電極微針陣列結構應滿足以下特點:1)微針陣列高度應該大于15um小于300um。 根據皮膚的結構特點,如果微針陣列的高度小于10um則不能穿過絕緣角質層,從而無法正常提取電信號。如果微針陣列的高度大于300um,則會觸及到包含大量血管和神經的真皮層,會使人產生疼痛感。2)微針陣列的密度應當適中。如果微針陣列密度太小,就會導致電極的阻抗過大,影響提取的信號質量。如果微針陣列的密度太大,就會為微針陣列刺入皮膚充分跟體液接觸造成障礙,也會影響提取的信號質量;3)微針應該具有尖銳的針尖并且其表面要盡量平滑。平滑的表面使對皮膚的損傷降低到小;4)微針陣列的結構應該盡量簡單,這樣就可以避免繁瑣的工藝步驟,降低電極的制作成本。陶瓷、玻璃等也可以用來制作微針。杭州實心微針加工
硅基微針是采用單晶硅材料加工制備而成,采用半導體光刻、刻蝕等加工工藝,頂端直徑可以達到幾十納米。硅微針一般長度在80~300um,主要穿刺表皮層,達到皮膚的真皮層,但不會刺到皮下組織,不會接觸到皮下組織的末梢神經,所以使用過程一般無疼痛感,并且不會有出血現象。硅微針也用來作為注塑模具,通過翻模注塑工藝,制備可溶性微針產品。目前我司生產的微針分為低晶微針、中晶微針、高晶微針和超高晶微針,其中低晶微針針高范圍在100um~120um,針間距為400um;中晶微針針高范圍在120um~180um,針間距為400um;高晶微針針高范圍在180um~250um,針間距為650um;超高晶微針針高范圍在250um~300um,針間距為650um;芯片尺寸可根據客戶要求定制。上海硅微針技術空心微針可以分為異面中空微針和共面中空微針。
在使用紫外壓印原理制備固體實心微針模具時,通常采用MEMS技術,但此種方法會造成微針模具損傷,進而導致制作成本提高。秉承綠色化學的原則,盡可能地節約成本、降低原料損耗,就需要避免模具的損壞。因此在制備過程中,可通過使用二次轉模聚乳酸工藝,來制備新的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微針模具,選用PDMS是因為其具有較為優越的脫模性和柔韌性。在進行微針的制備前,要對所使用材料進行預處理,包括用乙醇溶液來消毒、凈化PDMS微針模具,且風干后方可執行后續操作。
生物醫學和微機電系統的發展推動了微針在藥物傳輸、醫學診斷與分析等相關領域的應用。盡管利用各種方法,人們可制造出各種各樣不同材料、尺寸和形狀的微針,并且微針應用的研究也已取得了相當大的進展, 但目前制造方法普遍存在工藝復雜, 制備成本高,故成為影響這一新技術推廣應用的主要問題。除此之外,還需大量的深入系統的應用實驗研究,以準確評價其生物醫學應用的適用性與規律性, 隨著相關研究的進一步深入,基于MEMS微針的微系統一定能在生物醫學領域獲得廣泛應用。為了提高微針的生物相容性,可以在表面沉積一層金屬。
微針作為透皮給藥的新型方式,微針透皮給藥具有微創、易制備、患者易用藥優點,在病癥、自身免疫性疾病等方面能起到很好的效果。對于病癥這一方面,微針主要還是通過遞送免疫檢查點的抑制劑來進行的,利用微針可以進行局部給藥的特點,只需相對較低劑量的藥物就能夠達到預期的治效果,同時還可以降低自身免疫功能紊亂的風險。微針透皮給藥與皮下注射相比,微針在遞送不同抗原或多肽時,表現出的皮膚滯留時間更長,自身反應性細胞增殖減少,進而誘導耐受。微針需要穿透皮膚的角質層才能有效果。常州低晶微針電極
微針給藥的概念早在上世紀70年代初就已經被提出。杭州實心微針加工
采用各向同性和各向異性蝕刻工藝制備硅微針,但對于蝕刻工藝的控制仍是待解決的關鍵問題。Dizon使用離子研磨方法制作了實心針尖的硅微觀結構。后來 Henry 使用反應離子蝕刻方法制作了具有高縱橫比的硅固體微針陣列。Chun制備了二氧化硅微針, 其使用深度反應離子蝕刻、各向異性刻蝕以及硅玻璃鍵合三種技術,達到了精確控制生物物質注入細胞的目的。Chen利用 p+型硅的各向異性自停腐蝕技術,制成了集成微流體管和微電極的硅微針,監測了小豬在不同化學刺激下神經反應信號的變化。杭州實心微針加工