一种基于多巴胺凝胶的微针阵列及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于多巴胺凝胶的微针阵列及其制备和应用，微针阵列包括针尖和基底，基底为包括多巴胺和明胶的基底原料制成的混合凝胶。通过分步向微针模板中填充并固化针尖和黏性基底的方式制备。本发明专利技术制备的微针阵列粘附性强，可以牢固地贴附在不同的组织部位；其针尖和基底可以搭载多种药物或抗菌物质，用于抗菌抗感染、经皮给药、疾病治疗。本发明专利技术提供的微针阵列还具有安全、通用、多功能等特点，适用于可穿戴诊疗系统等技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多巴胺凝胶的微针阵列及其制备和应用
本专利技术属于生物医用材料领域，涉及一种微针阵列，尤其涉及一种基于多巴胺凝胶的微针阵列及其制备和应用。
技术介绍
微针是指尺寸在微米级的针尖或由它们组成的阵列。微针可以穿透皮肤角质层，并留下微米尺度的通道，从而可以增强皮肤对药物的渗透及吸收；与此同时，微针避开了皮肤的毛细血管和神经纤维，在皮肤表面留下的小创口能够很快愈合。因此，微针是一种微创无痛、安全有效的方式。经过近些年的发展，微针的种类越来越丰富，并在多个领域得到广泛应用。由于微针可以直接把药物递送到患病部位，它在治疗皮肤类疾病以及糖尿病等方面有突出的、难以取代的价值。它同时避免了口服药物和使用皮下注射针注射药物这两种传统给药方式的缺点，显著提高了药物输送效率、拓展了运输的药物类型，因此被认为是传统给药途径的重要替代方案。尽管微针领域已经取得了一系列进展和突破，目前的微针仍然存在不足之处。现有微针对皮肤的粘附性不强，很容易从皮肤上脱落，在使用过程中还需要使用敷贴、医用胶带等帮助黏附，不仅给使用上带来不便，而且会引起皮肤的不适。此外，现有微针的功能较为单一，应用部位较为局限。因此，研发出具有黏附等多重功能的、通用、安全的微针系统，并将其用于可穿戴设备、经皮给药等领域能够产生重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列及其制备和应用，以聚多巴胺-明胶混合凝胶作为基底，通过分步向微针模板中填充并固化针尖和黏性基底的方式制备，具有高皮肤粘附性、通用性、安全性及多功能性，以克服现有技术的缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，包括针尖和基底，具有这样的特征：基底为包括多巴胺和明胶的基底原料制成的混合凝胶。进一步，本专利技术提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，还可以具有这样的特征：其中，针尖原料包括海藻酸钠或羧甲基纤维素钠，并混合丝素蛋白、聚乳酸和聚乙烯醇中的一种或多种。进一步，本专利技术提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，还可以具有这样的特征：其中，针尖原料包括海藻酸钠或羧甲基纤维素钠，并混合聚乙二醇双丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯明胶、甲基化透明质酸中的一种或多种。进一步，本专利技术提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，还可以具有这样的特征：其中，针尖和基底载有抗菌肽、银离子等抗菌物质。“载有”指将抗菌物质与针尖/基底原料共同混合灌入模板固化。进一步，本专利技术提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，还可以具有这样的特征：其中，针尖载有水溶性药物。进一步，本专利技术提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，还可以具有这样的特征：其中，针尖的半径为75-350μm，长度为300-1000μm，相邻微针的间距为300-1400μm。本专利技术还提供上述基于多巴胺凝胶的微针阵列的制备方法，具有这样的特征：包括以下步骤：步骤一、将针尖原料与水混合制成针尖原料溶液，将针尖原料溶液灌注到具有微米级孔洞的微针模板表面并，通过抽真空或离心的方式实现充分填充，吸去多余的针尖原料溶液，固化后形成微针阵列的针尖；步骤二、将多巴胺、明胶和高碘酸钠溶解在磷酸盐缓冲液中，调节pH为碱性，制成基底原料溶液，迅速将基底原料溶液灌注到步骤一得到的含有固化针尖的微针模板中，待成胶后从微针模板中拔出，即得到微针阵列。进一步，本专利技术提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中，针尖原料包括聚乙二醇双丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯明胶或甲基化透明质酸时，通过添加光引发剂2-羟基-2-甲基苯丙酮在紫外照射下聚合进行固化；针尖原料包括丝素蛋白、聚乳酸或聚乙烯醇时，通过溶剂蒸发进行固化。进一步，本专利技术提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，多巴胺和明胶的质量比为1:3-1:20；本专利技术还提供上述基于多巴胺凝胶的微针阵列在经皮给药中的应用。本专利技术的有益效果在于：一、本专利技术设计并制备了一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，通过分步向微针模板中填充并固化针尖和黏性基底的方式，制备以多巴胺和明胶混合凝胶为基底的微针阵列，能够实现在干燥、潮湿等多种情况下对各个部位皮肤的较强黏附，从而实现长时间给药和药物缓释的目的。二、本专利技术设计的微针阵列通过载有抗菌物质具有抗菌特性，利于保存，且在使用过程中可以避免细菌感染。三、本专利技术设计的微针阵列可以实现安全、有效、自主的药物递送，适用于可穿戴诊疗系统等
附图说明图1是基于多巴胺凝胶的微针阵列的制备过程的示意图：1为具有微米级孔洞的微针模板；2为在微针模板中填充针尖原料溶液并使之固化；3为向微针模板中灌注含多巴胺-明胶的基底原料溶液并使之成胶；4为以多巴胺凝胶作为基底的微针阵列；图2是实施例1微针阵列的微观实物图；图3是实施例1微针阵列的宏观实物图；图4是实施例1微针阵列与尺寸相同的普通微针阵列在干燥和湿润两种环境下的剥离粘附力的柱状统计图；图5是实施例5不同浓度抗菌微针阵列对大肠杆菌的杀死率的柱状统计图；图6是实施例6基于多巴胺凝胶的载药微针阵列在磷酸盐缓冲液中药物的累计释放量随时间的变化曲线图。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本实施例提供了一种基于多巴胺凝胶的聚乙二醇双丙烯酸酯-海藻酸钠微针阵列，其制备方法包括以下步骤：步骤一、微针针尖的固化。配置25％(v/v)聚乙二醇双丙烯酸酯、3％(w/v)海藻酸钠和1％(v/v)2-羟基-2-甲基苯丙酮的混合水溶液，即针尖原料溶液。将针尖原料溶液滴加在模板表面，真空处理10min以确保混合水溶液在模板中的充分填充。然后，用移液枪将没有填充到模板针尖部分的混合水凝胶吸走。紫外照射上述填充混合水溶液的模板18s，得到固化后的微针针尖。步骤二、微针基底的凝胶化。将45mg多巴胺单体、150mg明胶、25.5mg高碘酸钠共同溶解在1mL磷酸盐缓冲液中，滴加一滴氢氧化钠以调节pH为碱性，制成基底原料溶液。迅速将上述溶液灌注到步骤一得到的模板中，室温静置15min，待多巴胺-明胶溶液彻底成胶后，即得到基于多巴胺凝胶的微针阵列。将基于多巴胺凝胶的微针阵列小心从模板中拔出，室温密封保存。完整制备过程如图1所示。微针阵列的微观实物图如图2所示，微针阵列的整体宏观形貌如图3所示。针尖的半径为150μm，长度为600μm，相邻微针的间距为500μm。粘附性测试：以本实施例制备的微针阵列作为实验组。配置25％(v/v)聚乙二醇双丙烯酸酯、3％(w/v)海藻酸钠和1％(v/v)2-羟基-2-甲基苯丙酮的混合水溶液，滴加在相同的模板表面，真空处理10min，紫外照射18s，小心地移除模板，得到基底材料和针尖材料相同的普通微针阵列，作为对照组。将新鲜猪皮切成若干3×2平方厘米的小块，一半处于干燥状态，一半浸泡在水中。将猪皮小块固定在电子测力计(HP-500本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，包括针尖和基底，其特征在于：/n所述基底为包括多巴胺和明胶的基底原料制成的混合凝胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，包括针尖和基底，其特征在于：
所述基底为包括多巴胺和明胶的基底原料制成的混合凝胶。


2.根据权利要求1所述的基于多巴胺凝胶的微针阵列，其特征在于：
其中，所述针尖原料包括海藻酸钠或羧甲基纤维素钠，并混合丝素蛋白、聚乳酸和聚乙烯醇中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的基于多巴胺凝胶的微针阵列，其特征在于：
其中，所述针尖原料包括海藻酸钠或羧甲基纤维素钠，并混合聚乙二醇双丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯明胶、甲基化透明质酸中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的基于多巴胺凝胶的微针阵列，其特征在于：
其中，所述针尖和基底载有抗菌肽、银离子等抗菌物质。


5.根据权利要求1所述的基于多巴胺凝胶的微针阵列，其特征在于：
其中，所述针尖载有水溶性药物。


6.根据权利要求1所述的基于多巴胺凝胶的微针阵列，其特征在于：
其中，所述针尖的半径为75-350μm，长度为300-1000μm，相邻微针的间距为300-1400μm。


7.如权利要求1所述的基于多巴...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵远锦，张筱萱，王月桐，
申请(专利权)人：南京鼓楼医院，
类型：发明
国别省市：江苏;32