一种基于激光雕刻技术的微针贴片制作方法

技术领域

本发明属于微流控芯片领域，具体涉及一种基于激光雕刻技术的微针贴片制作方法。

背景技术

近年来，微针贴片作为一种简单、快速、最大程度减少疼痛的给药方式，被广泛用于药物递送等领域。微针贴片中的微针长度一般为600到1000微米，能够在不触及真皮层神经以及血管的前提下穿透表皮层进行药物递送，因此能够最大程度减少疼痛，提高药物的透皮吸收效率。相较于传统的注射给药方法，微针贴片给药操作简单，使用者不需要经过专业训练，且微针贴片制作材料大多为生物可降解材料，能够避免产生医疗废弃物。目前，微针贴片的制作方法大多数为模板复刻法，即将材料滴加到制作好的反结构微针模板当中，待材料固化后再揭下以获得微针贴片。因此，反结构模板的制作在微针贴片制作当中至关重要。当前，主流的微针贴片模具制作方法包括光刻法、激光雕刻金属等。然而这些方法操作繁琐，成本较高。

激光雕刻是利用强度可变的激光束对材料进行雕刻，从而在材料上直接写出所设计的任意图案。目前激光雕刻技术已广泛应用于工业设计、半导体、光学器件制作等领域。激光雕刻技术的优点在于加工时间短、成本低、加工图案可控等。只需在计算机上设计好激光雕刻图案，采用合适的激光强度，就能快速地在材料上雕刻出预设图案。激光雕刻技术不需要使用过于复杂且昂贵的设备，一台普通的商用激光雕刻机就能够满足要求。利用激光雕刻技术制作微针模具简单快速，成本很低。因此，激光雕刻在微针贴片的制作中极具应用前景。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于激光雕刻技术的微针贴片制作方法，其材料价格低廉，制备方法简单，所制得的微针贴片机械强度好、精度高，可适用于诸如药物递送、生化检测等领域。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明的一种基于激光雕刻技术的微针贴片制作方法采用如下技术方案：

利用激光雕刻技术制作反结构微针模板，在反结构微针模板上滴加液态的微针本体材料，待所述微针本体材料固化后揭下即得所述微针贴片。

所述激光雕刻技术利用商用激光雕刻机完成，激光雕刻机通过图案设计以及采用不同的雕刻功率改变微针模具的结构与规格，制备出反结构微针模板。

所述反结构微针模板的材质为弹性材料。

所述弹性材料为PDMS或PMMA。

所述的微针本体材料为丝素蛋白、PLA或PEGDA。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种基于激光雕刻技术的微针贴片制作方法，微针阵列的结构与规格可控，可根据实际需要进行调整，同时制备方法简便，成本低廉，制作的微针贴片机械性能好，生物相容性好，具有很好的应用价值。

附图说明

图1为基于激光雕刻技术制作的微针贴片的流程示意图。

图2为基于激光雕刻技术制作的微针贴片用于药物释放的效果图；其中a为药物释放荧光图像，b为药物剩余量。

图3为含量检测图，其中a为基于激光雕刻技术制作的微针贴片用于人白细胞介素-6的含量检测图；b为基于激光雕刻技术制作的微针贴片用于人C-反应蛋白的含量检测图。

具体实施方法。

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1：

1)选用PDMS为模板材料，采用激光雕刻技术制作反结构微针模板。激光雕刻技术的操作设备为普通商用激光雕刻机，激光强度为17％，雕刻图案在计算机上预先设计好。反结构微针模板制作完成后用无水乙醇进行超声清洗并烘干。

2)向反结构微针模板中滴加二氧化硅胶体溶液，放置于真空干燥箱中抽真空1h以除去模具中的残留气泡。随后将模板置于室内，使胶体溶液在常温下干燥。

3)向经上述处理后的模板中滴加丝素蛋白溶液，于70℃下烘干，随后将干燥后的丝素蛋白微针贴片从模具中取出。

4)使用4％氢氟酸对上述步骤制得的丝素蛋白微针贴片进行浸泡，10分钟后取出，用去离子水反复洗涤，除去残留氢氟酸，最后得到具有光子晶体反蛋白石结构的丝素蛋白微针贴片(图1)。

5)将上述所得丝素蛋白光子晶体微针贴片用于药物释放，并测试其释放能力，结果如图2所示，该微针贴片药物释放性能良好。

实施例2：

1)选用PDMS为模板材料，采用激光雕刻技术制作反结构微针模板。激光雕刻技术的操作设备为普通商用激光雕刻机，激光强度为17％，雕刻图案在计算机上预先设计好。反结构微针模板制作完成后用无水乙醇进行超声清洗并烘干。

2)向反结构微针模板中滴加二氧化硅胶体溶液，放置于真空干燥箱中抽真空1h以除去模具中的残留气泡。随后将模板置于室内，使胶体溶液在常温下干燥。

3)向经上述处理后的模板中滴加丝素蛋白溶液，于70℃下烘干，随后将干燥后的丝素蛋白微针贴片从模具中取出。

4)使用4％氢氟酸对上述步骤制得的丝素蛋白微针贴片进行浸泡，10分钟后取出，用去离子水反复洗涤，除去残留氢氟酸，最后得到具有光子晶体反蛋白石结构的丝素蛋白微针贴片。

5)将上述所得丝素蛋白光子晶体微针贴片用于人白细胞介素-6以及人C-反应蛋白的含量检测，结果如图3所示，该微针贴片具有用于生化检测的能力。