CN101618250A - 基于微针阵列柔性芯片的经皮给药贴片及其制备方法 - Google Patents
基于微针阵列柔性芯片的经皮给药贴片及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101618250A CN101618250A CN 200910090187 CN200910090187A CN101618250A CN 101618250 A CN101618250 A CN 101618250A CN 200910090187 CN200910090187 CN 200910090187 CN 200910090187 A CN200910090187 A CN 200910090187A CN 101618250 A CN101618250 A CN 101618250A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microneedle array
- micropin
- substrate
- chip
- flexible
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 162
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 53
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 53
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 19
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 19
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 19
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 claims description 17
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 16
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 15
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 15
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 14
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 14
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 14
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims description 13
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims description 13
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims description 12
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 12
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 11
- 210000004177 elastic tissue Anatomy 0.000 claims description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 11
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 10
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 8
- 239000008279 sol Substances 0.000 claims description 8
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims description 8
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000010985 leather Substances 0.000 claims description 6
- 239000002649 leather substitute Substances 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 claims description 5
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 238000010023 transfer printing Methods 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 abstract 2
- 210000004207 dermis Anatomy 0.000 abstract 1
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 abstract 1
- 230000000474 nursing effect Effects 0.000 abstract 1
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 6
- 238000003491 array Methods 0.000 description 5
- 239000002674 ointment Substances 0.000 description 5
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 4
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 4
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000000857 drug effect Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000037317 transdermal delivery Effects 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000032843 Hemorrhage Diseases 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 238000011287 therapeutic dose Methods 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001467 acupuncture Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229960000074 biopharmaceutical Drugs 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000005282 brightening Methods 0.000 description 1
- DEGAKNSWVGKMLS-UHFFFAOYSA-N calcein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC(CN(CC(O)=O)CC(O)=O)=C(O)C=C1OC1=C2C=C(CN(CC(O)=O)CC(=O)O)C(O)=C1 DEGAKNSWVGKMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004520 electroporation Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000010579 first pass effect Methods 0.000 description 1
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000002665 ion therapy Methods 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000004531 microgranule Substances 0.000 description 1
- 238000000520 microinjection Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 229960002378 oftasceine Drugs 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007391 self-medication Methods 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
- A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
- A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
- A61M2037/0053—Methods for producing microneedles
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
Abstract
本发明公开了一种微针阵列柔性芯片,其包括柔性衬底,以及两个或两个以上、按一定间距排列于所述柔性衬底上的微针,所述微针包括针杆和位于针杆顶端的针尖,所述微针通过针杆的下部固定在所述柔性衬底上。本发明通过微针阵列与柔性衬底的有机结合能够使药物或美容护肤品迅速通过角质层进入表皮层及真皮层,从而明显提高药效或美容养颜效果,并利用成熟的加工工艺实现其低成本、高成品率、高重复性的批量制造。
Description
技术领域
本发明涉及医疗和美容器械技术领域,特别是涉及一种微针阵列柔性芯片和基于此种芯片的经皮给药贴片及制备方法。
背景技术
人体的皮肤有三层组织:角质层、活性表皮层和真皮层。最外层的角质层厚度约为30-50微米,由致密的角质细胞组成,其对绝大多数药物的渗透率很低,是这些药物经皮输送的主要障碍;角质层以下是表皮层,厚度约为50-100微米,含有活性细胞和很少量的神经组织,但是没有血管;表皮层以下是真皮层,其为皮肤的主要组成部分,含有大量的活细胞、神经组织和血管组织。传统皮下注射法使用的针头外径一般为0.4-3.4毫米,注射时必须将针头穿透皮肤深入到肌肉中,无疑将会触及血管并损伤大量神经组织,因此除了会出血外,患者往往会感受到较为剧烈的疼痛。
经皮给药系统又称经皮治疗系统,是指药物以一定的速率通过皮肤经毛细血管吸收进入体循环而产生药效的一类制剂。与传统的给药方式相比,经皮给药有许多优点:可产生持久、恒定和可控的血药浓度,使因为体内新陈代谢迅速而半衰期很短的药物活性明显提高,避免了肝脏的首过效应与胃肠道因素的干扰,将毒副作用降到最小;具有无痛、无创或微创性,患者可自己用药,也可随时中断给药,使用方便。虽然经皮给药非常诱人,但是当前进入世界经皮给药市场的药物只有二十种左右,这主要是因为皮肤角质层的阻挡作用导致绝大多数药物的经皮渗透速度太低,不能满足治疗的需要。现在能够经皮给药的药物受到许多限制,例如分子量小于500D、高脂溶性、熔点小于150℃、治疗剂量小于20毫克/日等,高分子以及极性药物难以实现被动经皮给药。
为了增加皮肤的渗透性,人们采用了化学促渗剂、离子电渗法和电致孔法等多种方法。这些方法对所传输的药物都存在不同程度的局限性,有些可能还会引起较大的毒副作用。1998年,美国Prausnitz-教授课题组首次将微机电系统(MEMS)技术制备的微型实心硅针阵列用于经皮给药领域,发现其可以将生物高分子模型药物钙黄绿素的经皮渗透性提高4个数量级,从此在国际上掀起了微针经皮给药研究的浪潮。采用MEMS技术可以低成本、大批量制造出短小而锋利的微针阵列,通过按压施针的方式能够瞬间在皮肤角质层和表皮层产生大量微米量级大小的孔道来明显提高药物的渗透性,理论上应该适用于包括生物大分子药物在内的任何药物而不受分子量大小、药物极性、熔点等的限制。由于微针给药部位在体表并没有触及神经组织和血管,因此不会产生疼痛和出血现象;采用微针给药不需要专业人员进行操作,使用灵活方便,可随时中断给药,所以更容易被患者所接受。
与经皮给药同理,由于角质层的阻挡作用,采用一般传统的方法使用美容护肤品,其中的绝大部分活性养分难以进入活性表皮层和真皮层,所以美容效果并不显著。如果将表面涂敷有美容护肤品的微针阵列刺入皮肤,或微针阵列刺入皮肤后移开再涂敷美容护肤品,均会明显提高活性养分穿越角质层进入表皮层及真皮层细胞的渗透能力,从而显著提高美容养颜效果。
微针有实心针和空心针两种类型。在使用过程中,对于实心微针通常采用如下两种给药方式:1)先将微针阵列刺入皮肤形成孔洞,再将含药贴剂敷在治疗部位上;2)在微针阵列表面涂覆药物后,刺入皮肤持续释药。对于空心微针通常是采用微注射的形式输送药物,适用于液态和治疗剂量要求更大的药物。要求微针结构坚固,使用过程中不易断裂、刺入力小、无痛、微创。
制造微针的材料有聚合物、单晶硅和金属等。现有聚合物微针存在的一个突出问题是材料强度不够,不易刺穿皮肤的角质层。单晶硅材质坚硬、易脆断,虽然有文献报道其具有较好的生物兼容性,但现在还不属于常规的医用材料,是否能够适用于生物医药方面还有待进一步考证。金属用于制造针灸针或注射针头已有千百年历史,其使用的安全性毋庸置疑。目前,国内外已经报道了一些实心金属微针阵列芯片结构及其制造方法,这些技术都是在一块金属上形成各种形状的微针阵列和垂直于其的基板,制备方法包括以下几种:1)采用化学腐蚀或激光切割等方式切割金属板并在其上形成各种平面微针图形,然后利用冲压等方法将这些平面微针翘起并最终与该金属板垂直;2)对金属板表面进行选择性的电解或电化学腐蚀以形成凸起的微针。但是,采用金属基板的微针阵列芯片不易贴合皮肤的形状,使用感觉不够舒适、方便。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能够克服现有技术中不足之处的微针阵列柔性芯片。
为达到上述目的,提供一种微针阵列柔性芯片结构,包括柔性衬底,以及两个或两个以上、按一定间距排列于所述柔性衬底上的微针,所述微针包括针杆和位于针杆顶端的针尖,所述微针通过针杆的下部固定在所述柔性衬底上。
优选地,微针的针杆为圆柱体或圆锥体。
优选地,所述微针的针尖为圆锥形、棱锥形或楔形。
优选地,所述针尖具有与柔性衬底平行或倾斜一定角度的上表面,所述上表面为椭圆形平面。
优选地,所述椭圆形平面上具有若干凹坑。
优选地,所述针尖的椭圆形平面至少被切去一段圆弧面使其存在更多的棱角。
优选地,所述柔性衬底包括叠加在一起的上层衬底和下层衬底,所述微针的下部沿一定角度穿透所述上层衬底。
优选地,所述上层衬底和下层衬底之间设置有若干针座,所述微针的下部通过针座固定在所述柔性衬底上,所述每个针座固定一个或一个以上微针。
优选地,所述微针的下部与所述柔性衬底所呈的角度为15°-90°。
优选地,所述微针的上部与所述柔性衬底所呈的角度为15°-160°。
优选地,所述微针采用的材料是金属或合金,可以是钛、铜、铝、铁、镍、钨、不锈钢、钛合金、铝合金、镍合金、铜合金或其他金属或合金中的任意一种。
优选地,所述微针的表面光滑或者具有沟槽或凹坑。
优选地,微针表面覆盖有一层或若干层介质材料薄膜或金、钛、镍、铂薄膜或其他金属或合金薄膜。
优选地,所述微针的针尖曲率半径或等效曲率半径为1nm-800μm,针杆外径为5μm-800μm,高度为10μm-9000μm。
优选地,所述柔性衬底由纯棉纤维或弹性纤维的织布或无纺布、橡胶、乳胶、硅橡胶、塑料、聚合物中的一种或几种分层组合而成,各层之间通过熔合、键合、粘结剂、防渗剂或固定结构连接。
优选地,所述上层衬底和下层衬底的厚度均为1μm-8000μm。
优选地,所述针座采用的材料是金属或合金、树脂、塑料、橡胶、乳胶、硅橡胶或聚合物中的一种或几种的结合。
优选地,所述针座厚度为0.1μm-5000μm。
本发明的另一个目的是提供一种微针阵列柔性芯片的制备方法。
为达到上述目的,提供一种依照本发明实施方式的微针阵列柔性芯片,所述方法包括步骤:
S1,将若干金属针或金属棒按照一定间距垂直或呈一定角度穿透上层柔性衬底;
S2,将所述金属针或金属棒切断至预定长度形成微针阵列柔性芯片雏形;
S3,将下层柔性衬底与上层柔性衬底固定为一体。
优选地,在步骤S2之后,所述方法还包括步骤:
S2-1,利用图形转移或丝网印刷技术在上层衬底的下侧制备针座阵列。
优选地,在所述步骤S2中,切断金属针或金属棒后,将断口表面沿与衬底平行或倾斜的方向制作具有椭圆形平面的针尖。
优选地,在所述步骤S2后还包括步骤:
S2-2,在固定有金属针或金属棒的柔性衬底一侧制备掩蔽膜,利用图形转移或丝网印刷技术在金属棒的一端形成设计的掩蔽膜图案;
S2-3,化学或电化学腐蚀、抛光未被掩蔽膜保护的金属棒,制备出针头具有多个棱角和凹坑的金属微针后,去除掩蔽膜。
本发明还提供一种经皮给药贴片,所述经皮给药贴片包括微针阵列柔性芯片,以及覆盖于所述微针阵列柔性芯片之上的经皮贴剂,所述经皮贴剂含有一种或多种药物或美容护肤品。
优选地,所述经皮贴剂还包括橡胶基质、压敏胶基质、水凝胶基质或其他胶基质中的一种或几种。
优选地,在所述经皮给药贴片边缘的微针阵列柔性芯片的柔性衬底上表面凸出有不高于微针高度的柔性或弹性防渗垫圈。
优选地,所述防渗垫圈的制作材料为纯棉纤维或弹性纤维的织布或无纺布、橡胶、硅橡胶、乳胶、溶胶、凝胶、塑料、聚合物中的一种或几种。
优选地,在所述经皮给药贴片的微针一侧表面覆盖有防粘层以保护微针和贴剂。
优选地,在所述经皮给药贴片上分布有通孔区和/或无针区,所述通孔区和无针区分别为圆形或椭圆形或多边形或其他形状。
优选地,在通孔区或无针区的边缘贴片上设置有柔性或弹性防渗垫圈,其材料为纯棉纤维或弹性纤维的织布或无纺布、橡胶或硅橡胶、乳胶、溶胶、凝胶、塑料、聚合物中的任意一种或几种。
本发明还提供一种经皮给药贴片的制备方法,包括步骤:
S1,在依照如权利要求19所述的微针阵列柔性芯片的制备方法所制备的微针阵列柔性芯片上覆盖经皮贴剂;
S2,在微针阵列柔性芯片的微针一侧覆盖有可剥离的防粘层。
优选地,在步骤S1中,通过浸沾、涂覆、物理性或化学性淀积的方法在微针阵列柔性芯片上覆盖经皮贴剂。
优选地,在所述步骤S1之前,所述制备方法还包括步骤:
SA,在微针阵列柔性芯片的柔性衬底边缘制备出凸出的柔性或弹性防渗垫圈。
优选地,所述经皮贴剂含有一种或多种药物或美容护肤品。
优选地,所述经皮贴剂还包括橡胶基质、压敏胶基质、水凝胶基质或其他胶基质中的一种或几种。
优选地,所述防渗垫圈的制作材料为纯棉纤维或弹性纤维的织布或无纺布、橡胶、硅橡胶、乳胶、溶胶、凝胶、塑料、聚合物中的一种或几种。
本发明采用目前常规的医用材料制造基于金属微针阵列柔性芯片的柔性经皮给药贴片、美容贴片,通过微针阵列与柔性衬底的有机结合能够使药物或美容护肤品迅速通过角质层进入表皮层及真皮层,从而明显提高药效或美容养颜效果,并利用成熟的加工工艺实现其低成本、高成品率、高重复性的批量制造;由于采用的柔性衬底易与皮肤共形,使用起来感觉更为舒适、方便;微针结构坚固、针尖锋利、便于穿刺;阵列中的微针一致性好,使用时无痛感、不见血,使用后微创的皮肤会迅速自愈,安全可靠;可以免除或减小化学促渗剂的使用,不仅可以显著提高现有药物的经皮渗透率,还可以扩展适用药物的种类,开发出更多药物和化妆品的经皮输运产品。
附图说明
图1为本发明实施例中圆锥形针垂直于柔性衬底的一种微针阵列柔性芯片结构示意图;
图2为本发明实施例中圆锥形针垂直于柔性衬底的另一种微针阵列柔性芯片结构示意图;
图3为本发明实施例中圆柱形针垂直于柔性衬底的一种微针阵列柔性芯片结构示意图;
图4为本发明实施例中针尖的椭圆形平面与柔性衬底平行的一种微针阵列柔性芯片结构示意图;
图5为本发明实施例中针尖的椭圆形平面倾斜于柔性衬底的一种微针阵列柔性芯片结构示意图;
图6为本发明实施例中针尖的椭圆形平面与柔性衬底平行且存在棱角的一种微针阵列柔性芯片结构示意图;
图7为本发明实施例中针尖的椭圆形平面倾斜于柔性衬底且存在棱角的一种微针阵列柔性芯片结构示意图;
图8为本发明实施例中上部针杆和下部针杆均垂直于柔性衬底的一种微针阵列柔性芯片结构剖视图;
图9为本发明实施例中针杆的上部和下部针杆分别相对于柔性衬底倾斜的一种微针阵列柔性芯片结构剖视图;
图10为本发明实施例中上部针杆和下部针杆均垂直于柔性衬底且每根针具有一个针座的一种微针阵列柔性芯片结构剖视图;
图11为本发明实施例中上部针杆和下部针杆均垂直于柔性衬底且每两根针共享一个针座的一种微针阵列柔性芯片结构剖视图;
图12为本发明实施例中针杆的上部和下部分别相对于柔性衬底倾斜且每根针具有一个针座的一种微针阵列柔性芯片结构剖视图;
图13A~图13D为本发明实施例中一种有针座的微针阵列柔性芯片的制备工艺流程示意图;
图14A~图14F为本发明实施例中一种无针座但需选择性腐蚀制造针尖的微针阵列柔性芯片的制备工艺流程示意图;
图15为本发明实施例中一种具有柔性防渗垫圈的微针经皮给药贴片或美容贴片的结构剖视图;
图16为本发明实施例中一种基于微针阵列柔性芯片的经皮给药贴片或美容贴片结构示意图;
图17为本发明实施例中一种基于微针阵列柔性芯片且具有柔性防渗垫圈的经皮给药贴片或美容贴片结构示意图;
图18为本发明实施例中一种基于微针阵列柔性芯片且具有内外柔性防渗垫圈、中间有通孔的经皮给药贴片或美容贴片结构示意图;
图19为本发明实施例中一种基于微针阵列柔性芯片且具有内外柔性防渗垫圈、中间无通孔的经皮给药贴片或美容贴片结构示意图。
其中,1:柔性衬底;2:微针;3:针杆;4:针尖;5:上层衬底;6:下层衬底;7:上表面;8:棱角;9:凹坑;10:针座;11:掩蔽膜;12:防渗垫圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1
图1-图12示出了本发明所提供的微针阵列柔性芯片,所述微针阵列柔性芯片包括柔性衬底1和排列于所述柔性衬底1上的若干微针2,所述若干微针2按一定间距组成微针阵列,所述微针2包括针杆3和位于针杆3顶端的针尖4,所述微针2通过针杆3的下部固定在所述柔性衬底1上。所述柔性衬底1可以包括叠加在一起的上层衬底5和下层衬底6,所述微针2的下部至少穿透所述上层衬底5。所述微针2可以垂直于所述柔性衬底1布置,也可以倾斜一定角度布置于所述柔性衬底1上,所述角度优选15°-90°。
图1和图2分别为本发明实施例中圆锥形针垂直于柔性衬底的一种微针阵列柔性芯片结构示意图,图3为本发明实施例中圆柱形针垂直于柔性衬底的一种微针阵列柔性芯片结构示意图。优选地,所述柔性衬底由纯棉纤维或弹性纤维的织布或无纺布、皮革或人造革、橡胶、乳胶、硅橡胶、塑料、聚合物中的一种或几种分层组合而成,各层之间通过熔合、键合、粘结剂、防渗剂或固定结构连接。优选地,所述上层衬底和下层衬底的厚度均为1μm-8000μm。
所述微针2的针尖4可为各种带有尖部的立体形状,优选圆锥形、棱锥形或楔形,所述针尖4具有与所述柔性衬底1平行或倾斜一定角度的上表面7,所述上表面7为椭圆形平面,或对该椭圆形平面进一步处理而使其存在更多棱角8和/或凹坑9。图4为本发明实施例中针尖4的椭圆形平面与柔性衬底1平行的一种微针阵列柔性芯片结构示意图;图5为本发明实施例中针尖4的椭圆形平面倾斜于柔性衬底1的一种微针阵列柔性芯片结构示意图;图6为本发明实施例中针尖4的椭圆形平面存在棱角且与柔性衬底1平行的微针阵列柔性芯片结构示意图;图7为本发明实施例中针尖4的椭圆形平面存在棱角且倾斜于柔性衬底1的一种微针阵列柔性芯片结构示意图。其中,椭圆形平面相对于柔性衬底的倾斜角度优选范围为0°-90°。
优选地,针杆3的上部和下部可以分别向柔性衬底1倾斜各自的设定角度。所述针杆3的下部与所述柔性衬底1所呈的角度优选15°-90°,所述针杆3的上部与所述柔性衬底1所呈的角度优选45°-135°。图8为本发明实施例中针杆3的上部和下部均垂直于柔性衬底1的一种微针阵列柔性芯片结构剖视图;图9为本发明实施例中针杆3的上部和下部分别相对于柔性衬底1倾斜的一种微针阵列柔性芯片结构剖视图。
优选地,所述上层衬底5和下层衬底6之间设置有若干针座10,所述针杆3的下部通过针座10固定在所述柔性衬底1上,所述每个针座10固定一个或一个以上微针2。优选地,所述针座厚度为0.1μm-5000μm。优选地,所述针座采用金属或合金、树脂、塑料、橡胶、硅橡胶或聚合物中的一种或几种的结合。图10为本发明实施例中针杆3的上部和下部均垂直于柔性衬底且每根微针2具有一个针座的一种微针阵列柔性芯片结构剖视图;图11为本发明实施例中针杆3的上部和下部针杆均垂直于柔性衬底1且每两根微针2共享一个针座10的一种微针阵列柔性芯片结构剖视图;图12为本发明实施例中针杆的上部和下部分别相对于柔性衬底1倾斜且每根微针2具有一个针座10的一种微针阵列柔性芯片结构剖视图。
优选地,所述微针采用金属或合金,例如钛、不锈钢、钛合金、铝合金、铜合金、钨中的任意一种。所述微针的表面光滑或者具有沟槽或凹坑。微针表面可以覆盖有一层或若干层介质材料薄膜或金属薄膜,所述金属薄膜优选金、钛、镍、铂薄膜。所述微针的针尖曲率半径或等效曲率半径为1nm-800μm,针杆外径为5μm-800μm,高度为10μm-9000μm。
根据针尖是否存在含椭圆形平面的上表面7和柔性衬底内有无针座10可以粗略分为非椭圆针尖且无针座的微针阵列柔性芯片、非椭圆针尖且有针座的微针阵列柔性芯片、椭圆针尖且无针座的微针阵列柔性芯片、椭圆针尖且有针座的微针阵列柔性芯片。下面详述这四种微针阵列柔性芯片的结构及其制备方法。
1)非椭圆针尖且无针座微针阵列柔性芯片
本实施例中,微针2的针杆3的上部和下部与柔性衬底的夹角分别为15°-160°和15°-90°,所述微针2为圆柱体或圆锥体。微针2的针尖4为圆锥形或棱锥形或楔形;柔性衬底1由上层衬底5和下层衬底6组合而成;微针通过下部针杆3固定在柔性衬底上。
上述芯片的制备方法包括步骤:
S1,将具有圆锥形或棱锥形或楔形针尖4的金属针垂直或沿一定角度倾斜穿透上层柔性衬底5;
S2,切断金属针后形成微针阵列柔性芯片雏形;
S3,将下层衬底6与上层衬底5进行粘接;
S4,当设计的针杆3的上部和下部存在不同的夹角时,可利用挡板推动针杆3的上部进一步调整微针倾斜角度。
2)非椭圆针尖且有针座的微针阵列柔性芯片
本实施例中,针杆3的上部和下部与柔性衬底1的夹角分别为15°-160°和15°-90°,所述微针2为圆柱体或圆锥体。微针2的针尖4为圆锥形或棱锥形或楔形;柔性衬底由上层衬底5和下层衬底6组合而成,其间嵌入着针座10阵列;微针2通过针杆3的下部和针座10固定在柔性衬底1上。
上述芯片的制备方法包括步骤:
S1,将具有圆锥形或棱锥形或楔形针尖4的金属针垂直或沿一定角度倾斜穿透上层衬底5;
S2,切断金属针后形成微针阵列柔性芯片雏形;
S3,在金属针的断口处利用图形转移或丝网印刷技术制作出针座10阵列;
S4,将下层衬底6与上层衬底5、针座7进行粘接;
S5,当设计的针杆3的上部和下部存在不同的夹角时,可利用挡板推动针杆3的上部进一步调整微针2的倾斜角度。
3)椭圆针尖且无针座的微针阵列柔性芯片
本实施例中,针杆3的上部和下部与柔性衬底1的夹角分别为15°-160°和15°-90°,所述微针2为圆柱体或圆锥体。针尖4上表面为与柔性衬底平行或倾斜设定锐角的椭圆形平面7;或该平面7至少被去除一段圆弧面使其存在更多的棱角8,在椭圆形平面中间也可以同时被去除一部分形成凹坑9。柔性衬底1由上层柔性衬底5和下层柔性衬底6组合而成;微针2通过针杆3的下部固定在柔性衬底1上。
上述芯片的制备方法包括步骤:
S1,将圆柱形或圆锥形金属棒沿一定角度倾斜穿透上层衬底5;
S2,沿与上层衬底5平行的方向分别在上层衬底5的上方和下方切断金属棒并对断口研磨抛光形成针尖4上的椭圆形平面7;或进一步在柔性衬底1的上方一侧涂覆掩蔽膜,利用图形转移或丝网印刷技术在金属棒的一端形成设计的掩蔽膜图案;化学或电化学腐蚀未被掩蔽膜保护的金属棒,形成所需的针头后去除掩蔽膜,制备出具有更多棱角8和凹坑9的针尖4;
S3,将下层衬底6与上层衬底5进行粘接;
S4,当设计的针杆3的上部和下部存在不同的夹角时,可利用挡板推动上部进一步调整微针2的倾斜角度。
4)椭圆针尖且有针座的微针阵列柔性芯片
本实施例中,针杆3的上部和下部与柔性衬底1的夹角分别为15°-160°和15°-90°,所述微针2为圆柱体或圆锥体。一种微针2的针尖4上表面为与柔性衬底1平行或倾斜设定锐角的椭圆形平面7;或该平面至少被去除一段圆弧面使其存在更多的棱角8,在椭圆形平面中间也可以同时被去除一部分形成凹坑9。柔性衬底1由上层衬底5和下层衬底6组合而成,其间嵌入着针座10的阵列;微针2通过针杆3的下部和针座10固定在柔性衬底1上。
上述芯片的制备方法包括步骤:
S1,将圆柱形或圆锥形金属棒沿一定角度倾斜穿透上层衬底5;
S2,沿与衬底平行的方向分别在衬底的上方和下方切断金属棒并对断口研磨抛光形成针尖4上的上表面(椭圆形平面)7;或进一步在柔性衬底1的上方一侧制备掩蔽膜,利用图形转移或丝网印刷技术在金属棒的一端形成设计的掩蔽膜图案;化学或电化学腐蚀未被掩蔽膜保护的金属棒,形成所需的针尖后去除掩蔽膜,制备出具有更多棱角8和凹坑9的针尖4;
S3,在上层衬底5下方金属棒的断口处利用图形转移或丝网印刷技术制作出针座10阵列;
S4,将下层衬底6与上层衬底5、针座10进行粘接;
S5,当设计的针杆3的上部和下部存在不同的夹角时,可利用挡板推动针杆3的上部进一步调整微针2的倾斜角度。
为了便于说明,上面只是粗略划分出了四种制造微针阵列柔性芯片的方法。如果采用合适的掩蔽膜图案,利用制备椭圆针尖柔性芯片的方法也能够制备出非椭圆针尖柔性芯片。
制造柔性衬底采用的材料为柔性或弹性材料,可以是纯棉纤维或弹性纤维的织布或无纺布、皮革或人造革、橡胶、乳胶、硅橡胶、塑料、聚合物,由其中一种材料分层组合而成或由其中几种材料分层组合而成,各层之间有粘结剂或防渗剂或固定结构。
实施例2
不锈钢微针阵列柔性芯片的制造方法
在通孔阵列模具的每个孔中插入一根外径为150微米的不锈钢针,将这些不锈钢针垂直穿透一块无纺布5后,用切割机在距离该布约1mm处切断这些不锈钢针。采用丝网印刷的方法在不锈钢针断口处涂覆环氧树脂固化后形成针座10阵列,最后将另一块无纺布6和上述无纺布5、针座10进行粘接,从而形成不锈钢微针阵列柔性芯片。
实施例3
不锈钢微针阵列柔性芯片的制造方法
在通孔阵列模具的每个孔中插入一根外径为150微米的不锈钢丝棒,然后将这些丝棒沿一定角度穿透厚度约为1mm的上层衬底(硅橡胶层)5。采用切割机切断这些丝棒,并将断口表面沿与衬底平行或倾斜的方向研磨抛光形成具有椭圆形平面的针尖4,如图13A所示。在零下100℃冷冻后,利用挡板推动针杆的上部可以进一步调整微针倾斜角度,如图13B所示。采用丝网印刷的方法在针杆下部断口处涂覆环氧树脂固化后形成针座10阵列,如图13C所示。最后将另一块下层衬底(硅橡胶层)6和上述上层衬底(硅橡胶层)5、针座10进行粘接,如图13D所示,从而形成不锈钢微针阵列柔性芯片。
实施例4
不锈钢微针阵列柔性芯片的制造
在通孔阵列模具的每个孔中插入一根外径为150微米的不锈钢丝棒,然后将这些丝棒沿一定角度穿透厚度约为1mm的上层衬底(硅橡胶层)5。采用切割机切断这些丝棒,并将断口表面沿与衬底平行或倾斜的方向研磨抛光形成具有椭圆形平面的针尖4,如图14A所示。在上述芯片的丝棒阵列一侧涂覆一层如图14B所示的光刻胶作为掩蔽膜11,并利用常规微电子工艺中的图形转移技术对掩蔽膜11进行选择性的曝光和显影,从而在针尖4的椭圆形平面上形成设计的掩蔽膜图形,如图14C所示。利用掩蔽膜10对芯片上的丝棒进行选择性的化学或电化学腐蚀,从而在针尖4的椭圆形平面上形成具有棱角的针尖4和凹坑9。使用的化学腐蚀液是波美度为35~45的三氯化铁溶液,腐蚀时间为20~60min。电化学腐蚀时,需将芯片衬底的微针阵列一侧浸入电化学腐蚀液中,该腐蚀液包含16~38wt%三氯化铁1000mL、1~10vol%盐酸,1~10vol%硝酸、0.1~0.5wt%重铬酸钾;将芯片衬底的另一侧浸入包含有0.1~0.5wt%NaCl的导电水溶液中;上述两个溶液中都接入石墨电极,其间加5~25伏直流电压,首先在腐蚀液的电极中接正电位2~10分钟,然后将其接负电位20~50分钟。采用丙酮去除掩蔽膜后如图14D所示,再将芯片浸入不锈钢化学抛光液或电化学抛光液中进行抛光2~10分钟。化学抛光液中包含80~120g/L盐酸、50~60g/L硝酸和150~200g/L磷酸。电化学抛光液中包含600mL/L磷酸和300mL/L硫酸。电化学抛光时,需将芯片衬底的微针阵列一侧浸入接有铅正电极的电化学抛光液中,芯片衬底的另一侧浸入接有铅负电极的0.1~0.5wt%NaCl导电水溶液中,在两电极间加8~10V直流电压。在零下100℃冷冻后,利用挡板推动针杆3的上部可以进一步调整微针2的倾斜角度,如图14E所示。最后将另一块下层衬底(硅橡胶层)6和上述上层衬底(硅橡胶层)5进行粘接,如图14F所示,从而形成不锈钢微针阵列柔性芯片。
实施例5
该实施例提供一种基于金属微针阵列柔性芯片的经皮给药贴片或美容贴片,它由金属微针阵列柔性芯片和应用其表面上的经皮给药贴剂或美容贴剂组成。其中,经皮给药贴剂或美容贴剂由一层或多层包含一种或多种物质的薄膜构成;所述物质中至少包含有一种具有治疗、诊断或预防作用的药物或具有护肤、养颜、美白作用的美容护肤品,所述物质中还可以包含有橡胶基质或压敏胶基质或水凝胶基质或其它新型贴剂胶黏剂材料;所述物质为固体、液体、微粒、软膏、硬膏、乳膏、胶体、溶胶、凝胶或其中几种的混合体。如果只有液体或软膏,可以直接将浸润液体或软膏的微针贴片覆在皮肤上,该贴片与其中液体或软膏平时可密封在一个小塑料袋子里备用;或先将液体或软膏涂覆在皮肤上后,再覆上微针贴片,平时贴剂与贴片可分开密封储存备用。在贴片边缘的柔性芯片衬底上凸出有不高于微针高度的如图15、图17所示的柔性或弹性防渗垫圈12,其材料为纯棉纤维或弹性纤维的织布或无纺布、皮革或人造革、橡胶或硅橡胶、乳胶、溶胶、凝胶、塑料、聚合物。另外,在经皮给药贴片或美容贴片的微针一侧表面可以覆盖有一层防粘纸或其它防粘层材料以保护微针和贴剂,在将贴片施用于皮肤时可以将其剥离。贴片为圆形或椭圆形或多边形或其它所需形状,比如与施用部位相配合的形状。贴片上分布有圆形或椭圆形或多边形或其它形状的通孔区或通孔阵列区;或贴片上的微针阵列柔性衬底表面分布有圆形或椭圆形或多边形或其它形状的无针区或无针阵列区;或贴片上同时分布有上述通孔区和无针区。在通孔区和无针区的边缘贴片上可以有柔性或弹性防渗垫圈12,如图18、19所示。在贴片的无针区内外可以分别涂覆有相同或不同材料与功能的经皮给药贴剂或美容贴剂。
实施例6
该实施例提供一种基于微针阵列柔性芯片的经皮给药贴片、美容贴片的制备方法。所述方法采用粘接、熔合、键合或其它方法在柔性芯片衬底的边缘制备出凸出的柔性或弹性防渗垫圈。通过浸沾、涂覆、物理性或化学性淀积或其它方法在微针阵列甚至柔性衬底和防渗垫圈上覆盖经皮给药贴剂或美容贴剂;在给药贴片或美容贴片的微针一侧覆盖一层防粘纸或其它防粘层材料以保护微针和贴剂,在使用时可以很容易将其与贴片剥离。
本发明采用目前常规的医用材料制造基于金属微针阵列柔性芯片的柔性经皮给药贴片、美容贴片,通过微针阵列与柔性衬底的有机结合能够使药物或美容护肤品迅速通过角质层进入表皮层及真皮层,从而明显提高药效或美容养颜效果,并利用成熟的加工工艺实现其低成本、高成品率、高重复性的批量制造;由于采用的柔性衬底易与皮肤共形,使用起来感觉更为舒适、方便;微针结构坚固、针尖锋利、便于穿刺;阵列中的微针一致性好,使用时无痛感、不见血,使用后微创的皮肤会迅速自愈,安全可靠;可以避免或减小化学促渗剂的使用,不仅可以显著提高现有药物的经皮渗透率,还可以扩展适用药物的种类,开发出更多药物和化妆品的经皮输运产品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (35)
1、一种微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述芯片包括柔性衬底,以及两个或两个以上、按一定间距排列于所述柔性衬底上的微针,所述微针包括针杆和位于针杆顶端的针尖,所述微针通过针杆的下部固定在所述柔性衬底上。
2、如权利要求1所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述微针的针杆为圆柱体或圆锥体。
3、如权利要求2所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述微针的针尖为圆锥形、棱锥形或楔形。
4、如权利要求2所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述针尖具有与柔性衬底平行或倾斜的上表面,所述上表面为椭圆形平面。
5、如权利要求4所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述椭圆形平面上具有若干凹坑。
6、如权利要求4或5所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述针尖的椭圆形平面至少被切去一段圆弧面使其存在更多的棱角。
7、如权利要求1所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述柔性衬底包括叠加在一起的上层衬底和下层衬底,所述微针的下部沿一定角度穿透所述上层衬底。
8、如权利要求7所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述上层衬底和下层衬底之间设置有若干针座,所述微针的下部通过针座固定在所述柔性衬底上,所述每个针座固定一个或一个以上微针。
9、如权利要求7或8所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述微针的下部与所述柔性衬底所呈的角度为15°-90°。
10、如权利要求7或8所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述微针的上部与所述柔性衬底所呈的角度为15°-160°。
11、如权利要求1所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述微针采用的材料包括但不限于钛、铜、铝、铁、镍、钨、不锈钢、钛合金、铝合金、镍合金、铜合金中的任意一种或几种。
12、如权利要求11所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述微针的表面光滑或者具有沟槽或凹坑。
13、如权利要求1、11或12所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述微针表面覆盖有一层或若干层薄膜,所述薄膜包括但不限于介质材料薄膜或金、钛、镍、铂金属或其合金薄膜。
14、如权利要求1或11所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述微针的针尖曲率半径或等效曲率半径为1nm-800μm,针杆外径为5μm-800μm,高度为10μm-9000μm。
15、如权利要求1所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述柔性衬底采用的材料包括但不限于由纯棉纤维或弹性纤维的织布或无纺布、皮革或人造革、橡胶、乳胶、硅橡胶、塑料、聚合物中的一种或几种分层组合而成,各层之间通过熔合、键合、粘结剂、防渗剂或固定结构连接。
16、如权利要求7所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述上层衬底和下层衬底的厚度均为1μm-8000μm。
17、如权利要求8所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述针座采用的材料包括但不限于是金属或合金、树脂、塑料、橡胶、乳胶、硅橡胶或聚合物中的一种或几种的结合。
18、如权利要求17所述的微针阵列柔性芯片,其特征在于,所述针座厚度为0.1μm-5000μm。
19、一种微针阵列柔性芯片的制备方法,其特征在于,所述方法包括步骤:
S1,将若干金属针或金属棒按照一定间距垂直和/或呈一定角度穿透上层柔性衬底;
S2,将所述金属针或金属棒切断至预定长度形成微针阵列柔性芯片雏形;
S3,将下层柔性衬底与上层柔性衬底固定为一体。
20、如权利要求19所述的微针阵列柔性芯片的制备方法,其特征在于,在步骤S2之后,所述方法还包括步骤:
S2-1,利用图形转移或丝网印刷技术在上层衬底的下侧制备针座阵列。
21、如权利要求19或20所述的微针阵列柔性芯片的制备方法,其特征在于,在所述步骤S2中,切断金属针或金属棒后,将断口表面沿与衬底平行或倾斜的方向制作具有椭圆形平面的针尖。
22、如权利要求21所述的微针阵列柔性芯片的制备方法,其特征在于,在所述步骤S2后还包括步骤:
S2-2,在固定有金属针或金属棒的柔性衬底一侧制备掩蔽膜,利用图形转移或丝网印刷技术在金属棒的一端形成设计的掩蔽膜图案;
S2-3,化学或电化学腐蚀、抛光未被掩蔽膜保护的金属棒,制备出针头具有多个棱角和凹坑的金属微针后,去除掩蔽膜。
23、一种经皮给药贴片,其特征在于,所述经皮给药贴片包括微针阵列柔性芯片,以及覆盖于所述微针阵列柔性芯片之上的经皮贴剂,所述经皮贴剂含有一种或多种药物或美容护肤品。
24、如权利要求23所述的经皮给药贴片,其特征在于,所述经皮贴剂还包括但不限于橡胶基质、压敏胶基质、水凝胶基质中的一种或几种。
25、如权利要求23或24所述的经皮给药贴片,其特征在于,在所述经皮给药贴片边缘的微针阵列柔性芯片的柔性衬底上表面凸出有不高于微针高度的柔性或弹性防渗垫圈。
26、如权利要求25所述的经皮给药贴片,其特征在于,所述防渗垫圈的制作材料包括但不限于纯棉纤维或弹性纤维的织布或无纺布、橡胶、硅橡胶、乳胶、溶胶、凝胶、塑料、聚合物中的一种或几种。
27、如权利要求23、24或26所述的经皮给药贴片,其特征在于,在所述经皮给药贴片的微针一侧表面覆盖有防粘层以保护微针和贴剂。
28、如权利要求23、24或26所述的经皮给药贴片,其特征在于,在所述经皮给药贴片上分布有通孔区和/或无针区,所述通孔区和无针区的形状包括但不限于圆形、椭圆形或多边形。
29、如权利要求28所述的经皮给药贴片,其特征在于,在通孔区或无针区的边缘贴片上设置有柔性或弹性防渗垫圈,其材料包括但不限于纯棉纤维或弹性纤维的织布或无纺布、皮革或人造革、橡胶或硅橡胶、乳胶、溶胶、凝胶、塑料、聚合物中的任意一种。
30、一种经皮给药贴片的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括步骤:
S1,在依照如权利要求19所述的微针阵列柔性芯片的制备方法所制备的微针阵列柔性芯片上覆盖经皮贴剂;
S2,在微针阵列柔性芯片的微针一侧覆盖有可剥离的防粘层。
31、如权利要求30所述的经皮给药贴片的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,通过浸沾、涂覆、物理性或化学性淀积的方法在微针阵列柔性芯片上覆盖经皮贴剂。
32、如权利要求31所述的经皮给药贴片的制备方法,其特征在于,在所述步骤S1之前,所述制备方法还包括步骤:
SA,在微针阵列柔性芯片的柔性衬底边缘制备出凸出的柔性或弹性防渗垫圈。
33、如权利要求30-32任一项所述的经皮给药贴片的制备方法,其特征在于,所述经皮贴剂含有一种或多种药物或美容护肤品。
34、如权利要求33所述的经皮给药贴片的制备方法,其特征在于,所述经皮贴剂还包括但不限于橡胶基质、压敏胶基质、水凝胶基质中的一种或几种。
35、如权利要求34所述的经皮给药贴片的制备方法,其特征在于,所述防渗垫圈的制作材料包括但不限于纯棉纤维或弹性纤维的织布或无纺布、皮革或人造革、橡胶、硅橡胶、乳胶、溶胶、凝胶、塑料、聚合物中的一种或几种。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200910090187 CN101618250B (zh) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | 基于微针阵列柔性芯片的经皮给药贴片及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200910090187 CN101618250B (zh) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | 基于微针阵列柔性芯片的经皮给药贴片及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101618250A true CN101618250A (zh) | 2010-01-06 |
CN101618250B CN101618250B (zh) | 2013-06-05 |
Family
ID=41511774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 200910090187 Expired - Fee Related CN101618250B (zh) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | 基于微针阵列柔性芯片的经皮给药贴片及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101618250B (zh) |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101912663A (zh) * | 2010-08-18 | 2010-12-15 | 清华大学 | 空心微针阵列芯片、经皮给药贴片、器件及制备方法 |
CN103203072A (zh) * | 2013-03-25 | 2013-07-17 | 清华大学 | 金属微针阵列柔性贴片、经皮给药器件及经皮给药贴片 |
CN104140075A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-11-12 | 中国科学院半导体研究所 | 在柔性衬底表面制作硬质微针阵列的方法 |
CN104288129A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-01-21 | 奥思达干细胞有限公司 | 一种用于抗皱祛斑的干细胞微针贴片及其制备方法 |
CN104498870A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-08 | 沈阳富创精密设备有限公司 | 一种带螺纹不锈钢零件多弧离子镀镀铝前处理工艺及应用 |
CN105833425A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-08-10 | 深圳半岛医疗有限公司 | 微针组件及微针治疗头 |
CN105997501A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-10-12 | 张大同 | 冲压式揿针 |
CN106470597A (zh) * | 2014-07-09 | 2017-03-01 | 高通股份有限公司 | 具有引线框架显微操作针的集成电路模块 |
CN107007927A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-08-04 | 中山大学 | 一种基于电场驱动给药的微针阵列药贴及制备方法 |
CN108778365A (zh) * | 2016-01-11 | 2018-11-09 | 沃达瑞公司 | 微针组合物及其使用方法 |
CN109689149A (zh) * | 2016-12-29 | 2019-04-26 | 实硷室和人们 | 微针 |
CN110251824A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-09-20 | 山东大学 | 一种用于透皮给药的柔性微针贴片及其制作方法 |
CN110404161A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-11-05 | 中山大学 | 一种基于微针式离子泳器件的透皮精确给药装置及其制备方法 |
CN110935097A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-03-31 | 广州新济薇娜生物科技有限公司 | 改善皮肤增生性瘢痕的微针贴片及其制备方法 |
CN111107839A (zh) * | 2017-08-11 | 2020-05-05 | Lts勒曼治疗系统股份公司 | 具有颜色转变指示剂的微针阵列 |
CN111408047A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-14 | 南京鼓楼医院 | 一种用于创面修复的导电微针贴片及其制备方法 |
CN111803278A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-23 | 中国人民解放军陆军军医大学 | 一种内置装载微囊和微针注射功能的复合式创伤急救敷料 |
CN112218675A (zh) * | 2018-05-28 | 2021-01-12 | 工业化妆品实验室有限责任公司 | 用于经皮注射的微针贴片 |
CN114367022A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-04-19 | 中日友好医院(中日友好临床医学研究所) | 一种用于治疗干燥综合征的微针预处理挂耳式中药外敷装置 |
TWI786637B (zh) * | 2021-05-18 | 2022-12-11 | 映通股份有限公司 | 具外露針尖的含藥微針貼片及其製法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2492867C (en) * | 2002-07-19 | 2011-07-05 | 3M Innovative Properties Company | Microneedle devices and microneedle delivery apparatus |
CN2662899Y (zh) * | 2003-11-20 | 2004-12-15 | 陈以国 | 梅花丛针贴 |
CN100402107C (zh) * | 2004-03-31 | 2008-07-16 | 中国科学院理化技术研究所 | 金属微针阵列芯片及其制备方法和用途 |
AU2005314289A1 (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-15 | 3M Innovative Properties Company | Medical device |
CN100460028C (zh) * | 2006-12-08 | 2009-02-11 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种用于药物传输的微针阵列及其制作方法 |
CN201564970U (zh) * | 2009-07-31 | 2010-09-01 | 清华大学 | 基于微针阵列柔性芯片的经皮给药贴片 |
-
2009
- 2009-07-31 CN CN 200910090187 patent/CN101618250B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101912663B (zh) * | 2010-08-18 | 2013-09-04 | 清华大学 | 空心微针阵列芯片、经皮给药贴片、器件及制备方法 |
CN101912663A (zh) * | 2010-08-18 | 2010-12-15 | 清华大学 | 空心微针阵列芯片、经皮给药贴片、器件及制备方法 |
CN103203072A (zh) * | 2013-03-25 | 2013-07-17 | 清华大学 | 金属微针阵列柔性贴片、经皮给药器件及经皮给药贴片 |
CN103203072B (zh) * | 2013-03-25 | 2015-05-20 | 清华大学 | 金属微针阵列柔性贴片、经皮给药器件及经皮给药贴片 |
CN106470597A (zh) * | 2014-07-09 | 2017-03-01 | 高通股份有限公司 | 具有引线框架显微操作针的集成电路模块 |
CN104140075A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-11-12 | 中国科学院半导体研究所 | 在柔性衬底表面制作硬质微针阵列的方法 |
CN104140075B (zh) * | 2014-07-15 | 2016-01-27 | 中国科学院半导体研究所 | 在柔性衬底表面制作硬质微针阵列的方法 |
CN104288129A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-01-21 | 奥思达干细胞有限公司 | 一种用于抗皱祛斑的干细胞微针贴片及其制备方法 |
CN104498870A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-08 | 沈阳富创精密设备有限公司 | 一种带螺纹不锈钢零件多弧离子镀镀铝前处理工艺及应用 |
CN108778365A (zh) * | 2016-01-11 | 2018-11-09 | 沃达瑞公司 | 微针组合物及其使用方法 |
CN108778365B (zh) * | 2016-01-11 | 2021-05-25 | 沃达瑞公司 | 微针组合物及其使用方法 |
CN105997501A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-10-12 | 张大同 | 冲压式揿针 |
CN105833425B (zh) * | 2016-06-08 | 2019-10-22 | 深圳半岛医疗有限公司 | 微针组件及微针治疗头 |
CN105833425A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-08-10 | 深圳半岛医疗有限公司 | 微针组件及微针治疗头 |
CN109689149A (zh) * | 2016-12-29 | 2019-04-26 | 实硷室和人们 | 微针 |
CN107007927A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-08-04 | 中山大学 | 一种基于电场驱动给药的微针阵列药贴及制备方法 |
CN111107839A (zh) * | 2017-08-11 | 2020-05-05 | Lts勒曼治疗系统股份公司 | 具有颜色转变指示剂的微针阵列 |
CN111107839B (zh) * | 2017-08-11 | 2023-11-10 | Lts勒曼治疗系统股份公司 | 具有颜色转变指示剂的微针阵列 |
CN112218675A (zh) * | 2018-05-28 | 2021-01-12 | 工业化妆品实验室有限责任公司 | 用于经皮注射的微针贴片 |
CN112218675B (zh) * | 2018-05-28 | 2023-12-22 | 微针公司 | 用于经皮注射的微针贴片 |
CN110251824A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-09-20 | 山东大学 | 一种用于透皮给药的柔性微针贴片及其制作方法 |
CN110404161A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-11-05 | 中山大学 | 一种基于微针式离子泳器件的透皮精确给药装置及其制备方法 |
CN110935097A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-03-31 | 广州新济薇娜生物科技有限公司 | 改善皮肤增生性瘢痕的微针贴片及其制备方法 |
CN110935097B (zh) * | 2019-12-03 | 2021-10-29 | 广州新济薇娜生物科技有限公司 | 改善皮肤增生性瘢痕的微针贴片及其制备方法 |
CN111408047A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-14 | 南京鼓楼医院 | 一种用于创面修复的导电微针贴片及其制备方法 |
CN111803278A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-23 | 中国人民解放军陆军军医大学 | 一种内置装载微囊和微针注射功能的复合式创伤急救敷料 |
TWI786637B (zh) * | 2021-05-18 | 2022-12-11 | 映通股份有限公司 | 具外露針尖的含藥微針貼片及其製法 |
CN114367022A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-04-19 | 中日友好医院(中日友好临床医学研究所) | 一种用于治疗干燥综合征的微针预处理挂耳式中药外敷装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101618250B (zh) | 2013-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101618250B (zh) | 基于微针阵列柔性芯片的经皮给药贴片及其制备方法 | |
CN201564970U (zh) | 基于微针阵列柔性芯片的经皮给药贴片 | |
CN101912663B (zh) | 空心微针阵列芯片、经皮给药贴片、器件及制备方法 | |
CN101829396B (zh) | 微针阵列芯片及利用其的经皮给药贴剂及其制备方法 | |
CN101507857A (zh) | 微针阵列芯片、经皮给药装置、经皮给药贴剂及制备方法 | |
CN103203072B (zh) | 金属微针阵列柔性贴片、经皮给药器件及经皮给药贴片 | |
CN103263727B (zh) | 金属微针阵列、经皮给药贴片、微针滚轮及微针电极阵列 | |
RU2679107C2 (ru) | Микроигла, форма для ее изготовления и способ изготовления микроиглы | |
ES2701884T3 (es) | Sistema de parche de administración transdérmica de fármacos | |
TW512067B (en) | Method of manufacturing an intracutaneous microneedle array | |
DE602005004782T2 (de) | Transdermale arzneimittelabgabevorrichtung durch dehnung/lockerung | |
US20050273046A1 (en) | Transdermal delivery of therapeutic agent | |
JP2015500090A (ja) | 患者の経胸的インピーダンスを減少させる器具及び方法 | |
JP2000512529A (ja) | 薬剤の経皮放出又はサンプリングを高めるための装置 | |
CN104117137A (zh) | 一种胶囊式中空载药微针阵列及其制备方法 | |
CN203436688U (zh) | 金属微针阵列、经皮给药贴片、微针给药印章、微针美容印章、微针滚轮及微针电极阵列 | |
TW200526286A (en) | System and method for transdermal delivery | |
CN101553275A (zh) | 用于活性物质透皮递送和取样的高纵横比微器件和方法 | |
CN107007927A (zh) | 一种基于电场驱动给药的微针阵列药贴及制备方法 | |
CN111956951B (zh) | 离子导入微针药贴及制备方法 | |
CN107913459A (zh) | 一种液体定量输送装置 | |
CN112516451A (zh) | 一种毛细空心金属微针、阵列芯片及其应用 | |
CN113926072A (zh) | 一种多流道微针电穿孔的复合经皮给药装置 | |
CN206660295U (zh) | 一种液体定量输送装置 | |
CN107223064A (zh) | 用于穿透生物屏障的微穿透器设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130605 Termination date: 20170731 |