[发明专利]一种胶囊式中空载药微针阵列及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种透过皮肤传输药物的微针阵列，属于医疗器械技术领域。

背景技术

皮肤是药物传输的一个理想的部位。与口服给药或外用给药等非侵入性给药方式相比，注射给药有其不可替代的优势。以静脉注射为例，它可以直接将药物输送进血液，随着血液循环抵达病灶，与口服给药利用消化道吸收药物相比，有更快的速度和更高的药物利用率。不仅如此，它还能有效避免口服药物带来的对消化系统的负担和不必要的损害。传统的注射方式之所以会带来痛感，是因为人类皮肤角质层的存在阻隔了药物的透皮渗透，必须通过注射器穿越这道屏障，才能使药物得到有效的吸收。而由于传统注射器的大小限制，必将穿透真皮层引起痛觉神经兴奋，从而给人带来不适感。然而，病人通常因疼痛而不喜欢这种有效且高效的皮下注射方式，特别是老人和幼儿。

为了通过皮肤向人体内传输药物，甚至是一些大分子的多肽、蛋白质和DNA，就需要一种可以克服皮肤角质层的阻碍并且可以减轻病人的不适感的给药方式。以往的研究已经总结出了将药物小分子化或是通过一些外界能量，如电流或超声波等，以增强药物渗透能力。

采用微针技术可以实现无痛给药，通过对微针的尺寸控制，使其能够穿透表皮，越过角质层，而不触碰到真皮层，从而避免了与神经纤维和血液的接触，自然也避免了流血或是疼痛。微针通常以阵列的形式出现；一个微针阵列可以包含数十至数百个微小的突起，高度从25到2000微米不等，底部连接在一个固定的基座上。传统微针的制作过程通常是由微机电工艺技术完成。

微针阵列一旦置于皮肤，可以在皮肤上形成多个直径在微米级别的微孔，作为渗透的通路，可以对药物分子、复合物以及微粒进行传输。不同的微针类型所产生的传输方式也不尽相同。常见的微针类型分两大类，实心类和中空类。中空类较容易理解，与传统的注射针头类似；中空类微针的中心有一条孔隙，可供药物由外向皮肤内渗透，并可以实现连续给药的过程，材料一般是金属或硅。而实心类根据传输方式的不同又可以分为三种：穿透贴药型、涂层型与降解型。穿透贴药型微针的主要材料是硅或不锈钢，它的传输方式是通过尖端在皮肤上穿刺，形成微孔后取下微针阵列，将药物以凝胶或贴片的形式附着在形成微孔的皮肤处，再通过扩散或辅以其他外部力量进行传输。涂层型微针则一般用金属或硅制成，传输方式与穿刺型的不同在于药物是以涂层的方式包被在微针表面，然后将微针置入皮肤，是通过涂层的溶解将药物送入。降解型微针的特殊之处则是它的材料，糖类、淀粉链、可降解的酸和酮等物质都可以用于制作降解型微针，而制作的关键在于要将药物与可降解的材料融合在一起，制成硬度及生物相容度都符合规格的针状，通过微针在体内的自动降解，将药物释放到体内。

从目前临床应用出发，无疑可降解式微针更适用临床应用，主要在于其良好的生物兼容特性；金属或者硅材料的微针，而微结构使它们在使用时不可避免的断落在皮肤中，从而对人体造成损伤，这就使这些材料的微针使用风险大大提高。可降解式微针可以弥补这些问题，更适合于临床应用。但目前可降解微针的制备依赖针体成型生物材料的特性，而且需要将递送的药物与生物材料融合在一起，这样有可能会影响药物特性，并且载药量较低，不能装载活细菌、干细胞等物质。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种胶囊式中空载药微针阵列及其制备方法，使其既可以保持可降解微针阵列功能和性能，结构简单、使用安全、自用方便、成本低廉，而且可以增大载药量，并可以用于干细胞、活细菌等物质的皮下递送。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种胶囊式中空载药微针阵列，该微针阵列含有基底以及阵列布置在基底上的针尖；其特征在于：每个针尖内部具有中空结构，中空结构从针尖内部贯穿基底，形成“胶囊”式结构；微针阵列的基材采用可降解高分子材料。

上述技术方案中，所述的可降解材料采用丝素蛋白、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、半乳糖、甲基乙烯基醚共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸或透明质酸。

本发明的另一技术特征是：所述的中空结构占针尖整体高度的1/5～4/5。所述的针尖的形状为棱锥形或圆锥形。

本发明提供的一种胶囊式中空载药微针阵列的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)制作微针模板：利用微纳米加工工艺、激光切割或者机械雕刻的方法制备硅材料、金属材料的微针模板；