【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚乙烯醇基水凝胶经皮微针阵列及其制备成型方法，属于聚合物加工制备领域。
技术介绍
1、水凝胶微针是由具交联网络结构、可溶胀聚合物制成微米级(100～1000μm)的细小针头阵列，通过刺穿生物体表皮角质层，其针体吸收皮肤间质液体溶胀为凝胶状态，从而在真皮层中释放药物或无痛微创地提取皮肤间质液体进行生物学检测、用于生物燃料电池的燃料等，所提取组织液量过低是现阶段水凝胶微针研究应用所面临的最大问题，如受限于取样体积，检测结果的精确性较低等。
2、聚乙烯醇(pva)是一种多羟基的水性聚合物，而pva水凝胶是pva分子在水溶液中通过物理或化学交联形成的具三维网络结构的多孔材料，具有与人体组织相近的含水量和弹性模量、良好的生物相容性、高机械强度及低摩擦系数等；陈翔等,acsbiomater.sci.eng.,2021,7,4870-4882,以pva和接枝苯基硼酸的聚丙烯胺(pan-fpba)为原料制备了一种葡萄糖响应微针，微针高度514.4μm左右，微针机械强度达到3.45±1.82n/100needles；ismaiel a.tekko等,int.j.pharmaceut.,2020,586,119580,研究制备一种pva/pvp(聚乙烯基吡咯烷酮)微针，用于增强和持续地甲氨蝶呤透皮给药，微针针高为729.5±50.2μm，并且在10h内输送的甲氨蝶呤含量高达69.7％；张晓萱等，adv.mater.2023,35,2210903,制备了一种由间充质干细胞(msc)-pva凝胶针尖和可拆卸的3m医用胶带支
技术实现思路
1、本专利技术目的是针对现有技术不足而提供一种高性能聚乙烯醇基水凝胶经皮微针阵列及其制备成型方法，其特点是利用石墨烯纳米粒子的高度增强效应、并通过增大体系交联密度，研究制备力学强度及刚性优异的聚乙烯醇(pva)凝胶微针针头，以满足对皮肤刺穿性能的要求，同时研究制备超大孔pva凝胶作为微针背衬，以提升其对皮下组织液提取量，从而构建双层pva凝胶微针阵列，研究建立其离心渗透加工成型方法，通过对其成型工艺条件的研究探索，获得高性能pva基水凝胶经皮微针阵列，以满足生物医学检测、酶生物燃料电池的生物燃料提取等的需要。
2、本专利技术目的由以下技术措施实现，其中所述原料分数除特殊说明外，均为重量份数。
3、一种高性能聚乙烯醇基水凝胶经皮微针阵列制备成型方法包括以下步骤：
4、·pva基凝胶微针针头前体溶液配制
5、将0.125g氧化石墨烯(go)加入去离子水中，配置0.1-2wt％的go水溶液，于30-80℃超声20-60min；加入go用量10-200wt％的单宁酸，采用naoh将ph值调至8.0，于30-80℃超声20-60min，得到go-ta混合溶液；将pva与pva用量0.1-5％的海藻酸钠(sa)加入到上述go-ta溶液中，pva浓度为5-25wt％，于90-95℃下搅拌溶解2-6h，得到pva/go-ta针头前体溶液；其中，聚乙烯醇聚合度为400～3000，醇解度为75～99％；
6、·pva凝胶微针背衬前体溶液配制
7、将pva、pva用量0.1-5％的海藻酸钠(sa)加入去离子水中，pva浓度为5-25wt％，于90-95℃搅拌溶解2-6h，得到均匀混合溶液；然后加入pva用量5-50wt％的聚乙二醇(peg)，搅拌溶解均匀，获得pva凝胶微针背衬前体溶液；其中，pva聚合度为400～3000，醇解度为75～99％，peg分子量为400-10万；
8、·双层pva基凝胶微针阵列的制备成型
9、采用40-50％的乙醇水溶液在真空条件下对聚二甲基硅氧烷(pdms)微针模板腔体进行渗透浸润处理，将pva/go-ta针头前体溶液于90-95℃保温30min，将其涂敷在该微针模板上，一起放入离心机，设置转速为500-5000rpm，离心2-10min后旋转180℃，继续离心2-10min，去除气泡，使pva/go-ta前体溶液充分填充进入微针模板针头尖端部分；随后将该模板置于-20℃下冷冻6h，于23℃下解冻4h；进一步将pva背衬前体溶液涂敷在该微针模板上，将其放入离心机，设置转速500-5000rpm，离心2-10min后旋转微针模具180℃，继续离心2-10min，补加少量pva背衬前体溶液，重复上述离心过程；然后将该模板置于-20℃下冷冻2-8h，于23℃下解冻2-8h，冷冻-解冻循环2-5次；将半成型的pva基凝胶微针脱模、于去离子水中浸泡4-30h，充分溶解脱去微针背衬pva凝胶中的peg组分；配置100ml的1-3％cacl2的饱和硼酸固化溶液，将该半成型的pva基凝胶微针浸渍于该溶液中固化1-10h，取出干燥，获得pva基凝胶微针阵列，于4℃冰箱保存待用。
10、本专利技术具有如下优点：
11、本专利技术诣在制备一种高性能聚乙烯醇基水凝胶经皮微针阵列，具有如下特点：
12、水凝胶微针通过刺穿生物体表皮角质层，其针体吸收皮肤间质液体溶胀为凝胶状态，从而在真皮层中释放药物或无痛微创地提取皮肤间质液体进行生物学检测、为生物燃料电池提供燃料等，应用前景广阔。由于凝胶微针在使用中要求其针头刺穿皮肤角质层到达真皮层，须兼具良好的力学强度、刚性及优异的组织液吸液性能，对于微针克服皮肤屏障、提取体液至关重要。本专利技术基于pva凝胶良好的生物相容性、高机械强度及低摩擦系数等，利用石墨烯纳米粒子的高度增强效应、通过物理-化学交联增大体系交联密度，研究制备力学强度及刚性优异的pva凝胶微针针头，以提高其对皮肤的穿透能力，同时研究制备超大孔pva凝胶作为微针背衬，以提升其对皮下组织液提取量，从而构建具有致密交联网络结构的增强层及具疏松多孔结构的吸液层的双层pva凝胶微针阵列，研究建立其离心渗透加工成型方法，通过对其成型工艺条件的研究探索，获得高性能聚乙烯醇基水凝胶经皮微针阵列，以满足生物医学检测、燃料电池的生物燃料提取等的需要。
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1.一种高性能聚乙烯醇基水凝胶经皮微针阵列，其特征在于该凝胶微针阵列的制备成型方法包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种高性能聚乙烯醇基水凝胶经皮微针阵列，其特...
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