硅微针(si-mn)具有创伤小、容易加工和应用等特点，是经皮给药药物递送的一种有前景的策略。传统的si-mn阵列经常通过使用微机电系统(mems)过程来制备，价格昂贵，不适合大规模制造和应用。另外，硅微针具有一个光滑的表面，使其很难实现高剂量药物递送。研究人员证实了一个固体策略来制备具有超亲水表面和可用于高药物运载的一种新型黑硅微针(bsi-mn)贴片。提出的策略包括普通硅微针简单制备和黑硅纳米线的随后制备两部分。首先，通过激光制图和碱腐蚀组成的一个简单方法来制备普通的硅微针。然后，通过银催化化学腐蚀在普通硅微针表面制备纳米线结构，从而形成bsi-mns。研究人员详尽探究了银纳米粒子沉积期间银离子和氢氟酸浓度以及银催化化学腐蚀期间氢氟酸/氢氟酸+过氧化氢比例对bsi-mns形态和性质的影响。
研究发现，最终制备好的bsi-mn贴片具有优异的药物运载能力，在相同面积下其运载能力是普通si-mn贴片的两倍多，而且具有可媲美的力学性能来用于实际皮肤穿刺。另外，bsi-mns具有一定的抗菌活性，当用于皮肤上时，可以抑制细菌生长和消毒被感染部位。
bsi-mn阵列形成示意图
在该研究中，研究人员使用上海腾拔universal ta质构仪（微针强度测定仪）用于测试硅微针的力学性能。用探头垂直下压微针阵列直至微针断裂或倒塌。研究发现，bsi-mns具有与si-mns相似的力学强度，且在测试过程中未发现断裂。这说明黑硅纳米丝结构对硅微针的力学强度没有显著影响。
si-mn和bsi-mn位移-力曲线图
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fabrication of black silicon microneedle arrays for high drug loading