[发明专利]基于微针力场与摩擦电场耦合的经皮给药系统

说明书

本发明提供一种基于微针力场与摩擦电场耦合的经皮给药系统。所述基于微针力场与摩擦电场耦合的经皮给药系统包括实心微针、聚合物薄膜、电极以及导线，所述实心微针背部具有凸起的导电微结构，所述聚合物薄膜底部具有相应的凹陷的微结构，两种微结构组成摩擦生电微结构，所述电极为覆盖在聚合物薄膜上部的导电层。本发明通过外力使摩擦生电微结构产生电流刺激药物透过皮肤，提高传递效率，可实现微针力场与摩擦电场协同耦合的双重微创机制传递多种药物，操作简单。

技术领域

本发明涉及一种生物医学领域的装置，尤其涉及一种基于微针力场与摩擦电场耦合的微创机制经皮给药系统。

背景技术

近年来，微机电系统MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems)技术的不断进步，使得许多应用于医疗经皮给药的微针已经被加工出来，然而现有技术使用微针传递药物的效率太低，主要是通过微针刺穿皮肤后依靠渗透作用达到递药的目的。这种方法传递药物的速率较为缓慢。因此，如何提高微针经皮给药的递送速率是亟待解决的问题。实心微针能机械性破坏皮肤角质层，将药物成功输送到表皮中，让人体产生强而稳定的免疫反应，而且不舒适感和皮肤的损坏程度少，所以实心微针对未来的透皮给药有可观的前景，是药物传输发展的一个新方向。

目前完全集成的微针力场与摩擦电场耦合的微创机制经皮给药系统还未有应用的先例，一方面由于材料的限制，使得微针与摩擦生电装置的耦合效果不理想，另一方面，摩擦生电装置体积小导致产生电流过小，电流到达微针后促进给药效果不明显。

经对现有技术文献的检索发现，N.Roxhed, B.Samel等人在IEEE InternationalConference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)（2006）：414–417 撰文“Compact, Seamless Integration of Active Dosing and Actuation withMicroneedles for Transdermal Drug Delivery” （“用于经皮给药的定量控制和驱动微针系统”《IEEE国际微机电系统技术会议》）。该文中提及的加工经皮给药系统的方法是采用多层结构制作微针经皮给药系统，即采用微针阵列芯片与电子加热芯片结合组成微针系统。通过加热芯片以调节温度控制注入药液从空心微针流出的流量。但是，这样一方面增大了工艺的复杂性，另一方面，加热控制的效率低，效果不明显，而且加热容易造成大分子药物失效。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种基于微针力场与摩擦电场耦合的微创机制经皮给药系统。

本发明的一种基于微针力场与摩擦电场耦合的经皮给药系统，包括实心微针、聚合物薄膜、电极以及导线，所述实心微针背部具有凸起的导电微结构，所述聚合物薄膜底部具有相应的凹陷微结构，所述聚合物薄膜底部和所述实心微针背部配合并组成摩擦生电微结构，所述电极为覆盖在聚合物薄膜上部的导电层，所述导线连接所述实心微针微针与所述聚合物薄膜。

进一步的，所述的实心微针由不锈钢材料制成。

进一步的，所述实心微针背部具有凸起的圆柱形或者正方体或者四棱锥的导电微结构，所述实心微针为摩擦生电微结构的正摩擦层以及下电极。

进一步的，所述实心微针背部是通过光刻加工工艺制成的，以形成摩擦生电微结构的导电层。

进一步的，所述聚合物薄膜采用聚二甲基硅氧烷材料制作而成。

进一步的，所述的聚合物薄膜底部具有相应的凹陷的圆柱形或者正方体或者四棱锥的微结构。

进一步的，所述聚合物薄膜底部采用模型复制工艺成型凝胶态聚合物制作而成。

进一步的，所述的电极为覆盖在聚合物薄膜上部的金属导电层。