Fotolitografiyle polimerik Microneedle Dizi Fabrikasyon

Bu prosedürün genel amacı, düşük moleküler ve makromoleküler terapötik ajanların deri yoluyla ağrısız bir şekilde verilmesinde potansiyel uygulamalar sağlayabilen keskin bir polimerik mikroiğne dizisi üretmektir. Bu, önce desenli izotropik aşındırma yoluyla gömülü mikro lenslerden oluşan bir fotoğraf maskesi üretilerek gerçekleştirilir. İkinci adım, gömülü fotoğraf maskesini bir ön polimer çözeltisi banyosu üzerine yerleştirerek ve UV ışığını maruz kalan çözeltiyi polimerize eden mikro lensler aracılığıyla çözeltiye odaklayarak mikro iğne milleri imal etmektir.

Son adım, mikro iğne millerini desteklemek için destek katmanını imal etmektir. Bu, mikro iğnelerin sivri bölgesini bir plakaya yerleştirerek, daha sonra bir ön polimer çözeltisi ekleyerek ve çözeltiyi UV ışığı ile polimerize ederek gerçekleştirilir. Sonuç olarak, uzunluk, çap ve tepe açısı dahil olmak üzere mikroiğnelerin karakteristik özellikleri bir stereo mikroskop kullanılarak gözlemlenebilir.

Bu tekniğin mikro kalıplama gibi mevcut yöntemlere göre en büyük avantajı, daha hızlı olmasıdır. Küfsüz bir işlemdir ve yüksek sıcaklık kullanımı gerektirmez. Bu yöntem, UV ışığının yolunu değiştirmek için mikro lens kullanımı ve polimerizasyon süreci gibi mikrofabrikasyondaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir.

Bu teknik, transoral ilaç dağıtımı için kullanılan polimerik makro iğneleri üretmek için kullanılabilir, ancak biz sadece boş mikro iğnelerin nasıl üretileceğini gösteriyoruz. Bu teknik, ilaca önde gelen mikro iğneleri imal etmek için de kullanılabilir. Dört inçlik bir cam gofret, 120 santigrat derecede 20 dakika boyunca Piha çözeltisi ile doldurulmuş bir kuvars tankına daldırarak temizlemeye başlayın.

Ardından gofreti damıtılmış suda durulayın ve basınçlı hava kullanarak kurutun. E-ışınlı buharlaştırıcıda işiniz bittiğinde, gofreti bir döndürme kodlayıcı kurulumuna yerleştirin ve gofretin ortasına beş mililitre bir foto direnç ekleyin. İki mikrometre kalınlığında bir foto direnç tabakası oluşturmak için gofreti 3000 RPM'de 30 saniye döndürün.

Ardından, fotoğraf direncini 100 santigrat derecede sıcak bir plaka üzerinde bir buçuk dakika önceden pişirin ve ardından ana fotoğraf maskesini ve gofreti fotoğraf maskesi hizalayıcısına yerleştirin ve sert bir şekilde maruz kaldığında gofreti açığa çıkarın. Fotoğraf direncini 120 santigrat derecede sıcak bir tabakta 30 dakika pişirin. Daha sonra, oda sıcaklığında bir saat boyunca krom ve altın aşındırma çözeltisi kullanarak deseni cam gofret içine kazıyın, kazınmış cam gofreti 110 santigrat derecede sıcak bir plakaya yerleştirin ve cam gofretin karşı tarafında balmumu eritin, böylece gofretin tüm yüzeyi balmumu ile kaplanır.

Bir silikon gofreti cam gofret ile temas edecek şekilde yerleştirerek ve fazla balmumu çıkarmak için sıkıca bastırarak cam gofreti geçici olarak sahte bir silikon gofrete bağlayın. Daha sonra, manyetik bir karıştırma ile plastik bir kapta 10 kısım,% 49 hidroflorik asit ve% 37 hidroklorik asit içeren 200 mililitrelik bir banyo hazırlayın. Numuneyi ekleyin ve mikro lensleri karıştırırken sekiz buçuk dakika boyunca dakikada yedi mikrometre hızında aşındırın.

Bittiğinde, gofreti deiyonize su kullanarak temizleyin ve oda sıcaklığında kurutun. Kuruduktan sonra, gofreti 15 saniye boyunca 100 santigrat dereceye ısıtılmış sıcak bir tabağa koyun. Ardından cam gofreti sahte silikon gofretten ayırın.

Cam gofretini 80 santigrat derecede Perone'a n metil içeren ultrasonik bir tanka yerleştirin ve kalan balmumunu, foto direnci ve lenslerin kenarlarındaki sarkan krom ve altın katmanları çıkarmak için bir saat boyunca ultras sunasyonu kullanın. Mikro iğnelerin maksimum yüksekliğini ayarlamak için dikdörtgen şekilli bir boşluğun her iki tarafına cam slaytları istifleyin. Her katman arasındaki cam slaytların üzerine ince bir tabaka pre polimer çözeltisi uygulayarak cam slaytın her katmanını sabitleyin.

Bitirdiğinizde, slaytları yerine sabitlemek için kurulumu iki saniye boyunca yüksek yoğunluklu bir ultraviyole ışıkla ışınlayın. Ardından, fotoğraf maskesini, krom altın kaplı yüzey boşluğun iç kısmına bakacak şekilde konumlandırın. Boşluk duvarlarının kenarlarının kapanmadığından emin olun.

Fotoğraf maskesine gömülü lensler. Krom altın kaplı yüzey, herhangi bir görünür kabarcık olmadan çözelti ile temas edene kadar boşluğu ön polimer çözeltisi ile doldurun. Ardından kurulumu bir UV kürleme istasyonuna yerleştirin ve UV ışığının yoğunluğunu ölçmek için kurulumun yanına bir radyometre yerleştirin.

Kurulumu, UV kaynağından 3,5 santimetre mesafede bir saniye boyunca 320 ila 500 nanometre arasında yüksek yoğunluklu UV ışığı ile ışınlayın. UV'ye maruz kaldıktan sonra, fotoğraf maskesini mikroiğne dizisiyle çıkarın ve fazla pre polimer solüsyonunu yeniden kullanım için orijinal kabına geri dökün. Forsepsli standart teknikleri kullanarak bir stereo mikroskop kullanarak mikroiğnelerin uzunluğunu ve uç çapını ölçün.

Fotoğraf maskesine bağlı mikro iğneleri, iğne tarafı yukarı bakacak şekilde 24 oyuklu bir plaka kuyusuna yerleştirin. İğneler istenen destek tabakasının yüksekliğine daldırılana kadar kuyuya 300 ila 400 mikrolitre ön polimer çözeltisi ekleyin. Ardından, kurulumu bir saniye boyunca 10,5 santimetre uzaklıktan santimetre kare başına 15,1 watt ölçen yüksek yoğunluklu UV ışığı ile ışınlayın.

Destek tabakası polimerize olduktan sonra, keskin bir bıçak kullanarak mikroiğne dizisi üzerindeki destek tabakasını fotoğraf maskesinden ayırın. Ardından, bir stereo mikroskop kullanarak mikroiğnelerin uzunluk ucunu, çapını ve taban çapını destek tabakası ile ölçün. Mikroiğne uzunluğu ve uç çapı üzerindeki etkili UV yoğunluğu, UV ışığının yoğunluğunun sabit bir odak uzaklığı ve ışık kaynağı mesafesinde santimetre kare başına 3.14 ila 15.1 watt arasında değiştirilmesiyle incelenmiştir.

Ortalama mikroiğne uzunluğunun ve uç çapının artan yoğunlukla arttığı bulundu. Burada, 300 mikrolitreye karşı 400 mikrolitre destek malzemesinin mikroiğnelerin toplam uzunluğu üzerindeki etkileri ve ayrıca daha fazla destek materyali ile beklendiği gibi iğnelerin kırılma kuvveti gösterilmiştir, iğneler genel olarak daha kısadır, ancak aynı zamanda ekstra destek nedeniyle ek kırılma kuvveti kazanırlar. Bu videoyu izledikten sonra, umarım polimerik makro iğnelerin nasıl üretileceğini iyi anlamışsınızdır. Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik beş ila 10 dakika içinde gerçekleştirilebilir.

İşlem dikkatli bir şekilde yapılırsa ve fotoğraf maskesi hazırsa, lütfen hidroflorik asit ve UV resifleri gibi bu malzemelerin nasıl kullanıldığını unutmayın, bu nedenle kişisel koruyucu giysiler her zaman giyilmelidir.