J.Held利用硅的干法刻蝕制作出了基于微針的電極。微針外層是氮化硅鈍化層, 在頂部露出金屬層,當(dāng)有脈沖通過時(shí),頂部金屬層發(fā)出的電場會(huì)在細(xì)胞膜脂上開一個(gè)口,使電極進(jìn)入細(xì)胞,從而進(jìn)行電流記錄。電極進(jìn)入細(xì)胞通過電場在細(xì)胞膜脂上開口的過程被稱為電穿孔。電穿孔也是目前治病癥的一種方法,將化學(xué)療法和電穿孔結(jié)合起來能提高治病癥的效率,并能實(shí)現(xiàn)局部治。N. Wilke利用干法刻蝕和濕法刻蝕制作出了用于電穿孔的空心硅微針電極。在電穿孔的同時(shí),空心微針還可進(jìn)行藥物傳輸。另外在微針的底部設(shè)有溫度傳感器, 可監(jiān)測電極插入人體時(shí)的溫度變化,增加了電極工作的安全性?？招奈⑨樦饕抢酶煞涛g和濕法腐蝕相結(jié)合的方式制作而成。北京低晶微針定制
心電圖可記錄心臟的電活動(dòng)過程,它對心臟基本功能及其病理研究方面具有重要的參考價(jià)值。傳統(tǒng)的生物電勢電極是由Ag/AgCl制作而成的, 這種電極有很多缺點(diǎn): 1) 需要皮膚準(zhǔn)備。 2)使用電解凝膠很不方便,會(huì)給人體帶來不適感。 3)一次性,不能重復(fù)使用?；谖⑨橁嚵械奈㈦姌O可刺穿皮膚的角質(zhì)層, 這樣就避開了皮膚角質(zhì)層高阻抗的特性,與傳統(tǒng)電勢電極相比,不需要皮膚準(zhǔn)備和電解凝膠,使用方便,有利于長期測量使用。 L.M.Yu利用空心硅微針制作出了用于心電圖測試的電極。這種電極能獲得高信噪比的信號,而且使用方便,對人體沒有什么副作用,比較適合老年人在家使用。杭州實(shí)心微針加工制造利用3D打印技術(shù)也可以制作微針。
硅基微針是采用單晶硅材料加工制備而成，采用半導(dǎo)體光刻、刻蝕等加工工藝，頂端直徑可以達(dá)到幾十納米。硅微針一般長度在80～300um，主要穿刺表皮層，達(dá)到皮膚的真皮層，但不會(huì)刺到皮下組織，不會(huì)接觸到皮下組織的末梢神經(jīng)，所以使用過程一般無疼痛感，并且不會(huì)有出血現(xiàn)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(chǎn)品。目前我司生產(chǎn)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(jù)客戶要求定制。
He的研究成果為病癥疫苗接種方面帶來了新的突破。這種微針?biāo)幠み\(yùn)用的方法是通過靜電的作用逐層進(jìn)行自組裝。聚合物材料或蛋白質(zhì)及核酸藥物附著在微針的表面上,目的是用來逐層吸附正負(fù)電荷,而對酸堿敏感的嵌段共聚物則是在藥膜的底部。在整個(gè)運(yùn)行的過程中會(huì)吸附負(fù)電分子層,也會(huì)有靜電排斥,這種技術(shù)比其他注射藥物的方法療效有明顯的提升。這項(xiàng)技術(shù)如果能夠成功用于人體,將可用于病癥、登革熱等多種疾病的預(yù)防。目前,該類技術(shù)正在做小鼠的皮膚疫苗實(shí)驗(yàn)。MEMS微針從問世以來一直是研究人員比較關(guān)注的方面。
皮膚由表皮(50~100微米厚)、真皮(1~2毫米厚)和皮下組織組成。表皮包括角質(zhì)層(10~25 微米)和活性表皮，角質(zhì)層是透皮吸收的主要屏障部位。真皮位于表皮下方，內(nèi)有血管、淋巴管、神經(jīng)、感覺末梢器、汗腺等。小管系統(tǒng)存在于真皮上部，所以藥物滲透到達(dá)真皮就會(huì)很快地被吸收，因此微針扎入皮膚的深度在 30~100 微米深度較好，因?yàn)槲⑨槺砻嫘枰潭ㄒ粚铀幬?，因此常?guī)微針高度為 50~400 um。微針穿透皮膚角質(zhì)層，允許藥物進(jìn)入體內(nèi)或從體內(nèi)采樣，而且對組織產(chǎn)生較小的創(chuàng)傷或無創(chuàng)傷、無痛、無刺激。微針在使用前需要進(jìn)行消毒才能使用。南通空心微針電極
硅微針的制造方法已經(jīng)趨于完善。北京低晶微針定制
微針在醫(yī)學(xué)、美容等領(lǐng)域的應(yīng)用和更多類型微針的不斷涌現(xiàn),促使著這項(xiàng)科技的進(jìn)一步發(fā)展。從原來的單一空心微針到現(xiàn)如今的空心微針陣列,使用起來也更為高效。微針陣列不僅結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,而且針尖鋒利、作用面積大,因此更加便于穿刺且無疼痛感。微針的制作方法也在與時(shí)俱進(jìn),成品率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)也為其批量化生產(chǎn)帶來幫助。經(jīng)皮給藥等依靠微針陣列技術(shù)作為輔助工具的手段，價(jià)格也因此下調(diào),可以進(jìn)入大眾市場。此外,電解質(zhì)分析裝置也可以用到微針陣列,達(dá)到無痛感少量抽血并能有效分析其中各種離子濃度。北京低晶微針定制