一种磁响应载药微针机器人及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种磁响应载药微针机器人及其制备方法和应用，磁响应载药微针机器人通过逐层模板填充复制的方法制备得到，操作简便、易于普及、技术要求低、便于推广和大规模生产；制备的磁响应载药微针机器人由上至下包括依次包括载药尖端、可快速降解中间层和磁性基底，其尖端搭载药物，用于持续地药物递送；中间层可快速降解，使得尖端和基底分离，有助于尖端给药；基底具有磁性，使得微针机器人在磁场中具有取向性，可以被磁场操纵运动，而且磁响应载药微针机器人尺寸小，可以填装进胶囊中服用，用于胃肠道给药，在口服药物递送领域有广阔的应用前景。阔的应用前景。阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种磁响应载药微针机器人及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医学材料
，尤其涉及一种磁响应载药微针机器人及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]口服给药由于给药途径简单方便、患者接受度高、价格合适，是一种临床应用广泛的给药方式。然而，由于胃肠道复杂的生理环境（如丰富的消化酶、变化的pH值、黏膜屏障等），口服给药过程中多种药物容易失活、吸收率低，尤其是蛋白质等大分子药物。因此，为了进一步提高口服给药的效率和通用性，人们或在口服给药系统中引入特殊的化学修饰和纳米载体来克服黏膜屏障，或开发基于机械力的物理装置来实现胃肠内注射。然而，这些化学修饰的药物和药物载体是否能有效地通过消化液进入作用部位、这些胃肠注射装置是会堵塞消化道或对胃肠道造成损伤仍存在争议。
[0003]微针是近些年来备受关注的一类给药装置，具有微创、无痛、高效等优点。一方面，微针可以刺破表皮到达真皮层，从而打开皮肤屏障，促进药物渗透和吸收；另一方面，由于微针微米级的尺寸，在使用时几乎不会接触毛细血管和神经末梢，因此实现微创。到目前为止，微针被广泛用于经皮给药，小分子药物如激素、大分子药物如胰岛素、甚至疫苗都已经通过微针被有效递送到体内。
[0004]申请号为202010302758.6的中国专利公开了一种多层微针阵列及其制备方法，其可以借助其针尖的特殊结构和组织发生机械互锁，从而牢固地贴附在组织上，具有组织粘附性好、实用性强等优点，而且可向组织内递送多种生物活性物质，但是该微针体积偏大，缺少远程控制的能力，只能局限于皮肤给药。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种磁响应载药微针机器人及其制备方法和应用，此种逐层模板填充复制法简单便捷，易于操作，方便大规模生产，制备的磁响应载药微针机器人由载药尖端、可快速降解中间层和磁性基底三层结构组成，具有体积小、可被磁铁灵活地操纵等特点，可用于口服药物递送。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种磁响应载药微针机器人的制备方法，包括以下步骤：S1、将尖端载药原料液填充在具有倒圆锥形孔洞的聚二甲基硅氧烷模板中，去除滴落在倒圆锥形孔洞之外的多余尖端载药原料液，然后固化倒圆锥形孔洞内的尖端载药原料液；S2、向步骤S1的聚二甲基硅氧烷模板的倒圆锥形孔洞内填充中间层可降解原料液，使其完全覆盖在固化后的尖端上层，且中间层可降解原料液液面与倒圆锥形孔洞上表面齐平，去除滴落在倒圆锥形孔洞之外的多余中间层可降解原料液，然后固化中间层可降解原料液；
S3、向步骤S2的聚二甲基硅氧烷模板内填充基底原料液，固化基底原料液，然后将固化后的材料整体从聚二甲基硅氧烷模板中剥离，得到微针机器人；S4、磁化微针机器人的基底，得到磁响应载药微针机器人。
[0007]进一步地，步骤S1中，所述聚二甲基硅氧烷模板的倒圆锥形孔洞，其孔洞间距为200～600μm，孔洞深度为500～1500μm，孔洞直径为200～800μm。
[0008]进一步地，所述尖端载药原料液、中间层可降解原料液和基底原料液的固化方式均为原料液中混合体积分数为1%的光引发剂，并紫外照射20s～1min，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮。
[0009]进一步地，所述尖端载药原料液为质量分数为20%～35%的甲基丙烯酸酯化明胶中混合小分子类或蛋白类药物。
[0010]进一步地，所述中间层可降解原料液为质量分数为5%～10%的甲基丙烯酸酯化明胶中掺杂质量分数为2%～10%的牛血清白蛋白。
[0011]进一步地，所述基底原料液为体积分数为50%～100%的聚乙二醇二丙烯酸酯中掺杂质量分数为10%～30%的钕铁硼微米粒子。
[0012]进一步地，步骤S1中，载药原料液通过真空处理5min以充分填充在倒圆锥形孔洞，步骤S2中，中间层可降解原料液通过真空处理2min以与固化后的载药尖端完全接触。
[0013]进一步地，步骤S4中，所述微针机器人的磁化方法为将微针机器人置于2T～5T的脉冲磁场中，磁化3次，一次约1s。
[0014]本专利技术还提供了一种磁响应载药微针机器人，采用上述磁响应载药微针机器人的制备方法制得，其由上至下依次包括载药尖端、可快速降解中间层和磁性基底，且磁性基底为直径2mm～6mm的圆柱状基底，高为300~1000μm。
[0015]本专利技术还提供了磁响应载药微针机器人在制备胶囊剂中的应用，所述磁响应载药微针机器人填装于胶囊中。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1）本专利技术提供了一种磁响应载药微针机器人，其尖端搭载药物，用于持续地药物递送；中间层可快速降解，使得尖端和基底分离，有助于尖端给药；基底具有磁性，使得微针机器人在磁场中具有取向性，可以被磁场操纵运动，而且磁响应载药微针机器人体积小、易操控；2）本专利技术提出的磁响应载药微针机器人通过逐层模板填充复制的方法制备得到，操作简便、易于普及、技术要求低、便于推广和大规模生产；3）本专利技术提供的磁响应载药微针机器人尺寸小，装进胶囊中服用，在磁铁的辅助下进行药物的定向胃肠道递送，有望为口服给药提供新的方法。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的磁响应载药微针机器人的制备流程图；图2为本专利技术的磁响应载药微针机器人结构示意图；图3为磁响应载药微针机器人阵列在磁铁的吸引下向磁场方向运动的实物图；图4为搭载荧光胰岛素的磁响应载药微针机器人在胰岛素释放0小时、6小时、和48小时后的荧光图。
[0018]其中的附图标记为：尖端载药原料液1、聚二甲基硅氧烷模板2、中间层可降解原料液3、基底原料液4、载药尖端5、可快速降解中间层6、磁性基底7、磁铁8。
具体实施方式
[0019]为了使本领域
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的实施例作进一步详细描述。
[0020]下述实施例中所使用的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本
常规试剂、方法和设备。
[0021]本专利技术提供了一种磁响应载药微针机器人，由上至下依次包含载药尖端5、可快速降解中间层6和磁性基底7，其制备包括如下步骤：步骤一、将尖端载药原料液1填充在具有倒圆锥形孔洞的聚二甲基硅氧烷模板2中，所述倒圆锥形孔洞的孔洞间距为200～600μm，孔洞深度为500～1500μm，孔洞直径为200～800μm，去除滴落在倒圆锥形孔洞之外的多余尖端载药原料液1，然后固化倒圆锥形孔洞内的尖端载药原料液1；步骤二、向步骤一的聚二甲基硅氧烷模板2的倒圆锥形孔洞内填充中间层可降解原料液3，使其完全覆盖在固化后的尖端上层，且中间层可降解原料液3液面与倒圆锥形孔洞上表面齐平，去除滴落在倒圆锥形孔洞之外的多余中间层可降解原料液3，然后固化中间层可降解原料液3；步骤三、向步骤二的聚二甲基硅氧烷模板2内填充基底原料液4，固化基底原料液4，然后将固化后的材料整体从聚二甲基硅氧烷模板2中剥离，得到微针机器人，微针机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁响应载药微针机器人的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将尖端载药原料液（1）填充在具有倒圆锥形孔洞的聚二甲基硅氧烷模板（2）中，去除滴落在倒圆锥形孔洞之外的多余尖端载药原料液（1），然后固化倒圆锥形孔洞内的尖端载药原料液（1）；S2、向步骤S1的聚二甲基硅氧烷模板（2）的倒圆锥形孔洞内填充中间层可降解原料液（3），使其完全覆盖在固化后的尖端上层，且中间层可降解原料液（3）液面与倒圆锥形孔洞上表面齐平，去除滴落在倒圆锥形孔洞之外的多余中间层可降解原料液（3），然后固化中间层可降解原料液（3）；S3、向步骤S2的聚二甲基硅氧烷模板（2）内填充基底原料液（4），固化基底原料液（4），然后将固化后的材料整体从聚二甲基硅氧烷模板（2）中剥离，得到微针机器人；S4、磁化微针机器人的基底，得到磁响应载药微针机器人。2.根据权利要求1所述的磁响应载药微针机器人的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述聚二甲基硅氧烷模板（2）的倒圆锥形孔洞，其孔洞间距为200～600μm，孔洞深度为500～1500μm，孔洞直径为200～800μm。3.根据权利要求1所述的磁响应载药微针机器人的制备方法，其特征在于：所述尖端载药原料液（1）、中间层可降解原料液（3）和基底原料液（4）的固化方式均为原料液中混合体积分数为1%的光引发剂，并紫外照射20s～1min，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮。4.根据权利要求3所述的磁响应载药微针机器人的制备方法，其特征在于：所述尖端载药原...

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