Fabricación de un molde maestro para microagujas con un orificio de ventilación de aire del tamaño de una micra

Hyerin Ahn; Seohee Han; Sangjun Pyo; Jaehyeong Kim; Ok Chan Jeong

doi:10.3791/69679

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Artículo de método

Fabricación de un molde maestro para microagujas con un orificio de ventilación de aire del tamaño de una micra

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DOI:

10.3791/69679

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5 de diciembre de 2025

Hyerin Ahn^*¹ , Seohee Han^*¹ , Sangjun Pyo¹ , Jaehyeong Kim¹ , Ok Chan Jeong¹^,²

¹Department of Digital Anti-Aging Health Care, Inje University, ²Department of Biomedical Engineering, Inje University

^* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Este artículo presenta un método único para fabricar moldes maestros con un orificio de ventilación de aire para evitar el atrapamiento de aire durante la colada de polímeros viscosos, permitiendo la fabricación de microagujas de gelatina con puntas afiladas. Reduciendo el volumen de fundición de gelatina de alta viscosidad, también se podían fabricar microagujas piramidales huecas de pared delgada.

Resumen

Las microagujas (MN) son un sistema novedoso de administración de fármacos que puede penetrar la barrera cutánea de forma mínimamente invasiva para administrar fármacos. Debido a que son menos dolorosos que las inyecciones y fáciles de usar, están viendo aplicaciones cada vez más amplias en los campos cosmético y farmacéutico. La fabricación convencional de MN consiste en crear un molde maestro y luego producir MN en ese molde. Los métodos principales para fabricar el molde maestro incluyen procesos de sistemas microelectromecánicos, mecanizado de metales e impresión 3D. Sin embargo, la principal debilidad de los moldes maestros producidos con estos métodos es que el aire puede quedar atrapado dentro del molde mientras se funden el polímero muy viscoso utilizado para fabricar los MNs. Como resultado, las puntas MN pueden no formarse completamente. En la fabricación de matrices MN, esto puede reducir la fiabilidad de las estructuras MN. Este estudio propone una solución para el atrapamiento de aire que consiste en formar un orificio de ventilación de aire a microescala (AVH) en la punta del molde maestro. El AVH permite que el aire escape, pero evita que el fluido viscoso se escape durante el proceso de curado. Debido a que los métodos convencionales de mecanizado de metales o impresión 3D tienen limitaciones de resolución, se utilizó micromecanizado de silicio para crear el molde maestro equipado con AVH. La longitud lateral del AVH fabricado oscilaba entre 1,4 y 7,0 μm. Utilizando este molde, fabricamos con éxito MNs de gelatina de 375 μm de altura con puntas afiladas. Además, controlando el volumen de gelatina aplicada, también se fabricaron MNs piramidales huecos de pared delgada con paredes de 23 μm de grosor y un volumen de cavidad interna de 0,027 μL. Dado que el molde maestro equipado con AVH permite la fabricación tanto de MNs solubles como insolubles en agua, podría servir como un sistema de administración de fármacos de alta eficiencia de próxima generación para aplicaciones en campos cosmecéuticos y biomédicos.

Introducción

Las microagujas (MN) son un nuevo sistema de administración de fármacos capaz de penetrar la barrera cutánea de forma no invasiva para administrar fármacos. Este método supera la baja biodisponibilidad de la administración oral y el riesgo de dolor e infección de la administración por^{inyección 1}. Gracias a su uso sencillo y alto cumplimiento del paciente, los MN han visto aplicaciones cada vez mayores en^{cosméticos 2},^{vacunas 3}, monitorización de^{biomarcadores 4} y administración de fármacos^{poliméricos 5}.