微针及微针贴片制造技术

本发明专利技术涉及一种微针和微针贴片，所述微针包括微针形状的基质和包埋于基质中的活性成分，所述基质为葡聚糖与单宁酸聚合而成的水凝胶，所述活性成分为具有医疗或美容功效的物质，将贴片敷于皮肤上时，经过拇指的短暂按压，能够将微针插入皮肤中之后提供所述治疗活性成分的持续释放。本发明专利技术的微针及微针贴片，在无高度的熟练或痛症的情况下，可有效地进行药理活性物质的经皮传递。葡聚糖和单宁聚合物为网络结构，具有更强的硬度和韧性，所制成的微针不易折断，更易于穿透皮肤角质层。

Microneedle and micropin patch

The invention relates to a micro needle and micropin patch, which includes a microneedle shaped matrix and an active component embedded in a matrix. The matrix is a hydrogel formed by the polymerization of glucan and tannic acid. The active ingredient is a substance with medical or cosmetic effects and is applied to the skin by applying the patch to the skin, passing through the thumb. After pressing, the needle can be inserted into the skin and provide sustained release of the therapeutic active ingredient. The micro needle and microneedle patch of the invention can effectively carry out percutaneous delivery of pharmacological active substances without high proficiency or pain. Dextran and tannin polymers are network structures with higher hardness and toughness. They are not easy to break and penetrate the cuticle of skin easily.

【技术实现步骤摘要】
微针及微针贴片
本专利技术涉及微针，更详细地，涉及将生物来源的无毒可生物降解的具有生物相容性的葡聚糖用于药学、医学或美容功效的活性物质的经皮给药的微针及微针贴片。
技术介绍
常见的给药方式主要有口服给药和注射给药。口服给药是最方便的一种给药方式，但由于胃内某些水解酶和肝脏首过代谢，对于一些蛋白质类药物不能达到治疗效果。注射给药需要高度熟练专业技术的医师，疼痛不安全，并且会产生尖锐的医疗废物。经皮给药(transdermaldrugdelivery)为近年来受到瞩目的一种给药方式。利用直径和高度限于数十或数百微米的微针装置穿过作为经皮药传递的主要屏障层的皮肤的角质层，形成贯穿毛皮部的许多微通道，通过这些微通道，充分量的药物可到达表皮层或真皮层，之后药物通过血管和淋巴腺被吸收。其能够利用非侵入性的给药方式，让药物或疫苗通过皮肤吸收而发挥药效。皮肤中水解酶活性较低，可以避免蛋白与多胺类药物的失活。作为其它应用，上述多个微针也用于美容目的。例如在微针上涂覆上述美容生理活性物质后，通过利用上述多个微针在皮肤内形成的多个微通道来经皮传递。上述微针是由葡聚糖改性后制成，葡聚糖是由重组大肠杆菌产胞内酶经细胞破碎后得到的酶液再催化蔗糖产生，生物来源的葡聚糖具有无毒、良好的生物相容性和生物可降解性，不会引起生物组织体免疫反应，是一种理想的微针及微针贴片的原料。葡聚糖聚合物微针在活的皮肤层中降解后，所述活性成分被逐渐释放。然而，当微针及微针贴片特别用于传输医药活性成分或疫苗活性成分时，如何控制医药活性成分或疫苗活性成分的携带量就变得相当重要。而且，葡聚糖虽然有良好的生物相容性和生物可降解性，但是由于其硬度和韧性不够，作为微针的材质使用，常常易折断，不易刺入皮肤。而且如何有效控制微针贴片中医药活性成分或疫苗活性成分的携带量也是一个难题，现有的工艺方法仍有改进的必要。此外，现有技术中，往往使用N,N-亚甲基丙烯酰胺、过氧化二异丙苯等作为交联剂，而此类化学物质在人体中不能降解，对细胞有害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于葡聚糖和单宁聚合物水凝胶的微针及微针贴片，该微针及微针贴片可在无高度的熟练并不产生疼痛感的情况下，有效地进行药学或美容物质的经皮传递，使用方便，并且，葡聚糖和单宁聚合物相比于葡聚糖，其硬度和韧性都更强，所制成的微针不易折断，更易于穿透皮肤角质层。为达成前述目的，本专利技术提供一种微针，所述微针包括微针形状的基质和包埋于基质中的活性成分，所述基质为葡聚糖与单宁酸聚合而成的水凝胶，所述活性成分为具有医疗或美容功效的物质。单宁酸的结构为单宁酸是一种植物提取物，也具有生物相容性和生物可降解性，葡聚糖和单宁聚合物为网络结构，具有更强的硬度和韧性，使微针能穿透皮肤角质层而不易折断。优选的，所述活性成分为小分子药物、蛋白质、肽、基因、抗体、麻醉剂、胰岛素、疫苗、多糖类或美容成分。优选的，所述小分子药物为环丙沙星、阿司匹林、左氧氟沙星或诺氟沙星。优选的，所述的葡聚糖每个葡萄糖残基含有三个羟基，其分子式为优选的，所述的葡聚糖由细菌产酶催化蔗糖产生。优选的，所述的葡聚糖是由重组大肠杆菌产胞内酶经细胞破碎后得到的酶液再催化蔗糖产生的。优选的，所述的葡聚糖分子量大于等于5000。所述的微针形基质，其表面的针密度为2～100个/cm2。优选的，所述的微针形基质，其表面的针的宽度为20μm～1000μm，高度为20μm～1000μm。优选的，所述的基质中还包含有抗氧化剂。优选的，所述的抗氧化剂为丁基羟基甲苯、丁基羟基苯甲醚或α-生育酚中的一种或多种。优选的，所述的抗氧化剂在所述微针的干燥尖端中的质量分数为小于等于3％。优选的，所述的抗氧化剂在所述微针的干燥尖端中的质量分数为0.03～2％。本专利技术还提供一种基于上述微针的微针贴片，所述的微针贴片包括基板和形成于基板上的所述微针。由蔗糖催化形成的可溶性葡聚糖本身具有较大的粘性，可以代替化学胶黏剂将微针与通气性医用纱布基板通过低温冷轧粘合在一起。将贴片敷于皮肤上时，经过拇指的短暂按压，能够将微针插入皮肤中之后提供所述治疗活性成分的持续释放。本专利技术还提供一种上述微针的制作方法，其包括以下步骤：(1)将葡聚糖配置成终浓度为10～30g/L的水溶液，之后向葡聚糖的水溶液中加入单宁酸，使得单宁酸的终浓度为2～5g/L，于20～25℃混合反应20～60min，得到基质溶液；(2)向所述基质溶液中加入活性成分，使得所述活性成分的质量分数为30％～65％；(3)将基质溶液涂敷于具有用于成型微针的腔阵列的模具上；(4)对涂覆有基质溶液的所述模具进行干燥后，将干燥成型的微针与所述模具分离。优选的，步骤(3)所述模具的制备方法包括如下步骤：(3-1)制备包含多个锥形凸起的金属阳模；(3-2)将上述金属阳模按压在成型的聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)模块的平整表面，使得所述锥形凸起刺入所述聚二甲基硅氧烷，形成表面带有锥形凹陷的聚二甲基硅氧烷阴模，所述阴模即为所述模具。所述的聚二甲基硅氧烷模块可以是任意带有平整表面的立体块状。优选的，步骤(4)所述的干燥温度为55～60℃。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的微针及微针贴片，在无高度的熟练或痛症的情况下，可有效地进行药理活性物质的经皮传递。葡聚糖和单宁聚合物为网络结构，具有更强的硬度和韧性，所制成的微针不易折断，更易于穿透皮肤角质层。附图说明图1是本专利技术所述的基质结构的示意图。图2是本专利技术实施例2的制备方法过程示意图，其中1是金属阳模，2是PDMS模具，3是所述水凝胶基质。图3是所述微针贴片的剖视图。图中黑点代表所述活性成分。图4是微针贴片经过按压透过皮肤角质层及在真皮中释放有效活性因子的示意图。具体实施方式实施例1(1)去离子超纯水溶解干燥并纯化后的葡聚糖粉末(分子量5000)至终浓度为30g/L，加入单宁酸粉末至终浓度为2g/L，旋涡混合器上快速混匀，于20℃反应20min，得到基质溶液。(2)向所述基质溶液中加入环丙沙星，使得环丙沙星的质量分数为30％。(3)将步骤(2)得到的混合液迅速用注射器或毛细管分配器注入PDMS模具的微小凹陷中。PDMS模具上的凹陷为锥形，其密度为100个/cm2，每个凹陷的宽度为20μm，深度为100μm。(4)将模具整体放入烘箱内，于60℃干燥4小时。(5)轻轻将成型的微针从模具的微小凹陷中取出。实施例2首先采用如下方法制备PDMS模具：首先制备包含多个锥形凸起的不锈钢阳模，锥形凸起的密度为2个/cm2，每个锥形凸起的宽度为200μm(锥形底部)，深度为20μm。将不锈钢阳模按压在成型的PDMS方块的平整表面，使得锥形凸起刺入PDMS，形成锥形凹陷。此时该PDMS方块即为PDMS模具。(1)去离子超纯水溶解干燥并纯化后的葡聚糖粉末(分子量9000)至终浓度为10g/L，加入单宁酸粉末至终浓度为3g/L，旋涡混合器上快速混匀，于23℃反应30min，得到基质溶液。(2)向所述基质溶液中加入功能性基因，使得功能性基因的质量分数为40％，加入丁基羟基甲苯，使得丁基羟基甲苯占葡聚糖与单宁酸总干质量的0.01％。(3)将步骤(2)得到的混合液迅速用注射器或毛细管分配器注入PDMS模具的微小凹陷中。(4)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微针，其特征在于，包括微针形状的基质和包埋于基质中的活性成分，所述基质为葡聚糖与单宁酸聚合而成的水凝胶，所述活性成分为具有医疗或美容功效的物质；优选的所述活性成分为小分子药物、蛋白质、肽、基因、抗体、麻醉剂、胰岛素、疫苗、多糖类或美容成分；优选的所述小分子药物为环丙沙星、阿司匹林、左氧氟沙星或诺氟沙星。

【技术特征摘要】
1.一种微针，其特征在于，包括微针形状的基质和包埋于基质中的活性成分，所述基质为葡聚糖与单宁酸聚合而成的水凝胶，所述活性成分为具有医疗或美容功效的物质；优选的所述活性成分为小分子药物、蛋白质、肽、基因、抗体、麻醉剂、胰岛素、疫苗、多糖类或美容成分；优选的所述小分子药物为环丙沙星、阿司匹林、左氧氟沙星或诺氟沙星。2.根据权利要求1所述的微针，其特征在于，所述的葡聚糖由细菌产酶催化蔗糖产生；优选的，所述的葡聚糖是由重组大肠杆菌产胞内酶经细胞破碎后得到的酶液再催化蔗糖产生的。3.根据权利要求1所述的微针，其特征在于，所述的葡聚糖分子量大于等于5000。4.根据权利要求1所述的微针，其特征在于，所述的微针形基质表面的针密度为2~100个/cm2，宽度为20μm~1000μm，高度为20μm~1000μm。5.根据权利要求1所述的微针，其特征在于，所述的基质中还包含有抗氧化剂；优选的抗氧化剂为丁基羟基甲苯、丁基羟基苯甲醚或α-生育酚中的一种或多种。6.根据权利要求5所述的微针，其特征在于，所述的抗氧化剂在所述微针的干燥尖端中的质量分数为小于等于3%；优...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜岷，古蕾，方艳，马江锋，信丰学，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32