[发明专利]一种基于多巴胺凝胶的微针阵列及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种基于多巴胺凝胶的微针阵列及其制备和应用，微针阵列包括针尖和基底，基底为包括多巴胺和明胶的基底原料制成的混合凝胶。通过分步向微针模板中填充并固化针尖和黏性基底的方式制备。本发明制备的微针阵列粘附性强，可以牢固地贴附在不同的组织部位；其针尖和基底可以搭载多种药物或抗菌物质，用于抗菌抗感染、经皮给药、疾病治疗。本发明提供的微针阵列还具有安全、通用、多功能等特点，适用于可穿戴诊疗系统等技术领域。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，涉及一种微针阵列，尤其涉及一种基于多巴胺凝胶的微针阵列及其制备和应用。

背景技术

微针是指尺寸在微米级的针尖或由它们组成的阵列。微针可以穿透皮肤角质层，并留下微米尺度的通道，从而可以增强皮肤对药物的渗透及吸收；与此同时，微针避开了皮肤的毛细血管和神经纤维，在皮肤表面留下的小创口能够很快愈合。因此，微针是一种微创无痛、安全有效的方式。

经过近些年的发展，微针的种类越来越丰富，并在多个领域得到广泛应用。由于微针可以直接把药物递送到患病部位，它在治疗皮肤类疾病以及糖尿病等方面有突出的、难以取代的价值。它同时避免了口服药物和使用皮下注射针注射药物这两种传统给药方式的缺点，显著提高了药物输送效率、拓展了运输的药物类型，因此被认为是传统给药途径的重要替代方案。

尽管微针领域已经取得了一系列进展和突破，目前的微针仍然存在不足之处。现有微针对皮肤的粘附性不强，很容易从皮肤上脱落，在使用过程中还需要使用敷贴、医用胶带等帮助黏附，不仅给使用上带来不便，而且会引起皮肤的不适。此外，现有微针的功能较为单一，应用部位较为局限。因此，研发出具有黏附等多重功能的、通用、安全的微针系统，并将其用于可穿戴设备、经皮给药等领域能够产生重要的意义。

发明内容

本发明提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列及其制备和应用，以聚多巴胺-明胶混合凝胶作为基底，通过分步向微针模板中填充并固化针尖和黏性基底的方式制备，具有高皮肤粘附性、通用性、安全性及多功能性，以克服现有技术的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，包括针尖和基底，具有这样的特征：基底为包括多巴胺和明胶的基底原料制成的混合凝胶。

进一步，本发明提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，还可以具有这样的特征：其中，针尖原料包括海藻酸钠或羧甲基纤维素钠，并混合丝素蛋白、聚乳酸和聚乙烯醇中的一种或多种。

进一步，本发明提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，还可以具有这样的特征：其中，针尖原料包括海藻酸钠或羧甲基纤维素钠，并混合聚乙二醇双丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯明胶、甲基化透明质酸中的一种或多种。

进一步，本发明提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，还可以具有这样的特征：其中，针尖和基底载有抗菌肽、银离子等抗菌物质。“载有”指将抗菌物质与针尖/基底原料共同混合灌入模板固化。

进一步，本发明提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，还可以具有这样的特征：其中，针尖载有水溶性药物。

进一步，本发明提供一种基于多巴胺凝胶的微针阵列，还可以具有这样的特征：其中，针尖的半径为75-350μm，长度为300-1000μm，相邻微针的间距为300-1400μm。

本发明还提供上述基于多巴胺凝胶的微针阵列的制备方法，具有这样的特征：包括以下步骤：步骤一、将针尖原料与水混合制成针尖原料溶液，将针尖原料溶液灌注到具有微米级孔洞的微针模板表面并，通过抽真空或离心的方式实现充分填充，吸去多余的针尖原料溶液，固化后形成微针阵列的针尖；步骤二、将多巴胺、明胶和高碘酸钠溶解在磷酸盐缓冲液中，调节pH为碱性，制成基底原料溶液，迅速将基底原料溶液灌注到步骤一得到的含有固化针尖的微针模板中，待成胶后从微针模板中拔出，即得到微针阵列。