Summary

Photolithography द्वारा polymeric Microneedle एरे मनगढ़ंत

Published: November 17, 2015
doi:

Summary

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

Abstract

यह पांडुलिपि फोटोलिथोग्राफी द्वारा polymeric Microneedle (MN) में सरणियों के निर्माण का वर्णन। यह एम्बेडेड माइक्रो लेंस से मिलकर एक photomask का उपयोग करके एक साधारण आचारण से मुक्त प्रक्रिया शामिल है। एम्बेडेड माइक्रो लेंस एम.एन. ज्यामिति (तीखेपन) को प्रभावित पाए गए। गढ़े गए थे दो अलग अलग लंबाई (1336 माइक्रोन ± 193 माइक्रोन और माइक्रोन ± 171 माइक्रोन 957) के साथ, माइक्रोन 13.7 ± माइक्रोन माइक्रोन 8.4 ± माइक्रोन 41.5 के बीच और 71.6 लेकर टिप व्यास के साथ मजबूत एम.एन. सरणियों। ये एम.एन. सरणियों त्वचा के माध्यम से कम आणविक और macromolecular चिकित्सीय एजेंटों के वितरण में संभावित अनुप्रयोगों प्रदान कर सकता है।

Introduction

Transdermal दवा वितरण विशेष रूप से लगभग विशेष रूप से चमड़े के नीचे इंजेक्शन द्वारा प्रशासित रहे हैं जो biomolecules, के लिए, दवा प्रशासन के लिए एक आकर्षक विकल्प दृष्टिकोण प्रदान करता है। हालांकि, त्वचा, विशेष रूप से शीर्ष परत (परत corneum), मानव शरीर में प्रवेश करने से बहिर्जात अणुओं को रोकने के लिए एक दुर्जेय बाधा नहीं है। हाल ही में, एम.एन. उपकरणों त्वचा के माध्यम से दवाओं देने के लिए उपकरणों को सक्षम करने के रूप में उभरा है। एम.एन. उपकरणों दवा अणुओं के पारित होने में सुधार रोगी अनुपालन और सुविधा 1-3 के साथ वांछित शारीरिक गतिविधि को प्राप्त करने के लिए अनुमति देने के लिए परत corneum अंदर अस्थायी pores बनाने।

विभिन्न निर्माण विधियों polymeric मनसे 4 निर्माण करने के लिए अपनाया गया है। हालांकि, वे आमतौर पर मनसे सरणियों निर्माण करने के लिए लंबे समय और / या उच्च तापमान की आवश्यकता होती है जटिल है और कई कदम प्रक्रियाओं को शामिल करना। 4, एक भी कदम ढालना मुक्त प्रक्रिया का उपयोग कर निर्माण की प्रक्रिया को आसान बनाने के लिएएक photomask हाल ही में 5,6 विकसित किया गया था। हालांकि, इस विधि के साथ, कोई तंत्र फोटोलिथोग्राफी में शामिल पराबैंगनी (यूवी) प्रकाश पथ को संशोधित करने के लिए जगह में था के रूप में मनसे, कुंद सुई सुझाव था गढ़े।

इस अध्ययन में, photomask में एम्बेडेड microlenses मनसे की ज्यामिति को परिभाषित करने के लिए प्रस्तावित किया गया है। प्रोटोकॉल photomasks एम्बेडेड microlenses से मिलकर और बाद में photomask का उपयोग कर तेज युक्तियों रिपोर्ट कर रहे हैं के साथ निर्माण mn बनाना।

Protocol

1. Photomask निर्माण एक क्वार्ट्ज टैंक में विसर्जन से 120 डिग्री सेल्सियस पर 20 मिनट के लिए: पिरान्हा समाधान के साथ एक 4 "ग्लास मे (1 अनुपात 2 एच 2 में इतनी 4 / एच 2 ओ 2) साफ करें। क्रोमियम / सोने की ?…

Representative Results

मनसे की ज्यामिति काफी photomask विशेषताओं और एम्बेडेड microlens से प्रभावित हो सकते हैं। अपवर्तन की डिग्री एम.एन. ज्यामिति (2A चित्रा) प्रभावित किया है जो पराबैंगनी किरणों के संचरण पथ को प्रभावित करता है। प्र…

Discussion

मनसे सरणी के निर्माण के लिए ऊपर वर्णित प्रोटोकॉल ~ 1 2 सेमी की मनसे सरणी के निर्माण के लिए प्रस्तुत किया गया है। सरणियों एक बड़े आकार गुहा बनाने के द्वारा और एक बड़ा photomask का उपयोग करके बढ़ाया जा सकता है?…

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

  1. 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).
  2. 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).
  3. Raphael, A. P., et al. needle-free vaccinations in skin using multi layered, densely-packed dissolving microprojection arrays. Small. 6, 1785-1793 (2010).
  4. Lee, J. W., Han, M. R., Park, J. H. Polymer microneedles for transdermal drug delivery. Journal of drug targeting. 21, 211-223 (2012).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Iliescu, C., Chen, B., Miao, J. On the wet etching of Pyrex glass. Sensors and Actuators, A: Physical. 143, 154-161 (2008).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Jay, T. R., Stern, M. B. Preshaping photoresist for refractive microlens fabrication. P Soc Photo-Opt Ins. 1992, 275-282 (1993).
  13. Friedman, G. B., Sandhu, H. S. Longitudinal Spherical Aberration of a Thin Lens. Am J Phys. 35, 628 (1967).
  14. Xu, Q. A., Li, J., Zhang, W. Collimated the laser diode beam by the focus lens. Semiconductor Lasers and Applications IV. 7844, (2010).
  15. 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).
  16. 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).
  17. Kochhar, J. S., et al. Microneedle integrated transdermal patch for fast onset and sustained delivery of lidocaine. Molecular pharmaceutics. 10, 4272-4280 (2013).
  18. Kochhar, J. S., et al. Direct microneedle array fabrication off a photomask to deliver collagen through skin. Pharmaceutical research. 31, 1724-1734 (2014).
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Cite This 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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