[实用新型]基于微针阵列柔性芯片的经皮给药贴片

说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗和美容器械技术领域，特别是涉及一种微针阵列柔性芯片和基于此种芯片的经皮给药贴片。

背景技术

人体的皮肤有三层组织：角质层、活性表皮层和真皮层。最外层的角质层厚度约为30-50微米，由致密的角质细胞组成，其对绝大多数药物的渗透率很低，是这些药物经皮输送的主要障碍；角质层以下是表皮层，厚度约为50-100微米，含有活性细胞和很少量的神经组织，但是没有血管；表皮层以下是真皮层，其为皮肤的主要组成部分，含有大量的活细胞、神经组织和血管组织。传统皮下注射法使用的针头外径一般为0.4-3.4毫米，注射时必须将针头穿透皮肤深入到肌肉中，无疑将会触及血管并损伤大量神经组织，因此除了会出血外，患者往往会感受到较为剧烈的疼痛。

经皮给药系统又称经皮治疗系统，是指药物以一定的速率通过皮肤经毛细血管吸收进入体循环而产生药效的一类制剂。与传统的给药方式相比，经皮给药有许多优点：可产生持久、恒定和可控的血药浓度，使因为体内新陈代谢迅速而半衰期很短的药物活性明显提高，避免了肝脏的首过效应与胃肠道因素的干扰，将毒副作用降到最小；具有无痛、无创或微创性，患者可自己用药，也可随时中断给药，使用方便。虽然经皮给药非常诱人，但是当前进入世界经皮给药市场的药物只有二十种左右，这主要是因为皮肤角质层的阻挡作用导致绝大多数药物的经皮渗透速度太低，不能满足治疗的需要。现在能够经皮给药的药物受到许多限制，例如分子量小于500D、高脂溶性、熔点小于150℃、治疗剂量小于20毫克/日等，高分子以及极性药物难以实现被动经皮给药。

为了增加皮肤的渗透性，人们采用了化学促渗剂、离子电渗法和电致孔法等多种方法。这些方法对所传输的药物都存在不同程度的局限性，有些可能还会引起较大的毒副作用。1998年，美国Prausnitz-教授课题组首次将微机电系统(MEMS)技术制备的微型实心硅针阵列用于经皮给药领域，发现其可以将生物高分子模型药物钙黄绿素的经皮渗透性提高4个数量级，从此在国际上掀起了微针经皮给药研究的浪潮。采用MEMS技术可以低成本、大批量制造出短小而锋利的微针阵列，通过按压施针的方式能够瞬间在皮肤角质层和表皮层产生大量微米量级大小的孔道来明显提高药物的渗透性，理论上应该适用于包括生物大分子药物在内的任何药物而不受分子量大小、药物极性、熔点等的限制。由于微针给药部位在体表并没有触及神经组织和血管，因此不会产生疼痛和出血现象；采用微针给药不需要专业人员进行操作，使用灵活方便，可随时中断给药，所以更容易被患者所接受。

与经皮给药同理，由于角质层的阻挡作用，采用一般传统的方法使用美容护肤品，其中的绝大部分活性养分难以进入活性表皮层和真皮层，所以美容效果并不显著。如果将表面涂敷有美容护肤品的微针阵列刺入皮肤，或微针阵列刺入皮肤后移开再涂敷美容护肤品，均会明显提高活性养分穿越角质层进入表皮层及真皮层细胞的渗透能力，从而显著提高美容养颜效果。

微针有实心针和空心针两种类型。在使用过程中，对于实心微针通常采用如下两种给药方式：1)先将微针阵列刺入皮肤形成孔洞，再将含药贴剂敷在治疗部位上；2)在微针阵列表面涂覆药物后，刺入皮肤持续释药。对于空心微针通常是采用微注射的形式输送药物，适用于液态和治疗剂量要求更大的药物。要求微针结构坚固，使用过程中不易断裂、刺入力小、无痛、微创。

制造微针的材料有聚合物、单晶硅和金属等。现有聚合物微针存在的一个突出问题是材料强度不够，不易刺穿皮肤的角质层。单晶硅材质坚硬、易脆断，虽然有文献报道其具有较好的生物兼容性，但现在还不属于常规的医用材料，是否能够适用于生物医药方面还有待进一步考证。金属用于制造针灸针或注射针头已有千百年历史，其使用的安全性毋庸置疑。目前，国内外已经报道了一些实心金属微针阵列芯片结构及其制造方法，这些技术都是在一块金属上形成各种形状的微针阵列和垂直于其的基板，制备方法包括以下几种：1)采用化学腐蚀或激光切割等方式切割金属板并在其上形成各种平面微针图形，然后利用冲压等方法将这些平面微针翘起并最终与该金属板垂直；2)对金属板表面进行选择性的电解或电化学腐蚀以形成凸起的微针。但是，采用金属基板的微针阵列芯片不易贴合皮肤的形状，使用感觉不够舒适、方便。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种能够克服现有技术中不足之处的微针阵列柔性芯片。

为达到上述目的，提供一种依照本实用新型实施方式的微针阵列柔性芯片结构，包括柔性衬底，以及两个或两个以上、按一定间距排列于所述柔性衬底上的微针，所述微针包括针杆和位于针杆顶端的针尖，所述微针通过针杆的下部固定在所述柔性衬底上。