CN102580232B - 一种丝素微针系统和丝素纳米颗粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种丝素微针系统和丝素纳米颗粒及其制备方法，其中，可溶解的丝素微针系统，包括基板和微针，其特征在于：微针针体由丝素蛋白固化物构成，丝素蛋白固化物刺入皮肤，溶解后于表皮留下的微细管道。丝素纳米颗粒，其特征在于：所述的纳米颗粒包含丝素蛋白分子、化妆品分子或药物分子；丝素蛋白包裹着化妆品分子或药物分子形成颗粒状结构；丝素颗粒表面可以附上抗体或适配体分子；丝素纳米颗粒在体内的降解速度可通过调节丝素蛋白的晶体度控制。投递药物或化妆品的方法，其特征在于，微针针体丝素蛋白固化物刺入皮肤溶解，释放出包裹有药物或化妆品的纳米丝素颗粒以进行投递药物或化妆品分子；或者药物或化妆品分子从丝素蛋白固化物溶解后于表皮留下的微细管道进行渗透投递等等。

Description

一种丝素微针系统和丝素纳米颗粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种医疗微针系统，特别是一种可溶解的由丝素蛋白固化物构成的微针系统、丝素颗粒、基于微针系统的贴片以及他们的制备方法和控制微针投放量的方法。 

背景技术

如何将药物精确有效地投递到需要施治的部位，使药效得以最大化发挥是医学领域面临的问题。微针阵列，作为一种精密而细小的工具，可广泛用于生物医学测量，药物或化妆品传送，微流体采样等领域，它具有尺寸小，强度高，用材具有生物兼容性等特点，可以精确控制刺入的深度，从而减少刺入位置的损伤，实现无痛的目的，为患者提供高效、安全的医疗手段，更符合医学研究人性化的特点。 

微针阵列的主要制备工艺比如微针尖的加工工艺、微针孔的加工工艺及微针尖和微针孔的套刻工艺等都随着MEMS工艺的成熟达到了可以大规模批量生产的水平，但是用于制备微针的材料还有待改善。不锈钢、钛及镍是制造金属微针常用的材料，采用激光切割、电镀或超精密机械加工等方法可制备出各种金属微针。金属微针适合批量化生产，且针尖尖锐，机械强度高，易于刺穿皮肤。但其金属结构不易于载药，难以保持药物或化妆品活性，且生物相容性差；硅及二氧化硅的微针加工工艺相对比较成熟。电化学刻蚀技术是最为常见的制备硅及二氧化硅微针的技术。由于硅的生物相容性优于金属材料，因此以硅为材料制作微针是最为常用的。但硅微针比金属微针的加工成本高，质地太脆容易断裂，而且断裂后易滞留于皮肤可引起严重的后果，这是制约其发展的因素。 聚合物微针具有很好的生物相容性且可生物降解，成本较低。熔融聚乙醇酸、聚乳酸或聚乳酸-聚乙醇酸共聚物浇入至120～250℃聚二甲基硅氧烷微针模具中，抽真空，剥去模具制成聚合物微针。但一般聚合物微针的机械强度较差，制备温度过高不适合保持药物或化妆品活性，且非生物材料聚合物在体内降解后对人体的危害性还有待研究。最重要的问题是，现有的微针投递技术，只能将药物投递在皮肤表层，而且药物投递量较小，部分药物分子渗入体内即被人体的免疫系统降解，无法有效地到达体内需要施治的部位。尽管能够无痛注射，但是无法在体内实施药物传送及控制药物的精确投递，使得现有微针的应用仅限制在疫苗投递，药物皮试，表皮采样的医疗检测和对皮肤病的治疗和美容上。因此在微针的应用和研究上，对材料的选择及加工工艺方面均有待提高。 

发明内容

本发明的目的之一是克服上述现有技术不足，提供了一种可溶解的丝素微针系统及制造方法，它以丝素蛋白作为主要或者全部材料经处理后形成，具有满足微针所需要的机械强度，同能起到释放人体必须营养物质，护药物活性；控制药物释放量等效果。 

本发明的目的之二是公开一种丝素纳米颗粒，它可应用在可溶解的丝素微针系统内，其包裹药物或化妆品分子作用，同时可控制和调节降解速度，实现药物传送和精确投药。 

本发明的目的之三是公开基于可溶解的丝素微针系统的微针药物或化妆品贴片，它进一步扩展了可溶解的丝素微针系统的应用，并加强药物或化妆品分子的投递功效。 

本发明的目的之四是制造可溶解的丝素蛋白固化物及其微针系统的方法，它相对于现有技术，还具有丝素蛋白固化物的溶解速度调节处理步骤。 

最后，本发明目的之五是发明一种基于可溶解的丝素微针系统、丝素微针系统内的丝素纳米颗粒、基于可溶解的丝素微针系统的微针药物或化妆品贴片的药物或化妆品投递方法。 

本发明通过如下方案实现： 

一种可溶解的丝素微针系统，包括基板和微针，其特征在于：微针针体由丝素蛋白固化物构成，丝素蛋白固化物刺入皮肤，溶解后于表皮留下的微细管道。 

其中，上述的丝素蛋白固化物包含丝素蛋白分子、化妆品分子或药物分子；丝素蛋白固化物内具有包裹有药物或化妆品分子的纳米丝素颗粒。所述的包裹有药物的纳米丝素颗粒表面附有一层可识别病变细胞的抗体或适配体。另外，所述的丝素蛋白固化物通过调节丝素蛋白分子和水溶性分子的比例调节其溶解速度，或通过控制其干燥脱水过程中环境的温度和湿度来控制其结晶度进而调节丝素蛋白固化物溶解速度。 

一种丝素纳米颗粒，其特征在于：所述的纳米颗粒包含丝素蛋白分子、化妆品分子或药物分子；丝素蛋白包裹着化妆品分子或药物分子形成颗粒状结构；丝素颗粒表面可以附上抗体或适配体分子；丝素纳米颗粒在体内的降解速度可通过调节丝素蛋白的晶体度控制。 

一种使用可溶解的丝素微针系统进行投递药物或化妆品的方法，其特征在于，微针针体丝素蛋白固化物刺入皮肤溶解，释放出包裹有药物或化妆品的纳米丝素颗粒以进行投递药物或化妆品分子；或者药物或化妆品分子从丝素蛋白固化物溶解后于表皮留下的微细管道进行渗透投递。 

一种基于可溶解的丝素微针系统的微针药物或化妆品贴片，其特征在于，可溶解的丝素微针系统基板上还包括药物层或化妆品层、以及具有粘性的胶布 层，胶布层的胶布将药物层的药物或化妆品层的化妆品分子封装在基板上。所述丝素微针系统的微针针体丝素蛋白固化物刺入皮肤溶解并于表。皮留下的微细管道，药物层的药物或化妆品层的化妆品分子从微细管道渗透进行药物或化妆品投递。 

一种制造可溶解的丝素蛋白固化物及其微针系统的方法，包括丝素蛋白的提取、微针模型制作、微针溶液混合和微针的脱水、固化步骤，其特征在于，还包括丝素蛋白固化物的溶解速度调节处理步骤，所述丝素蛋白固化物的溶解速度调节处理步骤包括：a)往丝素蛋白分子添加水溶性分子，并通过控制丝素蛋白分子和水溶性分子的比例以调节微针溶解速度，或者，b)通过控制其干燥脱水过程中环境的温度和湿度来控制其结晶度进而调节丝素蛋白固化物溶解速度。所述的丝素蛋白固化物的溶解速度调节处理步骤中，使用一个容器装载微针放在设置温度的恒温环境中；用另一个容器向其提供可控制的水蒸汽量，而另一开口处连接真空泵用于调节容器内的气压和水蒸气湿度实现干燥脱水过程中环境的温度和湿度来控制，进而控制其结晶度及丝素蛋白固化物溶解速度。 

综上所述本发明包括如下显著特点和效果： 

1).以生物兼容性天然高分子丝素蛋白作为微针组成成分。通过调节微针中丝素蛋白分子、水溶性分子的比例，控制脱水固化和结晶过程的时间，固化后的再结晶处理条件，从而达到控制蛋白微针的机械强度和溶解速度，以及微针溶解后释放的丝素药物或化妆品晶体纳米颗粒的比例，大小和降解速度，达到无痛精确投递药物或化妆品的目的。 

2).本发明中组成微针的丝素蛋白固化物成分可在体内降解，其蛋白水解液中含有多种蛋白肽和氨基酸成分，该有效成份在体内释放可参与和改善上皮细胞的代谢，营养细胞，可用于防治高血压和脑血栓、老年性中风、痴呆症 或促进胰岛素的分泌。因此本发明克服了现有微针技术中微针降解成分对人体具有有害副作用的问题，丝素降解成分不仅对人体无害，还可以起到美容保健的作用。 

3).该丝素微针系统在表皮溶解的同时向体内释放出许多包裹着药物或化妆品分子的丝素纳米颗粒。这些丝素晶体纳米颗粒在体内不易被快速降解，可保护并输送包裹在内的药物分子到达体内需要被施治的部位。丝素纳米颗粒可聚集在需要施治的部位后才被缓慢降解，释放出包裹在内的药物有效成分。因此本发明的丝素微针及其溶解后释放的丝素纳米颗粒克服了现有微针技术仅限于表皮供药，药物有效成分在体内快速被降解无法到达体内需要施治部位的问题，实现了微针无痛经皮供药，向体内精确靶向投递药物或化妆品的目的。 

附图说明

图1丝素微针系统的制备工艺示意图； 

图2丝素蛋白固化物结晶度的控制方法设备示意图； 

图3微针贴片及药物、化妆品释放示意图； 

图4微针贴片药物或化妆品释放原理示意图； 

图5丝素纳米颗粒结构及药物、化妆品释放原理示意图； 

图6丝素纳米颗粒样本的TEM照片。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述： 

可溶解的丝素微针系统的制作方法，参考图1，包括如下主要步骤： 

步骤一，从生物体的物质中提取制备丝素高分子蛋白溶液；高分子丝素蛋白溶液的提取方法因起始原料而异。生物体的物质包括蚕丝、蛛丝等。其中以蚕茧为例，将蚕茧剪碎后用去离子水漂洗干净，放入恒温水浴锅中，在20mM碳 酸钠溶液中加热煮沸脱胶30分钟，换液后重复煮沸30分钟，取出脱胶蚕茧用去离子水多次冲洗，然后在烘干炉中烘干。将烘干后的脱胶蚕茧溶于9.3M高浓度的溴化锂溶液中，得到20wt.％的丝素蛋白溶液。然后通过渗透的方法去除溶液中的溴化锂。将蛋白溶液倒入透析盒中，然后将透析盒放在去离子水中48小时以上，再换水重复直至全部去除溶液中的溴化锂。净化后的丝素蛋白溶液是一种准稳定溶液，能再次形成蛋白结晶或丝素蛋白固化物。丝素蛋白溶液干燥脱水后可形成具有一定机械强调的固体结构。其固体结构中丝素蛋白晶体结构占固体体积的比例决定了其固体结构的机械特性。丝素蛋白晶体结构的比例越高，其形成的固体机械强调也越高。在本实例中发现8wt.％或以上的丝素蛋白溶液经过固化结晶处理后可形成具有可穿透人体表皮的机械强度，用于制成丝素微针。 

步骤二，制作微针模型，以光刻胶为起始材料制备微针结构。在光刻胶中的曝光区域中因发生了光化学反应，生成一种强酸，在随后的中烘过程中，曝光区域在强酸的催化作用下，分子发生交联，形成致密的交联网络，不溶于显影液中，而未经曝光的区域，光刻胶未发生交联，被溶于显影液中，采用X射线深度光刻技术，可在光刻胶中刻出具有微针阵列结构的曝光区域，显影烘干后的到微针模型。本示例中设计的微针结构中，针尖半径为5微米，针尖长度为500微米，基底宽度为200微米。 

步骤三，制作微针模具，微针模具材料需选用具有微纳米孔状结构的物质构成，以方便微针固化过程中水分子的脱离。将聚二甲基硅氧烷(PDMS)预聚体和固化剂以重量比重为10比1的比例均匀混合，抽真空去除混合液中的气泡。将PDMS混合液浇在微针模型上。放入≥70℃(优选90℃)的烘箱中烘烤15分钟以上，直至PDMS固化，然后将微针模型剥离PDMS，得到PDMS微针模具。该PDMS 微针模具是由有微纳米孔状结构的聚合物构成，模具中的微纳米孔状结构，模具的厚度需要较薄，可选用5mm的厚度，可方便微针固化过程中水分子的脱离。固化后的微针模具经过氧等离子体进行亲水性处理后，蛋白溶液能够更轻易填充进微针模具中。模具采用的微针长度，针尖半径，基底宽度和微针阵列的密度都影响着微针经皮给药所需要的压力和其机械特性。在实验中，发现针尖的半径决定了微针刺入皮肤所需要的临界压力的大小，基底的宽度和针的长度决定了微针抗断裂的能力。本发明设计的微针阵列，刺入皮肤的所需要的力大小在0.1N与3N之间，使用者仅用手轻轻按压就能完成注射。 

步骤四，制备丝素蛋白及投递药物或化妆品的混合溶液；因为丝素蛋白质结构本身具有亲水性和疏水性两部分，所以丝素微针投递的药物或化妆品分子可不受限制，可为水溶性药物或化妆品或非水溶性药物或化妆品分子。其中丝素蛋白中的亲水性部分可包裹保护水溶性药物或化妆品分子，而丝素蛋白中的疏水性部分可包裹并保护非水溶性药物或化妆品分子。药物或化妆品分子占微针的比例取决于投递药物或化妆品量的需求，在保证丝素微针机械强调的前提下，药物或化妆品分子的比例可达到蛋白微针的50％左右。其中药物或化妆品投递量还取决与微针整列的密度和数量及注射的次数。在所制备的8wt.％以上的丝素溶液中参入10wt.％以上的水溶性分子可用于制做可溶解的固体微针，以防止微针在体内停留时间过长造成使用者的不便。水溶性分子的比例越高，所制成的微针溶解性越好。因此可通过调节蛋白溶液中的水溶性分子比例，来调节微针的溶解速度。同时水溶性分子的比例和与丝素蛋白搅拌的均匀程度决定了固化微针中形成的丝素纳米颗粒的大小，水溶性分子比例越高搅拌得越均匀所制的的微针中丝素颗粒的直径越小而且大小越均匀。水溶性分子的种类不受限制，可为水溶性药物或化妆品或水溶性化妆品分子。根据具体需求掺入不同比例的 水溶性药物或化妆品或水溶性化妆品分子来调节微针在表皮溶解的速度和固化后微针丝素颗粒的大小。 

步骤五，微针溶液的脱水固化及结晶处理方法。微针溶液浇入聚二甲基硅氧烷微针模具中，抽真空后，干燥脱水固化，形成固体蛋白微针。通过控制干燥脱水过程中环境的温度和湿度来控制固化微针中丝素颗粒的晶体度。微针玻璃化温度取决与环境中的湿度。当微针温度高于其玻璃化温度时，微针内部的结晶开始升高。参考图2，将填充在微针模具中的微针溶液放置在密封的容器中。并将密封容器放置在可调节温度的恒温水浴或油浴锅中。容器有两个可供外界连接的端口。一端口通过连接管与另一装有适量去离子水的容器相连，该容器中的离子水通过蒸发，向装有微针的容器中提供水蒸气。另一端口与一真空泵相连，真空泵能将容器中的气体抽出，并且控制瓶中存留气体的气压。在两个端口的连接处均有阀门分别用于控制水蒸气进入容器的容量和容器中被抽出气体的容量。本实施例中为了使整个制作过程都在保证药物或化妆品活性的温度范围，将容器温度设置为恒温25℃。当需要提高微针结晶度时，通过真空泵将容器中原有的空气抽出，然后通过另一装有离子水的容器向微针容器中输入水蒸气，使微针容器中水蒸气比例在20-25wt.％之间，相对湿度大于75％。当需要停止微针再结晶过程时，将容器中的水蒸气抽出，微针中的水分也随即蒸发去除，玻璃化温度升高至高于容器温度25℃，结晶过程停止，形成坚硬的微针固体。可将固化后的微针结构剥离PDMS模具，得到由丝素蛋白固化物构成的微针。 

步骤六，微针固化后再结晶处理工艺。干燥固化后的丝素蛋白结构结晶度可以再次通过固化后的再结晶处理来提高丝素颗粒的结晶度。本发明中提供了三种可供选择的再结晶处理方法。1)水蒸气再结晶处理，是将干燥固化后的 微针重新放了水蒸气在25wt.％，相对湿度大于75％的环境中，在高于或等于25℃的环境中再次开始蛋白质的结晶过程。微针的再结晶度取决于再结晶过程持续的时间。2)甲醇或乙醇溶液浸泡再结晶处理，是指将蛋白微针浸泡在30％以上的甲醇或乙醇溶液可提高蛋白质的晶体度，再结晶的晶体度取决于浸泡的时间，从浸泡30分钟到5小时晶体度逐渐升高。3)施加压力形变再结晶处理是指通过压力造成蛋白结构发生20％以上的形变，形变的过程中可再次提高微针蛋白的结晶度。再结晶处理后的丝素颗粒中结晶度可达到50％以上。丝素晶体结构极性基约占29.5％，非极性基占70.5％。这是丝素蛋白晶体结构具有一定机械强度且不易溶与水的原因。 

制作好的丝素微针系统的保存。丝素微针要保存在干燥的环境中。可将微针密封在干燥的环境中进行干燥保存。微针的丝素蛋白质结构与包裹在内的药物或化妆品为固体状比起液体的药物或化妆品更容易运输保存。 

综上所述，通过该方法制作的可溶解的丝素微针系统，它具有如下特征，微针针体由丝素蛋白固化物构成，丝素蛋白固化物刺入皮肤，溶解后于表皮留下的微细管道。丝素蛋白固化物可以包含丝素蛋白分子、化妆品分子或药物分子，也可以是纯粹的丝素蛋白形成。丝素蛋白固化物内具有包裹有药物或化妆品分子的纳米丝素颗粒。并且丝素蛋白固化物通过调节丝素蛋白分子和水溶性分子，或通过控制其干燥脱水过程中环境的温度和湿度来控制其结晶度，最后实现丝素蛋白固化物溶解速度调节。而制作方法特征概括起来包括丝素蛋白固化物的溶解速度调节处理步骤包括：a)往丝素蛋白分子添加水溶性分子，并通过控制丝素蛋白分子和水溶性分子的比例以调节微针溶解速度，或者，b)通过控制其干燥脱水过程中环境的温度和湿度来控制其结晶度进而调节丝素蛋白固化物溶解速度等特征。 

一种丝素纳米颗粒的制备方法：参考附图5和附图6；在蛋白溶液中掺入亲水性水溶性分子。亲水性的水溶性分子和水分子彼此之间由氢键相连，将溶液中的丝素蛋白链的疏水性部分挤压成颗粒状。形成由水溶性分子包裹着的非水溶性丝素颗粒状结构。在溶液中混入药物或化妆品分子，药物或化妆品分子可被包裹在丝素颗粒结构内。含颗粒状结构的丝素溶液经过脱水固化和结晶处理形成由纳米丝素纳米颗粒组成的固体结构。固体结构在水中溶解后，不易溶解的丝素纳米载药颗粒分散在溶液中，溶液经过过滤提取后得到丝素纳米颗粒。所得的丝素纳米颗粒可被装载入丝素微针内部。制备成的丝素纳米颗粒可被再次混入丝素溶液中固化，形成由丝素颗粒组成丝素微针系统。丝素纳米颗粒在体内可被缓慢降解释放出包裹在内的药物或化妆品分子。丝素纳米颗粒在体内的降解速度取决于颗粒内部的晶体度，晶体度越高降解速度越慢。调节结晶度的方法参考制作过程的步骤五，结晶过程可在20-25℃，环境中的相对湿度在75％以上的环境中进行。 

综上所述，制作出来的丝素纳米颗粒，具有如下特征，1)纳米颗粒包含丝素蛋白分子、化妆品分子或药物分子；2)丝素蛋白包裹着化妆品分子或药物分子形成颗粒状结构；3)可以在丝素颗粒表面附上抗体或适配体分子；4)可通过调节丝素蛋白的晶体度控制实现丝素纳米颗粒在体内的降解速度控制或调节。 

一种由丝素纳米颗粒组成的丝素微针系统。参考附图1和附图5，丝素微针的内部具有许多包裹着药物或化妆品分子的丝素纳米颗粒，这些纳米颗粒被周边的水溶性分子层包裹着。形成的丝素纳米颗粒在体内不易溶解，其降解速度与颗粒的晶体度相关。颗粒周边的水溶性分子层在体内却有很好的溶解性和降解性。当微针刺入表皮后，可被溶解的水溶性分子层迅速在表皮溶解，微针被 分解成许多被水溶性分子包裹着的丝素颗粒分散在体液中。微针在皮肤内溶解，避免了微针结构在表皮存留太久造成使用者的不适。微针溶解的同时向体内释放出许多包裹着药物或化妆品分子的载药颗粒(参考附图4和附图5)。该载药颗粒由水溶性分子包裹着分散在体内的循环系统中。通过上述的晶体度调节方式，可以调节颗粒在体内存留的时间，晶体度越高越不易被降解，在体内存留的时间越长。该丝素纳米颗粒保护包裹在其内的药物或化妆品分子有效成分在体内不被降解。当丝素晶体颗粒到达体内需要被施治的部位后，颗粒被逐渐降解，释放出包裹在内的药物或化妆品有效成分。 

上述丝素纳米颗粒可用于靶向投药。方法有如下两种，第一种方法利用患者的病变部位如肿瘤部位和正常细胞部位对丝素颗粒的通透率不同，使得包裹着药物的丝素纳米颗粒能渗入并聚集在病变部位，降解释放药物。如肿瘤部位的血管壁等组织具有较大的孔隙，可允许穿过20-200纳米的丝素纳米颗粒，而正常部位的血管壁等组织的孔隙较小，不能通过20-200纳米的丝素纳米颗粒。所以丝素纳米颗粒能渗入体内的肿瘤部位大量聚集而不会在正常细胞部位聚集，从而保护并输送药物到肿瘤部分，然后在癌细胞部位通过缓慢降解和渗透的方法释放药物将癌细胞杀死，起到靶向投药的目的。第二种方法是在颗粒表面附上一层可识别病变细胞的抗体或适配体。在制作微针溶液的过程中，混入能识别病变细胞的抗体或适配体溶液，抗体或适配体通常是一种蛋白链状结构，在微针固化的过程中会附在同样是由蛋白链状结构构成的丝素颗粒表面上，使得丝素颗粒具有选择性识别病变目标的能力。带有抗体或适配体的丝素颗粒，会识别病聚集到病变细胞区域，然后通过缓慢降解和渗透释放药物，实现靶向投药的功能。因此本发明中的丝素微针通过释放出的纳米颗粒可用于达到向人体靶向精确投递药物或化妆品的目的。 

综上所述使用可溶解的丝素微针系统进行投递药物或化妆品的方法，具有如下特征在，微针针体丝素蛋白固化物刺入皮肤溶解，释放出包裹有药物或化妆品的纳米丝素颗粒以进行投递药物或化妆品分子；或者药物或化妆品分子从丝素蛋白固化物溶解后于表皮留下的微细管道进行渗透投递。 

丝素微针应用时经皮给药。将蛋白微针阵列贴在皮肤表面轻轻按压，微针针头刺入皮肤，在体内溶解并释放药物或化妆品。丝素蛋白的降解成分中含有多种氨基酸和蛋白肽成分，对人体有特殊的营养功效。丝素微针蛋白降解成分可参与和改善上皮细胞的代谢，营养细胞，使皮肤湿润，柔软，富有弹性和光泽。同时微针蛋白的降解成分还具有一定的医疗作用：如(1)降低血液中胆固醇，可防治高血压和脑血栓。微针蛋白降解成分中的甘氨酸，具有降低血液中胆固醇浓度的作用，可防治高血压和脑血栓(2)预防“老年性中风”和痴呆症。微针蛋白降解成分中的酪氨酸，可在酪氨酸脱氧酶作用下生成多巴，在多巴经脱羧酶的作用而产生多巴胺。能防治“老年性中风”，而且多巴胺能控制各种神经系统失去平衡而出现手足颤抖脸部神经扭曲等帕金森氏症；(3)促进胰岛素的分泌。微针蛋白降解成分中的丝肽易于和糖分结合，具有促进胰岛素分泌的作用，而且可起到减肥，抗病毒并能降低胆固醇和增强机体免疫力的作用；(4)解酒保肝。微针蛋白降解成分中的丙氨酸，是激活酒精代谢分解成乙醚和NADH的动力源，具有解酒保肝的作用。丝素微针溶解后释放出丝素纳米载药颗粒(参考图6)，装载药物或化妆品不受限制，可为化疗药(如缓释化疗药、脂质体化疗药)、化学消融药(如无水乙醇、冰醋酸、盐酸、硫酸等蛋白凝固剂)、基因及分子靶向药、中药。丝素纳米载药颗粒使药物瞄准肿瘤部位，在局部保存相对高的浓度，延长药物的时间，提高对肿瘤的杀伤力，而对正常组织细胞作用较小。 

参考图3和图4，为一种基于可溶解的丝素微针系统的微针药物或化妆品贴片，它具有如下特征，可溶解的丝素微针系统基板上还包括药物层或化妆品层、以及具有粘性的胶布层，胶布层的胶布将药物层的药物或化妆品层的化妆品分子封装在基板上。所述丝素微针系统的微针针体丝素蛋白固化物刺入皮肤溶解并于表皮留下的微细管道，药物层的药物或化妆品层的化妆品分子从微细管道渗透进行药物或化妆品投递。 

Claims (9)

1.一种可溶解的丝素微针系统，包括基板和微针，其特征在于：微针针体由丝素蛋白固化物构成，所述的丝素蛋白固化物包含丝素蛋白、化妆品成分或药物成分；所述丝素蛋白固化物内具有粒度为20～200纳米的纳米丝素颗粒，所述的纳米丝素颗粒内包裹有药物或化妆品分子；所述丝素蛋白固化物刺入皮肤并溶解后于表皮留下微细管道，并释放出纳米丝素颗粒。

2.如权利要求1所述的可溶解的丝素微针系统，其特征在于，所述的纳米丝素颗粒的表面附有一层可识别病变细胞的抗体或适配体。

3.如权利要求1或2所述的可溶解的丝素微针系统，其特征在于，所述的丝素蛋白固化物由8wt.％～20wt.％的丝素蛋白混合溶液经过一次以上的固化结晶而形成；所述的丝素蛋白混合溶液包含丝素蛋白、纳米丝素颗粒、药物或化妆品分子。

4.如权利要求1或2所述的可溶解的丝素微针系统，其特征在于，所述的纳米丝素颗粒的结晶度为50％或以上。

5.如权利要求4所述的可溶解的丝素微针系统，其特征在于，所述的丝素蛋白固化物或纳米丝素颗粒在温度为20～25℃，环境中的相对湿度在75％以上的环境中结晶形成。

6.一种基于可溶解的丝素微针系统的药物或化妆品微针贴片，其特征在于，采用如权利要求1或2所述的丝素微针系统，并且可溶解的丝素微针系统基板上还包括药物层或化妆品层、以及具有粘性的胶布层，胶布层的胶布将药物层的药物或化妆品层的化妆品分子封装在基板上。

7.如权利要求6所述的药物或化妆品微针贴片，其特征在于，所述丝素微针系统基板上还具有包裹有药物或化妆品分子的纳米丝素颗粒。

8.一种制造可溶解的丝素蛋白固化物及其微针系统的方法，包括丝素蛋白的提取、微针模型制作、蛋白溶液混合和微针的脱水、固化步骤，其特征在于，还包括纳米丝素颗粒的制备步骤和丝素蛋白固化物的溶解速度调节处理步骤；所述纳米丝素颗粒的制备步骤中，蛋白溶液掺入药物或化妆品分子脱水固化和结晶处理形成由纳米丝素颗粒组成的固体结构，固体结构在水中溶解后，不易溶解的丝素纳米载药颗粒分散在蛋白溶液中，蛋白溶液经过过滤提取后得到纳米丝素颗粒；纳米丝素颗粒被再次混入蛋白溶液中固化，形成由丝素颗粒组成丝素微针系统；所述丝素蛋白固化物的溶解速度调节处理步骤包括：a)往丝素蛋白分子添加水溶性分子，并通过控制丝素蛋白分子和水溶性分子的比例以调节微针溶解速度，或者，b)通过控制其干燥脱水过程中环境的温度和湿度，使温度为20～25℃，环境中的相对湿度在75％以上的环境中结晶以实现控制其结晶度进而调节丝素蛋白固化物溶解速度。

9.如权利要求8所述的制造可溶解的丝素蛋白固化物及其微针系统的方法，其特征在于，所述的丝素蛋白固化物的溶解速度调节处理步骤中，使用一个容器装载微针放在设置温度的恒温环境中；用另一个容器向其提供可控制的水蒸汽量，而另一开口处连接真空泵用于调节容器内的气压和水蒸气湿度实现干燥脱水过程中环境的温度和湿度控制，进而控制其结晶度及丝素蛋白固化物溶解速度。

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