一种用于可控药物释放的导电高分子微针贴片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于可控药物释放的导电高分子微针贴片及其制备方法。所述的微针贴片包括工作电极、对电极和参比电极；工作电极是单根微针、微针阵列或微针串联组合图案中的一种或多种；所述的微针为导电高分子微针，由高分子固体微针、惰性金属层和载药导电高分子薄膜层构成；通过电刺激实现药物的控制释放。本发明专利技术是微针和导电高分子药物传递体系相结合的一体化产品，利用微针刺入皮肤，通过电刺激调控微针所承载药物在皮下的释放。本发明专利技术所述的载药导电高分子微针的制备工艺简单，成本低，生物相容性良好，且在使用过程中不会产生痛感，可用与短期或长期的药物控制释放。

A conductive polymer microneedle patch for controlled drug release and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于可控药物释放的导电高分子微针贴片及其制备方法
本专利技术属于经皮给药
，特别涉及一种用于可控药物释放的导电高分子微针贴片及其制备方法。
技术介绍
微针给药一种新兴的经皮给药方法，其主要有两种给药方式。一种是针体包含药物结构，将微针刺入皮肤后，药物可在一定的时间内被皮肤吸收并进入人体的循环系统；另一种方法则是利用不含药物的微针对皮肤进行预处理，破坏皮肤的角质层，从而相对于传统的经皮给药方式，大大提高皮肤对药物的吸收效率。微针给药具有方便、无痛、高效等特点，可提高病人的依从性，但现阶段微针给药很难实现药物可控释放。近几十年来，具有电刺激响应特征的智能型药物缓释系统引起了科研工作者的极大兴趣。其中，导电高分子作为基体材料被广泛地用于药物缓释系统的研究。导电聚合物具有质量轻、强度高、易加工等优点，使用较低电压(≤1V)便可驱动其氧化-还原状态的改变，多数导电高分子还具有良好的生物相容性，这些优点均为其在药物传递领域的应用奠定了良好的基础。利用导电高分子的掺杂特性可以很容易实现对药物的负载，此外还可以通过物理包埋的方法装载药物。通过施加外部电刺激可以使导电高分子的氧化-还原状态发生改变，从而引起聚合物电荷量、掺杂水平、导电性以及体积的变化，从而实现对神经生长因子、抗炎药物、激素和基因等物质的可控释放。在CN105832651A、CN107313092A等专利中公开了导电高分子聚吡咯电刺激响应控制药物释放的方法。对于导电高分子电刺激控制药物释放，大多采用的是将载药的导电高分子膜植入体内的方法，操作复杂且痛感强烈。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，本专利技术通过将微针引入基于导电高分子的药物控释系统，提供一种用于可控药物释放的导电高分子微针贴片及其制备方法。技术方案如下：本专利技术所述的用于可控药物释放的导电高分子微针贴片，其包括工作电极、对电极和参比电极；工作电极是单根微针、微针阵列或微针串联组合图案中的一种或多种；所述的微针为导电高分子微针，由高分子固体微针、惰性金属层和载药导电高分子薄膜层构成；通过电刺激实现药物的控制释放。进一步的，所述高分子固体微针的针体和底座由生物可降解的高分子材料一体化成型制得，所述生物可降解的高分子材料是聚乳酸、左旋聚乳酸、聚羟基乙酸的一种或多种；针体长度在200-1000微米之间，底部直径在10-800微米之间；所述的惰性金属层的材料是金、银、铂、钯、铱和氧化铟锡中的一种或多种。进一步的，所述对电极和参比电极由高分子固体微针和惰性金属层构成，其中：对电极惰性金属层的材料是金、银和铂中的一种或多种；参比电极为银、银/氯化银油墨、金和铂中的一种或多种，惰性金属层厚度在1-1000纳米之间。进一步的，所述惰性金属层是通过溅射、喷涂、浸涂和沉积中的一种或多种方法涂覆在高分子固体微针上的，同时得到导电线路图案将各微针串联，以及形成用于外接电路的触点。进一步的，所述导电高分子薄膜层的材料由聚苯基乙烯、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩及其衍生物中的一种或多种制成，厚度在0.01-100微米之间，所述导电高分子薄膜层通过一步法或二步法电化学聚合得到，电化学聚合法为循环伏安法、恒电位、恒电流、动态电位扫描法、脉冲法中的一种或多种。进一步的，所承载的药物为阳离子药物、阴离子药物和中性药物中的一种或多种，通过掺杂、物理包埋、共价键结合中的一种或多种方式担载到导电高分子薄膜中。进一步的，通过电刺激实现药物的控制释放的方法为循环伏安法，恒电位法，恒电流法中的一种或多种。进一步的，载药量是通过改变微针长度、微针阵列大小、电解液的组成和浓度及载药导电高分子薄膜厚度中的一种或多种来实现的。进一步的，药物的电调控释放模式为按需释放、连续式、脉冲式中的一种或多种。上述用于可控药物释放的导电高分子微针贴片的制备方法为：(1)用模板法制备带有底座的高分子固体微针、固体微针阵列或固体微针图案；(2)将具有三电极电路图案的掩膜覆于微针底座，采用溅射、喷涂、浸涂或沉积方法在固体微针针体及其底座上覆上惰性金属层，其厚度在1-1000纳米之间，然后移去掩膜；(3)配制含有导电高分子单体和药物的溶液，取混合均匀的溶液滴于微针上，使针体完全浸入溶液中；(4)将微针中的电极分别与电化学工作站相应的电极相连，微针为工作电极，参比电极为饱和甘汞电极、银/氯化银电极和汞/氧化汞电极中的一种或多种，采用循环伏安法、恒电位法、恒电流法、动电位扫描法或脉冲法进行电化学聚合后移去微针中多余的溶液，冲洗，干燥，得到载有药物的导电高分子微针。上述用于可控药物释放的导电高分子微针贴片的具体应用方法为：将微针中的电极分别与电源中相应的电极相连，采用循环伏安法、恒电压法、脉冲法或恒电流法给微针施加一定的电信号，从而刺激针体中药物的释放。本专利技术所述的具有电刺激响应性的导电高分子微针贴片，是载药导电高分子膜与微针结合的一体化产品，将微针刺入皮肤后通过电刺激实现药物的可控释放，可减小对皮肤的伤害，降低病人的疼痛感，且制备方法简便易行。附图说明图1为微针阵列模板俯视图的示意图；图2为沿着图1中A-A线的示意图；图3为掩模俯视图的示意图；图4为导电高分子微针贴片俯视图的示意图；图5为单根微针纵切面的示意图。图6是微针和贴片的配合示意图。附图标记：1-微针模板，2-对电极触点，3-工作电极触点，4-参比电极触点，5-导电迹线，6-微针，7-微针针体，8-载有药物的导电高分子薄膜，9-惰性金属层，10-微针底座。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术提供的一种用于可控药物释放的导电高分子微针贴片及其制备方法进行详细描述。以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限制本专利技术的范围。【实施例1】(1)将液态的聚二甲基硅氧烷预聚物和固化剂按质量比10:1混合，搅拌均匀后抽真空除去其中的气泡，然后将其浇注到水平放置的容器中，将该容器放入60℃的烘箱中固化2-6h，得厚度均一的聚二甲基硅氧烷薄片；然后将该薄片从容器中取出放入激光雕刻机工作仓内，按所需固体微针几何形态调整激光参数，对聚二甲基硅氧烷薄片进行微纳米加工制备微针模板，制得阵列密度为3×3，高度为600μm的微针阵列模板(如图1和图2所示)；(2)将适量的聚乳酸固体颗粒放置于微针模板上，然后在200℃环境下加热20min，使聚乳酸充分熔融后取出模板，在聚乳酸处于熔融状态时模压成型，待其冷却至室温后脱模即可得到带有底座的固体高分子微针贴片；(3)将刻有一定电路图案的掩膜(如图3所示)覆于固体微针底座上，然后用小型离子溅射仪对固体微针表面进行喷金处理，使其表面镀上一层金薄膜，之后移去掩膜，即得表面镀金的固体高分子微针贴片；(4)以荧光素钠作为模型药物，配制含有吡咯单体和荧光素钠的溶液，其中吡咯单体的浓度为0.2mol/L，荧光素钠的浓度为0.02mol/L；(5)将(3)所制得微针浸入到(4)所制得溶液中，保证溶液完全覆盖微针区域，然后将微针贴片的三电极分别与电化学工作站对应的三电极相连，采用恒电压法进行电化学聚合，其中聚合电压为0.8V，聚合电荷为1mC。聚合完成后取出微针，用超纯水冲洗所得微针3-5次，自然风干，即得载有模型药物的导电高分子微针贴片(如图4和图5所示)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于可控药物释放的导电高分子微针贴片，其特征在于，包括工作电极、对电极和参比电极；工作电极是单根微针、微针阵列或微针串联组合图案中的一种或多种；所述的微针为导电高分子微针，由高分子固体微针、惰性金属层和载药导电高分子薄膜层构成；通过电刺激实现药物的控制释放。

【技术特征摘要】
1.一种用于可控药物释放的导电高分子微针贴片，其特征在于，包括工作电极、对电极和参比电极；工作电极是单根微针、微针阵列或微针串联组合图案中的一种或多种；所述的微针为导电高分子微针，由高分子固体微针、惰性金属层和载药导电高分子薄膜层构成；通过电刺激实现药物的控制释放。2.根据权利要求1所述用于可控药物释放的导电高分子微针贴片，其特征在于，所述高分子固体微针的针体和底座由生物可降解的高分子材料一体化成型制得，所述生物可降解的高分子材料是聚乳酸、左旋聚乳酸、聚羟基乙酸的一种或多种；针体长度在200-1000微米之间，底部直径在10-800微米之间；所述的惰性金属层的材料是金、银、铂、钯、铱和氧化铟锡中的一种或多种。3.根据权利要求2所述用于可控药物释放的导电高分子微针贴片，其特征在于，所述对电极和参比电极由高分子固体微针和惰性金属层构成，其中：对电极惰性金属层的材料是金、银和铂中的一种或多种；参比电极为银、银/氯化银油墨、金和铂中的一种或多种，惰性金属层厚度在1-1000纳米之间。4.根据权利要求3所述用于可控药物释放的导电高分子微针贴片，其特征在于，所述惰性金属层是通过溅射、喷涂、浸涂和沉积中的一种或多种方法涂覆在高分子固体微针上的，同时得到导电线路图案将各微针串联，以及形成用于外接电路的触点。5.根据权利要求4所述用于可控药物释放的导电高分子微针贴片，其特征在于，所述导电高分子薄膜层的材料由聚苯基乙烯、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩及其衍生物中的一种或多种制成，厚度在0.01-100微米之间，所述导电高分子薄膜层通过一步法或二步法电化学聚合得到，电化学聚合法为循环伏安法、恒电位、恒电流、动态电位扫描法、脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭新东，杨圆，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11