[发明专利]一种基底具有微吸盘结构的微针阵列及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基底具有微吸盘结构的微针阵列及其制备方法和应用，基底上设置有若干微吸盘结构，微吸盘结构为下凹的微米级小洞，微米级小洞内设有球状凸起，球状凸起的高度小于微米级小洞的高度；微吸盘结构与针尖之间通过交替排列或微吸盘结构包围针尖的方式排布。通过3D打印，可以制备出和微针阵列结构相同的微针模型；通过复制微针模型，可以得到具有相反结构的模板；通过向模板中填充微针阵列的原材料溶液并将其固化，最终可以得到基底具有微吸盘结构的微针阵列。所述微吸盘结构增强了微针阵列对于皮肤的贴附性能，使其能够牢固地粘附在皮肤上，并且这种微针阵列使用安全方便，适用范围广，可用于多种生物医学领域。

技术领域

本发明涉及生物医用材料领域，具体涉及一种基底具有微吸盘结构的微针阵列及其制备方法和应用。

背景技术

微针的概念在上世纪首次被提出，它由一系列微米尺度的针尖和一个支撑基底组成。微针可以刺穿表皮，在皮肤内部留下细小的通道，促进经皮给药的药物吸收和渗透；同时，微针几乎不会接触真皮层的毛细血管或神经末梢，产生的小创口可以快速愈合，微创、安全、无痛；此外，微针的使用很方便，可以由无专业经验的人员自行操作。

这些优点使得微针在药物递送、检测诊断等领域受到广泛关注。现在，已有各种各样的微针被开发出来，如实心金属微针、空心微针、溶胀微针、实心水凝胶微针等。在药物递送上，微针克服了传统口服药物利用率低、针对性差的缺点，避开了皮下注射针注射药物易感染、疼痛、不方便操作的劣势，实现了药物输送效率的提高和药物类型的扩展；在检测诊断上，微针可以提取皮肤组织间隙液中的成分，有望成为血液检测的一种临床替代方案。

提高微针阵列和皮肤的黏附是现在微针亟待改进的方面。现有大多数微针在皮肤上的贴附不牢固，很容易松动脱落，往往需要配合敷贴、医用胶带等辅助工具，不利于其实际使用。为此，已有一些针对于表面化学修饰微针阵列的方案被提出，然而，从微纳物理结构方面进行改进还从未被提出。

发明内容

本发明的目在于针对现有技术中的不足，提供一种基底具有微吸盘结构的微针阵列及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种基底具有微吸盘结构的微针阵列，包括针尖和基底，所述的基底上设置有若干微吸盘结构，所述的微吸盘结构为下凹的微米级小洞，微米级小洞内设有球状突起；所述的微吸盘结构与针尖之间通过交替排列或微吸盘结构包围针尖的方式排布。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的微吸盘结构包围针尖具体是指：每4~6个微吸盘结构环绕包围1个针尖。

上述的针尖的半径为50~300 µm，长度为250~1000 µm，相邻针尖与微吸盘结构的间距为100~600 µm。

上述的微吸盘结构的半径为50~300 µm，高度为100~500 µm。

本发明还保护基底具有微吸盘结构的微针阵列的制备方法，包括以下步骤：

S1：自主设计基底具有微吸盘结构的微针阵列的结构，通过3D打印技术制备出和微针阵列结构相同的微针模型；

S2：将微针模型置于容器内，向容器中加入含有固化剂的聚二甲基硅氧烷使其完全覆盖微针模型，在65℃的温度下加热5h，待聚二甲基硅氧烷固化后将微针模型剥离，得到和微针模型具有相反结构的模板；

S3：将水凝胶溶液填充到模板中，使水凝胶溶液进行固化后将其从模板中拔出，即得到基底具有微吸盘结构的微针阵列；

其中，微针阵列包括针尖和基底，所述基底上设置有若干微吸盘结构，所述的微吸盘结构为下凹的微米级小洞，微米级小洞内设有球状突起；所述的微吸盘结构与针尖之间通过交替排列或微吸盘结构包围针尖的方式排布。