一种结构色摩擦生电微针补片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种结构色摩擦生电微针补片及其制备方法和应用，制备方法包括：步骤一、在微针模板的孔洞中通过垂直沉积自组装得到二氧化硅正结构模板；步骤二、将离子凝胶预凝胶溶液注入微针模板中，固化得到含有二氧化硅正结构模板的离子水凝胶微针针尖和离子水凝胶微针基底；步骤三、进行刻蚀，去除二氧化硅正结构模板，并脱模得到反蛋白石结构微针补片；步骤四、在基底部位包裹介电材料，并在微针侧面外接导电线，得到结构色摩擦生电微针补片；步骤五、将针尖部位浸泡到药物溶液中，实现结构色摩擦生电微针补片的药物负载。本发明专利技术制备简单，具有功能多样性，可以实现无痛、安全、可控给药以及可视化监测药物释放，具有极好的实用性和推广性。用性和推广性。用性和推广性。

【技术实现步骤摘要】
一种结构色摩擦生电微针补片及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医用材料
，涉及一种微针补片，尤其涉及一种结构色摩擦生电微针补片及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]银屑病是一种慢性免疫介导的皮肤病，由复杂因素(如多种遗传缺陷、感染、创伤和药物治疗)和典型症状(如皮肤脱落、红斑、瘙痒和炎性疼痛)引起，随着患病率的增加而威胁公众健康。各种治疗药物可有效治疗银屑病，如甲氨蝶呤、布地奈德和生物制剂等。为了实现这些药物的递送，已经开发了许多方法，包括静脉注射、口服等。然而，这些方法仍然存在一些挑战，比如静脉注射存在感染风险和专业技术要求高，以及口服给药固有的吸收不良等问题。为了提高药物治疗的有效性，出现了基于微载体的药物递送系统，并以其可控性、稳定性和生物利用率的优势吸引了相当大的兴趣。尽管取得了很大的进展，但大多数用于银屑病治疗的载药微载体都是以系统方式给药的，可能会导致大量不可预测的不良反应，从而缩短药物治疗效果。因此，开发新的药物给药策略来治疗银屑病仍然是值得期待的。
[0003]微针是一种经皮局部给药装置，具有优良的无痛性、最小的侵袭性和效率。它们已广泛应用于局部递送从小分子药物、蛋白质到纳米药物等多种活性物质的载体。特别是，通过将刺激响应元件集成到微针中，可以实现对外部刺激(如光、磁场、温度)的可控药物释放。尽管取得了很大的成功，但这种可控系统通常依赖于外部设备来提供能量，并且难以评估持续释放条件，这严重限制了微针的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构色摩擦生电微针补片及其制备方法和应用。该微针补片负载有治疗银屑病皮肤的药物，扎入受损皮肤后，手指的皮肤经过接触
‑
分离的模式作用于微针补片使其内部发生电荷转移，进而通过静电排斥被迫释放药物，从而有助于银屑病皮肤的治疗；同时，接触摩擦的机械行为有助于降低皮肤纤维化程度，促进银屑病皮肤的治疗；微针针尖部位的反蛋白石结构赋予了最终微针补片结构色的性能，在药物释放的过程中可以通过结构色的变化实时监测药物释放的情况。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种结构色摩擦生电微针补片的制备方法，具有这样的特征：包括以下步骤：步骤一、在微针模板的孔洞中通过垂直沉积自组装得到二氧化硅正结构模板；步骤二、配制离子凝胶预凝胶溶液，将离子凝胶预凝胶溶液注入步骤一得到的含有二氧化硅正结构模板的微针模板中，固化得到含有二氧化硅正结构模板的离子水凝胶微针针尖和离子水凝胶微针基底；步骤三、对步骤二得到的含有离子水凝胶的微针模板进行刻蚀，去除二氧化硅正结构模板，并脱模得到反蛋白石结构微针补片；步骤四、在步骤三得到的反蛋白石结构微针补片的基底部位包裹介电材料，并在微针侧面外接导电线，得到结构色摩擦生电微针补片；步骤五、将步骤四得到的结构色摩擦生电微针补片的针尖部位
浸泡到药物溶液中，实现结构色摩擦生电微针补片的药物负载，得到药物负载的结构色摩擦生电微针补片。
[0006]进一步，本专利技术提供一种结构色摩擦生电微针补片的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤一的具体方法为：配制二氧化硅乙醇溶液，将二氧化硅乙醇溶液超声均匀分散，随后注入微针模板的孔洞中，并使二氧化硅乙醇溶液完全浸润微针模板的孔洞；通过垂直沉积的方法得到围绕微针孔洞自组装的二氧化硅正结构模板。
[0007]进一步，本专利技术提供一种结构色摩擦生电微针补片的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中，所述二氧化硅乙醇溶液的浓度为3～4wt％；二氧化硅乙醇溶液完全浸润微针模板的孔洞的方法为：将注入有二氧化硅乙醇溶液的微针模板放置在真空环境中3～5min；垂直沉积的方法为：将浸润有二氧化硅乙醇溶液的微针模板于20～30℃放置4～5h，待乙醇完全挥发。
[0008]进一步，本专利技术提供一种结构色摩擦生电微针补片的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，所述离子凝胶预凝胶溶液为包括丙烯酰胺、氯化锂和聚乙二醇二丙烯酸酯的水溶液；离子凝胶预凝胶溶液中，丙烯酰胺的浓度为10～15wt％，氯化锂的浓度为8～15mol/L，聚乙二醇二丙烯酸酯的浓度为20～25wt％。
[0009]进一步，本专利技术提供一种结构色摩擦生电微针补片的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，所述离子凝胶预凝胶溶液的固化方法为在离子凝胶预凝胶溶液中混合光引发剂，紫外光固化；光引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮；光引发剂在离子凝胶预凝胶溶液中的浓度为1v/v％。
[0010]进一步，本专利技术提供一种结构色摩擦生电微针补片的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤三中，刻蚀的方法为浸泡3～5v/v％的氢氟酸或3～5wt％的氢氧化钠。
[0011]进一步，本专利技术提供一种结构色摩擦生电微针补片的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤四中，所述介电材料为聚二甲基硅氧烷；包裹介电材料的具体方法为：将聚二甲基硅氧烷和固化剂混合均匀，倒入并覆盖反蛋白石结构微针补片的基底部位，于55～65℃固化1.5～2.5h，得到结构色摩擦生电微针补片；聚二甲基硅氧烷和固化剂的体积比为10∶1。
[0012]进一步，本专利技术提供一种结构色摩擦生电微针补片的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤四中，所述导电线为导电铜线。
[0013]本专利技术还提供所述制备方法制得的结构色摩擦生电微针补片。
[0014]本专利技术还提供结构色摩擦生电微针补片在制备治疗银屑病皮肤药物中的应用，具有这样的特征：所述药物溶液中的药物为甲氨蝶呤、布地奈德或生物制剂中的一种；药物溶液的浓度为0.5mg/mL。
[0015]本专利技术的有益效果在于：
[0016]本专利技术开提供的一种结构色摩擦生电微针补片，其整体是三明治的结构，聚二甲基硅氧烷为顶层，微针补片的离子水凝胶基底为中间层，反蛋白石结构的离子水凝胶基底微针针尖为底层。聚二甲基硅氧烷层不仅可以充当微针补片离子凝胶层的保护层，还起到了介电的作用；微针补片针尖的反蛋白石结构不仅赋予了其鲜艳的结构色，其周期性排列的孔洞结构还有利于药物的负载。
[0017]此外，由于聚二甲基硅氧烷是强负摩擦电材料，当手指皮肤接触结构色摩擦生电
微针补片的聚二甲基硅氧烷的表面时将会产生电荷移动，发生静电感应现象，同时静电排斥使得负载的药物可以实现持续的释放，因此可通过自供电电刺激实现可控的药物递送，有助于银屑病皮肤的治疗。具体的，当皮肤接触摩擦生电微针补片的聚二甲基硅氧烷层时，大量相同量的相反极性电荷累积在聚二甲基硅氧烷层和皮肤的表面上；一旦两者分离，微针补片中的阳离子被聚二甲基硅氧烷层的未屏蔽残余负电荷诱导到上表面(基底部分)，阴离子被排斥(针尖部分)，此时，微针补片的电子将通过外部电路流到地面，从而产生电信号(在此过程中，由于针尖部分被排斥的阴离子与药物表面离子同种电荷，因此导致药物从多孔结构中被释放出来)。随着皮肤和聚二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构色摩擦生电微针补片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、在微针模板的孔洞中通过垂直沉积自组装得到二氧化硅正结构模板；步骤二、配制离子凝胶预凝胶溶液，将离子凝胶预凝胶溶液注入步骤一得到的含有二氧化硅正结构模板的微针模板中，固化得到含有二氧化硅正结构模板的离子水凝胶微针针尖和离子水凝胶微针基底；步骤三、对步骤二得到的含有离子水凝胶的微针模板进行刻蚀，去除二氧化硅正结构模板，并脱模得到反蛋白石结构微针补片；步骤四、在步骤三得到的反蛋白石结构微针补片的基底部位包裹介电材料，并在微针侧面外接导电线，得到结构色摩擦生电微针补片；步骤五、将步骤四得到的结构色摩擦生电微针补片的针尖部位浸泡到药物溶液中，实现结构色摩擦生电微针补片的药物负载，得到药物负载的结构色摩擦生电微针补片。2.根据权利要求1所述的结构色摩擦生电微针补片的制备方法，其特征在于：其中，步骤一的具体方法为：配制二氧化硅乙醇溶液，将二氧化硅乙醇溶液超声均匀分散，随后注入微针模板的孔洞中，并使二氧化硅乙醇溶液完全浸润微针模板的孔洞；通过垂直沉积的方法得到围绕微针孔洞自组装的二氧化硅正结构模板。3.根据权利要求2所述的结构色摩擦生电微针补片的制备方法，其特征在于：其中，步骤一中，所述二氧化硅乙醇溶液的浓度为3～4wt％；二氧化硅乙醇溶液完全浸润微针模板的孔洞的方法为：将注入有二氧化硅乙醇溶液的微针模板放置在真空环境中3～5min；垂直沉积的方法为：将浸润有二氧化硅乙醇溶液的微针模板于20～30℃放置4～5h，待乙醇完全挥发。4.根据权利要求1所述的结构色摩擦生电微针补片的制备方法，其特征在于：其中，步骤二中，所述离子凝胶预凝胶溶液为包括丙烯酰胺、氯化锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵远锦，汪雨，徐晔，张筱萱，商逸璇，
申请(专利权)人：南京鼓楼医院，
类型：发明
国别省市：