Fotolitografiyle polimerik Microneedle Dizi Fabrikasyon
Summary
Here, we present a protocol describing a mold-free fabrication process of the polymeric microneedles by photolithography.
Abstract
Bu yazının fotolitografiyle polimerik mikroiğne (MN) diziler yapımını anlatır. Bu gömülü mikro lens oluşan bir fotomaske kullanarak basit bir kalıp serbest bir süreç gerektirir. Gömülü mikro lensler MN geometri (keskinlik) etkilediği bulunmuştur. Fabrikasyon iki farklı uzunlukta (1.336 mikron ± 193 um ve mikron ± 171 mikron 957) ile, um 13.7 ± 8.4 um ± mikron 41.5 ile 71.6 arasında değişen uç çapları Sağlam MN diziler. Bu MN diziler deri yoluyla düşük molekül ve makromolekül terapötik maddelerin ulaştırılmasında potansiyel uygulamaları sağlayabilir.
Introduction
Transdermal ilaç verme, özellikle neredeyse sadece deri altı enjeksiyon ile tatbik edilmektedir biyomoleküllerin için, ilaç uygulaması için çekici bir alternatif bir yaklaşım sunmaktadır. Ancak, deri, özellikle üst katman (stratum korneum), insan vücudu girmesini eksojen molekülleri önleyen zorlu bir engeldir. Son zamanlarda, MN cihazlar deri yoluyla ilaç teslim araçları sağlayan olarak ortaya çıkmıştır. MN cihazları ilaç moleküllerinin geçişi geliştirilmiş hasta uyumu ve rahatlığı 1-3 istenen fizyolojik aktiviteye ulaşması için stratum corneum içindeki geçici gözenekler oluşturur.
Çeşitli üretim yöntemleri polimerik MN'ye 4 üretilmesinde kabul edilmiştir. Ancak, bunlar genellikle MNS diziler imal etmek uzun süreleri ve / veya yüksek sıcaklık gerektiren karmaşık ve birden fazla adım süreçlerini içerir. 4, tek bir adım kalıp serbest bir süreç kullanarak üretim sürecini basitleştirmek içinBir photomask geçenlerde 5,6 geliştirildi. Ancak, bu yöntem ile, bir mekanizma fotolitografi katılan ultraviyole (UV) ışık yolunu değiştirmek için yerinde olduğu gibi MNS, künt iğne ipuçları vardı fabrikasyon.
Bu çalışmada, photomask gömülü mikro lensler MN'ye geometrisini tanımlamak için önerilmiştir. Protokol, fotoğraf maskeleri gömülü mikromercekten oluşan ve sonradan photomask kullanarak keskin uçları bildirildi ile imalat MN imal.
Protocol
Representative Results
Discussion
MNS dizinin imalatı için yukarıda açıklanan protokol ~ 1 cm 2 MNS dizi imal sunulmuştur. Diziler, büyük boy boşluğu yaratarak ve daha geniş photomask kullanılarak büyütülüyor olabilir. Artan kavite boyutu, her iki tarafta aralama arasındaki genişliğini arttırmak sureti ile oluşturulabilir. Protokolde MN dizileri imal etmek her adım önemli olmasına rağmen, en önemli adımları vardı: kurulum photomask konumlandırma, prepolimer çözeltisinin doldurulması ve ışınlama. Photomask K…
Disclosures
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 | ||
References
- Zhou, C. P., Liu, Y. L., Wang, H. L., Zhang, P. X., Zhang, J. L. Transdermal delivery of insulin using microneedle rollers in vivo. International journal of pharmaceutics. 392, 127-133 (2010).
- Lee, J. W., Choi, S. O., Felner, E. I., Prausnitz, M. R. Dissolving microneedle patch for transdermal delivery of human growth hormone. Small. 7, 531-539 (2011).
- Raphael, A. P., et al. needle-free vaccinations in skin using multi layered, densely-packed dissolving microprojection arrays. Small. 6, 1785-1793 (2010).
- Lee, J. W., Han, M. R., Park, J. H. Polymer microneedles for transdermal drug delivery. Journal of drug targeting. 21, 211-223 (2012).
- Kochhar, J. S., Goh, W. J., Chan, S. Y., Kang, L. A simple method of microneedle array fabrication for transdermal drug delivery. Drug development and industrial pharmacy. 39, 299-309 (2013).
- Kochhar, J. S., Zou, S., Chan, S. Y., Kang, L. Protein encapsulation in polymeric microneedles by photolithography. International journal of nanomedicine. 7, 3143-3154 (2012).
- Tay, F. E. H., Iliescu, C., Jing, J., Miao, J. Defect-free wet etching through pyrex glass using Cr/Au mask. Microsystem Technologies. 12, 935-939 (2006).
- Iliescu, C., Chen, B., Miao, J. On the wet etching of Pyrex glass. Sensors and Actuators, A: Physical. 143, 154-161 (2008).
- Iliescu, C., Taylor, H., Avram, M., Miao, J., Franssila, S. A practical guide for the fabrication of microfluidic devices using glass and silicon. Biomicrofluidics. 6, 16505-16516 (2012).
- Iliescu, C., Jing, J., Tay, F. E. H., Miao, J., Sun, T. Characterization of masking layers for deep wet etching of glass in an improved HF/HCl solution. Surface and Coatings Technology. 198, 314-318 (2005).
- Pan, J., et al. Fabrication of a 3D hair follicle-like hydrogel by soft lithography. Journal of biomedical materials research. Part A. 101, 3159-3169 (2013).
- Jay, T. R., Stern, M. B. Preshaping photoresist for refractive microlens fabrication. P Soc Photo-Opt Ins. 1992, 275-282 (1993).
- Friedman, G. B., Sandhu, H. S. Longitudinal Spherical Aberration of a Thin Lens. Am J Phys. 35, 628 (1967).
- Xu, Q. A., Li, J., Zhang, W. Collimated the laser diode beam by the focus lens. Semiconductor Lasers and Applications IV. 7844, (2010).
- Lin, T. W., Chen, C. F., Yang, J. J., Liao, Y. S. A dual-directional light-control film with a high-sag and high-asymmetrical-shape microlens array fabricated by a UV imprinting process. J Micromech Microeng. 18, (2008).
- Dunne, S. M., Millar, B. J. Effect of distance from curing light tip to restoration surface on depth of cure of composite resin. Prim Dent Care. 15, 147-152 (2008).
- Kochhar, J. S., et al. Microneedle integrated transdermal patch for fast onset and sustained delivery of lidocaine. Molecular pharmaceutics. 10, 4272-4280 (2013).
- Kochhar, J. S., et al. Direct microneedle array fabrication off a photomask to deliver collagen through skin. Pharmaceutical research. 31, 1724-1734 (2014).
