一种用于药物释放的微流控生物屏障膜制造技术

本发明专利技术涉及一种用于药物释放的微流控生物屏障膜此微流控生物屏障膜为三层结构，分别为释药层，中间连接层以及非释药底层。所述释药层设有药物进口、药物释放出口以及定位孔；所述中间连接层设有定位孔，在所述中间连接层的中间部位设置两个对称且不相连的储药池，在所述储药池设置与其相连通的药物进口通道以及药物释放出口通道；所述非释药底层只设有定位孔；通过每一层的定位孔将三层结构粘结在一起，中间连接层的上下两侧分别与释药层、非释药底层贴合。由于储药池内同时存在药物溶液及载药纳米微球，载药微球可以在药物释放过程中为储药池补充药量，维持有效药物浓度。此微流控生物屏障膜可持续缓慢释放抗菌药物达5天，控制药物释放速率。控制药物释放速率。控制药物释放速率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于药物释放的微流控生物屏障膜


[0001]本专利技术涉及微流控
，具体涉及一种用于药物释放的微流控生物屏障膜。

技术介绍

[0002]牙周炎及种植体周围炎症导致的牙周骨组织缺损是口腔临床所面临的的巨大挑战，也是相关领域尤其是口腔种植领域的研究重点。引导骨组织再生(guided bone regeneration,GBR)膜是放置在骨缺损处的生物屏障膜，GBR生物屏障膜在引导组织再生术中发挥重要作用。其可在牙周手术中作为屏障，阻挡牙龈上皮在愈合过程中沿根面生长，引导具有形成新附着能力的牙周膜细胞优先占领根面，形成新的附着性愈合。但是目前广泛应用的生物屏障膜主要依靠机体自身的生长潜力来修复缺损，不能有效预防术后感染等并发症。
[0003]使用GBR生物屏障膜进行引导骨组织再生术时的主要并发症之一是术后感染。治疗感染的有效方法是彻底清理感染区域，并局部应用抗生素辅助治疗。局部用药相对于全身用药，对身体的副作用较低，减少器官损害的发生概率。因此研究者们开发了载药生物屏障膜，选择壳聚糖、胶原、聚乳酸等可生物降解原料作为膜的基底材料，同时将抗菌药物与基底材料混合，利用溶液浇筑或静电纺丝等方法将药物负载在生物膜内。这就导致了存在于生物膜材料表面的药物会发生突释，且大部分药物在此阶段被释放，药物与材料基质之间的相互作用使药物在突释后可以从膜中持续释放，这一阶段主要靠膜的降解，药物释放含量少且释放速率不易控制，所以开发一种局部缓释制剂尤为重要，使其能在病变部位持续缓慢释放药物，在一定时间内维持有效的药物浓度，从而达到理想的抑菌效果。近年来微流控技术得到了迅速的发展，并以其众多的优势逐渐成为生物医学研究领域的重要工具。将微流控技术应用于生物屏障膜的改进，构建带有储药池及微通道结构的微流控生物屏障膜，药物储存在药池内，通过精准设计的微通道结构，可以起到对流体的控制作用。
[0004]综上所述，开发一种可以缓慢释放药物的微流控生物屏障膜，对有效降低术后感染风险有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种可以缓慢释放药物的微流控生物屏障膜，制作过程简单，与以往载药膜不同，该生物屏障膜为包含储药池及药物进出口通道的微流控芯片，药物储存在储药池中，通过药物释放出口进行释放，此微流控生物屏障膜可持续缓慢释放抗菌药物达5天，并有效缓解前期的突释现象，且可以控制药物释放速率，以克服现有技术的不足。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种用于药物释放的微流控生物屏障膜此微流控生物屏障膜为三层结构，分别为释药层，中间连接层以及非释药底层。
[0008]所述释药层设有药物进口、药物释放出口以及定位孔；所述中间连接层设有定位
孔，在所述中间连接层的中间部位设置两个对称且不相连的储药池，在所述储药池设置与其相连通的药物进口通道以及药物释放出口通道；所述非释药底层只设有定位孔；通过每一层的定位孔将三层结构粘结在一起，中间连接层的上下两侧分别与释药层、非释药底层贴合。
[0009]所述的微流控生物屏障膜的药物释放出口处放置多孔壳聚糖膜。
[0010]所述储药池为两个对称且不相连的半圆形储药池，在所述半圆形储药池的半圆弧上设置与其相连通的药物进口通道以及药物释放出口通道，每个半圆形储药池上分别存在一个药物进口通道和两个药物释放出口通道且两种通道的位置不固定。
[0011]所述中间连接层上储药池的面积占中间连接层总面积的1/3
‑
1/2。
[0012]所述药物进口通道宽度与长度的比值为1/3。
[0013]所述药物释放出口通道宽度与长度的比值为1/2。
[0014]所述的释药层、中间连接层以及非释药底层采用PLA可生物降解材料制成。
[0015]所述的储药池中同时存在药液及载药纳米微球。
[0016]具体说明如下：
[0017]所述释药层设有药物进口、药物释放出口以及定位孔；所述中间连接层设有定位孔，在所述中间连接层的中间部位切割出两个对称且不相连的半圆形储药池形状，在所述半圆形储药池的半圆弧上切割出与其相连通的药物进口通道以及药物释放出口通道，每个半圆形储药池上分别存在一个药物进口通道和两个药物释放出口通道且两种通道的位置不固定，因此通过改变药物释放出口通道的位置就可以改变释药点；所述非释药底层只设有定位孔。通过每一层的定位孔将三层结构粘结在一起，中间连接层的上下两侧分别与释药层、非释药底层贴合，因此在微流控生物屏障膜上会形成储药池区域，药物通过释药层上的药物进口注入，通过药物进口通道进入储药池，再经药物释放出口通道从释药层的药物释放出口处释放；除此之外，微流控生物屏障膜的药物释放出口处放置多孔壳聚糖膜，多孔壳聚糖膜可以起到微阀的作用，改变多孔壳聚糖膜的孔隙率可以改变药物与外界环境的接触面积，从而达到控制药物释放速率的作用。
[0018]本专利技术针对引导骨再生手术中生物屏障膜只能依靠机体自身的生长潜力来修复缺损，不能有效预防术后感染等并发症的不足，设计了可以缓慢释放药物的微流控生物屏障膜。设计了微通道系统，系统中有储药池结构，每个储药池上接有药物进口通道和药物出口通道；药池内装有药液及载药微球，并将多孔壳聚糖膜放置在各药物释放出口孔之上，出口处的多孔壳聚糖膜减少了药液与外界环境的接触面积，进一步延长了药物释放时间，载药微球的存在可以在释药过程中为储药池补充药量；本专利技术中可缓释的载药微流控生物屏障膜与单纯局部用药相比，有效减弱了前期的突释现象，且可在一段时间内维持有效药物浓度。
[0019]本专利技术中可以缓慢释放药物的微流控生物屏障膜与现有生物屏障膜相比具有如下优点：
[0020]由于微流控生物屏障膜中包含微通道结构，将药物储存在储药池中，其通过药物释放出口通道进行释放，且在药物释放出口孔处放置多孔壳聚糖膜，出口处的多孔壳聚糖膜减少了药物与外界环境的接触面积，可以进一步减缓释放速率，延长药物释放时间，有效缓解前期药物突释现象；
[0021]由于药物释放出口孔处放置的壳聚糖膜的孔隙率可以改变，可以起到对药物释放速率的控制作用；
[0022]由于储药池内同时存在药物溶液及载药纳米微球，载药微球可以在药物释放过程中为储药池补充药量，维持有效药物浓度。
附图说明
[0023]图1是本专利技术所述微流控生物屏障膜的结构示意图；微流控生物屏障膜总体为三层结构，1
‑
药物进口，2
‑
释药层，3
‑
定位孔，4
‑
药物释放出口，5
‑
中间连接层，6
‑
储药池，7
‑
非释药底层，8
‑
多孔壳聚糖膜；
[0024]图2是本专利技术所述微流控生物屏障膜中第一层释药层的形貌俯视图；1
‑
药物进口，3
‑
定位孔，4
‑
药物释放出口，d1
‑
药物释放出口孔直径，d2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于药物释放的微流控生物屏障膜，其特征是，此微流控生物屏障膜为三层结构，分别为释药层，中间连接层以及非释药底层。2.如权利要求1所述的用于药物释放的微流控生物屏障膜，其特征是，所述释药层设有药物进口、药物释放出口以及定位孔；所述中间连接层设有定位孔，在所述中间连接层的中间部位设置两个对称且不相连的储药池，在所述储药池设置与其相连通的药物进口通道以及药物释放出口通道；所述非释药底层只设有定位孔；通过每一层的定位孔将三层结构粘结在一起，中间连接层的上下两侧分别与释药层、非释药底层贴合。3.如权利要求1所述的用于药物释放的微流控生物屏障膜，其特征是，微流控生物屏障膜的药物释放出口处放置多孔壳聚糖膜。4.如权利要求1所述的用于药物释放的微流控生物屏障膜，其特征是，所述储药池为两个对称且不相连的半圆形储药池，在所述半圆形储药池的半圆弧上设...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱国瑞，陈泓宇，谭蔚，石鑫，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：