【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗器械的，尤其涉及一种微针装置和药物递送系统。
技术介绍
1、微针(microneedles，mn)是一种新型的物理促促透技术，其由多个微米级的细小尖针以阵列的方式连接在基座上，尖针的高度一般为10～2000μm，直径为300～1000μm。微针能够定向穿过角质层，产生微米尺寸的小孔，借助小孔的毛细力，极大地提高了药物在皮肤层间的渗透性和穿透能力。真皮层存在更多活跃的免疫细胞，特别是抗原呈递细胞，相较于传统的皮下注射给药方式，微针可将药物直接注射到表皮层和真皮层，直接作用于免疫细胞，从而实现更加高效且副作用小的免疫效果，能够很好地被应用于疫苗递送领域，尤其是mrna疫苗的递送中。
2、根据递送的方式可将微针分为先扎后贴型、先扎后释型、包衣递送型和注射式递送型。其中，注射式递送型微针具有空心结构(也即空心微针)，疫苗可直接通过微针进入至表皮层和真皮层发挥作用。空心结构在一定程度上会降低微针的机械强度，为了包括成功刺穿且具有一定的刺穿深度，需要采用金属、玻璃、硅等具有一定机械强度的硬质材料，且将尖针的高度控制至1000～2000μm。但是，硬质材料与皮肤的贴合度不好；且刺穿深度较浅时，无法实现药物或疫苗的高效递送，而刺穿深度较深会对皮肤结构造成破坏，具有一定感染风险，局限性较大。
技术实现思路
1、本专利技术的专利技术人在大量的实践中发现，表皮层和真皮层所存在的生物电现象会对带电性的药物和/或疫苗产生静电排斥作用，对药物和/或疫苗在表皮层和真皮层内的扩散以及
2、基于以上问题，专利技术人经过广泛且深入的研究发现，在微针中采用柔性基底，使得微针能够与皮肤适形接触，同时引入能够实现电渗析和电穿孔的双电极体系——首先，通过微针完全刺穿或部分刺穿皮肤角质层形成毛细小孔，使得药物或疫苗到达角质层；其次，通过电渗析驱动药物或疫苗透过角质层进入表皮层中，且对表皮层和真皮层所存在的生物电现象造成影响，形成有利于药物和/或疫苗扩散的液体环境，使得药物和/或疫苗更好地扩散至表皮层和真皮层中；再者，电渗析同时也作为一种刺激信号，使得表皮层和真皮层中细胞的细胞膜状态发生变化，与电穿孔协同作用打开细胞膜，使得药物和/或疫苗进入细胞质，可在低电压给电的情况下实现药物和疫苗的高效递送表达，且对细胞活性无显著影响。基于以上构思，设计得到了本专利技术的技术方案：
3、本专利技术的第一目的在于解决现有技术中微针所存在的与皮肤贴合度差以及刺穿深浅与实现药物的高效递送之间所存在的矛盾，而提供一种微针装置。
4、本专利技术的第二目的在于提供一种药物递送系统。
5、本专利技术的第三目的在于提供以上微针装置和/或药物递送系统的控制方法。
6、具体的，本专利技术提供的微针装置包括：柔性基底，其被结构化以被形成；微针列阵，各微针分别从所述柔性基底的一基面延伸；通孔列阵，各通孔的两端分别延伸至贯穿对应微针和所述柔性基底，双电极组件，其设置于所述柔性基底背离微针列阵的一侧，所述双电极组件包括第一电极组和第二电极组；所述第一电极组产生与通孔延伸方向对应的电场用以实现电渗析；所述第二电极组设置为叉指电极对，所述叉指电极对与微针列阵的微针电性连接用以实现电穿孔。
7、在一些具体的实施方式中，所述第一电极组包括间隔设置的正极和负极，所述正极的一面与柔性基底贴合，且各通孔分别延伸至贯穿所述正极，所述负极间隔设置于正极背离柔性基底的一侧。
8、在一些具体的实施方式中，所述第一电极组包括间隔设置的正极和负极，所述负极的一面与柔性基底贴合，且各通孔分别延伸至贯穿所述负极，所述正极间隔设置于负极背离柔性基底的一侧。
9、在一些具体的实施方式中，所述叉指电极对设置于柔性基底面向微针的一面且与柔性基底贴合，所述叉指电极对与微针列阵对应设置，微针穿设过所述叉指电极对且与叉指电极对电性连接。
10、在一些具体的实施方式中，所述微针列阵中，微针的高度小于1500μm。
11、在一些具体的实施方式中，所述微针的高度为500～1500μm。
12、在一些具体的实施方式中，微针的外径为100～1000μm，微针之间的间距为100～5000μm，所述通孔的直径为50～200μm。
13、在一些具体的实施方式中，所述柔性基底的材料选自聚丙烯酸酯、聚乳酸、聚碳酸酯、环烯烃共聚物、聚烯醇、聚苯烯、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚对苯撑和聚吡咯中的一种或多种。
14、在一些具体的实施方式中，所述柔性基底的材料选自聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚对苯撑和聚吡咯中的一种或多种。
15、在一些具体的实施方式中，所述微针列阵中，微针的材料选自硅、金属材料和导电聚合物中的一种或多种。
16、在一些具体的实施方式中，所述金属材料选自不锈钢、钛、镍和钯钴合金中的一种或多种。
17、在一些具体的实施方式中，所述导电聚合物选自聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚对苯撑和聚吡咯中的一种或多种。
18、在一些具体的实施方式中，在所述微针列阵和通孔列阵中，各微针与各通孔一一对应分布。
19、在一些具体的实施方式中，在所述微针列阵和通孔列阵中，各微针上对应分布至少两个通孔。
20、在一些具体的实施方式中，所述微针装置还包括一组设置于正极和负极之间的导流板，所述导流板组合形成连续的药物流道，所述通孔列阵与药物流道连通。
21、本专利技术提供的药物递送系统包括以上任一实施方式所述的微针装置。
22、在一些具体的实施方式中，所述药物递送系统还包括：控制模块，其用于控制双电极组件；药物补给模块，其用于向微针装置补充药物和/或疫苗。
23、本专利技术提供的以上微针装置和/或药物递送系统的控制方法具体包括：
24、于电压为10～30v和电流为0.5～1.5ma的条件下，对第一电极组进行直流给电，用以实现电渗析；
25、于电压为30～90v和脉冲数为10～20次，对第二电极组进行脉冲给电，用以实现电穿孔。
26、有益效果：
27、本专利技术提供的微针装置中首先通过柔性基底上的微针列阵部分刺入或完全刺入角质层中以形成毛细小孔，药物和/或疫苗通过通孔进入至角质层中；接着在第一电极组所产生的电渗析作用下，药物和/或疫苗扩散至表皮层中或真皮层中；最后通过叉指电极对所产生的电穿孔作用，打开细胞膜屏障，使得药物和/或疫苗可进入至细胞内发挥作用。
28、以上各结构构成一个有机整体——通过柔性基底与皮肤的适形接触，第一电极组可产生与药物和/或疫苗流动方向具有更强对应性的电场，以实现更好的电渗析效果，药物和/或疫苗可高效渗透至表皮层和真皮层中；并且第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微针装置，其特征在于，所述微针装置包括：
2.根据权利要求1所述的微针装置，其特征在于，所述第一电极组包括间隔设置的正极和负极，所述正极的一面与柔性基底背离微针的一面贴合，且各通孔分别延伸至贯穿所述正极，所述负极间隔设置于正极背离柔性基底的一侧；
3.根据权利要求1所述的微针装置，其特征在于，所述叉指电极对设置于柔性基底面向微针的一面且与柔性基底贴合，所述叉指电极对与微针列阵对应设置，微针穿设过所述叉指电极对且与叉指电极对电性连接。
4.根据权利要求1所述的微针装置，其特征在于，所述微针列阵中，微针的高度小于1500μm；任选的，所述微针的高度为500～1500μm；
5.根据权利要求1所述的微针装置，其特征在于，所述柔性基底的材料选自聚丙烯酸酯、聚乳酸、聚碳酸酯、环烯烃共聚物、聚烯醇、聚苯烯、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚对苯撑和聚吡咯中的一种或多种；
6.根据权利要求1所述的微针装置，其特征在于，在所述微针列阵和通孔列阵中，各微针与各通孔一一对应分布；
7.根据权利要求2所述的微针装置，其特征在于，所
8.一种药物递送系统，其特征在于，包括权利要求1～7任一所述的微针装置。
9.根据权利要求8所述的药物递送系统，其特征在于，所述药物递送系统还包括：
10.权利要求1～7任一所述的微针装置和/或权利要求8或9所述的药物递送系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种微针装置，其特征在于，所述微针装置包括：
2.根据权利要求1所述的微针装置，其特征在于，所述第一电极组包括间隔设置的正极和负极，所述正极的一面与柔性基底背离微针的一面贴合，且各通孔分别延伸至贯穿所述正极，所述负极间隔设置于正极背离柔性基底的一侧；
3.根据权利要求1所述的微针装置，其特征在于，所述叉指电极对设置于柔性基底面向微针的一面且与柔性基底贴合，所述叉指电极对与微针列阵对应设置，微针穿设过所述叉指电极对且与叉指电极对电性连接。
4.根据权利要求1所述的微针装置，其特征在于，所述微针列阵中，微针的高度小于1500μm；任选的，所述微针的高度为500～1500μm；
5.根据权利要求1所述的微针装置，其特征在于，所述柔性基底的材料选自聚丙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹宇虹，翁祎，张静昕，李天峣，罗登旺，曹琼，
申请(专利权)人：毕昇北京生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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