ייצור מערך microneedle פולימרית יתוגרפיה
Summary
Here, we present a protocol describing a mold-free fabrication process of the polymeric microneedles by photolithography.
Abstract
כתב יד זה מתאר את הייצור של מערכי microneedle פולימרים (MN) על ידי photolithography. זה כרוך בתהליך ללא עובש פשוט באמצעות photomask המורכב ממייקרו-עדשות מוטבעות. מיקרו-עדשות משובצות נמצאו להשפיע גיאומטריה MN (חדות). מערכי MN חזקים בקטרים הנעים בין קצה 41.5 מיקרומטר ± 8.4 מיקרומטר ו71.6 מיקרומטר ± 13.7 מיקרומטר, עם שני אורכים שונים (1,336 מיקרומטר ± 193 מיקרומטר ומיקרומטר 957 ± 171 מיקרומטר) היו מפוברקים. מערכי MN אלה עשויים לספק יישומים פוטנציאליים באספקה של תרופות מולקולריות וmacromolecular נמוכות דרך עור.
Introduction
העברת תרופות דרך העור מציעה גישה חלופית אטרקטיבית למתן תרופה, במיוחד למולקולות ביולוגיות, המנוהלים באופן כמעט בלעדי על ידי זריקות מזרק. עם זאת, העור, במיוחד את השכבה העליונה (השכבה הקרנית), הוא מחסום אדיר מניעת מולקולות אקסוגניים מלהיכנס לגוף האדם. לאחרונה, מכשירי MN צמחו כמאפשרים כלים כדי לספק תרופות דרך עור. מכשירי MN ליצור נקבוביות זמני בתוך השכבה הקרנית לאפשר המעבר של מולקולות תרופה כדי להשיג את הפעילות הפיזיולוגית הרצויה עם תאימות מטופל השתפרה ונוחות 1-3.
שיטות ייצור שונות אומצו לפברק MNS פולימריים 4. עם זאת, הם בדרך כלל כרוכים בתהליכים מסובכים ומרובים צעד דורשים פעמים רבות ו / או טמפרטורות גבוהות לפברק מערכי MNS. 4 כדי לפשט את תהליך הייצור, באמצעות תהליך ללא עובש צעד אחדphotomask פותח לאחרונה 5,6. עם זאת, בשיטה זו, מפוברק היה MNS טיפים מחט בוטים, כפי שאין מנגנון היה במקום לשנות את נתיב אור אולטרה סגול (UV) המעורב בphotolithography.
במחקר זה, microlenses המוטבע בphotomask הוצעו להגדיר את הגיאומטריה של MNS. הפרוטוקול לפברק photomasks בהיקף של microlenses המשובץ ולאחר מכן MN ייצור עם טיפים חדים באמצעות photomask מדווחים.
Protocol
Representative Results
Discussion
הפרוטוקול שתואר לעיל עבור ייצור של מערך MNS הוצג לפברק מערך MNS של ~ 1 סנטימטר 2. ניתן לשנותם על ידי יצירת מערכי חלל גודל גדול ובאמצעות photomask גדול יותר. גודל החלל המוגבר ניתן ליצור על ידי הגדלת הרוחב בין מפרידי שני צדדים. למרות שכל צעד לפברק מערכי MN בפרוטוקול היה חשוב, …
Declarações
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 | ||
Referências
- 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).
