[发明专利]一种多流道微针电穿孔的复合经皮给药装置

说明书

本发明公开了一种电穿孔多流道微针复合经皮给药装置，包括多流道微针、电穿孔装置和药物储藏室。所述系统将给药过程和电转过程同时发生，多流道微针刺破角质层到达表皮层，打通药物进入皮下组织的屏障，其中电穿孔装置提供电流，在电子流向引导作用下，药物加速从药物储藏室靶向递送至表皮层，并在电场作用下药物突破细胞膜快速进入细胞内。该多流道微针采用均匀直孔排布在微针针体上，直孔与药物储藏室连通，电穿孔装置将多流道微针与药物储藏室连接成一体的系统，整个系统靶向快速将药物递送进细胞内部发挥作用。

技术领域

本发明属于医工微纳设备领域，涉及多流道聚合物微针的制备方法，涉及电穿孔微针复合经皮给药，提升药物递送的效率。

背景技术

近年来，3D打印技术的不断进步，使得许多应用于医疗经皮给药的微小且复杂的微针被制作出来，但这些微针在给药效率和给药方式上还存在不足，如何解决这一问题是目前经皮给药丞待解决的问题。

微针是亚毫米大小的针(50-1000μm)的阵列，微创方式意味着绕过角质层(SC)，形成微米级的瞬时药物传输路径，并使治疗剂能够进入表皮的同时，增强透皮渗透性。他们会在皮肤上产生短期的微米级毛孔，而不会引起真皮神经。除了在制药行业中的应用外，微针还具有用于美容目的的潜力(例如，溶解型微针)。

微针阵列是一种微纳贴片，通过与皮肤接触并透过皮肤角质层给药，这个微型设备是一个安全、有效的药物输送载体。目前经皮给药系统应用较多的是实心微针和中空微针，实心微针在给药量上有明显不足，但实心微针可以制作成可溶性的，这样就可以贴在皮肤上直接随药物的释放而降解在体内，因此它的给药持续时间根据材料的溶解时间而定。中空微针可以明显提高药物输送量，对于皮肤间质液的采集也有一定帮助，但目前出现的中空微针，只是在微针中间进行开孔，这就限制了药物只能递送在皮肤表皮层的某一横断面上，从而降低了药物的治疗效果。

由于目前在制备聚合物微针中，制备出不同的微针类型，所达到的给药效果都有很大的差异，往往是保证了微针的成型效果，但载药量有限，或是提高药物在微针针体中的比例，但达不到理想的穿刺效果，这就是目前国内聚合物微针未能实现即高效率，又高精确的原因。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一个电穿孔微针复合经皮给药装置，采用3D打印、激光加工、浇铸、热压印、注塑技术快速成型制备，并且减少了药物与聚合物材料的相互作用，直接通过电穿孔方式将药物输送到细胞中。

本发明中的电穿孔微针复合经皮给药装置中，包括：多流道微针、电穿孔装置和药物储藏室。多流道微针均布在药物储藏室的底部，药物储藏室与电穿孔装置连接；多流道微针、电穿孔装置和药物储藏室为一体；药物直接通过多流道微针的微流道进行注射，并在电穿孔装置的电场作用下快速进入细胞内部发挥作用。

多流道微针采用0.25cm²上有10-100根微针；每根微针之间的距离0.1-1mm；多流道微针和药物储藏室采用树脂(ABS)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、明胶(Gelatin)、壳聚糖(chitosan)、淀粉(amylum)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸(PLGA)、透明质酸(HA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羧甲基纤维素(CMC)、丝素蛋白、PDMS、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、甲基丙烯酸化透明质酸(MEHA)、聚酰亚胺(PI)材料，工艺选用3D打印、激光加工、浇铸、热压印、注塑等方式制备。

所述的多流道微针针体尖端为小弧状结构，所述针体为圆锥形状，所述多流道微针的微流道是直孔。

所述多流道微针针列中0.25cm²上有10-100根微针；所述多流道微针针体高300-800μm；所述多流道微针基底是直径为200-600μm的圆形形状；所述多流道微针的孔径是5-40μm的圆形形状，所述药物储藏室的壁厚为0.2-1mm,深度为0.2-1mm。