[发明专利]制备固体微结构的方法和基于该方法制备的固体微结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用吹气技术制备固体微结构的方法以及使用该方法制备的固体微结构。

背景技术

虽然已经开发了用于治疗疾病的各种药物和治疗剂，但是在递送到人体内的过程中，它们仍然有需要改进的方面，例如透过生物屏障(例如皮肤、口腔粘膜、血-脑屏障等)传递和药物递送效率方面。

通常，药物以片剂或胶囊剂的形式口服给药。但是，因为各种药物在胃肠道中被消化或吸收，或者由于在肝脏中发生的机制而导致损失，所以这些药物仅仅通过这种口服给药不能够被有效地递送。另外，一些药物不能通过肠粘膜有效地扩散。此外，患者的依从性也变成一个问题(例如，对于需要以预定间隔服药的患者，或不能服药的危重患者)。

另一种用于递送药物和植物营养素的常用技术是使用常规的注射针。这种技术比口服给药更有效，但是可能在注射区域引起疼痛，对皮肤造成局部损害，流血，以及在注射区域引起感染。

为了解决这些问题，已经开发了各种微结构(包括微针)。

目前开发的微针已经用于向人体递送药物、采血和检测来自人体的分析物。

与常规针相比，微针的特征在于无痛和无外伤刺入皮肤。为了无痛刺入皮肤，对于最小针尖锐度，微针尖端的直径是一个重要的因素。另外，因为微针需要刺入10至20μm厚的角质层(其为皮肤最强硬的屏障)，所以微针需要具有足够的物理硬度。此外，还应当考虑用于向毛细血管递送药物的微针的合理长度以提高药物递送的效率。

一般而言，自从提出平面型微针(“硅处理微针”(“Silicon-processed Microneedles，”)，Journal of Microelectrochemical Systems 8，1999)以来，已经开发了多种类型的微针。根据使用蚀刻技术制备平面外型固体微针的方法(在美国专利申请公布No.2002138049中披露，题目为“微针装置及其制备方法和应用”(“Microneedle Devices and Methods of Manufacture and Use Thereof’))，制备了直径50至100μm和长度500μm的固体硅微针。但是，该微针不能无痛刺入皮肤，并且难以向目标区域递送药物和化妆品成分。

同时，Prausnitz(美国乔治亚理工学院(Georgia Institute of Technology，U.S.A.))提出了一种通过在玻璃上进行蚀刻或光蚀刻来形成模板而制备生物可降解的聚合物微针的方法(生物可降解聚合物微针：制备，结构和经皮给药(Biodegradable Polymer Microneedles：Fabrication，Mechanics and Transdermal Drug Delivery)，Journal of Controlled Release 104，51-66，2005)。此外，在2006年，提出了一种通过在由光刻法制备的模板末端处负载制备成胶囊型的材料而制备生物可降解固体微针的方法(“用于可控释放药物传递的聚合物微针”(Polymer Microneedles for Controlled-Release Drug Delivery)，Pharmaceutical Research 23，2006，1008)。根据上述方法，易于负载可被制备成胶囊型的药物，但是当负载大量的这种药物时，微针的硬度降低，由此对需要大剂量给药的药物在应用中存在限制。

在2005年，Nano Device and Systems Inc.制造了一种可吸收微针(日本专利公开No.2005154321；以及“作为经皮给药系统的糖微针”，生物医学微装置7，2005，185(“Sugar Micro Needles as Transdermic Drug Delivery System，”Biomedical Microdevices 7，2005，185))。这种可吸收微针用于药物递送或化妆品中，而不需要去除插入皮内的微针。根据上述方法，通过麦芽糖和药物混合而制备的组合物被涂覆到模板上，然后固化，从而制得微针。该日本专利公开了用于药物经皮吸收的可吸收微针的制备。但是，药物的经皮给药伴随着疼痛。另外，由于在模板制备中技术的局限性，不可能制备顶部具有适当直径以实现无痛吸收并具有用于有效递送药物所需长度(即，1mm或更长的长度)的微针。