一种可弯曲给药的个性化微针及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可弯曲给药的个性化微针及其制备方法，包括以下步骤：取质量浓度10～20％的HA水溶液加入至微针模具中，去除HA水溶液中的气泡并移除针尖以外的HA水溶液，加热固化得到微针针尖；再将含有光引发剂的GelMA溶液注入微针模具中，经过光固化形成微针背衬层，所述微针背衬层与所述微针针尖一体连接形成可弯曲给药的个性化微针。本发明专利技术双层结构的个性化微针相较于传统微针，不仅针尖强度高，可以突破皮肤角质层，而且背衬层韧性高，能够弯曲，可以应用于各种不规则的皮肤环境。可以应用于各种不规则的皮肤环境。可以应用于各种不规则的皮肤环境。

【技术实现步骤摘要】
一种可弯曲给药的个性化微针及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物医用高分子材料领域，具体涉及一种可弯曲给药的个性化微针及其制备方法。

技术介绍

[0002]2020年，《科学美国人》评出的十大具有推动社会和经济进步潜力的新兴技术中，微针(Microneedle,MN)赫然排列在第一位。微针是精细化加工技术发展的产物，微针的高度尺寸为微米级，具有尖锐的针尖(直径可达10μm左右)，其结构优势和尺寸优势使得它可以很容易的刺破角质层而不触及痛觉神经，因此可以实现无痛给药。与化学促渗法和物理促渗法相比，微针可以为药物提供临时渗透通道或直接携带药物进入表皮，无需额外的电场或化学助剂，使用也非常便捷，给药量也相对可控。微针阵列相对于皮下注射针的两个优点是无需熟练医护人员和可以无痛应用微针贴片采血或给药，开发必要的微针制造工艺有可能改变细胞间质液取样和皮下给药的格局，极大地影响医疗保健及药物递送体系。目前微针已应用于多种大分子规模的药物递送、美容、诊断和检测等各个领域中，并且市场上也已经有很多与微针相关的产品。微针在经皮给药中的良好表现为大分子药物经皮递送提供了可能。
[0003]目前，传统聚合物微针虽然强度足以满足穿刺皮肤角质层的强度要求，但其背衬层也同样硬度较高，韧性较差，难以弯曲，仅可应用于规则平坦的皮肤环境。而类似于头部局部给药，所应用的给药场景传统微针难以满足要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种可弯曲给药的个性化微针及其制备方法，解决现有技术中微针难以弯曲给药的技术问题。
[0005]为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种可弯曲给药的个性化微针的制备方法，包括以下步骤：
[0007]取质量浓度10～20％的HA水溶液加入至微针模具中，去除HA水溶液中的气泡并移除针尖以外的HA水溶液，加热固化得到微针针尖；
[0008]再将含有光引发剂的GelMA溶液注入微针模具中，经过光固化形成微针背衬层，所述微针背衬层与所述微针针尖一体连接形成可弯曲给药的个性化微针。
[0009]第二方面，本专利技术提供一种如上制备方法制得的可弯曲给药的个性化微针。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0011]本专利技术通过采用HA水溶液加热固化得到微针针尖，通过GelMA溶液形成微针背衬层，两者形成一体连接形成可弯曲给药的个性化微针；本专利技术双层结构的个性化微针相较于传统微针，不仅针尖强度高，可以突破皮肤角质层，而且背衬层韧性高，能够弯曲，可以应用于各种不规则的皮肤环境。
[0012]进一步地，与传统聚合物微针相比，双层结构的个性化微针仅在针尖部分储存药
物，减少了药物在背衬层的浪费。
[0013]进一步地，本专利技术个性化微针采用常温和紫外固化形成可以极大地保证药物的活性，利于生物制剂的递送。
附图说明
[0014]图1是传统微针(a)与本专利技术个性化微针(b)应用于头皮给药示意图；
[0015]图2是本专利技术GelMA的合成示意图；
[0016]图3是GelMA红外图谱；
[0017]图4是GelMA 1
H
‑
NMR和取代度分析图；
[0018]图5是个性化微针的制备和GelMA紫外固化示意图；
[0019]图6是个性化微针的形貌分析，其中A是实物照片；B是显微镜下侧视图，C是显微镜下正视图，D是显微镜下弯曲照片；E是扫描电镜图，比例尺为1000μm，F是扫描电镜图，比例尺为500μm，G是扫描电镜图，比例尺为100μm；
[0020]图7是PMN应力
‑
应变曲线；
[0021]图8是个性化微针的体外穿刺能力分析，其中A为PMN插入猪皮前的形态，B为PMN插入猪皮后的形态，C为PMN插入猪皮约0.5h后的形态，D为使用PMN后的猪皮表面，图E为PMN刺穿猪皮后进行胎盘蓝染色图，图F为PMN刺穿猪皮后的H&E染色图；
[0022]图9是实施例4所得微针的断裂强度测试结果。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]术语解释
[0025]PMN：personalized microneedles，个性化微针；
[0026]HMP：2
‑
Hydroxy
‑
4'
‑
(2
‑
hydroxyethoxy)
‑2‑
methylpropiophenone，光引发剂2959。
[0027]透明质酸(Hyaluronic acid,HA)是一种糖胺聚糖，是在人体内大量存在的一种免疫性高分子多糖，由β
‑
1,4
‑
D
‑
葡萄糖醛酸和β
‑
1,3
‑
N
‑
乙酰氨基葡萄糖交替连接而形成的一种高度亲水性的线性阴离子多糖。它和许多天然多糖类似，具相同的理化性质如白色无嗅无味、吸湿性好、不溶于一般有机溶剂、无定型固体等。透明质酸显示出多种重要的生物学特性和理化性质，例如良好的保湿润滑效果和药物控释作用、抗肿瘤、免疫调节、促进血管生成和伤口愈合等。自然界中广泛存在HA，上皮细胞神经胶质细胞、血管内皮细胞纤维母细胞等人体的多种细胞都能够产生和释放HA。
[0028]GelMA源自天然明胶，通过光引发剂在紫外光下发生光交联制备，是一种具有优异生物相容性的材料，能够用于组织工程中作为细胞支架材料。同时，GelMA还是一种多功能材料生物材料，例如通过封装包括药物、生长因子和细胞因子等生物活性物质作为支架材料应用于组织修复。此外，GelMA也可以设计为一种可注射水凝胶材料，用于以微创方式输送细胞，它还能作为3D打印中的可打印生物墨水，GelMA是一种很有前途的生物医用材料。
[0029]目前微针针尖和微针背衬层通常一次成型，在保证针尖强度的基础上，如图1(a)所示，微针背衬层21同样硬度高，韧性较差，难以弯曲，微针针尖1有部分无法进入如头部等处皮肤3，从而影响给药效果。
[0030]本专利技术通过控制HA溶液浓度、HA分子量以及采用合适的固化工艺等进行配合，形成强度高的PMN针尖；通过控制GelMA的取代度，制得韧性好的微针背衬层，如图1(b)所示，微针背衬层22和微针针尖1一体连接，能够有效弯曲不断裂，满足不规则皮肤处给药。
[0031]本专利技术提供一种可弯曲给药的个性化微针及其制备方法，制备方法具体步骤包括：
[0032](1)GelMA的制备
[0033]精密称取一定质量明胶于磷酸盐缓冲液(pH＝7.4)中，浓度为(10～20wt％)，并在5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可弯曲给药的个性化微针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取质量浓度10～20％的HA水溶液加入至微针模具中，去除HA水溶液中的气泡并移除针尖以外的HA水溶液，加热固化得到微针针尖；再将含有光引发剂的GelMA溶液注入微针模具中，经过光固化形成微针背衬层，所述微针背衬层与所述微针针尖一体连接形成可弯曲给药的个性化微针。2.根据权利要求1所述的可弯曲给药的个性化微针的制备方法，其特征在于，HA水溶液中采用的HA分子量为100～800KDa；HA水溶液中还包括浓度不超过HA质量10％的药物。3.根据权利要求1所述的可弯曲给药的个性化微针的制备方法，其特征在于，微针模具中，每针规格为底部尺寸280～400μm和高500～700μm的正四棱锥结构，每针的间隔为280～400μm；微针背衬层厚度0.5～2mm。4.根据权利要求1所述的可弯曲给药的个性化微针的制备方法，其特征在于，去除HA水溶液中的气泡的方式为3000～5000r/min离心10～20min。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊李红，张新贵，徐海星，刘佳栋，张国星，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：