專利名稱：一種用于藥物控釋的微針陣列的制作方法
技術領域：
本發明涉及藥物控釋裝置，特別涉及到一種用于藥物控釋的微針陣列。
背景技術：
藥物透皮吸收的主要障礙來自人類皮膚的角質層，大約10～15μm厚。傳統的注射給藥，針頭要穿透皮膚進入到深層組織才能有效的輸送藥物，但是容易引起感染和痛楚，特別對一些忌口服，劑量小，需頻繁注射的藥物，傳統的注射給藥越來越顯示出其局限性。如何才能高效率的、準確的、無痛苦的將藥物輸送到人的體內，近年來成為國內外研究的熱點。微針便是其中研究的熱點之一。微針的加工是以MEMS微加工工藝為依托，采用晶體硅、聚合物、金屬等作為基本材料。針頭能夠刺透角質層進入表皮層深處而觸不到真皮層組織的神經，使患者感覺不到痛楚，而且針孔小，對皮膚的破壞程度小，減少了受感染的幾率。
選擇微針的材料和加工工藝是制作微針陣列的關鍵。目前，用于微針制作的各種材料主要包括硅，金屬和PMMA聚合物，相應的陣列加工技術主要包括DRIE(Deep Reactive Ion Etching)，LIGA(德語Lithographic GalvanoformingAbforming的縮寫，意思是光刻、電鑄、塑鑄)，DEM(非硅三維微加工新技術，其中D、E、M三個字母分別代表深層刻蝕，微電鑄，微復制的英文縮寫)等技術。而硅則是目前制作微針陣列的主要材料。但是由于硅易脆斷，可以另外附加一些材料制成合成“硅”，來改善硅易脆斷的性能。另外一些金屬，由于其延展性較好和比較容易在微結構上鑄模或電鍍，如鈀，鎳等，也被用來作制造微針的材料。
發明內容
本發明的目的提供一種用于藥物控釋的微針陣列，滿足微針給藥的實際需要，為患者帶來方便和減少痛苦。
為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下在底面開有槽的基板上由一組等距分布的圓錐形中空微針組成的微針陣列，微針針孔偏在針頭的一側，微針針孔與基板底面的槽相連通。
所說圓錐形中空微針的長度為100～150μm，錐底外徑為50～80μm，微針針孔內徑為10～40μm，微針針孔針孔長度為80～100μm，微針針間距為100～120μm。
基板的材料為硅或金屬或PMMA聚合物。
本發明與背景技術相比，具有的有益的效果是1、針頭尖利，能夠刺穿角質層，而且微針在刺透皮膚時，側面會有壓力，使微針發生擾曲而可能被折斷，所以材料有足夠的強度來承受這些壓力；2、具有較高的深寬比和陣列結構，因為皮膚性質的存在個體差異，而且毛細血管的分布是隨機的，因此需要一定的傳輸面積來保證藥物控釋的有效性，同時采用陣列結構可以保證藥物的輸送效率；3、每個針頭刺破皮膚的面積要小，以減少對皮膚的破壞程度，降低受感染的幾率。利用目前的微加工工藝，針頭直徑可以做到幾十微米。
圖1是本發明的結構示意圖；圖2是圖1A區域放大的剖面圖；圖3是微針陣列刺入皮膚的示意圖。
具體實施例方式
如圖1、圖2所示，本發明它包括在底面開有槽4的基板2上由一組等距分布的圓錐形中空微針1組成的微針陣列，微針針孔偏在針頭的一側，微針針孔與基板底面的槽4相連通。
所說圓錐形中空微針1的長度L為100～150μm，錐底外徑D為50～80μm，微針針孔內徑d為10～40μm，微針針孔針孔長度1為80～100μm，微針1針間距S為100～120μm。
本發明用于藥物控釋的一種微針陣列的加工方法1)對硅片進行氧化處理，生成一層二氧化硅氧化膜，然后對硅片清洗、干燥；2)在硅片一面上甩上一層光刻膠，然后與布有針孔陣列圖案的掩膜板對準，固定好，在UV光下曝光；3)把曝過光的硅片放到顯影液中浸泡，將因曝光而發生質變的光刻膠溶解掉，再用丙酮清洗掉殘留在硅片上的光刻膠；4)用氟化氫除去暴露的二氧化硅氧化膜，放到DI(didymium)水中漂洗干凈；5)用DRIE(Deep Reactive Ion Etching)刻蝕工藝來刻蝕暴露的硅晶體，精確控制DRIE刻蝕的速度和程度，即可得到深寬比較高的針孔結構；6)在硅片的另一面再甩上一層光刻膠，然后與刻針頭用的掩膜板對準，放到UV光下曝光，重復前面的操作步驟，就可以刻出排列整齊的針頭陣列。
此微針陣列不是一個完整的裝置，而只是藥物控釋裝置的一個元件，起到刺破角質層、利于藥物輸送的功能，不僅輸送效率高，而且有無痛覺，少感染的優點。具體應用時，可以在基板的背面刻出一個槽，便于藥物的儲存，或者作為與其他部件連接的接口，也便于封裝。
如圖3所示，本發明提供了一種滿足要求的典型的微針陣列，一種圓錐形中空針頭，材料選用硅，針頭呈錐形，針孔偏心，保留針頭可以使針比較尖利，更容易刺透皮膚，而且可以在刺入皮膚時可減少對針孔的堵塞，使藥物流通更流暢。人體解剖學表明，皮膚的角質層5厚度大約在15～20μm，角質層5下表皮層6的厚度在50～100μm，但是其中不含有血管和神經。長度150μm左右的針剛好可以穿透角質層5，達到表皮內部，而刺激不到真皮層7的神經，使整個注射過程是都是無痛的。
權利要求
1.一種用于藥物控釋的微針陣列，其特征在于它包括在底面開有槽(4)的基板(2)上由一組等距分布的圓錐形中空微針(1)組成的微針陣列，微針針孔偏在針頭的一側，微針針孔與基板底面的槽(4)相連通。
2.根據權利要求1所述的一種用于藥物控釋的微針陣列，其特征在于所說圓錐形中空微針(1)的長度(L)為100～150μm，錐底外徑(D)為50～80μm，微針針孔內徑(d)為10～40μm，微針針孔針孔長度(1)為80～100μm，微針(1)針間距(S)為100～120μm。
3.根據權利要求1或所述的一種用于藥物控釋的微針陣列，其特征在于基板(2)的材料為硅或金屬或PMMA聚合物。
全文摘要
本發明公開了一種用于藥物控釋的微針陣列。它包括在底面開有槽的基板上由一組等距分布的圓錐形中空微針組成的微針陣列，微針針孔偏在針頭的一側，微針針孔與基板底面的槽相連通。本發明主要采用DIRE技術對硅進行刻蝕。加工出來的微針陣列，針孔深寬比高，針鋒尖銳，長度適中，對皮膚的破壞性小，輸送藥物的效率高，并且無痛，受感染的幾率較小，可大大減輕患者注射時的痛苦，帶來極大的方便。
文檔編號A61M35/00GK1541724SQ20031010846
公開日2004年11月3日 申請日期2003年11月4日 優先權日2003年11月4日
發明者傅新, 謝海波, 焦峰, 傅 新 申請人:浙江大學