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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張沛頎
研究生(外文):Pei-Chi Chang
論文名稱:基因治療用微針之設計與製造
論文名稱(外文):Design and Fabrication of Microprobes for Gene Therapy
指導教授:黃聖杰黃聖杰引用關係
指導教授(外文):Sheng-Jye Hwang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:機械工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:103
中文關鍵詞:非等向性蝕刻微針微射出基因傳遞
外文關鍵詞:microprobeanisotropic etchinggene transportmicro-injection molding
相關次數:
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微針特徵之元件結合內視鏡術,可穿刺腸胃壁或膽道壁癌症細胞以進行藥物或基因治療。目前可批量製造出微針狀結構之技術乃使用微機電(MEMS)技術中的體型微細加工,在單晶矽上以非等向蝕刻之方式產生微針結構。基於單晶矽具有吸附基因之缺點與塑膠射出成型可大量生產製造之經濟特性,將開發微針結構零件之塑膠射出成型技術。
使用非等向性蝕刻單晶矽產生微針結構的方式有兩種:一為蝕刻出錐狀槽,接著進行兩次電鑄翻模產生具錐狀槽之金屬模仁供塑膠射出成型使用;另一為直接蝕刻出針狀結構,進行一次電鑄翻模後即可產生金屬模仁。兩種方式所產生之微針結構形狀並不相同,前者尖錐角度較大,蝕刻條件控制上也較為容易。
微射出成型可略分為:微量射出、微特徵零件射出成型。由於微小化與高精度要求,使得微射出成型從分析、設備、製程都需要修改甚至重新設計,不再是傳統射出成型技術所能完成。
本研究設計了搭配內視鏡使用之基因治療用微針,可用來治療腸胃等器官內壁之癌症細胞。另一方面使用非等向性蝕刻單晶矽產生微針陣列,以此為母模進行一次鎳電鑄翻製成模仁,再將模仁鑲入模具中進行塑膠射出壓縮成型,製造出具尖銳的微針結構元件。實驗過程分別使用高流動性PC與一般PP進行微針特徵射出壓縮成型。
The component of microprobes combined endoscopies therapy can penetrate cancer cell of stomach or intestines, and then deliver drug or gene into cell for treatment. Bulk micromachining is the main stream methodology of MEMS technology to produce batch microprobes. Using single-crystal silicon and anisotropic etchant can make sharp probes or grooves. Because single-crystal silicon can absorb protein and the economic advantage of plastics, we want to develop the injection molding technology will be developed for microprobe component.
There are two ways of anisotropic etching to make microprobes : one is etching pyramid groove and then electrodepositing twice to get mold insert for injection molding ; the other is etching microprobes and electrodepositing once to get mold insert. The shapes of microprobes by these two approaches are different. The first method will make microprobes with larger angle tip but the control of etching parameters is easier.
Micro injection molding can be classified as micro-mass injection molding and micro-featured injection molding. Due to miniaturization and requirement of high accuracy, the analysis, equipment and processes of injection molding needs to be improved or even to redesigned.
In this study, we design a component of microprobes which can be used with combined endoscopies to transport gene to gastrointestines tract and cure cancer. Besides, we use single-crystal silicon and anisotropic etchant to fabricate microprobes array, which is the master for electroforming. We choose nickel as the material of electroforming mold insert. And then, We use high flow PC and general PP to manufacture microprobes by injection-compression molding.
中文摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章緒論
1-1 前言 1
1-2 本研究相關之微製造技術
1-2-1 矽基微細加工 2
1-2-2 LIGA製程 4
1-2-3 精密電鑄 7
1-3 研究目的 9
1-4 文獻回顧
1-4-1 批量微針結構之母模製造 9
1-4-2 精密電鑄 11
1-4-3 微結構特徵射出成型 13
1-5 本文架構 14
第二章基因治療用微針及模具設計
2-1 基因治療用微針設計 15
2-2 基因治療用微針模具設計 19
2-3 模流分析
2-3-1 簡化模型 25
2-3-2 分析結果 26
2-4 討論 33
第三章微針母模設計與製造
3-1 微針陣列結構設計 34
3-2 實驗方法與設備 38
3-3 微針結構製造與結果 45
3-4 細胞基因轉殖實驗 49
3-5 討論 51
第四章微針特徵射壓成型
4-1 微針特徵電鑄模仁檢測 49
4-2 微針特徵射出成型
4-2-1 測試模具 50
4-2-2 CAE模擬成型 53
4-2-3 微針特徵射出成型 54
4-3 微針特徵射出壓縮之測試模具
4-3-1 測試模具 56
4-3-2 CAE模擬成型 59
4-3-3 微針特徵射出壓縮成型 61
4-4 討論 64
第五章討論與展望
5-1 結果討論 65
5-2 展望 67
參考文獻 68
附錄1 基因治療用微針模流分析(1) 71
附錄2 基因治療用微針模流分析(2) 72
附錄3 基因治療用微針模流分析(3) 73
附錄4 基因治療用微針模流分析收縮報告 74
附錄5 Fancu 全電式射壓機Α-30iA規格 76
附錄6 GE PC HF1130材料特性 77
附錄7 CHISSO PP K2048f材料特性 79
附錄8 全電式射出成型試件3模流分析結果 80
附錄9 全電式射出壓縮成型試件3模流分析結果 82
附錄10 傳統油壓射出成型試件1模流分析結果 84
附錄11 傳統油壓射出成型試件2模流分析結果 86
附錄12 富強鑫FT-110油壓射出機規格表 88
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