牛津仪器集团的一部分狗万正网地址
扩大

多孔硅纳米针的等离子体加工

作者:Nazia Tabassum,莫纳什大学,澳大利亚

生物医学技术的最新进展包括使用由不同材料制成的微针进行有效的皮肤输送。微针由垂直排列的微米大小的投影组成,旨在穿透皮肤的最外层并连接表皮和真皮层。

微针已被证明可以促进活性物质(如大分子、纳米颗粒、小极性分子)的经皮传递,否则皮肤是不渗透的。然而,目前微针存在一些缺点,如有限的载药能力和不受控制的降解。最近,微针的规模正在缩小到纳米级,这可能会带来显著的优势。纳米针,即整合了纳米级特征的微米大小的针,由于其增加的表面积、减少的侵入性和无痛给药而特别有前途。然而,精确控制微/纳米针在皮肤内的过度降解率仍然是一个巨大的挑战。在我们的实验室,我们开发了多孔硅纳米针(pSiNNs),具有可调的孔隙率,可生物降解性和机械强度,用于非侵入性药物输送,将改善各种疾病的治疗。

Plasmalab 100 drive
多孔硅纳米针
这篇文章摘自最新一期的
进程新闻2020
流程新闻2020_19fm_7 下载

利用牛津等离子体100深度反应离子刻蚀(DRIE)仪器制备了长度为40 ~ 50 μm、尖端直径小于1 μm的纳米针阵列。牛津仪器狗万正网地址公司的等离子体驱动器使我们能够创建尖锐的纳米针投影,能够刺穿皮肤的最外层,促进治疗剂的输送。制作过程包括UV光刻制模步骤,然后用DRIE工具进行干蚀刻。随后,纳米针在湿法蚀刻过程中通过电化学阳极氧化进行正化。进一步的制造细节将在以下段落中详细阐述。

光刻技术

p型低电阻率硅片被用作垂直阵列纳米结构的起始衬底。为此,在硅片上涂上正光刻胶(AZ®4562)旋转涂层。基板在110ºC下进一步烘烤。铬掩膜用于通过紫外线曝光在基材上转移确定的图案。最后将光敏涂层基板浸入AZ中®400K显影剂溶液,其中暴露的抗蚀剂被去除,以完成纳米针的光刻图案。

驱动过程

采用牛津Plasmalab 100 DRIE进行博世工艺和基于RIE的标准干式蚀刻,刻蚀含有光刻图案圆形的硅晶片。纳米针阵列的制造是一个三步工艺,包括各向同性六氟化硫(SF6)步骤,以创建一个尖锐的尖端,和博世工艺步骤,以获得圆柱柱在各向异性蚀刻。第三步,用SF6和八氟环丁烷(C4F8)气体,以获得更锋利的尖端,以加强皮肤穿透。


1.科幻小说6只有:

首先,利用各向同性SF生成纳米针阵列的尖尖6控制时间的蚀刻过程。在各向同性SF中6蚀刻时,SF的流速6气体调整。ICP发电机功率和射频功率保持不变。

2.博世的过程:

博世蚀刻采用SF6和C4F8气体分别用于蚀刻和钝化循环。在两个循环中,C的流速4F8和科幻小说6调整。氦气压力参数化使用APC阀门位置和表温度值。通过蚀刻和钝化循环,按比例达到所需的硅蚀刻深度。纳米针阵列尖端的光刻胶随后用丙酮、异丙醇和水在每种溶剂约一分钟的超声浴中去除。

3.电化学蚀刻硅纳米针的多孔化

含有纳米针阵列的硅片在氢氟酸(48%)和乙醇(3:1体积比)溶液中进行电化学蚀刻。蚀刻在一段时间内以恒定的电流密度进行。形成的pSi层厚度为1.6 μm,孔隙直径为4 ~ 11 nm。因此,Oxford Plasmalab 100 DRIE仪器有助于创建有效透皮渗透所需的psinn形状,以将生物活性剂输送到皮肤深层。这种DRIE工具也有助于蚀刻孔阵列,纳米棒和光栅

本文摘自最新版的Process News 2020。在线阅读:

流程新闻2020_19fm_7
下载