Лазерный мир

Значительный объем исследований был проведен по изготовлению как положительных, так и отрицательных микроштампов с помощью лазеров, где их характерные размеры являются субмиллиметром с относительно небольшим количеством материала, подлежащим удалению. В общем, эти формы основаны на металлах, требующих коротких импульсных лазеров, и конкурирующие технологии, такие как механическая обработка проволокой электрическим током (проволочный EDM. электро-искровая резка -Пер.), могут дать лазерам возможность отработать за свои деньги.

Однако областью, где лазеры являются единственным выбором, является производство отрицательных полимерных форм для использования в медицинском устройстве и фармацевтической промышленности. В этом приложении лазер используется для обработки полимерного материала, из которого изготовлена пресс-форма. Полимерная обработка основана на разрушении межатомных связей, поэтому она идеально подходит для наносекундных и пикосекундных лазеров.

Все, что полимерная форма должна быть в состоянии сделать, это принять материал для заполнения, а не искажать. Если заполняющий материал имеет более низкую температуру плавления, чем форма, тогда нет проблем с использованием полимерных форм. В некоторых медицинских применениях это точно так же, и большое количество работ выполняется с использованием полимерных форм.

Одним из конкретных применений является изготовление накладок (пластырей) для микроигл, используемых для доставки лекарств. Пластырь с микроиглами состоит из массива маленьких игл, где каждая игла имеет коническую форму и имеет размеры приблизительно 600 мкм. Из-за размера и формы игл, тело не испытывает никакой боли, когда эти иглы проникают в кожу. Таким образом, пасты Microneedle являются альтернативой длинной подкожной игле длиной в дюйм, которая обычно встречается в большинстве хирургических операций.

Пластыри Microneedle похожи на небольшие повязки, и каждая игла образуется из химического вещества, которое растворяется при контакте с естественным теплом тела. Иглы изготовлены из сахара, который сам допирован медицинским активным ингредиентом, таким как болеутоляющее средство. При применении микроигольчатая матрица проталкиваеся через кожу, создавая множество крошечных отверстий, а сахар, нагруженный болеутоляющим, затем расплавляется и поглощается организмом.

Пример микроигольчатого пластыря .

Форма микроиглы должна иметь три характеристики:

1. Чтобы уменьшить силу, необходимую для вставки, микроиглы должны быть очень острыми, а радиус наконечника должен быть менее 2 мкм;
2. Форма должна быть гибкой, чтобы ее можно было очистить от массива микроиглы без причинения ущерба; а также
3. Процесс изготовления пресс-формы должен иметь высокую скорость производства по низкой цене.

Поскольку минимальная характеристика лазерного луча аппроксимируется длиной волны, способность образовывать острый наконечник в форме облегчается с помощью лазерного излучения. Испытания показали, что микроиглы, образованные из пресс-формы, изготовленной методом лазерной микрообработки в технологии Blueacre (Dundalk, Louth, Ireland), являются более резкими и требуют меньшей силы, чем другие технологии производства.

Лазерно-обработанная форма производит острые, конические иглы.

Обычно пресс-формы изготавливают из полимеров, таких как полидиметилсилоксаны (PDMS), которые могут быть легко обработаны, но имеют относительно высокую температуру плавления. Этот полимер также относительно дешев, снижая издержки производства.

Компания Blueacre Technology изучила ряд способов ускорения производства таких пресс-форм, а обработка на основе гальванометров обеспечивает самый быстрый и экономичный метод. Каждая отрицательная игла может быть обработана несколькими импульсами и может производить иглы в диапазоне от 50 до 1500 мкм. В настоящее время компания работает с исследовательскими группами по всему миру, и недавно разработала процесс, который позволяет создать отдельную полость иглы с помощью одного лазерного импульса, ускоряя темпы производства и улучшая промышленную масштабируемость.

Хотя микроиглы существуют уже почти два десятилетия, им еще предстоит попасть в основной рынок доставки лекарств. Вопросы остаются за поглощением наркотиков внутри организма, и фармацевтические исследования продолжаются, чтобы получить одобрение на рынке. Однако, когда они становятся доступными, лазеры готовы предложить экономичный и масштабируемый производственный процесс.

Источник:

www.blueacretechnology.com.