甲状旁腺素微针的制备方法

技术领域

本发明属于透皮给药系统技术领域，涉及一种甲状旁腺素(parathyroidhormone，以下简称PTH)微针的制备方法，是通过微针透皮贴附的方式，将药物递送进体内的PTH微针的制备方法。

背景技术

PTH主要功能是调节脊椎动物体内钙和磷的代谢，促使血钙水平升高，血磷水平下降。目前，PTH作为一种大分子蛋白类药物，由于稳定性不佳，给药途径仍仅限于注射给药，给药次数频繁，会造成极大的不便。PTH微针能在极大程度上减少这种由于注射带来的痛苦，同时在安全性和成本等诸多方面均显示出巨大的优势，可以为PTH提供更好的给药途径选择。

微针是指长度小于1mm的小针点阵，由于它只刺破皮肤角质层而不触及真皮，所以不会产生痛觉，也不会造成皮肤损伤。可溶性微针、水凝胶微针、响应性微针的研究众多，但可溶性微针会造成微针材料在皮肤内的沉积，不适于频繁给药，响应性微针需要大量的氧化酶，生物利用度低，水凝胶微针采用化学交联法会造成药物失活，导致生物利用度低，故采用水凝胶冷冻解冻物理交联的方法，使生物利用度显著提高。用于制备微针的材料包括金属、单晶硅、聚合物、陶瓷等，其中聚合物多糖选自醇、羧甲基纤维素钠、葡聚糖、透明质酸、壳聚糖、聚乙二醇等。

通过对现有专利文献的检索发现，CN108135837的发明专利申请公开了一种用于涂布微针阵列的锌组合物；其中，锌化合物选自由锌、药学上可接受的锌盐以及它们的混合物组成的组，组合物包含治疗活性量的活性剂；至少一部分所述组合物以在至少一部分微针上的涂层形式存在；且所述活性剂选择由hGH、TPA、CGRP、LHRH、LHRH类似物、戈那瑞林和那法瑞林、促生育素、hMG、hGG、加压素、去氨加压素、胰岛素、ACTH及其类似物、降钙素、PTH、PTH拮抗剂、PTHrP、催产素等组成的组。然而，涂布微针载药量低，且不能控释和缓释药物。

CN103889497的发明专利申请公开了一种微针熔法，其提供仅使微针的前端部保持有药物的微针阵列，制备时，a)以水溶性高分子为材料，制备微针阵列2，b)制备要熔着在该微针阵列2的前端的药物溶液1，c)使该微针阵列2的前端与该药物溶液1短时间接触。所述药物溶液中的水溶性高分子的主成分和作为所述微针阵列的材料的水溶性高分子的主成分相同。然而，这种方式药物只能载入微针表面，无法实现药物的控释和缓释。

发明内容

本发明的目的是针对PTH只能通过频繁注射带来的不便以及安全和成本等问题，是提供一种甲状旁腺素微针的制备方法。本发明提供了PTH的其他给药方式(PTH的透皮给药)，是一种可将PTH通过透皮贴附的方式递送进体内的微针贴剂。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种微针贴剂，

a)含有PTH，

b)以聚乙烯醇为主要的微针构成材料，

c)以聚乙烯醇为支撑微针点阵的背衬膜构成材料。

作为本发明的一个实施方案，所述微针构成材料还包括其他亲水高分子材料。

所述其他亲水高分子材料选自醇、羧甲基纤维素钠、葡聚糖、透明质酸、壳聚糖、聚乙二醇。

作为本发明的一个实施方案，所述微针构成材料中PTH的质量分数在0.5％-1.2％之间。微针构成材料中聚乙烯醇的质量分数范围20％-70％，葡聚糖5-10％，羧甲基纤维素钠1-20％，余量为水。

本发明还涉及一种前述的微针贴剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：

a)制备含有PTH的聚合物溶液，作为微针构成材料；

b)将所述含有PTH的聚合物溶液浇注于带有微孔阵列的模具上；

c)在模具上涂抹聚乙烯醇粘连层；

d)在浇铸的微针背面贴附预制的背衬层；

e)冷冻解冻后脱去模具；

f)干燥微针贴剂。

作为本发明的一个实施方案，步骤b)中，所述带有微孔阵列的模具为具有透气不透水的微孔结构的疏水聚合物模具。

作为本发明的一个实施方案，步骤b)中，所述浇注包括将模具置于真空槽上，将所述聚合物溶液吸入微针孔。

作为本发明的一个实施方案，步骤d)中，所述背衬层是通过将所述聚合物溶液浇注到水平板上，冷冻解冻至少一次后固化制得。

作为本发明的一个实施方案，步骤e)中，冷冻的温度为-20～-80℃，时间为2小时-96小时，解冻的的温度为0～40℃，时间为1～30h；步骤f)中干燥的的温度为-2～50℃，时间为1～96h。

作为本发明的一个实施方案，步骤f)中，干燥后的微针长度为100-1000μm。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)背衬层采用与针尖相同的聚合物溶液制备而成，以聚乙烯醇为支撑微针点阵的背衬膜构成材料，使背衬层与微针针尖紧密结合，从而揭膜时背衬膜和针尖能够一致地与模具脱离，且过程中不会出现断针问题；

2)选择透明质酸增加了处方的溶胀能力，提高药物释药的速率和透皮吸收的效率；

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为PTH微针制备流程图；

图2为PTH微针的模具图片；

图3为PTH微针的揭膜图片；

图4为PTH微针干燥后的显微镜照片；

图5为PTH微针的累计释放曲线；

图6为PTH微针的载药量均一性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。

1、微针选用的聚合物材料

本发明采用的聚合物材料PVA在药剂学领域应用广泛，具有很好的皮肤兼容性。PVA水溶液冷冻-解冻循环后即可固化成凝胶，循环次数越多，凝胶的交联度越高。

2、填充微孔的原理及材料要求

填充微孔利用压力差的原理，可以采用抽真空或离心操作，本发明采用抽真空方法。

模具材料为带有微孔阵列的疏水聚合物模具，具有透气不透水的微孔结构。由于透气性，抽真空时才能使聚合物溶液填充微孔；其次，模具材料要具有疏水性，避免分离微针和模具时，微针粘连在模具上，破坏针形。在本发明中，我们使用的是聚四氟乙烯模具材料。

本发明中为了将微针与模具更好地分离，背衬层采用聚乙烯醇溶液(10％-35％)制备而成，以聚乙烯醇为支撑微针点阵的背衬膜构成材料，使背衬层与微针针尖紧密结合，从而揭膜时背衬膜和针尖能够一致地与模具脱离，且过程中不会出现断针问题。

本发明中公开了PTH微针的图片,微针长度约为900μm，见图4。

3、微针强度

干燥后的微针具有较强的硬度，可以穿过皮肤角质层，在接触并吸收体液后，微针材料将会发生溶胀而不溶解，从而形成药物的扩散通道，实现PTH释放。

本发明中，对PTH微针的载药量进行了测定，微针片载药量差异在允许范围内。

具体示例见以下实施例：

实施例1、以PVA、CMC-Na和Dextran为材料的PTH微针的制备

图1揭示了PTH微针的制备流程，即将聚合物溶液浇注在带有微孔阵列的模具上，使聚合物溶液填充微孔，冷冻解冻后揭膜，干燥后即可得到PTH微针，制备过程简单。具体步骤如下：

首先制备PVA水溶液(10-30％，w/w，本实施例中为15％)及CMC-Na(3％-10％，w/w羧甲基纤维素钠，本实施例中为5％)与Dextran(葡聚糖3％-10％，w/w，本实施例中为7％)的混合水溶液，按照一定的比例(PTH、PVA水溶液、葡聚糖和羧甲基纤维素钠混合水溶液三者的质量比1/6/3)将PTH和上述两种溶液充分混匀。然后将准备好的药液浇注到带有微孔阵列(可以是阵列直径600-800um，微针高度1.0-3.0mm，针尖与针尖之间的间距900um-5mm；作为示例，本实施例的阵列直径660um，微针高度1.2mm，针尖与针尖之间的间距950um)的聚四氟乙烯模具(如图2)上，模具背面进行抽真空，可以使药液填充到微孔中，取PVA溶液少许，薄涂于已经吸满针尖层溶液的模具表面，然后铺上一层采用PVA聚合物溶液(浓度12％-30％，本实施例中选用18％)制备而成的背衬层(厚度500um-10mm，本实施例中选用600um)，然后将载有药液的模具及背衬层一同进行冷冻解冻(-20度，冷冻8小时，4℃解冻，5小时)，不同的循环次数(如，1-5次)，可以调节PVA的交联程度。冷冻解冻结束后，将微针连带背衬层与模具相分离，最后对微针进行干燥。揭膜后的微针如图3；由图3可知，微针针形完整，没有断针。

对比例1、以PVA、HA和Dextran为材料的PTH微针的制备

首先制备PVA水溶液(16％，w/w)及HA(3％)与Dextran(葡聚糖2.5％，w/w)的混合水溶液，按照一定的比例(PTH、PVA水溶液、葡聚糖和HA混合水溶液三者的质量比0.8/6.5/2.5)将PTH和上述两种溶液充分混匀。然后将准备好的药液浇注到带有微孔阵列(阵列直径660um，微针高度1.2mm，针尖与针尖之间的间距950um)的聚四氟乙烯模具上，模具背面进行抽真空，可以使药液填充到微孔中，取PVA溶液少许，薄涂于已经吸满针尖层溶液的模具表面，然后铺上一层采用PVA聚合物溶液(浓度18％)制备而成的背衬层(厚度600um)，然后将载有药液的模具及背衬层一同进行冷冻解冻(-20度，冷冻8小时，4℃解冻，5小时)，不同的循环次数(如，2次)，可以调节PVA的交联程度。冷冻解冻结束后，将微针连带背衬层与模具相分离，最后对微针进行干燥。揭膜后的微针，微针针形不完整，有断针。

对比例2、以PVA和HA为材料的PTH微针的制备

首先制备PVA水溶液(16％，w/w)及透明质酸(2％)，按照一定的比例(PTH、PVA水溶液、HA水溶液三者的质量比1.5/7.5/2.5)将PTH和上述两种溶液充分混匀。然后将准备好的药液浇注到带有微孔阵列(阵列直径660um，微针高度1.2mm，针尖与针尖之间的间距950um)的聚四氟乙烯模具上，模具背面进行抽真空，可以使药液填充到微孔中，取PVA溶液少许，薄涂于已经吸满针尖层溶液的模具表面，然后铺上一层采用PVA聚合物溶液(浓度18％)制备而成的背衬层(厚度500um-10mm，本实施例中选用600um)，然后将载有药液的模具及背衬层一同进行冷冻解冻(-20度，冷冻8小时，4℃解冻，5小时)，2次循环次数，可以调节PVA的交联程度。冷冻解冻结束后，将微针连带背衬层与模具相分离，最后对微针进行干燥。揭膜后的微针，微针针形不完整，有断针。

对比例3、以PVA、壳聚糖为材料的PTH微针的制备

首先制备PVA水溶液(16％，w/w)及壳聚糖(2％)，按照一定的比例(PTH、PVA水溶液、壳聚糖水溶液三者的质量比1.5/7.5/2.5)将PTH和上述两种溶液充分混匀。然后将准备好的药液浇注到带有微孔阵列(阵列直径660um，微针高度1.2mm，针尖与针尖之间的间距950um)的聚四氟乙烯模具上，模具背面进行抽真空，可以使药液填充到微孔中，取PVA溶液少许，薄涂于已经吸满针尖层溶液的模具表面，然后铺上一层采用PVA聚合物溶液(浓度18％)制备而成的背衬层(厚度500um-10mm，本实施例中选用600um)，然后将载有药液的模具及背衬层一同进行冷冻解冻(-20度，冷冻8小时，4℃解冻，5小时)，3次循环次数，可以调节PVA的交联程度。冷冻解冻结束后，将微针连带背衬层与模具相分离，最后对微针进行干燥。揭膜后的微针，微针针形不完整，有断针。

实施例2、PTH微针的释放动力学

为了考察PTH的释放，将上述制备的微针置于Franz扩散池装置中，释放液为pH＝7.4的PBS，37℃下100rpm转速搅拌，微针顶部使用塑料薄膜覆盖，定时取样，用PTH-ELISA试剂盒测PTH浓度。经计算，得到了PTH累积释放曲线，结果如图5；由图5可知，释药过程平稳。

实施例3、PTH微针的载药量均一性考察

PTH微针是将PTH载于聚合物溶液中，为了验证PTH在溶液中分散的均匀度，我们对微针的载药量均一性进行考察。将三片微针分别放入PH＝7.4的PBS缓冲液中，在37→水浴摇床中放置3h，结束后摇匀，取浸出液，利用PTH-ELISA试剂盒对微针的浸出液分别进行测定，得到的结果如图6；由图6可知，载药量均一性良好。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。