基于基因治疗的半导体微针组件、及制造方法和制造模具技术

本发明专利技术公开了一种基于基因治疗的半导体微针组件、及制造方法和制造模具，半导体微针组件包括内窥镜、微针单元及连接内窥镜和微针单元的导管，所述微针单元由半导体材料制备，微针单元包括基体及位于基体表面的若干微针，所述基体一端与导管相连通，另一端为封闭设置，微针用于刺破胆道细胞以使药剂或基因进入细胞内。本发明专利技术将微针组件搭配内窥镜使用，其结构简单，微针拍打胆道或胃壁等需要治疗的位置而将细胞刺破，即可达到基因传递的作用，可用来治疗肠胃等器官内壁的癌症细胞。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基因治疗
，特别是涉及一种基于基因治疗的半导体微针组件、及制造方法和制造模具。
技术介绍
目前治疗恶性肿瘤的方法有直接切除、化学治疗等，人体中并非所有组织都适合直接切除，而化学治疗则有后遗症。国内基因治疗（GeneTherapy）尚未成熟与合法，但已有相当多的研究进行着。将基因传递进入细胞内而不要伤害细胞是基因治疗相当重要的一个部分。使用病毒转植基因有安全上的疑虑，其他方法还有以高压气体将基因打入表面组织如基因枪法（GeneGun）、以电击开启细胞膜（Electroporation）或是以微针状物刺穿细胞膜以传递基因等。本专利采用微针状物刺穿细胞膜来传递并转基因基因，开发微针组件并配合内窥镜术以治疗肠胃壁或胆道壁的癌症细胞。人体细胞大小约在30~100μm，贯穿两三层细胞需要使用高度约70~80μm微针状物。微机电系统就是将薄膜与厚膜的制造技术广泛应用在电子与机械工业上的设计装置，一般常使用硅为基材。虽然硅质材料有整合IC电路与不错的机械性质，但若需求具光学、韧性、化学阻抗、不吸附蛋白质或微结构量产等特性，则必须选择塑料模造技术。塑料模造技术常见的有热压成型（HotEmbossing）、射出成型（InjectionMolding）或射压成型（InjectionCompressionMolding）等。然而使用塑料模造技术来量产塑料微结构必须有金属模仁（MoldInsert），模仁的制造大致有两种方法，一是直接加工模仁，另一为先加工母模，的后再使用电铸（ElectrodepositionorElectroforming）翻模产生金属模仁。电铸翻模的技术应用在光学塑料产品上已有相当久的历史，如塑料镜片、车灯盖等。由于电铸是将金属原子沉积上母模表面，故可相当完整地复制母模的特征。其模仁精度绝对可以达到次微米以下，因此模仁的精度主要取决于母模的精度。基于此背景，发展微塑料模造的母模加工技术已成为一个重要的议题。国内外微针特征射出成型研究还不常见，Michael等人曾经使用<100>单晶硅及KOH蚀刻液进行非等向性蚀刻，在硅基上产生高度约80μm、间距250μm的针状特征数组，其端点相当尖锐，端点曲率半径小于0.1μm。其制作方法是先在硅基上成长二氧化硅，经过方形数组图形（pattern）复制后浸泡蚀刻液，利用底切（undercutting）效应蚀刻出尖点。过度蚀刻（overetching）将减短针状结构的高度，蚀刻时间的控制相当关键。硅芯片上的图形有天然的不均匀性，过度蚀刻却可确保所有平面上的针状结构都已形成。曾使用高度为140μm的硅基microprobes刺穿组织，并可有效传入DNA或药剂。LiweiLin等人曾使用硅基模仁进行热压成型，以KOH蚀刻<100>单晶硅形成锥状槽，在此以锥状槽微结构的硅基为模仁进行压克力（PMMA）热压成型，产生高约21μm、底宽30μm的针状结构。因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于基因治疗的半导体微针组件、及制造方法和制造模具。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于基因治疗的半导体微针组件、及制造方法和制造模具。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供的技术方案如下：一种基于基因治疗的半导体微针组件，所述半导体微针组件包括内窥镜、微针单元及连接内窥镜和微针单元的导管，所述微针单元由半导体材料制备，微针单元包括基体及位于基体表面的若干微针，所述基体一端与导管相连通，另一端为封闭设置，微针用于刺破胆道细胞以使药剂或基因进入细胞内。作为本专利技术的进一步改进，所述微针呈尖锐的棱锥形分布于基体表面。作为本专利技术的进一步改进，所述导管为柔性的硅胶导管，硅胶导管用于将内窥镜的摆动转化为微针单元的摆动。作为本专利技术的进一步改进，所述基体表面设有基因流出孔。本专利技术另一实施例提供的技术方案如下：一种基于基因治疗的微针组件的制造方法，所述制造方法包括：S1、在单晶硅硅片上生长SiO2薄膜；S2、采用非等向性蚀刻单晶硅硅片以产生微针；S3、以S2中的微针为母模进行一次镍电铸翻制成模仁，再将模仁镶入模具中进行塑料射出压缩成型，制造出微针单元；S4、将微针单元与内窥镜通过导管连接，形成半导体微针组件。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S1前还包括：将单晶硅硅片置于去离子水、乙腈、双氧水的混合溶液中，加热处理。作为本专利技术的进一步改进，所述去离子水、乙腈、双氧水的体积比为5：1：0.5，加热温度为70℃，处理时间10min。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S2具体包括：将生长SiO2薄膜后的单晶硅硅片进行切割后，置于旋转涂布机的吸盘上，滴上光阻剂；将涂着光阻剂的单晶硅硅片置于曝光机中进行曝光；将曝光后的单晶硅硅片浸泡于显影液中，再置于加热板硬烤；浸泡BOE溶液蚀刻SiO2薄膜以复制图形；蚀刻完成后以丙酮洗去光阻剂；将刻蚀后的单晶硅硅片浸泡于加热后的45%wtKOH溶液中一定时间。本专利技术再一实施例提供的技术方案如下：一种基于基因治疗的半导体微针组件的制造模具，所述模具包括固定侧固定板、可动侧固定板、及位于固定侧固定板和可动侧固定板之间的固定侧型模板、可动侧型模板、间隔板，固定侧固定板和可动侧固定板之间还依次设有滑块、剥料板、心型固定板、顶销定位板、及顶销固定板，滑块内侧的心型固定板上形成有心型，间隔板上固定安装有升降杆，固定侧固定板上固定安装有定位环，定位环内安装有注道衬套，模仁锁固于滑块内侧以进行塑料射出压缩成型，在模仁上制造出与微针相对的凹槽。本专利技术的有益效果是：将微针组件搭配内窥镜使用，其结构简单，微针拍打胆道或胃壁等需要治疗的位置而将细胞刺破，即可达到基因传递的作用，可用来治疗肠胃等器官内壁的癌症细胞；使用非等向性蚀刻单晶硅产生微针，以此为母模进行一次镍电铸翻制成模仁，再将模仁镶入模具中进行塑料射出压缩成型，微针制备简单，制备精度较高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一具体实施方式中基于基因治疗的半导体微针组件的结构示意图；图2为本专利技术一具体实施方式中微针单元的结构示意图；图3为本专利技术一具体实施方式中微针单元的局部放大示意图；图4为本专利技术一具体实施方式中半导体微针的晶面结构图；图5为本专利技术一具体实施方式中160倍显微镜下的半导体微针结构图；图6为本专利技术一具体实施方式中360倍显微镜下的半导体微针结构图；图7为本专利技术一具体实施方式中的制造模具结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术设计了搭配内窥镜使用的基因治疗用微针组件，可用来治疗肠胃等器官内壁的癌症细胞。另一方面使用非等向性蚀刻单晶硅产生微针本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于基因治疗的半导体微针组件，其特征在于，所述半导体微针组件包括内窥镜、微针单元及连接内窥镜和微针单元的导管，所述微针单元由半导体材料制备，微针单元包括基体及位于基体表面的若干微针，所述基体一端与导管相连通，另一端为封闭设置，微针用于刺破胆道细胞以使药剂或基因进入细胞内。

【技术特征摘要】
1.一种基于基因治疗的半导体微针组件，其特征在于，所述半导体微针组件包括内窥镜、微针单元及连接内窥镜和微针单元的导管，所述微针单元由半导体材料制备，微针单元包括基体及位于基体表面的若干微针，所述基体一端与导管相连通，另一端为封闭设置，微针用于刺破胆道细胞以使药剂或基因进入细胞内。2.根据权利要求1所述的半导体微针组件，其特征在于，所述微针呈尖锐的棱锥形分布于基体表面。3.根据权利要求1所述的半导体微针组件，其特征在于，所述导管为柔性的硅胶导管，硅胶导管用于将内窥镜的摆动转化为微针单元的摆动。4.根据权利要求1所述的半导体微针组件，其特征在于，所述基体表面设有基因流出孔。5.一种基于基因治疗的微针组件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：S1、在单晶硅硅片上生长SiO2薄膜；S2、采用非等向性蚀刻单晶硅硅片以产生微针；S3、以S2中的微针为母模进行一次镍电铸翻制成模仁，再将模仁镶入模具中进行塑料射出压缩成型，制造出微针单元；S4、将微针单元与内窥镜通过导管连接，形成半导体微针组件。6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述步骤S1前还包括：将单晶硅硅片置于去离子水、乙腈、双氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶春，张蓉，
申请(专利权)人：江苏信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32