البوليمر تصنيع صفيف إبرة مجهرية من قبل الطباعة التصويرية

الهدف العام من هذا الإجراء هو تصنيع مصفوفة إبرة بوليمرية دقيقة حادة ، والتي قد توفر تطبيقات محتملة في التوصيل غير المؤلم للعوامل العلاجية الجزيئية والجزيئية المنخفضة عبر الجلد. يتم تحقيق ذلك عن طريق تصنيع قناع صور أولا يتكون من عدسات دقيقة مدمجة عبر نقش متناحي الخواص منقوش. تتمثل الخطوة الثانية في تصنيع أعمدة الإبرة الدقيقة عن طريق وضع قناع الصورة المضمن فوق حمام من محلول البوليمر المسبق وتركيز ضوء الأشعة فوق البنفسجية في المحلول من خلال العدسات الدقيقة التي تقوم ببلمرة المحلول المكشوف.

الخطوة الأخيرة هي تصنيع الطبقة الداعمة لدعم أعمدة الإبرة الدقيقة. يتم تحقيق ذلك عن طريق وضع موقع المدبب بالإبر الدقيقة في صفيحة ، ثم إضافة محلول بوليمر مسبق وبلمرة المحلول بالأشعة فوق البنفسجية. في النهاية ، يمكن ملاحظة الخصائص المميزة للإبر الدقيقة ، بما في ذلك الطول والقطر وزاوية القمة ، باستخدام مجهر استريو.

الميزة الرئيسية لهذه التقنية على الطرق الحالية مثل القولبة الدقيقة هي أنها أسرع. إنها عملية خالية من العفن ، ولا تتطلب استخدام درجة حرارة عالية. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في التصنيع الدقيق ، مثل استخدام العدسة الدقيقة لتعديل مسار ضوء الأشعة فوق البنفسجية وعملية البلمرة.

يمكن استخدام هذه التقنية لتصنيع إبر الماكرو البوليمرية ، والتي تستخدم لتوصيل الأدوية عبر الفم ، على الرغم من أننا نوضح فقط كيفية تصنيع إبر دقيقة فارغة. يمكن أيضا استخدام هذه التقنية لتصنيع الإبر الدقيقة الرائدة في مجال الأدوية. ابدأ في تنظيف رقاقة زجاجية مقاس 4 بوصات عن طريق غمرها في خزان كوارتز مملوء بمحلول بيها لمدة 20 دقيقة عند 120 درجة مئوية.

ثم اشطف الرقاقة بالماء المقطر وجففها باستخدام الهواء المضغوط. عند الانتهاء من مبخر الشعاع الإلكتروني ، ضع الرقاقة في إعداد مبرمج الدوران وأضف خمسة ملليلتر من مقاومة الصور إلى وسط الرقاقة. قم بتدوير الرقاقة بسرعة 3000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية لإنتاج طبقة مقاومة للصور بسمك ميكرومترين.

بعد ذلك ، قم بخبز الصورة مسبقا على لوح ساخن على حرارة 100 درجة مئوية لمدة دقيقة ونصف ، ثم ضع قناع الصورة الرئيسي والرقاقة في مقويم قناع الصورة ، وقم بتعريض الرقاقة بمجرد تعريضها بقوة. اخبز مقاومة الصورة عند 120 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة على طبق ساخن. ثم قم بحفر النمط في الرقاقة الزجاجية باستخدام محلول من النقوش المصنوعة من الكروم والذهب في درجة حرارة الغرفة لمدة ساعة واحدة ، ضع الرقاقة الزجاجية المحفورة على لوح ساخن عند 110 درجة مئوية وقم بإذابة الشمع على الجانب الآخر من الرقاقة الزجاجية بحيث يتم تغطية سطح الرقاقة بالكامل بالشمع.

قم بربط الرقاقة الزجاجية مؤقتا برقاقة سيليكون وهمية عن طريق وضع رقاقة السيليكون الملامسة للرقاقة الزجاجية والضغط بقوة لإزالة الشمع الزائد. بعد ذلك ، قم بإعداد حمام 200 مل من 10 أجزاء ، و 49٪ حمض الهيدروفلوريك ، وجزء واحد 37٪ من حمض الهيدروكلوريك في وعاء بلاستيكي مع تحريك مغناطيسي. أضف العينة واحفر العدسات الدقيقة بمعدل سبعة ميكرومتر في الدقيقة لمدة ثماني دقائق ونصف أثناء التحريك.

عند الانتهاء ، نظف الرقاقة باستخدام الماء منزوع الأيونات وجففها في درجة حرارة الغرفة. بمجرد أن تجف ، ضع الرقاقة على طبق ساخن ، مسخن مسبقا إلى 100 درجة مئوية لمدة 15 ثانية. ثم افصل الرقاقة الزجاجية عن رقاقة السيليكون الوهمية.

ضع الرقاقة الزجاجية في خزان بالموجات فوق الصوتية يحتوي على n ميثيل إلى بيرون عند 80 درجة مئوية واستخدم أشعة الشمس فوق الصوتية لمدة ساعة واحدة لإزالة الشمع المتبقي ، ومقاومة الصور ، وطبقات الكروم والذهب المتدلية عند حواف العدسات. قم بتكديس الشرائح الزجاجية على جانبي تجويف مستطيل الشكل لضبط الحد الأقصى لارتفاع الإبر الدقيقة. قم بتأمين كل طبقة من الشريحة الزجاجية عن طريق وضع طبقة رقيقة من محلول البوليمر المسبق على الشرائح الزجاجية بين كل طبقة.

عند الانتهاء ، قم بإشعاع الإعداد بضوء فوق بنفسجي عالي الكثافة لمدة ثانيتين لتثبيت الشرائح في مكانها. بعد ذلك ، ضع قناع الصورة بحيث يكون السطح المطلي بالذهب بالكروم مواجها للجزء الداخلي من التجويف. تأكد من أن جوانب جدران التجويف ليست محجوبة.

العدسات المضمنة في قناع الصورة. املأ التجويف بمحلول البوليمر المسبق حتى يتلامس السطح المطلي بالذهب بالكروم مع المحلول دون أي فقاعات مرئية. ثم ضع الإعداد في محطة معالجة بالأشعة فوق البنفسجية وضع مقياس إشعاع بجوار الإعداد لقياس شدة ضوء الأشعة فوق البنفسجية.

قم بإشعاع الإعداد بضوء الأشعة فوق البنفسجية عالي الكثافة بين 320 و 500 نانومتر لمدة ثانية واحدة على مسافة 3.5 سم من مصدر الأشعة فوق البنفسجية. بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية ، قم بإزالة قناع الصورة مع مجموعة من الإبر الدقيقة واسكب محلول البوليمر المسبق الزائد مرة أخرى في الحاوية الأصلية لإعادة استخدامها. حدد طول الإبر الدقيقة وقطرها باستخدام مجهر استريو باستخدام التقنيات القياسية باستخدام الملقط.

ضع الإبر الدقيقة المرفقة بقناع الصورة في بئر من جانب إبرة 24 بئر لأعلى. أضف 300 إلى 400 ميكرولتر من محلول البوليمر المسبق في البئر حتى يتم غمر الإبر إلى ارتفاع طبقة الدعم المطلوبة. بعد ذلك ، قم بتشعيع الإعداد بضوء الأشعة فوق البنفسجية عالي الكثافة بقياس 15.1 واط لكل سنتيمتر مربع من مسافة 10.5 سم لمدة ثانية واحدة.

بمجرد بلمرة الطبقة الخلفية ، افصل الطبقة الخلفية على مجموعة الإبرة الدقيقة عن قناع الصورة باستخدام شفرة حادة. ثم حدد طول الإبر الدقيقة وقطرها وقطرها وقطرها الأساسي باستخدام الطبقة الخلفية باستخدام مجهر استريو. تمت دراسة شدة الأشعة فوق البنفسجية الفعالة على طول الإبرة الدقيقة وقطر الطرف من خلال كثافة متفاوتة للضوء فوق البنفسجي من 3.14 إلى 15.1 واط لكل سنتيمتر مربع عند بعد بؤري ثابت ومسافة مصدر الضوء.

وجد أن متوسط طول الإبرة الدقيقة وقطر الطرف يزداد مع زيادة الكثافة. يظهر هنا تأثيرات 300 ميكرولتر مقابل 400 ميكرولتر من مادة الدعم على الطول الكلي للإبر الدقيقة ، بالإضافة إلى قوة كسر الإبر كما هو متوقع مع المزيد من المواد الداعمة ، والإبر أقصر بشكل عام ، ولكنها تكتسب أيضا قوة كسر إضافية بسبب الدعم الإضافي. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، آمل أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصنيع إبر الماكرو البوليمرية بمجرد إتقانها ، يمكن تنفيذ هذه التقنية في غضون خمس إلى 10 دقائق.

إذا تم تنفيذ الإجراء بعناية وكان قناع الصورة جاهزا ، فيرجى تذكر كيفية استخدام هذه المواد مثل حمض الهيدروفلوريك والشعاب المرجانية للأشعة فوق البنفسجية ، لذلك يجب ارتداء معدات الحماية الشخصية في جميع الأوقات.