模板法制备多孔聚合物微针的方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种模板法制备多孔聚合物微针的方法及其应用，该方法包括以下步骤：(1)将聚合物和模板剂溶于溶剂中配制得到聚合物溶液；(2)将聚合物溶液填入微针模具中；(3)除去所得微针模具中的溶剂，得到实心微针；(4)除去所得实心微针中的模板剂，即可得到多孔聚合物微针。本发明专利技术通过对该制备方法的整体工艺流程设计进行改进，可解决多孔聚合物微针制备过程复杂、条件苛刻、工艺繁琐、价格昂贵，孔结构、尺寸难以控制以及大规模生产和应用困难等技术问题，所得的多孔聚合物微针可用于组织液提取和经皮给药中，如皮肤组织液、血液提取以及美容、生发、免疫、治疗等应用中的蛋白质、多肽类及小分子药物的经皮给药等领域。

Preparation and Application of Porous Polymer Microneedles by Template Method

The invention discloses a template method for preparing porous polymer microneedles and its application. The method comprises the following steps: (1) dissolving polymer and template into solvent to prepare polymer solution; (2) filling polymer solution into microneedle mould; (3) removing solvent in the obtained microneedle mould to obtain solid microneedles; (4) removing template agent in the obtained solid microneedle, the solid microneedle can be obtained. To porous polymer microneedles. By improving the overall process design of the preparation method, the invention can solve the technical problems of complex preparation process, harsh conditions, cumbersome process, expensive price, difficult control of pore structure and size, and difficulty in large-scale production and application. The obtained porous polymer microneedles can be used in tissue fluid extraction and dermal delivery, such as skin tissue fluid. Blood extraction and transdermal delivery of proteins, polypeptides and small molecule drugs in cosmetic, germinal, immunological and therapeutic applications.

【技术实现步骤摘要】
模板法制备多孔聚合物微针的方法及其应用
本专利技术属于生物医用高分子材料领域，更具体地，涉及一种模板法制备多孔聚合物微针的方法及其应用，由该方法得到的多孔聚合物微针能够用于提取组织液或血液的制剂或制备经皮给药的药物制剂。
技术介绍
微针是由硅、金属、聚合物制成的长度为25–2000μm、针尖呈锥形的三维阵列结构。微针是生物医药领域里的一种新型的微创给药工具，可以透过皮肤表皮和真皮层而达到增强皮肤给药的效果。近年来，微针以其高效、安全、无痛感等优势在经皮给药领域中得到了广泛关注。多孔微针通常是由金属、非金属或聚合物制备成的三维多孔微针阵列结构。与实心微针相比，多孔微针的空腔结构使其可应用于经皮药物传递或组织液提取，是一类非常有前景的医疗器械。其中，多孔聚合物微针以其良好的生物相容性和生物可降解性而受到广泛关注。多孔聚合物微针可由聚合物微球通过超声焊接或者在微针外层包覆多孔材料的方法得到。然而，这些制备方法过程繁琐、条件苛刻，成本较高，而且传统多孔微针的孔结构、尺寸难以控制，不利于多孔聚合物微针的大规模制备和在皮肤组织液定量提取及经皮给药中的应用。因此，亟需一种过程简单温和、孔结构、尺寸及分布可控且成本低廉的多孔聚合物微针的制备方法，从而便于将该方法所得的多孔聚合物微针应用于皮肤组织液、血液提取，祛斑、抗皱、除皱、生发、免疫、治疗、蛋白质或多肽类药物的经皮给药等领域。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的在于提供一种模板法制备多孔聚合物微针的方法及其应用，其中通过对该制备方法的整体工艺流程设计进行改进，并对关键条件及参数(如模板剂的尺寸和模板剂与聚合物的质量比等)进行优化，通过简单的模板法即可大规模制备多孔聚合物微针，由此可解决多孔聚合物微针制备过程复杂、条件苛刻、工艺繁琐、价格昂贵，孔结构、尺寸难以控制以及大规模生产和应用困难等技术问题，所得的多孔聚合物微针可用于组织液提取和经皮给药中，如皮肤组织液、血液提取以及美容、生发、免疫、治疗等应用中的蛋白质、多肽类及小分子药物的经皮给药等领域；并且，本专利技术还优选对模板剂的尺寸和含量进行调控，从而调控多孔聚合物微针的孔尺寸和孔隙率，使得制备的多孔聚合物微针具有孔尺寸和孔隙率可调的多孔结构。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种模板法制备多孔聚合物微针的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚合物和模板剂溶于溶剂A中配制得到聚合物溶液；(2)将所述步骤(1)得到的所述聚合物溶液填入微针模具中；(3)除去所述步骤(2)所得微针模具中的所述溶剂A，得到实心微针；(4)除去所述步骤(3)所得实心微针中的所述模板剂，即可得到多孔聚合物微针。作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(1)中，所述溶剂A为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺、1,4-二氧六环、硝基甲烷、硝基乙烷、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、四甲基脲、二硫化碳、甲酰胺、邻苯二甲酸二丁酯、四氢呋喃、二氯甲烷、醋酸、四氯化碳、甲醇、乙醇、异丙醇、己烷、环己烷、氯仿、丙酮、乙二醇、甲醚、乙醚、水、丙三醇、1,2-丙二醇、正丁醇、辛醇、四氯乙烯、四氯乙烷、氟烷烃、二氯乙烷、吡啶中的一种或几种的混合物。作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(4)具体是采用加热、冷冻干燥或将实心微针浸没于另一种溶剂B中以除去所述模板剂；所述溶剂B能够溶解所述模板剂、且无法溶解所述聚合物，具体为酸性溶液、碱性溶液、水、四氢呋喃、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、己烷、氯仿、丙酮、乙二醇、甲醚、乙醚、水、丙三醇、正丁醇、辛醇、二氯乙烷、吡啶中的一种或其中几种的混合物；所述酸性溶液优选为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、醋酸、高氯酸、氯酸、亚氯酸、次氯酸、高锰酸、氢溴酸、甲酸、丙酸、丁酸、乙二胺四乙酸溶液中的一种或其中几种的混合物；所述碱性溶液优选为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠溶液中的一种或其中几种的混合物。作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(2)中，所述微针模具所采用的材料是聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚醚砜、聚醚醚酮、透明质酸、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、壳聚糖、海藻酸钠、葡萄糖、氯化钠、云母、玻璃、硅、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、铜、铝、金、银、不锈钢、以及冰中的一种或其中几种的复合物。作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(1)中，所述聚合物为聚丙烯腈、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚偏氟乙烯、聚芳砜、聚醚砜、醋酸纤维素、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡啶、聚乙二醇、聚等规丙烯、纤维素酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚苯醚、聚氨酯、溴化聚苯醚、聚乙烯醇、透明质酸、海藻酸钠、羧甲基纤维素、琼脂糖、明胶、壳聚糖中的一种或几种共混物或由上述聚合物构成的共聚物。作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(1)中，所述模板剂为无机盐、氧化物、单质、有机分子、冰中的一种或其中几种的混合物；所述无机盐包括氯化物、硫酸盐、硫酸氢盐、碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐、磷酸氢盐中的至少一种，优选为氯化锂、氯化铍、氯化钠、氯化镁、氯化铝、氯化钾、氯化钙、氯化铁、氯化铜、氯化镍、氯化锰、氯化锌、氯化钡，硫酸锂、硫酸铍、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铝、硫酸钾、硫酸钙、硫酸锰、硫酸铁、硫酸铜、硫酸锌、硫酸钡，硫酸氢锂、硫酸氢铍、硫酸氢钠、硫酸氢镁、硫酸氢铝、硫酸氢钾、硫酸氢钙、硫酸氢钡，碳酸锂、碳酸铍、碳酸钠、碳酸镁、碳酸铝、碳酸钾、碳酸钙、碳酸锰、碳酸钡，碳酸氢锂、碳酸氢铍、碳酸氢钠、碳酸氢镁、碳酸氢铝、碳酸氢钾、碳酸氢钙、碳酸氢钡，磷酸锂、磷酸铍、磷酸钠、磷酸镁、磷酸铝、磷酸钾、磷酸钙、磷酸钡、磷酸锰、磷酸铁、磷酸铜、磷酸锌，磷酸氢锂、磷酸氢铍、磷酸氢钠、磷酸氢镁、磷酸氢铝、磷酸氢钾、磷酸氢钙、磷酸氢钡中的一种或其中几种的混合物；所述氧化物包括金属氧化物、非金属氧化物中的至少一种，具体为氧化铍、氧化镁、氧化铝、氧化钙、氧化钡、氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化锌、二氧化硅、五氧化二磷中的一种或其中几种的混合物；所述单质包括金属单质、非金属单质中的至少一种，具体为金、镁、铝、硅、磷、钙、锰、铁、铜、锌、钡中的一种或其中几种的混合物；所述有机分子具体为葡萄糖、乳糖、半乳糖、果糖、胆固醇、聚乙烯吡咯烷酮、海藻酸钠、壳聚糖、羧甲基纤维素、透明质酸、明胶、琼脂糖、葡聚糖、聚丙烯腈、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚偏氟乙烯、聚芳砜、聚醚砜、醋酸纤维素、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡啶、聚乙二醇、纤维素酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚苯醚、聚氨酯、溴化聚苯醚、聚乙烯醇中的一种或其中几种的混合物。作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(1)得到的所述聚合物溶液中，所述聚合物与所述模板剂两者的质量比为19:1–1:19；所述模板剂优选为颗粒状粉末，颗粒的粒径为2–50000nm；优选的，所述模板剂直径为5μm，该模板剂与所述聚合物两者的质量比为3:2，所述步骤(4)相应得到的所述多孔聚合物微针其孔径大小为4.8μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模板法制备多孔聚合物微针的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚合物和模板剂溶于溶剂A中配制得到聚合物溶液；(2)将所述步骤(1)得到的所述聚合物溶液填入微针模具中；(3)除去所述步骤(2)所得微针模具中的所述溶剂A，得到实心微针；(4)除去所述步骤(3)所得实心微针中的所述模板剂，即可得到多孔聚合物微针。

【技术特征摘要】
1.一种模板法制备多孔聚合物微针的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚合物和模板剂溶于溶剂A中配制得到聚合物溶液；(2)将所述步骤(1)得到的所述聚合物溶液填入微针模具中；(3)除去所述步骤(2)所得微针模具中的所述溶剂A，得到实心微针；(4)除去所述步骤(3)所得实心微针中的所述模板剂，即可得到多孔聚合物微针。2.如权利要求1所述模板法制备多孔聚合物微针的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述溶剂A为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺、1,4-二氧六环、硝基甲烷、硝基乙烷、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、四甲基脲、二硫化碳、甲酰胺、邻苯二甲酸二丁酯、四氢呋喃、二氯甲烷、醋酸、四氯化碳、甲醇、乙醇、异丙醇、己烷、环己烷、氯仿、丙酮、乙二醇、甲醚、乙醚、水、丙三醇、1,2-丙二醇、正丁醇、辛醇、四氯乙烯、四氯乙烷、氟烷烃、二氯乙烷、吡啶中的一种或几种的混合物。3.如权利要求1所述模板法制备多孔聚合物微针的方法，其特征在于，所述步骤(4)具体是采用加热、冷冻干燥或将实心微针浸没于另一种溶剂B中以除去所述模板剂；所述溶剂B能够溶解所述模板剂、且无法溶解所述聚合物，具体为酸性溶液、碱性溶液、水、四氢呋喃、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、己烷、氯仿、丙酮、乙二醇、甲醚、乙醚、水、丙三醇、正丁醇、辛醇、二氯乙烷、吡啶中的一种或其中几种的混合物；所述酸性溶液优选为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、醋酸、高氯酸、氯酸、亚氯酸、次氯酸、高锰酸、氢溴酸、甲酸、丙酸、丁酸、乙二胺四乙酸溶液中的一种或其中几种的混合物；所述碱性溶液优选为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠溶液中的一种或其中几种的混合物。4.如权利要求1所述模板法制备多孔聚合物微针的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述微针模具所采用的材料是聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚醚砜、聚醚醚酮、透明质酸、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、壳聚糖、海藻酸钠、葡萄糖、氯化钠、云母、玻璃、硅、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、铜、铝、金、银、不锈钢、以及冰中的一种或其中几种的复合物。5.如权利要求1所述模板法制备多孔聚合物微针的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述聚合物为聚丙烯腈、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚偏氟乙烯、聚芳砜、聚醚砜、醋酸纤维素、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡啶、聚乙二醇、聚等规丙烯、纤维素酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚苯醚、聚氨酯、溴化聚苯醚、聚乙烯醇、透明质酸、海藻酸钠、羧甲基纤维素、琼脂糖、明胶、壳聚糖中的一种或几种共混物或由上述聚合物构成的共聚物。6.如权利要求1所述模板法制备多孔聚合物微针的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述模板剂为无机盐、氧化物、单质、有机分子、冰中的一种或其中几种的混合物；所述无机盐包括氯化物、硫酸盐、硫酸氢盐、碳酸盐、碳酸氢盐、...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱锦涛，柳佩，李钰策，康红杰，张连斌，王华，杜虹瑶，陶娟，
申请(专利权)人：华中科技大学，华中科技大学同济医学院附属协和医院，
类型：发明
国别省市：湖北,42