微针纹身贴剂和其用途制造技术

已经开发出可以用于将治疗剂、预防剂、诊断剂和/或染料递送到皮肤的微针贴剂。微针封装要递送的一种或多种药剂。这些微针由可生物降解的聚合物形成，该可生物降解的聚合物在插入皮肤或组织后溶解，使得微针从形成贴剂的底物脱落，从而在插入部位留在皮肤/组织中。这些贴剂用于产生纹身或与纹身组合地递送治疗剂、预防剂或诊断剂。在一个实施例中，在微针贴剂的一种应用中，该微针贴剂含有疫苗和染料颜料两者以施用疫苗并记录此类施用。

Microneedle and its application

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微针纹身贴剂和其用途相关申请的交叉引用本申请要求于2017年7月16日提交的U.S.S.N.62/533,081的优先权，该申请以全文引用的方式并入本文中。关于联邦政府资助的研究的声明无。
本专利技术总体上涉及一次性使用的微针纹身贴剂，这些一次性使用的微针纹身贴剂可以应用于在递送药物的同时创建记录、使纹身对眼睛不可见并且应用于农业。
技术介绍
纹身通常分为两组-永久性和临时性。人们在自己的皮肤上纹上图案和符号已有数千年的历史，通常使用锋利的物体破坏皮肤表面并且然后将染料、颜料和木炭抹在伤口上。这些染料、颜料和木炭在伤口愈合时仍留在皮肤中。在农业上，永久性纹身和烙印(烧伤疤痕)已被用来表明所有权。在美国，监管机构要求对动物进行单独标记以分享来源，从而帮助控制疾病。这些可以以纹身的形式，通常是通过将针状字母和数字夹在耳朵内部或者最近使用RFID标签或微芯片植入物来进行的。然而，后者价格昂贵并且可能迁移。人类已经研发出精致的纹身机，以使用连接到一个或多个染料容器的机械化针来产生富有色彩的详细设计。有许多临时纹身。最古老的纹身之一是将赭石涂敷在皮肤上，最近的是通过如指甲花等植物染料产生的图案。当前，可以使用临时的装饰性皮肤贴花将纹身涂敷到皮肤上，这些贴花在相对较短的时间内就消失了，通常在几小时与几周之间。临时纹身市场依赖于在皮肤粘附材料上印刷的图像上或皮肤染色剂上的纹身。例如，一种类型的基于贴纸的纹身包含放置在衬底纸上的释放片上的印刷图像，其中当衬底纸移除时图像转印到皮肤上。这在皮肤上留下了纹身图案，这些纹身图案在一周多的时间内逐渐消失。喷枪纹身是另一种类型的临时纹身，该种类型的纹身是通过将染料颜料喷洒在置于皮肤上的纹身模板上而产生的。染料颜料染剂持续几个月。当前没有可用的手段来施加无创且无痛苦的永久性纹身。当前没有可用的装置来制造一次性的、可个性化的并且相对无痛且无创的永久性纹身。当前没有可用的装置来与纹身组合地施加治疗剂、预防剂或诊断剂以识别药剂、日期和/或被施用该药剂的个体。没有可以用来形成在普通光下不可见的纹身的装置。因此，本专利技术的目的在于提供此类装置。本专利技术的另一个目的是提供制造和使用此类装置以允许无痛、方便且快速地将染料涂敷到皮肤上的方法。
技术实现思路
已经研发出了微针贴剂。这些贴剂可以用于向皮肤递送治疗剂、预防剂、诊断剂和/或染料(包含染料、颜料、荧光团等，在本文中统称为“染料”)。微针封装要递送的一种或多种药剂。这些微针由可生物降解的聚合物形成，该可生物降解的聚合物在插入皮肤或组织后溶解，使得微针从形成贴剂的底物脱落，从而在插入部位留在皮肤/组织中。聚合物继续降解，从而将一种或多种药剂留在插入部位。在优选的实施例中，贴剂用于产生纹身。在另一个实施例中，贴剂用于与纹身组合地递送治疗剂、预防剂或诊断剂。在一个实施例中，纹身在普通光下是不可见的，而在红外、荧光或紫外光下是可见的。选择微针的直径和长度、要成像的药剂以及微针中的颗粒大小和位置以及组合物，以与要递送的药剂兼容，并且在期望的部位递送足够量的药剂以使其有效、以最大程度地减少疼痛并在期望的时间范围内(优选地在五分钟或更短时间内)从贴剂中释放出来。可以将活性剂封装在微针中，以通过受试者的皮肤递送。在一个实施例中，疫苗通过微针贴剂递送。在另一个实施例中，在微针贴剂的一种应用中，微针贴剂含有疫苗和染料色素两者以施用疫苗并记录此类施用。示例性染料包含无机纳米晶体、基于镧系元素的染料、其它荧光团和非荧光显像剂。优选地，染料是激发波长和发射波长在近红外范围内的近红外显像剂。优选类型的无机纳米晶体是量子点，例如，基于铜的量子点或基于银的量子点。在嵌入微针结构中之前，染料通常封装在聚合物颗粒中。颗粒保护或减少了封装的染料的光漂白，从而提供了用于针对pH值或氧化环境的变化提高染料的光稳定性的保护环境。在优选的实施例中，缓慢降解的微粒被用于以高负载效率和最小限度的泄漏来封装染料。微针的布置(大小、间隔距离、数量、密度等)以及其中的染料类型可以对应于唯一信息，如疫苗接种记录、日期或受试者的身份证明。微针在与皮肤接触后3、4、5、6、7、8、9、10或15分钟内溶解或降解，以将封装有染料的颗粒递送到皮肤(优选地，真皮)中，从而留下染料作为至少持续五年的标记/纹身。这些纹身特别可用作医疗贴纸，作为病史的“住院”记录：例如，皮下免疫记录(个人疫苗接种史)、血型或过敏原。微针图案、成像染料的组合或两者都可以用于在一个微针贴剂中对多条信息进行编码。该概念是使用这一点来帮助必须根据很少的患者信息采取行动的医护人员。在理想情况下，标记将会是肉眼不可见的，但可以使用像移除了ir或uv滤波器的手机一样简单的装置可视化。贴剂具有许多优点。贴剂易于大量生产、储存和运输。贴剂无需常规针即可容易地施加并且相对无痛。通过施加可生物降解的微针，不会产生具生物有害性锐器。贴剂应用于国防工业中，可以很好地标记士兵，而无需使用侵入性手段(如芯片)或可能丢失的手段(如“狗牌”)，从而提供可替代的身份证明或医疗记录手段，任选地，同时施用疫苗。贴剂还可以用于将染料应用于美容目的，如丰唇、使眉毛变黑或递送如肉毒杆菌毒素或生长因子等药剂以减轻皱纹。贴剂还应用于畜牧业中，从而提供了清洁、相对容易且无痛的方式来永久性地识别动物。可以制作贴剂，使得标记包含组标识(如USDA农场标识号)以及个人标识。微针可以基于用CAD创建的几何形状，通过首先使用如聚二甲基硅氧烷(PDMS)等材料制作母模；然后通过固化含有可生物降解材料以及染料(荧光/非荧光的)或者封装染料、治疗剂、预防剂或诊断剂的颗粒的溶液/悬浮液来制备。附图说明图1A和1B是示意图，示出了纹身植入皮肤中的工作流程以及染料(图1A)或荧光团(图1B)的成像过程。图2A-2C是线状图，分别示出了在黑色素的吸光度光谱为背景的IRDC3(图2A)、铜量子点(图2B)和银量子点(图2C)的吸光度光谱。图3A-3C是线状图，分别示出了在黑色素的吸光度光谱为背景的IRDC3(图3A)、铜量子点(图3B)和银量子点(图3C)的发射光谱。图4A-4C是点状图，分别示出了经过离体光漂白若干天，IRDC3(图4A)、封装在聚(甲基丙烯酸甲酯)颗粒中的银量子点(图4B)和封装在聚(甲基丙烯酸甲酯)颗粒中的铜量子点(图4C)的剩余荧光强度百分比。图5是水、Hb、HbO2和黑色素在波长(nm)上的吸光度光谱。图6是线状图，示出了在635nm处激发时镧系元素染料IRDC2的信噪比。图7是线状图，示出了在808nm处激发时镧系元素染料IRDC3的信噪比。图8A示出了描绘由于黑色素和/或更深的组织对波长的吸收而导致的染料的量子产率的潜在降低的示意图。当激发光照射到皮肤上时，其可以在到达荧光团之前被黑色素和/或更深的组织吸收。激发的荧光团以可以在从皮肤上发射出去之前被组织和/或黑色素吸收的波长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微针阵列结构，其包括/n柔性基底元件以及/n多个可生物降解的微针，每个可生物降解的所述微针具有第一端和用于穿透皮肤的第二尖锐端，/n在所述微针的所述第一端，所述微针从所述基底元件向外延伸，/n所述微针包括治疗剂、预防剂和/或诊断剂和/或染料，/n其中所述微针在施用于所述皮肤中15分钟内从所述基底元件中释放出来。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170716 US 62/533,0811.一种微针阵列结构，其包括
柔性基底元件以及
多个可生物降解的微针，每个可生物降解的所述微针具有第一端和用于穿透皮肤的第二尖锐端，
在所述微针的所述第一端，所述微针从所述基底元件向外延伸，
所述微针包括治疗剂、预防剂和/或诊断剂和/或染料，
其中所述微针在施用于所述皮肤中15分钟内从所述基底元件中释放出来。


2.根据权利要求1所述的微针阵列结构，其中在掺入所述微针之前，将所述治疗剂、预防剂或诊断剂和/或染料微囊化。


3.根据权利要求1到2中任一项所述的微针阵列结构，其中所述微针由可生物降解聚合物或糖组合物形成。


4.根据权利要求1到3中任一项所述的微针阵列结构，其中所述染料选自由无机纳米晶体、基于镧系元素的染料、其它荧光团和非荧光显像剂组成的组。


5.根据权利要求1到3中任一项所述的微针阵列结构，其中所述染料是碳或纹身油墨或化妆品油墨。


6.根据权利要求1到4中任一项所述的微针阵列结构，其中所述染料是激发波长和发射波长在近红外范围内的近红外显像剂。


7.根据权利要求6所述的微针阵列结构，其中所述染料选自由选自基于铜的量子点或基于银的量子点的无机纳米晶体组成的组。


8.根据权利要求1到7中任一项所述的微针阵列结构，其中所述微针含有染料并且形成用于识别个体、医学治疗、日期、位置或其组合的图案。


9.根据权利要求1到8中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·杰克兰克，K·J·麦克休，R·S·兰格，H·S·N·贾亚沃登，S·塞维特，京丽红，
申请(专利权)人：麻省理工学院，
类型：发明
国别省市：美国;US