本發明具體涉及一種低成本的微結構體模版及其制備方法,特別是涉及穿透皮膚角質層促進藥物吸收的微結構體模版,可應用于醫療美容和生物醫藥領域。
背景技術:
目前,生物醫藥和醫療美容領域的傳統給藥方式主要是口服和注射,但口服的藥物效力不高、注射給藥的會給人體造成痛苦,如果使用不當會造成感染。近年來隨著科技的發展,市面上誕生了類似的微結構體,在一定程度上解決了上述生物醫藥和醫療美容領域上述給藥的缺點。但是目前的很多類似的微結構體,大都存在尖端部分不夠尖銳,周期過大,易斷裂、價格昂貴等缺點。
技術實現要素:
本發明的第一目的在于提供一種微結構體模版,該模版可以實現高效、價廉、易制備、生物兼容性好的微結構體制作。
為解決上述技術問題,本發明的技術方案是:
一種微結構體模版包括硅片基板,所述硅片基板的上面設有多個下凹棱錐結構,在相鄰兩個所述下凹棱錐結構之間設有電鍍圖形,所述電鍍圖形和所述下凹棱錐結構的外側設有一層金屬層。
優選方式為,所述下凹棱錐結構均勻設置在所述硅片基板的上面。
本發明的第二目的在于提供一種低成本的、工藝簡單的微結構體模版的制備方法。
為解決上述技術問題,本發明的技術方案是:
一種上述的微結構體模版的制備方法,包括以下步驟:
s10:選取單晶硅片基板,清洗干凈;
s20:在所述硅片基板上生長一層用于保護的掩膜層,所述掩膜層為sio2掩膜層;
s30:在所述掩膜層上涂覆一層光刻膠,利用光刻技術進行光刻;
s40:利用濕法溶液腐蝕或干法icp氣體刻蝕,去除沒有所述光刻膠保護的所述掩膜層區域,得到具有一定結構的sio2掩膜層;
s50:使用濕法溶液去除所述光刻膠;
s60:利用堿性溶液在所述掩膜層的保護下腐蝕所述硅片基板至圖形底部粘連到一起,得到下凹棱錐結構;
s70:使用濕法清洗去除所述掩膜層;
s80:利用厚膠光刻工藝,在具有所述下凹棱錐結構的上所述硅片基板套刻,得到厚膠圖形;
s90:利用電子束蒸鍍一層便于剝離的金屬層,得到權利要求1或2所述的微結構體模版。
優選方式為,所述步驟s10中的所述單晶硅片基板的晶向為110。
優選方式為,所述步驟s20中所述掩膜層的厚度為10~5000nm。
優選方式為,所述步驟s60中所述堿性溶液為濃koh與ipa的混合溶液,koh質量分數范圍為10%~45%,混合溶液溫度范圍為45~95℃。
優選方式為,所述步驟s80中厚膠厚度為20~300微米。
采用上述技術方案后,本發明的有益效果是:由于本發明的微結構體模版及其制備方法,其中微結構體模版包括硅片基板,硅片基板的上面設有多個下凹棱錐結構,在相鄰兩個下凹棱錐結構之間設有電鍍圖形,電鍍圖形和下凹棱錐結構的外側設有一層金屬層。利用本發明的微結構體模版可得到均勻分布并垂直于基座上,微針形狀為棱錐體的微針陣列。得到的微針具有足夠的硬度,能有效刺穿皮膚角質層,并且針尖銳利,刺穿皮膚無痛感,對皮膚損傷小、修復快,利于大分子進入皮下吸收。而采用本發明的制備方法制作微結構體模版,具有成本低,工藝結構簡單的優點。
附圖說明
圖1是本發明的微針圖形模版制備的工藝流程示意圖;
圖中:1—硅片基板、2—下凹棱錐結構、3—厚膠圖形、4—金屬層。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本發明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明。
如圖1所示,一種微結構體模版包括硅片基板1,硅片基板1的上面設有多個下凹棱錐結構2,在相鄰兩個下凹棱錐結構2之間設有電鍍圖形3,電鍍圖形3和下凹棱錐結構2的外側設有一層金屬層4,并且下凹棱錐結構2均勻設置在硅片基板1的上面。利用本發明的微結構體模版可得到均勻分布并垂直于基座上,微針形狀為棱錐體的微針陣列。得到的微針具有足夠的硬度,能有效刺穿皮膚角質層,并且針尖銳利,刺穿皮膚無痛感,對皮膚損傷小、修復快,利于大分子進入皮下吸收,從而生物醫藥和醫療美容領域給藥的缺點。
本發明可以實現高效、價廉、易制備、生物兼容性好的微結構體制作。
如圖1所示,本發明的微結構體模版的制備方法,包括以下步驟:
選取單晶硅片基板1,該單晶硅片基板1的晶向為110,利用硫酸雙氧水清洗干凈。
在硅片基板1上生長一層用于保護的掩膜層,掩膜層為sio2掩膜層,掩膜層的厚度為10~5000nm,掩膜層的厚度與目標刻蝕材料、刻蝕深度、腐蝕溶液配比的有關。
在掩膜層上涂覆一層光刻膠,利用光刻技術進行光刻。
利用濕法溶液腐蝕或干法icp氣體刻蝕,去除沒有光刻膠保護的所述掩膜層區域,得到具有一定結構的sio2掩膜層。
使用濕法溶液去除光刻膠。
利用堿性溶液在掩膜層的保護下腐蝕硅片基板1至圖形底部粘連到一起,得到下凹棱錐結構2。
使用濕法清洗去除掩膜層。
利用厚膠光刻工藝,在具有下凹棱錐結構2的上硅片基板1套刻,得到厚膠圖形3。
利用電子束蒸鍍一層便于剝離的金屬層4,得到本發明的微結構體模版。
濕法腐蝕實例:
1、選擇一片硅片基板1。
2、在硅片上使用含5%sih4的sih4/n2混合氣和n2o氣體利用等離子增強氣相化學沉積沉積一層10~5000nm的sio2掩膜層。
3、在掩膜層上涂覆一層光刻膠,利用光刻技術,對沒有圖形的區域進行光刻,而使有圖形的區域被光刻膠保護。
4、利用boe(1:6的hf/nh4f混合溶液)在光刻膠圖層的保護下對sio2掩膜層進行腐蝕,得到具有一定結構的sio2掩膜層。
5、使用濕法溶液去除光刻膠。
6、利用濃koh溶液與ipa的混合溶液在有一定結構的sio2掩膜層的保護下腐蝕硅片基板1至底部粘連到一起。堿性溶液為濃koh與ipa的混合溶液,koh質量分數范圍為10%~45%,混合溶液溫度范圍為45~95℃。
7、利用濕法清洗硅片上多余的sio2掩膜層。
8、使用粘度大的光刻膠,涂覆一層20~300微米厚的光刻膠,利用光刻技術把不需要的地方曝光顯影去掉,得到厚膠圖形3。
9、利用電子束蒸鍍一層便于剝離的金屬層4。
利用本發明制作的上述微結構體是一種基座式微針陣列模版,微針陣列均勻分布并垂直于基座上,微針形狀為棱錐體,每1cm2設有50~15000根微針,微針高30~300um,最大直徑20~2000um,針尖角度為10~60°。
以上所述本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同一種微結構體模版及制備方法結構的改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。