사출 금형을 형성하는 단계, 점성 물질의 감광액을 상기 사출 금형에 충진하고, 상기 관통홀을 통해 압출하는 단계, 상기 압출된 감광액을 고형화하여 바늘 형상의 감광액 구조를 형성하는 단계, 상기 감광액 구조의 표면에 시드막을 형성하는 단계, 상기 시드막 위에 금속 도금막을 형성하는 단계, 상기 금속 도금막이 형성된 상기 감광액 구조의 끝단에 경사를 형성하는 단계, 그리고 상기 금속 도금막 내부의 상기 감광액을 제거하여 할로우를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 압출된 감광액이 기둥형의 바늘 형상을 갖도록 보조 기판을 접촉시켜 가이드하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 미세 바늘은 외경이 40 ~ 200 ㎛이고, 내경이 10 ~ 150 ㎛일 수 있다.
상기 미세 바늘은 유효 길이가 0.5 ~ 5 mm 일 수 있다.
상기 관통홀을 가지는 상기 사출 금형을 형성하는 단계는 기판에 감광막을 형성하는 단계, 상기 감광막을 노광 및 현상하여 마스크를 형성하는 단계, 상기 마스크에 따라 상기 기판에 소정 수효의 상기 관통홀을 형성하는 단계, 그리고 상기 사출 금형의 하면을 이루도록 상기 기판을 조립하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 금속 도금막이 형성된 상기 감광액 구조의 끝단에 상기 경사를 형성하는 단계는, 상기 금속 도금막을 덮도록 슬러리를 도포하는 단계, 유효 단면적을 늘리기 위하여 경사각을 주면서 상기 금속 도금막을 절삭하는 단계, 그리고 상기 슬러리를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 슬러리는 상기 금속 도금막의 내부의 상기 감광액과 동시에 제거할 수 있다.
상기 경사각은 20 내지 80도일 수 있다.
상기 관통홀에 생체 물질이 경화되지 않도록 화학 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 최소 통증 제어가 가능하도록 직경, 길이, 경도, 경사각을 갖는 할로우 미세 제작 바늘을 제작할 수 있으며, 혈액 등의 체내 생체 물질의 검출, 미용 및 약물 주입을 위한 장치와 결합하여 다양하게 응용될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기 에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하에서는 도 1을 참고하여 본 발명에 따른 미세 바늘 구조체를 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따라 제조된 미세 바늘 구조체는 원통형의 복수의 미세바늘(130)을 가지며, 각각의 미세 바늘(130)은 중앙에 중공, 즉, 할로우(hollow)(150)를 포함하고 있다.
즉, 하나의 기판(100) 위에 복수개의 미세 바늘(130)이 기판(100)에 수직하게 형성될 수 있으며, 미세 바늘(130)의 끝단은 경사를 가진다.
이러한 미세 바늘(130)은 시드 금속 위에 니켈 등의 도금이 이루어진 것으로서, 극히 작은 직경의, 예를 들어 200mm 이하의 할로우(150)를 가지며, 외경이 40 ~ 200 ㎛, 내경이 10 ~ 150 ㎛, 및 유효 길이가 0.5 ~ 5 mm를 충족할 수 있다.
이와 같은 미세 바늘(130)은 미세제작 기술로 제작된 미세한 관통홀을 포함하는 기판(100)을 통해 감광액을 주사함으로써 형성된다.
이하에서는 도 2a 내지 도 4b를 참고하여 도 1의 미세 바늘 구조체의 제조 방법을 설명한다.
도 2a 내지 도 2m은 도 1의 미세 바늘의 제조 방법을 설명하는 순서도이고, 도 3a 및 3b는 도 2h의 배열을 나타내는 구성도이고, 4a 및 도 4b는 도 2m의 배열을 나타내는 구성도이다.
먼저, 도 2a와 같이, 기판(201) 위에 식각 방지막(202)을 형성하고, 식각 방 지막(202) 위에 감광막(203)을 형성한다.
기판(201)은 실리콘과 같은 고체 기판일 수 있다.
식각 방지막(202)은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 저압 화학 증기 증착기(Low pressure chemical vapor deposition, LPCVD)를 이용하여 증착하여 형성한다.
다음으로, 도 2b와 같이, 포토 마스크(204)를 이용하여 노광 및 현상을 수행하여 도 2c와 같은 감광막(203) 패턴을 형성한다.
그 후, 감광막(203) 패턴을 마스크로 건식 식각 혹은 습식 식각을 수행함으로써 도 2d 및 도 2e와 같이 기판(201)에 관통홀(210)을 형성한다.
관통홀(210)은 20 내지 150μm의 직경을 가지며, 도 2d 및 2e와 같이, 감광막(203) 패턴을 마스크으로 식각 방지막(202)을 패터닝한 후 식각 방지막(202) 패턴을 마스크로 기판(201)을 식각하고, 잔여하는 식각 방지막(202) 패턴을 제거함으로써 형성할 수 있으며, 감광막(203) 패턴을 마스크로 식각 방지막(202)과 기판(201)을 동시에 패터닝한 후 잔여하는 식각 방지막(202) 패턴을 제거할 수도 있다.
다음으로 관통홀(210)이 형성되어 있는 기판(201)을 이용하여 도 2f와 같이 폴리머 금형 틀(206)을 형성한다.
폴리머 금형 틀(206)은 소정의 내부 공간을 가지며, 관통홀(210)이 형성되어 있는 기판(201)이 하면을 이루고, 상면이 상하로 이동가능한 기구로 형성되어 있다.
이와 같은 폴리머 금형 틀(206)의 내부 공간을 감광액(300)으로 충진하며, 이 때 사용되는 감광액(300) 물질은 그 종류에 상관없고, 점성을 가지고, 자외선 및 열에 의해 경화가 가능하며, 금속 도금 처리 후에 식각 용액에 의해 제거될 수 있는 것이어야 한다.
다음으로 상면의 기구에 아래 방향으로 압력을 가하여 이동시키면, 도 2g와 같이 충진된 감광액(300)이 하면에 위치하는 기판(201)의 관통홀(210)을 통하여 압출되어 가늘고 긴 형상을 가지며 흘러나온다.
이 때 생기는 형상의 초기 직경은 관통홀(210)의 직경에 의해 결정되며, 길이는 점도, 시간, 및 압력의 함수로 결정될 수 있다. 즉, 압력을 적절한 조건으로 조절하면, 가늘고 적절한 길이, 바람직하게는 1 내지 5 mm를 충족하는 감광액 구조(301)가 형성될 수 있다. 이와 같이 흘러나온 감광액 구조(301)를 자외선 광원, 열 혹은 화학물질을 통하여 경화시킨다.
다음으로 도 2h와 같이, 폴리머 금형 틀(206)에서 경화된 감광액 구조(301)를 가지는 기판을 분리해내면 적절한 길이의 원하는 형상을 가지는 감광막 구조(301)가 완성된다.
완성된 감광막 구조(301)는 도 3a 및 3b와 같이 기판(201)에 형성되어 있는 관통홀(210)의 수효에 따라 소정 수효의 바늘 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 기판(201)에 형성된 관통홀(210)이 2x2인 경우, 관통홀(210)을 따라 2x2의 바늘 형상의 가늘고 긴 단면을 가지는 감광막 구조(301)가 형성된다.
다음으로, 도 2i와 같이, 경화된 감광막 구조(301) 위에 시드막(303)을 형성 한다.
이와 같은 시드막(303)은 Ti 혹은 Cr등과 같은 금속 물질을 전자빔 증착법, 스퍼터링, 화학기상증착법, 원자층증착법 등 모든 가능한 형태의 진공 증착법을 이용하여 증착함으로써 형성할 수 있다. 이때, 할로우가 형성될 영역은 감광액 등과 같은 물질로 코팅하여 보호한 다음 열이나 자외선 노광으로 경화시킬 수 있다.
다음으로 도 2j와 같이, 시드막(303) 위에 금속, 예를 들어, 니켈이나 금과 같은 금속으로 전기도금을 수행하여 도금막(305)을 형성한다. 이때, 온도, 전류 밀도, 도금 속도를 조절함으로써, 도금막(305)의 두께를 결정할 수 있으며, 도금막(305)의 두께는 5~200 ㎛ 등으로 바늘의 경도 정도에 따라 다양하게 조절한다.
이때, 바늘과 생체 물질과의 접촉부, 즉, 개구부의 단면적을 증대시키기 위하여 경사를 줄 수 있다.
즉, 도 2k와 같이 도금막(305)이 형성된 구조의 끝단까지 모두 덮도록 왁스층(307)을 형성한 후, 도 2l과 같이 커팅 또는 소잉을 실시한다. 이때, 왁스층(307)은 유기 혹은 무기 슬러리를 이용하여 형성할 수 있으며, 연마 방법을 통한 커팅을 수행할 수 있다.
이와 같이 절단함으로써, 부러짐이나 휘어짐 없이 바늘 끝단에 경사를 가지는 개구부를 쉽게 형성할 수 있다. 이때, 경사는 20-80 도 정도가 바람직하며, 슬러리의 충진 단계 없이 기존에 사용되는 레이저 절단 방법이나 기계적인 절단방법도 사용 가능하다.
이와 같이 경사를 형성함으로써, 개구부의 유효 면적을 넓힘으로 생체 물질 을 채취하는 양을 증대시킬 수 있다.
마지막으로 감광액 구조(301) 및 왁스층(307)을 화학 용매, 애싱, 혹은 물리적인 방법으로 동시에 제거하여 도 2m의 할로우(309)를 가지는 미세 바늘을 제작할 수 있다.
도 4a 및 4b와 같이 2x2의 관통홀(210)을 가지는 기판(201) 위에 형성된 2x2의 미세 바늘 구조체는 각 관통홀(210)을 따라 형성된 4개의 미세 바늘을 포함하며, 각각의 미세 바늘의 단면은 가늘고 긴 할로우(309)를 가지며 끝단에 경사를 가지고 있다.
한편, 할로우(309)를 가지는 미세 바늘의 관통홀(210)에 혈액과 같은 생체 물질이 경화되지 않도록 혈액 항응고 물질인 EDTA, 헤파린 등과 같은 화학적 처리 혹은 친수적 표면 상태로의 개질을 위한 플라즈마 처리를 수행할 수 있으며, 피부 관통 시에 용이한 관통을 위해 생체친화적 윤활재료를 더 사용할 수도 있다.
이와 같이 기판(201)의 관통홀(210)을 통과하여 압출된 감광액을 통해 미세 바늘을 형성하는 경우, 관통홀(210)의 직경에 따라 다양한 직경의 할로우(309)를 가지는 미세 바늘을 형성할 수 있으며 제조 공정이 간단하다.
이하에서는 도 5a 내지 5i를 참고하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 1의 미세 바늘 구조체의 제조 방법을 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 바늘 구조체는 도 2a 내지 도 2f와 같이 식각 보호막(202) 및 감광막(203)이 형성된 기판(201)에 관통홀(210)을 형성한 후, 폴리머 금형 틀(206)의 하면으로 상기 기판(201)을 결합한다. 이러한 폴리머 금형 틀(206)의 내부 영역에 감광액(300)을 충진하고, 윗면의 기구에 하방으로 압력을 가하여 내부에 충진된 감광액(300)을 압출한다.
이때, 도 5g와 같이, 관통홀(210)을 통과하여 흘러나오는 감광액(300)에 평편한 보조 기판(209)을 물리적으로 접촉시켜 가이드함으로써, 관통홀(210)을 통해 압출된 감광액(300)이 길이 방향의 바늘 구조로 형상화되는 것을 도와준다. 제2 실시예에 따르면 미세 바늘의 형상에 따라 감광액(300)에 미치는 압출 압력, 압출 속도, 및 온도 등의 공정 조건을 적절하게 조절하는 것이 더욱 용이해진다.
이때, 보조 기판(209)은 평평하고 투명한 기판을 사용할 수 있다.
바늘 형상의 감광액 구조(301)가 형성되면 도 5i와 같이 고형화하며, 이후의 공정은 도 2h 내지 2m과 동일하다.
도 6은 도 1의 미세 바늘 구조체의 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 6을 참고하면, 할로우를 가지는 미세 바늘 구조체(410)는 일반적으로 사용되는 주사기에 장착되어 사용될 수 있다. 즉, 주사기 본체(400) 및 피스톨(420)을 가지는 일반적인 주사기에 있어서, 상단의 바늘 위치에 본 발명에 따른 할로우를 가지는 미세 바늘 구조체(410)를 조립함으로써 생체 물질의 추출 및 약물 주입이 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 미세 바늘 구조체의 구성도이다.
도 2a 내지 도 2m은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1의 미세 바늘 구조체의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3a 및 3b는 도 2h의 배열을 나타내는 구성도이다.
4a 및 도 4b는 도 2m의 배열을 나타내는 구성도이다.
도 5a 내지 도 5i은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 1의 미세 바늘 구조체의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.
도 6은 도 1의 미세 바늘 구조체의 실시예를 나타내는 구성도이다.

Claims (9)

  1. 관통홀을 가지는 사출 금형을 형성하는 단계,
    점성 물질의 감광액을 상기 사출 금형에 충진하고, 상기 관통홀을 통해 압출하는 단계,
    상기 압출된 감광액을 고형화하여 바늘 형상의 감광액 구조를 형성하는 단계,
    상기 감광액 구조의 표면에 시드막을 형성하는 단계,
    상기 시드막 위에 금속 도금막을 형성하는 단계,
    상기 금속 도금막이 형성된 상기 감광액 구조의 끝단에 경사를 형성하는 단계, 그리고
    상기 금속 도금막 내부의 상기 감광액을 제거하여 할로우를 형성하는 단계
    를 포함하는 미세 바늘의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압출된 감광액이 기둥형의 바늘 형상을 갖도록 보조 기판을 접촉시켜 가이드하는 단계
    를 더 포함하는
    미세 바늘의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 미세 바늘은 외경이 40 ~ 200 ㎛이고, 내경이 10 ~ 150 ㎛인
    미세 바늘의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 미세 바늘은 유효 길이가 0.5 ~ 5 mm 인
    미세 바늘의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 관통홀을 가지는 상기 사출 금형을 형성하는 단계는
    기판에 감광막을 형성하는 단계,
    상기 감광막을 노광 및 현상하여 마스크를 형성하는 단계,
    상기 마스크에 따라 상기 기판에 소정 수효의 상기 관통홀을 형성하는 단계, 그리고
    상기 사출 금형의 하면을 이루도록 상기 기판을 조립하는 단계
    를 포함하는
    미세 바늘의 제조 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 금속 도금막이 형성된 상기 감광액 구조의 끝단에 상기 경사를 형성하 는 단계는,
    상기 금속 도금막을 덮도록 슬러리를 도포하는 단계,
    유효 단면적을 늘리기 위하여 경사각을 주면서 상기 금속 도금막을 절삭하는 단계, 그리고
    상기 슬러리를 제거하는 단계
    를 포함하는 미세 바늘의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 슬러리는 상기 금속 도금막의 내부의 상기 감광액과 동시에 제거하는
    미세 바늘의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 경사각은 20 내지 80도인
    미세 바늘의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 관통홀에 생체 물질이 경화되지 않도록 화학 처리하는 단계를 더 포함하는 미세 바늘의 제조 방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017200213A1 (ko) * 2016-05-20 2017-11-23 주식회사 라파스 마이크로니들 제조방법
KR20170131283A (ko) * 2016-05-20 2017-11-29 주식회사 라파스 마이크로니들 제조방법
KR20220039489A (ko) 2020-09-22 2022-03-29 연세대학교 산학협력단 마이크로 니들 제조기판 배출장비 및 이의 제어방법
KR20220039488A (ko) 2020-09-22 2022-03-29 연세대학교 산학협력단 마이크로 니들 제조 기판체 및 이의 합착장비 및 이의 제어방법
KR20240063545A (ko) 2022-11-03 2024-05-10 연세대학교 산학협력단 마이크로 니들의 롤 단위 제조방법 및 시스템

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102336387B (zh) * 2011-10-10 2015-04-08 无锡英普林纳米科技有限公司 一种石英微针阵列尖端球壳微结构及其制备方法
CN108785847B (zh) * 2013-06-13 2020-10-20 微德米克斯公司 金属微针
CN104562024B (zh) * 2013-10-24 2017-08-25 富泰华精密电子（郑州）有限公司 金属与树脂的复合体及其制造方法
EP3277865A1 (en) 2015-04-01 2018-02-07 Novo Nordisk A/S Electroformed needle cannula
CN106621021B (zh) * 2016-11-29 2020-08-25 南昌工程学院 一种基于自生长电镀的实心微针制备方法
CN108751120B (zh) * 2018-04-13 2021-03-05 杭州电子科技大学 一种硅基微针阵列贴片的制备方法
CN110812686B (zh) * 2019-11-07 2021-07-30 河南大学 一种制造微针阵列的微加工工艺和微针
CN110815663A (zh) * 2019-11-15 2020-02-21 山东君合春医药科技有限公司 一种中空微针模具的制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1086214B1 (en) * 1998-06-10 2009-11-25 Georgia Tech Research Corporation Microneedle devices and methods of their manufacture
US6503231B1 (en) * 1998-06-10 2003-01-07 Georgia Tech Research Corporation Microneedle device for transport of molecules across tissue
US6511463B1 (en) * 1999-11-18 2003-01-28 Jds Uniphase Corporation Methods of fabricating microneedle arrays using sacrificial molds
US6663820B2 (en) * 2001-03-14 2003-12-16 The Procter & Gamble Company Method of manufacturing microneedle structures using soft lithography and photolithography
KR100528960B1 (ko) 2003-02-17 2005-11-16 학교법인 포항공과대학교 폴리머 미세 바늘 어레이의 제조방법
US20060025717A1 (en) * 2003-04-18 2006-02-02 The Regents Of The University Of California Method for forming hollow out-of-plane microneedles and devices formed hereby
WO2005049107A2 (en) 2003-11-18 2005-06-02 Nanapass Technologies Ltd. Enhanced penetration system and method for sliding microneedles
US7785459B2 (en) * 2004-10-22 2010-08-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Microneedles and methods of fabricating
WO2008004597A1 (fr) * 2006-07-04 2008-01-10 Toppan Printing Co., Ltd. Procédé de fabrication d'une micro-aiguille

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017200213A1 (ko) * 2016-05-20 2017-11-23 주식회사 라파스 마이크로니들 제조방법
KR20170131283A (ko) * 2016-05-20 2017-11-29 주식회사 라파스 마이크로니들 제조방법
KR20220039489A (ko) 2020-09-22 2022-03-29 연세대학교 산학협력단 마이크로 니들 제조기판 배출장비 및 이의 제어방법
KR20220039488A (ko) 2020-09-22 2022-03-29 연세대학교 산학협력단 마이크로 니들 제조 기판체 및 이의 합착장비 및 이의 제어방법
KR20220154061A (ko) 2020-09-22 2022-11-21 연세대학교 산학협력단 마이크로 니들 제조기판 회전모듈, 마이크로 니들 제조기판 합착 장비 및 이의 제어방법
KR20220154643A (ko) 2020-09-22 2022-11-22 연세대학교 산학협력단 마이크로 니들 제조 기판의 플라즈마 처리모듈, 마이크로 니들 제조기판 합착 장비 및 이의 제어방법
KR20240063545A (ko) 2022-11-03 2024-05-10 연세대학교 산학협력단 마이크로 니들의 롤 단위 제조방법 및 시스템

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