基于LIGA技术制作金属微针阵列

MEMS微针在生物领域中的应用日益广泛,为了方便微针刺入皮肤且减少疼痛,要求微针具有足够的强度和锐利的尖端。传统LIGA工艺只能制造出具有高深宽比的垂直侧壁结构。对传统LIGA工艺进行调整,对光刻胶PMMA进行两次曝光,并通过移动光刻胶台改变X射线的光刻方向,使两次X射线曝光方向相垂直,提出移动LIGA工艺,即移动光刻工艺。此外,利用等腰三角形作为掩膜板图案,显影之后得到截面与X射线掩膜板图案相似的三维实心PMMA微针阵列。再利用此PMMA微针阵列作为原始模具,PDMS转模形成PDMS一级模具,电镀镍得到与PMMA微针阵列相似的金属镍微针阵列。

MEMS微针的最新研究进展

介绍了MEMS微针技术在微针制备工艺、力学和流体性能模拟以及透皮给药方面研究的近况。描述了硅、金属和聚合物材料的微针制备工艺,分析了这些材料在MEMS微针应用上的优缺点。比如硅微针制备工艺成熟但是硅的质地太脆;金属微针机械强度高却不易载药;聚合物微针易于批量化复制但是机械强度差。进一步阐述了微针研究取得的进展,总结了微针技术发展需要解决的关键问题。微针制备工艺已经日趋成熟,微针将朝着可复制化、批量化方向发展,微针经皮给药将逐渐从动物实验转移到人体实验,以实现微针研究的最终目的——临床给药。

载药金属微针的结构设计及制备

提出一种新型载药微针结构设计方案,采用硅的各向异性刻蚀工艺与SU-8胶光刻工艺相结合的方法制备硅与光刻胶复合载药微针模具,将硅的各向异性刻蚀所得棱锥结构用于复制微针的尖端部分,SU-8胶曝光套刻出的带凸起结构的柱体用于复制微针的柱体部分,以此微结构为模具,通过2次聚二甲基硅氧烷(PDMS)浇铸复制而得PDMS凹三维结构.在此结构上,溅射金属种子层后采用小电流电铸技术电镀金属Ni,脱模得到载药金属微针.经力学性能测试,其断裂强度为366MPa,远大于刺穿皮肤所需断裂强度3.183MPa.

倾斜旋转紫外曝光在微针制备上的应用

采用倾斜旋转光刻的方法开展圆锥形异平面微针制备技术研究.通过改进实验室现有设备,以SU8光刻胶结构为模具,通过聚合物材料间的图形转移制备了PDMS异平面圆锥形实心微针的倾角为67°、高度为353μm的微针阵列.该方法具有低成本多材料适用的制备优势.