磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多孔材料制造、納米材料制造和生物醫(yī)學(xué)工程的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]給藥方式的改進(jìn)是醫(yī)療領(lǐng)域中一項(xiàng)基本而重要的課題。
[0003]其傳統(tǒng)方式主要有口服和注射。前者雖然方便易行，但由于消化系統(tǒng)的干擾使得藥物的效率低下；而后者雖避免了口服的缺點(diǎn)，但常會給患者帶來較多的痛苦。此外，上述兩者在藥物緩釋的方面都尚待改進(jìn)。
[0004]當(dāng)前，新興的給藥方式主要有透皮給藥和注射給藥。前者依靠藥物對皮膚的滲透來進(jìn)行藥物傳輸，由于皮膚的阻礙，效率依然較低；而后者則為一種相對高效的微創(chuàng)手段，兼具了效率高、損傷低、可緩釋等三大優(yōu)勢。
[0005]而在微針給藥的方式中，一般實(shí)心微針的給藥只能通過先穿刺后涂藥滲透的方式來給藥，在操作上分為兩步。而中空微針可以直接在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)物質(zhì)傳輸，不僅操作上簡便，而且藥物及其它物質(zhì)的傳輸速率和效率將有顯著的提高。
[0006]雖然微針給藥技術(shù)有著諸多優(yōu)點(diǎn)，但是良好的微針的制作卻是一大難題。由于微針有著尺寸精細(xì)微小的特點(diǎn)，用傳統(tǒng)工藝加工微針困難較大。一般采用光刻、MEMS (輔助)制作、微液滴控制等高新技術(shù)手段。但是相對地，這種制作方法即使在規(guī)模的量產(chǎn)中，制作成本也居高難下。
[0007]而對于中空微針，則是在此制造技術(shù)的難題的基礎(chǔ)上在提出更高更復(fù)雜的要求，這是走在業(yè)界前沿的、富有挑戰(zhàn)性和廣闊應(yīng)用前景的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列的制作方法，利用材料的物理化學(xué)性能實(shí)現(xiàn)“自組裝”形式的生產(chǎn)過程，不需要增設(shè)機(jī)械加工的設(shè)備，提供了一種方便快捷的多孔微針陣列的制作方法，加工成本低，便于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
提供一種磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列的制作方法，基于磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列的制作設(shè)備包括微針陣列模具、超聲裝置、抽真空裝置、用于形成磁場的磁場發(fā)生裝置、用于形成中空的多孔微針陣列的腐蝕發(fā)生裝置，磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列的制作方法包括下列步驟:
a.制作混合物溶液，所述混合物溶液由可凝固流體和鐵磁性納米微?；旌隙桑旌衔锶芤哼M(jìn)行攪拌，隨之用超聲裝置進(jìn)行超聲處理，使其混合均勻；然后利用抽真空裝置對混合均勻的混合物溶液進(jìn)行抽真空處理，形成帶分散磁微粒的可凝固混合物溶液；
b.將步驟a中的帶分散磁微粒的可凝固混合物溶液轉(zhuǎn)移至微針陣列模具中，并用抽真空裝置進(jìn)行抽真空處理；
C.將步驟b中裝有“帶分散磁微粒的可凝固混合物溶液”的微針陣列模具放置于磁場發(fā)生裝置產(chǎn)生的磁場中，并設(shè)置固化條件對帶分散磁微粒的可凝固混合物溶液進(jìn)行固化，形成實(shí)心微針陣列；
d.將步驟C中的實(shí)心微針陣列放置于腐蝕發(fā)生裝置中，浸泡一段時(shí)間，使實(shí)心微針陣列中的磁微粒被溶蝕，形成中空的多孔微針陣列；
e.將步驟d中的中空的多孔微針陣列放置于水中清洗，使其去除殘留的腐蝕液體；
f.將步驟e中的多孔微針陣列進(jìn)行表面改性處理。
[0010]本發(fā)明磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列的制作方法，通過將裝設(shè)有“帶分散磁微粒的可凝固混合物溶液”的微針陣列模具放置于磁場發(fā)生裝置產(chǎn)生的磁場中，可利用磁場與基帶分散磁微粒的可凝固混合物溶液里磁微粒相互作用，并對其進(jìn)行固化，形成實(shí)心微針陣列；然后將實(shí)心微針陣列放置于腐蝕發(fā)生裝置中，浸泡一段時(shí)間，形成中空的多孔微針陣列；制作方法簡便易于操作，且制作設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，降低了中空的多孔微針陣列的制作成本。另外，本發(fā)明為一種以可控方式制作“磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列”的方法:首先按照需求的微針陣列形態(tài)制作相應(yīng)的模具，然后將帶有分散磁微粒的可凝固混合物溶液在模具中，施以磁場作用，形成各向異性的納米結(jié)構(gòu)，再使之固化。然后對固化后的微針陣列進(jìn)行酸蝕，產(chǎn)生各向異性的多孔結(jié)構(gòu)。最后對其表面進(jìn)行改性處理，可獲得具有生物醫(yī)學(xué)工程應(yīng)用價(jià)值的特殊的微針陣列。
[0011]優(yōu)選地，步驟a中的所述可凝固流體可為加熱凝固的高分子材料或加熱融化然后可冷卻凝固的有機(jī)材料。需要說明的是，所述可凝固流體并不是只限于這兩種材料，只要能滿足可凝固均是可行的，這兩種材料是優(yōu)選。
[0012]為了促使步驟c中的帶分散磁微粒的可凝固混合物溶液固化，步驟c中的固化條件包括用于促進(jìn)帶分散磁微粒的可凝固混合物溶液固化的加熱源。
[0013]優(yōu)選地，所述加熱凝固的高分子材料可為環(huán)氧樹脂或聚二甲基硅氧烷。
[0014]優(yōu)選地，所述加熱融化然后可冷卻凝固的有機(jī)材料可為聚乳酸。
[0015]優(yōu)選地,步驟a中所述鐵磁性納米微粒的微粒直徑為10~999nm,所述鐵磁性納米微?？蔀殍F或四氧化三鐵。需要說明的是由于機(jī)理相同，對于大至到微米級粒徑的磁粉，用制作“磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列”的方式，可以相應(yīng)地制作出具有微米尺度孔洞的產(chǎn)品O
[0016]優(yōu)選地，步驟d中所述腐蝕發(fā)生裝置中采用的是化學(xué)腐蝕劑；所述化學(xué)腐蝕劑將實(shí)心微針陣列中被磁場作用和定向的磁微粒進(jìn)行溶蝕，形成中空的多孔微針陣列。
[0017]優(yōu)選地，所述化學(xué)腐蝕劑可為鹽酸或硫酸。
[0018]為了不造成材料的浪費(fèi)以及混合比例的不足影響微針的生成質(zhì)量，所述混合物溶液的成分的質(zhì)量比值為，鐵磁性納米微粒:可凝固流體=7:10o
[0019]為了使實(shí)心微針陣列溶蝕充分，步驟d中所述實(shí)心微針陣列放置于腐蝕發(fā)生裝置中浸泡12~24h。
[0020]為了簡化產(chǎn)生磁場的方式，所述磁場發(fā)生裝置由載流線圈構(gòu)成。通過磁場的分布來調(diào)整帶分散磁微粒的可凝固混合物溶液內(nèi)部各向異性的納米結(jié)構(gòu)。
[0021 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是: 本發(fā)明磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列的制作方法，通過將裝設(shè)有“帶分散磁微粒的可凝固混合物溶液”的微針陣列模具放置于磁場發(fā)生裝置產(chǎn)生的磁場中，可利用磁場與基帶分散磁微粒的可凝固混合物溶液里磁微粒相互作用，并對其進(jìn)行固化，形成實(shí)心微針陣列；然后將實(shí)心微針陣列放置于腐蝕發(fā)生裝置中，浸泡一段時(shí)間，形成中空的多孔微針陣列；通過這些操作使多孔微針陣列的制作方法簡便，且制作設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，降低了中空的多孔微針陣列的制作成本。同時(shí)利用了材料的物理、化學(xué)性質(zhì)實(shí)現(xiàn)自組裝式的效應(yīng)，用一種相對易于實(shí)施的方案來制作在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域極具應(yīng)用價(jià)值的中空微針陣列。工藝流程中，微針的形態(tài)可由微針陣列模具進(jìn)行調(diào)控；而微觀納米結(jié)構(gòu)的形態(tài)，則由鐵磁性微粒的大小、配t匕、磁場強(qiáng)度及分布給予控制；材料的力學(xué)性能及化學(xué)性質(zhì)，則可由可凝固液體的選擇來調(diào)整；最后，經(jīng)過表面改性處理，獲得親水或疏水性功能表面。
【附圖說明】
[0022]圖1為實(shí)施例微針陣列模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為實(shí)施例磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列制作設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為實(shí)施例裝設(shè)實(shí)心微針陣列的腐蝕發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實(shí)物圖，不能理解為對本專利的限制；為了更好地說明本發(fā)明的實(shí)施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例的附圖中相同或相似的標(biāo)號對應(yīng)相同或相似的部件；在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，若有術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此附圖中描述位置關(guān)系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
實(shí)施例
[0027]如圖1至圖3所示為本發(fā)明磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列的制作方法的第一實(shí)施例，基于磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列的制作設(shè)備包括微針陣列模具1、超聲裝置、抽真空裝置、用于形成磁場的磁場發(fā)生裝置3、用于形成中空的多孔微針陣列的腐蝕發(fā)生裝置2，磁引導(dǎo)納米連通多孔微針陣列的制作方法包括下列步驟:
a.制作混合物溶液，混合物溶液由可凝固流體和鐵磁性納米微?；旌隙桑旌衔锶芤哼M(jìn)行攪拌，隨之用超聲裝置進(jìn)行超聲處理，使其混合均勻；然后利用抽真空裝置對混合均勻的