KR20190099612A - 마이크로 니들 어레이 및 마이크로 니들 어레이 제조 방법 - Google Patents

마이크로 니들 어레이 및 마이크로 니들 어레이 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 마이크로 니들 어레이 및 마이크로 니들 어레이 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 사용자의 피부에 용이하게 삽입 가능하고, 사용자의 피부 형상에 따른 적절한 니들 베이스의 선택이 가능하며, 또한, 홈에 약물을 머금은 채 사용자의 피부 내측으로 삽입됨으로써 효과적인 피내 약물 공급이 가능한 마이크로 니들 어레이 및 마이크로 니들을 분리하여 세우는 수작업 없이 복수의 행과 복수의 열을 가지는 마이크로 니들 어레이를 제조할 수 있고, 저가의 비용으로 양산이 가능한 마이크로 니들 어레이 제조 방법에 관한 것이다.

Description

마이크로 니들 어레이 및 마이크로 니들 어레이 제조 방법{Micro needle array and process for making the same}
본 발명은, 마이크로 니들 어레이 및 마이크로 니들 어레이 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 사용자의 피부에 용이하게 삽입 가능하고, 사용자의 피부 형상에 따른 적절한 니들 베이스의 선택이 가능하며, 또한, 홈에 약물을 머금은 채 사용자의 피부 내측으로 삽입됨으로써 효과적인 피내 약물 공급이 가능한 마이크로 니들 어레이 및 마이크로 니들을 분리하여 세우는 수작업 없이 복수의 행과 복수의 열을 가지는 마이크로 니들 어레이를 제조할 수 있고, 저가의 비용으로 양산이 가능한 마이크로 니들 어레이 제조 방법에 관한 것이다.
피부미용 성분 또는 약물을 피부 조직을 투과시켜서 체내에 전달하는 방식은 지속적인 약물 전달이 가능하고, 고통이 없으며 이용이 간편하다는 장점이 있지만, 피부 최외곽의 10~60um 두께의 각질층이 체내 물질의 외부 유출 및 외부 물질의 체내 침투를 막기 때문에 유효 성분의 흡수율이 매우 낮다. 특히 유효 성분이 친수성이거나 분자량이 크면 그 흡수율은 더욱 낮아진다.
따라서, 종래에는 약품을 체내로 주입하기 위하여 직경이 밀리미터 단위이고, 길이는 센티미터 단위인 바늘이 사용되어 왔다. 이러한 바늘은 피부에 존재하는 통점을 다수 자극하여 사용시 대상자에게 상당한 고통을 주었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 직경이 수십~수백um, 길이가 수백~수천um 크기인 미세바늘(Microneele)이 개발되었는데, 미세바늘은 기존의 바늘에 비해 직경이 작고 길이가 짧아 자극하는 통점의 수를 줄여주기 때문에 대상자의 고통을 크게 줄여주었다.
그러나, 미세바늘 하나를 이용하면 약물의 전달 효율이 낮기 때문에, 복수 개의 미세바늘이 소정의 배치에 따라 배열된 어레이 형태로 사용된다.
이러한 미세바늘의 약물 전달 효율을 극대화하고자 미세바늘의 일측면에 약물 전달홈을 형성한 기술이 KR10-1004014 등에 개시되었다.
KR10-1004014는 미세바늘의 측면홈을 통해 유효성분이 체내로 직접 투입되도록 함으로써 미용 또는 치료 효과를 상승시키도록 제작되었는데, (A) 투광성 기판위에 미세바늘 평단면 형상의 광차단 패턴을 형성하는 단계, (B) 기판위에 감광제를 도포한 후, 측면홈에 대응되는 광차단 패턴으로 마스킹하고 노광하여 측면홈을 위한 돌출부를 정의하는 단계, (C) 기판위에 감광제를 도포한 후, 기판의 하면으로부터 노광-현상하여 측면홈이 형성된 미세바늘용 몰드를 형성하는 단계, (D) 몰드의 상면에 전기도금 씨앗층을 증착하는 단계, (E) 전기도금 씨앗층에 도금을 수행하여 형성된 도금층을 분리하는 단계를 거쳐 미세바늘을 제조한다.
그러나, 이러한 종래의 기술은 평판 형태로 제조되므로, 제조된 미세 바늘을 일일이 수작업으로 분리한 후 수직하게 세워 별도의 지그에 고정시켜야만 활용할 수 있으므로, 제작 기간이 오래 걸리고 제작 단가가 비싼 문제가 있었다.
또한, 종래의 미세바늘은 평판 형태에서만 측면홈 형성을 위한 노광을 실시할 수 있으므로, 미세바늘의 단 1면에만 측면홈의 형성이 가능하여서, 미세바늘의 복수의 면에 복수의 측면홈을 형성하지 못하는 문제가 있었다.
따라서, 마이크로 니들 어레이를 제조함에 있어서 수작업이 필요치 않고 베이스 플레이트상에 수직하게 세워진 마이크로 니들 어레이의 제조가 가능하며, 약물 전달을 위한 홈을 마이크로 니들 어느 면이든지 형성 가능한 마이크로 니들 어레이 및 마이크로 니들 어레이 제조 방법의 개발이 필요로 하게 되었다.
KR10-1004014(등록번호) 2010.12.20.
본 발명은, 사용자의 피부에 용이하게 삽입 가능한 마이크로 니들 어레이를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 사용자의 피부 형상에 따른 적절한 니들 베이스의 선택이 가능하고, 또한, 홈에 약물을 머금은 채 사용자의 피부 내측으로 삽입됨으로써 효과적인 피내 약물 공급이 가능한 마이크로 니들 어레이를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 마이크로 니들을 분리하여 세우는 수작업 없이 복수의 행과 복수의 열을 가지는 마이크로 니들 어레이를 제조할 수 있는 마이크로 니들 어레이 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 저가의 비용으로 양산이 가능한 마이크로 니들 어레이 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 베이스 플레이트 상단에 복수의 행과 복수의 열을 갖도록 배열되는 마이크로 니들 어레이에 있어서, 상기 마이크로 니들 어레이는, 상기 베이스 플레이트의 상면으로부터 수직하게 연장되는 기둥 형상의 니들 베이스; 상기 니들 베이스의 상단으로부터 상방으로 연장되는 사각 뿔 형상의 니들 팁;을 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 니들 베이스는, 상기 베이스 플레이트에 평행하게 자른 단면의 형상이 사각, 팔각 또는 원형 기둥 형상이다.
또한, 본 발명의 상기 니들 베이스는, 길이 방향으로 각형 또는 호형의 홈이 적어도 서로 다른 두 방향 이상의 외측면에 형성된다.
본 발명은, 판형의 실리콘 베이스 상면에 옥사이드(Oxide)를 증착하는 옥사이드 증착 단계; 상기 옥사이드의 상면에 복수의 열과 복수의 행을 가지는 정방형의 투과면이 형성된 팁 마스크를 형성하는 팁 마스크 형성 단계; 상기 탑 마스크가 형성된 옥사이드를 에칭하여 옥사이드 층에 복수의 열과 복수의 행을 가지는 정방형의 투과면을 형성하는 옥사이드 패터닝 단계; 상기 옥사이드 패터닝이 완료된 상기 실리콘 베이스를 에칭하는 벌크 에칭(Bulk Etching) 단계; 상기 벌크 에칭이 완료된 상기 실리콘 베이스의 상면에 SU-8 포토레지스트를 도포하는 SU-8 코팅 단계; SU-8 코팅면의 상부에 복수의 베이스 마스크를 상기 팁 마스크가 형성되었던 위치와 동일한 위치에 배치하는 베이스 마스크 배치 단계; 상기 베이스 마스크가 배치된 상기 SU-8 코팅면의 상방으로부터 자외선을 노광하는 SU-8 패터닝 단계; 상기 SU-8 패터닝이 완료된 상기 SU-8 코팅면 및 상기 실리콘 베이스의 상면에 티타늄을 증착하는 티타늄 증착 단계; 상기 티타늄이 증착된 상기 SU-8 코팅면 및 상기 실리콘 베이스의 상부에 니켈 베이스를 도금하는 니켈 베이스 도금 단계; 상기 니켈 베이스를 상기 SU-8 코팅면 및 상기 실리콘 베이스로부터 분리하고 역전하여, 역전된 상기 니켈 베이스의 상면에 니켈 몰드를 도금하는 니켈 몰드 도금 단계; 상기 니켈 몰드를 상기 니켈 베이스로부터 분리하여 역전시키는 니켈 몰드 분리 단계; 상기 역전된 니켈 몰드의 상부로부터 수지를 공급하여 사출하는 사출 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 벌크 에칭 단계에서 식각되는 상기 실리콘 베이스는 비등방성 특성을 갖는다.
또한, 본 발명의 상기 베이스 마스크는, 사각, 팔각 또는 원형이다.
또한, 본 발명의 상기 베이스 마스크는, 테두리에 각형 또는 호형의 홈이 적어도 서로 다른 두 방향 이상에 형성된다.
본 발명은, 복수의 행과 복수의 열을 갖는 마이크로 니들 어레이에서, 기둥 형상의 니들 베이스 상단에 사각 뿔 형상의 니들 팁이 연장됨으로써, 사용자의 피부에 용이하게 삽입 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 니들 베이스의 형상이 사각, 팔각, 원형 등의 다양한 형상으로 형성되고, 니들 베이스에 각형 또는 호형의 홈이 형성됨으로써, 사용자의 피부 형상에 따른 적절한 니들 베이스의 선택이 가능하고, 또한, 홈에 약물을 머금은 채 사용자의 피부 내측으로 삽입됨으로써 효과적인 피내 약물 공급이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 마이크로 니들을 분리하여 세우는 수작업 없이 복수의 행과 복수의 열을 가지는 마이크로 니들 어레이를 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, X-선 가속기 등의 고가의 장비가 필요치 않고, 자외선 노광기만으로 마이크로 니들 어레이의 사출을 위한 몰드의 제조가 가능하므로, 저가의 비용으로 양산이 가능한 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이의 사시도.
도 2 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이의 사시도.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이의 사시도.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이의 사시도.
도 5a 는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 방법 중 옥사이드 증착 단계의 단면도.
도 5b 는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 방법 중 팁 마스크 형성 단계 및 옥사이드 패터닝 단계의 단면도.
도 5c 는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 방법 중 벌크 에칭 단계의 단면도.
도 5d 는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 방법 중 SU-8 코팅 단계의 단면도.
도 5e 는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 방법 중 베이스 마스크 배치 단계의 단면도.
도 5f 는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 방법 중 티타늄 증착 단계의 단면도.
도 5g 는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 방법 중 니켈 베이스 도금 단계의 단면도.
도 5h 는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 방법 중 니켈 몰드 도금 단계의 단면도.
도 5i 는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 방법 중 니켈 몰드 분리 단계의 단면도.
이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은, 베이스 플레이트(100) 상단에 복수의 행과 복수의 열을 갖도록 배열되는 마이크로 니들 어레이에 있어서, 베이스 플레이트(100)의 상면으로부터 수직하게 연장되는 기둥 형상의 니들 베이스(110)와, 니들 베이스(110)의 상단으로부터 상방으로 연장되는 사각 뿔 형상의 니들 팁(120)을 포함하여 구성된다.
베이스 플레이트(100)는, 본 발명의 니들 어레이를 고정하고 니들 어레이가 핸드 피스 등에 장착될 수 있도록 하는 역할을 하며, 이를 위하여 폴리카보네이트(Polycarbonate), PEI(Polyetherimide: ULTEM) 등의 재질로 형성된다.
베이스 플레이트(100)의 상면에는 복수의 니들 베이스(110)가 복수의 열과 복수의 행을 갖도록 배열되어 수직하게 연장 형성된다.
니들 베이스(110)는, 니들 팁(120)과 함께 마이크로 니들을 구성하는 역할을 하며, 이를 위하여 복수 개가 복수의 열 및 복수의 행을 갖도록 베이스 플레이트(100)의 상면으로부터 수직하게 연장되어 형성된다. 니들 베이스(110)는 베이스 플레이트(100)와 동일한 재질로 형성되며, 바람직하게는 베이스 플레이트(100)와 일체로 제작된다.
니들 베이스(110)는 기둥 형상으로서, 니들 팁(120)과 결합된 총 길이가 250um~1mm 로 형성되며, 사각, 팔각, 또는 원형 기둥 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
사용자가 핸드피스 등을 사용시 니들 베이스(110)는 니들 팁(120)과 함께 사용자의 피부로 삽입되는데, 이때 약물 등을 함께 사용자의 피부 내로 침투시키기 위하여 외측면에 길이 방향으로 홈(111)이 형성된다.
니들 베이스(110)는 길이가 250um~1mm 미만으로서, 니들 베이스(110)의 길이 방향 외측면에 형성되는 홈(111)은 그 폭이 매우 작게 형성된다. 이러한 홈(111)은 니들 베이스(110)의 단부를 약액에 담그었을 때 모세관 현상에 의해 약액이 홈(111)을 따라 베이스 플레이트(100) 부근까지 이동할 수 있게 된다.
홈(111)은 단면의 형상이 각형 또는 호형으로 형성되며, 니들 베이스(110)의 적어도 서로 다른 두 방향 이상의 외측면에 복수 개가 형성된다. 예를 들어, 니들 베이스(110)가 팔각 형태이면, 어느 한 면에 홈(111)이 형성된 경우 최소한 다른 하나의 홈(111)은 팔각을 형성하는 다른 면에 형성되어야 하는 것이다.
니들 팁(120)은, 사용자의 피부에 마이크로 니들이 삽입될 때 삽입이 용이하도록 니들 베이스(110)의 첨단부(尖端部) 역할을 하며, 이를 위하여 니들 베이스(110)의 상단으로부터 상방으로 연장되어 형성된다.
이러한 니들 팁(120)은 사각 뿔 형상으로 형성되며, 습식 에칭에 의한 실리콘 결정의 비등방성 특성에 의해 경사면이 지면과 이루는 각도가 54.74도가 된다.
니들 팁(120)은 베이스 플레이트(100) 및 니들 베이스(110)와 동일한 재질로 형성되며, 바람직하게는 베이스 플레이트(100) 및 니들 베이스(110)와 일체로 제작된다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 마이크로 니들 어레이를 제조하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.
[옥사이드(Oxide) 증착 단계]
옥사이드(20) 증착 단계는, 도 5a 와 같이, 판형의 실리콘 베이스(10) 상면에 옥사이드(20)를 증착하는 단계로서, 증착되는 옥사이드(20)는 산화막 형태의 이산화규소(SiO2)인 것이 바람직하나, 질화규소(Si3N4)가 적용될수도 있으며 이를 한정하는 것은 아니다.
이러한 옥사이드(20) 층은 에칭시 실리콘 베이스(10) 상면의 마스킹 역할을 하는데, 이때, 실리콘 베이스(10)의 특정 부분, 즉, 에칭하고자하는 부분을 노출시켜야 한다. 따라서, 옥사이드(20) 층은 실리콘 베이스(10)의 에칭하고자 하는 부분에 패터닝을 하는 공정을 거쳐야 하는데, 이러한 옥사이드(20) 패터닝을 위하여 옥사이드(20) 층 상면에 팁 마스크(30)를 형성하게 된다.
[팁 마스크 형성 단계]
팁 마스크(30) 형성 단계는 실리콘 베이스(10)에 증착된 옥사이드(20) 층에 패턴을 형성하기 위하여 옥사이드(20) 층 상면 일부를 가리는 역할을 하며, 이를 위하여 옥사이드(20) 층 상면에 자외선(UV) 마스크를 형성한다. 팁 마스크(30)는 복수의 열과 복수의 행을 갖도록 정방형의 투과면이 형성된 형태로서, 옥사이드(20) 층에 포토레지스트를 도포한 후 팁 마스크(30)의 형상이 인쇄된 마스크 레이어를 도포된 포토레지스트 상부에 배치한 후 자외선을 노광하여 형성시킨다.
이때, 도포되는 포토레지스트의 종류에 따라 자외선에 노출된 부분의 포토레지스트가 용해되거나(Positive), 자외선에 노출된 부분의 포토레지스트가 가교 결합하여 굳어지고 나머지 부분의 용해성이 유지되는데(Negative), 이러한 포토레지스트의 종류에 따라 마스크 레이어의 투과면과 비투과면이 결정된다.
옥사이드(20) 층의 상면에 팁 마스크(30)가 형성되면 옥사이드(20) 층을 식각하여 패턴을 형성하는 옥사이드(20) 패터닝 단계가 수행된다.
[옥사이드 패터닝 단계]
옥사이드(20) 패터닝 단계는, 도 5b 와 같이, 팁 마스크(30)가 상면에 형성된 옥사이드(20) 층을 에칭하여 옥사이드(20) 층에 니들 팁(120)의 하단 형상과 동일한 형상의 패턴을 형성하는 단계이다. 팁 마스크(30)가 형성된 옥사이드(20) 층을 에칭하면 포토레지스트가 유지된 위치는 에칭되지 않고, 투과면이 형성된 위치만 에칭되어 도 5b 와 같이 옥사이드(20) 층의 하부로 실리콘 베이스(10)가 노출되는 옥사이드(20) 투과면이 형성된다. 이후 팁 마스크(30)는 제거한다.
[벌크 에칭 단계]
벌크 에칭 단계는, 도 5c 와 같이, 옥사이드(20) 패턴이 형성된 실리콘 베이스(10)를 벌크 에칭하여 실리콘 베이스(10)의 상면에 역(逆) 사각 뿔 형태의 홈을 복수의 열과 복수의 행을 갖도록 형성하는 단계이다.
도 5b 와 같이 옥사이드(20) 패턴이 형성되는 실리콘 베이스(10)를 벌크 에칭하면, 실리콘 베이스(10)의 상면과 식각면이 54.74도의 각도를 갖도록 식각됨에 따라 실리콘 베이스(10)는 비등방성 식각 특성을 갖게 된다.
이러한 벌크 에칭 단계에서 형성된 실리콘 베이스(10)의 식각면은 하술할 니켈 몰드(80)의 인입 단부가 되며, 이는 사출되는 마이크로 니들의 니들 팁(120)이 된다.
따라서, 마이크로 니들의 니들 베이스(110)가 형성될 부분이 필요하게 되는데, 이를 위하여 실리콘 베이스(10)의 상면에 SU-8(40)을 코팅하는 SU-8(40) 코팅 공정이 수행된다.
[SU-8 코팅 단계]
SU-8(40) 코팅 단계는, 도 5d 와 같이, 벌크 에칭이 완료된 실리콘 베이스(10)의 상면에 SU-8(40) 포토레지스트를 도포하는 단계이다.
SU-8(40)은 네거티브 특성을 갖는 포토레지스트로서, 자외선에 노출된 부분의 포토레지스트가 가교 결합하여 굳어지고 나머지 부분의 용해성이 유지된다.
따라서, SU-8(40)에 자외선을 노광할 때에는 제거하고자 하는 부위의 상부에 마스크 패턴을 형성하고 남겨두고자 하는 부위의 상부를 투광상태로 유지한다.
[베이스 마스크 배치 단계]
베이스 마스크(50) 배치 단계는, 도 5e 와 같이, SU-8(40) 코팅면의 상부에 복수의 베이스 마스크(50)를 팁 마스크(30)가 형성되었던 위치와 동일한 위치에 배치시키는 단계이다.
베이스 마스크(50)는 도 5e 와 같이 SU-8(40)을 제거하고자 하는 부위의 상부에 위치시킨다. 이때, 베이스 마스크(50)는 형성하고자 하는 니들 베이스(110)의 형상에 따라 사각, 팔각, 또는 원형의 형상을 갖도록 제작될 수 있으며, 또한, 니들 베이스(110)에 형성할 홈(111)의 형상에 따라 테두리에 적어도 서로 다른 두 방향 이상에 각형 또는 호형의 홈(111)이 형성될 수 있다.
[SU-8 패터닝 단계]
SU-8(40) 패터닝 단계는, 베이스 마스크(50)가 배치된 상부로부터 자외선을 조사하여 SU-8(40)의 설정 부분은 유지하고 다른 설정 부분은 용해되도록 하는 단계이다. 이때, SU-8(40)은 자외선에 노출된 부위는 굳어지고, 베이스 마스크(50)에 의해 자외선이 조사되지 않은 부위는 용해성을 유지하게 됨으로써, 도 5f 와 같이 베이스 마스크(50)가 배치된 하부가 용해되어 기둥 형상의 홈이 형성되게 된다. 이러한 기둥 형상의 홈은 실리콘 베이스(10)의 식각면까지 연장된다.
SU-8(40) 패터닝 단계에서 형성된 SU-8(40)의 기둥형 용해 부분은 하술할 니켈 몰드(80)의 인입부가 되며, 이는 사출되는 마이크로 니들의 니들 베이스(110)가 된다.
[티타늄 증착 단계]
티타늄(60) 증착 단계는, 도 5f 와 같이, SU-8(40) 패터닝이 완료된 SU-8(40) 코팅면 및 실리콘 베이스(10)의 상면에 티타늄(60)을 증착하는 단계이다.
이러한 티타늄(60) 코팅은 하술할 니켈 베이스(70)의 도금을 위한 금속성 재료를 SU-8(40) 코팅면 및 실리콘 베이스(10)의 식각면에 구비하기 위함으로서, 티타늄(60)의 증착 방법은 공지의 금속재 증착 방법에 의한 것으로서 상세한 설명은 생략하도록 한다.
[니켈 베이스 도금 단계]
니켈 베이스(70) 도금 단계는, 도 5g 와 같이, 티타늄(60)이 증착된 SU-8(40) 코팅면 및 실리콘 베이스(10)의 상부에 니켈을 도금하여 니켈 베이스(70)를 형성하는 단계이다.
이때 도금되어 분리된 니켈 베이스(70)는 니켈 몰드(80)를 제작하기 위한 원형 역할을 하며, 본 발명의 마이크로 니들 어레이와 동일하거나 유사한 형상을 갖게 된다.
니켈 베이스(70)가 도금되어 완성되면, 완성된 니켈 베이스(70)를 SU-8(40) 코팅면 및 실리콘 베이스(10)로부터 분리하고 뒤집어 역전시킨다.
[니켈 몰드 도금 단계]
니켈 몰드(80) 도금 단계는, 도 5h 와 같이, 뒤집어진 니켈 베이스(70)의 상면에 니켈을 도금하여 니켈 몰드(80)를 형성하는 단계이다.
이때, 니켈 베이스(70)에는 니켈 몰드(80)와의 점착을 방지하기 위한 점착 방지막이 형성될 수 있다.
[니켈 몰드 분리 단계]
니켈 몰드(80) 도금이 완료되면 니켈 몰드(80) 분리 단계가 수행되는데, 니켈 몰드(80) 분리 단계는 니켈 베이스(70)로부터 니켈 몰드(80)를 분리하여 뒤집어 역전시키는 단계이다.
니켈 베이스(70)로부터 분리되어 역전된 니켈 몰드(80)는 도 5i 와 같은 형상이 되며, 도 5i 에선느 하나의 인입부와 인입단부가 형성된 것을 도시하였지만, 복수의 인입부와 인입단부가 복수의 열 및 복수의 행을 갖도록 배열된 상태인 것은 본 발명의 목적과 형성 과정을 볼 때 자명하다.
[사출 단계]
사출 단계(미도시)는, 니켈 몰드(80)의 상부로부터 수지를 공급하여 사출하는 단계로서, 이때 공급되는 수지는 폴리카보네이트, PEI(ULTEM) 등의 재질인 것이 바람직하다.
니켈 몰드(80)에 수지가 공급되어 경화되면 니켈 몰드(80)로부터 수지를 분리하는데, 이때 분리된 수지가 본 발명의 마이크로 니들 어레이가 된다.
한편, 니켈 몰드(80)는 1회용으로 활용되거나, 설정 횟수 또는 마이크로 니들 어레이사출품의 품질에 따라 반복 재사용될 수 있으며, 니켈 베이스(70) 또한 1회용으로 활용되거나, 설정 횟수 또는 니켈 몰드(80)의 품질에 따라 반복 재사용되어 니켈 몰드(80)를 복수 생산할 수 있다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 복수의 행과 복수의 열을 갖는 마이크로 니들 어레이에서, 기둥 형상의 니들 베이스(110) 상단에 사각 뿔 형상의 니들 팁(120)이 연장됨으로써, 사용자의 피부에 용이하게 삽입 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 니들 베이스(110)의 형상이 사각, 팔각, 원형 등의 다양한 형상으로 형성되고, 니들 베이스(110)에 각형 또는 호형의 홈(111)이 형성됨으로써, 사용자의 피부 형상에 따른 적절한 니들 베이스(110)의 선택이 가능하고, 또한, 홈(111)에 약물을 머금은 채 사용자의 피부 내측으로 삽입됨으로써 효과적인 피내 약물 공급이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 마이크로 니들을 분리하여 세우는 수작업 없이 복수의 행과 복수의 열을 가지는 마이크로 니들 어레이를 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, X-선 가속기 등의 고가의 장비가 필요치 않고, 자외선 노광기만으로 마이크로 니들 어레이의 사출을 위한 몰드의 제조가 가능하므로, 저가의 비용으로 양산이 가능한 효과가 있다.
10 : 실리콘 베이스 20 : 옥사이드
30 : 팁 마스크 40 : SU-8
50 : 베이스 마스크 60 : 티타늄
70 : 니켈 베이스 80 : 니켈 몰드
100 : 베이스 플레이트 110 : 니들 베이스
111 : 홈 120 : 니들 팁

Claims (7)

  1. 베이스 플레이트 상단에 복수의 행과 복수의 열을 갖도록 배열되는 마이크로 니들 어레이에 있어서,
    상기 마이크로 니들 어레이는,
    상기 베이스 플레이트의 상면으로부터 수직하게 연장되는 기둥 형상의 니들 베이스;
    상기 니들 베이스의 상단으로부터 상방으로 연장되는 사각 뿔 형상의 니들 팁;
    을 포함하는 마이크로 니들 어레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 니들 베이스는, 상기 베이스 플레이트에 평행하게 자른 단면의 형상이 사각, 팔각 또는 원형 기둥 형상인 마이크로 니들 어레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 니들 베이스는, 길이 방향으로 각형 또는 호형의 홈이 적어도 서로 다른 두 방향 이상의 외측면에 형성되는 마이크로 니들 어레이.
  4. 판형의 실리콘 베이스 상면에 옥사이드(Oxide)를 증착하는 옥사이드 증착 단계;
    상기 옥사이드의 상면에 복수의 열과 복수의 행을 가지는 정방형의 투과면이 형성된 팁 마스크를 형성하는 팁 마스크 형성 단계;
    상기 팁 마스크가 형성된 옥사이드를 에칭하여 옥사이드 층에 복수의 열과 복수의 행을 가지는 정방형의 투과면을 형성하는 옥사이드 패터닝 단계;
    상기 옥사이드 패터닝이 완료된 상기 실리콘 베이스를 에칭하는 벌크 에칭(Bulk Etching) 단계;
    상기 벌크 에칭이 완료된 상기 실리콘 베이스의 상면에 SU-8 포토레지스트를 도포하는 SU-8 코팅 단계;
    SU-8 코팅면의 상부에 복수의 베이스 마스크를 상기 팁 마스크가 형성되었던 위치와 동일한 위치에 배치하는 베이스 마스크 배치 단계;
    상기 베이스 마스크가 배치된 상기 SU-8 코팅면의 상방으로부터 자외선을 노광하는 SU-8 패터닝 단계;
    상기 SU-8 패터닝이 완료된 상기 SU-8 코팅면 및 상기 실리콘 베이스의 상면에 티타늄을 증착하는 티타늄 증착 단계;
    상기 티타늄이 증착된 상기 SU-8 코팅면 및 상기 실리콘 베이스의 상부에 니켈 베이스를 도금하는 니켈 베이스 도금 단계;
    상기 니켈 베이스를 상기 SU-8 코팅면 및 상기 실리콘 베이스로부터 분리하고 역전하여, 역전된 상기 니켈 베이스의 상면에 니켈 몰드를 도금하는 니켈 몰드 도금 단계;
    상기 니켈 몰드를 상기 니켈 베이스로부터 분리하여 역전시키는 니켈 몰드 분리 단계;
    상기 역전된 니켈 몰드의 상부로부터 수지를 공급하여 사출하는 사출 단계;
    를 포함하는 마이크로 니들 어레이 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 벌크 에칭 단계에서 식각되는 상기 실리콘 베이스는 비등방성 특성을 갖는 마이크로 니들 어레이 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 베이스 마스크는, 사각, 팔각 또는 원형인 마이크로 니들 어레이 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 베이스 마스크는, 테두리에 각형 또는 호형의 홈이 적어도 서로 다른 두 방향 이상에 형성되는 마이크로 니들 어레이 제조 방법.
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