一种水凝胶微针模具的制备方法及水凝胶微针模具技术

本发明专利技术公开了一种水凝胶微针模具的制备方法及水凝胶微针模具，所述制备方法包括：将金属微针模具通过PDMS翻模得到具有微针孔洞的PDMS模具；将融化的水凝胶溶液倒入至PDMS模具中，水凝胶溶液在PDMS模具中形成水凝胶微针；在水凝胶处于液态时，将多孔的基板盖在水凝胶微针的背面，让水凝胶溶液渗入基板的孔洞中；待水凝胶冷却凝固之后将PDMS模具取下，得到待收缩的水凝胶微针；在低温干燥的环境中冷却一周左右将水凝胶微针风干收缩，从而得到水凝胶微针模具。本发明专利技术对已有的微针模具进行再加工，经过水凝胶风干收缩后得到微针模具，通过该微针模具能够加工出足够小尺寸、强壮及尖锐形状的微针，有效的降低了微针生产成本。

Preparation method of hydrogel micro needle mold and hydrogel micro needle mold

【技术实现步骤摘要】
一种水凝胶微针模具的制备方法及水凝胶微针模具
本专利技术涉及医疗器械
，具体涉及一种水凝胶微针模具的制备方法及水凝胶微针模具。
技术介绍
目前市面上销售的微针产品主要是通过拉丝工艺生产的，其微针形状较差、强度较低、并且针尖的弧度较大，难以真正的穿刺皮肤。同时由于拉丝工艺本身的限制，形状并不可控。当然还可以通过模板翻模来加工微针，模板翻模目前最稳定最廉价的实现方式，该微针的性能主要由微针模板的形状所决定，因此基于模具加工的具体流程和工艺（主要有车床加工、3D打印和半导体薄膜工艺），可以实现各种形状和尺寸的微针，但是微针模板的制作受到多方面的限制，比如说微针尺寸、微针形状。当然为了能够获得足够小尺寸的微针，可以通过薄膜工艺，比如光刻和离子蚀刻等方式获得几百微米尺寸的微针结构。但是基于薄膜工艺的特性，微针的形状往往不够理想，不能形成稳定又尖锐的3D微针形状，同时生产的成本也偏高。此外为了能够获得足够好的微针形状，一般可以通过车床加工或者3D打印的方式获得。但是这样的微针尺寸一般比较大、分辨率也比较低，只有大概轮廓的由方块构成的几何形状，很难满足对于皮肤的无痛穿刺的需求。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供了一种水凝胶微针模具的制备方法及水凝胶微针模具，通过对大尺寸模具的再加工后，能够得到满足微针应用需求的微针模具，有效的降低了微针的生产成本。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：一种水凝胶微针模具的制备方法，其包括：将金属微针模具通过PDMS翻模得到具有微针孔洞的PDMS模具；将融化的水凝胶溶液倒入至PDMS模具中，水凝胶溶液在PDMS模具中形成水凝胶微针；在水凝胶处于液态时，将多孔的基板盖在水凝胶微针的背面，让水凝胶溶液渗入基板的孔洞中；待水凝胶冷却凝固之后将PDMS模具取下，得到待收缩的水凝胶微针；在低温干燥的环境中冷却一周左右将水凝胶微针风干收缩，从而得到水凝胶微针模具。优选地，所述将金属微针模具通过PDMS翻模得到具有微针孔洞的PDMS模具之前还包括：通过车床加工、3D打印或半导体薄膜工艺得到金属微针模具。优选地，所述金属微针模具的微针高度为700微米。优选地，所述金属微针模具的微针形状为三角锥或其他形状。优选地，所述基板为金属基板。优选地，所述金属基板为铜泡沫。优选地，所述水凝胶为琼脂水凝胶。优选地，所述水凝胶中的水凝胶粉末所占的比例为2%至15%。优选地，所述水凝胶中的水凝胶粉末所占的比例为15%。本专利技术还提供了一种水凝胶微针模具，其通过上述所述的水凝胶微针模具的制备方法制造而成。与现有技术相比，本专利技术所提供的一种水凝胶微针模具的制备方法及水凝胶微针模具具有以下有益效果：对已有的微针模具进行再加工，经过水凝胶风干收缩后得到微针模具，通过该微针模具能够加工出足够小尺寸、强壮及尖锐形状的微针，有效的降低了微针生产成本。附图说明为了更清楚地说明本申请的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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是本专利技术一种水凝胶微针模具的制备方法的流程示意图。图2是本专利技术一种水凝胶微针模具的制备方法的金属微针模具图。图3是本专利技术一种水凝胶微针模具的制备方法的不同比例的水凝胶收缩的状态图。图4是本专利技术一种水凝胶微针模具的制备方法中的15%水凝胶时的水凝胶微针图。具体实施方式除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请
的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。本专利技术实施例提供了一种水凝胶微针模具的制备方法，如图1所示，其包括：将金属微针模具通过PDMS翻模得到具有微针孔洞的PDMS模具；将融化的水凝胶溶液倒入至PDMS模具中，水凝胶溶液在PDMS模具中形成水凝胶微针；在水凝胶处于液态时，将多孔的基板盖在水凝胶微针的背面，让水凝胶溶液渗入基板的孔洞中；待水凝胶冷却凝固之后将PDMS模具取下，得到待收缩的水凝胶微针；在低温干燥的环境中冷却一周左右将水凝胶微针风干收缩，从而得到水凝胶微针模具。聚二甲基硅氧烷（PDMS）这是一种有机硅类的聚合物，得到了非常频繁和广泛的使用。PDMS是线性聚合物，其分子量极高并呈液态，但是其可以互相结合，并因此具有弹性特性。PDMS还是一种几乎为惰性并具有高抗氧化性的聚合物，其同样可以在有机电子领域中用作电绝缘体（微电子或者聚合物电子），还可用于生物微分析领域。本专利技术并不致力于直接制作出微针模具，而是对已有微针模具的一种再加工的工艺，使最后获得的微针同时满足足够小的尺寸、足够强壮和尖锐的形状。进一步的，所述将金属微针模具通过PDMS翻模得到具有微针孔洞的PDMS模具之前还包括：通过车床加工、3D打印或半导体薄膜工艺得到金属微针模具。如图2所示，所述金属微针模具的微针高度为700微米，所述金属微针模具的微针形状为三角锥或其他形状，比如说圆锥形等等。图2是扫描电镜照片显示的通过车床加工的金属微针模具图，其微针高度为700微米，这样尺寸的位置其本身并不能直接用于微针应用。实际上任何工艺得到的微针模具（3D打印或者半导体薄膜工艺）都可以通过该方式再加工。该图中的微针形状为三角锥，左右相邻两个三角锥之间的宽度为300微米左右，前后相邻两个三角锥之间的宽度为200微米左右。当然所述金属微针模具的微针高度可以根据所需制造的微针来设定为其他的尺寸。微针的形状还可以为其他形状，在3D打印的工艺中任何形状的微针都可以通过本工艺收缩得到更下尺寸的微针。进一步的，所述基板为金属基板，所述金属基板优选为铜泡沫。当然也可以为其他的泡沫板，比如说软的泡沫材料等，这里并不要求这些泡沫材料的硬度。水凝胶在风干收缩的过程中，不但表面的3D微结构会收缩，整块水凝胶的也会收缩卷曲，非平整的水凝胶无法用于后续的翻模。因此，需要让水凝胶附着在一块可以固定水凝胶的基板上，这样水凝胶在风干的过程中就不会卷曲，而是平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水凝胶微针模具的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n将金属微针模具通过PDMS翻模得到具有微针孔洞的PDMS模具；/n将融化的水凝胶溶液倒入至PDMS模具中，水凝胶溶液在PDMS模具中形成水凝胶微针；/n在水凝胶处于液态时，将多孔的基板盖在水凝胶微针的背面，让水凝胶溶液渗入基板的孔洞中；/n待水凝胶冷却凝固之后将PDMS模具取下，得到待收缩的水凝胶微针；/n在低温干燥的环境中冷却一周左右将水凝胶微针风干收缩，从而得到水凝胶微针模具。/n

【技术特征摘要】
1.一种水凝胶微针模具的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将金属微针模具通过PDMS翻模得到具有微针孔洞的PDMS模具；
将融化的水凝胶溶液倒入至PDMS模具中，水凝胶溶液在PDMS模具中形成水凝胶微针；
在水凝胶处于液态时，将多孔的基板盖在水凝胶微针的背面，让水凝胶溶液渗入基板的孔洞中；
待水凝胶冷却凝固之后将PDMS模具取下，得到待收缩的水凝胶微针；
在低温干燥的环境中冷却一周左右将水凝胶微针风干收缩，从而得到水凝胶微针模具。


2.根据权利要求1所述的水凝胶微针模具的制备方法，其特征在于，所述将金属微针模具通过PDMS翻模得到具有微针孔洞的PDMS模具之前还包括：
通过车床加工、3D打印或半导体薄膜工艺得到金属微针模具。


3.根据权利要求2所述的水凝胶微针模具的制备方法，其特征在于，所述金属微针模具的微针高度为700微米。

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，
申请(专利权)人：深圳市中科先见医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44