Polymère Microneedle tableau Fabrication par photolithographie

L’objectif global de cette procédure est de fabriquer un réseau de micro-aiguilles polymères tranchantes, qui pourrait fournir des applications potentielles dans l’administration indolore d’agents thérapeutiques de faible poids moléculaire et macromoléculaire à travers la peau. Ceci est accompli en fabriquant d’abord un masque photo composé de micro-lentilles intégrées via une gravure isotrope à motifs. La deuxième étape consiste à fabriquer des tiges de micro-aiguilles en plaçant le masque photo intégré sur un bain de solution de prépolymère et en concentrant la lumière UV dans la solution à travers les micro-lentilles polymérisant la solution exposée.

La dernière étape consiste à fabriquer la couche de support pour soutenir les tiges des micro-aiguilles. Ceci est accompli en plaçant le site pointu des micro-aiguilles vers le haut dans une plaque, puis en ajoutant une solution de prépolymère et en polymérisant la solution avec de la lumière UV. En fin de compte, les propriétés caractéristiques des micro-aiguilles, y compris la longueur, le diamètre et l’angle supérieur, peuvent être observées à l’aide d’un stéréomicroscope.

Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes comme le micro-moulage, c’est qu’elle est plus rapide. Il s’agit d’un processus sans moisissure et ne nécessite pas l’utilisation de températures élevées. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés en microfabrication, comme l’utilisation de micro-lentilles pour modifier le trajet de la lumière UV et le processus de polymérisation.

Cette technique peut être utilisée pour fabriquer des macro-aiguilles polymères, qui sont utilisées pour l’administration transorale de médicaments, bien que nous ne démontrions que comment fabriquer des micro-aiguilles vierges. Cette technique peut également être utilisée pour fabriquer des micro-aiguilles de pointe. Commencez à nettoyer une plaquette de verre de quatre pouces en l’immergeant dans un réservoir de quartz rempli de solution Piha pendant 20 minutes à 120 degrés Celsius.

Rincez ensuite la gaufrette à l’eau distillée et séchez-la à l’air comprimé. Une fois terminé dans l’évaporateur à faisceau d’électros, placez la plaquette dans une configuration de codeur de spin et ajoutez cinq millilitres d’une résine photo au centre de la plaquette. Faites tourner la plaquette à 3000 tr/min pendant 30 secondes pour produire une couche de photoréserve de deux micromètres d’épaisseur.

Ensuite, précuire la résine photo sur une plaque chauffante à 100 degrés Celsius pendant une minute et demie, puis placez le masque photo principal et la plaquette dans l’aligneur de masque photo, et exposez la plaquette une fois exposée durement. Faites cuire la résine photo à 120 degrés Celsius pendant 30 minutes sur une plaque chauffante. Ensuite, gravez le motif dans la plaquette de verre à l’aide d’une solution de gravures de chrome et d’or à température ambiante pendant une heure, placez la plaquette de verre dépolie sur une plaque chauffante à 110 degrés Celsius et faites fondre de la cire sur le côté opposé de la plaquette de verre afin que toute la surface de la plaquette soit recouverte de cire.

Collez temporairement la plaquette de verre à une plaquette de silicium factice en plaçant une plaquette de silicium en contact avec la plaquette de verre et en appuyant fermement pour enlever l’excès de cire. Ensuite, préparez un bain de 200 millilitres de 10 parties, 49 % d’acide fluorhydrique et une partie d’acide chlorhydrique 37 % dans un récipient en plastique avec une agitation magnétique. Ajoutez l’échantillon et gravez les microlentilles à une vitesse de sept micromètres par minute pendant huit minutes et demie en remuant.

Une fois terminé, nettoyez la plaquette à l’aide d’eau déminéralisée et séchez-la à température ambiante. Une fois sèche, placez la gaufrette sur une plaque chauffante, préchauffée à 100 degrés Celsius pendant 15 secondes. Séparez ensuite la plaquette de verre de la plaquette de silicium factice.

Placez la plaquette de verre dans un réservoir à ultrasons contenant du n méthyle à Perone à 80 degrés Celsius et utilisez l’ultra-soleil pendant une heure pour enlever la cire restante, la résine photosensible et les couches de chrome et d’or en surplomb sur les bords des verres. Empilez les lames de verre de chaque côté d’une cavité de forme rectangulaire pour régler la hauteur maximale des micro-aiguilles. Fixez chaque couche de la lame de verre en appliquant une fine couche de solution de prépolymère sur les lames de verre entre chaque couche.

Une fois terminé, irradiez l’installation avec une lumière ultraviolette de haute intensité pendant deux secondes pour fixer les lames en place. Ensuite, positionnez le masque photo de manière à ce que la surface recouverte d’or chromé soit tournée vers l’intérieur de la cavité. Assurez-vous que les côtés des parois de la cavité ne sont pas obscurcissants.

Les objectifs intégrés dans le masque photo. Remplissez la cavité avec la solution de prépolymère jusqu’à ce que la surface recouverte de chrome or entre en contact avec la solution sans aucune bulle visible. Placez ensuite l’installation dans une station de séchage UV et placez un radiomètre à côté de l’installation pour mesurer l’intensité de la lumière UV.

Irradiez l’installation avec une lumière UV de haute intensité entre 320 et 500 nanomètres pendant une seconde à une distance de 3,5 centimètres de la source UV. Après l’exposition aux UV, retirez le masque photo avec le réseau de micro-aiguilles et versez l’excès de solution prépolymère dans son récipient d’origine pour la réutiliser. Quantifier la longueur et le diamètre de la pointe des micro-aiguilles à l’aide d’un stéréomicroscope à l’aide de techniques standard avec des pinces.

Placez les micro-aiguilles attachées au masque photo dans un puits d’une plaque de 24 puits, aiguille vers le haut. Ajoutez 300 à 400 microlitres de la solution de prépolymère dans le puits jusqu’à ce que les aiguilles soient immergées à la hauteur de la couche de support souhaitée. Ensuite, irradiez l’installation avec une lumière UV de haute intensité mesurant 15,1 watts par centimètre carré à une distance de 10,5 centimètres pendant une durée d’une seconde.

Une fois que la couche de support s’est polymérisée, séparez la couche de support du réseau de micro-aiguilles du masque photo à l’aide d’une lame tranchante. Quantifiez ensuite la longueur de la pointe, le diamètre et le diamètre de la base des micro-aiguilles avec la couche de support à l’aide d’un stéréomicroscope. L’intensité UV effective sur la longueur de la micro-aiguille et le diamètre de la pointe a été étudiée en faisant varier l’intensité de la lumière UV de 3,14 à 15,1 watts par centimètre carré à une distance focale et une distance de source lumineuse constantes.

Il a été constaté que la longueur moyenne des micro-aiguilles et le diamètre de la pointe augmentaient avec l’intensité croissante. Voici les effets de 300 microlitres contre 400 microlitres de matériau de support sur la longueur totale des micro-aiguilles, ainsi que la force de rupture des aiguilles comme prévu avec plus de matériau de support, les aiguilles sont globalement plus courtes, mais elles gagnent également une force de fracture supplémentaire en raison du support supplémentaire. Après avoir regardé cette vidéo, j’espère que vous avez une bonne compréhension de la fabrication de macro-aiguilles polymères Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en cinq à 10 minutes.

Si la procédure est effectuée avec soin et que le masque photo est prêt, n’oubliez pas comment ces matériaux tels que l’acide fluorhydrique et les récifs UV sont utilisés, de sorte que des équipements de protection individuelle doivent être portés à tout moment.