用于药物释放系统的柔性微针研制.pdf

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1、技术专栏用于药物释放系统的柔性微针研制马斌1，徐永清2，甘志银1，张鸿海1，刘胜1,3(1.华中科技大学国家光电实验室，武汉430074；2.中国电子科技集团公司第十三研究所，石家庄050051；3.韦州立大学机械工程系，美国底特律48202)摘要：提出了一种基于MEMS技术在柔性基底上制造微针的工艺技术，这是一种高效、安全和无痛的全新给药方式――微针阵列。该微针阵列能够适用于平面或非平面物体表面，对大分子药剂、蛋白质或者疫苗合成药剂也能够使用。关键词：微电子机械系统；微针阵列；柔性基底；药物释放系统中图分类号：TP

2、271+.2文献标识码：A文章编号：1003-353X(2005)12-0019-04FlexibleMicroneedleArrayforDrugDeliverySystemMABin1，XUYong-qing2，GANZhi-yin1，ZHANGHong-hai1，LIUSheng1,3（1.InstituteofMicrosystems，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China；2.The13thResearchInstitute，CE

3、TC,Shijiazhuang050051，China；3.MechanicalEngineeringDepartment，WayneStateUniversity，DetroitMI48202，USA）Abstract：BasedontheMEMStechnology,amicroneedlemanufacturingproccessontheflexiblesubstrateispresented.Thisisamodernbiotechnologydrugdeliverysystemwithhigheffici

4、ency,safetyandpainless――microneedlearray.Themicroneedlearrayassemblycanbemountedonplanarornonplanarsurfaceorevenonflexibleobjects,italsocanbeusedforsyntheticdrugs，therapeuticproteinsandvaccines.Keywords：MEMS;microneedlearray;drugdeliverysystem给药是一种安全、简单、无痛的新式注射

5、方式，1前言这种注射主要特点是药物通过在皮下的扩散进入人传统给药是通过口服或者静脉注射两种方式。体体内[1,2]。但是这种方式对很多药物都不能使注射一般是使用注射器和导管刺破人体皮肤直接将用，例如基于蛋白质、DNA的新型药物或者其他药物送入人体内。采用这种方法是很直接也是非常一些生物合成药剂，这是因为皮肤的角质层阻止有效的，但是与此同时，注射也给人体带来疼痛了药物在皮肤的渗透，药物不能进入皮下进行扩感、局部皮肤损伤、出血等危害；注射器不洁也散[3]。会增大疾病传染的机会，比如说艾滋病通常会通过利用MEMS技术制造的微

6、针阵列解决这个难注射器传染。而且注射器注射也需要专业人员，或题[4~6]，国外近几年已经制造出了各种不同材质的者获得专业培训后才能熟练使用。所以说注射器注微针，例如金属、聚合物、玻璃等。这些微针具射是在很多方面受到限制的技术。有不同的形状和大小，例如锥形、圆柱形等，一针对传统给药方式的不足，近年来提出了透皮般可以分为实心和空心两种[7]。这些微针都是将利用硅加工技术将微针制造在硅基板上或者其他的一基金项目：国家自然科学基金项目（50475137）；高等学校博士学科点专项科研基金项目（20040487026）些脆性基板

7、上。所以当微针阵列刺入皮肤这种非平December2005SemiconductorTechnologyVol.30No.1219技术专栏面部位时，硅基板受到很大的挤压力，微针断裂的到达表皮层，让药物在表皮层内扩散。这种方法对可能很大，现阶段还没有文献报告如何解决这种问携带的药物有很强的选择性，胰岛素等大分子药剂题。都受到限制，并且可使用药剂的渗透率不是很理本文首次提出一种在柔性基底上加工微针的工想，所以目前空心微针已经成为研究的重点。本文艺方法，这种微针分别制造在独立的硅基岛上，硅所介绍的也是一种空心的微针。微针的

8、高度和空心基岛利用聚合物层封装，整个微针阵列可以卷曲，的内径、外径的选择都根据生物特点进行优化。确具有很好的柔韧性。如图1所示，柔性微针阵列可定微针的高度，就需要了解皮肤的结构。人体的皮以安装在人体皮肤表面。肤有三层组织，角质层、活性表皮层和真皮层(图3)。最外层的角质层厚度为10～40mm，由致密的角质细胞组成，是药物输送的主要障碍。角质层以