Gekippte Betrachtung und 3D-Messung von Mikronadeln und deren Gussformen
Mikronadeln werden nicht nur in der Medizin, sondern auch in der Kosmetik eingesetzt, um flüssige Medikamente einfach und schmerzlos in die Epidermis einzubringen. Es gibt einen Typ, dessen Nadel sich im menschlichen Körper auflöst, und dieser Typ gewinnt als neues System zur Verabreichung von Medikamenten an Aufmerksamkeit. Diese Vorteile haben die Nachfrage nach Mikronadeln erhöht und machen eine hohe Qualität und Zuverlässigkeit bei der Massenproduktion erforderlich. In diesem Abschnitt werden grundlegende Kenntnisse über Mikronadeln, wie z. B. ihre Typen und Anwendungen, sowie ein Beispiel für die berührungslose Betrachtung der in der Produktion verwendeten Gussformen und ein Beispiel für die berührungslose Messung der 3D-Formen und Abmessungen von Mikronadeln vorgestellt.
- Was ist eine Mikronadel?
- Mikronadeltypen und Anwendungen
- Beispiele für die gekippte Betrachtung und 3D-Messung von Mikronadeln und ihren Gussformen
- Ein Digitalmikroskop, das die Qualitätssicherung sowie die Forschung und Entwicklung von Mikronadeln wesentlich unterstützt
Was ist eine Mikronadel?
Mikronadeln sind mikroskopisch kleine Nadeln mit einem Durchmesser und einer Länge von jeweils weniger als 1 mm. Im Allgemeinen wird eine große Anzahl von Mikronadeln senkrecht zum Bogen in einem Raster angeordnet, wobei jede Nadel nahe an den umliegenden Nadeln liegt. Bei der dermalen Verabreichung durchdringen die mikroskopisch kleinen Nadeln das Stratum corneum auf der Hautoberfläche und ermöglichen eine direkte Verabreichung an die Epidermis, was sich von allgemeinen Salben und medizinischen Pflastern unterscheidet.
Anwendungen für Mikronadeln
Sie werden nicht nur für Medikamente wie Anästhesie, Insulin, Impfstoffe und Hyaluronsäure verwendet, sondern auch in großem Umfang für die Verabreichung von Lösungen für nicht-medizinische kosmetische Zwecke.
Vorteile der Mikronadeln
Die Verabreichung an mehrere Punkte in geringer Tiefe auf der Haut (der Epidermis) ist möglich. Dies unterscheidet sich von der Verwendung einer gewöhnlichen Injektionsnadel, bei der das Medikament an einem einzigen Punkt in der Dermis oder tiefer in der Hypodermis verabreicht wird. Ein entsprechender Vorteil ist, dass die Lösung leicht und schmerzlos verabreicht werden kann, da die Nadeln nicht in die Dermis gelangen, die viele Schmerzpunkte hat.
Mikronadeltypen und Anwendungen
Konventionell war das gängige Material für Nadeln Metall, aber die Verwendung von Mikronadeln, die mit verschiedenen Methoden hergestellt werden, verschiedene Formen haben und aus verschiedenen Materialien wie Biomasse-Kunststoff, biologisch abbaubarem Kunststoff und wasserlöslichen Polymeren bestehen, wird immer alltäglicher. Typische Klassifizierungen von Mikronadeln sind wie folgt.
- Nicht auflösende (biologisch abbaubare) Mikronadeln
- Diese Mikronadeln bestehen aus Polyglykolsäure (PGA) und Polymilchsäure (PLA), Polymeren, die in medizinischen Geräten verwendet werden, und die Lösung wird auf die Spitzen der Nadeln aufgetragen. Dieser Typ ist teuer, wird aber als optimale Mikronadel für Lösungen und Impfstoffe verwendet, die in sehr kleinen Mengen verabreicht werden müssen. Typische Anwendungen sind die Verabreichung von Grippeimpfstoffen und therapeutischen Medikamenten gegen Hepatitis C, Diabetes und Osteoporose.
- Auflösende Mikronadeln
- Diese Mikronadeln verwenden mikroskopisch kleine Nadeln, die aus wasserlöslichen Polymeren (wie Hyaluronsäure), Peptiden und Proteinwirkstoffen bestehen. In den meisten Fällen wird ein Bogen mit Mikronadeln auf die Haut geklebt, deren Feuchtigkeit dann die Nadeln auflöst und die Lösung in die Epidermis einbringt. Eine typische Anwendung ist die Verabreichung von Lokalanästhetika, aber auch die Verwendung dieser Mikronadeln für kosmetische Zwecke wie die Verabreichung von Haarwuchsmitteln und die Verbesserung von Hautunreinheiten und Falten hat sich in den letzten Jahren immer mehr durchgesetzt.
Beispiele für die gekippte Betrachtung und 3D-Messung von Mikronadeln und ihren Gussformen
Die Methoden zur Herstellung von Mikronadeln variieren je nach Art und Material. Da diese Nadeln eine hohe Genauigkeit erfordern, ist es beim Formen mit Gussformen wichtig, die Gussformen nach einer bestimmten Anzahl von Schüssen auf Verschleiß und Fehler zu überprüfen, um Defekte zu vermeiden und die Ursachen für auftretende Defekte zu ermitteln.
Neben den Gussformen gehören zu den Methoden der Mikronadelherstellung auch die Herstellung von Nadeln auf Bögen mit einem Dispenser, die Laserbearbeitung und der 3D-Druck. Es gibt verschiedene Methoden, und es wird aktiv an neuen Technologien geforscht. Unabhängig davon, wie die Mikronadeln hergestellt werden, sind die Betrachtung, Messung und Bewertung der 3D-Formen der Nadeln von entscheidender Bedeutung für das Qualitätsmanagement, die Qualitätssicherung sowie die Forschung und Entwicklung von Mikronadeln.
Es ist jedoch sehr schwierig, die präzise angeordneten mikroskopischen Nadeln und die Gussformen zu betrachten und die 3D-Formen zu messen sowie 3D-Messungen aller Nadeln mit optischen Mikroskopen und taktilen Messsystemen durchzuführen.
KEYENCE entwickelt seit mehr als 30 Jahren immer wieder neue Digitalmikroskope und nutzt dabei die Erfahrungen der Anwender vor Ort, um ihre Probleme zu lösen. Das Digitalmikroskop der Modellreihe VHX ist das Ergebnis unserer neuesten Technologien und des Know-hows, das wir in all den Jahren gesammelt haben.
Lesen Sie weiter, um Beispiele für die einfache Verwendung der Modellreihe VHX für die gekippte Betrachtung von Mikronadelgussformen und für die 3D-Bildgebung und Messung von Mikronadeln zu entdecken.
Gekippte Betrachtung einer Mikronadelgussform
Eine typische Methode zur Herstellung von Mikronadeln ist das Gießen. Das Gussformenmanagement ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass jede einzelne der vielen angeordneten mikroskopisch kleinen Nadeln frei von Problemen und Defekten produziert wird.
Gussformen haben jedoch präzise und komplizierte dreidimensionale Formen, so dass man bei optischen Mikroskopen eine Vorrichtung verwenden muss, um diese kleinen Messobjekte auf dem Objekttisch zu befestigen und zu kippen. Aufgrund der diffusen Reflexionen des Lichts, die für das Metallmaterial charakteristisch sind, müssen Sie außerdem viel Zeit und Mühe aufwenden, um die Lichtverhältnisse zu bestimmen.
Das Digitalmikroskop der Modellreihe VHX verwendet ein System zur Betrachtung aus jedem beliebigen Winkel mit einem motorisierten XYZ-Objekttisch, der eine geneigte Betrachtung mit einfacher Ausrichtung des Sichtfeldes, Rotation und Neigungsachsenbewegung ermöglicht. Das euzentrische Design sorgt dafür, dass das Messobjekt auch dann im Sichtfeld zentriert bleibt, wenn das Objektiv gekippt oder gedreht wird. Das Ergebnis ist eine einfache und reibungslose gekippte Betrachtung.
Die Modellreihe VHX ist mit einem optischen System und einem 4K-CMOS-Bilderfassungssensor ausgestattet, die eine hohe Auflösung mit einer hohen Tiefenschärfe und mit einem Betrachtungssystem kombinieren, das den Zugriff auf verschiedene Funktionen mit einfachen Bedienschritten ermöglicht. Die hohe Tiefenschärfe ermöglicht es, ganze dreidimensionale Messobjekte in den Fokus zu bringen. Darüber hinaus können Sie mit der Tiefenzusammensetzungsfunktion auch bei der Betrachtung von dreidimensionalen Messobjekten bei hohen Vergrößerungen mühelos Bilder aufnehmen, die über das gesamte Sichtfeld vollständig fokussiert sind. Natürlich kann diese Tiefenzusammensetzungsfunktion auch bei einer gekippten Betrachtung verwendet werden.
Darüber hinaus ist dieses Produkt mit der Multi-Lighting-Funktion ausgestattet, die auf Knopfdruck automatisch die Daten von mehreren mit omnidirektionaler Beleuchtung aufgenommenen Bildern erfasst. Die Betrachtung kann sofort gestartet werden, indem Sie einfach das Bild auswählen, das dem Zweck entspricht, was die bisher benötigte Zeit für die Bestimmung der Bedingungen erheblich reduziert.
Die oben beschriebenen leistungsstarken und vielfältigen Funktionen ermöglichen eine einfache und schnelle Betrachtung mit präzisen Bildern auch bei der Betrachtung der 3D-Formen von Mikronadelgussformen.
3D-Messung von Mikronadeln
Das Digitalmikroskop der Modellreihe VHX ermöglicht nicht nur die Betrachtung mit hochauflösenden Bildern, sondern auch die 3D-Messung mit denselben Bildern.
Dieses Produkt setzt das Bild schnell aus mehreren Bildern mit unterschiedlichen Fokuspositionen zusammen und kann so 3D-Bilder anzeigen, die sogar Texturen und Oberflächenrauheit erfassen. Das Ergebnis ist, dass das auf dem Bildschirm angezeigte 3D-Bild zur Betrachtung in jeden beliebigen Winkel gedreht werden kann, ohne dass das Messobjekt auf dem Objekttisch bewegt oder der Winkel des Objektivs verändert werden muss.
Darüber hinaus können 3D-Messungen anhand der präzisen 3D-Informationen durchgeführt werden, und Profilmessungen können einfach durch Auswahl eines Querschnitts mit der Maus durchgeführt werden, während Sie den Bildschirm betrachten. Messwerte können für 3D-Messungen, Querschnittsformen und Oberflächenunregelmäßigkeiten der empfindlichen mikroskopischen Nadeln von Mikronadeln auf zerstörungsfreie, berührungslose Weise erfasst werden.
Ein Digitalmikroskop, das die Qualitätssicherung sowie die Forschung und Entwicklung von Mikronadeln wesentlich unterstützt
Das Digitalmikroskop der Modellreihe VHX ermöglicht eine schnelle Betrachtung, 2D/3D-Messung und Profilmessung mit klaren Bildern und einfacher Bedienung, selbst wenn das Messobjekt mikroskopische Formen wie Mikronadeln und die zu ihrer Herstellung verwendeten Gussformen aufweist.
Ausgestattet mit vielen weiteren Funktionen, die die Betrachtung und Analyse optimieren und mit einfachen Handgriffen zugänglich sind, wird zudem die automatische Berichterstellung unterstützt.
Mit ihrer hohen Leistungsfähigkeit, Funktionalität und Benutzerfreundlichkeit kann die Modellreihe VHX die Arbeit in der Mikronadelproduktion, die eine hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit erfordert, erheblich optimieren.
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