$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Micronaalden zijn de afgelopen jaren naar voren gekomen als een veelbelovende kandidaat voor medicijnafgifte vanwege hun pijnloze, zelftoedienbare aard, terwijl ze het first-pass levermetabolisme omzeilen1. Micronaalden hebben veel aandacht getrokken in veel biomedische toepassingen (bijv. vaccinatie, kankerbehandeling, diagnostiek, cosmetica), die een nauwkeurige, minimaal invasieve afgifte van therapeutische middelen of andere stoffen in de huid of onderliggende weefsels vereisen, waardoor de werkzaamheid van de behandeling wordt verbeterd met beperkte nadelige effecten2.
Afhankelijk van de beoogde toepassingen kunnen micronaalden in vele vormen worden gemaakt (d.w.z. vast, gecoat, hol, poreus, zwelbaar en oplosbaar), mogelijk voor diagnostische en transdermale toepassingen voor medicijnafgifte door de hoornlaag3 binnen te dringen. Vanuit technisch oogpunt zijn er tal van fabricagetechnieken beschikbaar voor de productie van micronaalden. Onder deze is CNC-microbewerking een nauwkeurige en veelzijdige methode, die veel wordt gebruikt voor het creëren van complexe driedimensionale structuren met een hoge nauwkeurigheid en aanpassingsvermogen, waardoor het bijzonder geschikt is voor de fabricage van micronaaldmastermatrijzen4. Als reactie hierop heeft ons onderzoeksteam eerder een geoptimaliseerde, goedkope, ongecompliceerde en innovatieve aanpak voorgesteld om micronaaldmatrijzen met ultrascherpe punten te produceren met behulp van de CNC-microbewerkingstechniek5. Bovendien kunnen micronaalden ook worden gemaakt van een breed scala aan materialen (bijv. metalen, keramiek, polymeren). Hiervan zijn polymere micronaalden veelbelovend naar voren gekomen vanwege hun biocompatibiliteit, biologische afbreekbaarheid en niet-toxiciteit, waardoor ze potentieel nuttig zijn voor biomedische toepassingen6.
Deze studie introduceert een geoptimaliseerd protocol voor het vervaardigen van micronaaldmatrijzen, die zijn ontworpen om naalden met hoge scherpte te produceren door middel van CNC-microbewerking en microgieten. Deze aanpak is geïnspireerd op ons eerdere onderzoek, waarin de fabricage van mastermatrijzen via CNC-frezen werd onderzocht. Om de ondersteunende gegevens en cijfers met betrekking tot het optimaliseren van fabricageparameters (bijv. voedingssnelheid, hellingshoek) te bekijken, wordt lezers aangemoedigd om de vorige publicatie5 te raadplegen. Bovendien evalueert dit werk ook de effectiviteit van dit voorgestelde protocol door de fabricage van een nieuw ontwikkeld op polymeren gebaseerd micronaaldmodel aan te tonen. Om de voordelen van dit protocol te maximaliseren, worden lezers aangemoedigd om rekening te houden met hun technische specificaties. Kritische overwegingen zijn bijvoorbeeld het selecteren van geschikte materialen, freesgereedschappen en geoptimaliseerde parameters (bijv. voedingssnelheid, spilsnelheid)7. Gezien de hoge precisie en nauwkeurigheid die vereist zijn bij de fabricage van micronaalden, moet het CNC-freesproces in staat zijn om structuren te produceren die voldoen aan specifieke ontwerpcriteria, zoals tipdiameter en diverse geometrieën, terwijl het meer flexibiliteit biedt in vergelijking met fotolithografietechnieken8. Bovendien vertoonde de PDMS-negatieve matrijsreplica in deze methode een hoge mate van reproduceerbaarheid, die bestand is tegen meerdere gietcycli zonder degradatie, waardoor het een potentiële kandidaat is voor een eenvoudige, kosteneffectieve fabricage van micronaalden met verschillende scherptegraden9.