隨著材料科學、微加工技術和現代醫學的融合發展，微針作為微創介入診療領域的一項突破性技術，憑借其能夠無痛穿透皮膚角質層、顯著提升藥物遞送效率及實現生物標志物實時監測的優勢，已成為生物醫學工程前沿的重要研究方向。

然而，該技術從實驗室研究向臨床轉化與規模化生產的過程中，仍面臨嚴峻的制備挑戰：微針需同時滿足微米級結構精度、優良生物相容性、足夠機械強度以及復雜功能集成等多重要求，而傳統機加工技術在材料適應性、復雜結構實現能力及大規模生產一致性方面仍存在顯著局限。

以土耳其科奇大學團隊開發的血管內皮生長因子（VEGF）檢測微針為例，其采用叉指電極結構有效提升了生物傳感的靈敏度，然而在微針陣列成型環節仍依賴傳統翻模工藝，對材料兼容性、工藝穩定性及設備精度提出了高要求。在此背景下，摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）技術可實現高精度模具的快速制造，為微針結構的復雜功能集成、性能提升及后續產業化落地提供了創新性的解決方案。

研究團隊提出一種新型電化學阻抗譜（EIS）傳感器，該傳感器采用基于叉指電極的微針（MidE），可以進行VEGF檢測。這種創新方法提高了生物標志物檢測的靈敏度和特異性，為診斷和預防醫學中的連續監測應用奠定了基礎。相關研究成果以“Microneedles with Interdigitated Electrodes for In Situ Impedimetric VEGF Sensing"為題發表在國際期刊《Advanced Materials Interfaces》上。

這項研究通過結合微創采樣的優勢和先進的阻抗傳感功能，旨在提升患者健康監測的質量和治療的有效性。研究人員先利用摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）技術（microArch® S230，精度：2 μm）制備聚乳酸（PLA）微針的陽模，隨后通過PDMS翻模得到具有精細結構的陰模，最終通過蒸發沉積工藝制備出金質叉指電極，整個制備流程如圖1所示。

如圖2所示，最終制得的微針貼片集成了叉指電極結構，每個貼片在7 mm×7 mm的基底上分布約36根微針。每根微針高度為1.5 mm，相鄰微針中心間距為1.2 mm。憑借其光滑的表面和極細的針尖，該微針可實現快速表皮穿透，并最大限度地減輕組織損傷，有助于刺入部位快速愈合。

為檢驗微針的力學強度及其在皮膚穿刺過程中的機械穩定性，研究團隊使用力學測試裝置對微針的機械性能進行了表征。結果顯示，每根微針可以承受的最大力為0.275 N，高于人體皮膚角質層的典型穿刺閾值（通常約為0.05–0.1 N/針），表明其具備足夠的機械強度以完整穿透皮膚而不發生斷裂或變形。此外，團隊還通過橫向剪切實驗評估了微針的抗側向應力能力，當采用力傳感探頭施加0.27 N的剪切力時，微針結構未觀察到可見損傷或功能性失效，顯示其具有良好的機械韌性和抗剪切特性，能夠在復雜力學環境中保持結構完整性。

為驗證該微針在電容式生物傳感中的應用潛力，研究團隊構建了基于叉指電極的微針傳感器系統，用于檢測VEGF的濃度。該傳感器通過固定抗VEGF抗體進行功能化修飾，形成特異性識別界面。在逐步添加VEGF抗原的過程中，觀察到目標生物標志物的電容值出現顯著上升。電容的變化可能是由于微針上的不飽和抗VEGF抗體，即使處于復雜生物基質環境下，這些抗體也對VEGF保持高度特異性。

總結：本研究開發的基于叉指電極的微針制備方法，有望顯著促進原位電容傳感技術的進步。此類微針兼具優異的柔韌性和高彈性，能夠在大鼠皮膚實驗中保持結構完整、無斷裂，這對于注重舒適度的未來可穿戴傳感設備應用具有重要意義。同時，該技術采用的原位針上傳感策略規避了傳統采樣方法常見的復雜流程，為蛋白質生物標志物實現無痛、微創的連續監測提供了支持。