Name: Polymeren Mikronadelanordnung Fabrication durch Photolithographie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-11-17T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 15 s
Description: Erfahren Sie die formenlose Herstellung polymerer Mikronadeln mittels Photolithographie für schmerzfreie transdermale Arzneimittelgabe. Diese Methode ermöglicht präzise Kontrolle über Nadellänge und Spitzendurchmesser.

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Diese Studie wurde durch einen Zuschuss der Singapore National Research Foundation (NRF) unterstützt NRF2012NRF-POC001-043.

1. Fotomasken Fabrication <ol><li> Reinigen einer 4 &quot;Glaswafer mit Piranha-Lösung (H 2 SO 4 / H 2 O 2 in Verhältnis 2: 1) für 20 min bei 120 ° C durch Eintauchen in einen Quarzbehälter. </li><li> Hinterlegung einer Schicht aus Chrom / Gold (30 nm Cr / 1 &amp; mgr; m Au) -Schicht auf der Glasscheibe unter Verwendung eines E-Strahl-Verdampfer 7 (1A). <ol><li> Platzieren der Scheiben in einer e-Strahl-Verdampfer. Sobald das Vakuum erreicht 5 x 10 -6 Torr, schalten Sie die Hochspannungsquelle (10 kV). Steuern Sie die Dicke von dem Monitor Bedienfeld. </li><li> Vorreinigen jedes Material für 30 Sekunden mit der E-Strahlkanone, wobei die Verschluss &quot;OFF&quot; (in der Reihenfolge, um die Ablagerung auf den Wafern zu vermeiden). </li></ol></li><li> Generieren Sie eine Cr / Au Photoresist Maskierungsschicht für tiefen Nassätzen des Glases. <ol><li> Anwenden einer 2 um dicken Photoresist durch Schleudern 5 ml der Lösung für 30 sec bei 3.000 UpM unter Verwendung eines Spin-Sprühbeschichtungsvorrichtung Systems.Vorbacken des Photoresists auf einer Heizplatte bei 100 ° C für 1,5 min. </li><li> Expose und harte Backen des Photoresist bei 120 ° C für 30 min auf einer Heizplatte. Es ist kritisch, um eine hydrophobe Oberfläche und eine starke Haftung des Photoresists auf die Metallschicht zu erzeugen. Muster der Cr / Au-Schicht unter Verwendung von Cr und Au Ätzmittel durch die Fotolackmaske 8,9. </li></ol></li><li> Zum Schutz der un-gemusterten Glasoberfläche vorübergehend verbinden die Glasscheibe auf eine Dummy-Silizium-Wafer. 9 <ol><li> Platzieren der Glaswafer auf einer heißen Platte bei 110 ° C schmilzt das Wachs auf der gegenüberliegenden Seite der Glasscheibe (in der Weise, dass die gesamte Oberfläche des Wafers mit Wachs). </li><li> Legen Sie eine Dummy-Silizium-Wafer in Kontakt mit der Glasscheibe und drücken Sie, um das überschüssige Wachs zu entfernen. Um Auslaufen des Wachses zu vermeiden, legen Sie ein sauberes Zimmer Tissue-Papier auf der Heizplatte. </li></ol></li><li> Zuführen isotropes Ätzen der Linse mit optimierten Flusssäure (49% v / v)und Salzsäure (37% v / v) Lösung (in einem Volumenverhältnis von 10: 1). mit einem magnetischen Rührer für 8,5 min 10 Anwesenheit des HCl ist kritisch bei der Erzielung einer guten Oberflächenqualität der erzeugten Linsen. <ol><li> Stellen Sie sicher, dass die Ätzrate 7 &amp; mgr; m / min; mit einem Gesamtvolumen von 200 ml Ätzlösung. Führen Ätzen in einem Kunststoffbehälter und nehmen Sie Sicherheitsmaßnahme für diesen Verarbeitungsschritt. </li><li> Reinigen des Wafers in dem deionisiertem Wasser (DI) gespült und eine weitere Trocknung bei RT. </li></ol></li><li> Nachdem der Prozess abgeschlossen, trennen Sie die Glasscheibe von der Dummy-Silizium-Wafer und erwärmen Sie das Wachs unter Verwendung einer Heizplatte bei 100 ° C für 15 Sekunden. Wie das Wachs bei dieser Temperatur schmilzt, nehmen Sie den Glaswafer von dem Dummy-Silizium-Wafer. </li><li> Entfernen restlichen Wachs, das Photoresist und die überhängenden Cr / Au-Schichten an den Rändern der Linsen mit Ultraschall für 1 Stunde unter Verwendung von N-Methyl-2-pyrrolidon als Lösungsmittel bei 80 ° C in einem Ultraschalltank.</li><li> Erstellen Sie eine PDMS-Form Replik der Mikrolinsen auf den Photomasken 11 hergestellt. </li><li> Charakterisierung der Photomaske Abmessungen (Länge und Breite) und der Mikrolinsen PDMS-Form (Tiefe und Durchmesser) Nachbildungen mit einem Rasterelektronenmikroskop und Stereo jeweils 12-14. </li></ol> 2. MN Wellen Fabrication <ol><li> Erzeugen einen Hohlraum von 2,5 cm × 0,9 cm mit den Glasobjektträger auf beiden Seiten eines Glas montiert. Die Anzahl von Objektträgern auf jeder Seite gestapelt wird die Höhe des Hohlraums, wie Abstandshalterdicke (1B) bekannt bestimmen. </li><li> Sicherung jede Schicht des Glasobjektträgers durch Aufbringen einer dünnen Schicht der Präpolymerlösung, die Poly (ethylenglycol) diacrylat (PEGDA, Mw = 258 Da) mit 0,5% w / w 2-Hydroxy-2-methyl-propiophenon (HMP) auf die Glasobjektträger, gefolgt von Bestrahlung des mit dem hochintensiven UV-Set (UV) Licht für 2 sec. </li><li> Positionieren Sie den Photomask (zuvor hergestellt) mit dem Cr / Au beschichteten Oberflächen des Inneren des Hohlraums gegenüber. Sicherzustellen, dass die Seiten der Hohlwände sind nicht verdecken die Linsen in der Fotomaske eingebettet. </li><li> Füllen des Hohlraums mit der Präpolymerlösung bis die Cr / Au-beschichtete Oberfläche in Kontakt mit der Lösung ohne sichtbare Blasen. </li><li> Bestrahlen die Einrichtung mit hoher Intensität, UV-Licht einer gewünschten Intensität für 1 sec in einem Abstand von 3,5 cm von der UV-Quelle mit der Vernetzungsstation mit einem UV-Filter-Bereich von 320-500 nm. Verwenden Sie einen Kollimator-Adapter mit dem UV-Licht-Sonde. </li><li> Messen Sie die Intensität der UV-Licht unter Verwendung eines Radiometer verwendet. </li><li> Nach der UV-Bestrahlung, entfernen Sie die Fotomaske mit dem Array von MNs. Gießen Sie das überschüssige Präpolymerlösung, die nicht in den Prozess wieder in der Originalverpackung zur Wiederverwendung polymerisiert wird. </li><li> Quantifizierung der Länge und Durchmesser der Spitze von MnS mit einem Stereomikroskop nach den Anweisungen des Herstellers. </li></ol><pclass = &quot;jove_title&quot;&gt; 3. MN Rückschicht Fabrication <ol><li> Mit einer Pinzette, legen die MNs (vorher hergestellt) auf die Photomaske in eine Vertiefung einer Platte mit 24 Vertiefungen angebracht, wie in der 1C gezeigt. </li><li> Hinzufügen eines festgelegten Volumens (300 bis 400 &amp; mgr; l) der Prepolymer-Lösung in das Bohrloch, bis die Nadeln bis zu einer gewünschten Höhe eingetaucht ist. Dieses Volumen bestimmt die Dicke der resultierenden Trägerschicht. </li><li> Bestrahlen die Einrichtung mit hoher Intensität, UV-Licht (15,1 W / cm 2), 10,5 cm von der UV-Quelle für eine Zeitdauer von 1 sec. </li><li> Trennen Sie die Rückschicht auf der MN-Array von der Photomaske mit einer scharfen Klinge. </li><li> Quantifizierung der Durchmesser der MNs Länge, Durchmesser und die Basis mit der Rückschicht mit einem Stereomikroskop nach den Anweisungen des Herstellers. </li></ol>

<ol><li>Zhou, C. P., Liu, Y. L., Wang, H. L., Zhang, P. X., Zhang, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transdermal+delivery+of+insulin+using+microneedle+rollers+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22International+journal+of+pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Transdermal delivery of insulin using microneedle rollers in vivo.</a> International journal of pharmaceutics. 392, 127-133 (2010).</li>
<li>Lee, J. W., Choi, S. O., Felner, E. I., Prausnitz, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissolving+microneedle+patch+for+transdermal+delivery+of+human+growth+hormone%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Dissolving microneedle patch for transdermal delivery of human growth hormone.</a> Small. 7, 531-539 (2011).</li>
<li>Raphael, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((needle-free+vaccinations+in+skin+using+multi+layered%2C+densely-packed+dissolving+microprojection+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">needle-free vaccinations in skin using multi layered, densely-packed dissolving microprojection arrays.</a> Small. 6, 1785-1793 (2010).</li>
<li>Lee, J. W., Han, M. R., Park, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer+microneedles+for+transdermal+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+drug+targeting%22%5BJournal%5D)">Polymer microneedles for transdermal drug delivery.</a> Journal of drug targeting. 21, 211-223 (2012).</li>
<li>Kochhar, J. S., Goh, W. J., Chan, S. Y., Kang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+method+of+microneedle+array+fabrication+for+transdermal+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Drug+development+and+industrial+pharmacy%22%5BJournal%5D)">A simple method of microneedle array fabrication for transdermal drug delivery.</a> Drug development and industrial pharmacy. 39, 299-309 (2013).</li>
<li>Kochhar, J. S., Zou, S., Chan, S. Y., Kang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+encapsulation+in+polymeric+microneedles+by+photolithography%5BTitle%5D)+AND+%22International+journal+of+nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Protein encapsulation in polymeric microneedles by photolithography.</a> International journal of nanomedicine. 7, 3143-3154 (2012).</li>
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<li>Iliescu, C., Chen, B., Miao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+wet+etching+of+Pyrex+glass%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators%2C+A%3A+Physical%22%5BJournal%5D)">On the wet etching of Pyrex glass.</a> Sensors and Actuators, A: Physical. 143, 154-161 (2008).</li>
<li>Iliescu, C., Taylor, H., Avram, M., Miao, J., Franssila, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+practical+guide+for+the+fabrication+of+microfluidic+devices+using+glass+and+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Biomicrofluidics%22%5BJournal%5D)">A practical guide for the fabrication of microfluidic devices using glass and silicon.</a> Biomicrofluidics. 6, 16505-16516 (2012).</li>
<li>Iliescu, C., Jing, J., Tay, F. E. H., Miao, J., Sun, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+masking+layers+for+deep+wet+etching+of+glass+in+an+improved+HF%2FHCl+solution%5BTitle%5D)+AND+%22Surface+and+Coatings+Technology%22%5BJournal%5D)">Characterization of masking layers for deep wet etching of glass in an improved HF/HCl solution.</a> Surface and Coatings Technology. 198, 314-318 (2005).</li>
<li>Pan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+a+3D+hair+follicle-like+hydrogel+by+soft+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+biomedical+materials+research.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Fabrication of a 3D hair follicle-like hydrogel by soft lithography.</a> Journal of biomedical materials research. Part A. 101, 3159-3169 (2013).</li>
<li>Jay, T. R., Stern, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preshaping+photoresist+for+refractive+microlens+fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22P+Soc+Photo-Opt+Ins%22%5BJournal%5D)">Preshaping photoresist for refractive microlens fabrication.</a> P Soc Photo-Opt Ins. 1992, 275-282 (1993).</li>
<li>Friedman, G. B., Sandhu, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Longitudinal+Spherical+Aberration+of+a+Thin+Lens%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Phys%22%5BJournal%5D)">Longitudinal Spherical Aberration of a Thin Lens.</a> Am J Phys. 35, 628(1967).</li>
<li>Xu, Q. A., Li, J., Zhang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collimated+the+laser+diode+beam+by+the+focus+lens%5BTitle%5D)+AND+%22Semiconductor+Lasers+and+Applications+IV%22%5BJournal%5D)">Collimated the laser diode beam by the focus lens.</a> Semiconductor Lasers and Applications IV. 7844, (2010).</li>
<li>Lin, T. W., Chen, C. F., Yang, J. J., Liao, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+dual-directional+light-control+film+with+a+high-sag+and+high-asymmetrical-shape+microlens+array+fabricated+by+a+UV+imprinting+process%5BTitle%5D)+AND+%22J+Micromech+Microeng%22%5BJournal%5D)">A dual-directional light-control film with a high-sag and high-asymmetrical-shape microlens array fabricated by a UV imprinting process.</a> J Micromech Microeng. 18, (2008).</li>
<li>Dunne, S. M., Millar, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+distance+from+curing+light+tip+to+restoration+surface+on+depth+of+cure+of+composite+resin%5BTitle%5D)+AND+%22Prim+Dent+Care%22%5BJournal%5D)">Effect of distance from curing light tip to restoration surface on depth of cure of composite resin.</a> Prim Dent Care. 15, 147-152 (2008).</li>
<li>Kochhar, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microneedle+integrated+transdermal+patch+for+fast+onset+and+sustained+delivery+of+lidocaine%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Microneedle integrated transdermal patch for fast onset and sustained delivery of lidocaine.</a> Molecular pharmaceutics. 10, 4272-4280 (2013).</li>
<li>Kochhar, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+microneedle+array+fabrication+off+a+photomask+to+deliver+collagen+through+skin%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmaceutical+research%22%5BJournal%5D)">Direct microneedle array fabrication off a photomask to deliver collagen through skin.</a> Pharmaceutical research. 31, 1724-1734 (2014).</li>
</ol>

Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt vorliegt.

Die oben für die Herstellung des MNs Array beschriebenen Protokoll wurde vorgestellt, um die MNs Array von ~ 1 cm 2 herzustellen. Die Arrays können durch die Schaffung eines großen Hohlraums und durch die Verwendung eines größeren Photomaske skaliert werden. Die erhöhte Hohlraumgröße kann durch Erhöhung der Breite zwischen den Abstandshaltern auf beiden Seiten erzeugt werden. Wenn jeder Schritt die MN-Arrays im Protokoll herstellen wichtig war, waren die wichtigsten Schritte: die Fotomaske Positionierung, das...

Transdermalen Verabreichung von Arzneimitteln bietet eine attraktive Alternative Ansatz für die Arzneimittelverabreichung, insbesondere für Biomoleküle, die fast ausschließlich von subkutanen Injektionen verabreicht werden. Jedoch Haut, insbesondere die Deckschicht (das Stratum corneum) ist eine hervorragende Barriere verhindert exogenen Molekülen von in den menschlichen Körper. Vor kurzem haben MN Geräte ermöglichen Tools, um Arzneimittel durch die Haut zu liefern entstanden. Die MN-Geräte zu erstellen temporäre Poren im Inneren der Hornschicht, damit der Durchgang von Wirkstoffmolekülen, um die gewünschte physiologische Aktivität mit verbesserte Patienten-Compliance und Convenience 1-3 zu erreichen. Es wurden verschiedene Herstellungsverfahren erlassen, um polymere MNs 4 herzustellen. Aber sie beinhalten in der Regel kompliziert und Mehrschrittverfahren für die langZeiten und / oder hohe Temperaturen, um MNs Arrays herzustellen. 4 Zur Vereinfachung des Herstellungsprozesses, einen einzigen Schritt schimmelfrei Prozess miteine Fotomaske wurde kürzlich 5,6 entwickelt. Doch mit diesem Verfahren hergestellt MNs hatten stumpfe Nadelspitzen, da kein Mechanismus vorhanden, um die ultravioletten (UV) Lichtpfad in der Photolithographie beteiligt zu ändern. In dieser Studie eingebetteten Mikrolinsen in der Fotomaske vorgeschlagen worden, um die Geometrie der MNs definieren. Das Protokoll zum Photomasken, bestehend aus eingebetteten Mikrolinsen und anschließend MN Fertigung mit scharfen Spitzen Verwendung der Fotomaske wird berichtet, zu fertigen.

<table><tbody><tr><td>Poly(ethylenglykol)diacrylat (PEGDA Mn=258)</td><td>SIGMA&nbsp;</td><td>475629-500ML</td><td></td></tr><tr><td>2-Hydroxy-2-methyl-propiophenon (HMP)</td><td>SIGMA&nbsp;</td><td>405655-50ML</td><td></td></tr><tr><td>Rinderkollagen Typ 1, FITC-Konjugat&nbsp;</td><td>SIGMA&nbsp;</td><td>C4361</td><td></td></tr><tr><td>UV-Härtungsstation&nbsp; &nbsp; &nbsp;</td><td>EXFO Photonic Solutions Inc., Kanada</td><td>OmniCure S2000-XL</td><td></td></tr><tr><td>Kollimationsadapter&nbsp;</td><td>EXFO Photonic Solutions Inc., Kanada</td><td>EXFO 810-00042</td><td></td></tr><tr><td>24-Well-Platte</td><td>Thermo Fisher Scientific, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nikon SMZ 1500 Stereomikroskop&nbsp;</td><td>Nikon, Japan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dillon GL-500 digitales Kraftmessgerät&nbsp;</td><td>Dillon, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>A-1R Konfokalmikroskop&nbsp;</td><td>Nikon, Japan</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

polymeren mikronadelanordnung fabrication durch photolithographie

Polymeric Microneedle Array Fabrication by Photolithography

Diese Handschrift beschreibt die Herstellung von polymeren Mikronadel (MN) Arrays durch Photolithographie. Es geht um eine einfache schimmelfrei Prozesses durch Verwendung einer Photomaske, bestehend aus eingebetteten Mikrolinsen. Eingebettete Mikrolinsen wurden gefunden, um MN-Geometrie (Schärfe) zu beeinflussen. Robusten MN Arrays mit Spitzendurchmessern im Bereich zwischen 41,5 &amp; mgr; m ± 8,4 &amp; mgr; m und 71,6 ± 13,7 &amp; mgr; m &amp; mgr; m, mit zwei verschiedenen Längen (1,336 &amp; mgr; m ± 193 &amp; mgr; m und 957 &amp; mgr; m ± 171 &amp; mgr; m) wurden hergestellt. Diese MN Arrays können potenzielle Anwendungen in der Lieferung von niedermolekularen und makromolekularen therapeutischen Wirkstoffen durch die Haut zu schaffen.

Die Geometrie der MNs können durch die Photomaske Eigenschaften und eingebettete Mikrolinsen erheblich beeinflusst werden. Der Brechungsgrad beeinflusst den Übertragungsweg der UV-Strahlen, die den MN-Geometrie (2A) beeinflusst. Jede Mikrolinse hatte einen Durchmesser von 350 um, 130 um eine abgeflachte konvexe Oberfläche und eine 62,3 &amp; mgr; m Tiefe (2B-D). Verwendung des Satz des Pythagoras, wurde der Krümmungsradius der ersten Fläche festgestellt, 272.89 um sein. Die Brennweite w...

Hier präsentieren wir ein Protokoll, das einen schimmelfreien Herstellungsprozess der polymeren Mikronadeln durch Photolithographie beschreibt.

Polymeren Mikronadelanordnung Fabrication durch Photolithographie

This manuscript describes the fabrication of polymeric microneedle (MN) arrays by photolithography. It involves a simple mold-free process by using a ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, ein scharfes, polymeres Mikronadel-Array herzustellen, das potenzielle Anwendungen bei der schmerzfreien Abgabe niedermolekularer und makromolekularer therapeutischer Wirkstoffe durch die Haut ermöglichen könnte. Dies wird erreicht, indem zunächst eine Fotomaske mit eingebetteten Mikrolinsen durch strukturiertes, isotropes Ätzen hergestellt wird. Der zweite Schritt besteht darin, Mikronadel-Schäfte herzustellen, indem die eingebettete Fotomaske über ein Bad mit einer Präpolymer-Lösung platziert und UV-Licht durch die Mikrolinsen in die Lösung fokussiert wird, wodurch die belichtete Lösung polymerisiert wird.Der letzte Schritt besteht darin, die Trägerschicht zur Stabilisierung der Mikronadeln herzustellen. Dazu werden die Mikronadeln mit der Spitze nach oben in eine Platte gelegt, eine präpolymere Lösung hinzugefügt und die Lösung anschließend mit UV-Licht polymerisiert. Abschließend können die charakteristischen Eigenschaften der Mikronadeln, einschließlich Länge, Durchmesser und Winkel der Spitze, mit einem Stereomikroskop beobachtet werden.Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden wie dem Mikroformen besteht in ihrer höheren Geschwindigkeit. Es handelt sich um ein formfreies Verfahren, das keine Verwendung hoher Temperaturen erfordert. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen in der Mikrofertigung zu beantworten, beispielsweise die Nutzung von Mikrolinsen zur Beeinflussung des Pfades von UV-Licht und des Polymerisationsprozesses.Diese Technik kann verwendet werden, um makroskopische polymerbasierte Nadeln herzustellen, die für die transorale Arzneimittelfreisetzung eingesetzt werden, obwohl hier lediglich die Herstellung unbeladener Mikronadeln demonstriert wird. Mit dieser Technik lassen sich auch arzneimittelbeladene Mikronadeln herstellen. Beginnen Sie mit der Reinigung eines vier Zoll großen Glaswafers, indem Sie ihn 20 Minuten lang bei 120 Grad Celsius in einen Quarzbehälter mit Piranha-Lösung eintauchen.Anschließend spülen Sie die Wafer mit destilliertem Wasser ab und trocknen sie mit Druckluft. Wenn der Prozess im Elektronenstrahl-Verdampfer abgeschlossen ist, platzieren Sie den Wafer in einer Spin-Beschichtungsanlage und geben fünf Milliliter eines Fotolacks in die Mitte des Wafers. Drehen Sie den Wafer 30 Sekunden lang mit 3000 U/min, um eine zwei Mikrometer dicke Fotolackschicht zu erzeugen.Als Nächstes den Fotolack auf einer Heizplatte bei 100 Grad Celsius für eineinhalb Minuten vorbaken, danach die Master-Fotomaske und die Wafer in den Fotomasken-Aligner einlegen und die Wafer einmal belichten. Den Fotolack anschließend auf einer Heizplatte bei 120 Grad Celsius für 30 Minuten aushärten. Danach das Muster mithilfe einer Lösung aus Chrom- und Goldätzmitteln bei Raumtemperatur für eine Stunde in die Glaswafer ätzen, die geätzte Glaswafer auf eine Heizplatte bei 110 Grad Celsius legen und Wachs auf der gegenüberliegenden Seite der Glaswafer schmelzen, sodass die gesamte Oberfläche der Wafer mit Wachs bedeckt ist.Verbinden Sie die Glaswafer vorübergehend mit einem Dummy-Siliziumwafer, indem Sie einen Siliziumwafer mit dem Glaswafer in Kontakt bringen und fest andrücken, um überschüssiges Wachs zu entfernen. Bereiten Sie anschließend ein 200-Milliliter-Bad aus 10 Teilen 49 %iger Flusssäure und einem Teil 37 %iger Salzsäure in einem Kunststoffbehälter mit einem Magnetrührer vor. Geben Sie die Probe hinzu und ätzen Sie die Mikrolinsen bei Rühren mit einer Geschwindigkeit von sieben Mikrometern pro Minute während acht Minuten und dreißig Sekunden. Reinigen Sie die Wafer nach Beendigung mit entionisiertem Wasser und trocknen Sie sie bei Raumtemperatur. Sobald sie trocken sind, legen Sie die Wafer auf eine Heizplatte, die auf 100 Grad Celsius vorgeheizt wurde, und belassen Sie sie dort 15 Sekunden lang. Trennen Sie anschließend die Glaswafer vom Dummy-Siliziumwafer.Platzieren Sie die Glaswafer in einen Ultraschalltank mit n-Methyl-Peridon bei 80 Grad Celsius und verwenden Sie eine Ultraschallbehandlung für eine Stunde, um das verbleibende Wachs, den Fotolack sowie die überhängenden Chrom- und Goldschichten an den Rändern der Linsen zu entfernen. Stapeln Sie Glasobjektträger auf beiden Seiten eines rechteckigen Hohlraums, um die maximale Höhe der Mikronadeln festzulegen. Sichern Sie jede Schicht des Glasobjektträgers, indem Sie eine dünne Schicht einer Präpolymerlösung auf die Glasobjektträger zwischen den einzelnen Schichten auftragen.Wenn fertig, bestrahlen Sie die Vorrichtung zwei Sekunden lang mit intensivem ultraviolettem Licht, um die Objektträger an ihrem Platz zu fixieren. Bringen Sie danach die Fotomaske so an, dass die mit Chrom und Gold beschichtete Oberfläche der Innenseite des Hohlraums zugewandt ist. Stellen Sie sicher, dass die Seitenwände des Hohlraums nicht im Weg liegen.Die in der Fotomaske eingebetteten Linsen. Füllen Sie den Hohlraum mit der Präpolymerlösung, bis die mit Chrom und Gold beschichtete Oberfläche ohne sichtbare Blasen mit der Lösung in Kontakt kommt. Anschließend stellen Sie die Apparatur in eine UV-Aushärtungsstation und platzieren ein Radiometer neben der Apparatur, um die Intensität des UV-Lichts zu messen.Bestrahlen Sie die Vorrichtung mit hochintensivem UV-Licht im Bereich von 320 bis 500 Nanometern für eine Sekunde aus einem Abstand von 3,5 Zentimetern zur UV-Quelle. Nach der UV-Bestrahlung entfernen Sie die Fotomaske mit dem Array aus Mikronadeln und gießen Sie die überschüssige Präpolymer-Lösung zur Wiederverwendung in ihren ursprünglichen Behälter zurück. Bestimmen Sie die Länge und die Nadelspitzen-Durchmesser der Mikronadeln mithilfe eines Stereomikroskops unter Verwendung standardisierter Techniken mit einer Pinzette.Platzieren Sie die mit der Fotomaske verbundenen Mikronadeln mit der Nadelspitze nach oben in eine Vertiefung einer 24-Loch-Platte. Geben Sie 300 bis 400 Mikroliter der Präpolymerlösung in die Vertiefung, bis die Nadeln bis zur Höhe der gewünschten Trägerschicht bedeckt sind. Bestrahlen Sie anschließend die Anordnung für eine Dauer von einer Sekunde mit intensivem UV-Licht mit einer Intensität von 15,1 Watt pro Quadratzentimeter aus einer Entfernung von 10,5 Zentimetern.Nachdem die Trägerschicht polymerisiert ist, trennen Sie die Trägerschicht des Mikronadelarrays mit einer scharfen Klinge von der Fotomaske. Anschließend quantifizieren Sie die Nadellänge, die Spitzen- und die Basisdurchmesser der Mikronadeln zusammen mit der Trägerschicht mithilfe eines Stereomikroskops. Die effektive UV-Intensität bezüglich der Mikronadellänge und des Spitzen­durchmessers wurde untersucht, indem die UV-Lichtintensität bei konstanter Brennweite und Lichtquellenentfernung von 3,14 auf 15,1 Watt pro Quadratzentimeter variiert wurde.Es wurde festgestellt, dass die durchschnittliche Länge der Mikronadeln und der Durchmesser der Nadelspitzen mit zunehmender Intensität ansteigen. Hier dargestellt sind die Auswirkungen von 300 Mikrolitern im Vergleich zu 400 Mikrolitern Trägermaterial auf die Gesamtlänge der Mikronadeln sowie auf die Bruchkraft der Nadeln. Wie erwartet, sind die Nadeln bei mehr Trägermaterial insgesamt kürzer, gewinnen jedoch aufgrund der zusätzlichen Stabilisierung an Bruchkraft. Nach dem Anschauen dieses Videos hoffe ich, dass Sie ein gutes Verständnis dafür entwickelt haben, wie man polymere Makronadeln herstellt. Sobald diese Technik beherrscht ist, kann sie in fünf bis zehn Minuten durchgeführt werden.Wenn das Verfahren sorgfältig durchgeführt wird und die Fotomaske bereit ist, bedenken Sie bitte stets die Verwendung solcher Materialien wie Flusssäure und der UV-Lampen, weshalb persönliche Schutzausrüstung zu jeder Zeit getragen werden sollte.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Bioengineering

Biotechnik

Dieser Artikel beschreibt den Bau eines Multiplex-Mikronadel-basierten Sensor. Das Gerät wird für die in situ Probenahme und elektrochemischen Analyse von mehreren Analyten in einer schnellen und selektiven Weise entwickelt. Wir haben die Vision der klinischen Medizin und der biomedizinischen Forschung verwendet für diese Mikronadel-basierte Sensoren.

Hohle Mikronadel-basierten Sensor für Multiplex Transdermale elektrochemische Nachweis

Die Herstellungsverfahren für feine die Elektroden (Lücke und Breite: 20 µm) an der Spitze einer Injektionsnadel (Durchmesser: 720 µm) zeigt sich mit einem Spray Beschichtung und Weichfolie Fotomaske Photolithographie dabei.

Herstellung von feinen Elektroden an der Spitze der Injektionsnadel mit Fotolack Spritzen und Flexible Fotomaske für biomedizinische Anwendungen

Dieser Artikel stellt eine einzigartige Methode zur Herstellung von Masterformen mit einem Luftauslassloch vor, um Lufteinklemmungen beim viskosen Polymerguss zu verhindern und so die Herstellung von Gelatine-Mikronadeln mit scharfen Spitzen zu ermöglichen. Durch die Reduzierung des Gießvolumens von hochviskoser Gelatine konnten auch dünnwandige, hohle pyramidale Mikronadeln hergestellt werden.

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Dieses Protokoll beschreibt die Herstellung löslicher Mikronadelpflaster, die α-Laktalbumin-Nanimzellen enthalten, die mit Capsaicin geladen sind. Die Methode bietet einen reproduzierbaren, minimalinvasiven Ansatz für gezielte transdermale Abgabe hydrophober Bioaktivstoffe an Fettgewebe, was eine effiziente lokale Fettreduktion ermöglicht und möglicherweise Anwendungen im Fettmanagement erweitert.

Herstellung löslicher Mikronadelpatches mit α-Lactalbumin-Nanomizellen zur transdermalen Capsaicinabgabe und Reduktion von Fettgewebe

Die vorliegende Arbeit soll als praktischer Leitfaden dienen, der Forschern ermöglicht, eigene DMAP-Geräte mit der Lösungsmittelgussmethode, auch bekannt als Mikroformen, herzustellen und grundlegende Charakterisierungen durchzuführen.

Lösende Mikronadel-Array-Patches, hergestellt durch Lösungsmittelgussverfahren und essentielle Charakterisierung mikronadelbasierter biomedizinischer Geräte

Einfache Techniken für die schnelle Herstellung von mikrostrukturierten neuronalen Kultur-Systeme mit Hilfe eines digitalen Mikrospiegel für die dynamische Maske Projektion Lithographie auf regelmäßige Zellkultursubstraten beschrieben. Diese Kultur-Systeme können mehr Vertreter des natürlichen biologischen Architektur, und die beschriebenen Techniken könnten für zahlreiche Anwendungen angepasst werden.

Herstellung von mikrostrukturierten Hydrogele für Neural Kultur-Systeme mit Dynamic Mask Projektion Photolithographie

Dieser Artikel beschreibt ein Nanopräzipitation Methode zur Polymer-Nanopartikel mit Diblock-Copolymere zu synthetisieren. Wir besprechen die Synthese von Di-Co-Polymeren, die Nanopräzipitation Technik und Einsatzmöglichkeiten.

Formulierung von Diblock Polymernanopartikel durch Nanopräzipitation Technik

Ein Protokoll für Nanopartikel Tracking-Analyse (NTA) und High-Throughput-Durchflusszytometrie, polymere Gentransfer Nanopartikel evaluieren beschrieben. NTA eingesetzt wird, um die Nanopartikel Teilchengrößenverteilung und das Plasmid pro Teilchenverteilung charakterisieren. High-throughput Durchflusszytometrie erlaubt die quantitative Transfektion Wirksamkeitsnachweis für eine Bibliothek der Gentransfer Biomaterialien.

Evaluation von polymeren Gene Delivery-Nanopartikeln durch Nanopartikel Tracking-Analyse und High-throughput Durchflusszytometrie

Wir beschreiben die Methode der Programmierung Stammzellen zu therapeutischen Angiogenese-Faktoren für Überexpression mit biologisch abbaubaren polymeren Nanopartikel. Beschriebenen Verfahren umfassen die Polymersynthese, die Transfektion von Fettgewebe abgeleitete Stammzellen in vitro, und die Validierung der Wirksamkeit der programmierten Stammzellen Angiogenese in einem Maushinterlauf-Ischämie-Modell zu fördern.

Programmierung Stammzellen für therapeutische Angiogenese mit biologisch abbaubaren Polymernanopartikel

Zwei benachbarte Flüssigkeiten, die durch einen gerillten mikrofluidischen Kanal geleitet werden, können zu einem Mantel um einen Prepolymerkern geleitet werden; dabei sowohl Form als auch Querschnitt bestimmen. Die photoinitiierte Polymerisation, wie die Thiol-Klick-Chemie, eignet sich gut für die schnelle Erstarrung der Kernflüssigkeit in eine Mikrofaser mit vorgegebener Größe und Form.

Mikrofluidische Herstellung von Polymer- und Biohybridfasern mit vorgefertigter Größe und Form

Erfahren Sie die formenlose Herstellung polymerer Mikronadeln mittels Photolithographie für schmerzfreie transdermale Arzneimittelgabe. Diese Methode ermöglicht präzise Kontrolle über Nadellänge und Spitzendurchmesser.

Polymeren Mikronadelanordnung Fabrication durch Photolithographie

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