微型結(jié)構(gòu)體。
[0089]微型結(jié)構(gòu)體因其物理性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)(例如高積聚度)而用于多個(gè)領(lǐng)域。微型結(jié)構(gòu)體可以用于多種應(yīng)用，例如用于使藥物遞送效率最大化的微針、基于光刻法的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)和半導(dǎo)體元件。
[0090]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，如圖17所示，本發(fā)明提供一種用于通過(guò)離心力制造微型結(jié)構(gòu)體的設(shè)備，所述設(shè)備包括以下:(a)與離心機(jī)轉(zhuǎn)軸連接的轉(zhuǎn)動(dòng)臂2 ;和(b)與所述轉(zhuǎn)動(dòng)臂連接且容放有粘性組合物的下方基體1。
[0091]轉(zhuǎn)動(dòng)臂可以與離心機(jī)轉(zhuǎn)軸一體化提供，或者以與轉(zhuǎn)軸連接且分開的形式提供。轉(zhuǎn)動(dòng)臂可以以長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的形式提供，粘性組合物的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑由轉(zhuǎn)動(dòng)臂的長(zhǎng)度決定，這充當(dāng)決定離心力量級(jí)的因素。下方基體可以與轉(zhuǎn)動(dòng)臂一體化提供，或者以與轉(zhuǎn)動(dòng)臂連接且分開的形式提供。在下方基體中容放粘性組合物是指將粘性組合物滴加或涂覆在下方基體上。
[0092]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，本發(fā)明的用于通過(guò)離心力制造微型結(jié)構(gòu)體的設(shè)備還包括轉(zhuǎn)軸3 (圖18)。
[0093]根據(jù)本發(fā)明的另一【具體實(shí)施方式】，所述設(shè)備還包括發(fā)動(dòng)機(jī)4，其向離心機(jī)的轉(zhuǎn)軸3提供轉(zhuǎn)動(dòng)力(圖18)。
[0094]根據(jù)本發(fā)明的另一【具體實(shí)施方式】，所述設(shè)備還可以包括外殼，其包圍上述構(gòu)造的外部。藉此，可以確保所述設(shè)備的安全性，并且可以阻止可能在制造微型結(jié)構(gòu)體時(shí)進(jìn)行干擾的外部障礙物。
[0095]根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種制造中空微型結(jié)構(gòu)體的方法，所述方法包括以下步驟(參考圖29中的下面一行):
[0096](a)將金屬沉積在根據(jù)上述本發(fā)明另一實(shí)施方式制造的微型結(jié)構(gòu)體上；
[0097](b)對(duì)金屬沉積的微型結(jié)構(gòu)體進(jìn)行金屬鍍覆；
[0098](c)除去所述微型結(jié)構(gòu)體以獲得中空微型結(jié)構(gòu)體。
[0099]在本發(fā)明的一方面中，根據(jù)上述本發(fā)明另一實(shí)施方式制造的微型結(jié)構(gòu)體充當(dāng)制造所述中空微型結(jié)構(gòu)體的模具。本發(fā)明步驟(a)中的金屬沉積是使用于制造后續(xù)中空微型結(jié)構(gòu)體的金屬鍍覆反應(yīng)能夠更好地進(jìn)行的過(guò)程。在本說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)“沉積”是指用物理方法或化學(xué)方法使所要涂覆的物質(zhì)蒸發(fā)或升華以提高該物質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度，并使該物質(zhì)以原子或分子單位在基體表面上凝結(jié)，由此形成膜。作為本發(fā)明的沉積，可以使用本領(lǐng)域中常用的所有物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積。本發(fā)明的沉積金屬是例如不銹鋼、鋁(A1)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鈷(co)或其合金。在更具體的實(shí)例中，托倫斯氏反應(yīng)可以用來(lái)化學(xué)沉積銀(Ag)。
[0100]如在本發(fā)明的步驟(b)中一樣，可以通過(guò)對(duì)預(yù)制的微型結(jié)構(gòu)體進(jìn)行鍍覆來(lái)制造中空微型結(jié)構(gòu)體。根據(jù)本發(fā)明，可以調(diào)節(jié)鍍覆厚度以調(diào)節(jié)最終制造的中空微針的各種外部要素，即，外徑和硬度。隨著鍍覆厚度的增加，中空微針的外徑和硬度也增加。本發(fā)明中使用的鍍覆材料包括例如鎳、不銹鋼、鋁、鉻、鈷基合金、鈦及其合金，但不限于此。本領(lǐng)域中已知的無(wú)毒性或致癌性、不被人體排斥、具有良好的機(jī)械性質(zhì)(例如拉伸強(qiáng)度、彈性模量和耐磨性等)且具有能夠耐受人體內(nèi)腐蝕性環(huán)境的耐腐蝕性的任何生物適用金屬都可以用作鍍覆材料。在具體實(shí)例中，鍍覆金屬是鋁(A1)、絡(luò)(Cr)、鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鈷(co)或其合金。
[0101]鍍覆后，可以將由粘性組合物形成的內(nèi)部微型結(jié)構(gòu)體移除，從而形成由鍍覆的金屬形成的中空微型結(jié)構(gòu)體。由粘性組合物形成的內(nèi)部微型結(jié)構(gòu)體可以使用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑溶解，可以燒掉，或可以物理移除。制造中空微型結(jié)構(gòu)體的方法還可以包括切割微型結(jié)構(gòu)體頂部以在微型結(jié)構(gòu)體的尖端部分形成開口的過(guò)程。
[0102]根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種制造藥物密封型微型結(jié)構(gòu)體的方法，所述方法包括以下步驟:
[0103](a)在中空結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部空間上準(zhǔn)備粘性組合物，所述中空結(jié)構(gòu)體包括粘性組合物排出單元；和
[0104](b)對(duì)所述粘性組合物施加離心力以使所述粘性組合物能夠通過(guò)所述中空結(jié)構(gòu)體的排出單元排出，從而誘導(dǎo)所述粘性組合物延伸，由此制造微型結(jié)構(gòu)體；和
[0105](c)在步驟(b)中正在施加離心力的同時(shí)，或在離心力施加完成之后，通過(guò)所述排出單元將藥物注入微型結(jié)構(gòu)體中。
[0106]本說(shuō)明書中的術(shù)語(yǔ)“藥物密封型微型結(jié)構(gòu)體”是指其中額外的藥物以密封形式包含在實(shí)心結(jié)構(gòu)體中的微型結(jié)構(gòu)體。在制造上述本發(fā)明另一方面的微型結(jié)構(gòu)體時(shí)，粘性組合物可以是具有藥學(xué)效果的物質(zhì)本身或包含具有藥學(xué)效果的物質(zhì)，但在本發(fā)明的一方面中，微型結(jié)構(gòu)體中還可以包含額外的藥物。所述藥物不受特別限制，可以優(yōu)選包括適合于透過(guò)受試對(duì)象的皮膚來(lái)提供的藥物。所述藥物的具體實(shí)例在本發(fā)明另一方面中給出。
[0107]根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種制造中空微型結(jié)構(gòu)體的方法，所述方法包括以下步驟:
[0108](a)在中空結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部空間上準(zhǔn)備粘性組合物，所述中空結(jié)構(gòu)體包括粘性組合物排出單元；
[0109](b)對(duì)所述粘性組合物施加離心力以使所述粘性組合物能夠通過(guò)所述中空結(jié)構(gòu)體的排出單元排出，從而誘導(dǎo)所述粘性組合物延伸，由此制造微型結(jié)構(gòu)體；和
[0110](c)在步驟(b)中正在施加離心力的同時(shí)，或在離心力施加完成之后，通過(guò)所述排出單元將氣體或流體注入實(shí)心微型結(jié)構(gòu)體中，由此形成空白空間(參見(jiàn)圖31)。
[0111]相對(duì)于涉及通過(guò)金屬鍍覆制造中空微型結(jié)構(gòu)體的方法的上述本發(fā)明另一方面，本發(fā)明的一方面是一種能夠在不使用金屬沉積、鍍覆和去除實(shí)心微型結(jié)構(gòu)體的過(guò)程的情況下提供由粘性組合物形成的中空微型結(jié)構(gòu)體的方法。本發(fā)明的制造中空微型結(jié)構(gòu)體的方法通過(guò)與制造“包括粘性組合物排出單元的中空結(jié)構(gòu)體”的上述方法相同的方法來(lái)進(jìn)行，但是還包括:通過(guò)在正在施加離心力的同時(shí)或在離心力施加完成之后經(jīng)由排出單元將氣體或流體注入實(shí)心微型結(jié)構(gòu)體中來(lái)形成空白空間。中空微型結(jié)構(gòu)體可以通過(guò)將氣體或流體注入實(shí)心微型結(jié)構(gòu)體中的過(guò)程來(lái)制造，而且必要時(shí)可以額外包括除去所述氣體或流體的過(guò)程。此外，根據(jù)在所形成的微型結(jié)構(gòu)體的頂部是否形成了開口，可以進(jìn)一步包括切割所述微型結(jié)構(gòu)體的頂部的步驟。
[0112][有益效果]
[0113]本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)可以總結(jié)如下:
[0114](a)本發(fā)明提供了即使不進(jìn)行熱處理也能夠制造實(shí)心微型結(jié)構(gòu)體的方法。藉此，可以將對(duì)熱敏感且容易遭到破壞或變形的各種物質(zhì)裝在微型結(jié)構(gòu)體中。這進(jìn)一步擴(kuò)大了微針的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0115](b)根據(jù)本發(fā)明，可以以無(wú)需與其他結(jié)構(gòu)體(例如現(xiàn)有技術(shù)中使用的模具或基柱)接觸的非接觸方式制作微型結(jié)構(gòu)體。這使得能夠克服損失和制作收率局限性，所述損失和制造收率局限性是過(guò)去在微型結(jié)構(gòu)體的形成完成后，因分離過(guò)程或切割過(guò)程通過(guò)來(lái)自所接觸的結(jié)構(gòu)體的物理破壞而出現(xiàn)。
[0116](c)本發(fā)明提供了一種無(wú)視基體的平整性或均一性以高收率制造微型結(jié)構(gòu)體的方法。
[0117](d)本發(fā)明提供了一種通過(guò)調(diào)節(jié)所滴加的粘性組合物的量、粘性組合物和基體的性質(zhì)、轉(zhuǎn)動(dòng)半徑、轉(zhuǎn)動(dòng)加速度、轉(zhuǎn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間等來(lái)制造各種形狀的微型結(jié)構(gòu)體的方法。
[0118](e)本發(fā)明能夠通過(guò)相對(duì)快速和簡(jiǎn)單的過(guò)程而獲得具有優(yōu)選的形狀和尺寸(例如直徑或長(zhǎng)寬比)的微型結(jié)構(gòu)體。這一特性使得所述微型結(jié)構(gòu)體能夠大批量生產(chǎn)并使得所述微型結(jié)構(gòu)體的品質(zhì)能夠得到良好管理。
[0119](f)在本發(fā)明中，在使用下方基體和上方基體的方法的情況下，可以通過(guò)單一過(guò)程制造更多個(gè)微型結(jié)構(gòu)體。
【附圖說(shuō)明】
[0120]圖1圖示了在下方基體上滴加粘性組合物液滴后施加離心力時(shí)形成的具有不同形狀和接觸區(qū)域的微型結(jié)構(gòu)體。
[0121]圖2圖示了在下方基體上滴加不同的量的粘性組合物后施加離心力時(shí)形成的微型結(jié)構(gòu)體。
[0122]圖3圖示了對(duì)準(zhǔn)備有粘性組合物的下方基體施加離心力的方法的概念圖。
[0123]圖4圖示了在施加量級(jí)不同的離心力時(shí)形成的微型結(jié)構(gòu)體。
[0124]圖5圖示了在將粘性組合物涂覆在具有特定圖案的曲線或凹凸部的下方基體上并施加離心力時(shí)形成的微型結(jié)構(gòu)體。
[0125]圖6圖示了在施加不同的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度值時(shí)形成的微型結(jié)構(gòu)體。
[0126]圖7圖示了在無(wú)視下方基體的平整性和均一性的情況下通過(guò)施加離心力而形成的微型結(jié)構(gòu)體。
[0127]圖8a圖示了覆蓋基體的平面圖。
[0128]圖8b圖示了使用覆蓋基體的實(shí)施方式。
[0129]圖9圖示了還包括上方基體的實(shí)施方式。
[0130]圖10圖示了當(dāng)上方基體和下方基體的間距變化時(shí)所形成的微型結(jié)構(gòu)體的形狀。
[0131]圖11圖示了根據(jù)還包括上方基體的實(shí)施方式，在上方基體和下方基體上形成的微型結(jié)構(gòu)體的對(duì)應(yīng)于離心力的施加時(shí)間的形狀。
[0132]圖12圖示了根據(jù)還包括上方基體的實(shí)施方式，在上方基體和下方基體上形成的微型結(jié)構(gòu)體對(duì)應(yīng)于所施加的離心力的量級(jí)的形狀。
[0133]圖13圖示了根據(jù)還包括上方基體的實(shí)施方式，在上方基體和下方基體上形成的微型結(jié)構(gòu)體的對(duì)應(yīng)于所滴加的粘性組合物的量的形狀。
[0134]圖14圖示了根據(jù)還包括上方基體的實(shí)施方式，在移動(dòng)下方基體和上方基體至少之一并切割通過(guò)彼此連接而形成的微型結(jié)構(gòu)體時(shí)形成的斜角。
[0135]圖15圖示了根據(jù)還包括上方基體的實(shí)施方式，在下方基體和上方基體之一是疏水性的且使用了親水性粘性組合物時(shí)形成的微型結(jié)構(gòu)體。
[0136]圖16圖示了根據(jù)還包括上方基體的實(shí)施方式，在下方基體和上方基體之一是親水性的且使用了疏水性粘性組合物時(shí)形成的微型結(jié)構(gòu)體。
[0137]圖17圖示了用于通過(guò)離心力來(lái)制造微型結(jié)構(gòu)體的設(shè)備。
[0138]圖18圖示了用于通過(guò)離心力來(lái)制造微型結(jié)構(gòu)體的設(shè)備，所述設(shè)備還包括離心機(jī)轉(zhuǎn)軸和發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0139]圖19圖示了通過(guò)施加離心力而形成的微型結(jié)構(gòu)體的形狀。
[0140]圖20圖示了用下方基體和上方基體通過(guò)施加離心力而制造的微型結(jié)構(gòu)體。
[0141]圖21圖示了用電子顯微鏡觀察用下方基體和上方基體通過(guò)施加離心力而制造的微型結(jié)構(gòu)體的結(jié)果。
[0142]圖22圖示了在用下方基體和上方基體通過(guò)施加離心力來(lái)制造微型結(jié)構(gòu)體的情況在下方基體上制造的實(shí)心微型結(jié)構(gòu)體以及在將所述微型結(jié)構(gòu)體施加于皮膚后4小時(shí)所述微型結(jié)構(gòu)體的溶解狀態(tài)。
[0143]圖23圖示了在用下方基體和上方基體通過(guò)施加離心力來(lái)制造微型結(jié)構(gòu)體的情況在上方基體上制造的微型結(jié)構(gòu)體以及在將所述微型結(jié)構(gòu)體施加于皮膚后4小時(shí)所述微型結(jié)構(gòu)體的溶解狀態(tài)。
[0144]圖24圖示了對(duì)在改變所施加的離心力量級(jí)時(shí)制造的微型結(jié)構(gòu)體的形狀的觀察結(jié)果Ο
[0145]圖25是用已形成有微型結(jié)構(gòu)體的上方基體制造(Α)具有多層或(Β)在內(nèi)部包括其他另一結(jié)構(gòu)體的微型結(jié)構(gòu)體的方法的模擬圖。
[0146]圖26圖示了具有用已形成有微型結(jié)構(gòu)體的上方基體制造的多個(gè)層的多層微型結(jié)構(gòu)體。
[0147]圖27圖示了制造具有多種形狀的微型結(jié)構(gòu)體的方法，所述方法相對(duì)于用下方基體和上方基體制造微型結(jié)構(gòu)體的方法還包括進(jìn)行以下過(guò)程:通過(guò)改變形成有微型結(jié)構(gòu)體的下方基體與上方基體的位置來(lái)制造微型結(jié)構(gòu)體。
[0148]圖28圖示了用下述方法制造的具有多種形狀的微型結(jié)構(gòu)體:所述方法相對(duì)于用下方基體和上方基體制造微型結(jié)構(gòu)