[发明专利]尖端溶解法制备气泡式空心给药微针的方法

说明书

本发明公开了尖端溶解法制备气泡式空心给药微针的方法，利用MEMS技术加工制备金属微针模具；在金属微针模具表面浇铸一层1mm可溶性微针溶液；通过抽真空将可溶性溶液浇注到微针模具空腔中，并去除模具表面多余的可溶性溶液；对可溶性溶液进行干燥，制备可溶性尖端层；将PLA片材放在金属微针模具表面，并加热至熔融状态；通过不彻底抽真空将熔融的PLA浇注到微针模具空腔中，在PLA层中形成气泡式结构；冷却脱模得到具有分层结构的气泡微针；对微针背衬层进行打磨处理，使背衬层的气泡暴露出来；微针尖端层的可溶层会在皮肤中溶解，残余的PLA气泡层便形成空心微针给药通道，实现空心微针持续给药的效果。本发明制备工艺方法简单，适合于商业上的广泛使用。

技术领域

本发明涉及一种利用两步浇注法制备尖端溶解式气泡空心给药微针的工艺方法。

背景技术

常见的给药方式包括口服给药、皮下注射给药和透皮给药。口服给药具有可提前确定剂量、方便携带、患者可自行给药等优点，但是胃肠道消化酶的快速降解作用和肝脏首过效应等原因，使大多数治疗性多肽和蛋白质药物的利用度大大降低，导致直接口服给药的效果大打折扣。另一种常见的给药方式是皮下注射给药方式，其具有的缺点也显而易见，如会产出疼痛感使人体感到不适、感染风险等。微针透皮给药技术是一种将药物施用到皮肤局部输送或透过皮肤系统输送的一种给药技术，与口服给药和皮下注射给药方式相比较，具有良好的控释给药或缓释给药效果，且最主要的是给药过程安全无痛。

目前常见的微针大多为实心给药微针，微针尖端刺入皮肤，产生微米尺寸的通道，药物通过微针通道直接进入皮肤层，从而增加渗透，然后在通道上应用载药贴片，通过被动扩散传递药物。但是实心给药微针的给药量较小，且药物渗透效果有时效限制。而空心微针与实心微针相比，除了由于针的尺寸微小，组织损伤将受到限制并且疼痛感可以减少甚至完全避免之外，最大的优点是：空心微针可以像注射器一样刺入皮肤中，可以实现微量控制下的持续给药，大大提高了微针的给药剂量。但空心微针的制造对精度的要求更高，且更容易折断，因此其加工制造成本比较十分昂贵。

传统的空心微针制备工艺通常是通过直接在硅片的基底上通过化学反应刻蚀制备出空心结构的微针，这样得到的微针虽然不会出现剥离和脱模损伤，但由于硅材质比较脆，在使用过程中容易发生折断，并且残留在人体皮肤中会对人体造成危害。而聚乳酸(PLA)主要以玉米、木薯等为原料，是一种生物相容性良好的可降解材料。PLA在体水解的最终产物为水和二氧化碳，经肺、肾、皮肤排泄，具有良好的生物相容性，不会引起明显炎性反应、免疫反应和细胞毒性反应。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种利用两步浇注法制备尖端溶解式气泡空心给药微针的工艺方法。该制备方法操作过程较为简单，制备所需成本较低，有利于高效率制备空心微针阵列；并且这种方法制备的空心给药微针基体材料为PLA，是一种生物相容性的可降解材料，降解时间为几个月左右，足够用于体内持续给药。

本发明采用的技术方案为尖端溶解法制备气泡式空心给药微针的方法，该方法是一种利用两步浇注法制备尖端溶解式气泡空心给药微针的工艺方法，即第一步浇注得到微针的可溶性尖端层，第二步浇注得到带有中心气泡的空心微针主体层。

具体包括以下步骤：

1)利用MEMS技术加工制备金属微针模具，金属微针模具的微针微腔形状及尺寸为：底径50μm、顶径250μm的圆锥结构；微针的微腔间隔2mm，金属微针模具由7×7微腔阵列组成，整个金属微针模具的厚度为2mm；

2)在金属微针模具表面浇铸一层1mm厚的可溶性微针溶液，可溶性微针溶液的配置过程为：利用去离子水作为溶剂，按照PVA:PVP＝3:1的质量比配置成总浓度为20％(w/w)的溶液；

3)在-0.1MPa的条件下抽真空20min，将可溶性微针溶液浇注到金属微针模具空腔中，并去除金属微针模具表面多余的可溶性微针溶液；