[发明专利]一种柔性基底金属微针阵列的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学工程方法的技术领域，更具体地，涉及一种柔性基底金属微针阵列的制作方法。

背景技术

给药方式的改进是医疗领域中一项基本而重要的课题。

其传统方式主要有口服和注射。前者虽然方便易行，但由于消化系统的干扰使得药物的效率低下；而后者虽避免的口服的疗效缺点，但常会给患者带来较多的痛苦。此外，上述两者在药物缓释的方面都尚待改进。

当前，新兴的给药方式主要有透皮给药和注射给药。前者依靠药物对皮肤的渗透来进行药物传输，由于皮肤的阻碍，效率依然较低；而后者则为一种相对高效的微创手段，兼具了效率高、损伤低、可缓释等三大优势。虽然微针给药技术有着诸多优点，但是良好的微针的制作却是一大难题。由于微针有着尺寸精细微小的特点，用传统工艺加工微针十分困难。

早期微针主要为硅材料，因易脆断和生物相容性不明而在当前难以推广。而聚合物微针在以上方面表现良好但难以加工。相对地，金属微针在机械性能上表现良好，一些合金的生物相容性良好，加工处理技术成熟，适用于微针生产。

基于微机电系统（MEMS技术）的LIGA技术为金属微针阵列的加工提供了有效途径。但由于同步X射线较为昂贵以及制作周期长，LIGA技术制作微针的成本很高，且过程复杂不易控制，金属加工工艺限制了金属微针的开发与推广。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种柔性基底金属微针阵列的制作方法，其操作简单，制作周期短。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种柔性基底金属微针阵列的制作方法，所述柔性基底金属微针阵列包括柔性基底1、微针阵列2，其中微针阵列2固定在柔性基底1上；

    所述柔性基底金属微针阵列的制作方法包括下列步骤：

    a.制作可凝固铁磁性流体；

b.制备柔性基底1；

c.将可凝固铁磁性流体的液滴呈阵列状地布置在柔性基底1上，形成可凝固铁磁性流体液滴阵列与柔性基底的组合体7；

d.将步骤c中获得的可凝固铁磁性流体液滴阵列与柔性基底的组合体7置于磁场中，使每个液滴变化成针状，然后使其固化，形成稳定的、固化的微针阵列结构；

e.在步骤d所得的微针阵列结构表面真空溅镀一层金属，形成柔性基底金属微针阵列。

本发明柔性基底金属微针阵列的制作方法，通过磁场作用于设置在柔性基底上的可凝固铁磁性流体液滴阵列，使液滴在磁力作用下产生变形呈底宽上尖的针状，待其固化后在微针阵列结构表面真空溅镀一层金属，形成金属微针阵列结构，该制作方法简单、易于操作，制作效率高同时可有效降低生产成本。可避开MEMS技术复杂的工艺过程，便于实现批量生产，经济效益和社会效益显著。

作为本发明上述柔性基底金属微针阵列的制作方法的进一步改进，为使可凝固铁磁性流具有较好的磁性和流动性、并易于固化，所述可凝固铁磁性流体包括：磁性纳米或微米颗粒、高分子材料及固化剂。

作为本发明上述柔性基底金属微针阵列的制作方法的进一步改进，为使柔性基底具有足够的柔性，所述柔性基底的材质优选为高分子材料，如：PDMS、橡胶、环氧树脂、硅胶、涤纶与棉的中的一种或多种的组合等。

    作为本发明上述柔性基底金属微针阵列的制作方法的进一步改进，所述“将可凝固铁磁性流体的液滴呈阵列状地布置在柔性基底1上”的方法可为一下几种方式中的任一种：1、将孔模5紧贴放置在柔性基底1的上表面，然后在孔模5的上表面涂刷可凝固铁磁性流体，然后移除孔模5及其上的多余可凝固铁磁性流体，在柔性基底1的上表面留下液滴阵列；2、将可凝固铁磁性流体装入孔模5和活塞及筒壁组成的空腔内，通过活塞施加压力使得可凝固铁磁性流体从孔模5的小孔流出，并附着在柔性基底1上形成液滴阵列；3、采用空心针模6，以向柔性基底1注出的方式形成液滴阵列；4、采用实心针模6，以实心针模6蘸取适量的可凝固铁磁性流体并将其附着到柔性基底1上生成液滴阵列。上述几种方法可方便、快捷、准确的形成可凝固铁磁性流体的液滴阵列。

作为本发明上述柔性基底金属微针阵列的制作方法的进一步改进，为使磁性流体颗粒的固化均匀、快速、稳定，固化方式优选为：采用加热固化或光线照射固化。