[发明专利]一种微针芯片的注射成型模具及其制造方法

说明书

本发明公开了一种微针芯片的注射成型模具，包括定模组件、动模组件以及微针芯片型腔，所述动模组件包括动模板，动模板内设有模仁，模仁上设置有至少一个组合式型芯，所述组合式型芯包括型芯和镶件，镶件是镶嵌在型芯内，镶件侧面设置有排气槽，所述微针芯片型腔由组合式型芯的顶面、模仁台阶孔的孔壁和定模板的底面围成。本发明的注射成型模具中微针芯片型腔连接有排气槽，可将注射成型过程中型腔内的气体从排气槽排出，从而固化脱模后得到尺寸稳定的微针芯片，该模具用于微针芯片的制备，具有一次成型、高成品率、重复性高以及可批量生产的优点。

技术领域

本发明涉及聚合物微针技术领域，特别涉及一种微针芯片的注射成型模具及其制造方法。

背景技术

微针经皮给药一种方便快捷、无痛、能准确控制药物释放速率的给药方式，微针是一种新型的微创给药工具，可以通过刺穿表皮角质层，创造出微纳米孔道利于药物进入到真皮和皮下组织，进而通过毛细血管被吸收。微针经皮给药中核心部件是微针芯片，由规则排列成阵列的针体和支撑针体的基底组成。微针芯片主要采用单晶硅或二氧化硅等半导体、金属、聚合物等材料制备而成，其中聚合物微针芯片因为生物相容性好，在体内可以被降解，安全性高，且聚合物微针芯片的针体本身可以包覆药物，无需设计复杂的储药系统，所以发展非常迅速。

目前聚合物微针芯片主要采用聚丙烯、聚丙烯酰胺、聚乳酸、聚乙醇酸、聚羟基乙酸等材料，微针芯片制备方法主要有溶液浇铸法、拉伸法、微机床加工法、光刻蚀法、3D打印法等，其中溶液浇铸法因能得到较稳定尺寸的经皮微针芯片而被广泛使用。中国专利文献CN109771815A提出了通过印模法以主结构制成聚合物模板，使原材料溶液充满聚合物模板的空隙，固化后移去聚合物模板得到和聚合物模板结构相似各向异性的微针芯片。但目前采用溶液浇铸法仍然存在很多挑战，如成型周期长、溶液粘度大成型困难等；聚合物是溶解在水或有机溶剂中，得到的溶液粘度较大，因微针的微尺寸使其通常具有较高纵横比，在成型过程因空气和表面张力而无法赶走空气，造成溶液浇铸不完全的问题，为了解决这个问题，中国专利文献CN106426687B公开一种用于制作聚合物微针的设备，传输机构包括传送带和用于驱动传动带的传送电机，传送带上固定设有真空抽板固定架，真空抽板固定架上固定设有真空抽板，真空抽板与真空泵通过管路连通连接；通过设置真空抽板与真空泵连接，而使设备始终保持负压状态，从而达到使高粘度液体流入涂布基层的倒锥形图案中，液体除气的目的，从而提高模具制作的产品质量。采用真空抽滤的方法的难点在溶液浇铸中能否除气，这还需要进一步研究。此外，还有文献报道了采用挤压除气的方法，该方法要求模具具有很好的韧性，且挤压之后成型的微针的变形问题还未解决。因此，亟需开发一种微针芯片制备方法，用于制备尺寸稳定的微针芯片。

发明内容

本发明的目的在于克服现有制备聚合物微针芯片中所存在的上述不足，提供了一种微针芯片的注射成型模具，一方面能使聚合物填充满微针芯片型腔，高效、精准的得到加工尺寸稳定的微针芯片，另一方面该注射成型模具制备微针芯片成型周期短，可连续化、自动化大规模生产。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种组合式型芯，用于形成微针芯片的针体型腔，包括型芯和镶件，所述镶件有多个并镶嵌在所述型芯内，所述镶件的上表面边缘设置有第一凹槽，所述第一凹槽与所述型芯上表面设置的第二凹槽配合构成针体型腔，所述针体型腔与针体形状相适配；所述针体型腔有多个，且排列成阵列；所述镶件的侧面设置有排气槽，所述排气槽用于将所述第一凹槽和所述镶件的下表面连通。

作为本发明的优选方案，所述针体型腔为圆柱体或圆锥体或棱锥体。

作为本发明的优选方案，所述针体型腔的径向尺寸为≥50μm，深度为≥100μm。

作为本发明的优选方案，所述型芯为圆柱体或长方体。

作为本发明的优选方案，所述镶件为板状、圆柱体或弧形板。