[发明专利]一种激光直写制备纳米微针模板的方法

说明书

本发明提供了一种激光直写制备纳米微针模板的方法，步骤如下：(1)建立纳米微针模板的三维模型，将所述三维模型导入三维光刻机；(2)将微针模板打印所需光刻胶滴加到成型基底上面；(3)采用激光直写技术，按照步骤(1)建立的三维模型，通过双光子聚焦激光将光刻胶固化在基板上，获得成型样品；(4)将成型样品进行显影、干燥后，进行二次曝光得到纳米级微针模板。通过本申请提供的方法，可打印任何形状的微针，获得的微针直径可以小于20μm，高度小于50μm，打破了传统方法和现有3D打印方法的打印极限，另外，该方法具有可控性高、打印精度高和打印效率高的优点。

技术领域

本发明涉及纳米微针模板制备技术领域，具体涉及一种激光直写制备纳米微针模板的方法。

背景技术

透皮给药是一种药物给予途径，可避免口服药物和注射药物本身带来的一些缺陷；但是，透皮给药受皮肤角质层的影响，导致只有少部分的小分子药物适用于该制剂，且角质层的存在对药物的吸收、释放也会产生不同的影响，从而使该制剂的制备备受阻碍。

为提高透皮给药的应用，微针逐渐产生，微针是长度在10～2000μm、呈整齐阵列排列的微型针头，可以穿透皮肤角质层，形成大量μm级可逆的通道，提高亲水性药物和生物大分子药物的透皮效率；由于该阵列微针的方式具有无痛、微创和高效等优点，因此，成为了透皮给药系统领域的研究热点。

阵列微针根据其材料组成的不同，分为无机微针、金属微针和聚合物微针；其中，聚合物阵列微针具有生物相容性好、给药安全、韧性好、载药量精确可控、成本低廉、易于加工成各种形态的优点，被认为是最具应用前景的一类阵列微针。

目前聚合物阵列微针的制备方法有微模板法、拉伸法、3D打印法，其中微模板法是应用最广泛的方法之一。微模板法制备微针模板主要是利用激光刻蚀、离子刻蚀和模板翻转等直接或间接的方法制备具有锥形微结构的阵列微针模具，这些方法均存在制备过程复杂、成本昂贵且获得的成品微针模板具有精度、密度和形状自由度差的缺点。

激光直写技术制备纳米微针模板是三维光刻机根据微针三维模型的成型轨迹控制激光对液体光刻胶进行三维固化的一种技术，由于其精度高的优点，可以应用于打印纳米微针模板，但由于其打印速度慢的缺点限制了在制备微针领域的应用。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种激光直写制备纳米微针模板的方法，通过本申请提供的方法，可打印任何形状的微针模型，从而获得不同的微针模板；本发明获得的微针模板中，微针模型直径可以小于20μm，高度小于50μm，打破了传统方法和现有3D打印方法的打印极限，另外，该方法具有可控性高、打印精度高和打印效率高的优点。

本发明的技术方案如下：

一种激光直写制备纳米微针模板的方法，步骤如下：

(1)建立纳米微针模板的三维模型，将所述三维模型导入三维光刻机；

(2)将微针模板打印所需光刻胶滴加到成型基底上面；

(3)采用激光直写技术，按照步骤(1)建立的三维模型，通过双光子聚焦激光将光刻胶固化在基板上，获得微针模板外廓；

(4)将微针模板外廓进行显影、干燥后，行二次曝光得到纳米级微针模板。

优选的，所述微针模板上微针模型的高度在20-2000μm之间，锥底直径在50-200μm之间，微针模型的密度为500-10000根/cm²。

优选的，所述微针模型的形状为圆锥形、三棱锥形或多面棱锥形等。

优选的，在步骤(2)中，所述光刻胶为由树脂和引发剂组成，所述树脂和引发剂的重量比为90-99.5:0.5-10；制备方法为：将树脂和引发剂在室温条件下，加入到避光容器中，经磁力搅拌器或机械搅拌桨搅拌8-16h，混合均匀后获得。