本发明专利技术涉及一种近红外响应水凝胶微针贴片及其制备方法，微针阵列的基质由小分子量的聚乙二醇二丙烯酸酯和明胶交联而成的水凝胶制成，本发明专利技术的近红外响应水凝胶微针贴片具有足够的硬度，并且具有光热响应性，室温条件下，该水凝胶微针贴片在近红外激光的照射下温度会快速上升，在1分钟内可从28℃上升到70℃，可以实现微针刺入皮肤后更快速的药物释放，以此通过控制近红外照射时间来达到药物释放的准确控制，达到准确药物输送的目的。该近红外响应性水凝胶微针贴片可以满是实际药物输送中的应用需求，可以调节药物输送的速率，适用范围广。围广。
【技术实现步骤摘要】
一种近红外响应水凝胶微针贴片及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种近红外响应水凝胶微针贴片及其制备方法，属于微针
技术介绍
[0002]微针给药因其无痛、易操作、较高药物利用率的特点在药物输送领域具有巨大的潜在应用价值。通常的水凝胶微针具备良好的安全性、生物相容性和皮肤贴合性。与传统的皮下注射针头给药相比，微针(MNs)尺寸很小，针的长度通常在1mm以下，肉眼看不见，因此对患有针头恐惧症的患者很友好。与需要专用电子设备的基于超声渗透或离子电渗疗法的透皮给药相比，易于应用，而无需复杂设备的先决条件。同时，MNs的穿透深度仅穿透表皮而不损害真皮中的神经元和毛细血管，从而最大程度地减少了与透皮给药有关的疼痛，也不会造成皮肤破损出血，因此在应用部位的感染风险可忽略不计。
[0003]然而传统的水凝胶材料硬度小难以刺穿皮肤的角质层，并且微针在皮下的药物输送速率并不迅速，在实际应用中面临着一系列挑战。所以，需要研发出同时具有足够硬度、快速药物释放的水凝胶微针。
[0004]聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)是一种广泛应用于制备水凝胶的高分子聚合物，广泛应用于水凝胶材料的制备上。然而，纯PEGDA水凝胶脆性高，极易在压力下发生断裂。明胶是一种功能性高分子蛋白质，具有良好的生物相容性、生物粘结性，广泛应用在食品、照相以及医学领域。
[0005]中国专利文献CN108853709公开了一种柔性水凝胶微针贴片及其制备方法，包括微针基片层、加热层、药物阻隔层以及储药层，微针基片层包括柔性基底和贯穿柔性基底的水凝胶针体；药物阻隔层由热致相变材料构成，覆盖水凝胶针体的顶部；加热层布置在微针基片层和药物阻隔层之间，用于对药物阻隔层加热；储药层的一个表面与药物阻隔层贴合，表面上具有凹槽，并且在凹槽中存储有药物溶液，凹槽与至少一个水凝胶针体在药物阻隔层受热转变为液态后形成药物溶液通道。通过引入热致相变材料作为药物阻隔层以及使用柔性聚合物材料制备柔性基底，根据本公开的柔性水凝胶微针贴片能够根据需要可控地释放药物溶液，并且与人体皮肤贴合，舒适性好。该柔性水凝胶微针贴片结构复杂，制作成本高。
[0006]因此，有必要研发一种结构简单、成本低、药物输送速率高的水凝胶微针贴片。
技术实现思路
[0007]针对现有技术的不足，尤其是传统水凝胶微针力学性能差，并且药物输送速率较低的难题，本专利技术提供一种近红外响应水凝胶微针贴片及其制备方法。
[0008]本专利技术的近红外响应水凝胶微针贴片具有足够的硬度，具有光热响应性，室温条件下，该水凝胶微针贴片在近红外激光的照射下温度在1分钟内可从28℃上升到70℃，可以实现微针刺入皮肤后更快速的药物释放，以此通过控制近红外照射时间来达到药物释放的准确控制。
[0009]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0010]一种近红外响应水凝胶微针贴片，由微针阵列和背衬组成，其特征在于：
[0011]所述微针阵列的基质由小分子量的聚乙二醇二丙烯酸酯和明胶交联而成的水凝胶制成，在水凝胶中包载药物和光热转换响应物得到含药微针阵列；
[0012]所述背衬由聚乙二醇二丙烯酸酯水凝胶制成。
[0013]根据本专利技术优选的，光热转换响应物为四氧化三铁纳米颗粒。
[0014]根据本专利技术优选的，所述的药物为水溶性药物。
[0015]水溶性药物为盐酸阿霉素或水杨酸。
[0016]根据本专利技术优选的，所述微针的基底厚度为200μm～2mm，针体高度为50μm～1mm，底座直径为200～400μm，针尖距为400μm～1mm，基底尺寸为0.5
‑
15cm
×
0.5～15cm。
[0017]上述近红外响应水凝胶微针贴片的制备方法，包括步骤如下：
[0018](1)将明胶加入去离子水中，50
‑
70℃水浴并且磁力搅拌，得到均匀溶液1；
[0019](2)将四氧化三铁纳米颗粒加入均匀溶液1中，在50℃～70℃水浴下磁力搅拌20
‑
40分钟，超声搅拌5
‑
15分钟，获得溶液2；
[0020](3)将聚乙二醇二丙烯酸酯加入溶液2中，50℃
‑
70℃水浴并且磁力搅拌，获得溶液3；
[0021](4)将光引发剂以及药物加入溶液3中，超声搅拌，得到水凝胶预聚液；
[0022](5)将水凝胶预聚液倒入微针模具中，紫外线照射，使预聚液固化，获得水凝胶微针阵列；
[0023](6)将PEGDA预聚液浇筑到微针模具上，通过紫外线照射聚合的方式固化成形，得到背衬；将模具置于
‑
20℃～0℃的低温环境中1
‑
3小时，从模具上剥离微针阵列和背衬，得到近红外响应水凝胶微针贴片。
[0024]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，明胶与去离子水的质量比为(0.5
‑
1.5)：(1
‑
5)。
[0025]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，四氧化三铁纳米颗粒的粒径为15
‑
25纳米。
[0026]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，四氧化三铁纳米颗粒与明胶的质量比为(1
‑
5):(60
‑
80)。
[0027]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，聚乙二醇二丙烯酸酯的平均分子量为400。
[0028]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，聚乙二醇二丙烯酸酯与明胶的质量比为(4
‑
6)：(6
‑
8)。
[0029]最为优选的，步骤(3)中，聚乙二醇二丙烯酸酯与明胶的质量比为5：7。
[0030]根据本专利技术优选的，步骤(4)中，光引发剂为水溶性光引发剂2959。
[0031]根据本专利技术优选的，步骤(4)中，光引发剂的质量为聚乙二醇二丙烯酸酯质量的2％
‑
5％。
[0032]根据本专利技术优选的，步骤(5)中，紫外线的波长为365nm，功率为10～15W，紫外聚合时间为1
‑
5分钟。
[0033]根据本专利技术优选的，步骤(6)中，可采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)代替PEGDA。
[0034]根据本专利技术优选的，步骤(6)中，PEGDA预聚液为聚乙二醇二丙烯酸酯加入光引发剂2959，超声搅拌5
‑
15分钟得到的预聚液，聚乙二醇二丙烯酸酯与光引发剂2959的质量比为(1
‑
5)：(0.02
‑
0.06)。
[0035]本专利技术选择PEGDA和明胶为网格结构，四氧化三铁纳米颗粒为响应物，通过紫外线交联的方法，制备出具有光热响应性能的水凝胶微针贴片，该水凝胶微针贴片具有足够的硬度刺穿皮肤，可以作为药物载体更好地传送药物。
[0036]本专利技术具有以下优点：
[0037]1、本专利技术的微针阵列的基质由小分子量的聚乙二醇二丙烯酸酯和明胶交联而成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种近红外响应水凝胶微针贴片，由微针阵列和背衬组成，其特征在于：所述微针阵列的基质由小分子量的聚乙二醇二丙烯酸酯和明胶交联而成的水凝胶制成，在水凝胶中包载药物和光热转换响应物得到含药微针阵列；所述背衬由聚乙二醇二丙烯酸酯水凝胶制成。2.根据权利要求1所述的近红外响应水凝胶微针贴片，其特征在于，光热转换响应物为四氧化三铁纳米颗粒，所述的药物为水溶性药物。3.根据权利要求1所述的近红外响应水凝胶微针贴片，其特征在于，所述微针的基底厚度为200μm～2mm，针体高度为50μm～1mm，底座直径为200～400μm，针尖距为400μm～1mm，基底尺寸为0.5
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15cm
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0.5～15cm。4.权利要求1所述的近红外响应水凝胶微针贴片的制备方法，包括步骤如下：(1)将明胶加入去离子水中，50
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70℃水浴并且磁力搅拌，得到均匀溶液1；(2)将四氧化三铁纳米颗粒加入均匀溶液1中，在50℃～70℃水浴下磁力搅拌20
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40分钟，超声搅拌5
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15分钟，获得溶液2；(3)将聚乙二醇二丙烯酸酯加入溶液2中，50℃
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70℃水浴并且磁力搅拌，获得溶液3；(4)将光引发剂以及药物加入溶液3中，超声搅拌，得到水凝胶预聚液；(5)将水凝胶预聚液倒入微针模具中，紫外线照射，使预聚液固化，获得水凝胶微针阵列；(6)将PEGDA预聚液浇筑到微针模具上，通过紫外线照射聚合的方式固化成形，得到背衬；将模具置于
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20℃～0℃的低温环境中1
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3小时，从模具上...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊，崔久雨，刘含莲，邱晓勇，吴训伟，陈文倩，黄传真，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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