[发明专利]一体化微针阵列及其制造方法

说明书

本申请是2009年3月11日提交的发明名称为“一体化微针阵列及其制造方法”的200980117052.4号中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种制造微针阵列的方法。本发明还涉及一种微针阵列以及包括该微针阵列的复合物。本发明另外还涉及一种穿过材料阻挡物输送物质的系统。本发明另外还涉及一种使用电极测量电信号的系统。

背景技术

从WO02/064193中可以获知微针阵列的实施方式。已知的微针阵列包括一组具有合适几何形状的微针，所述微针从底部支撑件凸起成为伸出平面的结构。已知的微针阵列可以使用用于制造集成电路、电子仪器组件和其他微电子装置的传统方法生产，其可以通过用在显微机械加工和微成型领域总的额外的方法来补充。已知的三维微针阵列可以使用干法蚀刻来构造；使用在光刻限定的聚合物上的微成型创造以及选择性的侧壁电镀或使用环氧模传输的直接微成型技术的结合来构造。已知的微针阵列是由合适的聚合物材料构成的并且可以使用（i）直接蚀刻聚合物微针、（ii）蚀刻模具然后填充所述模具以形成聚合物微针产品、或（iii）蚀刻微针母型，使用该母型制造一模具然后填充所述模具以形成是所述母型的复制件的聚合物微针来生产。

近年来越来越多的微针已经变得普遍以穿透皮肤阻挡物从而引入介质，以用于建立穿过皮肤的微流通道，以用于药物传送或用于抽出的流体的分析。现有技术中已知的微针可以用在皮肤贴片中，尤其用在用于穿过例如为皮肤的阻挡物传送药物的皮肤贴片中。J.-H.Park等人在Biomed Microdevices（生物医学微型装置）2007年第9期第223-234页上发表的“Polymer particle-based micromolding to fabricate novel microstructures（构造新型微观结构的聚合物粒子基微成型）”中描述了包括传送具有相对大的分子的药物的装置的所谓的智能贴片。但是，这种具有作为实际功能性特征的多孔性的智能皮肤贴片的商业化是困难的，因为缺少节省成本的产生方法，还因为缺少具有所需特性的用于贴片生产的合适生产材料。

根据WO02/064193的已知的微针生产方法具有的缺点是产生微针的方法成本相对较高。根据J.-H.Park等人的微针生产方法具有的缺点是得到的多孔微针相对易碎。

发明内容

本发明的目的是提供一种节省成本的、坚实的、具有改进特性的微针阵列，其中微针阵列的参数可以根据需要容易地优化。例如，这些参数可以涉及尖端形状或一个阵列内多种尖端形状的排列、微针的直径、它们的长度以及它们在阵列中的密度。此外，这些参数可以涉及构成微针的材料的化学或物理特性。

为此，根据本发明的方法包括如下步骤：

-选择包括一组限定微针几何形状的细微（用显微镜才可见的）切口的软生产模具，所述软生产模具能够提供结合到基板中的微针阵列；

-使用填充材料充分地填充软生产模具的细微切口，从而产生结合到基板中的具有预定几何形状的微针阵列；

其中

-选择水基陶瓷或醇基陶瓷或聚合物-陶瓷浆料作为所述填充材料。

本发明的技术措施基于这样的启示，即通过使用合适的软生产模具能够实现微针阵列的构造，由此微针固有地与基板结合在一起。由于选择了特殊材料的填充物，所以得到的微针是多孔渗水的。已经发现根据本发明制造的微针阵列的内在的多孔性能够适当调整微针的功能性，因为小孔可以用作合适化学元素的载体。因此，具有足够的强度适合于克服例如皮肤之类的材料阻挡物的多孔材料可以有利地将功能性的特征添加到包括微针阵列的系统中。在这方面，根据本发明的微针解决了现有技术的另一个问题，即已知固体微针的功能的有限性。

所述软生产模具可以根据必须由微针阵列满足的特殊需求预先生产。因此所述软生产模具限定了所要求的几何形状并且可以通过现有技术中已知的方法来相对容易地生产。例如，所述软生产模具可以使用本身已知的光刻（lithographic）方法来生产。所述软生产模具优选地是由使用中间模具的预先确定硬度的模具构造的。优选地，所述中间模具是软的。

此外，所述软生产模具可以形成为能够通过多级光刻工艺在微针中实现可选微尺寸特征、例如通道的生产。在通道的情况下，它们可以传输以进行遍及基板的适当的高速物质输送，例如可以获得至少60μl/h的流速。