气泡式空心微针及其制备方法

技术领域

本发明属于给药微细加工技术领域，具体涉及气泡式空心微针及其制备方法。

背景技术

药物的治疗作用不仅依赖于药物本身，药物输运系统对于药效的发挥也具有十分重要的影响，对于以胰岛素为代表的多肽、蛋白质、DNA、疫苗等生物大分子药物，由于受胃肠道中酶的降解作用、肝脏的首过效应等影响，其口服给药生物利用度很低而不能达到疗效。皮下注射可以方便快捷的将大剂量药物注入人体并能够弥补口服给药的缺点，但是它的局限性在于给药过程存在明显疼痛感、存在注射点损伤、注射需要专门技术和难于实现持续给药，患者尤其是儿童患者通常具有恐针意识，不适合于长期给药。经皮给药系统又称经皮治疗系统，是指药物以一定的速率通过皮肤经毛细血管吸收进入体循环而产生药效的一类制剂。与传统的给药方式相比，经皮给药有许多优点：可产生持久、恒定和可控的血药浓度，使因体内新陈代谢迅速而半衰期很短的药物活性明显提高，避免了肝脏的首过效应与胃肠道因素的干扰，将毒副作用降到最小；具有无痛、无创或微创性，患者可自己用药，使用方便，可随时中断给药，患者依从性较高等从而成为所有新剂型中增长速度最快的新剂型之一。透皮释药适用范围脚光，业务全球市场的规模庞大，且具有强劲的潜力，在全球人口老龄化趋势将在慢病管理中的需求大幅上升。

虽然经皮给药非常具有前景，但是目前经皮给药市场的药物只有二十种左右，这主要是因为人体皮肤最外层厚约30-50微米角质层的阻挡作用，导致绝大多数药物的经皮渗透速度太低，不能满足治疗的需要。药物经皮渗透吸收的主要途径为汗腺、表皮渗透、毛囊及其附属的皮脂腺，皮肤附属器包括毛囊、汗腺、皮脂腺，约占皮肤面积的0.1％，对经皮吸收的贡献较小。现在能够经皮给药的药物受到许多限制，例如分子量小于500D、高脂溶性、熔点小于150℃、治疗剂量小于20毫克/日等，高分子以及极性药物难以实现被动经皮给药。目前国际上正在研发的生物大分子药物有上千种，缺乏合适的给药系统已经成为其能否发挥最佳疗效而顺利进入临床和投放市场的重要障碍。

透皮贴剂研究的核心是如何克服皮肤的角质层障碍，促进药物分子透皮吸收。为了增加皮肤的渗透性，人们采用了化学促渗剂、离子电渗法和电致孔法等多种方法。这些方法对所传输的药物都存在不同程度的局限性，有些可能还会引起较大的毒副作用。近年来，微针技术由于其能够直接突破皮肤角质层的障碍而显著促进各类药物分子包括蛋白多肽类以及载药纳米粒等的透皮吸收，是将注射与透皮贴剂优点融合于一体的一个崭新的给药技术，而成为最具有应用前景的透皮给药新技术。微针经皮给药技术有无痛、微创、安全高效、携带方便、患者可自行使用等优点。

微针的材质主要有金属、硅和生物可降解聚合物。给药方式归纳为四种：①利用实心或空心微针在皮肤上形成相应的孔洞，然后把药贴敷在治疗部位上，利用这种方法给药的微针叫做贴针；②在实心微针表面包裹药物后注射入病人体内，通过这种方式给药的微针经常被称为包衣微针；③将药物包裹在能够生物降解的聚合物微针中，然后将微针扎入病患皮肤给药，运用这种给药方式的微针为包裹药物微针；④通过空心微针来微注射给药，将这种微针称之为微注射方式给药微针。

目前市场上出现气泡式微针，通过在微针主体部分形成气泡，来提高药物能够针体上端集中率，是药物不向下扩散，提高载药效率。但现有的气泡式的微针均采用两步法进行制备，即先在模具上浇筑一层可溶微针溶液，形成针尖部分，真空填充，微针针体及其气泡结构成型后，冷冻干燥，使用单面粘性有医用双面胶的无纺布粘附到微针基底上，微针脱膜，制得气泡式微针，上述过程复杂，且需要冷冻干燥，并且针尖和具有气泡的针体非同一材料，微针在脱膜时针尖难从模具内脱除得缺点。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了气泡式空心微针及其制备方法，目的是为了解决现有的气泡式的微针均采用两步法进行制备，述过程复杂，且需要冷冻干燥，并且针尖和具有气泡的针体非同一材料，针体在脱膜时难从模具内脱除得缺点的技术问题。

本发明提供的气泡式空心微针，具体技术方案如下：

气泡式空心微针，包括基底和多个阵列分布在所述基底上的微针主体，所述微针主体呈锥形，所述微针主体包括针体和针尖，所述针体内部形成有气泡，所述气泡为八棱锥结构，所述基底、所述针体和所述针尖均是一体成型设置。

在某些实施方式中，多个所述微针主体呈环形阵列排布。如此，由于成品微针贴片为圆形，环形阵列结构便于裁剪，不会裁剪到微针主体。

在某些实施方式中，所述微针主体的垂直于所述基底的高度为300-400μm，所述气泡垂直高度为150-300μm，所述气泡的底端距离所述基底的距离为20-30μm。

本发明还提供了气泡式空心微针的制备方法，用于制备上述的微针的方法，包括如下步骤：

S1，将微针制作材料配置2-5％的微针制作液，所述微针制作材料为透明质酸钠、聚乙烯醇、甲基纤维素钠、海藻糖中的一种或多种；

S2，将步骤S1中的微针制作液在大气压上涂布在阴模模具上，获得涂满溶液的模具；

S3，将步骤S2中的涂满溶液的模具放置于真空箱内，抽真空至0.1-0.5P0，维持10-30s，获得处理模具；

S4，将步骤S3中的处理模具置于鼓风干燥箱内40℃干燥6h，干燥完毕后揭下所述气泡式空心微针。

在某些实施方式中，步骤S1中，所述微针制作液需要真空下脱去溶液中的气泡，室温存放。

在某些实施方式中，步骤S2中，所述微针制作液的质量为10-40g。

本发明具有以下有益效果：本发明提供的气泡式空心微针，针尖、含有气泡的针体已经基底一体成型，容易从模具中脱出，同时八棱锥形的气泡相比于椭圆式气泡更适配椎体结构的微针主体，八棱锥形的气泡从而可以具有更大的体积，并且气泡能够更加接近针尖，从而保证药物能够最大化地向针尖富集。本发明提供的气泡式空心微针的制备方法，采用一步制备，通过控制微针溶液粘度、真空度和真空时间来制备，操作简单，常温制备，针尖和含有气泡的针体为同一材料一次性制备，连接性好，易脱模。

附图说明

图1是本发明的气泡式空心微针的制备方法的流程图；

图2是本发明提供的气泡式空心微针的平面结构示意图；

图3是本发明实施例1气泡式空心微针的电镜图；

图4是本发明实施例2气泡式空心微针的平面结构示意图；

图5是本发明实施例3气泡式空心微针的平面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图1-5，对本发明进一步详细说明。

实施例1

本实施例提供的气泡式空心微针，具体技术方案如下：

气泡式空心微针，包括基底和多个阵列分布在基底上的微针主体，微针主体呈锥形，微针主体包括针体和针尖，针体内部形成有气泡，气泡为八棱锥结构，基底、针体和针尖均是一体成型设置。

具体地，多个微针主体呈环形阵列排布。微针主体的垂直于基底的高度为400μm，气泡垂直高度为150μm，气泡的底端距离基底的距离为30μm。

本实施例提供了上述气泡式空心微针的制备方法，具体方案如下：

气泡式空心微针的制备方法，包括如下步骤：

S1，配制3％的透明质酸钠溶液(微针制作液)，真空下脱去溶液中的气泡，室温放置；

S2，将20g步骤S1中的微针制作液在大气压上涂布在于400μm深，800μm周期阴模模具上，获得涂满溶液的模具；

S3，将步骤S2中的涂满溶液的模具放置于真空箱内，抽真空至0.1P0，维持30s，获得处理模具；

S4，将步骤S3中的处理模具置于鼓风干燥箱内40℃干燥6h，干燥完毕后揭下气泡式空心微针。即上述微针。

实施例2

本实施例提供的气泡式空心微针，具体技术方案如下：

气泡式空心微针，包括基底和多个阵列分布在基底上的微针主体，微针主体呈锥形，微针主体包括针体和针尖，针体内部形成有气泡，气泡为八棱锥结构，基底、针体和针尖均是一体成型设置。

具体地，多个微针主体呈环形阵列排布。微针主体的垂直于基底的高度为400μm，气泡垂直高度为300μm，气泡的底端距离基底的距离为20μm。

本实施例提供了上述气泡式空心微针的制备方法，具体方案如下：

气泡式空心微针的制备方法，包括如下步骤：

S1，配制3％的透明质酸钠溶液(微针制作液)，真空下脱去溶液中的气泡，室温放置；

S2，将20g步骤S1中的微针制作液在大气压上涂布在于400μm深，800μm周期阴模模具上，获得涂满溶液的模具；

S3，将步骤S2中的涂满溶液的模具放置于真空箱内，抽真空至0.1P0，维持10s，获得处理模具；

S4，将步骤S3中的处理模具置于鼓风干燥箱内40℃干燥6h，干燥完毕后揭下气泡式空心微针。即上述微针。

实施例3

本实施例提供的气泡式空心微针，具体技术方案如下：

气泡式空心微针，包括基底和多个阵列分布在基底上的微针主体，微针主体呈锥形，微针主体包括针体和针尖，针体内部形成有气泡，气泡为八棱锥结构，基底、针体和针尖均是一体成型设置。

具体地，多个微针主体呈环形阵列排布。微针主体的垂直于基底的高度为400μm，气泡垂直高度为200μm，气泡的底端距离基底的距离为25μm。

本实施例提供了上述气泡式空心微针的制备方法，具体方案如下：

气泡式空心微针的制备方法，包括如下步骤：

S1，配制3％的透明质酸钠溶液(微针制作液)，真空下脱去溶液中的气泡，室温放置；

S2，将20g步骤S1中的微针制作液在大气压上涂布在于400μm深，800μm周期阴模模具上，获得涂满溶液的模具；

S3，将步骤S2中的涂满溶液的模具放置于真空箱内，抽真空至0.5P0，维持30s，获得处理模具；

S4，将步骤S3中的处理模具置于鼓风干燥箱内40℃干燥6h，干燥完毕后揭下气泡式空心微针。即上述微针。

实施例4

本实施例提供的气泡式空心微针，具体技术方案如下：

气泡式空心微针，包括基底和多个阵列分布在基底上的微针主体，微针主体呈锥形，微针主体包括针体和针尖，针体内部形成有气泡，气泡为八棱锥结构，基底、针体和针尖均是一体成型设置。

具体地，微针主体的垂直于基底的高度为300μm，气泡垂直高度为150μm，气泡的底端距离基底的距离为20μm。

本实施例提供了上述气泡式空心微针的制备方法，具体方案如下：

气泡式空心微针的制备方法，包括如下步骤：

S1，配制5％的聚乙烯醇溶液(微针制作液)，真空下脱去溶液中的气泡，室温放置；

S2，将10g步骤S1中的微针制作液在大气压上涂布在于300μm深，800μm周期阴模模具上，获得涂满溶液的模具；

S3，将步骤S2中的涂满溶液的模具放置于真空箱内，抽真空至0.25P0，维持15s，获得处理模具；

S4，将步骤S3中的处理模具置于鼓风干燥箱内40℃干燥6h，干燥完毕后揭下气泡式空心微针。即上述微针。

实施例5

本实施例提供的气泡式空心微针，具体技术方案如下：

气泡式空心微针，包括基底和多个阵列分布在基底上的微针主体，微针主体呈锥形，微针主体包括针体和针尖，针体内部形成有气泡，气泡为八棱锥结构，基底、针体和针尖均是一体成型设置。

具体地，多个微针主体呈环形阵列排布。微针主体的垂直于基底的高度为500μm，气泡垂直高度为300μm，气泡的底端距离基底的距离为30μm。

本实施例提供了上述气泡式空心微针的制备方法，具体方案如下：

气泡式空心微针的制备方法，包括如下步骤：

S1，配制2％的海藻糖溶液(微针制作液)，真空下脱去溶液中的气泡，室温放置；

S2，将40g步骤S1中的微针制作液在大气压上涂布在于500μm深，800μm周期阴模模具上，获得涂满溶液的模具；

S3，将步骤S2中的涂满溶液的模具放置于真空箱内，抽真空至0.5P0，维持30s，获得处理模具；

S4，将步骤S3中的处理模具置于鼓风干燥箱内40℃干燥6h，干燥完毕后揭下气泡式空心微针。即上述微针。

上述仅本发明较佳可行实施例，并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的技术人员，在本发明的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。