TWI643966B - 金屬微針 - Google Patents

金屬微針 Download PDF

Info

Publication number
TWI643966B
TWI643966B TW103120606A TW103120606A TWI643966B TW I643966 B TWI643966 B TW I643966B TW 103120606 A TW103120606 A TW 103120606A TW 103120606 A TW103120606 A TW 103120606A TW I643966 B TWI643966 B TW I643966B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
conductive layer
mold
layer
mold pillar
pillar
Prior art date
Application number
TW103120606A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201518521A (zh
Inventor
埃蒙 曼舍
包理斯 施陶柏
烏爾斯奧托 賀費理
Original Assignee
邁擴德米克斯股份有限公司
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 邁擴德米克斯股份有限公司 filed Critical 邁擴德米克斯股份有限公司
Publication of TW201518521A publication Critical patent/TW201518521A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI643966B publication Critical patent/TWI643966B/zh

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/36—Successively applying liquids or other fluent materials, e.g. without intermediate treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21G—MAKING NEEDLES, PINS OR NAILS OF METAL
    • B21G1/00—Making needles used for performing operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00023—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
    • B81C1/00111—Tips, pillars, i.e. raised structures
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
    • A61M2037/0023—Drug applicators using microneedles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
    • A61M2037/003—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles having a lumen
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
    • A61M2037/0053—Methods for producing microneedles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2201/00—Polymeric substrate or laminate
    • B05D2201/04—Laminate
    • B05D2201/06—Laminate of which the last layer is not a polymer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)

Abstract

本發明揭示用於製造金屬微針之方法。一種方法包含：提供一模具支柱；在該模具支柱上形成一有孔導電層；及在該導電層上沈積一金屬層以提供一有孔微針。另一方法包含：提供一模具支柱；在該模具支柱上沈積一第一金屬層以提供一第一微針；自該模具支柱移除該第一微針；及在該模具支柱上沈積一第二金屬層以提供一第二微針。

Description

金屬微針 【相關申請案】
本申請案主張2013年6月13日申請之美國申請案第61/834482號之優先權的權利，該案據此以引用之方式併入本文中。
本發明係關於用於製造機械微結構之方法。詳言之，本發明係關於用於製造金屬微針之方法。
用於製造微針的各種方法係已知的。已知技術之實例包括在以下揭示內容中描述的彼等技術：
●D.V.McAllister等人之Microfabricated needles for transdermal delivery of macromolecules and nanoparticles：Fabrication methods and transport studies，(2003)，Proc.Nat.Acad.Sci.USA，第100(24)卷，第13755至13760頁。
●B.Stoeber、D.Liepmann之Arrays of Hollow out-of-Plane Microneedles for Drug Delivery，(2005)，J.Microelectromech.Syst.，第14卷，第3期，第472至479頁。
●I.Mansoor等人之Hollow Out-of-Plane Polymer Microneedles Made by Solvent Casting for Transdermal Drug Delivery，(2012)，J.Microelectromech.Syst.，第21卷，第 44至52頁。
●S.P.Davis等人之Hollow metal microneedles for insulin delivery to diabetic rats，(2005)，IEEE Trans.Biomed.Eng.，第52卷，第909至915頁。
●美國專利第7627938號(Kim等人)。
以下實施例及其態樣係結合方法及裝置來描述及說明，該等方法及裝置意謂係例示性且說明性的，而並非在範疇上為限制性的。
本發明之一個態樣提供一種用於製造一有孔微針之方法。該方法包含：提供一模具支柱；在該模具支柱上形成一有孔導電層；及在該有孔導電層上沈積一金屬層以提供一有孔微針。
在一些實施例中，該模具支柱延伸遠離一基板之一表面。該模具支柱可在大體上垂直於該基板之該表面的一方向上延伸遠離該基板之該表面。該模具支柱可包含一光阻，且提供該模具支柱可包含經由一遮罩使該光阻曝露至光化輻射。該遮罩可包含對光化輻射透明之一圓形區。該模具支柱可包含具有一基座及一尖端之一錐形模具支柱。提供該模具支柱可包含使用一蝕刻製程使該模具支柱之該尖端變尖銳。在一些實施例中，該模具支柱包含一保護層，該保護層用於保護該模具支柱免受後續製程且使得該模具支柱能夠用於製造複數個微針。該方法可包含使用一溶劑澆鑄製程形成該保護層。
在一些實施例中，在該模具支柱上形成該有孔導 電層包含使用一溶劑澆鑄製程。溶劑澆鑄該導電層可包含將一聚合物及多個導電粒子添加至一溶劑。該聚合物可包含聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)，且該等導電粒子可包含碳黑粒子。該方法可包含將一表面活性劑添加至該溶劑。該有孔導電層可包含該等導電粒子在該聚合物內之一均勻分佈。在該模具支柱上形成該有孔導電層可包含使該模具支柱塗佈有該導電層，及接著移除該導電層之一部分以形成一孔隙。該方法可包含藉由乾式蝕刻移除該導電層之該部分。該方法可包含藉由光微影移除該導電層之該部分。該方法可包含藉由機械研磨移除該導電層之該部分。該方法可包含藉由局部加熱移除該導電層之該部分。該方法可進一步包含藉由以下操作來形成該有孔導電層：將一塗層施加至該模具支柱之一區；及使用一溶劑將該導電層溶劑澆鑄至該模具支柱上，該溶劑受該塗層排斥使得該導電層經產生而具有位於該經塗佈區處之一孔隙。該塗層可包含一極性塗層且該溶劑可包含一非極性溶劑，或該塗層為一非極性塗層且該溶劑為一極性溶劑。該方法可進一步包含藉由以下操作來形成該有孔導電層：定向該模具支柱，使得該模具支柱之一第一區在垂直方向上高於該模具支柱之一第二區；及將該導電層溶劑澆鑄至該模具支柱上，使得重力使該導電層在該第一區處形成有一孔隙。
在一些實施例中，在該有孔導電層上沈積該金屬層包含將該金屬層電鍍至該有孔導電層上，及使用該有孔導電層作為該電鍍製程中之一電極。該金屬層可包含鄰近該導電層之一第一金屬子層及鄰近該第一金屬層之一第二金屬子層。該第一金屬子層可包含一結構金屬且該第二金屬層子可 包含一生物相容性金屬；或該第一金屬子層可包含一生物相容性金屬且該第二金屬子層可包含一結構金屬。
在一些實施例中，該方法可包含自該模具支柱移除該微針。自該模具支柱移除該微針可包含至少部分溶解該有孔導電層。自該模具支柱移除該微針可包含至少部分溶解形成於該模具支柱上之一犧牲層。該犧牲層可形成於該模具支柱與該有孔導電層之間。自該模具支柱移除該微針可使該模具支柱實質上無損傷。該方法可進一步包含重新使用該模具支柱來製造一第二微針。重新使用該模具支柱來製造該第二微針可包含在該模具支柱上形成一第二有孔導電層，及在該第二有孔導電層上沈積一第二金屬層以提供該第二微針。重新使用該模具支柱來製造該第二微針可包含在該有孔導電層上沈積一第二金屬層以提供該第二微針。
在一些實施例中，該方法進一步包含將一塗層施加至該微針。該塗層可包含一生物相容性塗層。該塗層可包含一電絕緣塗層。該方法可包含自該模具支柱移除該微針，及將該塗層施加至該微針之一內表面，該微針之該內表面在該微針自該模具支柱移除之前由該模具支柱遮蔽。該方法可包含在該模具支柱上形成一犧牲層。在該模具支柱上沈積該第一金屬層包含在該犧牲層上濺鍍該第一金屬層。自該模具支柱移除該第一微針可包含至少部分溶解該犧牲層。該塗層可包含金屬。將該金屬塗層施加至該微針之該內表面可包含在該微針之該內表面上電鍍該金屬塗層，及使用該微針作為該電鍍製程中之一電極。該塗層可包含一生物相容性塗層。
本發明之另一態樣提供一種用於製造一第一微 針及一第二微針之方法。該方法包含：提供一模具支柱；在該模具支柱上沈積一第一金屬層以提供一第一微針；自該模具支柱移除該第一微針；及在該模具支柱上沈積一第二金屬層以提供一第二微針。
在一些實施例中，該模具支柱延伸遠離一基板之一表面。該模具支柱可在大體上垂直於該基板之該表面的一方向上延伸遠離該基板之該表面。該模具支柱可包含一光阻，且提供該模具支柱可包含經由一遮罩使該光阻曝露至光化輻射。該遮罩可包含對光化輻射透明之一圓形區。該模具支柱可包含具有一基座及一尖端之一錐形模具支柱。提供該模具支柱可包含使用一蝕刻製程來使該模具支柱之該尖端變尖銳。在一些實施例中，該模具支柱包含一保護層，該保護層用於保護模具支柱免受後續製程且使得該模具支柱能夠用於製造複數個微針。該方法可包含使用一溶劑澆鑄製程形成該保護層。
在一些實施例中，在該模具支柱上沈積一第一金屬層以提供該第一微針包含在該模具支柱上形成一導電層；及在該導電層上沈積該第一金屬層。在該模具支柱上形成該導電層包含使用一溶劑澆鑄製程。溶劑澆鑄該導電層可包含將一聚合物及多個導電粒子添加至一溶劑。該聚合物可包含聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)，且該等導電粒子可包含碳黑粒子。該方法可包含將一表面活性劑添加至該溶劑。該導電層可包含該等導電粒子在該聚合物內之一均勻分佈。該導電層可包含一有孔導電層。該方法可進一步包含藉由使該模具支柱塗佈有該導電層及接著移除該導電層之一部分以形成一孔 隙來形成該有孔導電層。該方法可包含藉由乾式蝕刻移除該導電層之該部分。該方法可包含藉由光微影移除該導電層之該部分。該方法可包含藉由機械研磨移除該導電層之該部分。該方法可包含藉由局部加熱移除該導電層之該部分。在該模具支柱上形成該導電層可包含將一塗層施加至該模具支柱之一區；及使用一溶劑將該導電層溶劑澆鑄至該模具支柱上，該溶劑受該塗層排斥使得該導電層經產生而具有位於該經塗佈區處之一孔隙。該塗層可包含一極性塗層且該溶劑可包含一非極性溶劑，或該塗層可包含一非極性塗層且該溶劑可包含一極性溶劑。在該模具支柱上形成該有孔導電層可包含定向該模具支柱，使得該模具支柱之一第一區在垂直方向上高於該模具支柱之一第二區；及將該導電層溶劑澆鑄至該模具支柱上，使得重力使該導電層在該第一區處形成有一孔隙。
在一些實施例中，在該導電層上沈積該第一金屬層包含使用該導電層作為一電極，及將該第一金屬層電鍍至該導電層上。該第一金屬層可包含施加於該導電層上之一第一金屬子層，及施加於該第一金屬子層上之一第二金屬子層。該第一金屬子層可包含一結構金屬，且該第二金屬子層可包含一生物相容性金屬。
在一些實施例中，自該模具支柱移除該第一微針包含至少部分溶解該導電層。自該模具支柱移除該第一微針可包含至少部分溶解形成於該模具支柱上之一犧牲層。該方法可包含在該模具支柱與該導電層之間形成一犧牲層，且自該模具支柱移除該第一微針可包含至少部分溶解該犧牲層。 自該模具支柱移除該第一微針可使該模具支柱實質上無損傷。該方法可進一步包含將一塗層施加至該第一微針。該塗層可包含一生物相容性塗層。該塗層可包含一電絕緣塗層。該方法可包含在自該模具支柱移除該第一微針之後將一塗層施加至該第一微針之一內表面，該第一微針之該內表面在該第一微針自該模具支柱移除之前藉由該模具支柱遮蔽。該塗層可包含金屬。將該金屬塗層施加至該第一微針之該內表面可包含使用該第一微針作為該電鍍製程中之一電極而在該第一微針之該內表面上電鍍該金屬塗層。該塗層可包含一生物相容性塗層。在該模具支柱上沈積該第二金屬層以提供該第二微針可包含在該導電層上沈積該第二金屬層以提供該第二微針。
在該模具支柱上沈積該第二金屬層以提供該第二微針可包含在該模具支柱上形成一第二導電層，及在該第二導電層上沈積該第二金屬層以提供該第二微針。
本發明之另一態樣提供一種用於製造一微針之方法。該方法包含：提供一模具支柱；在該模具支柱上形成一導電聚合物層；及在該導電聚合物層上沈積一金屬層以提供一微針。
在一些實施例中，該模具支柱延伸遠離一基板之一表面。該模具支柱可在大體上垂直於該基板之該表面的一方向上延伸遠離該基板之該表面。該模具支柱可包含一光阻，且提供該模具支柱可包含經由一遮罩使該光阻曝露至光化輻射。該遮罩可包含對光化輻射透明之一圓形區。該模具支柱可包含具有一基座及一尖端之一錐形模具支柱。提供該 模具支柱可包含使用一蝕刻製程使該模具支柱之該尖端變尖銳。在一些實施例中，該模具支柱包含一保護層，該保護層用於保護該模具支柱免受後續製程且使得該模具支柱能夠用於製造複數個微針。該方法可包含使用一溶劑澆鑄製程形成該保護層。
在一些實施例中，在該模具支柱上形成該導電聚合物層包含使用一溶劑澆鑄製程。溶劑澆鑄該導電聚合物層可包含將一聚合物及多個導電粒子添加至一溶劑。該聚合物可包含聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)，且該等導電粒子可包含碳黑粒子。該方法可包含將一表面活性劑添加至該溶劑。該導電聚合物層可包含該等導電粒子在該聚合物內之一均勻分佈。該導電聚合物層可包含一有孔導電聚合物層。該方法可包含藉由使該模具支柱塗佈有該導電聚合物層且接著移除該導電聚合物層之一部分以形成一孔隙來形成該有孔導電聚合物層。該方法可包含藉由乾式蝕刻移除該導電聚合物層之該部分。該方法可包含藉由光微影移除該導電聚合物層之該部分。該方法可包含藉由機械研磨移除該導電聚合物層之該部分。該方法可包含藉由局部加熱移除該導電聚合物層之該部分。該方法可包含藉由以下操作來形成該有孔導電聚合物層：將一塗層施加至該模具支柱之一區；及使用一溶劑將該導電聚合物層溶劑澆鑄至該模具支柱上，該溶劑受該塗層排斥使得該導電聚合物層經產生而具有位於該經塗佈區處之一孔隙。該塗層可包含一極性塗層且該溶劑可包含一非極性溶劑，或該塗層可包含一非極性塗層且該溶劑可包含一極性溶劑。該方法可進一步包含藉由以下操作來形成該有孔導電聚 合物層：定向該模具支柱，使得該模具支柱之一第一區在垂直方向上高於該模具支柱之一第二區；及將該導電聚合物層溶劑澆鑄至該模具支柱上，使得重力使該導電聚合物層在該第一區處形成有一孔隙。
在一些實施例中，在該導電層上沈積該金屬層包含將該金屬層電鍍至該導電聚合物層上，及使用該導電聚合物層作為該電鍍製程中之一電極。在該導電聚合物層上沈積該金屬層可包含將該金屬層濺鍍至該導電聚合物層上。該金屬層可包含鄰近該導電聚合物層之一第一金屬子層及鄰近該第一金屬層之一第二金屬子層。該第一金屬子層可包含一結構金屬且該第二金屬層子可包含一生物相容性金屬；或該第一金屬子層可包含一生物相容性金屬且該第二金屬子層可包含一結構金屬。
在一些實施例中，該方法包含自該模具支柱移除該微針。自該模具支柱移除該微針可包含至少部分溶解該導電聚合物層。自該模具支柱移除該微針可包含至少部分溶解形成於該模具支柱上之一犧牲層。該犧牲層可形成於該模具支柱與該導電聚合物層之間。自該模具支柱移除該微針可使該模具支柱實質上無損傷。該方法可進一步包含重新使用該模具支柱以製造一第二微針。重新使用該模具支柱以製造該第二微針可包含在該模具支柱上形成一第二導電聚合物層，及在該第二導電聚合物層上沈積一第二金屬層以提供該第二微針。重新使用該模具支柱以製造該第二微針可包含在該導電聚合物層上沈積一第二金屬層以提供該第二微針。
在一些實施例中，該方法進一步包含將一塗層施 加至該微針。該塗層可包含一生物相容性塗層。該塗層可包含一電絕緣塗層。該方法可進一步包含自該模具支柱移除該微針；及將該塗層施加至該微針之一內表面，該微針之內表面在該微針自該模具支柱移除之前由該模具支柱遮蔽。該塗層可包含金屬。將該金屬塗層施加至該微針之該內表面可包含在該微針之該內表面上電鍍該金屬塗層，及使用該微針作為該電鍍製程中之一電極。該塗層可包含一生物相容性塗層。
除上文所描述之例示性態樣及實施例外，其他態樣及實施例藉由參看圖式且研究以下詳細描述將變得顯而易見。
102‧‧‧光阻
104‧‧‧基板
104A‧‧‧第一表面
104B‧‧‧經遮蔽表面/對置表面
106‧‧‧暗場遮罩
106A‧‧‧圓形透明區/孔隙
108‧‧‧光化輻射
110‧‧‧模具支柱
110A‧‧‧尖端
110B‧‧‧基座
110C‧‧‧形狀
112‧‧‧保護層
114‧‧‧導電層
114A‧‧‧有孔導電層
116‧‧‧離子/含有金屬離子之溶液
117‧‧‧孔隙
118‧‧‧金屬層
118A‧‧‧有孔金屬層
120‧‧‧微針
120A‧‧‧內腔
120B‧‧‧孔隙/噴嘴
120C‧‧‧外表面
120D‧‧‧內表面
200‧‧‧用於製造金屬微針之方法
300‧‧‧用於製造金屬微針之方法
400‧‧‧用於製造金屬微針之方法
參看圖式之諸圖來說明例示性實施例。意欲將本文中所揭示之實施例及諸圖視為說明性而非限制性的。
圖1A至圖1G(共同稱為圖1)為描繪根據實例實施例的用於製造金屬微針之方法的橫截面視圖。
圖2為展示根據實例實施例的用於製造金屬微針之方法的示意圖。
圖3為展示根據實例實施例的用於製造金屬微針之方法的示意圖。
圖4A為根據特定實施例的經不對稱塑形之模具支柱的示意性平面圖。圖4B為根據特定實施例的形成於導電層中之經不對稱塑形之孔隙的示意性平面圖。
圖5為展示根據實例實施例的用於製造金屬微針之方法的示意圖。
貫穿以下描述內容，闡述特定細節以便向對熟習此項技術者提供更透徹理解。然而，熟知元件可能尚未展示或詳細地描述以避免使揭示內容不必要地混淆。因此，描述內容及圖式在說明性而非限制性意義上來考慮。
本發明之一個實施例提供一種用於製造一金屬微針之方法。該方法可包含：提供一模具支柱；在該模具支柱上形成一第一導電層；在該導電層上沈積一金屬層以提供一微針；及自該模具支柱移除該微針。可在沈積該導電層之前將該導電層開孔以形成一有孔金屬層及一對應有孔微針。可重新使用該模具支柱以製造額外金屬微針。
製造或以其他方式提供模具支柱
模具支柱可藉由包括以下各者之任何合適方法來製造：微機械加工(例如，矽微機械加工)、衝壓(例如，熱衝壓)、微影(例如，軟微影及光學微影)、3D印刷及/或其類似者。模具支柱可包含任何合適材料。在一些實施例中，先前製造之微針可用作模具支柱。
模具支柱可具有任何合適形狀，且可包含柱、桿、錐體、壁等。模具支柱可經製造以延伸遠離基板(或可以其他方式延伸遠離基板)。基板可包含任何合適材料，包括矽、玻璃、Pyrex®、石英、聚合物、金屬、陶瓷及其任何組合。在基板大體上平坦之情況下，模具支柱可在包括離開平面方向之任何方向上(例如，在具有垂直於基板之大體平坦表面的至少一分量的方向上)自基板之表面延伸。在諸實施例中，在基板並非平坦之情況下，模具支柱可在於模具支柱之位置處具有垂直於基板之表面之至少一分量的方向上延伸。包含 複數個模具支柱之陣列可經製造或以其他方式設置於基板之表面上。如自以下描述內容將變得清楚的是，模具支柱之陣列的間隔及配置可界定使用模具支柱之陣列製造的微針之陣列的間隔及配置。
圖1A及圖1B展示根據實例實施例的用於製造模具支柱110之陣列的方法。可將光阻102施加至基板104之第一表面104A，且可將遮罩106施加至基板104之對置表面104B。可使基板104之經遮蔽表面104B曝露至光化輻射108。在曝露至光化輻射108之後，光阻102可浸沒於顯影劑浴中，藉此溶解一些光阻102且留下模具支柱110(圖1B)。圖1A及圖1B之所說明實施例涉及使用負型光阻102(其中經曝光之光阻在曝光之後維持以提供模具支柱110)。在一些實施例中，可使用正型光阻(使得經曝露之光阻被溶解，且未經曝露之光阻在曝光之後維持以提供模具支柱110)。
在一些例示性實施例中，可將厚度在200μm至1200μm之範圍內(例如，700μm)的一層SU-8 2150環氧樹脂型負型光阻(來自Newton,MA之MicroChem®)旋塗(或以其他方式塗佈)至基板104之表面104A上，基板104包含厚度在100μm至500μm之範圍內(例如，300μm)的PyrexTM晶圓。基板104及光阻102可在65℃下經軟烘焙歷時10分鐘且在95℃下經軟烘焙歷時2.5小時。經塑形以界定對光化輻射透明之圓形區(例如，孔隙)106A之陣列的暗場遮罩106用以覆蓋經遮蔽表面104B。在一些實施例中，圓形透明區106A具有20至120μm(例如，40μm)之直徑。在一些實施例中，透明區106A可具有不同形狀(例如，多邊形)。在一 些實施例中，此等多邊形區之邊緣可具有範圍為20至120μm(例如，40μm)之大小。
可使基板104之經遮蔽表面104B曝露至光化輻射，光化輻射使得SU-8光阻之經曝露部分形成交聯。在一些實施例中，光化輻射包含紫外線輻射。在一個特定實例實施例中，光化輻射為9200mJ/cm2的紫外線光。在曝光之後，基板104及光阻102可在65℃下經烘焙歷時5分鐘且在95℃下烘焙歷時35分鐘，接著將其置放於顯影劑浴中歷時50分鐘以移除未經曝光光阻104，接著在175℃下烘焙歷時1小時。
光阻102經由遮罩106之透明區106A的曝光可導致對光阻102之錐形部分的輻射曝光，且可藉此在顯影之後產生錐形模具支柱110，其中此等錐形模具支柱110包含基座110B及尖端110A。此形狀可(例如)因為藉由經由基板104使光阻102曝光而提供的空間(在遮罩106與光阻102之間)來提供。錐形模具支柱110之基座110B可具有大於模具支柱110之尖端110A的橫截面尺寸。然而，此情形並非必要的。在一些實施例中，模具支柱110可經塑形，使得其具有在基板104之至少一部分(例如，接近於基座110B之部分)處自該表面實質上正交地(或在法線向量之方向上)延伸的側壁，且可視情況在接近尖端110A處較尖銳。在一些實施例中，模具支柱110可具有相對於基板104之表面成範圍為75度至90度之角度的側壁。在一些實施例中，模具支柱110可具有範圍為3：1至12：1之縱橫比(亦即，高度(例如，基座110B與尖端110A之間的距離)與基座尺寸(例如，基座直徑、基座110B之最長尺寸及/或其類似者)之比率)。在其他 實施例中，模具支柱110可具有其他側壁角度及其他縱橫比。
如下文更詳細地解釋，所說明實施例之錐形模具支柱110可用以製造具有相對較寬之通道開口(例如，接近模具支柱110之基座110B)及尖銳尖端(例如，接近錐形模具支柱110之尖端110A)的微針。錐形模具支柱110之基座110B的直徑/邊緣長度(及使用模具支柱110製造的微針之通道開口的對應直徑/邊緣長度)可大致等於遮罩106之透明區106A的直徑/邊緣長度。
在一些實施例中，可將上面形成有模具支柱110之基板104切割(或以其他方式分離)成較小片件(例如，1×1cm片件)，其中每一片件包含模具支柱110及/或複數個模具支柱110之陣列。
在一些實施例中，模具支柱110可由任何合適方法進一步塑形。舉例而言，可使用蝕刻製程(例如，乾式蝕刻)使模具支柱110之尖端110A變尖銳(例如，各向同性地)。在一些實施例中，可使模具支柱110之尖端110A不對稱地變尖銳，(例如)以具有類似於圖4A中所展示之模具支柱尖端110A之形狀110C的不對稱尖端形狀。
在包括圖1C之例示性實施例的一些實施例中，可藉由包括以下各者的任何合適方法將保護層112施加至模具支柱110之表面及/或基板104：昇華、噴霧沈積、冷凝、澆注、濺鍍、旋轉澆鑄、溶劑澆鑄及/或其類似者。此保護層112可增加模具支柱110之強度及/或模具支柱110至基板104之接合。保護層112可有助於使模具支柱110足夠耐用以重新使用多次來製成多組微針。保護層12為可選的且並非必要 的。在一些實施例中，甚至在無保護層112之情況下，模具支柱110仍可足夠耐用以重新使用多次來製成微針。保護層112可包含任何合適材料。保護層112可包含與模具支柱110材料相同或不同的材料。
圖1C展示用於使模具支柱110及基板104塗佈有保護層112之實例方法。可藉由在溶劑中溶解保護層112之材料以形成溶液且接著將溶液澆鑄(例如，溶劑澆鑄及/或旋轉澆鑄)至模具支柱110及基板104上來施加保護層112。可使溶劑蒸發，從而留下保護層112。可藉由光、熱及/或其類似者使保護層112固化。
在一個特定且非限制性實施例中，可藉由環戊酮稀釋SU-8 3025(來自Newton,MA之MicroChem®)以製成67wt%溶液。可在95℃下將此溶液澆鑄(例如，溶劑澆鑄及/或旋轉澆鑄)至模具支柱110及/或基板104上歷時20分鐘，從而留下30μm之保護層112。可藉由900mJ/cm2之紫外光使此保護層112固化，且將其在95℃下烘焙歷時5分鐘且在190℃下烘焙歷時1小時。
在模具支柱上形成導電層
在製造或以其他方式提供模具支柱110之後，可藉由包括(以非限制性實例說明)以下各者之任何合適方法使模具支柱110之經曝露表面塗佈有導電層114：昇華、噴霧沈積、冷凝、澆注、旋轉澆鑄、溶劑澆鑄、濺鍍及/或其類似者。若模具支柱110具有保護層112，則保護層112之所曝露表面可塗佈有導電層114。在一些實施例中，模具支柱110或保護層112可首先塗佈有犧牲層(亦即，稍後可溶解、熔融 或以其他方式破壞之層)，且接著犧牲層之經曝露表面可塗佈有導電層114。在一些實施例中，導電層114自身可提供犧牲層(如下文更詳細地論述)。
導電層114可包含任何合適材料。在一些實施例中，導電層114包含一或多種導電聚合物。包含導電聚合物之導電層114可包含一或多種純質或原生導電聚合物(例如，聚(3,4-乙烯-二氧噻吩))；導電共聚物(例如，聚(3,4-乙烯二氧噻吩)與聚(苯乙烯-磺酸鹽)的共聚物)；及含有導電粒子以形成導電複合聚合物基質之聚合物。以非限制性實例說明，可用於導電複合聚合物基質中之聚合物包括：●聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)；●聚(乙酸乙烯酯)；●聚丙烯腈；●聚(氯乙烯)；●聚(二氯亞乙烯)；●聚乙烯(LDPE、HDPE)；●聚丙烯；●聚苯乙烯；●聚四氟乙烯；●生物可降解聚合物及共聚物(例如，聚(乳酸)、聚(乳酸-共-乙醇酸)、聚(己內酯)、聚膦氮烯及聚酐)；●生物聚合物(例如，聚醣(例如，聚葡萄胺糖及纖維素)、聚肽及聚核苷酸)；及/或●其類似者。
可用於導電複合聚合物基質中之導電粒子包括碳黑(CB) 粒子、金屬粒子(例如，銀奈米粒子)、金屬氧化物粒子、包含導電聚合物之粒子及/或其類似者。在一些實施例中，導電層114可包含一或多種合適金屬或其合金。
圖1D展示用於使一或多個模具支柱110塗佈有導電層114之實例方法。在所說明實施例中，模具支柱110包含保護層112，但(如上文所論述)此情形並非必要對，且導電層114可在無保護層112之情況下形成於模具支柱110上。在一些實施例中，導電層114經溶劑澆鑄。可藉由首先在溶劑中溶解導電層114之材料以形成溶液，接著將溶液澆鑄至模具支柱110上(例如，在所說明實施例之狀況下，澆鑄至保護層112上)來施加導電層114。可使溶劑蒸發，從而在模具支柱110上留下導電層114。在圖1D之實施例中，模具支柱110經定向，使得其在與重力相反之方向上延伸遠離基板104，亦即，模具支柱110之尖端110A位於基板104上方。重力可使導電層溶液在尖端110A處形成相對較薄層，且在較靠近基座110B處形成相對較厚層。因此，在一些實施例中，導電層114可為相對較薄的，或甚至在尖端110A處不存在。可調整溶劑澆鑄參數(例如，濃度、溫度、露點、蒸發速率、濕度等)以控制導電層114之厚度(例如，導電層114在模具支柱110之尖端110A與基座110B之間的厚度)。
在一些例示性實施例中，導電層114可包含PMMA(來自Warrington,PA之Polysciences®)，其中分子量為25kDa，以碳黑(來自Boston,MA之Cabot® Corporation的CB,VULCAN® XC72R)為種子，其中主要粒子大小為約150nm。PMMA/CB溶液/懸浮液可藉由將0.3g PMMA及0.135 g CB添加至包含5g N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)之載流流體中而製備。在一些實施例中，可使用其他合適載流流體。以非限制性實例說明，合適載流流體可包括二甲基甲醯胺(DMF)、二甲亞碸(DMSO)、包括1-辛醇的較長鏈醇，及/或其類似者。
可將包含0.015g十二烷基硫酸鈉(SDS，來自Oakville,ON之Sigma-Aldrich®)的表面活性劑添加至導電聚合物溶液/懸浮液。可將溶液/懸浮液置放於超音波浴中歷時30分鐘。所得流體可具有9wt%之固體濃度，其中CB占總固體含量之30%。可將此流體施加至模具支柱110(例如，在所說明實施例之狀況下，施加至保護層112上)及基板104上，且允許其蒸發以留下包含PMMA及CB之聚合物基質的導電層。
表面活性劑可有助於防止形成CB粒子叢集，且可藉此導致CB粒子在溶液/懸浮液中之相對均勻分佈。一旦將材料澆鑄至模具支柱110及基板104上，CB粒子在溶液/懸浮液中之均勻懸浮便可導致CB粒子在PMMA聚合物基質內之均勻分佈。CB粒子在PMMA聚合物基質內之均勻分佈可導致導電層114具有均勻電導率。如下文更詳細地論述，導電層114之此均勻電導率可又促進均勻金屬層118藉由電鍍在導電層114上之沈積。
任何合適表面活性劑可用於導電聚合物溶液/懸浮液中。以非限制性實例說明，合適表面活性劑可包含：●非離子性表面活性劑，包括：￮聚乙二醇辛基酚聚氧乙烯醚(Triton X-100)，￮葡萄糖苷烯丙醚(月桂基葡糖苷)， ￮脫水山梨糖醇烷基酯(司盤類)，￮聚乙二醇之共聚物，￮聚丙二醇(泊洛沙姆)，及/或￮其類似者；●陰離子性表面活性劑，包括：￮十二烷基硫酸鈉，￮十二烷基硫酸銨，￮十二烷基硫酸鈉，￮烷基-芳基醚磷酸酯，￮烷基醚磷酸酯，￮丁二酸二辛基磺酸鈉，￮全氟辛烷磺酸，及/或￮其類似者；●陽離子性表面活性劑，包括：￮十六烷基三甲基溴化胺，￮氯化十六烷基吡啶，及￮二甲基雙十八烷基氯化銨，及/或￮其類似者；及●兩性離子表面活性劑，包括：￮卵磷脂(磷脂醯膽鹼)，￮CHAPS(3-[(3-膽醯胺基丙基)二甲銨基]-1-丙烷磺酸鹽)，及/或￮其類似者；及/或●其類似者。
在一些實施例中，可將一種物質施加至模具支柱 110及/或基板104(或保護層112或犧牲層(若存在))以在施加導電層114之前改良表面黏著。舉例而言，在一個特定實例實施例中，可在室溫下將20μl六甲基二矽氮烷(HMDS，來自Oakville,ON之Sigma-Aldrich®)施加至模具支柱110(例如，在所說明實施例之狀況下，施加至保護層112上)及基板104。接著，可將40μl 9wt% PMMA/CB混合物沈積至模具支柱110及基板104上，且接著在80℃下將其烘焙歷時3小時以使NMP蒸發且使PMMA/CB混合物充分乾燥。PMMA/CB之所得層在基板104上可為100μm厚，且可具有朝向模具支柱110之尖端110A逐漸減小之厚度。
在一些實施例中，導電層114可經開孔以提供有孔導電層114A。在此描述中，如上下文所指示，術語導電層114之使用可(但無需必定)包括有孔導電層114A。有孔導電層114A可用以製造中空微針(亦即，具有穿過其之孔隙的微針)。實心(亦即，非經開孔)導電層114可用以製造實心(亦即，非經開孔)微針。
任何合適方法可用以形成有孔導電層114A，該有孔導電層具有或界定穿過其之一或多個孔隙117。任何合適方法可用以在已形成以提供有孔導電層114A之導電層114中製成或產生一或多個孔隙117。
穿過有孔導電層114A之孔隙117可位於有孔導電層114A上任何處。在一些實施例中，孔隙117位於有孔導電層114A上之對應於模具支柱110的區中。舉例而言，孔隙117可延伸穿過有孔導電層114A以曝露模具支柱110之表面，或可在對應於(例如，覆蓋)模具支柱110之區中延伸 穿過有孔導電層114A，如與模具支柱110之間的區相對。在一些實施例中，孔隙117可位於模具支柱110之尖端110A處。在一些實施例中，孔隙117可在模具支柱110之尖端110A處對稱地塑形。在一些實施例中，孔隙117以類似於圖4B中所展示之方式在模具支柱110之尖端110A處不對稱地塑形。
在一些實施例中，可使用合適蝕刻技術在已形成之導電層114中製成孔隙117以提供有孔導電層114A。合適蝕刻技術可包括化學蝕刻、物理蝕刻、電漿蝕刻、反應性離子蝕刻及/或其類似者。在一些實施例中，可使用鐳射切除在已形成之導電層114中製成孔隙117以提供有孔導電層114A。
圖1E展示用於自模具支柱110之尖端110A移除導電層114以形成孔隙117且藉此提供有孔導電層114A的實例方法，該等孔隙在對應於模具支柱110(更特定而言，對應於模具支柱110之尖端110A)之區中延伸穿過導電層114。可在圖1E中藉由箭頭展示之一般方向上藉由離子116轟擊導電層114。離子116可磨耗導電層114，直至孔隙117形成且模具支柱110之尖端110A(或保護層112之覆蓋尖端110A的部分)經曝露以藉此提供有孔導電層114A。蝕刻製程可使得尖端110A具有比模具支柱110之其他部分高的溫度。模具支柱110可具有不良熱導率，且此情形可促成溫度差異。，尖端110A之較高溫度可導致在尖端110A處相較於在模具支柱110之其他部分處具有增加之蝕刻速率。
在一些實施例中，導電層114的覆蓋模具支柱110之尖端110A的部分(或導電層114的覆蓋模具支柱110之某一其他部分)可藉由電漿蝕刻移除以製成孔隙117，藉此 提供有孔導電層114A。以非限制性實例說明，電漿可包含O2/CF4(O2流動速率：80sccm；CF4流動速率：20sccm；壓力：500毫托；溫度：25℃；功率：200W)。可施加電漿歷時合適持續時間(例如，200秒)，或直至自模具支柱110之尖端110A移除導電層114以提供孔隙117且藉此提供有孔導電層114A。
在一些實施例中，可藉由機械研磨、鐳射微機械加工或藉由局部加熱來移除導電層114之數個部分以製成孔隙117(且藉此提供有孔導電層114A)。
在一些實施例中，導電層114可包含光可圖案化聚合物，且導電層114之數個部分可藉由光微影移除以形成孔隙117，藉此提供有孔導電層114A。
在一些實施例中，可使用溶劑澆鑄來施加導電層114，且可調整各種溶劑澆鑄參數(例如，濃度、溫度、露點、蒸發速率、濕度等)，使得模具支柱110之數個部分在溶劑被蒸發時未塗佈有導電層114，亦即，使得在將導電層114施加至模具支柱110時穿過導電層114形成孔隙117以藉此提供有孔導電層114A。舉例而言，可調整用以施加導電層114之導電聚合物溶液中之聚合物或表面活性劑的濃度，使得導電層114並不形成於對應於模具支柱110之尖端110A的區中，藉此在尖端110A附近穿過導電層114提供孔隙117，以藉此提供有孔導電層114A。
在一些實施例中，模具支柱110之表面的一部分可經化學或物理改質以改變其潤濕行為，使得經溶劑澆鑄導電層114可形成有孔隙117，以藉此提供有孔導電層114A。 若(例如)使用極性溶劑來溶劑澆鑄導電層114，則可將非極性塗層(圖中未示)施加至模具支柱110之尖端110A(或施加至模具支柱110的需要提供孔隙117之某一其他區)，使得導電層114並不潤濕(或黏附至)模具支柱110的塗佈有非極性塗層之區(例如，尖端110A)。若(例如)使用非極性溶劑來溶劑澆鑄導電層114，則可將極性塗層(圖中未示)施加至模具支柱110之110A尖端(或施加至模具支柱110的需要提供孔隙117之某一其他區)，使得導電層114並不潤濕(或黏附至)模具支柱110的塗佈有極性塗層之區(例如，尖端110A)。
在一些實施例中，在使用水基溶劑藉由溶劑澆鑄來施加導電層114之情況下，可在將導電層114施加至模具支柱110之前將疏水性奈米粒子沈積至模具支柱110之尖端110A上(或沈積至模具支柱110的需要提供孔隙117之某一其他區)。可使用包括(以非限制性實例說明)以下各者之任何合適類型之疏水性材料：聚(乙烯-共-四氟乙烯)、聚(氯三氟-乙烯)、聚(偏二氟乙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)及/或其類似者。在沈積疏水性奈米粒子之前，可使模具支柱110之尖端110塗佈有SU-8之薄層，該薄層可幫助疏水性奈米粒子黏附至尖端110A。舉例而言，SU-8可藉由衝壓來施加。
在一個實例實施例中，可以1：50重量比率將乾燥之直徑為300nm之聚四氟乙烯(PTFE)奈米粒子粉末混合至乙醇中以形成懸浮液。可使用噴槍將懸浮液沈積至印模上。該印模可包含使用標準軟微影技術製造之聚二甲基矽氧烷(PDMS)軟片。可調整噴槍之懸浮液及空氣流動速率以及噴槍 與印模之間的距離以確保藉由噴槍噴出之霧化液滴在到達印模後即蒸發。可在100℃下將經塗佈模具支柱110烘焙歷時2分鐘，接著可使印模與模具支柱之尖端均勻接觸歷時10秒鐘。
應理解，在一些實施例中，在使用非極性溶劑藉由溶劑澆鑄來施加導電層114之情況下，可在導電層114施加至模具支柱110之前將疏油性奈米粒子沈積至模具支柱110之尖端110A上(或沈積至模具支柱110的需要提供孔隙117之某一其他區)，藉此促進以類似製程形成有孔導電層114A。
在導電層上沈積金屬層以提供微針
可使用包括電鍍、濺鍍及/或其類似者之任何合適方法將一或多個金屬層118沈積至導電層114上。在當前較佳實施例中，使用電鍍技術將一或多個金屬層118施加至有孔導電層114A，該電鍍技術產生一或多個對應開孔之金屬層118A。在此描述中，術語金屬層118之使用可(但無需必定)包括有孔金屬層118A，如上下文指示。金屬層118可包含任何合適金屬，包括(以非限制性實例說明)鈷、鎳、鉻、錳、鐵、金、銅、鉛、釕、銠、鈀、銀、汞、錸、鈦、鈮、鉭、鋨、銥、鉑，其組合；及/或其類似者。金屬層118可向自其製造之微針120提供所要結構強度。
在一些實施例中，可將多個金屬層118沈積至導電層114上。在一些實施例中，可順序地沈積金屬A、B及C，因此僅金屬A及C將曝露於成品微針中(假設在自模具支柱110移除微針時導電層114經部分或完全移除)。囊封金屬B可係結構金屬，且可包含(例如)鎳。經曝露之金屬A及C可包含生物相容性金屬。經曝露之金屬A及C可彼此相同或 彼此不同。生物相容性金屬之非限制性實例包括：金、鉑、鈦、CoCr、316L不鏽鋼、鈷-鉻、鈦、依賴於因薄氧化物層之鈍化的鈦基植入合金，其合金及/或其類似者。
圖1F展示用於藉由電鍍使導電層114塗佈有金屬層118之實例方法。更特定而言，圖1F展示用於將金屬層118電鍍至有孔導電層114A上以提供有孔金屬層118A之方法。可將導電層114置放於含有金屬離子之溶液116中。可連接導電層114作為溶液116中兩個電極中之一者。可將電壓施加於電極之間，且溶液116中之金屬離子可電鍍至導電層114上，藉此形成金屬層118。若導電層114具有孔隙117(如在所說明實施例中，在有孔導電層114A中為該狀況)，則金屬離子並不沈積至孔隙117上或沈積至孔隙117中，藉此形成具有孔隙117之有孔金屬層118A。如上文所提及，在圖1F之實施例中，有孔導電層114A在模具支柱110之尖端110A處具有孔隙117，且因此圖1F之電鍍製程形成有孔金屬層118A，該有孔金屬層在模具支柱110之尖端110A處形成有孔隙117。金屬層118可提供微針120之陣列。
在一個實施例中，可將導電層114置放至電鍍溶液中。電鍍溶液可包含氯化鎳、硫酸鎳及硼酸。導電層114可平行於純鎳陽極且距該陽極2.5cm而定位。導電層114可充當陰極，且可藉由合適電連接(例如，導線)連接至電源供應器。導電層114可具有比電接線低之電導率，且在大多數情況下，電接線可保持在溶液外以防止鎳累積於電接線上。電源供應器可提供2mA之恆定電流歷時150分鐘。鎳之金屬層118可藉此形成於導電層114上。在一些實施例中， 金屬層118具有在10至200μm(例如，70μm)之範圍內的厚度。在其他實施例中，金屬層118可具有較大厚度範圍。
在一個實施例中，直徑為0.2mm之鉑絲(來自Ward Hill,MA之Alfa Aesar®)可用作陽極。在其他實施例中，由其他合適材料製成之導線可用作陽極。Kenwood® PR18-12A電源供應器(來自Baltimore,MD之Davis InstrumentsTM)可用以將第一金屬層電鍍於導電層上。接著，可使用包含在pH7下之0.17M H3PO4、0.07M KH2PO4及0.07M KAu(CN)2的磷酸鹽緩衝劑之溶液將金層電鍍至第一金屬層上。可以102A/m2之當前密度將金電鍍歷時5分鐘。金層之最終厚度可在0.05至10μm(例如，3μm)之範圍內。
自模具支柱移除微針
可藉由任何合適方法自模具支柱110移除藉由金屬層118提供之微針120。以非限制性實例說明：●可至少部分溶解或以其他方式耗盡模具支柱110，直至可自模具支柱110移除金屬層118(及微針120)；●可至少部分溶解或以其他方式耗盡導電層114，直至可自模具支柱110移除金屬層118(及微針120)；●導電層114可具有與金屬層118之弱表面接合，從而允許自模具支柱110機械移除金屬層118(及微針120)；●可藉由熱處理軟化或熔融導電層114，直至可機械移除金屬層118(及微針120)；●犧牲層可已形成於模具支柱110與導電層114之間，且：￮可至少部分溶解、耗盡或破壞犧牲層以准許自模具支柱110移除微針120(包括金屬層118且可能包括導電層 114之一些或全部)；￮犧牲層可具有與導電層144之弱表面接合，以准許自模具支柱110機械移除微針120(包括金屬層118且可能包括導電層114之一些或全部)；￮可藉由熱處理軟化或熔融犧牲層以准許自模具支柱110移除微針120(包括金屬層118且可能包括導電層114之一些或全部)；及/或●其類似者。
犧牲層可為導電或非導電的。犧牲層可由包括二氧化矽、氮化矽、矽鍺及多晶矽之任何合適材料製成。可藉由包括昇華、噴霧沈積、化學氣相沈積、冷凝、澆注、溶劑澆鑄、濺鍍及/或其類似者之任何合適方法來沈積犧牲層。
在使模具支柱110在微針120經移除之後保持無損傷(或實質上無損傷)的實施例中，可重新使用模具支柱110以製造額外微針。
在使用有孔導電層114A且稍後在該有孔導電層上形成對應有孔金屬層118A之情況下，經移除微針120可包含中空(或有孔)微針120(例如，流體可行進通過之微針120)。在使用無孔導電層114之情況下，經移除微針120可包含無孔微針。在一些實施例中，無孔微針120可保持附接至模具支柱110，且可能在使用之前不自模具支柱110移除。
圖1G展示用於自模具支柱110移除微針120之陣列的實例方法。在圖1G中，導電層114包含犧牲層，該犧牲層至少部分經破壞以自模具支柱110移除微針。可使用合適溶劑(例如，與在圖1D之步驟中用以溶劑澆鑄導電層114 之溶劑相同的溶劑)來至少部分溶解導電層114。一旦部分溶解導電層114，便可自模具支柱110移除微針120之陣列。微針120可包含有孔(或所謂的中空)微針120。如圖1G中所展示，微針120可包含內腔120A(其形成於模具支柱110之基座110B處)、孔隙/噴嘴120B(其形成於模具支柱110之尖端110A處)、外表面120C及內表面120D。
在一些實施例中，可藉由將導電層114置放於NMP之超音波浴中歷時60分鐘或直至導電層114經充分溶解以用於移除微針120之陣列而自模具支柱110移除微針120之陣列。
微針120可使其外表面120C及/或內表面120D經清潔(例如，以移除任何剩餘導電層114)。微針120可使其外表面120C及/或內表面120D塗佈有任何合適塗層，包括聚合物塗層及/或金屬塗層。可藉由包括(以非限制性實例說明)電鍍、濺鍍、蒸鍍、化學氣相沈積及/或其類似者之任何合適方法來施加此等塗層。可在自模具支柱110移除微針120之前或之後施加此等塗層。此等塗層可修改微針120之表面性質。舉例而言，此等塗層可使得微針120之表面為疏水性的、親水性的、生物相容性的、電絕緣的及/或其類似者。生物相容性塗層對於微針120用於穿透皮膚或以其他方式用於人類或其他動物體內之應用中的應用可有用。生物相容性金屬之非限制性實例包括：金、鉑、鈦、CoCr、316L不鏽鋼、鈷-鉻、鈦、依賴於因薄氧化物層之鈍化的鈦基植入合金、其合金及/或其類似者。亦可使用非金屬生物相容性塗層，例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)。(例如)當微針120用作電化學感測器 之部分時，電絕緣塗層可為有益的。電絕緣塗層可包含任何合適材料，該材料包括聚對苯二甲酸伸乙酯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚乳酸交酯、聚乙交酯、聚(乳酸-共-乙交酯)及/或其類似者。
如上文所論述，金屬層118向自其製造之微針120提供結構強度。在一些實施例中，微針120可足夠堅固以刺穿人類皮膚。使用描繪於圖1A至圖1G中之實例方法來製造微針120之原型陣列。微針120之原型陣列經受一系列機械壓縮測試，且將此等測試之結果與文獻資料比較。以5μm/s之恆定速度將垂直壓縮性負載施加至微針120之原型陣列。獲得力對位移資料以用於失效負載分析。在每一壓縮測試之後，視覺檢驗微針120以查看微針軸件是否彎折，或微針尖端是否坍塌。
進行五個壓縮測試，且平均失效負載為4.2±0.61N。對於具有小於50μm之尖端直徑的微針120(經受機械壓縮測試之原型微針120為如此狀況)，與微針120穿透至人類皮膚中相關聯的典型力遠低於1N。原型微針之失效負載遠高於1N，且因此原型微針足夠堅固以在不破裂情況下插入至人類皮膚中。
圖2為根據實例實施例的用於製造金屬微針120之方法200的示意性說明。方法200以包含製造或以其他方式提供模具支柱110之區塊202開始。可使用上文結合提供模具支柱110描述(包括(例如)圖1A、圖1B及/或圖1C之描述)的特徵中之任一者、特徵之組合或特徵之子組合來製造或以其他方式提供區塊202之模具支柱110。區塊202之 模具支柱110可包含保護層112，其可被視為模具支柱110之部分。
方法200接著進行至區塊204，其包含在區塊202之模具支柱110上形成有孔導電層114A。形成有孔導電層114A可包含使用上文結合形成有孔導電層114A描述(包括(例如)圖1D及/或圖1E之描述)的特徵中之任一者、特徵之組合或特徵之子組合。在一些例示性實施例中，有孔導電層114A包含可藉由溶劑澆鑄在區塊204中施加之導電聚合物。如上文所論述，可在將導電層114施加至區塊202之模具支柱110以提供有孔導電層114A時或在將導電層114施加至區塊202之模具支柱110以提供有孔導電層114A之後將孔隙117形成於導電層114上。
方法200接著進行至區塊206，其包含將金屬層118沈積於區塊204之有孔導電層114A上。區塊206中沈積金屬層118可包含使用上文結合沈積金屬層118描述(包括(例如)圖1F之描述)的特徵中之任一者、特徵之組合或特徵之子組合。在一些例示性實施例中，使用電鍍技術將金屬層118施加至導電層114。在導電層114包含有孔導電層114A之情況下，電鍍引起對應有孔金屬層118A之沈積。在一些實施例中，區塊206包含沈積多個金屬層118。
方法200可包含涉及自模具支柱110移除微針120之可選區塊208。可選區塊208中移除微針120可包含上文結合自模具支柱110移除微針120描述(包括(例如)圖1G之描述)的特徵中之任一者、特徵之組合或特徵之子組合。在一些例示性實施例中，至少部分溶解用於提供有孔導電層 114A之導電聚合物以准許區塊208的微針120自模具支柱110之移除。
圖3為根據實例實施例的用於製造金屬微針120之方法300的示意圖。方法300以包含製造或以其他方式提供模具支柱110之區塊302開始。區塊302可類似於上文所描述之方法200的區塊202。區塊302之模具支柱110可包含導電層114，且區塊302可包含根據上文結合形成導電層114描述(包括(例如)圖1D及/或1E之描述)的特徵中之任一者、特徵之組合或特徵之子組合而在模具支柱110上形成導電層114。
在一些實施例中，方法300包含可選區塊303，其包含在區塊302之模具支柱110上形成導電層114。形成區塊303之導電層114可包含使用上文結合形成導電層114描述(包括(例如)圖1D及/或1E之描述)的特徵中之任一者、特徵之組合或特徵之子組合。在一些例示性實施例中，導電層114包含可在區塊303中藉由溶劑澆鑄來施加之導電聚合物。如上文所論述，可在將導電層114施加至區塊302之模具支柱110以提供有孔導電層114A時或在將導電層114施加至區塊302之模具支柱110以提供有孔導電層114A之後將孔隙117形成於導電層114上。
方法300接著進行至區塊304，其包含在區塊302之模具支柱110及/或區塊303之導電層114上沈積金屬層118。區塊304中沈積金屬層118可包含使用上文結合沈積金屬層118描述(包括(例如)圖1F之描述)的特徵中之任一者、特徵之組合或特徵之子組合。在一些例示性實施例中， 在區塊302之模具支柱包含導電層114之情況下，可使用電鍍技術將金屬層118施加至區塊302之模具支柱。在區塊302之模具支柱110包含有孔導電層114A之情況下，電鍍引起對應有孔金屬層118A之沈積。在一些實施例中，區塊304包含沈積多個金屬層118。
方法300接著進行至區塊306，其包含自模具支柱110移除微針120。區塊306中移除微針120可包含上文結合自模具支柱110移除微針120描述(包括(例如)圖1G之描述)的特徵中之任一者、特徵之組合或特徵之子組合。在一些例示性實施例中，至少部分溶解用以在區塊110之模具支柱上提供導電層114的導電聚合物以准許區塊306的微針120自模具支柱110之移除。
方法300接著進行至區塊308，其包含在區塊302之模具支柱上沈積第二金屬層118以提供第二微針。區塊308可包含使用區塊302之模具的至少一部分。區塊308可視情況包含在區塊302之模具支柱110上(且可能在區塊303之導電層114的任何剩餘部分上)形成導電層114。形成此導電層可包含使用上文結合形成導電層114描述(包括(例如)圖1D及/或圖1E之描述)的特徵中之任一者、特徵之組合或特徵之子組合。區塊308中在模具支柱上施加第二金屬層可包含使用上文結合沈積金屬層118描述(包括(例如)圖1F之描述)的特徵中之任一者、特徵之組合或特徵之子組合。
圖5為根據實例實施例的用於製造金屬微針120之方法400的示意圖。方法400以包含製造或以其他方式提供模具支柱110之區塊402開始。區塊402可類似於上文所 描述之方法200的區塊202。
方法400接著行進至區塊404，其包含在區塊402之模具支柱110上形成包含導電聚合物之導電層114。形成區塊404之導電層114可包含使用上文結合形成導電層114描述(包括(例如)圖1D及/或圖1E之描述)的特徵中之任一者、特徵之組合或特徵之子組合，其中導電層114包含導電聚合物。在一些例示性實施例中，可在區塊404中藉由溶劑澆鑄來施加導電層114。如上文所論述，可在將導電層114施加至區塊402之模具支柱110以提供有孔導電層114A時或在將導電層114施加至區塊402之模具支柱110以提供有孔導電層114A之後將孔隙117形成於導電層114上。
方法400接著進行至區塊406，其包含在區塊404之導電聚合物層114上沈積金屬層118。區塊406中沈積金屬層118可包含使用上文結合沈積金屬層118描述(包括(例如)圖1F之描述)的特徵中之任一者、特徵之組合或特徵之子組合。在一些例示性實施例中，可使用電鍍技術將金屬層118施加至區塊404之導電聚合物層114。在區塊404之導電聚合物層114包含有孔導電聚合物層114A之情況下，電鍍引起對應有孔金屬層118A之沈積。在一些實施例中，區塊406包含沈積多個金屬層118。
在一些實施例中，方法400包含可選區塊408，其包含自模具支柱110移除微針120。區塊408中移除微針120可包含上文結合自模具支柱110移除微針120描述(包括(例如)圖1G之描述)的特徵中之任一者、特徵之組合或特徵之子組合。在一些例示性實施例中，至少部分溶解用以在 區塊110之模具支柱上提供導電層114的導電聚合物以准許區塊408的微針120自模具支柱110之移除。
應用1：遞送器件
微針120可用於將數種試劑遞送至人類或動物組織中或遞送至植物或土壤中。微針120可用以遞送包括藥物、化合物、粒子及懸浮液之任何合適試劑。微針120可用以遞送疫苗、諸如Botox®之神經毒素，及用於過敏測試的試劑。
中空(亦即，有孔)微針120可用於試劑之直接注射。對於經皮注射，中空微針120(或中空微針120之陣列)可刺穿皮膚之最外層(角質層)，且將劑釋放至皮膚之真皮或表皮組織中。在一些實施例中，微針120可在不損壞或觸碰神經之情況下插入至皮膚中，使得該插入為無痛的或相較於傳統表皮下針之插入疼痛較少。在一些實施例中，微針120可在不觸碰真皮中之血管情況下被插入。
微針120之陣列(或單一微針120)可附接至含有試劑之容器，諸如習知注射器或微型儲集器。膜可經移動或變形以對試劑加壓，藉此迫使試劑通過微針120之內腔。
使用描繪於圖1A至圖1G中之方法製造的500μm高的原型微針120用以將螢光微球注射至豬皮中。微針120結合至習知1ml注射器之尖端。注射器填充有水中2.28μm螢光微球之0.01wt%懸浮液。將微針120壓在皮膚上，且將大約2N之力施加至注射器活塞歷時5分鐘。用水清洗且用拭巾乾燥接近注射位點之皮膚表面。Nikon® Eclipse® C1共焦顯微鏡(Melville,NY)用以掃描螢光微球在皮膚內的分佈。注射位點之共焦掃描指示螢光微球至皮膚中達250μm之深度 的遞送。藉由以下操作執行控制測試：將螢光微球溶液施加至豬皮表面歷時10分鐘；清洗皮膚；及接著進行皮膚之共焦掃描。控制測試不展示皮膚表面下方之任何螢光微球體。此情形暗示，豬皮不可由螢光微球滲透，且原型微針120可用於藥物(包括懸浮液)之經皮遞送。
使用描繪於圖1A至圖1G中之方法製造的500μm高之原型微針120用以將螢光化療藥物(小紅莓)注射至豬皮中。微針之背襯板接合至藥物容器，該藥物容器經由可撓性塑膠毛細管連接至習知注射器。注射器填充有174μM小紅莓水溶液。將注射器置放於商用注射泵系統(來自Holliston,MA之KD ScientificTM)中。將微針120施加至經刨削豬皮樣本。將泵設定為推動柱塞以產生0.2毫升/分鐘之恆定流動速率歷時3分鐘。基於調查使用矽微針之經皮藥物注射之效率的研究(U.O.Häfeli等人，(2009)，Biomed.Microdevices，第11卷，第943至950頁)來選擇此流動速率，該研究在注射試驗中獲得通過每一針的0.2毫升/分鐘之平均遞送速率。在注射之後，清潔皮膚且接著使用共焦顯微鏡掃描皮膚。共焦掃描展示小紅莓向下至大約130μm之深度的滲透。
在一些實施例中，試劑嵌入於微針120之結構內，及/或塗佈於微針120之表面上，且微針120至皮膚中之插入使得試劑傳送至皮膚。微針120可為實心或中空微針120。微針120可不需要自模具支柱(藉由其形成微針)移除。
應用2：穿孔器件
微針120可用作用於在皮膚(例如，角質層)中穿孔(例如，產生孔、劃痕、刀口等)之穿孔器件。可使用 實心或中空微針120。可藉由包括衝壓及滾動(例如，將微針120之陣列附加至滾筒，且使滾筒跨越皮膚區域滾動)的任何合適方法將微針120施加至皮膚。
可在將皮膚區域穿孔之前及/或之後將試劑施加至皮膚區域。皮膚中之穿孔可增加皮膚之滲透率，且可增強試劑經由皮膚之吸取。
真空吸取器件可用以自經穿孔皮膚抽取生物流體(例如，間質液及血液)。
應用3：感測
微針120可用以提取一或多種試劑。舉例而言，中空微針120之陣列可用以穿透皮膚，且提取體液(例如，含有抗癌藥物之間質液)。可藉由包括壓力、電場、毛細作用力及微針120內經由載流液體之擴散的任何合適方法將流體主動地抽汲至微針120中。可接著將流體引導至一或多個感測區。可經由通道將流體輸送至感測區。感測區可位於微針陣列的與流體進入微針陣列之側對置的側上。感測區可包含任何合適感測器，包括光學及電化學感測器。
應用4：材料沈積
微針129可用以沈積材料(例如，流體、粉末等)。微針120可充當噴嘴。可自個別微針開口噴出(以類似於噴墨印刷之方式)流體之液滴。替代地，可自個別微針開口噴出流體射流。在相對較黏流體之狀況下，噴出可形成相對較黏之射流。可使用包括施加壓力及電場之任何合適方式來噴出材料。
可自微針120之陣列噴出材料。可同時自陣列之 所有微針120噴出材料。可個別地致動微針120以控制材料自每一個別微針120之噴出。可按群組來致動微針120以控制材料自微針120之每一群組的噴出。自每一微針120噴出之材料可與自其他微針120噴出之材料相同或不同。自每一微針120噴出之材料可隨時間改變。自微針120噴出之材料可沈積至基板上，或可形成經圖案化結構。
應用5：電沈積
微針120可用以經由電旋塗或電噴霧沈積來沈積材料。電場可施加於待噴出之材料與目標基板(或目標基板之下的電極)之間。材料可在退出微針120之前由電極接觸，或微針120可用作電極。材料亦可藉由正排量泵來驅動。隨著材料退出微針120，材料可分成液滴，或材料可形成射流。電場可使得射流經歷抖動，從而拉伸射流。若材料為聚合物溶液，則溶劑可蒸發且留下極薄纖維。
應用6：燃燒
微針120可用作液體或氣體燃料之燃料噴射器。燃料可經由微針120噴出。燃料可包含可彼此反應的材料之混合物。燃料可與環境空氣反應，或與自其他微針120退出之物質反應。燃料可被點燃。
應用7：紋身
微針120可用以產生紋身。相對較短之微針120可用以產生臨時紋身。相對較長之紋身120可用以產生永久紋身。
應用8：成像
可將微針120嵌入至材料或組織中且對其成像。 舉例而言，微針陣列可形成諸如儀器或植入物之醫用器件的部分，且此器件可經插入或植入至組織中。微針陣列可藉由包括放射性成像、x射線成像、電腦斷層成像、螢光成像/血管造影成像及其任何組合的任何合適成像製程來成像。金屬微針120可具有良好之x射線對比度性質。
雖然上文已論述了數個例示性態樣及實施例，但熟習此項技術者將認識到其某些修改、置換、添加及子組合。因此，意欲以下附加申請專利範圍及下文介紹的申請專利範圍解釋為包括如在其真實精神及範疇內的所有此等修改、置換、添加及子組合。

Claims (30)

  1. 一種用於製造一第一微針及一第二微針之方法，該方法包含：提供一模具支柱；在該模具支柱上形成一導電層藉由：施加一溶液到該模具支柱上，該溶液包含溶解在一溶劑中的一聚合物及多個導電粒子；以及從該模具支柱蒸發該溶劑以在該模具支柱上留下該導電層；在該導電層上沈積一第一金屬層以提供一第一微針；自該模具支柱移除該第一微針；及在該模具支柱上沈積一第二金屬層以提供一第二微針。
  2. 如請求項1之方法，其中該模具支柱包含一保護層，該保護層用於保護該模具支柱免受後續製程且使得該模具支柱能夠用於製造複數個微針。
  3. 如請求項1之方法，其中在該模具支柱上形成該導電層包含使用一噴霧沈積製程。
  4. 如請求項1之方法，其中在該模具支柱上形成該導電層包含使用一溶劑澆鑄製程。
  5. 如請求項1之方法，其中該導電層包含一有孔導電層。
  6. 如請求項5之方法，其包含藉由移除該導電層之一部分以形成一孔隙來形成該有孔導電層。
  7. 如請求項6之方法，其包含藉由以下各者中之一或多者來移除該導電層之該部分：乾式蝕刻、光微影、機械研磨，及局部加熱。
  8. 如請求項5之方法，其包含藉由以下操作來形成該有孔導電層：在該模具支柱上形成該導電層之前將一塗層施加至該模具支柱之一區；及選擇該溶劑使得該溶劑受該塗層排斥使得該導電層經產生而具有位於該經塗佈區處之一孔隙。
  9. 如請求項5之方法，其包含藉由以下操作來形成該有孔導電層：定向該模具支柱，使得該模具支柱之一第一區在垂直方向上高於該模具支柱之一第二區，使得重力使該導電層在該第一區處形成有一孔隙。
  10. 如請求項1至9中任一項之方法，其中在該導電層上沈積該第一金屬層包含使用該導電層作為一電極，及將該第一金屬層電鍍至該導電層上。
  11. 如請求項1至9中任一項之方法，其中自該模具支柱移除該第一微針包含至少部分溶解該導電層。
  12. 如請求項1至9中任一項之方法，其包含在該模具支柱與該導電層之間形成一犧牲層，且其中自該模具支柱移除該第一微針包含至少部分溶解該犧牲層。
  13. 如請求項1至9中任一項之方法，其中在該模具支柱上沈積該第二金屬層以提供該第二微針包含在該導電層上沈積該第二金屬層以提供該第二微針。
  14. 如請求項1至9中任一項之方法，其中在該模具支柱上沈積該第二金屬層以提供該第二微針包含：在該模具支柱上形成一第二導電層；及在該第二導電層上沈積該第二金屬層以提供該第二微針。
  15. 如請求項1至9中任一項之方法，其中：在該導電層上沈積該第一金屬層包含在該導電層上濺鍍該第一金屬層；及自該模具支柱移除該第一微針包含至少部分溶解該導電層。
  16. 如請求項1至9中任一項之方法，其中自該模具支柱移除該第一微針使該模具支柱實質上無損傷。
  17. 一種用於製造一有孔微針之方法，該方法包含：提供一模具支柱；在該模具支柱上形成一有孔導電層；及在該有孔導電層上沈積一金屬層以提供一有孔微針；其中在該模具支柱上形成該有孔導電層包含：施加一溶液到該模具支柱上，該溶液包含溶解在一溶劑中的一聚合物及多個導電粒子；以及從該模具支柱蒸發該溶劑以在該模具支柱上留下該導電層。
  18. 如請求項17之方法，其中施加一溶液到該模具支柱上包含使用一溶劑澆鑄製程。
  19. 如請求項17之方法，其中在該模具支柱上形成該導電層包含使用一噴霧沈積製程。
  20. 如請求項17至19中任一項之方法，其中在該模具支柱上形成該有孔導電層包含移除該導電層之一部分以形成一孔隙。
  21. 如請求項20之方法，其包含藉由以下各者中之一或多者移除該導電層之該部分：乾式蝕刻、光微影、機械研磨及局部加熱。
  22. 如請求項17至19中任一項之方法，其中在該模具支柱上形成該有孔導電層包含：在施加該溶液到該模具支柱上之前將一塗層施加至該模具支柱之一區；及選擇該溶劑使得該溶劑受該塗層排斥使得該導電層經產生而具有位於該經塗佈區處之一孔隙。
  23. 如請求項17至19中任一項之方法，其中在該模具支柱上形成該有孔導電層包含：定向該模具支柱，使得該模具支柱之一第一區在垂直方向上高於該模具支柱之一第二區，使得重力使該導電層在該第一區處形成有一孔隙。
  24. 如請求項17至19中任一項之方法，其中在該有孔導電層上沈積該金屬層包含將該金屬層電鍍至該有孔導電層上，及使用該有孔導電層作為該電鍍製程中之一電極。
  25. 如請求項17至19中任一項之方法，其包含自該模具支柱移除該微針，及重新使用該模具支柱以製造一第二微針。
  26. 一種用於製造一微針之方法，該方法包含：提供一模具支柱；在該模具支柱上形成一導電聚合物層；及在該導電聚合物層上沈積一金屬層以提供一微針；其中在該模具支柱上形成該導電聚合物層包含：施加一溶液到該模具支柱上，該溶液包含溶解在一溶劑中的一聚合物及多個導電粒子；以及從該模具支柱蒸發該溶劑以在該模具支柱上留下該導電聚合物層。
  27. 如請求項26之方法，其中施加一溶液到該模具支柱上包含使用一溶劑澆鑄製程。
  28. 如請求項26之方法，其中在該模具支柱上形成該導電層包含使用一噴霧沈積製程。
  29. 如請求項26至28中任一項之方法，其中該導電聚合物層包含一有孔導電聚合物層。
  30. 如請求項26至28中任一項之方法，其中在該導電聚合物層上沈積該金屬層包含將該金屬層電鍍至該導電聚合物層上，及使用該導電聚合物層作為該電鍍製程中之一電極。
TW103120606A 2013-06-13 2014-06-13 金屬微針 TWI643966B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361834482P 2013-06-13 2013-06-13
US61/834,482 2013-06-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201518521A TW201518521A (zh) 2015-05-16
TWI643966B true TWI643966B (zh) 2018-12-11

Family

ID=52021533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103120606A TWI643966B (zh) 2013-06-13 2014-06-13 金屬微針

Country Status (10)

Country Link
US (3) US9675790B2 (zh)
EP (1) EP3007841A4 (zh)
JP (2) JP6533520B2 (zh)
KR (1) KR20160019944A (zh)
CN (2) CN105451911B (zh)
BR (1) BR112015031162A2 (zh)
CA (1) CA2914539C (zh)
HK (1) HK1218098A1 (zh)
TW (1) TWI643966B (zh)
WO (1) WO2014197995A1 (zh)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105228522B (zh) 2013-03-14 2018-06-26 萨诺智能公司 用于生物监测的人体上的微传感器
US10820860B2 (en) 2013-03-14 2020-11-03 One Drop Biosensor Technologies, Llc On-body microsensor for biomonitoring
JP6533520B2 (ja) 2013-06-13 2019-06-19 マイクロダーミクス インコーポレイテッドＭｉｃｒｏｄｅｒｍｉｃｓ Ｉｎｃ． 金属マイクロニードルの作製方法
JP2018512227A (ja) * 2015-04-01 2018-05-17 ノボ・ノルデイスク・エー／エス 電鋳された針カニューレ
KR101808066B1 (ko) * 2015-07-13 2017-12-14 주식회사 주빅 고형물의 유동화를 이용한 마이크로구조체 및 이의 제조방법
CN108136176A (zh) * 2015-08-06 2018-06-08 加利福尼亚大学董事会 制造用于脊髓的经皮电刺激的电极阵列的方法
JP2017176652A (ja) 2016-03-31 2017-10-05 花王株式会社 微細中空突起具
JP6626403B2 (ja) 2016-05-10 2019-12-25 富士フイルム株式会社 凹状パターンを有するモールドの作製方法、及びパターンシートの製造方法
US11266344B2 (en) 2016-09-21 2022-03-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for measuring skin condition and electronic device therefor
CN106618598A (zh) * 2016-11-15 2017-05-10 惠州市力道电子材料有限公司 一种可限刺入深度的钨合金微针电极、其制备方法和血糖监测装置
CN106645336B (zh) * 2016-11-15 2020-12-29 惠州市力道电子材料有限公司 一种多孔金属修饰表面的微针电极及其制备方法
EP3564672A4 (en) * 2016-12-28 2020-09-09 Nexmos Co., Ltd. PROCESS FOR MANUFACTURING A DIAGNOSTIC SKIN STAMP BASED ON MICRO-NEEDLES COATED WITH APTAMERS AND STAMP
KR101787945B1 (ko) * 2017-02-17 2017-10-19 부산대학교 산학협력단 리소그래피를 이용한 마이크로니들용 몰드의 제조방법
US12109032B1 (en) * 2017-03-11 2024-10-08 Biolinq Incorporated Methods for achieving an isolated electrical interface between an anterior surface of a microneedle structure and a posterior surface of a support structure
US11045142B1 (en) 2017-04-29 2021-06-29 Biolinq, Inc. Heterogeneous integration of silicon-fabricated solid microneedle sensors and CMOS circuitry
US10900136B2 (en) 2017-07-18 2021-01-26 Honeywell International Inc. Additive-based electroforming manufacturing methods and metallic articles produced thereby
KR102012226B1 (ko) 2017-09-08 2019-08-20 주식회사 에스스킨 마이크로니들 템플레이트 및 이를 이용하여 제조되는 마이크로니들
CN107650400B (zh) * 2017-09-11 2020-02-18 京东方科技集团股份有限公司 导光板模仁及其制作方法、导光板
CN108845012A (zh) * 2018-04-18 2018-11-20 北京化工大学 一种用于生物分子检测的导电高分子微针电极及其制备方法
US10980448B2 (en) 2018-05-16 2021-04-20 International Business Machines Corporation Electrically functional polymer microneedle array
US11850416B2 (en) * 2018-06-22 2023-12-26 The Regents Of The University Of Michigan Method of manufacturing a probe array
CN109078260B (zh) * 2018-07-02 2020-06-30 华中科技大学 一种制备中空微针阵列的方法
US11037794B2 (en) * 2018-09-26 2021-06-15 The Regents Of The University Of California Methods for multiple-patterning nanosphere lithography for fabrication of periodic three-dimensional hierarchical nanostructures
FR3091032B1 (fr) * 2018-12-20 2020-12-11 Soitec Silicon On Insulator Procédé de transfert d’une couche superficielle sur des cavités
CN110025883A (zh) * 2019-05-20 2019-07-19 无锡元旭生物技术有限公司 金属储药微针贴片及其制备方法
CN110205660B (zh) * 2019-06-24 2020-11-03 东莞市连威电子有限公司 线针治具横切面手控电镀方法
KR102127500B1 (ko) * 2019-07-10 2020-06-26 중앙대학교 산학협력단 플라즈마 및 알코올 처리를 이용한 폴리디메틸실록산 이중주조용 마스터 몰드 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 폴리디메틸실록산 이중주조용 마스터 몰드
WO2021050404A1 (en) * 2019-09-10 2021-03-18 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Microneedles to deliver therapeutic agent across membranes background of the disclosed subject matter
WO2021146554A1 (en) * 2020-01-16 2021-07-22 Kansas State University Research Foundation Microneedle, microcone, and photolithography fabrication methods
TWI702935B (zh) * 2020-02-20 2020-09-01 國立臺灣科技大學 刺青針頭結構
KR20220003800A (ko) * 2020-07-02 2022-01-11 연세대학교 산학협력단 멀티 레이어 마이크로니들 구조체 및 이의 제조 방법
CN115379797A (zh) 2020-07-29 2022-11-22 比奥林公司 具有微针阵列的持续分析物监测系统
CN112779516B (zh) * 2020-12-22 2024-03-08 苏州恒之清生物科技有限公司 具有硬质涂层保护的晶硅微针及其制备方法
CN113155987B (zh) * 2020-12-28 2023-06-06 浙江工商大学 一种微针贴片及其制备方法、应用
CN112807561A (zh) * 2021-01-26 2021-05-18 上海烨映微电子科技股份有限公司 微针结构及其制备方法
KR102577073B1 (ko) 2021-04-27 2023-09-11 주식회사 이엘홀딩스 마이크로 니들을 이용한 문신 패치
EP4153276A4 (en) 2021-05-08 2023-11-08 Biolinq, Inc. FAULT DETECTION FOR A MICRONADE ARRAY BASED CONTINUOUS ANALYTE MONITORING DEVICE
TWI786637B (zh) * 2021-05-18 2022-12-11 映通股份有限公司 具外露針尖的含藥微針貼片及其製法
KR102621105B1 (ko) 2021-07-01 2024-01-03 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 화살촉 모양의 끝을 갖는 관형 마이크로 니들
KR20230049430A (ko) 2021-10-06 2023-04-13 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 모세관으로 연결된 마이크로 니들 어레이
FR3129584B1 (fr) * 2021-11-30 2024-06-28 Pkvitality Procédé de fabrication d’un module élémentaire d’un capteur à microaiguilles
KR20240010191A (ko) 2022-07-15 2024-01-23 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 마이크로 니들 및 마이크로 니들 어레이
KR20240059023A (ko) * 2022-10-26 2024-05-07 재단법인대구경북과학기술원 폴리머 기반 마이크로니들 패치 제조 방법 및 이를 통해 제조된 마이크로니들 패치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020190426A1 (en) * 2001-02-09 2002-12-19 Seidner Nathan M. Static dissipative mold release agent and use in casting and molding processes
TWI246929B (en) * 2004-07-16 2006-01-11 Ind Tech Res Inst Microneedle array device and its fabrication method
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
US20060084942A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Board Of Regents, The University Of Texas System Tapered hollow metallic microneedle array assembly and method of making and using the same
US20070280878A1 (en) * 2006-02-21 2007-12-06 Yeung King L Molecular sieve and zeolite microneedles and preparation thereof
US20090093775A1 (en) * 2007-10-03 2009-04-09 Raju Remesh S O Govinda Microstructures
US20110011827A1 (en) * 2009-07-17 2011-01-20 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of manufacturing hollow microneedle structures

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4908213A (en) 1989-02-21 1990-03-13 Schering Corporation Transdermal delivery of nicotine
US5262165A (en) 1992-02-04 1993-11-16 Schering Corporation Transdermal nitroglycerin patch with penetration enhancers
DE4241045C1 (de) 1992-12-05 1994-05-26 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum anisotropen Ätzen von Silicium
US6503231B1 (en) 1998-06-10 2003-01-07 Georgia Tech Research Corporation Microneedle device for transport of molecules across tissue
EP1086214B1 (en) * 1998-06-10 2009-11-25 Georgia Tech Research Corporation Microneedle devices and methods of their manufacture
US6256533B1 (en) * 1999-06-09 2001-07-03 The Procter & Gamble Company Apparatus and method for using an intracutaneous microneedle array
US6312612B1 (en) * 1999-06-09 2001-11-06 The Procter & Gamble Company Apparatus and method for manufacturing an intracutaneous microneedle array
US6565532B1 (en) * 2000-07-12 2003-05-20 The Procter & Gamble Company Microneedle apparatus used for marking skin and for dispensing semi-permanent subcutaneous makeup
EP1345646A2 (en) * 2000-12-14 2003-09-24 Georgia Tech Research Corporation Microneedle devices and production thereof
US6875613B2 (en) * 2001-06-12 2005-04-05 Lifescan, Inc. Biological fluid constituent sampling and measurement devices and methods
US6837988B2 (en) * 2001-06-12 2005-01-04 Lifescan, Inc. Biological fluid sampling and analyte measurement devices and methods
US6749792B2 (en) * 2001-07-09 2004-06-15 Lifescan, Inc. Micro-needles and methods of manufacture and use thereof
US6908453B2 (en) * 2002-01-15 2005-06-21 3M Innovative Properties Company Microneedle devices and methods of manufacture
TWI296531B (en) 2002-10-18 2008-05-11 Hisamitsu Pharmaceutical Co Transdermal adhesive preparations for topical administration of fentanyl
US20040086551A1 (en) 2002-10-30 2004-05-06 Miller Kenneth J. Fentanyl suspension-based silicone adhesive formulations and devices for transdermal delivery of fentanyl
JP2005021678A (ja) * 2003-06-10 2005-01-27 Medorekkusu:Kk 経皮投薬用パッドベースの製造方法及び経皮投薬用パッドベース、並びに注射針
US7785459B2 (en) * 2004-10-22 2010-08-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Microneedles and methods of fabricating
AU2005306426B2 (en) * 2004-11-18 2011-04-28 3M Innovative Properties Company Masking method for coating a microneedle array
KR100612891B1 (ko) * 2005-02-24 2006-08-14 삼성전자주식회사 마이크로 니들 및 그 제조방법
US8017218B2 (en) * 2005-03-08 2011-09-13 Forskarpatent I Linkoping Ab Micro and nano structures in an elastomeric material
JP2006341089A (ja) * 2005-05-13 2006-12-21 Fujikura Ltd 医薬物運搬用器具およびその製造方法
US8048017B2 (en) 2005-05-18 2011-11-01 Bai Xu High-aspect-ratio microdevices and methods for transdermal delivery and sampling of active substances
CN101227940A (zh) * 2005-07-25 2008-07-23 纳米技术维多利亚有限公司 微阵列装置
JP4908893B2 (ja) * 2006-03-30 2012-04-04 久光製薬株式会社 医薬物運搬用器具とその製造方法及び医薬物運搬用器具製造用金型の製造方法
US20080063866A1 (en) * 2006-05-26 2008-03-13 Georgia Tech Research Corporation Method for Making Electrically Conductive Three-Dimensional Structures
US20070276330A1 (en) * 2006-05-28 2007-11-29 Beck Patricia A Microneedles and methods of fabricating thereof
US20080097352A1 (en) * 2006-09-12 2008-04-24 Beck Patricia A Methods of fabricating microneedles with bio-sensory functionality
US20090017210A1 (en) * 2007-07-09 2009-01-15 Andrianov Alexander K Methods and systems for coating a microneedle with a dosage of a biologically active compound
JP5227558B2 (ja) * 2007-09-19 2013-07-03 凸版印刷株式会社 針状体
KR20090059971A (ko) * 2007-12-07 2009-06-11 인싸이토 주식회사 중공형 마이크로 니들
JP2009233808A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Fujifilm Corp 中空ニードルシート及び中空ニードルシートの製造方法
CN101347652B (zh) * 2008-09-09 2011-01-12 南京大学 一种空心微针阵列注射器的制备方法
CN102333565A (zh) * 2008-10-16 2012-01-25 昆士兰大学 用于涂布帖剂组件上的突起物的方法和相关的装置
KR101634836B1 (ko) * 2008-12-26 2016-06-29 히사미쓰 세이야꾸 가부시키가이샤 마이크로 니들 디바이스
CN101856538B (zh) * 2009-04-09 2012-06-20 香港理工大学 微针阵列、制造该微针阵列的模铸方法及所使用的模具
KR101213223B1 (ko) 2009-07-07 2013-01-09 한국전자통신연구원 할로우를 가지는 미세 바늘 및 미세 바늘 구조체의 제조 방법
KR101180032B1 (ko) * 2010-07-12 2012-09-05 인싸이토(주) 외형 조절이 가능한 중공형 마이크로니들의 제조방법
CN102431952B (zh) * 2011-10-27 2014-11-05 无锡英普林纳米科技有限公司 平面表面导电环阵列及其制备方法
WO2014099907A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-26 Abbott Diabetes Care Inc. Dermal layer analyte sensing devices and methods
JP6533520B2 (ja) 2013-06-13 2019-06-19 マイクロダーミクス インコーポレイテッドＭｉｃｒｏｄｅｒｍｉｃｓ Ｉｎｃ． 金属マイクロニードルの作製方法
SG11201706081SA (en) * 2015-01-27 2017-08-30 3M Innovative Properties Co Alum-containing coating formulations for microneedle vaccine patches

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020190426A1 (en) * 2001-02-09 2002-12-19 Seidner Nathan M. Static dissipative mold release agent and use in casting and molding processes
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
TWI246929B (en) * 2004-07-16 2006-01-11 Ind Tech Res Inst Microneedle array device and its fabrication method
US20060084942A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Board Of Regents, The University Of Texas System Tapered hollow metallic microneedle array assembly and method of making and using the same
US20070280878A1 (en) * 2006-02-21 2007-12-06 Yeung King L Molecular sieve and zeolite microneedles and preparation thereof
US20090093775A1 (en) * 2007-10-03 2009-04-09 Raju Remesh S O Govinda Microstructures
US20110011827A1 (en) * 2009-07-17 2011-01-20 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of manufacturing hollow microneedle structures

Also Published As

Publication number Publication date
CN105451911B (zh) 2018-10-12
EP3007841A4 (en) 2017-02-22
JP2016529115A (ja) 2016-09-23
US20160158514A1 (en) 2016-06-09
EP3007841A1 (en) 2016-04-20
JP6533520B2 (ja) 2019-06-19
US9675790B2 (en) 2017-06-13
HK1218098A1 (zh) 2017-02-03
CN108785847A (zh) 2018-11-13
CA2914539A1 (en) 2014-12-18
CN108785847B (zh) 2020-10-20
CA2914539C (en) 2016-11-01
US10589078B2 (en) 2020-03-17
CN105451911A (zh) 2016-03-30
US20170312489A1 (en) 2017-11-02
TW201518521A (zh) 2015-05-16
JP2019195903A (ja) 2019-11-14
US20190201674A1 (en) 2019-07-04
KR20160019944A (ko) 2016-02-22
BR112015031162A2 (pt) 2017-07-25
US10207094B2 (en) 2019-02-19
WO2014197995A1 (en) 2014-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI643966B (zh) 金屬微針
JP5868953B2 (ja) 射出成形型マイクロニードルアレイ及びその製造方法
JP4436992B2 (ja) 皮内用ミクロ針構造体の製造方法
US9330820B2 (en) Method for making electrically conductive three-dimensional structures
KR101746024B1 (ko) 다공성 코팅층이 코팅된 마이크로니들과 이것의 제조 방법 그리고 마이크로니들이 구비된 마이크로니들패치
JP2002517300A (ja) 微小針デバイスおよび製造方法ならびにそれらの使用
WO2016084701A1 (ja) マイクロニードルデバイス
JP2003501163A (ja) 皮内用刃状ミクロ針構造体
AU2009212106A1 (en) Patch production
JP2003501162A (ja) 皮内用ミクロ針アレイ装置
WO2020100854A1 (ja) 撥水コーティングマイクロニードルアレイ
Longo et al. Silicon microneedles for transdermal applications by electrochemical micromachining technology
RU2560646C9 (ru) Изготовленный литьевым прессованием массив микроигл и способ формирования массива микроигл
US20190209822A1 (en) Microstructure using waterproof thin film and manufacturing method therefor
Iliescu et al. Transdermal drug delivery: microfabrication insights
Iliescu et al. Microneedles array with biodegradable tips for transdermal drug delivery
EP2563454A2 (en) Injection molded microneedle array and method for forming the microneedle array

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees