除了硅、金屬以及聚合物等材料之外, 還有很多材料也可用于微針的制備,如陶瓷、玻璃和智能納米材料等。陶瓷微針是以陶瓷漿料為原料,利用模板鑄造,使用燒結法制備,也可以采用雙光子聚合法制備。玻璃微針多為空心結構,采用改良后的傳統玻璃微管拉制技術制得,在給藥和組織液提取方面都有著廣泛的應用。但與陶瓷或玻璃等材料相比,利用高分子材料制備的微針具有很多優勢,如生物相容性好、原料易得、不易斷裂以及適宜批量化生產,因此聚合物微針逐漸成為微針制造的主材料。空心微針可以分為異面中空微針和共面中空微針。浙江高晶微針研發合作
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。杭州中晶微針晶圓中空微針可以用金屬、玻璃和硅等材料制成。
制備硅微針的工藝流程如下。首先通過濕法氧化在硅片兩面形成二氧化硅層, 對正面的 二氧化硅層進行圖形化; 接著進行深反應離子刻蝕, 當硅片被刻穿時,二氧化硅層阻止了刻蝕, 刻蝕只能向其他方向進行, 從而形成半球形結構,這就是沖孔效應; 再對硅片進行氧化, 去除底部的二氧化硅層, 后面刻蝕硅片得到微針陣列。該法充分利用硅深 刻蝕能力及硅和二氧化硅兩種材料間的選擇性加工得到批量化中空硅微針陣列, 剩余的硅成為二氧化硅微針的支撐體,并可進一步與微流體系統鍵合集成。
涂層微針是由涂有藥物溶液或分散體的實心微針組成。微針被藥物溶液或藥物分散層包圍。隨后藥物從該層中溶解, 藥物被快速釋放。可以裝載的藥物量取決于針尖涂層的厚度和針的尺寸。近年來,涂層微針逐步替代了固體微針,它們的制備材料與制備方法相似,但涂層微針的針尖表面被藥物溶液包圍,使用時藥物可隨微針進入皮膚后快速釋放。因此其操作步驟更為簡單,具有長時間保持藥物活性的優勢。因此涂層微針、空心微針和可溶性微針在給藥領域的應用較為普遍。微針根據針高可以分成不同的產品。
目前,文獻中報道較多的干電極的制作材料主要包括:單晶硅、金屬(鈦、鎳、不銹鋼)、 高分子聚合物和玻璃等。有人在單晶硅片上采用深反應離子刻蝕技術工藝制備了高度較高的實心微針陣列。有人在鈦薄板上利用微加工工藝制備了鈦微針用于經皮給藥系統的研究。有人利用深曝光的方法制備了甲基丙稀酸甲酯(PMMA)微針用于腦機接口系統。雖然干電極的制作材料多種多樣,其基材的選擇主要考慮以下幾個因素:1)材料的生物相容性;2)微針陣列的機械強度;3)材料加工工藝的復雜度及工藝成本。微針可代替傳統的注射給藥的方式。常州硅微針晶圓
涂層微針是將藥物涂抹于整個針體。浙江高晶微針研發合作
He的研究成果為病癥疫苗接種方面帶來了新的突破。這種微針藥膜運用的方法是通過靜電的作用逐層進行自組裝。聚合物材料或蛋白質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。在整個運行的過程中會吸附負電分子層,也會有靜電排斥,這種技術比其他注射藥物的方法療效有明顯的提升。這項技術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防。目前,該類技術正在做小鼠的皮膚疫苗實驗。浙江高晶微針研發合作