초록
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.
Despite all the recent advances in biodegradable material-based microneedles, the bending and failure (especially buckling) of a biodegradable microneedle during skin tissue insertion remains a major technical hurdle for its large-scale commercialization. A reduction in skin tissue puncture force during microneedle insertion remains an essential issue in successfully developing a biodegradable microneedle. Here, we consider uniaxial and equibiaxial prestrains applied to a skin tissue as mechanophysical stimuli that can reduce the skin tissue puncture force, and investigate the effect of prestrain on the changes in skin tissue puncture force. For a porcine skin tissue similar to that of humans, the skin tissue puncture force of a flat-end microneedle is measured with a z-axis stage equipped with a load cell, which provides a force-time curve during microneedle insertion. The findings of this study lead to a quantitative characterization of the relationship between prestrain and the skin tissue puncture force.
