KR100943157B1

KR100943157B1 - Mold for manufacturing microneelde array, method for manufacturing the microneelde mold, and microneelde array manufactured using the microneelde mold

Info

Publication number: KR100943157B1
Application number: KR1020080096347A
Authority: KR
Inventors: 김창현; 이창규; 이혜진
Original assignee: 김창현; 이창규
Priority date: 2008-10-01
Filing date: 2008-10-01
Publication date: 2010-02-17

Abstract

PURPOSE: A mold for manufacturing a fine needle array, a method for manufacturing the fine needle mold, and a fine needle array manufactured using the fine needle mold are provided, which can obtain a fine needle pattern by forming the tip of the fine needle into sharp incline. CONSTITUTION: A method for manufacturing a fine needle mold includes a step(S1) for coating the upper side of the base with photoresist; a step(S2) for engraving the fine needle pattern on the photoresist layer by aligning a mask in which a lot of patterns corresponding to the fine needle are formed, exposing it to UV and developing it; a step(S3) for processing in order to pointedly slope the tip of the fine needle pattern by cutting the tip of the fine needle pattern; a step(S4,S5) for forming a plating layer on the base and photoresist fine needle pattern image; and a step(S6) for obtaining the base mold from the plating layer in which the fine needle pattern is engraved.

Description

미세바늘 어레이 제조용 금형과 이 금형의 제조방법 및, 이 금형을 이용한 미세바늘 어레이{MOLD FOR MANUFACTURING MICRONEELDE ARRAY, METHOD FOR MANUFACTURING THE MICRONEELDE MOLD, AND MICRONEELDE ARRAY MANUFACTURED USING THE MICRONEELDE MOLD}MOLD FOR MANUFACTURING MICRONEELDE ARRAY, METHOD FOR MANUFACTURING THE MICRONEELDE MOLD, AND MICRONEELDE ARRAY MANUFACTURED USING THE MICRONEELDE MOLD}

본 발명은 의료용 미세바늘 어레이(microneedle)를 제조하기 위한 금형과, 이 금형을 제조하는 방법 및 상기 금형을 이용하여 제조된 미세바늘 어레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피부를 통해 약물을 전달하는 기능을 하는 미세바늘 어레이를 용이하고 대량으로 제조할 수 있는 미세바늘 제조용 금형과, 이 금형의 제조방법 및, 이 금형을 이용한 미세바늘 어레이에 관한 것이다. The present invention relates to a mold for manufacturing a medical microneedle array (microneedle), a method of manufacturing the mold and a microneedle array manufactured using the mold, and more particularly, a function of delivering a drug through the skin. The present invention relates to a microneedle manufacturing mold capable of easily and mass producing a microneedle array, a method for manufacturing the die, and a microneedle array using the die.

의료 현장에서 혈액의 채취나 약물 전달의 가장 기본이 되는 주사기는 혈관이나 체내 조직에 약물을 직접 주입하기 때문에 효율이 높은 약물 전달 도구이다. 그러나, 환자들이 느끼는 통증이나 공포가 매우 크고 감염의 위험이 있으며, 사용할 때에 전문기술이 요구된다. 한편, 경구용 약의 경우에는 간편한 방법이나 소화작용에 의해 분해가 될 수 있고 복용한 양의 일부만 흡수가 되며, 흡수가 되더라도 간을 통과하면서 대부분의 성분들이 걸러지게 되므로 약물 전달 효율이 매우 낮다.Syringes, the basis of blood collection and drug delivery at medical sites, are highly efficient drug delivery tools because they inject drugs directly into blood vessels or tissues. However, the pain or fear that patients feel is very high and there is a risk of infection, and expertise is required when using it. On the other hand, oral medicine can be broken down by a simple method or digestive action, and only a portion of the dose is absorbed, and even if absorbed, most of the components are filtered through the liver, so drug delivery efficiency is very low.

상기와 같은 약물 전달 방식은 적정한 농도의 약물을 지속적으로 체내에 투여하여 혈장 내의 약물 농도를 적정 수준으로 장시간 유지하기 어렵다. Such a drug delivery method is difficult to maintain the drug concentration in plasma for a long time by continuously administering the appropriate concentration of the drug in the body.

금연보조제나 관절염 치료제와 같이 피부에 붙이는 패치를 이용한 약물 전달 방법은 위에 언급한 문제들을 해결할 수 있는 이점이 있으나, 피부는 체내의 수분을 비롯한 여러 물질들이 외부로 유출되는 것을 방지할 뿐만 아니라 외부의 해로운 물질이 체내로 유입되는 것을 차단하는 중요한 역할을 수행하고 있기 때문에 약물 전달이 쉽게 이루어지지 않는 단점이 있기 때문에 기존에 패치제에 적용 가능한 약물은 약 20여종으로 제약이 있다. Drug delivery methods using patches applied to the skin, such as smoking cessation aids or arthritis medications, have the advantages of solving the above problems, but the skin not only prevents the release of moisture and other substances from the body Because it plays an important role in preventing harmful substances from entering the body, drug delivery is not easy, so there are about 20 drugs that can be applied to the patch.

피부를 통한 약물 전달을 보다 효과적으로 하기 위해서는 피부의 각질층을 파괴시키거나 각질층을 통과시키는 능동적인 전달 방법이 필요한데, 이러한 방법 중 하나로 미세바늘을 이용한 방법은 마이크로미터 스케일의 구멍을 효과적으로 형성하며, 신경이 분포하지 않는 표피층까지만 침투할 수 있도록 제작이 가능하므로 거의 통증이 없기 때문에 피부를 통한 약물 전달에 있어서 효과적인 방법으로 떠오르고 있다. For more effective drug delivery through the skin, an active delivery method that destroys or passes the stratum corneum of the skin is needed. One of these methods, using a microneedle, effectively forms micrometer-scale pores. Since it can be manufactured to penetrate only the undistributed epidermal layer, it is emerging as an effective method for drug delivery through the skin because there is almost no pain.

이러한 미세바늘 어레이를 제작하기 위한 종래 방법들은 일반적인 반도체 공정과 심화 반응성 이온 식각법(Deep Reactive Ion Etching; DRIE)을 함께 이용하는 방법과, 자외선 혹은 X-선 경사노광기법을 이용하는 방법 등이 대표적이다. Conventional methods for fabricating the microneedle array are typical methods using a general semiconductor process, Deep Reactive Ion Etching (DRIE), a method using ultraviolet or X-ray oblique exposure technique.

그러나 반도체 공정과 DRIE를 이용하여 미세바늘 어레이를 제작하는 방법은, 제작된 미세바늘 어레이에 반도체 공정에서 사용되는 유독성 약품이 잔류할 가능성이 있다. 또한 재질이 실리콘이나 유리와 같은 세라믹 계열이므로 충격이나 마모 등에 의해서 날카로운 미세바늘이 파괴되어 그 조각이 체내에 남아있게 되면 혈류를 타고 체내를 흐르면서 내부 조직에 손상을 가하거나 혈관을 막을 수도 있다. 또한 세라믹 계열의 재질은 미세바늘 어레이의 유연성을 떨어뜨리므로 어레이와 피부의 밀착성이 저하된다. 그리고 반도체 공정과 DRIE를 이용한 방법은 식각 속도의 조절을 통하여 미세바늘 모양을 가공하기 때문에 미세바늘 첨부의 경사면이나 길이방향의 측면홈과 같은 복잡한 형상에 대한 가공을 정확히 제어하기 어렵고, 실리콘 결정면에 의해서 그 형상이 결정되기 때문에 제작 가능한 형상에도 제한이 있다. 또한 상용되는 일반적인 실리콘 및 유기 기판의 두께는 500 ㎛, 1000 ㎛로 일정한 한편, 미세바늘의 높이는 기판의 두께에 제약을 받으므로 다양한 높이의 미세바늘을 제작하는 것이 곤란하며 기판이 두꺼워질수록 제작 시간이 길어지고 제작 단가 또한 매우 높아진다.However, in the method of manufacturing the microneedle array using the semiconductor process and the DRIE, there is a possibility that the toxic chemicals used in the semiconductor process remain in the manufactured microneedle array. In addition, since the material is a ceramic-based ceramic such as silicon or glass, if the fine microneedles are destroyed by impact or abrasion, and the fragments remain in the body, it may flow through the blood and damage the internal tissues or block blood vessels. In addition, ceramic-based materials reduce the flexibility of the microneedle array, which reduces the adhesion between the array and the skin. In addition, since the semiconductor process and the method using the DRIE process the microneedle shape by controlling the etch rate, it is difficult to precisely control the machining of complex shapes such as the inclined plane with the fine needle or the side groove in the longitudinal direction. Since the shape is determined, there is a limit to the shape which can be manufactured. In addition, the thickness of the commercially available silicon and organic substrates is constant at 500 μm and 1000 μm, while the height of the microneedles is limited by the thickness of the substrate, making it difficult to manufacture microneedles of various heights. This lengthening and manufacturing cost is also very high.

한편 자외선을 이용한 방법으로는 높이가 수백 마이크로미터 이상인 미세바늘을 제작하기가 어려우며, X-선을 이용한 방법은 X-선을 자주 이용할 수 없다는 단점이 있다. 또한 미세바늘 첨부의 경사면이나 길이방향의 측면홈을 형성할 수는 있지만, 미세바늘 폭의 형상을 자유로이 조절할 수 없다는 단점이 있다. 미세바늘의 폭은 좁으면 좁을수록 대상자에게 고통을 적게 주지만 미세바늘의 강도를 약하게 하기 때문에 미세바늘의 끝부분은 뾰족하고 가운데 부분은 폭이 일정하며 기판과 가까운 부분은 미세바늘의 폭을 두껍게 하는 것이 바람직하다. 그렇지만 자외선 혹은 X-선 경사노광기법을 이용한 기술로는 이와 같은 형상을 구현하기 어렵다.On the other hand, it is difficult to produce microneedles having a height of several hundred micrometers or more by the method using ultraviolet rays, and the method using X-rays does not frequently use X-rays. In addition, although it is possible to form the inclined surface or the side groove in the longitudinal direction with the microneedle, there is a disadvantage that the shape of the microneedle width can not be freely adjusted. The narrower the needle, the smaller the pain on the subject, but the weaker the needle, the weaker the tip of the needle, the width of the center part is constant, and the area close to the substrate increases the width of the needle. It is preferable. However, it is difficult to realize such a shape using a technique using ultraviolet or X-ray oblique exposure technique.

이러한 문제들을 해결하기 위한 것으로, 대한민국 등록특허 10- 682534(2007.2.15. 공고)호에 복잡한 형상의 면내형 미세바늘 어레이를 정밀하고 용이하게 제작하고, 상기 면내형 미세바늘 어레이를 이용하여 면외형 미세바늘 어레이를 제조함으로써 제조단가를 낮추고, 피부와의 밀착성을 향상시키기 위하여 기판이 유연한 면외형 미세바늘 어레이를 제조할 수 있는 '미세바늘 어레이 제작방법'이 개시되었다.In order to solve these problems, the Republic of Korea Patent Registration No. 10-682534 (2007.2.15. Announcement) manufactured in-plane microneedle array of complex shape precisely and easily, by using the in-plane microneedle array In order to reduce the manufacturing cost by improving the microneedle array and to improve adhesion to the skin, a 'microneedle array manufacturing method' has been disclosed in which a substrate can manufacture an out-of-plane flexible needle array.

그러나, 상기 미세바늘 어레이 제작방법은 미세바늘을 제작할 때마다 베이스에 전기도금 씨앗층을 증착하는 단계와, 그 위에 감광제를 도포하는 단계, 노광 및 현상 단계, 전기도금 단계, 도금층 분리 단계 등 여러 단계를 거쳐야 하므로 대량 생산이 어려운 문제가 있다. 특히, 팁(tip)이 뾰족하게 경사진 미세바늘을 만들기 위해서는 경사노광 방식을 사용해야 하는데, 이 경우 공정이 더욱 복잡하게 되는 문제가 있다. However, the method of fabricating the microneedle array is a step of depositing an electroplating seed layer on the base every time the microneedle is manufactured, applying a photosensitive agent thereon, exposing and developing, electroplating, and plating layer separation. There is a problem that the mass production is difficult to go through. In particular, in order to make a fine needle inclined to the tip (tip) should be inclined exposure method, in this case there is a problem that the process becomes more complicated.

또한, 제작된 미세바늘 어레이를 n×m 메트릭스 구조의 패치형 어레이(Patch Type Array)로 만들기 위해서는 기판에 여러개의 미세바늘 어레이들을 결합시키는 과정을 거쳐야 하므로 패치형 미세바늘 어레이를 제작하는데에도 어려움이 있었다. In addition, in order to make the fabricated microneedle array into a patch type array having an n × m matrix structure, it is difficult to manufacture a patch type microneedle array because a plurality of microneedle arrays must be coupled to a substrate.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 미세바늘 어레이를 제조하기 위한 금형을 용이하게 제작하고, 제작된 금형을 통해 원하는 형상의 미세바늘 어레이를 용이하고 신속하게 대량으로 제조할 수 있는 미세바늘 어레이 제조용 금형과 이 금형의 제조방법 및, 이 금형을 이용한 미세바늘 어레이를 제공함에 있다. The present invention is to solve the conventional problems as described above, an object of the present invention is to easily produce a mold for manufacturing a microneedle array, and to easily and quickly produce a microneedle array of the desired shape through the produced mold The present invention provides a mold for producing a microneedle array that can be manufactured in large quantities, a method for manufacturing the die, and a microneedle array using the die.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따르면, 베이스의 상부면에 포토레지스트층을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트층에 미세바늘 어레이의 형상과 대응하는 형상의 패턴이 형성된 마스크를 정렬하고 노광 및 현상하여 포토레지스트층에 미세바늘 어레이 패턴을 양각하는 단계; 상기 양각된 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴의 팁을 뾰족하게 경사지도록 가공하는 단계; 상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 도금층을 형성하는 단계; 그리고, 상기 베이스와 미세바늘 어레이 패턴을 도금층과 분리하여 미세바늘 어레이 패턴이 음각된 도금층으로 베이스 금형을 얻는 단계를 포함하여 구성된 미세바늘 어레이 제조용 금형의 제조방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, forming a photoresist layer on the upper surface of the base; Aligning, exposing and developing a mask having a pattern having a shape corresponding to that of the microneedle array on the photoresist layer to emboss the microneedle array pattern on the photoresist layer; Processing the tip of the embossed photoresist microneedle array pattern to be sharply inclined; Forming a plating layer on the base and the photoresist microneedle array pattern; In addition, the method of manufacturing a mold for manufacturing a microneedle array including the step of separating the base and the microneedle array pattern from the plating layer to obtain a base mold with the plated layer in which the microneedle array pattern is engraved is provided.

본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 상기 제조방법에 의해 제조된 미세바늘 어레이 제조용 금형이 제공된다. According to another form of this invention, the metal mold | die for microneedle array manufacture manufactured by the said manufacturing method is provided.

본 발명의 또 다른 한 형태에 따르면, 상기 금형을 이용하여 제조된 미세바 늘 어레이가 제공된다. According to yet another aspect of the present invention, there is provided a microneedle array manufactured using the mold.

이러한 본 발명에 따르면, 반도체 식각 공정을 이용하여 포토레지스트층에 원하는 형태의 미세바늘 패턴을 양각한 다음, 다이싱 공정을 통해 미세바늘의 팁을 뾰족한 경사면으로 가공하여 최종적인 미세바늘 패턴을 얻을 수 있고, 이 미세바늘 패턴에 도금층을 형성하여 미세바늘 패턴이 음각된 금형을 제작할 수 있다. 따라서, 원하는 형상의 미세바늘 음각 패턴을 갖는 금형을 용이하게 제작할 수 있으며, 향후 이 금형을 이용하여 고분자 수지로 이루어진 미세바늘 어레이를 용이하게 사출 성형할 수 있다. According to the present invention, by using a semiconductor etching process to emboss the fine needle pattern of the desired shape on the photoresist layer, and then process the tip of the fine needle into a sharp inclined surface through a dicing process to obtain a final fine needle pattern In addition, a plating layer may be formed on the microneedle pattern to manufacture a mold in which the microneedle pattern is engraved. Therefore, a mold having a fine needle intaglio pattern of a desired shape can be easily manufactured, and in the future, the microneedle array made of a polymer resin can be easily injection molded using the mold.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 미세바늘 어레이 제조용 금형과 이 금형의 제조방법 및, 이 금형을 이용한 미세바늘 어레이의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a mold for producing a microneedle array according to the present invention, a method for manufacturing the mold, and a preferred embodiment of the microneedle array using the mold.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 미세바늘 어레이 제조용 금형의 제조방법의 일 실시예를 나타낸 순서도로, 본 발명의 미세바늘 어레이 제조용 금형의 제조방법은, 베이스(이 실시예에서 실리콘 웨이퍼; Si Wafer)의 상부면에 포토레지스트(photoresist)를 도포하는 단계(S1), 상기 포토레지스트층에 미세바늘 어레이의 형상과 대응하는 형상의 패턴이 형성된 마스크를 정렬하고 UV 노광 및 현상하여 포토레지스트층에 미세바늘 어레이 패턴을 양각하는 단계(S2), 상기 미세바늘 어레이 패턴의 팁(tip)을 절삭하여 미세바늘 어레이 패턴의 팁을 뾰족하게 경사지도록 가 공하는 단계(S3), 상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 도금층을 형성하는 단계(S4, S5), 상기 베이스와 미세바늘 어레이 패턴을 도금층과 분리하여 미세바늘 어레이 패턴이 음각된 도금층으로 베이스 금형을 얻는 단계(S6)로 이루어진다. First, Figure 1 is a flow chart showing an embodiment of a method for manufacturing a microneedle array manufacturing mold according to the present invention, the method for manufacturing a microneedle array manufacturing mold of the present invention, the base (silicon wafer in this embodiment; Si Wafer (S1) applying a photoresist on the upper surface of the photoresist), aligning the mask formed with a pattern of the shape corresponding to the shape of the microneedle array on the photoresist layer, and UV exposure and development to fine the photoresist layer Embossing the needle array pattern (S2), cutting the tip of the microneedle array pattern to process the tip of the microneedle array pattern to be sharply inclined (S3), and the base and photoresist microneedle Forming a plating layer on the array pattern (S4, S5), the base and the microneedle array pattern is separated from the plating layer to the fine needle array pattern engraved A step (S6) of obtaining a base mold with a layer.

상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 도금층을 형성하는 단계는 상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 전기도금 씨앗층을 증착하는 단계(S4)와, 상기 전기도금 씨앗층에 전기도금하여 도금층을 형성하는 단계(S5)로 이루어진다. Forming a plating layer on the base and the photoresist microneedle array pattern may include depositing an electroplating seed layer on the base and the photoresist microneedle array pattern (S4), and electroplating the electroplating seed layer. The step of forming a plating layer (S5).

각 단계에 대해 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다. Each step is described in more detail as follows.

먼저, 도 2에 도시된 것과 같이, 베이스(10)에 자외선(UV)에 의해 감광 처리되는 포토레지스트를 도포하여 소정의 두께로 포토레지스트층(20)을 형성한다(단계 S1). 상기 베이스(10)로는 실리콘 웨이퍼(Si Wafer) 등을 이용할 수 있다. First, as shown in FIG. 2, the photoresist photosensitively treated by ultraviolet (UV) is applied to the base 10 to form the photoresist layer 20 to a predetermined thickness (step S1). As the base 10, a silicon wafer or the like may be used.

그리고, 성형하고자 하는 미세바늘 어레이 형상과 대응하는 형상의 미세바늘 어레이 패턴이 형성되어 있는 마스크(미도시)를 상기 포토레지스트층(20) 위에 대고 자외선(UV)으로 노광한다. 물론, 상기 포트레지스트가 X-선에 의해 감광 처리되는 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA)와 같은 물질로 이루어질 경우에는 자외선 대신 X-선으로 노광한다(단계 S2). Then, a mask (not shown) on which the microneedle array pattern having a shape corresponding to the microneedle array shape to be formed is formed is exposed on the photoresist layer 20 and exposed to ultraviolet light (UV). Of course, when the photoresist is made of a material such as polymethylmethacrylate (PMMA) which is photosensitive by X-rays, the photoresist is exposed to X-rays instead of ultraviolet rays (step S2).

상기 포토레지스트층에 대한 노광 공정 후, 포토레지스트층을 현상하여 도 3에 도시된 것과 같이 베이스(10) 상에 포토레지스트로 된 편평한 미세바늘 어레이 패턴(21)을 양각한다(단계 S2). After the exposure process to the photoresist layer, the photoresist layer is developed to emboss the flat microneedle array pattern 21 of photoresist on the base 10 as shown in FIG. 3 (step S2).

이어서, 도 4a와 도 4b, 도 5에 도시된 것과 같이, 고속으로 회전하는 원형 디스크형태의 다이싱 블레이드(30)를 이용하여 상기 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴(21)의 팁(22)(tip)을 뾰족하게 경사지도록 절삭 가공한다(단계 S3). 이 실시예에서 다이싱 블레이드(30)가 베이스(10) 면에 대해 수직한 상태에서 다이싱 블레이드(30)의 경사진 날이 미세바늘 어레이 패턴(21)의 팁(22)을 경사지게 절삭 가공한다. 하지만, 이와 다르게 다이싱 블레이드(30)가 베이스(10) 면에 대해 일정 각도 경사진 상태에서 미세바늘 어레이 패턴(21)의 팁(22)을 경사지게 절삭 가공할 수도 있을 것이다. Subsequently, as illustrated in FIGS. 4A, 4B, and 5, the tip 22 of the photoresist microneedle array pattern 21 is used by using a dicing blade 30 in the form of a circular disk rotating at a high speed. ) Is sharply inclined (step S3). In this embodiment, the inclined blade of the dicing blade 30 obliquely cuts the tip 22 of the microneedle array pattern 21 while the dicing blade 30 is perpendicular to the surface of the base 10. . Alternatively, the dicing blade 30 may be inclinedly cutting the tip 22 of the microneedle array pattern 21 in an inclined angle with respect to the surface of the base 10.

또한, 이 실시예에서는 외주연부가 경사진 형태의 다이싱 블레이드(30)를 이용하여 미세바늘 어레이 패턴(21)의 팁(22)을 절삭 가공하지만, 다이싱 블레이드(30) 외에도 다양한 절삭 도구, 예컨대 레이저 컷팅장치 등을 이용하여 미세바늘 어레이 패턴(21)의 팁(22)을 뾰족하게 경사지도록 가공할 수도 있을 것이다.Also, in this embodiment, the tip 22 of the microneedle array pattern 21 is cut using the dicing blade 30 having an inclined outer peripheral portion, but in addition to the dicing blade 30, various cutting tools, For example, the tip 22 of the fine needle array pattern 21 may be processed to be sharply inclined using a laser cutting device or the like.

한편, 상기와 같은 다이싱 블레이드(30)를 이용한 미세바늘 어레이 패턴(21)의 절삭 가공이 완료되면, 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 베이스(10)의 상부면과 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴(21) 상에 전기도금 씨앗층(40)(seed layer)을 증착한다(단계 S4). 상기 전기도금 씨앗층(40)은 수백 ~ 수천 Å 두께의 티타늄층으로 이루어질 수 있고, 스퍼터링(Sputtering) 공법이나 증착(Evaporation) 공법을 이용하여 형성할 수 있다. 베이스(10) 및 미세바늘 어레이 패턴(21)과 전기도금 씨앗층(40) 간의 분리를 용이하게 위하여 상기 전기도금 씨앗층(40)을 증착하기 이전에 베이스(10) 및 미세바늘 어레이 패턴(21) 면에 이형제를 미리 도포할 수도 있 다. On the other hand, when the cutting process of the microneedle array pattern 21 using the dicing blade 30 as described above is completed, as shown in Figure 6, the upper surface of the base 10 and the photoresist microneedle array pattern An electroplating seed layer 40 is deposited on the surface 21 (step S4). The electroplating seed layer 40 may be formed of a titanium layer having a thickness of several hundreds to thousands of micrometers, and may be formed using a sputtering method or an evaporation method. In order to facilitate separation between the base 10 and the microneedle array pattern 21 and the electroplated seed layer 40, the base 10 and the microneedle array pattern 21 before depositing the electroplated seed layer 40. The release agent may be applied to the cotton in advance.

이어서, 상기 전기도금 씨앗층(40)에 니켈 등의 금속 재료로 전기도금하여 도금층(50)을 형성한다(단계 S5). Subsequently, the electroplating seed layer 40 is electroplated with a metal material such as nickel to form a plating layer 50 (step S5).

상기와 같이 베이스(10)와 미세바늘 어레이 패턴(21) 상에 도금층(50)을 형성한 다음, 상기 베이스(10)와 미세바늘 어레이 패턴(21)을 도금층(50)에서 분리하면, 도 7에 도시된 것과 같이 성형하고자 하는 미세바늘 어레이의 최종 형태와 대응하는 미세바늘 어레이 음각 패턴(51)이 형성된 도금층(50)이 남게되고, 이 도금층(50)이 베이스 금형이 된다(단계 S6). 따라서, 상기 베이스 금형(50)의 미세바늘 어레이 음각 패턴(51)의 개방면을 폐쇄한 상태에서 미세바늘 어레이 음각 패턴(51)의 내측으로 고분자 수지를 주입하여 사출 성형하면, 팁이 뾰족하게 경사진 원하는 형태의 미세바늘이 형성된 미세바늘 어레이를 반복적으로 제조할 수 있다. When the plating layer 50 is formed on the base 10 and the fine needle array pattern 21 as described above, and then the base 10 and the fine needle array pattern 21 are separated from the plating layer 50, FIG. 7. As shown in FIG. 6, the plating layer 50 on which the microneedle array intaglio pattern 51 corresponding to the final shape of the microneedle array to be molded is formed remains, and the plating layer 50 becomes a base mold (step S6). Accordingly, when the injection molding is performed by injecting a polymer resin into the microneedle array intaglio pattern 51 in a state in which the open surface of the microneedle array intaglio pattern 51 of the base mold 50 is closed, the tip is pointed hard. Photomicroneedle array in which the microneedle of the desired shape is formed can be repeatedly produced.

상기와 같이 제조된 베이스 금형(50)을 단일체로 사용할 경우에는 도 8에 도시된 것과 같은 복수개의 미세바늘이 일방향으로 일정 간격으로 배열된 단일형 미세바늘 어레이(100)를 사출 성형하게 된다. 하지만, 이와 다르게 베이스 금형(50)을 복수개를 적층시켜 도 9a에 도시된 것과 같이 복수개의 미세바늘이 n×m 매트릭스(여기서, n ≥1, m ≥2) 형태로 배열된 패치형 미세바늘 어레이(patch type microniddle array)(200)를 쉽게 제작할 수 있다.When the base mold 50 manufactured as described above is used as a single body, a plurality of microneedles as shown in FIG. 8 is injection molded into a single microneedle array 100 having a predetermined interval in one direction. Unlike this, however, a plurality of base molds 50 are stacked to form a patch-type microneedle array in which a plurality of fine needles are arranged in an n × m matrix (where n ≧ 1 and m ≧ 2) as shown in FIG. 9A. patch type microniddle array) 200 can be easily manufactured.

즉, 도 10에 도시된 것과 같이, 상기 베이스 금형(50)을 복수개를 일정 간격으로 적층시키고, 각각의 베이스 금형(50)의 사이에 평판 형태의 스페이서(60)를 개재시켜 패치형 미세바늘 어레이 성형용 금형(70)을 제작하고, 상기 패치형 미세 바늘 어레이 성형용 금형(70)에 고분자 수지를 주입하여 패치형 미세바늘 어레이(200, 300; 도 9a, 도 9b 참조)를 쉽게 사출 성형할 수 있다. 도면으로 나타내지는 않았으나, 상기 패치형 미세바늘 어레이 성형용 금형(70)의 상부에는 미세바늘 어레이 음각 패턴을 폐쇄하는 기능을 함과 더불어 외부에서 공급되는 고분자 수지액이 유입되는 수지공급홀이 형성된 금형커버가 구비된다. That is, as shown in FIG. 10, a plurality of the base molds 50 are stacked at regular intervals, and a patch type microneedle array molding is formed by interposing a spacer 60 having a flat plate shape between the base molds 50. The mold 70 for manufacturing and injecting a polymer resin into the mold 70 for patch-type fine needle array molding can be easily injection-molded patch-type microneedle array (200, 300 (see Figs. 9a, 9b)). Although not shown in the drawings, a mold cover having a resin supply hole in which a polymer resin solution supplied from the outside is formed and a function of closing the microneedle array intaglio pattern is formed on the patch type microneedle array molding die 70. Is provided.

물론, 상기 베이스 금형(50)의 미세바늘 어레이 음각 패턴(51)이 형성되어 있는 부분의 두께가 충분히 두껍게 형성된다면 스페이서(60)를 개재시키지 않고 바로 복수개의 베이스 금형(50)들을 서로 연접되게 적층시켜 패치형 미세바늘 어레이 성형용 금형을 제작할 수도 있을 것이다. Of course, if the thickness of the portion where the microneedle array intaglio pattern 51 of the base mold 50 is formed is sufficiently thick, a plurality of base molds 50 are directly stacked on each other without interposing the spacer 60. It is also possible to manufacture a mold for forming a patch type microneedle array.

또한, 상기 베이스 금형(50)을 복수개를 일정 간격으로 적층시키고, 각각의 베이스 금형(50) 사이에 평판 형태의 스페이서(60)를 개재시켜 미세바늘 어레이 성형용 금형을 제작할 때, 상기 스페이서(60)의 형태를 단순한 평판 형태를 사용할 경우에는 도 9a에 도시된 것과 같은 형태의 패치형 미세바늘 어레이(200)를 제작할 수 있지만, 스페이서(60)의 상단부에 도 11에 도시된 것과 같이 여러개의 요철(60a)이 형성된 구조로 이루어진 것을 사용할 경우 도 9b에 도시된 것과 같이 다수개의 구멍(301)이 일정 간격으로 형성된 패치형 미세바늘 어레이(300)를 제작할 수 있다. 상기 구멍(301)의 형태와 간격은 상기 스페이서(60)의 요철(60a)의 크기에 따라 달라지게 된다. 예를 들어, 상기 스페이서(60)의 폭방으로 긴 하나의 요철(60a)을 형성하게 되면, 폭방향으로 긴 구멍을 갖는 패치형 미세바늘 어레이를 제작할 수 있을 것이다. In addition, when the plurality of base molds 50 are stacked at regular intervals and a mold for forming a microneedle array is formed between the base molds 50 with a spacer 60 having a flat plate shape therebetween, the spacers 60 are formed. In the case of using a simple flat plate form, the patch-type microneedle array 200 may be manufactured as shown in FIG. 9A. However, as shown in FIG. When using a structure having a structure formed by 60a), as shown in FIG. 9B, a patch type microneedle array 300 having a plurality of holes 301 formed at predetermined intervals may be manufactured. The shape and spacing of the holes 301 will vary depending on the size of the unevenness 60a of the spacer 60. For example, when one long concave-convex 60a is formed in the width of the spacer 60, a patch type microneedle array having a long hole in the width direction may be manufactured.

상기와 같이 패치형 미세바늘 어레이(300)에 구멍(301)이 형성된 패치 형태로 미세바늘 어레이를 제작하게 되면, 피부을 통해 약물을 투입하고자 하는 약물층 또는 약물을 함유한 시이트(sheet)를 상기 패치형 미세바늘 어레이(300)의 뒷면에 부착한 후 패치형 미세바늘 어레이를 피부에 접촉시키게 되면, 패치형 미세바늘 어레이에 형성된 구멍(301)을 통해 약물층 또는 약물을 함유한 시이트로부터 흘러나온 약물이 피부로 쉽게 투입될 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 도 9a에 도시된 것과 같은 구멍이 형성되지 않은 패치형 미세바늘 어레이(200)를 사용할 경우에는 바늘이 형성된 부위에 약물을 미리 도포하거나, 패치형 미세바늘 어레이(200)를 사용하여 피부에 구멍을 낸 후 피부에 다시 약물을 도포하여 약물을 전달시켜야 하지만, 도 9b에 도시된 것과 같이 패치형 미세바늘 어레이(300)의 미세바늘 사이사이에 구멍(301)이 형성될 경우에는 패치형 미세바늘 어레이(300)의 뒷면에 약물층을 직접 부착시켜 피부에 적용함으로써 쉽게 약물을 피부로 전달할 수 있다.When the microneedle array is manufactured in the form of a patch in which the holes 301 are formed in the patch-type microneedle array 300 as described above, a patch layer containing a drug layer or a drug to be injected through the skin may be used. When the patch-type microneedle array is contacted with the skin after being attached to the back of the needle array 300, the drug flowed out of the drug layer or the sheet containing the drug easily into the skin through the hole 301 formed in the patch-type microneedle array. The effect that can be injected can be obtained. That is, when using a patch-type microneedle array 200 is not formed as shown in Figure 9a, the drug is applied in advance to the site where the needle is formed, or a hole in the skin using the patch-type microneedle array 200 After the drug is applied to the skin again to deliver the drug, but as shown in FIG. 9B, when the holes 301 are formed between the microneedle of the patch-type microneedle array 300, the patch-type microneedle array 300 The drug layer can be directly attached to the back of the skin and applied to the skin to easily deliver the drug to the skin.

이와 같이 본 발명에 따르면, 미세바늘 어레이 음각 패턴(51)이 형성된 베이스 금형(50)을 제작한 다음, 제작된 베이스 금형(50)을 이용하여 수지물로 된 미세바늘 어레이 또는 패치형 미세바늘 어레이를 반복적으로 사출 성형할 수 있으므로, 미세바늘 어레이를 매우 쉽고 신속하게 제조할 수 있으며, 대량 생산이 용이하여 제조단가를 대폭 낮출 수 있는 이점이 있다. As described above, according to the present invention, the microneedle array intaglio pattern 51 is formed, and then the base mold 50 is formed, and then the microneedle array or patch-type microneedle array made of resin is used. Since it can be repeatedly injection molded, the microneedle array can be manufactured very easily and quickly, and there is an advantage that the production cost can be greatly reduced due to easy mass production.

도 1은 본 발명에 따른 미세바늘 어레이 제조용 금형의 제조방법의 일 실시예를 나타낸 순서도이다. 1 is a flow chart showing an embodiment of a method for manufacturing a microneedle array manufacturing mold according to the present invention.

도 2 내지 도 7은 도 1의 미세바늘 어레이 제조용 금형의 제조방법에 의해 수행되는 각 단계를 순차적으로 설명하는 도면들이다. 2 to 7 are diagrams sequentially illustrating each step performed by the method for manufacturing a microneedle array manufacturing mold of FIG.

도 8은 도 1의 제조방법에 의해 형성된 미세바늘 어레이 제조용 금형에 의해 만들어지는 단일 구조의 면내형 미세바늘 어레이를 나타낸 사시도이다.FIG. 8 is a perspective view illustrating an in-plane microneedle array having a single structure made by a mold for manufacturing a microneedle array formed by the manufacturing method of FIG. 1.

도 9a 와 도 9b는 도 1의 제조방법에 의해 형성된 패치형 미세바늘 어레이 제조용 금형에 의해 만들어지는 미세바늘 어레이를 나타낸 사시도이다.9A and 9B are perspective views illustrating a microneedle array made by a mold for preparing a patch-type microneedle array formed by the manufacturing method of FIG. 1.

도 10은 도 9a의 패치형 미세바늘 어레이를 성형하기 위한 금형의 구조를 나타낸 평면도이다. FIG. 10 is a plan view illustrating a structure of a mold for forming the patch-type microneedle array of FIG. 9A.

도 11은 도 9b의 패치형 미세바늘 어레이를 성형하기 위한 금형의 스페이서 구조를 나타낸 정면도이다.FIG. 11 is a front view illustrating a spacer structure of a mold for forming the patch-type microneedle array of FIG. 9B.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 베이스 20 : 포토레지스트층10: base 20: photoresist layer

21 : 미세바늘 패턴 30 : 다이싱 블레이드21: fine needle pattern 30: dicing blade

40 : 전기도금 씨앗층 50 : 도금층40: electroplating seed layer 50: plating layer

60 : 스페이서 70 : 미세바늘 어레이 성형용 금형60 spacer 70 mold for forming microneedle array

100 : 단일형 미세바늘 어레이 200 : 패치형 미세바늘 어레이100: single type microneedle array 200: patch type fine needle array

300 : 패치형 미세바늘 어레이 301 : 구멍300: patch type fine needle array 301: hole

Claims

베이스의 상부면에 포토레지스트층을 형성하는 단계;Forming a photoresist layer on the top surface of the base;

상기 포토레지스트층에 미세바늘 어레이의 형상과 대응하는 형상의 패턴이 형성된 마스크를 정렬하고 노광 및 현상하여 포토레지스트층에 미세바늘 어레이 패턴을 양각하는 단계;Aligning, exposing and developing a mask having a pattern having a shape corresponding to that of the microneedle array on the photoresist layer to emboss the microneedle array pattern on the photoresist layer;

상기 양각된 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴의 팁을 고속 회전하는 다이싱 블레이드를 이용하여 경사지도록 가공하는 단계;Machining the tip of the embossed photoresist microneedle array pattern to be inclined using a dicing blade rotating at high speed;

상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 도금층을 형성하는 단계; 및Forming a plating layer on the base and the photoresist microneedle array pattern; And

상기 베이스와 미세바늘 어레이 패턴을 도금층과 분리하여 미세바늘 어레이 패턴이 음각된 도금층으로 베이스 금형을 얻는 단계를 포함하여 구성된 줄 형상의 미세바늘 어레이 제조용 금형의 제조방법.And separating the base and the microneedle array pattern from the plated layer to obtain a base mold with the plated layer in which the microneedle array pattern is engraved.

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상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 도금층을 형성하는 단계;Forming a plating layer on the base and the photoresist microneedle array pattern;

상기 베이스와 미세바늘 어레이 패턴을 도금층과 분리하여 미세바늘 어레이 패턴이 음각된 도금층으로 베이스 금형을 얻는 단계; 및Separating the base and the microneedle array pattern from the plating layer to obtain a base mold with the plating layer in which the microneedle array pattern is engraved; And

상기 베이스 금형 복수 개를 단순 적층 방식 또는 스페이서 개재 적층 방식에 의해 조합하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 면 형상의 미세바늘 어레이 성형용 금형의 제조방법.And combining the plurality of base molds by a simple lamination method or a spacer interposition lamination method.

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제1항에 있어서, 상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 도금층을 형성하는 단계는, 상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 전기도금 씨앗층을 증착하는 단계와, 상기 전기도금 씨앗층에 전기도금하여 도금층을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 줄 형상의 미세바늘 어레이 제조용 금형의 제조방법.The method of claim 1, wherein the forming of the plating layer on the base and the photoresist microneedle array pattern comprises: depositing an electroplating seed layer on the base and the photoresist microneedle array pattern; A method for manufacturing a mold for producing a microneedle array having a row shape, characterized in that the step of electroplating on to form a plating layer.

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제 3 항에 있어서, 상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 도금층을 형성하는 단계는, 상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 전기도금 씨앗층을 증착하는 단계와, 상기 전기도금 씨앗층에 전기도금하여 도금층을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 면 형상의 미세바늘 어레이 제조용 금형의 제조방법.4. The method of claim 3, wherein the forming of the plating layer on the base and the photoresist microneedle array pattern comprises depositing an electroplating seed layer on the base and the photoresist microneedle array pattern; A method of manufacturing a mold for producing a microneedle array having a planar shape, characterized in that the electroplating on to form a plating layer.

제 3 항에 있어서, 상기 스페이서는 성형된 면 형상의 미세바늘 어레이 사이 사이에 관통 구멍이 형성되도록 볼록 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 면 형상의 미세바늘 어레이 성형용 금형의 제조방법.4. The method of claim 3, wherein the spacer is formed with a convex pattern such that a through hole is formed between the molded faceted microneedle arrays.

상기 베이스 금형을 이용한 일반적인 사출공정에 의해 수지를 사출성형하는 단계를 포함하여 구성된 줄 형상의 미세바늘 어레이 제조방법.A method of manufacturing a fine needle array having a row shape comprising the step of injection molding a resin by a general injection process using the base mold.

제 13 항에 있어서, 상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 도금층을 형성하는 단계는, 상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 전기도금 씨앗층을 증착하는 단계와, 상기 전기도금 씨앗층에 전기도금하여 도금층을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 줄 형상의 미세바늘 어레이 제조방법.The method of claim 13, wherein the forming of the plating layer on the base and the photoresist microneedle array pattern comprises depositing an electroplating seed layer on the base and the photoresist microneedle array pattern, and the electroplating seed layer. Electroplating on to form a plated layer, characterized in that consisting of a line-shaped fine needle array.

상기 베이스와 미세바늘 어레이 패턴을 도금층과 분리하여 미세바늘 어레이 패턴이 음각된 도금층으로 베이스 금형을 얻는 단계;Separating the base and the microneedle array pattern from the plating layer to obtain a base mold with the plating layer in which the microneedle array pattern is engraved;

상기 베이스 금형 복수 개를 단순 적층 방식 또는 스페이서 개재 적층 방식에 의해 조합하여 면 형상의 미세바늘 어레이 금형을 얻는 단계; 및Combining the plurality of base molds by a simple lamination method or a spacer interposition lamination method to obtain a planar microneedle array mold; And

상기 면 형상의 미세바늘 어레이 금형을 이용한 일반적인 사출공정에 의해 수지를 사출 성형하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 면 형상의 미세바늘 어레이 제조방법.Method of manufacturing a planar microneedle array characterized in that it comprises a step of injection molding the resin by a general injection process using the planar microneedle array mold.

제 15 항에 있어서, 상기 스페이서는 성형된 면 형상의 미세바늘 어레이 사이 사이에 관통 구멍이 형성되도록 볼록 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 면 형상의 미세 바늘 어레이 제조방법.16. The method of claim 15, wherein the spacer is formed with a convex pattern such that a through hole is formed between the molded faceted microneedle arrays.

제 15 항에 있어서, 상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 도금층을 형성하는 단계는, 상기 베이스와 포토레지스트 미세바늘 어레이 패턴 상에 전기도금 씨앗층을 증착하는 단계와, 상기 전기도금 씨앗층에 전기도금하여 도금층을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 면 형상의 미세바늘 어레이 제조방법.The method of claim 15, wherein the forming of the plating layer on the base and the photoresist microneedle array pattern comprises depositing an electroplating seed layer on the base and the photoresist microneedle array pattern, and the electroplating seed layer. Electroplating on to form a plated layer characterized in that the planar microneedle array manufacturing method.

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