ייצור מיקרו-מחטים פולימריות חדות במיוחד באמצעות מיקרו-עיבוד שבבי ומיקרו-דפוס של בקרה מספרית ממוחשבת (CNC)

Tien Dat Nguyen; Hong-Phuc Pham; Long Binh Vong; Thanh-Qua Nguyen

doi:10.3791/68660

מאמר שיטה

ייצור מיקרו-מחטים פולימריות חדות במיוחד באמצעות מיקרו-עיבוד שבבי ומיקרו-דפוס של בקרה מספרית ממוחשבת (CNC)

DOI:

10.3791/68660

⸱

8 ביולי 2025

Tien Dat Nguyen¹^,² , Hong-Phuc Pham¹^,² , Long Binh Vong¹^,² , Thanh-Qua Nguyen¹^,²

¹School of Biomedical Engineering, International University, Ho Chi Minh City, Vietnam, ²Vietnam National University, Ho Chi Minh City, Vietnam

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מאמר זה מציג פרוטוקול ייצור פשוט, פשוט וחדשני לייצור מיקרו-מחטים פולימריות עם קצוות חדים במיוחד באמצעות מיקרו-יציקה מתבניות מאסטר שנוצרו באמצעות כרסום בקרה מספרית ממוחשבת (CNC). המערכת שפותחה חסכונית, קלה לבנייה ומסוגלת לייצר מיקרו-מחטים בחדות יוצאת דופן לחדירה משופרת, ובכך לשפר את ביצועי המסירה.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מיקרוניטים זכו לאחרונה להכרה כשיטה מבטיחה במתן תרופות דרך העור בשל אופיים הזעיר פולשני וללא כאבים, וניתן להנדס אותם בצורה גמישה באמצעות שינויים גיאומטריים כדי לעמוד בדרישות טיפוליות ספציפיות. לפיכך, מחקר זה נועד לפתח תבניות מאסטר מיקרו-מחטים תוך שימוש בטכנולוגיית כרסום בקרה מספרית ממוחשבת (CNC) ליצירת מיקרו-מחטים פולימריות בדרגות חדות מגוונות כדי לשפר את היעילות הטיפולית. בעבר, הצוות שלנו ביצע אופטימיזציה מוצלחת של שני פרמטרים קריטיים לעיבוד שבבי, קצב הזנה וזווית רמפה, תוך ניתוח השפעתם על המחטים המתקבלות. לפיכך, מאמר זה מציג מערך מקיף של פרוטוקולים ניסיוניים לייצור והערכת הביצועים של מחטי המודל הפולימרי. יתר על כן, עבודה זו מספקת גם תוצאות מייצגות כדי להדגים את יכולת השחזור והיעילות הטיפולית של מחטי הדגימה. צוות המחקר שלנו צופה שהפרוטוקול הפשוט הזה יאפשר לחוקרים ליצור מחטים זעירות חסכוניות ומדויקות, ובכך לקדם את טכנולוגיית המחטים ליישומים ביו-רפואיים נוספים, במיוחד במהלך המגיפה.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחטים זעירות התגלו כמועמדות מבטיחות למתן תרופות בשנים האחרונות בשל אופיין הלא כואב והניתן לניהול עצמי תוך עקיפת חילוף החומרים בכבד^{במעבר ראשון 1}. מחטים זעירות תפסו תשומת לב רבה ביישומים ביו-רפואיים רבים (למשל, חיסונים, טיפול בסרטן, אבחון, קוסמטיקה), הדורשים אספקה מדויקת וזעיר פולשנית של חומרים טיפוליים או חומרים אחרים לעור או לרקמות הבסיסיות, מה שמשפר את יעילות הטיפול^{עם תופעות} לוואי מוגבלות.

בהתאם ליישומים המיועדים, ניתן לייצר מיקרו-מחטים בצורות רבות (כלומר, מוצק, מצופה, חלול, נקבובי, מתנפח ומתמוסס), פוטנציאלית ליישומי אבחון והעברת תרופות דרך העור על ידי חדירה לשכבת הקרנית³. מנקודת מבט הנדסית, טכניקות ייצור רבות זמינות לייצור מיקרו-מחטים. בין אלה, מיקרו-עיבוד CNC היא שיטה מדויקת ורב-תכליתית, המשמשת באופן נרחב ליצירת מבנים תלת מימדיים מורכבים עם דיוק ויכולת הסתגלות גבוהים, מה שהופך אותה למתאימה במיוחד לייצור תבניות מאסטר מיקרו-מחט⁴. בתגובה, צוות המחקר שלנו הציע בעבר גישה אופטימלית, בעלות נמוכה, פשוטה וחדשנית לייצור תבניות מאסטר מיקרו-מחט עם טיפים חדים במיוחד באמצעות טכניקת מיקרו-עיבוד CNC⁵. יתר על כן, ניתן לייצר מיקרו-מחטים גם ממגוון רחב של חומרים (למשל, מתכות, קרמיקה, פולימרים). בין אלה, מיקרו-מחטים פולימריות התגלו כמבטיחות בשל התאימות הביולוגית שלהן, הפירוק הביולוגי ואי הרעילות שלהן, מה שהופך אותן לשימושיות פוטנציאלית ליישומים ביו-רפואיים⁶.

מחקר זה מציג פרוטוקול אופטימלי לייצור תבניות מאסטר מיקרו-מחטים, שנועדו לייצר מחטים בחדות גבוהה באמצעות מיקרו-עיבוד CNC ומיקרו-יציקה. גישה זו קיבלה השראה מהמחקר הקודם שלנו, שחקר ייצור תבניות מאסטר באמצעות כרסום CNC. כדי לסקור את הנתונים והנתונים התומכים הקשורים לאופטימיזציה של פרמטרי ייצור (למשל, קצב הזנה, זווית רמפה), מומלץ לקוראים לעיין בפרסום הקודם⁵. יתר על כן, עבודה זו גם מעריכה את היעילות של פרוטוקול מוצע זה על ידי הדגמת ייצור של מודל מיקרו-מחט מבוסס פולימר שפותח לאחרונה. כדי למקסם את היתרונות של פרוטוקול זה, מומלץ לקוראים לשקול את המפרט ההנדסי שלהם. לדוגמה, שיקולים קריטיים כוללים בחירת חומרים מתאימים, כלי כרסום ופרמטרים ממוטבים (למשל, קצב הזנה, מהירות ציר)⁷. בהתחשב בדיוק הגבוה והדיוק הנדרשים בייצור מיקרו-מחטים, תהליך כרסום CNC חייב להיות מסוגל לייצר מבנים העומדים בקריטריוני עיצוב ספציפיים - כגון קוטר קצה וגיאומטריות מגוונות - תוך מתן גמישות רבה יותר בהשוואה לטכניקות פוטוליתוגרפיה⁸. בנוסף, העתק התבנית השלילי PDMS בשיטה זו הפגין רמה גבוהה של שחזור, שיכולה לעמוד במספר מחזורי יציקה ללא השפלה, מה שהופך אותו למועמד פוטנציאלי לייצור פשוט וחסכוני של מיקרו-מחטים בדרגות חדות שונות⁹.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הריאגנטים, הציוד והתוכנה המשמשים למחקר זה מפורטים בטבלת החומרים.

1. ייצור תבניות מאסטר מיקרו-מחט מבוססות פולימתיל מתאקרילט (PMMA)

עיצוב תבנית מאסטר מיקרו-מחט
הערה: עיצוב תבנית המיקרו-מחט נערך באמצעות Fusion 360 (Autodesk, ארה"ב, רישיון חינוך) (ראה טבלת חומרים).
1. פתח את התוכנה בסביבת העיצוב וצור סקיצה חדשה.
2. צייר תיבה באמצעות הפונקציה Extrude .
3. צור חורים מדורגים באמצעות הכלי Extrude Cut .
4. צור גוף מיקרו-מחט יחיד כגליל.
5. השתמש ב-Chamfer כדי לטחון את הגליל ליצירת מיקרו-מחט בצורת חרוט.
6. צור תבנית מאסטר של 10 x 10 מיקרו-מחטים באמצעות פקודת המערך .
  הערה: בהתאם ליישומים המיועדים, מידות המיקרו-מחטים עשויות להשתנות. בפרוטוקול זה, המחטים המודגמות נוצרות במידות הבאות: צורה חרוטית, גובה מחט: 600 מיקרומטר, קוטר בסיס: 400 מיקרומטר ומרחק בין מחטים: 1400 מיקרומטר.
7. סקור וסיים את העיצוב לדיוק ועקביות.
8. שמור את העיצובים הסופיים בתבנית תואמת (לדוגמה, .f3d) להמשך עיבוד.
הגדרת ייצור בעזרת מחשב (CAM)
1. פתח את עיצוב התבנית בסביבת ה-CAM.
2. הגדר חומר עבודה PMMA עם מלאי בחלק העליון של התבנית.
3. בצע כרסום פנים כדי להסיר את המשטח העליון באמצעות כרסום שטוח¹⁰.
  הערה: הגדר את הפרמטרים עבור כרסום הקצה השטוח, כולל קוטר הכלי (3 מ"מ), קצב הזנה (300 מ"מ/דקה), מהירות ציר (3000 סל"ד), עומק החיתוך (1 מ"מ) ומעבר (1 מ"מ).
4. השתמש בכרסום כיס כדי לעבד את החללים המדורגים באמצעות כרסום שטוח⁵.
  הערה: הגדר את הפרמטרים עבור כרסום הקצה השטוח, כולל קוטר הכלי (1 מ"מ), קצב הזנה (300 מ"מ/דקה), מהירות ציר (4000 סל"ד), עומק החיתוך (0.5 מ"מ) ומעבר (0.3 מ"מ).
5. החל שוב כרסום כיס ליצירת מבנים גליליים.
  הערה: הגדר את הפרמטרים עבור כרסום הקצה השטוח, כולל קוטר הכלי (0.8 מ"מ), קצב הזנה (200 מ"מ/דקה), מהירות ציר (4000 סל"ד), עומק החיתוך (0.2 מ"מ) ומעבר (0.2 מ"מ).
6. צור מבנה מיקרו-מחט בצורת חרוט PMMA באמצעות כרסום קדח⁵.
  הערה: הגדר את הפרמטרים עבור כרסום קדח, כולל קוטר הכלי (0.4 מ"מ), קצב הזנה (100 מ"מ/דקה), מהירות ציר (4500 סל"ד) וזווית רמה (1.5°).
7. כדי ליצור את קוד ה-G להמשך עיבוד, לחץ לחיצה ימנית על התוכנית Setup > Create NC. מהכרטיסייה Machine and Post , בחר Tormach PathPilot כמעבד הפוסט הרצוי. לבסוף, לחץ על כפתור הפרסום בתיבת הדו-שיח כדי ליצור קוד G.
הגדרת מיקרו-עיבוד של בקרה מספרית ממוחשבת (CNC)
1. הכנת חומר עבודה פולימתיל מתאקרילט (PMMA).
  1. השג בלוק חומר עבודה PMMA עם מידות: רוחב: 30 מ"מ, אורך: 30 מ"מ וגובה: 5 מ"מ.
  2. אבטח את בלוק ה-PMMA על שולחן העיבוד באמצעות clamps כדי למנוע כל תזוזה במהלך הכרסום.
2. הגדרת עיבוד CNC
  1. השתמש במרכז עיבוד 3 צירים עם מהירות ציר מקסימלית של 5140 סל"ד.
  2. בחר כלי כרסום מתאים והכנס אותו לקולט ER20, וודא שהוא מאובטח כראוי לציר.
3. תהליך חיתוך
  1. מהדק את חומר העבודה PMMA על הסגן של מכונת ה-CNC.
  2. הגדר את נקודת האפס למיקום מדויק בין כרסום הקצה לחומר העבודה דרך צירי x, y ו-z.
  3. התחל בעיבוד עם נתיב הכלים המוגדר על ידי תוכנית G-code ופרמטרי חיתוך.
  4. התחל את החיתוך האוטומטי כדי לייצר את תבנית המאסטר PMMA.
    הערה: מומלץ למרוח ברציפות חומר סיכה שמן על חומר העבודה לאורך כל תהליך החיתוך. אפס את נקודת האפס (ציר z) לאחר החלפת כלי הכרסום.
  5. עקוב באופן קבוע אחר התהליך לדיוק ויציבות הכלי.
    הערה: לאחר השלמת הכרסום, הסר בזהירות את תבנית מאסטר המיקרו-מחט שהתקבלה ממכונת ה-CNC.
  6. נקה את המשטח המעובד באמצעות אולטרסאונד כדי להסיר עודפי חומר סיכה ופסולת.
העתק עובש שלילי
1. הכנת תמיסת יציקה של פולידימתילסילוקסן (PDMS)
  1. מערבבים בסיס אלסטומר וחומר ריפוי ביחס של 10:1 (w/w).
  2. שואבים את התערובת למשך 5 דקות כדי להסיר בועות אוויר.
2. תהליך ייצור תבניות שליליות מבוסס PDMS
  1. יוצקים את תערובת ה-PDMS הנטולת גז על תבנית המאסטר PMMA בעובי משוער של 1 מ"מ.
  2. שואבים את התבנית המכילה את התערובת למשך 5 דקות נוספות כדי להסיר בועות אוויר.
3. תהליך ריפוי
  1. מרפאים את תבנית ה-PDMS בתנור בחום של 90 מעלות צלזיוס למשך 45 דקות כדי למצק את המבנה.
4. הסרת עובש ושכפול
  1. הסר בזהירות את התבנית שנרפא ב-PDMS מתבנית המאסטר PMMA באמצעות פינצטה.
  2. חזור על תהליך השכפול כדי לייצר מספר תבניות שליליות PDMS מתבנית מאסטר PMMA יחידה.
    הערה: ניתן לעשות שימוש חוזר בתבניות השליליות של PDMS לייצור טלאי מיקרו-מחטים, מה שמדגים תפוקה גבוהה וגישת ייצור יעילה.

2. ייצור מדבקות מיקרו-מחט פולימריות

הערה: כדי להעריך את יעילות המערכת המוצעת, הדגמנו תהליך ייצור דגימה לייצור מחטים מודל מבוסס פולימר המורכב מאלכוהול פוליוויניל (PVA), פוליוויניל פירולידון (PVP) וצ'יטוזן מסיס במים (WCS), שפותח בעבר במעבדה שלנו.

הכנת תמיסה פולימרית
1. הכנת פתרון WCS
  1. הכן תמיסת WCS של 3% (w/v) על ידי המסה ישירה של אבקת WCS במים מזוקקים.
    הערה: השתמש במערבל מגנטי כדי להאיץ את קצב המסה.
2. הכנת תמיסת PVA/PVP
  הערה: תמיסת ה-PVA/PVP משפרת את השלמות המבנית של מדבקת המיקרו-מחט בכך שהיא משמשת כחומר הבסיס התומך שלה.
  1. הכינו תמיסת PVA/PVP בריכוז של 7.5% (w/v) לכל חומר.
  2. הוסף את הכמות המחושבת של מים מזוקקים לתערובת האבקה.
  3. מערבבים את התמיסה ברציפות באמצעות מערבל מגנטי תוך חימום בחום של 70 מעלות צלזיוס למשך 4 שעות עד לקבלת תערובת אחידה.
  4. מכסים את הכוס המכילה תמיסה בסרט למניעת אידוי.
ייצור תיקון מיקרו-מחטים
הערה: ייצור מדבקות מיקרו-מחט PVA/PVP/WCS מתבנית ה-PDMS המתקבלת בטכניקת יציקת ממס.
1. הוצא 400 מיקרוליטר מתמיסת ה-WCS שהתקבלה על תבנית ה-PDMS השלילית באמצעות מיקרופיפטה.
2. הנח את התבנית בתא ואקום ושאב אבק למשך 15 דקות כדי להסיר בועות אוויר ולהבטיח שהתמיסה ממלאת את חללי התבנית כראוי.
3. מרחו שכבה נוספת של תמיסת PVA/PVP כחומר בסיס על פני התבנית.
4. מעבירים את התבנית לתנור ומייבשים בחום של 65 מעלות צלזיוס למשך 4 שעות להתמצקות מלאה של תיקון המיקרו-מחט.
5. לאחר הייבוש, הפרד בזהירות את המדבקה שהתקבלה מה-PDMS באמצעות פינצטה.

3. הערכת מדבקות מיקרו-מחט

הערכת חוזק מכני
1. מערך ניסיוני למדידת שלמות מבנית של מיקרו-מחטים
  הערה: ניסוי זה נערך באמצעות מערכת שפותחה בעצמה. בקצרה, המכשיר כולל (1) תחנת בדיקת כוח, (2) ממשק תוכנה, (3) מיקרוסקופ USB ו-(4) תא עומס של 10 N.
2. התקנת תוכנת מדידה
  1. הורד שלושה קבצי פעולה מחבילת התוכנה 'תצורת הזרקת מחט אוטומטית' הזמינה בסוגים שונים <.exe>, , , בקובץ המשלים 1, קובץ משלים 2 וקובץ משלים 3. קבצים אלה תואמים את ההתקנה של תוכנת מדידה מכנית זו.
    הערה: כדי להפעיל את המערכת, המשתמשים פותחים רק את קובץ <.exe>, בעוד שהקבצים האחרים הם קובצי תצורה ואינם דורשים אינטראקציה ישירה.
3. נוהל מדידה
  1. הנח מיקרו-מחט אחת על משטח המיקרו-במה, המחובר באמצעות סרט דו צדדי.
  2. התאם את מהירות התנועה ל-40 מ"מ לשעה.
  3. כוונן את המרחק בין החיישן לקצה המיקרו-מחט עד שהחיישן יוצר קשר ישיר עם קצה המחט.
  4. רשום את גרף תזוזה הכוח שהתקבל שנוצר על ידי תוכנת המדידה.
  5. חזור על הניסוי שלוש פעמים עבור כל דגימה.
הערכת חדירה
1. מערך ניסיוני למדידת חדירת מיקרו-מחטים
  1. הכינו ערימה בת שמונה שכבות של יריעות סרט פרפין (PF) בעובי של 125 מיקרומטר כל אחת.
  2. הנח ואבטח את מחסנית ה- PF על משטח המיקרו-שלב ליציבות במהלך הניסוי.
2. חיבור מיקרו-מחט
  1. חבר מיקרו-מחט בודדת לתא עומס מכני להכנסה אנכית נכונה.
3. נוהל הכנסה
  1. הגדר את תא העומס המחובר עם מיקרו-מחט כדי לנוע כלפי מטה במהירות קבועה של 40 מ"מ לשעה לתוך ערימת ה-PF.
4. איסוף וניתוח נתונים
  1. הסר את המיקרו-מחט מערימת ה-PF.
  2. פרשו בזהירות את שכבות ה-PF כדי לחשוף כל יריעה.
  3. התבונן בערימת ה- PF הפרושה תחת מיקרוסקופ כדי לספור את מספר חורי החדירה בכל שכבה.
  4. חזור על הניסוי שלוש פעמים עבור כל דגימה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה מציג פרוטוקול לייצור תבניות מאסטר של מיקרו-מחטים, אשר מתוכננות להשיג מיקרו-מחטים חדות במיוחד באמצעות מיקרו-כרסום CNC. כדי לבחון נתונים על חדות הקצה, הקוראים מוזמנים לעיין בפרסום הקודם⁵. איור 1 מציג את התצוגה הסכמטית של עיצוב תבנית מאסטר המיקרו-מחט עם מידותיו. איור 2 ממחיש את הפיכת התכן הסכמטי להוראות כרסום באמצעות CAM. לאחר הגדרת ה-CAM, ייצור המיקרו-כרסום של תבניות מאסטר מתבצע באמצעות מיקרו-עיבוד CNC, כפי שמודגם

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה פיתח פרוטוקול ניסיוני ייחודי לייצור תבניות מאסטר לייצור מיקרו-מחטים פולימריות עם חדות מצוינת באמצעות מיקרו-עיבוד CNC ומיקרו-יציקה. בעיקר, גישה זו כוללת שילוב עיצוב סכמטי עם ייצור תבנית מאסטר באמצעות כרסום CNC, ואחריו סדרה של תהליכי מיקרו-דפוס ליצירת טלאי מיקרו-מחטים. במשך זמן רב, מיקרו-דפוס נמצא בשימוש נרחב בשל יכולתו לייצר מיקרו-מבנים מורכבים וניתנים לשחזור עם דיוק גבוה, המתאים לייצור בקנה מידה גדול תוך שמירה על יעילות עלות¹¹.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה להצהיר.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה ממומן על ידי האוניברסיטה הלאומית של וייטנאם הו צ'י מין סיטי (VNU-HCM) תחת מענק מספר DN2023-28-01.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
מרכז עיבוד שבבי 3 צירים	Tormach PCNC 1100		טחנת CNC לחומרי חיתוך
תצורת הזרקת מחט אוטומטית	תוכנת מדידה מכנית	בפיתוח
מים מזוקקים	Cole-Parmer WS-200 סדרת סטיוארט סטילס
מים Fusion 360, גרסת חינוך	Autodesk, ארה"ב	תוכנת עיצוב (https://www.autodesk.com/asean/products/fusion-360/overview?term=1-YEAR&tab=subscription)
תוכנת ImageJ	המכונים הלאומיים לבריאות, ארה"ב		ניתוח תמונה
Polydimethylsiloxane	SYLGARD 184 ערכת אלסטומר סיליקון	1330-20-7	משמש לתבניות שליליות
פולימתיל מתאקרילט			משמש לתבניות
מאסטראלכוהול פוליוויניל	סיגמא אולדריץ', ארה"ב	9003-39-8	חומר מיקרו-מחט
פוליוויניל פירולידון	סיגמא אולדריץ', ארה"ב	9002-89-5	חומר מיקרו-מחט
רודמין B	סיגמא אולדריץ', ארה"ב	83689-1G	דגם תרופה
צ'יטוזן מסיס במים			חומר מיקרו-מחט

עצמי

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ahmad, N. F. N., Ghazali, N. N. N., Wong, Y. H. Concept design of transdermal microneedles for diagnosis and drug delivery: A review. Adv Eng Mater. 23 (12), (2021).
Nguyen, T. D., Nguyen, T. H., Vo, V. T., Nguyen, T. Q. Panoramic review on polymeric microneedle arrays for clinical applications. Biomed Microdevices. 26 (4), 41(2024).
Kim, J., Jeong, J., Jo, J. K., So, H. Hollow microneedles as a flexible dosing control solution for transdermal drug delivery. Mater Today Bio. 32, 101754(2025).
Malek-Khatabi, A., Faraji Rad, Z., Rad-Malekshahi, M., Akbarijavar, H. Development of dissolvable microneedle patches by CNC machining and micromolding for drug delivery. Mater Lett. 330, 133328(2023).
Pham, H. P., Vo, V. T., Nguyen, T. Q. Optimizing CNC milling parameters for manufacturing of ultra-sharp tip microneedle with various tip angles. Drug Deliv Transl Res. 15 (7), 2431-2447 (2024).
Kulkarni, D., et al. Polymeric microneedles: An emerging paradigm for advanced biomedical applications. Sci Pharm. 91 (2), 27(2023).
Krimpenis, A. A., Fountas, N. A., Ntalianis, I., Vaxevanidis, N. M. CNC micromilling properties and optimization using genetic algorithms. Int J Adv Manuf Technol. 70 (1-4), 157-171 (2014).
Sonetha, V., Majumdar, S., Shah, S. Step-wise micro-fabrication techniques of microneedle arrays with applications in transdermal drug delivery - A review. J Drug Deliv Sci Technol. 68, 103119(2022).
Lima, R. A. The impact of polydimethylsiloxane (PDMS) in engineering: Recent advances and applications. Fluids. 10 (2), 41(2025).
Selvam, M. D., Karuppusami, G., Dawood, A. K. S. Optimization of machining parameters for face milling operation in a vertical CNC milling machine using genetic algorithm. ESTIJ. 2 (4), 544-548 (2012).
Smith, E., et al. Vac-and-fill: A micromoulding technique for fabricating microneedle arrays with vacuum-activated, hands-free mould-filling. Int J Pharm. 650, 123706(2024).
Makvandi, P., et al. Engineering microneedle patches for improved penetration: Analysis, skin models and factors affecting needle insertion. Nano-Micro Lett. 13, 1-41 (2021).
Larrañeta, E., et al. A proposed model membrane and test method for microneedle insertion studies. Int J Pharm. 472 (1-2), 65-73 (2014).
Pham, H. P., Le, M. P., Tran, L. G., Nguyen, T. Q. Fabrication and evaluation of silk microneedle using replica molding from milled master mold. IFMBE Proc. 95, 573-582 (2024).
Hassanin, H., Jiang, K. Net shape manufacture of freestanding ceramic micro-components through soft lithography. Micromanuf Eng Technol. 2, 239-256 (2015).
Tang, T. N., et al. Fabrication of silver nanoparticle-containing electrospun polycaprolactone membrane coated with chitosan oligosaccharides for skin wound care. J Sci Adv Mater Devices. 8 (3), 100582(2023).
Wong, S. Y., Chuah, J. H., Yap, H. J. Technical data-driven tool condition monitoring challenges for CNC milling: A review. Int J Adv Manuf Technol. 107 (11-12), 4837-4857 (2020).
Mandal, S. Applicability of tool condition monitoring methods used for conventional milling in micromilling: A comparative review. J Ind Eng. 2014, 1-8 (2014).
Oliveira, C., et al. Microneedles' device: Design, fabrication, and applications. Macromol. 4 (2), 320-355 (2024).
Li, Y., Huang, H., Qu, X. Viscosity and melt rheology of metal injection moulding feedstocks. Powder Metall. 42 (1), 86-90 (1999).
Tan, L. T., Teo, Y. Y., Lee, C. H., Lim, B. H. Perfect molding challenges and the limitations. Proc IEEE Electron Packag Technol Conf. 2017, 1-6 (2017).
Tamez-Tamez, J. I., et al. Assessment of geometrical dimensions and puncture feasibility of microneedles manufactured by micromilling. Int J Adv Manuf Technol. 126 (11-12), 4983-4996 (2023).
Ahn, B. Optimal microneedle design for drug delivery based on insertion force experiments with variable geometry. Int J Control Autom Syst. 18 (1), 143-149 (2020).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

Microneedles Micromolding

ייצור מיקרו-מחטים פולימריות חדות במיוחד באמצעות מיקרו-עיבוד שבבי ומיקרו-דפוס של בקרה מספרית ממוחשבת (CNC)

במאמר זה

סיכום

תקציר

מבוא

פרוטוקול

תוצאות

דיון

גילויים

תודות

חומרים

מקורות

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

מאמרים קשורים