1.本发明涉及微针制备技术领域，具体为一种微针及其制备方法。
背景技术：
2.微针美容是一种很时尚的美容方法，利用微针滚轮上许多微小的针头，针头是微米级的结构，是空心或者实心结构，微针针头按照一定的阵列方式分布在基板上，通过刺激皮肤，在很短时间内微针可以做出超过数十万个微细管道，通过刺激胶原蛋白的再生，达到美容的目的。微针穿透皮肤的角质层，到达表皮，同时又不接触到真皮，进入不同深度的皮层进行不同程度的修复，通过微针使活性成分有效渗入皮肤，从而达到减少皱纹、治疗疤痕、美白肌肤、减淡色斑，及提升面部皮肤组织等理想效果，良好的使用效果越来越受到广大爱美人士的喜爱，在医院或是美容院选择进行微针美容的人不断增加。
3.微针针头直径在30—80μm，长度100μm以上，呈针状的结构，材料可以为硅、聚合物、金属等，微针长度不一，作用于不同部位时，需要不同长度的针头，除了应用于美容行业，还用于医疗行业中药物注射，如利用微针注射疫苗、利用微针注射胰岛素。
4.目前已报道了许中微针头制作方法，包括：1、利用硅的微细加工形成中空结构的针头，其中针尖大多数通过反应离子刻蚀获得，而中空结构通过深反应离子刻蚀或阳极氧化多孔硅；2、利用在硅或光刻胶等材料上制作模具，在模具上淀积电镀金属制作针头结构；3、利用高分子聚合物制作针头等。
技术实现要素：
5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种微针及其制备方法，解决了传统一种微针及其制备方法中存在微针模具不可重复使用、微针成型不均，失败率较高、制作环境苛刻问题。
7.(二)技术方案
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微针及其制备方法，所述微针包括基体、可溶性针头，所述微针是一种锥体，锥体长度在100-200μm，锥体直径在30-80μm，针心间距200-800μm，使每粒针尖实心，保持形状完整，针尖部分不倾斜和位移，具有一定的硬度，能够刺破皮肤表皮，微针的制备包括有下列步骤：
9.步骤s1、制作铜基板，首先将铜基板裁切成目标尺寸的模板，模板的厚度为3-5mm，得到铜基板，然后通过微蚀技术在铜基板表面镀黑色氧化膜；
10.步骤s2、制作微针模具，通过激光在铜基板上刻蚀得到微针模具，在刻蚀中控制刻蚀参数和刻蚀次数得到锥体微针，刻蚀分为两步，第一步刻蚀微针针体，基板放置于激光雕刻机的雕刻区域，设置刻蚀直径为30-80μm，刻蚀深度在100-150μm，将激光电流控制为3～20ma，激光扫描速率控制为3～20cm/s，激光加工次数控制为1～10次，第二步刻蚀出微针针尖，刻蚀参数为刻蚀直径为5-8μm，刻蚀深度在10-50μm，将激光电流控制为3～20ma，激光扫
描速率控制为3～20cm/s，激光加工次数控制为1～3次，使激光刻蚀反应步骤与刻蚀的针尖有效配合，从而确保在铜基板上刻蚀出具有光滑锥面的锥形结构，得到微针阵列；
11.步骤s3、配制微针针头材料，将有效成分和可溶性聚合物均匀分散到超纯水中得到微针针头材料混合液；
12.步骤s4、制备微针阵列，使用步骤2得到的微针模具和步骤3得到的微针针头材料制备微针阵列，首先将微针模板清洗干燥后，放置在减压容器中，然后将步骤3得到微针针头材料涂布在步骤2得到的模具中，启动减压容器，使微针材料充分填充至模具内；
13.步骤s5、将微针基底材料铺至微针模板上，所述基体材料和微针针头材料一致，通过真空干燥、冷冻及解冻，最后脱模并干燥，待基体材料干燥后脱模，即制得微针阵列。
14.优选的，所述激光刻蚀铜基板前，先在常温的30g/l(nh4)2s2o8溶液中微刻蚀5～10min，然后在70℃的naclo280g/l+naoh25g/l的溶液中浸泡15min，得到具有黑氧化膜的铜基板。
15.优选的，所述铜基板可以替换为合金材料，合金材料包括钛铜合金、铝合金、巴氏合金。
16.优选的，所述可溶性聚合物为聚乳酸、聚乙烯醇、明胶、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种，所述有效成分为玻尿酸、烟酰胺、传明酸、丝素蛋白中的一种。
17.优选的，所述微针针头材料混合液的配制方法包括下列步骤：取5g聚乙烯醇溶解于聚丁二酸丁二酯溶液20ml中，取米诺地尔25mg先用少量乙醇充分溶解后加入到上述混合溶液中，之后加入含多联苯的d-π-a型硫鎓盐类光引发剂5mg，最后用聚丁二酸丁二酯溶液稀释至30ml，充分搅拌混匀，得到微针针头材料混合液。
18.优选的，步骤s4中，微针针头材料涂布在步骤s2得到的模具中，以3000r/min的转速离心5min，使溶液充分进入模具上的微针孔道中，启动减压容器后，采用紫外交联仪在780nm波长下以100焦的功率分别紫外交联5min，制得生物可溶性微针，室温避光干燥后，脱模即得。
19.优选的，所述激光刻蚀技术刻蚀中参数有：刻蚀角度为30
°
，底座为300-350μm，高度为500μm。
20.优选的，所述激光刻蚀技术为：角度为30
°
，底座为315μm，高度为500μm。
21.原理：通过在铜基板上镀黑色氧化膜，可提高铜箔对激光的吸收率，改善了激光刻蚀质量，便于激光刻蚀的pcb基板铜箔表面黑氧化工艺，效果可以通过x射线衍射及扫描电镜分析，并进行激光刻蚀实验予以验证；在微针模板制作时采用两步法，保证了微针针头形状完整；可溶性微针通过可溶性聚合物搭载有效成分注入皮肤中，可溶性聚合物干燥后具有足够的机械强度，能够穿透皮肤，植入皮肤后聚合物吸收组织液，造成膨胀，继而形成连续的、不可堵塞的水凝胶管道，打开了有效成分释放的扩散通道，使有效成分释放并在体内发挥治疗效果，可溶性聚合物的网络结构，可将有效成分包裹其中，减少有效成分的损失，起到增强药物的疗效。
22.(三)有益效果
23.本发明提供了一种微针及其制备方法，具备以下有益效果：该微针及其制备方法，通过在微针模板制作中通过分部刻蚀，保证微针针头的形状完整，通过在铜基板表面镀黑色膜，提高铜基板对激光的吸收，避免激光在铜基板上的反射，通过配置可溶性微针针头混
合液得到可溶性微针针头，在配置中通过添加光引发剂，使微针针头材料能够在可见光中短时间固定，简化了微针的制作环境和过程，有利于大范围推广。
具体实施方式
24.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1
26.本发明提供一种技术方案：一种微针及其制备方法，所述微针包括基体、可溶性针头，所述微针是一种锥体，锥体长度在100μm，锥体直径在30μm，针心间距600μm，每粒针尖实心，保持形状完整，针尖部分具有一定的硬度，能够刺破皮肤表皮，微针的制备包括有下列步骤：
27.步骤1、制作铜基板，首先将铜基板裁切成目标尺寸的模板，模板的厚度为4mm，得到铜基板，然后通过微蚀技术在铜基板表面镀黑色氧化膜；
28.步骤2、制作微针模具，通过激光在铜基板上刻蚀得到微针模具，在刻蚀中控制刻蚀参数和刻蚀次数得到锥体微针，刻蚀分为两步，第一步刻蚀微针针体，基板放置于激光雕刻机的雕刻区域，设置刻蚀直径为40μm，刻蚀深度在100μm，将激光电流控制为10ma，激光扫描速率控制为10cm/s，激光加工次数控制为3次，第二步刻蚀出微针针尖，刻蚀参数为刻蚀直径为6μm，刻蚀深度在10μm，将激光电流控制为3ma，激光扫描速率控制为10cm/s，激光加工次数控制为1～3次，使激光刻蚀反应步骤与刻蚀的针尖有效配合，从而确保在铜基板上刻蚀出具有光滑锥面的锥形结构，得到微针阵列；
29.步骤3、配制微针针头材料，将有效成分和可溶性聚合物均匀分散到超纯水中得到微针针头材料混合液；
30.步骤4、制备微针阵列，使用步骤2得到的微针模具和步骤3得到的微针针头材料制备微针阵列，首先将微针模板清洗干燥后，放置在减压容器中，然后将步骤3得到微针针头材料涂布在步骤2得到的模具中，启动减压容器，使微针材料充分填充至模具内；
31.步骤5、将微针基底材料铺至微针模板上，所述基体材料和微针针头材料一致，通过真空干燥、冷冻及解冻，最后脱模并干燥，待基体材料干燥后脱模，即制得微针阵列。
32.进一步的，所述铜基板可以替换为合金材料，合金材料包括钛铜合金、铝合金、巴氏合金。
33.进一步的，步骤s3中，所述微针针头材料混合液的配制方法包括下列步骤：取5g聚乙烯醇溶解于聚丁二酸丁二酯溶液20ml中，取米诺地尔25mg先用少量乙醇充分溶解后加入到上述混合溶液中，之后加入含多联苯的d-π-a型硫鎓盐类光引发剂5mg，最后用聚丁二酸丁二酯溶液稀释至30ml，充分搅拌混匀，得到微针针头材料混合液。
34.进一步的，步骤s4中，微针针头材料涂布在步骤s2得到的模具中，以3000r/min的转速离心5min，使溶液充分进入模具上的微针孔道中，启动减压容器后，采用紫外交联仪在780nm波长下以100焦的功率分别紫外交联5min，制得生物可溶性微针，室温避光干燥后，脱模即得。
35.进一步的，所述可溶性聚合物为聚乳酸、聚乙烯醇、明胶、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种，所述有效成分为玻尿酸、烟酰胺、传明酸、丝素蛋白中的一种。
36.进一步的，所述激光刻蚀技术刻蚀中参数有：刻蚀角度为30
°
，底座为300-350μm，高度为500μm。
37.进一步的，所述激光刻蚀铜基板前，先在常温的30g/l(nh4)2s2o8溶液中微刻蚀5～10min，然后在70℃的naclo280g/l+naoh25g/l的溶液中浸泡15min，得到具有黑氧化膜的铜基板。
38.实施例2
39.本发明提供一种技术方案：一种微针及其制备方法，所述微针包括基体、可溶性针头，所述微针是一种锥体，锥体长度在150μm，锥体直径在55μm，针心间距600μm，每粒针尖实心，保持形状完整，针尖部分具有一定的硬度，能够刺破皮肤表皮，微针的制备包括有下列步骤：
40.步骤1、制作铜基板，首先将铜基板裁切成目标尺寸的模板，模板的厚度为4mm，得到铜基板，然后通过微蚀技术在铜基板表面镀黑色氧化膜；
41.步骤2、制作微针模具，通过激光在铜基板上刻蚀得到微针模具，在刻蚀中控制刻蚀参数和刻蚀次数得到锥体微针，刻蚀分为两步，第一步刻蚀微针针体，基板放置于激光雕刻机的雕刻区域，设置刻蚀直径为40μm，刻蚀深度在120μm，将激光电流控制为10ma，激光扫描速率控制为10cm/s，激光加工次数控制为3次，第二步刻蚀出微针针尖，刻蚀参数为刻蚀直径为6μm，刻蚀深度在30μm，将激光电流控制为3ma，激光扫描速率控制为10cm/s，激光加工次数控制为1～3次，使激光刻蚀反应步骤与刻蚀的针尖有效配合，从而确保在铜基板上刻蚀出具有光滑锥面的锥形结构，得到微针阵列；
42.步骤3、配制微针针头材料，将有效成分和可溶性聚合物均匀分散到超纯水中得到微针针头材料混合液；
43.步骤4、制备微针阵列，使用步骤2得到的微针模具和步骤3得到的微针针头材料制备微针阵列，首先将微针模板清洗干燥后，放置在减压容器中，然后将步骤3得到微针针头材料涂布在步骤2得到的模具中，启动减压容器，使微针材料充分填充至模具内；
44.步骤5、将微针基底材料铺至微针模板上，所述基体材料和微针针头材料一致，通过真空干燥、冷冻及解冻，最后脱模并干燥，待基体材料干燥后脱模，即制得微针阵列。
45.进一步的，所述铜基板可以替换为合金材料，合金材料包括钛铜合金、铝合金、巴氏合金。
46.进一步的，步骤s3中，所述微针针头材料混合液的配制方法包括下列步骤：取5g聚乳酸溶解于聚丁二酸丁二酯溶液20ml中，取米诺地尔25mg先用少量乙醇充分溶解后加入到上述混合溶液中，之后加入含多联苯的d-π-a型硫鎓盐类光引发剂5mg，最后用聚丁二酸丁二酯溶液稀释至30ml，充分搅拌混匀，得到微针针头材料混合液。
47.进一步的，步骤s4中，微针针头材料涂布在步骤s2得到的模具中，以3000r/min的转速离心5min，使溶液充分进入模具上的微针孔道中，启动减压容器后，采用紫外交联仪在780nm波长下以100焦的功率分别紫外交联5min，制得生物可溶性微针，室温避光干燥后，脱模即得。
48.进一步的，所述可溶性聚合物为聚乳酸、聚乙烯醇、明胶、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种，所述有效成分为玻尿酸、烟酰胺、传明酸、丝素蛋白中的一种。
49.进一步的，所述激光刻蚀技术刻蚀中参数有：刻蚀角度为30
°
，底座为300-350μm，
高度为500μm。
50.进一步的，所述激光刻蚀铜基板前，先在常温的30g/l(nh4)2s2o8溶液中微刻蚀5～10min，然后在70℃的naclo280g/l+naoh25g/l的溶液中浸泡15min，得到具有黑氧化膜的铜基板。
51.实施例3
52.本发明提供一种技术方案：一种微针及其制备方法，所述微针包括基体、可溶性针头，所述微针是一种锥体，锥体长度在200μm，锥体直径在80μm，针心间距600μm，每粒针尖实心，保持形状完整，针尖部分具有一定的硬度，能够刺破皮肤表皮，微针的制备包括有下列步骤：
53.步骤1、制作铜基板，首先将铜基板裁切成目标尺寸的模板，模板的厚度为4mm，得到铜基板，然后通过微蚀技术在铜基板表面镀黑色氧化膜；
54.步骤2、制作微针模具，通过激光在铜基板上刻蚀得到微针模具，在刻蚀中控制刻蚀参数和刻蚀次数得到锥体微针，刻蚀分为两步，第一步刻蚀微针针体，基板放置于激光雕刻机的雕刻区域，设置刻蚀直径为40μm，刻蚀深度在150μm，将激光电流控制为10ma，激光扫描速率控制为10cm/s，激光加工次数控制为3次，第二步刻蚀出微针针尖，刻蚀参数为刻蚀直径为6μm，刻蚀深度在50μm，将激光电流控制为3ma，激光扫描速率控制为10cm/s，激光加工次数控制为1～3次，使激光刻蚀反应步骤与刻蚀的针尖有效配合，从而确保在铜基板上刻蚀出具有光滑锥面的锥形结构，得到微针阵列；
55.步骤3、配制微针针头材料，将有效成分和可溶性聚合物均匀分散到超纯水中得到微针针头材料混合液；
56.步骤4、制备微针阵列，使用步骤2得到的微针模具和步骤3得到的微针针头材料制备微针阵列，首先将微针模板清洗干燥后，放置在减压容器中，然后将步骤3得到微针针头材料涂布在步骤2得到的模具中，启动减压容器，使微针材料充分填充至模具内；
57.步骤5、将微针基底材料铺至微针模板上，所述基体材料和微针针头材料一致，通过真空干燥、冷冻及解冻，最后脱模并干燥，待基体材料干燥后脱模，即制得微针阵列。
58.进一步的，所述铜基板可以替换为合金材料，合金材料包括钛铜合金、铝合金、巴氏合金。
59.进一步的，步骤s3中，所述微针针头材料混合液的配制方法包括下列步骤：取5g明胶溶解于聚丁二酸丁二酯溶液20ml中，取米诺地尔25mg先用少量乙醇充分溶解后加入到上述混合溶液中，之后加入含多联苯的d-π-a型硫鎓盐类光引发剂5mg，最后用聚丁二酸丁二酯溶液稀释至30ml，充分搅拌混匀，得到微针针头材料混合液。
60.进一步的，步骤s4中，微针针头材料涂布在步骤s2得到的模具中，以3000r/min的转速离心5min，使溶液充分进入模具上的微针孔道中，启动减压容器后，采用紫外交联仪在780nm波长下以100焦的功率分别紫外交联5min，制得生物可溶性微针，室温避光干燥后，脱模即得。
61.进一步的，所述可溶性聚合物为聚乳酸、聚乙烯醇、明胶、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种，所述有效成分为玻尿酸、烟酰胺、传明酸、丝素蛋白中的一种。
62.进一步的，所述激光刻蚀技术刻蚀中参数有：刻蚀角度为30
°
，底座为300-350μm，高度为500μm。
63.进一步的，所述激光刻蚀铜基板前，先在常温的30g/l(nh4)2s2o8溶液中微刻蚀5～10min，然后在70℃的naclo280g/l+naoh25g/l的溶液中浸泡15min，得到具有黑氧化膜的铜基板。
64.工作原理：通过在铜基板上镀黑色氧化膜，可提高铜箔对激光的吸收率，改善了激光刻蚀质量，便于激光刻蚀的pcb基板铜箔表面黑氧化工艺，效果可以通过x射线衍射及扫描电镜分析，并进行激光刻蚀实验予以验证；在微针模板制作时采用两步法，保证了微针针头形状完整；可溶性微针通过可溶性聚合物搭载有效成分注入皮肤中，可溶性聚合物干燥后具有足够的机械强度，能够穿透皮肤，植入皮肤后聚合物吸收组织液，造成膨胀，继而形成连续的、不可堵塞的水凝胶管道，打开了有效成分释放的扩散通道，使药物释放并在体内发挥治疗效果，可溶性聚合物的网络结构，可将有效成分包裹其中，减少有效成分的损失，起到增强药物的疗效。
65.综上所述，该微针及其制备方法，通过在微针模板制作中通过分部刻蚀，保证微针针头的形状完整，通过在铜基板表面镀黑色膜，提高铜基板对激光的吸收，避免激光在铜基板上的反射，通过配置可溶性微针针头混合液得到可溶性微针针头，在配置中通过添加光引发剂，使微针针头材料能够在可见光中短时间固定，简化了微针的制作环境和过程，有利于大范围推广，解决了微针模具不可重复使用、微针成型不均，失败率较高、制作环境苛刻的问题。
66.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。