技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的裝置，尤其涉及的是一種基于自生長(zhǎng)電鍍的實(shí)心微針制備方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，經(jīng)皮給藥技術(shù)作為一種新型的藥物經(jīng)皮給藥方式日益引起人們的重視，特別是以微針作為藥物載體的經(jīng)皮給藥方式最實(shí)用。目前研制的微針多是由微機(jī)械加工方法制備，但其制備工藝需要多道微加工工藝，工藝復(fù)雜，制備周期長(zhǎng)，成本較高。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，Raffaele Vecchione, Sara Coppola等Advanced functional materials (2014) pp3515-3523 撰文 “Electro-Drawn Drug-Loaded Biodegradable Polymer Microneedles as a Viable Route to Hypodermic Injection” （“電生長(zhǎng)制備生物可降解的載藥微針作為一種可行的皮下注射方式”《先進(jìn)功能材料》）。該文獻(xiàn)中提及的加工微針陣列的方法是采用激光切割制作微針陣列：（1）在鉭酸鋰基底上PLGA水滴由PDMS倒模成型；（2）在電場(chǎng)中生長(zhǎng)PLGA水滴使之形成微針；（3）生物可降解的微針釋放。然而該方法采用鉭酸鋰、PLGA等材料加工微針陣列，成本較高、效率低，工藝較復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于自生長(zhǎng)電鍍的實(shí)心微針制備方法，制備得到具有尖銳針尖的實(shí)心微針，由此微針組成的微針陣列具有很好的強(qiáng)度及韌性，易于刺入皮膚；同時(shí)本制備過(guò)程簡(jiǎn)單，制備周期短，成本低且便于普及。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，首先硅晶圓片上濺射電鍍種子層，然后旋涂光刻膠，接著光刻以顯影出自生長(zhǎng)電鍍微針的微方塊及針尖塊，然后去除光刻膠及不需要的種子層，最后通過(guò)電鍍的方法使得微方塊及針尖塊連接為一體形成所需微針。

本發(fā)明包括以下步驟：

第一步、硅片單面濺射鉻銅種子層；

第二步、將光刻膠旋涂于硅片的鉻銅種子層上；

第三步、用特定形狀的掩膜圖形化光刻膠，得到有間隔的電鍍微方塊及針尖塊；

所述的間隔是指相鄰兩個(gè)微方塊的邊緣間距從10~100um變化；

所述的特定形狀為方形、圓形或?yàn)樘菪危?/p>

所述的針尖塊為尖銳的三角形塊或錐形塊；

第四步、電鍍，使得絕緣斷開(kāi)的每個(gè)微方塊及針尖塊連接為一體，得到具有尖銳針尖的實(shí)心微針；

第五步、去掉硅基底及種子層微方塊，釋放得到尖銳的實(shí)心微針。

本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的光刻與電鍍結(jié)合制備實(shí)心微針，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：采用光刻與電鍍的方法制備實(shí)心微針，方法簡(jiǎn)單，成本低；通過(guò)微方塊的間距及電鍍金屬的厚度，可有效控制微針的大?。煌ㄟ^(guò)末端的針尖快形貌形成尖銳的針尖，所得到的針尖極易刺入皮膚。

附圖說(shuō)明

圖1為掩膜的形狀；

其中：a為方形微方塊掩膜，b為圓形微方塊掩膜，c為梯形微方塊掩膜；

圖2為本發(fā)明工藝流程圖；

其中：a為普通硅片準(zhǔn)備，b為在硅片上濺射種子層，c為在種子層上旋涂光刻膠，d為圖形化光刻膠形成電鍍微方塊，e為在微方塊上電鍍金屬，f為去掉光刻膠、硅基片、種子層微方塊后，釋放得到的尖銳實(shí)心微針；1為硅、2為鉻銅種子層、3為光刻膠、4為金屬層；

圖3為加工出的微針組成的微針陣列圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例1：

1．500μm厚、直徑為75mm的普通硅片在180℃烘箱里烘3個(gè)小時(shí)，如圖2a所示；

2．單面濺射鉻銅種子層，如圖2b所示，其中1為硅，2為鉻銅種子層；

3．硅片單面旋涂光刻膠，旋涂厚度5μm，如圖2c所示，其中1為硅，2為鉻銅種子層，3為光刻膠；

4．用有一定間隔的、依次縮小的方形微方塊掩膜（圖1a）曝光光刻膠，最大方形微方塊掩膜尺寸為200x200μm，最小方形微方塊掩膜尺寸為10x10μm，尖端為尖銳的三角形針尖塊，相鄰的方形掩膜邊緣間距為 50μm。90℃升溫25分鐘，恒溫30分鐘烘干光刻膠，然后顯影光刻膠，去除多余的光刻膠及種子層以得到電鍍微方塊及針尖塊，電鍍微方塊及針尖塊由鉻銅種子層組成，如圖2d所示，其中1為硅，2為鉻銅種子層，3為光刻膠；

5．電鍍金屬鎳50μm，使得絕緣孤立的每個(gè)微方塊及針尖塊連接為一體，得到實(shí)心微針。如圖2e所示，其中1為硅，2為鉻銅種子層，3為光刻膠，4為金屬鎳；

6．去掉硅基底、種子層微方塊，釋放得到實(shí)心微針，如圖2f所示。最后加工出的微針組成的陣列形狀如圖3所示。

實(shí)施例2：

1．500μm厚、直徑為100mm的普通硅片在180℃烘箱里烘3個(gè)小時(shí)，如圖2a所示；

2．單面濺射鉻銅種子層，如圖2b所示，其中1為硅，2為鉻銅種子層；

3．硅片單面旋涂光刻膠，旋涂厚度5μm，如圖2c所示，其中1為硅，2為鉻銅種子層，3為光刻膠；

4．用有一定間隔的、依次縮小的圓形微方塊掩膜（圖1b）曝光光刻膠，最大圓形微方塊掩膜直徑為200μm，最小圓形微方塊掩膜直徑為10μm，尖端為尖銳的三角形針尖塊，相鄰的方形掩膜邊緣間距為 50μm。90℃升溫25分鐘，恒溫30分鐘烘干光刻膠，然后顯影光刻膠，去除多余的光刻膠及種子層以得到電鍍微方塊及針尖塊，電鍍微方塊及針尖塊由鉻銅種子層組成，如圖2d所示，其中1為硅，2為鉻銅種子層，3為光刻膠；

5．電鍍金屬鎳50μm，使得絕緣孤立的每個(gè)微方塊及針尖塊連接為一體，得到實(shí)心微針。如圖2e所示，其中1為硅，2為鉻銅種子層，3為光刻膠，4為金屬鎳；

6．去掉硅基底、種子層微方塊，釋放得到實(shí)心微針，如圖2f所示。最后加工出的微針組成的陣列形狀如圖3所示。

實(shí)施例3：

1．500μm厚、直徑為100mm的普通硅片在180℃烘箱里烘3個(gè)小時(shí)，如圖2a所示；

2．單面濺射鉻銅種子層，如圖2b所示，其中1為硅，2為鉻銅種子層；

3．硅片單面旋涂光刻膠，旋涂厚度5μm，如圖2c所示，其中1為硅，2為鉻銅種子層，3為光刻膠；

4．用有一定間隔的、依次縮小的等腰梯形微方塊掩膜曝（圖1c）光光刻膠，最大梯形微方塊掩膜上底邊長(zhǎng)為200μm、下底為邊長(zhǎng)為100μm、梯形角為45°，最小梯形微方塊掩膜上底邊長(zhǎng)為20μm、下底為邊長(zhǎng)為10μm、梯形角為45°，尖端為尖銳的三角形針尖塊，相鄰的等腰梯形掩膜邊緣間距為 50μm。90℃升溫25分鐘，恒溫30分鐘烘干光刻膠，然后顯影光刻膠，去除多余的光刻膠及種子層以得到電鍍微方塊及針尖塊，電鍍微方塊及針尖塊由鉻銅種子層組成，如圖2d所示，其中1為硅，2為鉻銅種子層，3為光刻膠；

5．電鍍金屬鎳50μm，使得絕緣孤立的每個(gè)微方塊及針尖塊連接為一體，得到實(shí)心微針。如圖2e所示，其中1為硅，2為鉻銅種子層，3為光刻膠，4為金屬鎳；

6．去掉硅基底、種子層微方塊，釋放得到實(shí)心微針，如圖2f所示。最后加工出的微針組成的陣列形狀如圖3所示。

采用此方法能制備得到具有尖銳針尖的金屬實(shí)心微針，尖銳的金屬針尖使得微針在刺入皮膚時(shí)受到的阻力較小，改善了微針的刺入性，。同時(shí)本發(fā)明制備過(guò)程簡(jiǎn)單，采用自生長(zhǎng)電鍍的方法制備實(shí)心微針，成本低且便于普及。