一种基于三维骨架结构的水凝胶微针贴片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于三维骨架结构的水凝胶微针贴片，所述微针贴片包括微针；所述微针的原料中包含聚乙烯醇和丙烯酸树脂水分散体；所述丙烯酸树脂水分散体均匀共混聚乙烯醇经成型得到所述微针。该水凝胶微针贴片具有较好的强度，同时兼具优良溶胀性能和穿刺性能。本发明专利技术还公开了该水凝胶微针贴片的制备方法和应用。和应用。和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维骨架结构的水凝胶微针贴片及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及透皮给药
更具体地，涉及一种基于三维骨架结构的水凝胶微针贴片及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]水凝胶微针指在体液环境中，通过吸收间质皮肤液实现针体膨胀，促进药物释放，但基质本身不溶解且在完成释药后可被完整取出的微针技术，具有可通过调节水凝胶网络的交联强度实现药物可控释放，使用后无基质、辅料的体内残留，生物安全性更高等优势。自2010年被首次报道，水凝胶微针因作用于皮肤后可快速吸收组织液膨胀，且能长时间维持皮肤微通道开放状态，使其应用领域更为广泛。1)水凝胶微针可代替单晶硅实心微针，充当经皮促渗器械；2)水凝胶微针可与传统载药经皮制剂组合使用，提高水剂、乳剂、贴剂、凝胶剂等常规皮肤制剂的有效透皮递药效率；3)水凝胶微针可作为药物载体，直接搭载活性成分，具有载药量大，以及通过控制体系内部交联度实现释药速度可控的特点；4)水凝胶微针可用于间质液中生物分子的快速检测和提取，具有明显的效率和成本优势。相较于金属、单晶硅的固体微针，水凝胶微针具有更好的材料韧性，无需担心使用过程中针尖在皮内断裂、残留的风险；相较于溶解微针，水凝胶微针在体液环境下不溶解、不降解，无需担心长期使用导致高分子聚合物体内蓄积的问题，使其使用更加便捷、安全、可靠。
[0003]现有报道的水凝胶微针多是利用高分子链间氢键作用或成酯反应得到的交联微针。上海交通大学的金拓课题组经
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20℃冷冻、4℃解冻的反复冻融工艺制得聚乙烯醇(PVA)水凝胶微针，可实现对生物大分子药物的有效递送，但该微针的制备需经反复冻融循环的交联工艺，耗时长、工艺繁琐，不适合产业化制备；英国女王大学的Donnelly课题组致力于聚甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物(PMVE/MA)与聚乙二醇(PEG)在80℃高温或微波条件下交联成酯工艺的研究，制成溶胀率可达到1600％的超级水凝胶微针，可实现对不同分子量药物的经皮递送，但微针的成酯交联过程须在80℃条件下反应24h或在微波环境中交联8h，使得微针制备效率较低，不利于批量化生产，此外，高温的制备条件易引起药物稳定性的破坏，使其适用药物范围受限。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一个目的在于提供一种基于三维骨架结构的水凝胶微针贴片，该水凝胶微针贴片利用丙烯酸树脂水分散体的骨架结构框住内聚力较差的聚乙烯醇凝胶，同时聚乙烯醇赋予无机械强度的丙烯酸树脂水分散体一定的力学强度，制得同时兼具优良溶胀性能和穿刺性能的水凝胶微针贴片。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提供一种基于三维骨架结构的水凝胶微针贴片的制备方法，该方法可在自然干燥成针条件下制成水凝胶微针，克服了现有技术中对交联条件的限制，具有微针制备工艺简单、操作方便、成针速度快等优点。
[0006]本专利技术的第三个目的在于提供一种基于三维骨架结构的水凝胶微针贴片的应用。
[0007]为达到上述第一个目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0008]一种基于三维骨架结构的水凝胶微针贴片，所述微针贴片包括微针；
[0009]所述微针的原料中包含聚乙烯醇和丙烯酸树脂水分散体；
[0010]所述丙烯酸树脂水分散体均匀共混聚乙烯醇经成型得到所述微针。
[0011]进一步地，所述微针贴片中，丙烯酸酯树脂水分散体作为骨架结构框住聚乙烯醇形成的凝胶。
[0012]进一步地，所述聚乙烯醇与丙烯酸树脂水分散体的质量比为5
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50:0.1
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10。
[0013]进一步地，可以理解，该微针的结构包含针尖和基底，针尖和基底可以一体成型，也可以分别成型。
[0014]进一步地，该水凝胶微针贴片中还含有背衬。背衬与基底相结合。
[0015]进一步地，所述水凝胶微针贴片中，还可根据实际需要添加功能性添加剂、活性物质等。示例性的，当水凝胶微针贴片中，背衬为中空的水胶体贴片，起到将微针固定于皮肤的作用，活性物质可添加在中间的空洞中，即活性物质直接与微针基底接触；另一种是使用黏附性海绵背衬，背衬本身具有良好的黏附性，同时兼具载药性，负载活性物质。
[0016]进一步地，所述聚乙烯醇为高醇解度聚乙烯醇。进一步地，所述聚乙烯醇的醇解度在98％以上。
[0017]丙烯酸树脂水分散体是以水为分散介质，丙烯酸树脂以100
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1000nm的固态或半固态球型或类球型粒子分散于水中所组成的水性系统，在生物介质中有限溶胀，形成致密的三维骨架结构。高醇解度、高分子量的聚乙烯醇是一种溶胀性水凝胶材料，微针溶液干燥成针过程中，聚乙烯醇分子内、间形成氢键作用力，遇水后，部分聚乙烯醇与水分子形成氢键，使得聚乙烯醇分子内部氢键作用被削弱，表现为微针内聚力降低，水中溶胀后微针凝胶化，无法完整地从皮内取出。基于以上两种材料的性质，本专利技术将二者进行均匀共混，利用丙烯酸树脂水分散体的骨架结构框住内聚力较差的聚乙烯醇凝胶，同时聚乙烯醇赋予无机械强度的丙烯酸树脂水分散体一定的力学强度，制得同时兼具优良溶胀性能和穿刺性能的水凝胶微针制剂。
[0018]进一步地，所述丙烯酸树脂水分散体系为丙烯酸树脂、乳化剂、防腐剂、碱化剂、有机溶剂，以及纯化水中的一种或几种的混合。
[0019]进一步地，所述丙烯酸树脂选自丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三甲基胺乙酯氯化物、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸中的一种或几种的混合。
[0020]进一步地，所述乳化剂选自硬脂醇聚醚
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2、壬基酚聚氧乙烯醚、月桂基硫酸钠、聚山梨醇酯80中的一种或几种的混合。
[0021]进一步地，所述防腐剂选自山梨酸、苯甲酸、脱氢乙酸、尼泊金酯中的一种或几种的混合。
[0022]进一步地，所述碱化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、乙醇胺中的一种或几种的混合。
[0023]进一步地，所述有机溶剂选自乙醇、丁二醇中的一种或几种的混合。
[0024]进一步地，所述丙烯酸树脂水分散体中，丙烯酸树脂选自摩尔比为2:1的丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物、摩尔比为1:1:1的甲基丙烯酸及丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲
酯共聚物、摩尔比为1:2:0.1的丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸氯化三甲胺基乙酯共聚物、摩尔比为1:2:0.2的丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸氯化三甲胺基乙酯共聚物、摩尔比为1:1的甲基丙烯酸和丙烯酸乙酯共聚物中的一种或几种的混合。
[0025]进一步地，所述微针中，还包含有致孔剂。
[0026]进一步地，所述致孔剂位于丙烯酸树脂水分散体和/或聚乙烯醇中。
[0027]进一步地，所述微针中，致孔剂的质量百分含量为0.1
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10wt％。
[0028]进一步地，所述致孔剂选自聚乙烯吡咯烷酮、磷酸氢钙、碳酸氢钠、碳酸钠、海藻糖、果糖、山梨醇、甘露醇、木糖醇、半乳糖、氯化镁、氯化钙、氯化锌中的一种或几种的混合。
[0029]致孔剂是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维骨架结构的水凝胶微针贴片，其特征在于，所述微针贴片包括微针；所述微针的原料中包含聚乙烯醇和丙烯酸树脂水分散体；所述丙烯酸树脂水分散体均匀共混聚乙烯醇经成型得到所述微针。2.根据权利要求1所述的水凝胶微针贴片，其特征在于，所述聚乙烯醇为高醇解度聚乙烯醇；优选地，所述聚乙烯醇的醇解度在98％以上。3.根据权利要求1所述的水凝胶微针贴片，其特征在于，所述丙烯酸树脂水分散体系为丙烯酸树脂、乳化剂、防腐剂、碱化剂、有机溶剂，以及纯化水中的一种或几种的混合；优选地，所述丙烯酸树脂选自丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三甲基胺乙酯氯化物、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸中的一种或几种的混合；优选地，所述乳化剂选自硬脂醇聚醚
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2、壬基酚聚氧乙烯醚、月桂基硫酸钠、聚山梨醇酯
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80中的一种或几种的混合；优选地，所述防腐剂选自山梨酸、苯甲酸、脱氢乙酸、尼泊金酯中的一种或几种的混合；优选地，所述碱化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、乙醇胺中的一种或几种的混合；优选地，所述有机溶剂选自乙醇、丁二醇中的一种或几种的混合。4.根据权利要求1所述的水凝胶微针贴片，其特征在于，所述丙烯酸树脂水分散体中，丙烯酸树脂选自摩尔比为2:1的丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物、摩尔比为1:1:1的甲基丙烯酸及丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物、摩尔比为1:2:0.1的丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸氯化三甲胺基乙酯共聚物、摩尔比为1:2:0.2的丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸氯化三甲胺基乙酯共聚物、摩尔比为1:1的甲基丙烯酸和丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：高云华，邢梦真，
申请(专利权)人：中科微针北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：