02
2024
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行业新知 | 利用DLP 3D打印制造低成本锥形微针
作者：
奇遇科技
行业新知
近日，都柏林大学生物医学工程中心Eoin D. O'Cearbhaill团队在《Applied materials today》发表了题Low-cost fabrication of digital light processing 3D printed conical microneedles for biomedical applications的研究，利用数字光处理（DLP） 3D打印制造低成本锥形微针的新方法。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.apmt.2024.102482
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研究内容
本期让我们来聊聊微针技术在医疗领域的一些新进展。传统的打针方式，大家都怕，因为会痛！还可能感染！而且操作起来也不太方便。但是微针就不一样，个头小，打的时候几乎不痛，所以越来越受欢迎。特别是锥形微针，穿透皮肤的能力更强，送药效果也更好。不过，微针的传统制造方法成本高，过程复杂，大规模生产也不容易。
在现有的3D打印技术中，DLP技术在精度和表面质量上更胜一筹，特别适合制造那些精细到微米级别的结构。本文章就提出了一个新的解决方案，研究探讨了使用DLP 3D打印，以更简便的操作、更低的成本、更高的精度、更快的速度来制造锥形微针。
以下是文章的研究方法及数据：
△图1，锥形结构的示意图以及 DLP 打印中像素边界内居中结构和非居中结构的影响。
△图2，a) 一排整齐的 DLP 打印微针显示出预期的形状。b) 微针断裂的不同方式。c) 0.8 毫米微针 - 完好无损（左）、断裂或未成形（右）。
△图3，SEM 图像中提取微针几何形状。
△图4，针头输入高度（a）和长宽比（b）对输出高度和长宽比的影响。设定打印层高度对输出高度（c）和长宽比（d）的影响。
△图5，由于像素交替、完全或部分照明，光聚合物介质中的能量强度水平估计。红线表示介质中经历的总能量。蓝线表示像素边界。
△图6，对从整个微针高度范围收集的尖端半径进行组比较，层高从 10 到 50 µm。* 表示 p < 0.1，*** 表示 p <<< 0.01。
△图7，插入猪组织试验的结果。在微针插入、组织染色应用、冲洗和磨损之后，结果显示插入轮廓在（a）猪腹部皮肤和（b）猪耳朵中的皮肤渗透情况，以及为清晰起见的插图（c）。
结论
如果打针不再那么痛，那对很多人来说绝对是个好消息。这种微针就能实现这一点，它可以直接把药物送到皮肤表面，减少了传统打针的痛感。这对于怕打针的小朋友或者对注射有恐惧感的成年人来说，是个很大的福音。
这些微针阵列不只能用来送药，它们还能用作传感器和诊断工具。因为微针足够细小，可以直接提取血液或其他体液进行分析，这样就能快速进行诊断。
总的来说，用DLP 3D打印技术制造锥形微针，不仅成本低，而且在生物医学应用上有很大的潜力。研究显示，这些微针在精度上完全达标，而且在药物递送、无痛注射、疫苗接种等方面都有巨大的应用前景。随着3D打印技术的不断进步，未来这些微针的制造成本可能会更低，这将有助于它们在临床应用中的普及。
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