20以及粘贴片240组装的微针阵列100。图3为目前广泛用于经皮药物输送应用的典型的组装后微针阵列200。药物或医药活性成分被涂布在组装后微针阵列200中的各个微针上。背衬层220充当将微针阵列100与粘贴片240连在一起的连接器。粘贴片240提供将微针按需要的时长保持在皮肤中直到药物输送完成的基本功會K。
[0028]图4示出图3中的组装后微针阵列200的分解图。
[0029]图5示出组装后微针阵列200的典型包装。包装后微针阵列包括组装后微针阵列200以及盖300，所述盖进一步包含用以迎合微针阵列200的突起中心320以及用于易于移除盖300的撕扯拉片340。
[0030]微针阵列的应用
[0031]图6示出组装后微针阵列200以及典型的哺乳动物皮肤剖面400，所述剖面包含最外层角质层420、表皮层440以及真皮层460。为了有效且无痛的药物输送，微针必须穿透角质层420并且停在表皮层440。不能穿透角质层420将使输送尝试不成功，且不能在表皮层440内穿透将诱发创伤(疼痛)。图6中的第二图示出所要的穿透结果，其中组装后微针阵列200中的微针充分地穿透角质层420并且停留在表皮层440内而未达到真皮层460。
[0032]微针阵列的制造
[0033]图7提供用于制造微针阵列的工艺流程，其基本包含提供金属块600、在金属块600上实施粗切割620以及最终对粗切割620进行精切割720。粗切割620是通过包括磨肖lj、电极放电加工(Electro-Discharge Machining，EDM)、金属注射成形等的传统加工方法飞快地完成。粗切割620具有基底640，所述基底充当供微针的所有粗切割站立其上的垫子，并且粗切割620可在微针粗切割之丛660中。图7的最后图示出粗切割620与完成切割(微针)720的尺寸差异。粗切割620与完成切割720相比锐度较小并且整体上略微更大。完成切割720常常通过成形磨削进行，使得尖端可小于10微米或更具体地小于I微米。完成切割720站立在基底740上并且完成微针可形成完成微针之丛760。非常优选的是，完成产品将经历电抛光以进一步削尖尖端并且移除在磨削过程期间所产生的毛刺。
[0034]图8示出粗切割700、800以及900的一些实施例。粗切割700以不规则四边形柱作为特征，所述柱在精切割过程中可转变成锐利微针。粗切割800以直立柱为特征，所述直立柱还可通过成形磨削抛光成锐利微针。粗切割900以隆起部(ridge)为特征，所述隆起部分可转变成随后可抛光成完成微针的柱。粗切割900可为形成粗切割700或800的中间步骤。
[0035]图9示出通过电极放电加工(EDM)产生粗切割的实施例。利用所述粗切割的负片图案形成的铜电极1000被通以脉冲电流并且紧密接近于金属块1100放置。产生典型粗切割的所需时间取决于电流的幅度、火花移除速率等。
[0036]图10示出通过使用磨削轮1200的成形磨削、线性地并且相互地跨粗切割块1400切割而进行的粗切割块1400上的精切割过程，所述磨削轮以旋转方向1220围绕轴线(未示出)旋转。旋转的磨削轮一次一行地将粗切割微针抛光，并且不同轮可用于对角或对置面。粗切割块1400可转90度以用于抛光其它锥体表面，直到所有表面经过抛光。本领域技术人员可容易想到使用双成角磨削轮来一次抛光两个表面。
[0037]图11为图10的特写示意图。具有预定切割角的磨削轮1200自上而下移动从而从粗切割块1400移除材料，因此抛光表面以及削尖锥体(微针)的尖端。
[0038]最后任选过程是电抛光，其通过成形磨削来移除在精切割过程期间建立的毛刺。毛刺的建立可归因于从微针切割的碎片或碎肩由于在磨削过程期间所产生的极热而熔化在表面上。所述电抛光过程通常移除(氧化)金属，但表面不规则性引起使材料移除加速的高电场。通常，电抛光可受控制以移除I毫米到5毫米以用于实现去毛刺效果，并且可甚至用以通过故意地延长电抛光持续时间来削尖微针的尖端。用于有效地对微针去毛刺的参数之典型集合为8伏特持续20秒。电流随电抛光的有效面积改变。
[0039]另一任选过程是在微针中钻出通孔以形成中空微针。这个过程从制造角度看非常明了，惟以下除外:是否首先形成微针，接着在微针内钻出通孔(或反过来)视过程而定。本领域技术人员应决定是首先钻出通孔抑或稍后在本领域技术人员决定钻孔方法后再钻孔。
[0040]使用微针阵列的动物测试
[0041]图12示出经切割并翻出以证实在不损害或刺穿皮肤下的软骨的情况下染料到皮肤中的有效渗透以及输送的小鼠皮肤的放大视图。来自图5的小片系统被用以施加通过本文中所描述的方法制成的0.5毫米高的微针阵列并且将所述微针阵列保持在皮肤达一分钟。污点由于预先涂布在微针上的蓝色染料而产生。这是微针阵列所达成的有效皮肤穿透的明显证据。
[0042]微针产品的实施例
[0043]图13示出简单微针阵列产品，其包含微针阵列100以及双面黏合剂1500。双面粘合剂1500将微针阵列100保持在用户的手指尖上，使得用户可以使用其手指感觉微针阵列100并且将所述微针阵列施加到通常在用户的面部上的所要皮肤点。
【主权项】
1.一种制造金属微针的方法，所述方法包括: a.首先在金属块上进行粗切割以形成具有接近形状的微针阵列； b.其次在所述金属块上进行精切割以形成具有有着所需表面平滑度以及尖端锐度的最终形状的微针阵列；其中用以产生平滑且锐利微针的所述精切割是通过移除用于所述金属块的材料来实现。2.如权利要求1所述的制造金属微针的方法，其中所述粗切割是通过电极放电加工方法实现。3.如权利要求1所述的制造金属微针的方法，其中所述粗切割是通过金属注射成形方法实现。4.如权利要求1所述的制造金属微针的方法，其中所述粗切割是通过磨削方法实现。5.如权利要求1所述的制造金属微针的方法，其中微针阵列在所述粗切割中的所述接近形状具有直立壁。6.如权利要求1所述的制造金属微针的方法，其中微针阵列在所述粗切割中的所述接近形状具有锥形壁。7.如权利要求1所述的制造金属微针的方法，其中所述精切割是通过成形磨削方法实现。8.—种制造金属微针的方法，所述方法包括: a.首先，在金属块上进行粗切割以形成具有接近形状的微针阵列； b.其次，在所述金属块上进行精切割，以形成具有有着所需表面平滑度以及尖端锐度的最终形状的微针阵列； c.第二，进行毛刺移除程序 其中用以产生平滑且锐利的微针的所述精切割是通过移除用于所述金属块的材料来实现。9.如权利要求8所述的制造金属微针的方法，其中所述粗切割是通过电极放电加工方法实现。10.如权利要求8所述的制造金属微针的方法，其中所述粗切割是通过金属注射成形方法实现。11.如权利要求8所述的制造金属微针的方法，其中所述粗切割是通过磨削方法实现。12.如权利要求8所述的制造金属微针的方法，其中微针阵列在所述粗切割中的所述接近形状具有直立壁。13.如权利要求8所述的制造金属微针的方法，其中微针阵列在所述粗切割中的所述接近形状具有锥形壁。14.如权利要求8所述的制造金属微针的方法，其中所述精切割是通过成形磨削方法实现。15.如权利要求8所述的制造金属微针的方法，其中所述毛刺移除程序为电抛光方法。
【专利摘要】本发明是有关于金属微针200的制造，其包含两个过程步骤：首先在金属块上进行粗切割以形成接近微针形状，且其次在所述粗切割金属块上进行精切割，以实现具有所需表面光洁度以及尖端锐度的最终微针。进行粗切割可通过使用传统制造方法，通过首先形成微针阵列600的粗切割金属块500来实现，所述传统制造方法例如是电极放电加工(EDM)或计算机化数字控制(CNC)加工。所述精切割是通过将粗切割金属块500上的各个微针720抛光到所要锐度以及表面光洁度达成。所形成的微针720是具有可无痛且有效地穿透皮肤的锐利尖端的部分或完全锥状结构，所述锥状结构通常具有100微米到1,000微米的高度。中空微针可通过在所述实心微针上钻出通孔来实现。
【IPC分类】B81B1/00, B24B19/16, A61M37/00
【公开号】CN104936648
【申请号】CN201380069136
【发明人】林治远
【申请人】林治远
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2013年1月7日
【公告号】US20150335871, WO2014107138A1