Hollow형 미세바늘 어레이는 주사기와 패치의 장점을 결합하여 여러 종류의 약물을 통증 없이, 전달할 수 있게 한다. 본 논문에서는 건식 식각 방법과 습식 식각 방법을 이용하여 hollow형 실리콘 미세바늘 어레이를 제작하는 제작 공정과 그 결과를 제시하였다. 미세바늘 어레이의 형태는 실리콘 웨이퍼의 앞면에서 세 번의 식각 공정을 이용해 제작되었는데, 첫 번째 건식 식각 공정으로 피부에의 침투를 원활히 하기 위해 바늘 끝을 형성하고, 두 번째 건식 식각 공정으로 바늘의 길이를 조절하며, 마지막 HNA solution을 이용한 습식 식각 공정으로 바늘을 더 가늘게 만들면서 끝을 더 날카롭게 식각한다. 바늘을 통해 약물전달이 가능하도록 웨이퍼의 뒷면으로부터 건식 식각 공정을 이용해 약물 주입통로를 형성하였다. 제작된 Hollow형 실리콘 미세바늘 어레이는 $170\;{\mu}m$의 너비와 $230\;{\mu}m$의 길이, 직경 $40\;{\mu}m$의 약물 주입통로를 가지고 있으며, $1\;cm^2$의 시편 위에 $1000\;{\mu}m$의 피치로 $9{\times}9$ 개의 바늘을 형성하였다.
This paper presents a novel movable microneedle that becomes active when necessary to use. Conventional researches have been focused on the fabrication of microneedles and the interface with fluidic chip [1,2]. Therefore, we proposed an active microneedle to sample body fluids or deliver drugs in a controlled amount by actuating the needles. This allows us to keep the needles in operation only when necessary so that both the body skin and the needles can be protected from undesirable external disturbance while no operation.
최근 미세가공기술이 발전함에 따라 생체분해성 소재 기반의 미소바늘 혹은 미소바늘 주사기에 대한 연구가 각광을 받고 있다. 일반적으로 생체분해성 소재는 기계적 강도가 낮아 생체분해성 소재 기반의 미소바늘은 피부조직 관통 시 구부려지거나 파손되는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 기계적 강도가 향상된 생체적합성 소재를 새로이 합성하는 대신에 미소바늘 삽입 전 피부조직에 1축 혹은 등2축 초기변형률을 가해 미소바늘의 피부조직 관통력을 감소시키는 방법에 대해 살펴본다. 실험에서는 1축 혹은 등 2축 초기변형률을 가해 준 돼지 피부조직에 미소바늘을 삽입시키면서 힘-시간 데이터를 획득함으로써 초기변형률에 의한 미소바늘의 관통력 변화를 측정하였다. 본 연구를 통해 미소바늘의 피부조직 관통력은 피부조직에 초기변형률을 가해주는 방법으로 감소시킬 수 있음을 확인하였다.
미세봉(Fine Rod) 혹은 매우 가는 바늘등의 미세가공은 전자산업계나 공구의 제작등에 있어서 최근 수요가 점차 증가하고 있다. 예를 들면 잉크젯 프린터 헤드의 대량생산에 필요한 펀치나 이온빔장치의 에미터전극(Emitter Electrode)등은 지름이 100 .mu. m이하이며, 방전가공을 이용 하여 미세구멍을 가공할 때 지름 수십마이크로미터인 전극의 가공은 문제가 되고 있다. 본 연구 에서는 미세봉의 제작을 위해 초음파화학가공(Ultrsonic-Assisted Chemical Machining)이라는 새로운 방법을 제시하였으며, 원통형의 가공물을 제작할 경우, 화학가공에 대한 기본적인 이론을 소개하고 그에 대한 실험을 수행한 후 그 결과에 대해 기술하였다.
한국산 바늘꽃족(Epilobieae Endl.)에 대한 외부형태학적 형질에 근거한 분류학적인 연구를 수행하였다. 그 결과 한국에는 분홍바늘꽃속(Chamerion (Raf.) Raf. ex Holub) 1분류군과 바늘꽃속(Epilobium L.)분류군이 존재하는 것으로 정리되었다. 분홍바늘꽃(C. angustifolium subsp. angustifolium)은 이전까지 바늘꽃속이나 또는 분홍바늘꽃속에 속했으나, 잎이 호생하고, 꽃은 다소 좌우상칭이며 꽃잎의 끝이 갈라지지 않고, 수술 8개의 길이가 거의 비슷한 특징으로 바늘꽃속 식물들과 잘 구분되었다. 가는민바늘꽃(E. platystigmatosum)을 제외한 바늘꽃속 종들의 종자 표면을 전자현미경으로 관찰한 결과 종자 표면은 유두상 돌기(papillose), 그물형 돌기(reticulate), 이랑형 배열의 유두상 돌기(ridged)의 세 가지 형태로 분류되었다. 줄바늘꽃(E. ciliatum subsp. ciliatum)은 속내에서 유일하게 이랑형(ridged) 배열의 유두상 돌기를 지녀 차이가 있었다. 돌바늘꽃(E. amurense subsp. cephalostigma)은 잎의 모양, 털의 형태와 분포, 식물체의 크기와 습성 등에서 호바늘꽃(E. amurense subsp. amurense)과 잘 구별되었다. 회령바늘꽃(E. fastigiatoramosum)과 버들바늘꽃(E. palustre)은 잎이 전연인 점에서 비슷하나, 전자는 잎이 긴 타원형이며 주두가 두상이고 종자의 표면무늬가 유두상인 특징을 보이며, 후자는 잎이 긴 피침형이며 주두가 곤봉형이고 종자의 표면무늬가 그물상인 특징을 가져 잘 구별되었다. 그동안 보고되지 않았던 가는민바늘꽃(E. platystigmatosum)을 새롭게 포함시켰다.
본 연구는 주사기 바늘 기반의 미세유체 장치에서 균일한 polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) 입자를 제조하는 새로운 방법을 소개한다. 미세유체 장치는 다양한 규격의 기성품들을 별도의 장비없이 조립하여 제작된다. 이 미세유체 장치에서 광개시제를 포함한 PEGDA 분산상과 오일의 연속상의 부피유속을 제어하여 단분산성 PEGDA 액적을 형성한다. PEGDA 액적은 장치의 말단에서 자외선 조사에 의해 입자로 중합된다. 입자의 크기는 부피유속과 미세유체 장치의 규격을 조절하여 손쉽게 제어되며 입자의 단분산도는 변동계수(coefficient of variation)값이 2.57%로 계산된다. PEGDA입자의 생물학적 응용을 증명하기 위해서 세포를 함입시키고 증식과 생존을 관찰한다.
갑상선으로의 전이는 매우 드물며, 유방암의 갑상선으로의 전이 또한 드문 것으로 알려져 있다. 우리는 64세 유방암 환자에서 발생한 갑상선으로의 전이성 암 병변에 대한 초음파 소견과 중심부 바늘 생검의 진단적 역할에 중점을 두어 증례 보고를 하고자 한다. 초음파에서는 뚜렷한 종괴 형성은 보이지 않으면서 갑상선의 크기가 증가하였고, 저에코의 선 형태와 미세석회화가 관찰되었다. 이러한 미세석회화 부분을 조직검사의 표적으로 하여 중심부 바늘 생검을 시행하였고, 생검 결과 전이성 유방암으로 확인되었다. 최종적으로 갑상선 전절제술을 시행하여 림프선을 따라 전이한 침윤성 유관암으로 진단되었다. 저자들은 이러한 초음파 소견을 보일 경우 미세침흡인생검으로는 표적을 정하기 어려울 수 있으나, 중심부 바늘 생검을 이용하면 조직 자체를 얻어 수술 전 정확한 진단에 도움이 될 수 있다는 것을 경험하였기에 보고하고자 한다.
We demonstrate a novel fabrication technology for the microneedle array that can be used in the medical test field, which is transdermal drug delivery and blood analyte sampling. Previous researchers have used silicon-processed micromachining, a reactive ion etching, and molding techniques for the fabrication of microneedle array. However, these fabrication techniques have somewhat limitations apply to the microneedle array fabrication according to its application. Inclined LIGA process is suggested to overcome these problems. This process provides easier, sharper and longer out-of-plane microneedle array structure than conventional silicon-processed fabrication method did. Additionally, because of the advantage of the LIGA process based on mold fabrication for mass production, the polymer, PMMA(PolyMethylMethAcrylate), based microneedle array is useful as the mold base of nickel electroplating process; on the other hand, silicon-processed microneedle array is used in itself. In this research, we fabricate different types of out-of-plane microneedle array, which have different shape of tip, base and hole structure, using the inclined LIGA process. The fabricated microneedles have proper mechanical strength, height and sharpness to puncture human hand epidermis or dermis with less pain and without needle tip break during penetrating the skin.
Hollow-type microneedle array can be used for painless, continuous and stable drug delivery through a human skin. The needles must be sharp and have sufficient length in order to penetrate the epidermis. An array of hollow-type silicon microneedles was fabricated by using deep reactive ion etching and HNA wet etching with two oxide masks. Isotropic etching was used to create tapered tips of the needles, and anisotropic etching of Bosch process was used to make the extended length and holes of microneedles. The microneedles were formed by three steps of isotropic, anisotropic, and isotropic etching in order. The holes were made by one anisotropic etching step. The fabricated microneedles have $170{\mu}m$ width, $40{\mu}m$ hole diameter and $230{\mu}m$ length.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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