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研究生: 翁志傑
Weng, Zhi-Chi
論文名稱: 基因治療用微針成型參數之研究
Research on Molding Parameters of Microprobes for Gene Therapy
指導教授: 黃聖杰
Hwang, Sheng-Jye
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2002
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 86
中文關鍵詞: 微細放電加工田口方法微針非等向性蝕刻
外文關鍵詞: electro-forming, microprobe, taguchi methods, precision electrical discharge machining
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  • 微針結構之元件結合內視鏡可以穿刺腸胃壁或膽道壁癌細胞以進行藥物或基因治療,目前可批量製造出微針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性蝕刻之方式產生微針結構。但其缺點有二:其一為雖然在微針的數量上可以達到要求,不過在微針的長度與形狀上受限於蝕刻的條件。另一方面基於單晶矽具有吸附基因之缺點,故應用於人體內其效應堪慮。由於塑膠射出成型具有可大量生產製造的經濟特性,且藉由材料的選擇可適當的運用在人體內,故將開發微針結構零件之塑膠射出成型技術。
    為了製造出符合醫學界所要求之微針結構,模具的開發便顯得十分重要,其中最具影響的即屬模具內部之金屬模仁。本研究主要是以現有市售針灸的針頭,將其固定在一不銹鋼片的微孔上,再配合電鑄翻模的方式來製作模仁,供塑膠射出成型使用。此種方式可以利用不銹鋼片上固定針頭的孔徑大小來控制微針長度,以微孔數量來決定微針的個數。
    微小結構射出成型由於尺寸的微小化與高精密度的要求,使得微射出成型必須著重於成品成型性、尺寸精度以及製程條件等方面。從射出成型機、射出成型模具、加工條件到成型品檢測都必須重新考量,已不再是一般傳統塑膠射出成型技術所能夠達成。
    本文內容主要是針對醫學界所需微針結構進行設計製造,利用微細
    放電加工配合以鎳電鑄的方式來製作模仁,再將模仁鑲入模具內部進行射出壓縮成型。製造出微針特徵之元件再進行成品檢測以確認其成型性,並以田口方法來求得製程上的最佳參數。

    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 micro-machining is the main stream methodology of MEMS technology to produce batch microprobes. Using sing-crystal silicon and anisotropic etchant can make sharp probes or grooves. However, there are two disadvantages. One is the length and shape of microprobe are constrained by etching parameters. The other single-crystal silicon can absorb protein so that it may not be safe for human body. The economic advantage of plastics, we want to develop the injection molding technology will be developed for microprobe component.

    Due to miniaturization and requirement of high accuracy of micro-featured injection molding, the replicating capacity, dimension precision and processes must be considered. Therefore, the injection molding machine, mold and process condition needs to be improved or even to redesigned.

    This study is to design and fabricate microprobe for medical treatment. By taking advantages of precision electrical discharge machining and electroforming to fabricate mold insert, then microprobe is manufactured by injection-compression molding after the mold insert put together into the mold. Finally, taguchi method is adapted to find the optimal parameters of injection-compression processes through a series of inspections of microprobe.

    中文摘要 Ⅰ ABSTRACT Ⅱ 誌謝 Ⅲ 目錄 Ⅳ 表目錄 Ⅷ 圖目錄 Ⅸ 第一章 緒論 1-1 前言 1 1-2 本研究相關製造技術 1-2-1 微放電加工技術 3 1-2-2 微量射出成型 4 1-2-3 微量射出充填過程 6 1-2-4 傳統射出成型過程 6 1-2-5 射出壓縮成型過程 8 1-3 研究目的 10 1-4 文獻回顧 1-4-1 微射出成型製程參數之影響 10 1-4-2 微射出成型模具設計 11 1-4-3 成品與製程參數之關係 12 1-5 本文架構 13 第二章 基因治療用測試微針模具設計 2-1微針結構測試模具 16 2-2微針結構母模製作 20 2-2-1單一微針結構模仁 21 2-2-2不銹鋼片微孔製 22 2-2-3精密電鑄 26 2-3 模具檢測 29 2-4 討論 32 第三章 微針結構射出成型與參數研究 3-1 高密度微針結構射出(壓)成型 33 3-2 單一微針結構射出成型 34 3-2-1討論 38 3-3 短射實驗 39 3-3-1實驗方法 39 3-3-2討論 44 3-4 射出成型參數分析 45 3-4-1成型區間分析 46 3-5 討論 49 第四章 田口實驗 4-1 實驗設計法簡介 50 4-1-1 品質特性與理想機能 51 4-1-2 控制因子 52 4-2 實驗規劃 53 4-2-1 實驗量測 53 4-2-2 直交表與實驗數據 54 4-2-3 S/N比的計算 55 4-2-4 因子反應(表)圖 57 4-2-5 最佳化之預估 59 4-2-6 確認實驗 59 4-3 變異分析 60 4-4 結果分析 62 4-5 討論 65 第五章 討論與未來展望 5-1 結果討論 67 5-2 未來展望 69 參考文獻 70 附錄1 模具檢測圖 73 附錄2 福聚(P1231) 材料特性 77 附錄3 Fanuc 全電式射壓機Α-30iA規格 78 索引(依中文筆劃順序) 79 索引(依英文字母順序) 82

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    下載圖示 校內:2007-07-12公開
    校外:2007-07-12公開
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