制备微针的设备及方法技术

本发明专利技术涉及一种制备微针的设备和方法，所述设备包括微针阴模、真空腔室、灌装机构和抽真空机构，真空腔室包括相互独立设置的进料腔、灌装腔和出料腔；进料腔用于在非负压状态下接收微针阴模，抽真空机构用于对已接收微针阴模的进料腔进行抽真空，灌装腔用于在负压状态下接收来自负压状态的进料腔转移的微针阴模，出料腔用于在负压状态下接收来自负压状态的灌装腔转移的微针阴模，并用于在接收微针阴模后进行破真空。本发明专利技术可实现微针的大批量生产，提高微针制备的效率，并可以确保微针的成型质量。型质量。型质量。

【技术实现步骤摘要】
制备微针的设备及方法


[0001]本专利技术属于微针制备
，特别涉及一种制备微针的设备及方法。

技术介绍

[0002]大多数治疗药物通过使用皮下注射进入人体，这是一种低成本、快速和直接的给药方式。然而患者自身却不能较容易地使用注射器，且注射器带来的疼痛和恐惧也进一步限制了患者的依从性。微针(包括尺寸为微米级的针头)上载药并经皮给药，这是解决上述问题的方法之一。微针经皮给药方式可实现无痛感的药物传输，提高了患者的依从性和安全性。同时微针还能实现药物等定量和定位输送，可以做到精确给药，给药效果好。除此之外，微针还可以用作皮肤预处理，具有增强皮肤渗透性的能力。因此，微针具有较好的临床应用前景。
[0003]其中聚合物微针贴片利用聚合物微针穿刺人体角质层，形成有利于药物输送的通道，从而促进药物的透皮吸收。目前制作聚合物微针的技术路线为：先准备制备微针的聚合物溶液，再将上述聚合物溶液填充到带有凹槽的微针阴模内，然后通过再将微针阴模内聚合物溶液固化成型，最后脱模得到可溶微针。这种技术路线目前较为普遍采用的方法是硅胶弹性阴模转写的方法。具体为：首先需要提前制备好带有凹槽的硅胶弹性阴模(凹槽即为微针形状)；然后将制备好的聚合物溶液涂覆于带有凹槽的硅胶弹性阴模表面，并置于真空环境下一定时间；待聚合物溶液完全填充硅胶弹性阴模的凹槽中后，将其置于自然环境，并采用某种方法(例如干燥、交联)使其固化，最终形成可溶微针。
[0004]上述制备方法最为关键的步骤是，将聚合物溶液填充至带有凹槽的硅胶弹性阴模内。因硅胶弹性阴模中的凹槽尺寸微小(其部分区域甚至只有几微米)，若一个个独立填充不仅效率低下，且对设备的要求极高，非常不利于批量生产。而液体灌装可以解决批量生产的问题。如果采用灌装方式一起填充这些微小凹槽，当聚合物溶液覆盖硅胶弹性阴模表面后，液面下凹槽中滞留的气体，会阻止聚合物溶液下渗到凹槽内，从而影响可溶微针的成型质量。
[0005]为了解决上述技术问题，现有技术提出对空的微针阴模进行预处理，即利用等离子气体改善模具表面的亲水性能，达到促进聚合物溶液填充到微针凹槽内的目的。但经过等离子气体预处理的微针阴模的亲水性能会随时间而降低。因此，受预处理后的微针阴模滞留时间的影响，模具与模具间、模具中不同区域的亲水性能的差异较大，这会影响微针阴模中凹槽填充，进而影响可溶微针成型的一致性和稳定性，难以保证可溶微针的成型质量。
[0006]现有技术还提出在负压状态下，将聚合物溶液覆盖至微针阴模表面，后利用大气压强将聚合物溶液填充到凹槽中，能够快速完成大平面微针浇注模具的均匀浇注，实现微纳米级结构高精度快速复制，但是，无法满足大批量生产的要求，生产效率低，而且还难以保证真空灌装环境的稳定性，影响微针的成型质量，同时灵活较差，无法适用于不同尺寸的微针模具，导致需要反复拆装，操作繁琐。除此之外，现有技术还存在对微针阴模表面溶液均化处理效果差，且均化处理会污染溶液，以及浇铸溶液时无法充分排除凹槽内空气的问
题，最终难以有效的保证微针成型质量。此外，可溶微针的制备还存在自动化程度不高、生产效率低、人力成本高等问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种制备微针的设备及方法，可以实现微针的大批量生产，并提高微针制备的产能，提高生产效率，而且提高微针的成型质量。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种制备微针的设备，包括微针阴模、真空腔室、灌装机构和抽真空机构；所述微针阴模的表面形成有与微针针体匹配的凹槽；所述灌装机构至少部分设置在所述真空腔室内，并用于释放制备微针的溶液；所述抽真空机构与所述真空腔室连接，并用于对所述真空腔室抽真空；所述真空腔室包括相互独立设置的进料腔、灌装腔和出料腔；
[0009]所述进料腔用于在非负压状态下接收所述微针阴模；
[0010]所述抽真空机构用于对已接收所述微针阴模的所述进料腔进行抽真空；
[0011]所述灌装腔用于在负压状态下接收来自负压状态的所述进料腔转移的所述微针阴模；
[0012]所述出料腔用于在负压状态下接收来自负压状态的所述灌装腔转移的所述微针阴模，并用于在接收所述微针阴模后进行破真空。
[0013]可选地，所述设备还包括通信连接的控制器和破真空阀，所述破真空阀包括第一破真空阀和第三破真空阀；所述第一破真空阀设置于所述进料腔上，所述第三破真空阀设置于所述出料腔上；
[0014]所述控制器用于控制所述第一破真空阀打开，以对所述进料腔进行破真空，并还用于当第三状态的所述微针阴模转移至负压状态的所述出料腔后，所述控制器用于控制所述第三破真空阀打开，以对所述出料腔进行破真空。
[0015]可选地，所述控制器还与所述抽真空机构通信连接；所述控制器用于控制所述抽真空机构对所述出料腔、所述灌装腔和所述进料腔进行抽真空。
[0016]可选地，所述设备还包括与所述控制器通信连接的传感器组件，所述传感器组件包括第一传感器、第二传感器和第三传感器；
[0017]所述进料腔设置所述第一传感器，所述灌装腔设置所述第二传感器，所述出料腔设置所述第三传感器，所述控制器用于分别根据所述第一传感器、第二传感器和第三传感器所检测的压力信息控制对应腔体的真空度。
[0018]可选地，所述设备还包括均化机构，且所述灌装腔内设置有浇注工位和均化工位；
[0019]当所述灌装腔处于负压状态时，所述灌装腔内的所述微针阴模用于设置于所述浇注工位，且所述灌装机构用于向所述微针阴模的表面浇注所述溶液；
[0020]当所述灌装腔内的所述微针阴模浇注完溶液后用于转移至所述均化工位，且所述均化机构用于对浇注完溶液的所述微针阴模进行均匀化处理，以使所述溶液均匀地填充在所述微针阴模的表面。
[0021]可选地，所述均化机构包括抓取机构和驱动机构，所述抓取机构包括主轴组件和夹持组件，所述驱动机构包括伺服电机和传动组件，所述主轴组件包括主轴和底座，所述主轴的底端与所述底座固定连接，所述夹持组件包括至少三个卡爪，至少三个所述卡爪在所
述底座上围绕所述主轴的轴线均匀分布并用于夹持固定托盘，所述托盘装载所述微针阴模，所述伺服电机用于通过所述传动组件驱动所述主轴旋转，所述主轴的轴线与所述凹槽的轴线平行。
[0022]可选地，所述驱动机构还包括气缸组件、弹性部件和转盘；所述转盘套设在所述主轴上，并能够相对于所述主轴转动，所述弹性部件的一端连接所述主轴，另一端连接所述转盘；
[0023]当所述转盘由所述气缸组件驱动朝第一方向转动时，使所述弹性部件存储弹性势能，并使所有所述卡爪移动至松开位置；
[0024]当所述转盘被解除所述气缸组件的作用力后，所述弹性部件释放弹性势能，并驱使所述转盘朝第二方向转动，使得所有所述卡爪移动至锁紧位置。
[0025]可选地，所述均化机构还包括压块，所述压块固定在所述底座上，并用于在轴向上压抵所述转盘；所述压块的数量为至少三个。
[0026]可选地，所述夹持组件还包括导轨、滑块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备微针的设备，其特征在于，包括微针阴模、真空腔室、灌装机构和抽真空机构；所述微针阴模的表面形成有与微针针体匹配的凹槽；所述灌装机构至少部分设置在所述真空腔室内，并用于释放制备微针的溶液；所述抽真空机构与所述真空腔室连接，并用于对所述真空腔室抽真空；所述真空腔室包括相互独立设置的进料腔、灌装腔和出料腔；所述进料腔用于在非负压状态下接收所述微针阴模；所述抽真空机构用于对已接收所述微针阴模的所述进料腔进行抽真空；所述灌装腔用于在负压状态下接收来自负压状态的所述进料腔转移的所述微针阴模；所述出料腔用于在负压状态下接收来自负压状态的所述灌装腔转移的所述微针阴模，并用于在接收所述微针阴模后进行破真空。2.根据权利要求1所述的制备微针的设备，其特征在于，还包括通信连接的控制器和破真空阀，所述破真空阀包括第一破真空阀和第三破真空阀；所述第一破真空阀设置于所述进料腔上，所述第三破真空阀设置于所述出料腔上；所述控制器用于控制所述第一破真空阀打开，以对所述进料腔进行破真空，并还用于控制所述第三破真空阀打开，以对所述出料腔进行破真空。3.根据权利要求2所述的制备微针的设备，其特征在于，所述控制器还与所述抽真空机构通信连接；所述控制器用于控制所述抽真空机构对所述出料腔、所述灌装腔和所述进料腔进行抽真空。4.根据权利要求3所述的制备微针的设备，其特征在于，所述设备还包括与所述控制器通信连接的传感器组件，所述传感器组件包括第一传感器、第二传感器和第三传感器；所述进料腔设置所述第一传感器，所述灌装腔设置所述第二传感器，所述出料腔设置所述第三传感器，所述控制器用于分别根据所述第一传感器、第二传感器和第三传感器所检测的压力信息控制对应腔体的真空度。5.根据权利要求1所述的制备微针的设备，其特征在于，所述设备还包括均化机构，且所述灌装腔内设置有浇注工位和均化工位；当所述灌装腔处于负压状态时，所述灌装腔内的所述微针阴模设置于所述浇注工位，且所述灌装机构用于向所述微针阴模的表面浇注所述溶液；当所述灌装腔内的所述微针阴模浇注完溶液后用于转移至所述均化工位，且所述均化机构用于对浇注完溶液的所述微针阴模进行均匀化处理，以使所述溶液均匀地填充在所述微针阴模的表面。6.根据权利要求5所述的制备微针的设备，其特征在于，所述均化机构包括抓取机构和驱动机构，所述抓取机构包括主轴组件和夹持组件，所述驱动机构包括伺服电机和传动组件，所述主轴组件包括主轴和底座，所述主轴的底端与所述底座固定连接，所述夹持组件包括至少三个卡爪，至少三个所述卡爪在所述底座上围绕所述主轴的轴线均匀分布并用于夹持固定托盘，所述托盘装载所述微针阴模，所述伺服电机用于通过所述传动组件驱动所述主轴旋转，所述主轴的轴线与所述凹槽的轴线平行。7.根据权利要求6所述的制备微针的设备，其特征在于，所述驱动机构还包括气缸组件、弹性部件和转盘；所述转盘套设在所述主轴上，并能够相对于所述主轴转动，所述弹性部件的一端连接所述主轴，另一端连接所述转盘；当所述转盘由所述气缸组件驱动朝第一方向转动时，使所述弹性部件存储弹性势能，
并使所有所述卡爪移动至松开位置；当所述转盘被解除所述气缸组件的作用力后，所述弹性部件释放弹性势能，并驱使所述转盘朝第二方向转动，使得所有所述卡爪移动至锁紧位置。8.根据权利要求7所述的制备微针的设备，其特征在于，所述均化机构还包括压块，所述压块固定在所述底座上，并用于在轴向上压抵所述转盘；所述压块的数量为至少三个。9.根据权利要求7所述的制备微针的设备，其特征在于，所述夹持组件还包括导轨、滑块、固定座和限位销，所述导轨沿着所述底座的径向布置，所述滑轨可滑动地设置在所述导轨上，所述固定座固定在所述滑块上，每个所述卡爪固定在对应的一个固定座上，所述限位销固定在所述固定座上，所述转盘设置有弧形的限位槽，所述限位销可活动地设置在所述限位槽中，所述限位槽的弧形的两端距离转盘中心不同；当所述转盘朝第一方向转动时，所述限位销由弧形的所述限位槽的近端向远端移动，并驱动卡爪向外移动，直至所述限位销与所述限位槽的远端抵扣；当所述转盘朝第二方向转动时，所述限位销由弧形的所述限位槽的近端向远端移动，并驱动卡爪向内移动，直至所述限位销与所述限位槽的近端抵扣。10.根据权利要求9所述的制备微针的设备，其特征在于，所述气缸组件包括推杆，所述转盘上设置有固定柱，所述推杆用于推动所述固定柱以驱动所述转盘朝第一方向转动。11.根据权利要求5所述的制备微针的设备，其特征在于，所述设备还包括托盘和输送线，所述托盘用于装载所述微针阴模，所述输送线用于传送所述托盘；所述均化机构用于驱动所述托盘运动以对所述微针阴模进行均匀化处理，所述托盘的运动包括水平转动、水平移动、抖动、上下摆动中的至少一种。12.根据权利要求1所述的制备微针的设备，其特征在于，所述设备还包括托盘，所述托盘用于装载所述微针阴模，且同一个所述托盘能够装载不同尺寸的微针阴模。13.根据权利要求12所述的制备微针的设备，其特征在于，所述设备还包括上料输送线、下料输送线和转运输送线，所述上料输送线设置在上料区，所述下料输送线设置在下料区；所述上料输送线用于将所述托盘传送至所述进料腔，并由所述下料输送线接收来自所述出料腔的托盘；所述转运输送线用于接收来自所述下料输送线上的空载的所述托盘，并用于将空载的所述托盘传送至所述上料区。14.根据权利要求13所述的制备微针的设备，其特征在于，所述转运输送线设置在所述上料输送线和下料输送线的下方，所述设备还包括自动转运机构，所述自动转运机构用于将所述下料输送线上的空载的所述托盘转移至所述转运输送线，并用于将所述转运输送线上的空载的所述托盘转移至所述上料输送线。15.根据权利要求13所述的制备微针的设备，其特征在于，所述设备还包括设置在所述上料区的自动供料机构和自动上料机构，所述自动供料机构用于将所述微针阴模输送至一上料工位；所述自动上料机构还用于从所述上料工位取走所述微针阴模，并放置于所述上料输送线上的所述托盘。16.根据权利要求13所述的制备微针的设备，其特征在于，所述设备还包括设置在所述
下料区的自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宾文，颜平，黄远，刘龙，曲秋羽，
申请(专利权)人：苏州悦肤达医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：