固体マイクロニードルの製造のための回折リソグラフィの実験的検証

マイクロニードルは、薬用および美容用途のために非常に求められています。ただし、マイクロニードルの現在の製造プロセスは複雑なままであり、より広範なアプリケーションへの適用性を妨げています。回折リソグラフィは最近、固体マイクロニードルを製造するための単純な方法として報告されているため、このホワイトペーパーでは、紫外線光回折の使用の実験的検証を示して、光感受性樹脂の液体から固体への遷移を制御してマイクロニードル形状を定義します。結果のマイクロニードルの形状は、Photopatternサイズ、紫外線強度、露出時間などの主要な実験パラメーターを利用して調査されました。私たちの製造の結果は、実験パラメーターが増加すると、製造されたマイクロニードルが一般的に背が高く大きくなることを示しました。さらに、我々の調査により、マイクロレンズの最初の成長、マイクロレンズ、最初の高調波、最初のベルチップ、および第2高調波の形状の4つのユニークな架橋樹脂形態が明らかになりました。さらに、光の露出方向を傾けることにより、新規の傾斜マイクロニードルアレイが初めて製造されました。製造されたマイクロニードルは、皮膚の挿入と力分散試験で特徴付けられました。この実験的研究により、マイクロニードルの形状と機械的特性は、生物医学または化粧品用途の大量生産と幅広い実用のために事前に予測できます。

Microneedles are highly sought after for medicinal and cosmetic applications. However, the current manufacturing process for microneedles remains complicated, hindering its applicability to a broader variety of applications. As diffraction lithography has been recently reported as a simple method for fabricating solid microneedles, this paper presents the experimental validation of the use of ultraviolet light diffraction to control the liquid-to-solid transition of photosensitive resin to define the microneedle shape. The shapes of the resultant microneedles were investigated utilizing the primary experimental parameters including the photopattern size, ultraviolet light intensity, and the exposure time. Our fabrication results indicated that the fabricated microneedles became taller and larger in general when the experimental parameters were increased. Additionally, our investigation revealed four unique crosslinked resin morphologies during the first growth of the microneedle: microlens, first harmonic, first bell-tip, and second harmonic shapes. Additionally, by tilting the light exposure direction, a novel inclined microneedle array was fabricated for the first time. The fabricated microneedles were characterized with skin insertion and force-displacement tests. This experimental study enables the shapes and mechanical properties of the microneedles to be predicted in advance for mass production and wide practical use for biomedical or cosmetic applications.