Polymer-based microneedles have drawn much attention in transdermal drug delivery resulting from their flexibility and biocompatibility. Traditional fabrication approaches are usually time-consuming and expensive. In this study, we developed a new double drawing lithography technology to make biocompatible SU-8 microneedles for transdermal drug delivery applications. These microneedles are strong enough to stand force from both vertical direction and planar direction during penetration. They can be used to penetrate into the skin easily and deliver drugs to the tissues under it. By controlling the delivery speed lower than 2 μl/min per single microneedle, the delivery rate can be as high as 71%.

1.
A.
Folch
,
Annu. Rev. Biomed. Eng.
2
,
227
(
2000
).
2.
G. M.
Whitesides
,
Nature
442
,
368
(
2006
).
3.
H.
Craighead
,
Nature
442
,
387
(
2006
).
4.
J.
El-Ali
,
P. K.
Sorger
, and
K. F.
Jensen
,
Nature
442
,
403
(
2006
).
5.
A.
Khademhosseini
,
R.
Langer
,
J.
Borenstein
, and
J. P.
Vacanti
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
103
,
2480
(
2006
).
6.
D. L.
Polla
,
A. G.
Erdman
,
W. P.
Robbins
,
D. T.
Markus
,
J.
Diaz-diaz
,
R.
Rizq
,
A.
Wang
, and
P.
Krulevitch
,
Annu. Rev. Biomed. Eng.
2
,
551
(
2000
).
7.
D. A.
LaVan
,
T.
McGuire
, and
R.
Langer
,
Nat. Biotechnol.
21
,
1184
(
2003
).
8.
J. D.
Zahn
,
N. H.
Talbot
,
D.
LiePmann
, and
A. P.
Pisano
,
Biomed. Microdevices
2
,
295
(
2000
).
9.
S. P.
Sullivan
,
D. G.
Koutsonanos
,
M. D. P.
Martin
,
J. W.
Lee
,
V.
Zarnitsyn
,
S.-O.
Choi
,
N.
Murthy
,
R. W.
Compans
,
I.
Skountzou
, and
M. R.
Prausnitz
,
Nat. Med.
16
,
915
(
2010
).
10.
U. U.
Shah
,
M.
Roberts
,
M.
Orlu Gul
,
C.
Tuleu
, and
M. W.
Beresford
,
Int. J. Pharm.
416
,
1
(
2011
).
11.
M. R.
Prausnitz
,
Adv. Drug Delivery Rev.
56
,
581
(
2004
).
12.
W.
Lo
,
A.
Ghazaryan
,
C.-H.
Tso
,
P.-S.
Hu
,
W.-L.
Chen
,
T.-R.
Kuo
,
S.-J.
Lin
,
S.-J.
Chen
,
C.-C.
Chen
, and
C.-Y.
Dong
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
213701
(
2012
).
13.
N.
Wilke
,
A.
Mulcahy
,
S.-R.
Ye
, and
A.
Morrissey
,
Microelectron. J.
36
,
650
(
2005
).
14.
H. S.
Gill
,
D. D.
Denson
,
B. A.
Burris
, and
M. R.
Prausnitz
,
Clin. J. Pain
24
,
585
(
2008
).
15.
J. A.
Matriano
,
M.
Cormier
,
J.
Johnson
,
W. A.
Young
,
M.
Buttery
,
K.
Nyam
, and
P. E.
Daddona
,
Pharm. Res.
19
,
63
(
2002
).
16.
T.
Omatsu
,
K.
Chujo
,
K.
Miyamoto
,
M.
Okida
,
K.
Nakamura
,
N.
Aoki
, and
R.
Morita
,
Opt. Express
18
,
17967
(
2010
).
17.
I.
Mansoor
,
Y.
Liu
,
U. O.
Häfeli
, and
B.
Stoeber
,
J. Micromech. Microeng.
23
,
085011
(
2013
).
18.
M.
Yang
and
J. D.
Zahn
,
Biomed. Microdevices
6
,
177
(
2004
).
19.
C. Y.
Jin
,
M. H.
Han
,
S. S.
Lee
, and
Y. H.
Choi
,
Biomed. Microdevices
11
,
1195
(
2009
).
20.
B. P.
Chaudhri
,
F.
Ceyssens
,
P.
De Moor
,
C.
Van Hoof
, and
R.
Puers
,
J. Micromech. Microeng.
20
,
064006
(
2010
).
21.
Y.
Yoon
,
J.
Park
, and
M. G.
Allen
,
J. Microelectromech. Syst.
15
,
1121
(
2006
).
22.
S. J.
Moon
and
S. S.
Lee
,
J. Micromech. Microeng.
15
,
903
(
2005
).
23.
F.
Pérennès
,
B.
Marmiroli
,
M.
Matteucci
,
M.
Tormen
,
L.
Vaccari
, and
E.
Di Fabrizio
,
J. Micromech. Microeng.
16
,
473
(
2006
).
24.
S.-K.
You
,
Y.-W.
Noh
,
H.-H.
Park
,
M.
Han
,
S. S.
Lee
,
S.-C.
Shin
, and
C.-W.
Cho
,
J. Drug Target.
18
,
15
(
2010
).
25.
J.-H.
Oh
,
H.-H.
Park
,
K.-Y.
Do
,
M.
Han
,
D.-H.
Hyun
,
C.-G.
Kim
,
C.-H.
Kim
,
S. S.
Lee
,
S.-J.
Hwang
,
S.-C.
Shin
, and
C.-W.
Cho
,
Eur. J. Pharm. Biopharm.
69
,
1040
(
2008
).
26.
C. S.
Kolli
and
A. K.
Banga
,
Pharm. Res.
25
,
104
(
2008
).
27.
G.
Li
,
A.
Badkar
,
S.
Nema
,
C. S.
Kolli
, and
A. K.
Banga
,
Int. J. Pharm.
368
,
109
(
2009
).
28.
S.
Aoyagi
,
H.
Izumi
, and
M.
Fukuda
,
Sens. Actuators, A
143
,
20
(
2008
).
29.
C. K.
Choi
,
J. B.
Kim
,
E. H.
Jang
,
Y.-N.
Youn
, and
W. H.
Ryu
,
Small
8
,
2483
(
2012
).
30.
M. R.
Prausnitz
and
R.
Langer
,
Nat. Biotechnol.
26
,
1261
(
2008
).
31.
P.-C.
Wang
,
S.-J.
Paik
,
J.
Kim
,
S.-H.
Kim
, and
M. G.
Allen
, in
2011 IEEE 24th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)
(
IEEE
,
2011
), pp.
1039
1042
.
32.
K. A
Moga
,
L. R.
Bickford
,
R. D.
Geil
,
S. S.
Dunn
,
A. A
Pandya
,
Y.
Wang
,
J. H.
Fain
,
C. F.
Archuleta
,
A. T.
O'Neill
, and
J. M.
Desimone
,
Adv. Mater.
25
(
36
),
5060
(
2013
).
33.
K. L.
Yung
,
Y.
Xu
,
C.
Kang
,
H.
Liu
,
K. F.
Tam
,
S. M.
Ko
,
F. Y.
Kwan
, and
T. M. H.
Lee
,
J. Micromech. Microeng.
22
,
015016
(
2012
).
34.
Y.
Choi
,
M. A
McClain
,
M. C.
LaPlaca
,
A. B.
Frazier
, and
M. G.
Allen
,
Biomed. Microdevices
9
,
7
(
2007
).
35.
Y.-K.
Yoon
,
J.-H.
Park
,
J.-W.
Lee
,
M. R.
Prausnitz
, and
M. G.
Allen
,
J. Micromech. Microeng.
21
,
025014
(
2011
).
36.
J.-H.
Park
,
Y.-K.
Yoon
,
S.-O.
Choi
,
M. R.
Prausnitz
, and
M. G.
Allen
,
IEEE Trans. Biomed. Eng.
54
,
903
(
2007
).
37.
K.
Lee
,
H. C.
Lee
,
D.-S.
Lee
, and
H.
Jung
,
Adv. Mater.
22
,
483
(
2010
).
38.
Z.
Zhang
,
P.
Zhao
,
G.
Xiao
,
B. R.
Watts
, and
C.
Xu
,
Biomicrofluidics
5
,
46503
(
2011
).
39.
Z.
Xiang
,
H.
Wang
,
A.
Pant
,
G.
Pastorin
, and
C.
Lee
,
Biomicrofluidics
7
,
026502
(
2013
).
40.
K.
Lee
and
H.
Jung
,
Biomaterials
33
,
7309
(
2012
).
41.
H. S.
Khoo
,
K.-K.
Liu
, and
F.-G.
Tseng
,
J. Micromech. Microeng.
13
,
822
(
2003
).
42.
O.
Olatunji
,
D. B.
Das
,
M. J.
Garland
,
L. U. C.
Belaid
, and
R. F.
Donnelly
,
J. Pharm. Sci.
102
,
1209
(
2013
).
43.
K.
Tsioris
,
W. K.
Raja
,
E. M.
Pritchard
,
B.
Panilaitis
,
D. L.
Kaplan
, and
F. G.
Omenetto
,
Adv. Funct. Mater.
22
,
330
(
2012
).
You do not currently have access to this content.