Summary

Polymère Microneedle tableau Fabrication par photolithographie

Published: November 17, 2015
doi:

Summary

Here, we present a protocol describing a mold-free fabrication process of the polymeric microneedles by photolithography.

Abstract

Ce manuscrit décrit la fabrication de micro-aiguilles polymère (MN) tableaux par photolithographie. Elle implique un processus libre de moule simple en utilisant un photomasque constitué de micro-lentilles embarqués. Micro-lentilles embarqués ont influencé la géométrie MN (netteté). Tableaux MN robustes avec des diamètres de pointe allant de 41,5 ± 8,4 um um et 71,6 um ± 13,7 pm, avec deux longueurs différentes (1 336 um ± 193 um et 957 um ± 171 um) ont été fabriqués. Ces tableaux de MN peuvent fournir des applications potentielles dans la livraison d'agents thérapeutiques moléculaire et macromoléculaire bas à travers la peau.

Introduction

Administration transdermique de médicament offre une approche alternative intéressante pour l'administration de médicaments, en particulier pour les biomolécules, qui sont presque exclusivement administrés par injections hypodermiques. Cependant, la peau, en particulier la couche supérieure (la couche cornée), est une formidable barrière empêchant molécules exogènes de pénétrer dans le corps humain. Récemment, des dispositifs MN ont émergé comme des outils permettant de livrer des médicaments à travers la peau. Les dispositifs de MN créer des pores temporaires à l'intérieur de la couche cornée pour permettre le passage de molécules de médicament d'atteindre l'activité physiologique désirée avec une meilleure observance des patients et la commodité 1-3.

Diverses méthodes de fabrication ont été adoptées pour fabriquer des polymères MNs 4. Cependant, ils impliquent généralement des processus étape complexes et multiples nécessitant des temps longs et / ou des températures élevées pour fabriquer des réseaux MNS. 4 Pour simplifier le processus de fabrication, un processus libre de moule en une seule étape à l'aideun photomasque a été développé récemment 5,6. Cependant, avec cette méthode, fabriqué MNs avaient pointes d'aiguilles émoussées, comme aucun mécanisme n'a été mis en place pour modifier le chemin ultraviolet (UV) impliqués dans la photolithographie.

Dans cette étude, des microlentilles intégrées dans le photomasque ont été proposées pour définir la géométrie des MNs. Le protocole de fabriquer des masques constitués de microlentilles embarqués et ensuite mn fabrication avec des conseils pointus en utilisant le photomasque sont signalés.

Protocol

1. Fabrication du masque Nettoyer une tranche 4 "de verre avec une solution piranha (H 2 SO 4 / H 2 O 2 à 2: 1) pendant 20 min à 120 ° C par immersion dans une cuve en quartz. Déposer une couche de chrome / or (30 nm de Cr / Au de 1 um) sur la couche de la plaquette de verre en utilisant un faisceau d'électrons évaporateur 7 (figure 1A). Placez les tranches dans un évaporateur à faisceau électronique. …

Representative Results

La géométrie des MNs peut être significativement affectée par les caractéristiques de photomasques et microlentille embarqués. Le degré de réfraction affecte le trajet de transmission des rayons UV, qui ont influencé la géométrie de MN (figure 2A). Chaque microlentille a été trouvé pour avoir un diamètre de 350 um, 130 um aplatis une surface convexe, et une profondeur de 62,3 um (figure 2B-D). En utilisant le théorème de Pythagore, le rayon de courbure de la première s…

Discussion

Le protocole décrit ci-dessus pour la fabrication de la matrice MNs a été présenté pour la fabrication de la matrice de MNs ~ 1 cm 2. Les réseaux peuvent être mis à l'échelle par la création d'une cavité de grande taille et en utilisant un photomasque plus grande. L'augmentation de la taille de la cavité peut être créée par l'augmentation de la largeur entre les entretoises de chaque côté. Bien que chaque étape pour fabriquer les tableaux de Mn dans le protocole était import…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This study was supported by a Singapore National Research Foundation (NRF) Grant NRF2012NRF-POC001-043.

Materials

Poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA Mn=258) SIGMA  475629-500ML
2-hydroxy-2-methyl-propiophenone (HMP) SIGMA  405655-50ML
Bovine collagen type 1, FITC conjugate  SIGMA  C4361
UV curing station    EXFO Photonic Solutions Inc., Canada OmniCure S200-XL
Collimating Adaptor  EXFO Photonic Solutions Inc., Canada EXFO 810-00042
24-well plate Thermo Fisher Scientific, USA
Nikon SMZ 1500 stereomicroscope  Nikon, Japan
Dillon GL-500 digital force gauge  Dillon, USA
A-1R confocal microscope  Nikon, Japan

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Citer Cet Article
Kathuria, H., Kochhar, J. S., Fong, M. H. M., Hashimoto, M., Iliescu, C., Yu, H., Kang, L. Polymeric Microneedle Array Fabrication by Photolithography. J. Vis. Exp. (105), e52914, doi:10.3791/52914 (2015).

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