CN103301092A - 聚合物微针阵列芯片及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚合物微针阵列芯片，其包括微针阵列和微针阵列立于其上的衬底；所述微针阵列的基体材料为聚丙烯酰胺类聚合物。本发明还公开了上述聚合物微针阵列芯片的制备方法，同时还公开了利用聚合物微针阵列芯片制备而成的微针经皮给药贴剂及其制备方法。本发明所述的聚合物微针阵列芯片中的微针的机械强度高，针尖锋利，可以容易地刺穿皮肤的角质层；制备过程中避免了高温加工处理步骤，有利于多肽、蛋白质等生物大分子药物保持活性；本发明所述的聚丙烯酰胺聚合物遇含水环境易溶解或溶胀，有利于药物在皮肤内缓释；本发明所述的基于聚合物微针阵列芯片的经皮给药贴剂的制备工艺简单，可以利用目前已经成熟的加工工艺进行批量生产。

Description

聚合物微针阵列芯片及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种聚合物微针阵列芯片及制备方法和应用，属于生物医用材料及微加工领域。
背景技术
经皮给药，是指药物以一定的速率透过皮肤，经毛细血管吸收进入全身血液循环系统而产生药效的给药方法。由于人体皮肤最外层厚约30-50微米的角质层的屏障作用，所以传统的透皮给药方式仅适合分子量小于500道尔顿、高溶脂性的药物。为了提高多肽、蛋白质和疫苗等大分子药物的经皮渗透性，20世纪70年代科研人员提出了“微针贴片”给药的概念，即利用微加工技术制成的微针或者微针阵列刺破皮肤的角质层产生微米量级的物理通道，使大分子药物能够透入皮肤的深层组织。微针经皮给药可以避免肝脏的“首过效应”和肠胃的“灭活效应”，对皮肤产生的创伤非常小，几乎不产生疼痛感，因此具有广泛的应用前景。
由于科技条件的限制，微针经皮给药贴剂的实验研究1998年才由美国Prausnitz教授课题组首先报道，(Journal of Pharmaceutical Sciences，1998，87，922-925)，实验结果表明微针经皮给药可将模型药物钙黄绿素的经皮渗透速率比传统经皮给药方法提高四个数量级。微针经皮给药方式从此吸引了越来越多的科研人员开展了相关研究，各种类型的微针经皮给药贴剂相继被研发出来。
微针经皮给药贴剂的核心元件是微针阵列芯片，一般由规则排列的微针阵列和支撑微针阵列的衬底组成，具有生物相容性好，安全性高的特点。早期制备微针阵列芯片主要采用单晶硅或二氧化硅等半导体材料，利用光刻结合电化学腐蚀的方法加工而成(US 5879326，US6503231)。半导体微针的生物相容性好，硬度高，容易刺穿皮肤，但比较脆，若折断后滞留在体内时无法降解。单晶硅微针阵列芯片本身无法存储药物，制备相应的微针经皮给药贴剂时需要设计和制备复杂的储药和缓释系统(CN 102039000A，CN102018655A)，因此加工工艺复杂，成本较高，限制了其在临床上的应用。金属微针阵列芯片比半导体微针阵列芯片稍晚出现，一般采用钛、镍合金等不锈钢材料，利用激光和电火花等精密微加工技术或光刻结合电化学腐蚀技术等方法制备而成(CN100402107C，CN 1415385A，CN 1562402A，CN 101254326A，CN101507857A，CN 101829396A，CN 101912663A)。金属微针的生物安全性好，针尖易于刺穿皮肤而不断裂。但金属微针阵列芯片本身也无法存储药物，制备相应的微针贴剂同样需要附设储药和缓释系统，因此目前也无法在临床上获得广泛应用。聚合物微针于2004年左右出现，但因为生物相容性好，在体内可以被降解，安全性高，所以发展非常迅速。目前聚合物微针主要采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸、聚乙醇酸，聚羟基乙酸，乙烯基吡咯烷酮和聚对二氧环己酮及其共聚物等材料，利用模板法制备而成(US 6312612，US 6451240，US 20020082543，WO 2009048607，CN 100513145，CN 102000020A，CN 1415385A，CN101072668A，CN 101254326A，CN 102026910A)。聚合物微针的针体本身可以包覆药物，无需设计复杂的储药系统，制备工艺相对简单，可以较经济地批量生产。目前聚合物微针的不足之处一方面在于其机械强度普遍不足以刺破皮肤，另外一方面制备微针的聚合物材料大多数无法在水中溶解，需要在熔融状态下进行浇注、压模等高温处理，容易使对高温敏感的药物，如蛋白质和多肽类药物，失去活性。
聚丙烯酰胺类聚合物作为医用材料已有比较长的历史，具有安全性高的特点，目前主要是作为人体填充或者修复材料用于美容或治疗人体功能损伤(GB4746551，GB 2164343A，DE 1594389，CN 94195147，CN 1450118A)。具有合适分子量或者一组合适分子量配比的聚丙烯酰胺类聚合物的水溶液在质量分数较高(≥50％)时仍然具有流动性而不形成凝胶，因此可利用模板法来制备聚合物微针阵列芯片。
基于以上科学和技术问题，本发明人创造性的采用符合医用标准的聚丙烯酰胺类聚合物，利用模板法制得了针体可包覆生物活性物质或药物的聚合物微针阵列芯片，并在此基础上制备了操作简单、使用方便、安全可靠的聚合物微针给药贴剂。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种聚合物微针阵列芯片。该聚合物微针阵列芯片机械强度高，针尖锋利，可以容易地刺穿皮肤的角质层；无需高温加工处理步骤，有利于多肽、蛋白质等生物大分子药物保持活性；遇含水环境易溶解或溶胀，有利于药物在皮肤内缓释。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种聚合物微针阵列芯片的制备方法。
本发明要解决的第三个技术问题是提供一种聚合物微针阵列芯片在经皮给药贴剂中的应用。
为解决上述第一个技术问题，本发明所提供的技术方案是：
一种聚合物微针阵列芯片，其包括微针阵列和微针立于并排列于其上的衬底；所述聚合物微针阵列芯片的微针阵列采用的基体材料为聚丙烯酰胺类聚合物。
进一步地，所述聚丙烯酰胺类聚合物由丙烯酰胺单体聚合而成。反应方程式如下：
Figure BDA0000140961690000031
进一步地，所述聚丙烯酰胺类聚合物分子量为1.0×104～2.0×105。所述聚丙烯酰胺类聚合物具有良好的水溶性，可与水混合得到聚合物质量百分数为1～80％的水溶液。
进一步地，所述聚丙烯酰胺类聚合物维氏硬度为150～600(HV)。该聚合物在前述硬度条件下，微针阵列芯片的机械强度高，针尖锋利，可以容易地刺穿皮肤的角质层。
进一步地，所述聚丙烯酰胺类聚合物冲击强度为5～30J/M。该聚合物在前述冲击强度下，不易发生折断。
进一步地，利用所述聚丙烯酰胺类聚合物材料制备出厚度为2毫米，边长为1厘米的正方形薄板，将该正方形薄板浸泡在静止浸泡在生理盐水中时，经6小时至少溶解50％。
进一步地，所述聚丙烯酰胺类聚合物中混合有生物活性物质或药物，所述生物活性物质或药物在混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％。所述生物活性物质或药物在混合物中的质量百分数可以根据所需要的剂量以及所制备的微针阵列芯片的空间特征进行调整。
进一步地，所述生物活性物质或药物选自下列物质中的一种或多种：疫苗、多肽、蛋白质、多糖、核酸、激素、抗癌药物、基因工程药物、天然产物药物、中药成分或者营养成分。
进一步地，所述聚丙烯酰胺类聚合物中残余丙烯酰胺单体含量≤0.5ppm，符合世界卫生组织规定的医用标准。
进一步地，所述聚合物微针阵列芯片的微针阵列包括至少2个以上的微针；所述微针包括针杆和针头两部分；所述针杆为微针的主体部分，其一端固定在微针阵列芯片的衬底上；所述针头为微针的顶部，一端与针杆相连接，针头的形状为任意尖端状结构。
优选地，所述微针的最大截面圆或外接圆的直径为50-1000微米；所述微针的长度为100～5000微米。
进一步地，所述衬底的厚度为50～5000微米。
进一步地，所述衬底包括衬底薄层和衬底主体层，所述衬底薄层是指与微针阵列部分相连的厚度小于50微米的薄膜结构，衬底主体层与衬底薄层相连构成整个衬底；
优选地，所述衬底采用的材料为聚丙烯酰胺类聚合物。
优选地，所述衬底采用的材料为聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物，所述生物活性物质或药物在混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％。
优选地，所述微针阵列和衬底薄层采用的材料是聚丙烯酰胺类聚合物，所述衬底主体层采用的材料是聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯、橡胶、乳胶、玻璃、金属热塑性复合材料中的一种或两种以上材料的分层组合。
优选地，所述微针阵列和衬底薄层采用的材料是聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物；所述生物活性物质或药物在混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％；所述衬底主体层采用的材料是聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯、橡胶、乳胶、玻璃、金属热塑性复合材料中的一种或两种以上材料的分层组合。
进一步地，本发明提供了制备所述聚丙烯酰胺类聚合物的合成方法，合成反应体系主要包括以醇类为主的有机溶剂、水、丙烯酰胺单体和引发剂四部分；反应过程中不间断地对反应体系通高纯氮气进行保护、保持搅拌、在温度升高至目标温度后进行保温；反应结束后，先对反应产物进行去除丙烯酰胺单体的处理，然后进行烘干以得到聚丙烯酰胺类聚合物。所述合成方法条件温和，简单易行，产率较高，所制得的聚合物符合世界卫生组织规定的医用标准。
具体地，合成聚丙烯酰胺类聚合物主要包括如下步骤：
S-1，在配有搅拌装置的反应器内，按照设定值加入有机溶剂、水、丙烯酰胺单体。
所述的有机溶剂以醇类为主，酮类为辅。醇类选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇等组分中的至少一种或者两种以上混合物。优选地，醇类溶剂在反应体系中的体积百分数≥60％；所述酮类选自丙酮、丁酮、甲基异丁基酮和环己酮中等组分中的一种或者两种以上的混合物。优选地，酮类溶剂在反应体系中的体积百分数≤25％；本发明可以通过改变所述有机溶剂在反应体系中所占的体积百分比对聚合物的分子量进行控制；
所述水在反应体系中的体积百分数占应≤25％；可以通过调整水在反应体系中的体积百分比对所得到的聚合物的分子量进行调整；
所述的丙烯酰胺单体在反应体系中的初始浓度为0.1-3mol/L。本发明可以通过改变丙烯酰胺单体在反应体系中的初始浓度对所得到的聚合物的分子量进行调整；
S-2，向包含上述溶剂、水和丙烯酰胺单体组成的反应体系的反应器内通高纯氮气以除氧，搅拌，同时将反应体系加热升温至目标温度。所述的目标温度为30-85℃；优选地，所述目标温度为40-70℃；本发明可以通过改变合成时的目标温度对所得到的聚合物的分子量进行调整；
S-3，反应体系温度达到目标温度后，将引发剂加入上述反应体系中，保持搅拌和氮气通入；
所述的引发剂可以为偶氮类引发剂，如偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈，偶氮二异丁脒盐酸盐，偶氮二丁酸二异丁酯，偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种或者两种以上的混合物；
所述的引发剂也可以为无机或有机过氧化物，如过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的至少一种或者两种以上的混合物，同时可加入还原剂，如亚硫酸氢钠或偏亚硫酸钠，使聚合反应速度更快，反应更彻底；
所述的引发剂的的用量一般为上述丙烯酰胺单体重量的0.01～1％；本合成方法可以通过改变引发剂的用量对所得到的聚合物的分子量进行控制；
S-4，加入引发剂后，在目标温度下继续恒温一定时间，并保持搅拌和氮气通入；
本发明所述的反应体系保持恒温的时间为8～30小时；优选地，所述保持恒温的时间为12～20小时；
S-5，反应结束后，首先将反应器内的固液混合物进行真空过滤，然后将得到的固体产物放在真空烘箱内进行干燥，温度为30～70℃之间；
S-6，将干燥后的反应产物用适量水溶解，待完全溶解后，加入只能溶解丙烯酰胺单体而不能溶解聚合产物的有机溶剂进行重沉淀，以去除未反应的丙烯酰胺单体，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮和环己酮中的至少一种或者两种以上的混合物；
重复以上S-5-S-6两个步骤2～4次；
S-7，将除掉丙烯酰胺单体后的反应产物在真空烘箱中进行干燥，温度为30-70℃，时间为20-50小时，得到聚丙烯酰胺类聚合物；干燥后的聚丙烯酰胺类聚合物在干燥密闭容器内进行保存。
可以将得到的聚丙烯酰胺类聚合物与水混合得到水溶液，然后浇注于模具中，通过烘干处理制得块体材料。
按照GB/T4340.2标准测聚丙烯酰胺类聚合物的维氏硬度约为150-600HV；按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为5-30J/m。
利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)测量聚丙烯酰胺类聚合物中的残余丙烯酰胺单体含量，丙烯酰胺单体含量占聚丙烯酰胺总量的测量值均≤0.5ppm；
按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWNHELEOS-II)测量步骤S-7所制备的聚合物分子量；不同合成条件下的聚合物的分子量的测量值在1.0×104～2.0×105之间分布；
为解决上述第二个技术问题，本发明提供的一种聚合物微针阵列芯片的制备方法，包括如下步骤：
1)利用金属材料制得与目标聚合物微针阵列芯片具有相同空间特征的微针阵列芯片原型；
2)利用步骤1)制得的金属微针阵列芯片原型和聚合物材料制备阴模；
3)将金属微针阵列芯片原型从阴模中脱出；
4)将聚丙烯酰胺类聚合物和水混合得到水溶液；
5)将步骤4)制得的水溶液浇注到阴模中；
6)进行烘干处理，使浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，制得聚合物微针阵列芯片。
进一步地，步骤1)中所述金属材料选自下列物质中的一种或多种：钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金、镍合金、铝合金、铜合金。
进一步地，步骤2)中所述聚合物材料选自下列物质中的一种或多种：聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷。
进一步地，步骤4)中，所述聚丙烯酰胺类聚合物在10～90℃的温度下与水混合形成水溶液；所述聚丙烯酰胺聚合物在水溶液中的质量百分数为1～80％；优选地，质量百分数为10～50％；优选地，对上述水溶液进行超声处理，以去除其中的气泡。
进一步地，步骤5)中，在将步骤4)制备的水溶液浇注于阴模中之前，使用水对阴模进行清洗，然后将阴模放置在水平操作平台上；优选地，将模具和水平操作平台放置在封闭的体系中；优选地，水平操作平台与模具之间使用粘性液体密封。
进一步地，步骤6)中，烘干温度为20～90℃。
进一步地，步骤5)和步骤6)包括如下具体步骤：
F1、如果一次浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物满足制备聚合物微针阵列芯片需要时，可将注入阴模中的水溶液直接烘干至其中的聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，得到聚合物微针阵列芯片；
G1、如果一次浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯胺按类聚合物无法满足制备聚合物微针阵列芯片需要时，可以通过烘干处理去除浇注于阴模中的水溶液中的部分水分，然后进行二次或多次浇注，直到阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物能够满足制备微针阵列芯片的需要为止，最后通过烘干处理使聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，得到聚合物微针阵列芯片。
本发明提供的一种聚合物微针阵列芯片的制备方法，包括如下步骤：
1)利用金属材料制得与目标聚合物微针阵列芯片具有相同空间特征的微针阵列芯片原型；
2)利用步骤1)制得的金属微针阵列芯片原型和聚合物材料制备阴模；
3)将金属微针阵列芯片原型从阴模中脱出；
4)将聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物混合，得到混合物；
5)将步骤4)制得的混合物与水混合得到混合液；
6)将步骤5)制得的混合液浇注到阴模中；
7)进行烘干处理；制得聚合物微针阵列芯片。
进一步地，步骤1)中所述金属材料选自下列物质中的一种或多种：钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金、镍合金、铝合金、铜合金。
进一步地，步骤2)中所述聚合物材料选自下列物质中的一种或多种：聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷。
进一步地，步骤4)中，在所述聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物形成的混合物中；所述生物活性物质或药物的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％。
进一步地，步骤5)中，所述步骤4)制得的混合物在10～90℃的温度下与水混合形成混合液；所述混合物在混合液中的质量百分数为1～80％；优选地，质量百分数为10～50％；优选地，对上述混合液进行超声处理，以去除其中的气泡。
进一步地，步骤6)中，在将步骤5)制备的混合液浇注于阴模中之前，使用水对阴模进行清洗，然后将阴模放置在水平操作平台上；优选地，将模具和水平操作平台放置在封闭的体系中；优选地，水平操作平台与模具之间使用粘性液体密封。
进一步地，步骤7)中，烘干温度为20～90℃。
进一步地，步骤6)和步骤7)包括如下具体步骤：
H2、如果一次浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备聚合物微针阵列芯片需要时，可将注入阴模中的混合液直接烘干至其中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到聚合物微针阵列芯片；
I2、如果一次浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物无法满足制备聚合物微针阵列芯片需要时，可以通过烘干处理去除浇注于阴模中的混合液中的部分水分，然后进行二次或多次浇注，直到阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的需要时为止，最后通过烘干处理使聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到聚合物微针阵列芯片。
本发明提供的一种聚合物微针阵列芯片的制备方法，包括如下步骤：
1)利用金属材料制得与目标聚合物微针阵列芯片具有相同空间特征的微针阵列芯片原型；
2)利用步骤1)制得的金属微针阵列芯片原型和聚合物材料制备阴模；
3)将金属微针阵列芯片原型从阴模中脱出；
4)将聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物混合，得到混合物；
5)将步骤4)制得的混合物与水混合得到混合液；
6)将步骤5)制得的混合液浇注到阴模中；
7)进行烘干处理；浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型；制得的聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和与其连接的衬底薄层；
8)将聚丙烯酰胺类聚合物和水混合得到水溶液；
9)将步骤8)中制备的水溶液继续浇注到步骤8)所述的阴模中；
10)将步骤9)浇注到阴模中的水溶液进行烘干处理；使浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，以制得完整的聚合物微针阵列芯片。
进一步地，步骤1)中所述金属材料选自下列物质中的一种或多种：钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金、镍合金、铝合金、铜合金。
进一步地，步骤2)中所述聚合物材料选自下列物质中的一种或多种：聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷。
进一步地，步骤4)中，在所述聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物形成的混合物中；所述生物活性物质或药物的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％。
进一步地，步骤5)中，所述步骤4)制得的混合物在10～90℃的温度下与水混合形成混合液；所述混合物在混合液中的质量百分数为1～80％；优选地，质量百分数为10～50％；优选地，对上述混合液进行超声处理，以去除其中的气泡。
进一步地，步骤6)中，在将步骤5)制备的混合液浇注于阴模中之前，使用水对阴模进行清洗，然后将阴模放置在水平操作平台上；优选地，将模具和水平操作平台放置在封闭的体系中；优选地，水平操作平台与模具之间使用粘性液体密封。
进一步地，步骤7)中，烘干温度为20～90℃。
进一步地，步骤6)和步骤7)包括如下具体步骤：
H3、如果一次浇注到阴模中的水溶液或混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层的需要时，将注入阴模中的水溶液或混合液直接烘干至其中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分；
I3、如果一次浇注到阴模中的水溶液或混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物无法满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时，通过烘干处理去除浇注于阴模中的水溶液或混合液中的部分水分，然后进行二次或多次浇注，直到阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时为止，最后通过烘干处理使聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到符合设计要求的聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分部分。
进一步地，步骤8)中，所述聚丙烯酰胺类聚合物在10～90℃的温度下与水混合形成水溶液；所述聚丙烯酰胺聚合物在水溶液中的质量百分数为20～80％；优选地，质量百分数为40～60％；优选地，对上述水溶液进行超声处理，以去除其中的气泡。
进一步地，步骤9)中：在水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物的浓度高于步骤5)中制得的混合液中聚丙烯酰胺类聚合物的浓度；以减少通过所述的步骤1)-7)所制备的微针阵列部分所包含的生物活性物质或药物扩散到衬底部分中来。
进一步地，步骤10)中，烘干温度为20～90℃。
本发明提供的一种聚合物微针阵列芯片的制备方法，包括如下步骤：
1)利用金属材料制得与目标聚合物微针阵列芯片具有相同空间特征的微针阵列芯片原型；
2)利用步骤1)制得的金属微针阵列芯片原型和聚合物材料制备阴模；
3)将金属微针阵列芯片原型从阴模中脱出；
4)将聚丙烯酰胺类聚合物与水混合得到水溶液；
5)将步骤4)制得的水溶液浇注到阴模中；
6)进行烘干处理；浇注于阴模中的水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，制得聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分；
7)将步骤6)制备的微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层与其他单层或多层薄膜材料连接在一起，得到聚合物微针阵列芯片。
进一步地，步骤1)中所述金属材料选自下列物质中的一种或多种：钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金、镍合金、铝合金、铜合金。
进一步地，步骤2)中所述聚合物材料选自下列物质中的一种或多种：聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷。
进一步地，步骤4)中，在10～90℃的温度下形成混合液；所述聚丙烯酰胺类聚合物在水溶液中的质量百分数为1～80％；优选地，质量百分数为10～50％；优选地，对上述水溶液进行超声处理，以去除其中的气泡。
进一步地，步骤5)中，在将步骤4)制备的水溶液浇注于阴模中之前，使用水对阴模进行清洗，然后将阴模放置在水平操作平台上；优选地，将模具和水平操作平台放置在封闭的体系中；优选地，水平操作平台与模具之间使用粘性液体密封。
进一步地，步骤6)中，烘干温度为20～90℃。
进一步地，步骤6)包括如下具体步骤：
F4、如果一次浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时，将注入阴模中的水溶液直接烘干至其中的聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，得到符合设计要求的聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分；
G4、如果一次浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物无法满足制备微针阵列芯片的阵列部分和衬底薄层部分的需要时，先通过烘干处理去除浇注于阴模中的水溶液中的部分水分，然后进行二次或多次浇注，直到阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时为止，最后通过烘干处理使聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，得到符合设计要求的聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分。
进一步地，步骤7)中，所述的其他单层或多层薄膜选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷、橡胶、聚乳酸、乳胶、玻璃、金属热塑性复合材料中的一种制备而成或者多种材料分层组合制备而成；优选地，所述的其他单层或者多层薄膜通过粘结、融合、键合与衬底薄层紧密结合在一起。
本发明提供的一种聚合物微针阵列芯片的制备方法，包括如下步骤：
1)利用金属材料制得与目标聚合物微针阵列芯片具有相同空间特征的微针阵列芯片原型；
2)利用步骤1)制得的金属微针阵列芯片原型和聚合物材料制备阴模；
3)将金属微针阵列芯片原型从阴模中脱出；
4)将聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物混合，得到混合物；
5)将步骤4)制得的混合物与水混合得到混合液；
6)将步骤5)制得的混合液浇注到阴模中；
7)进行烘干处理；使浇注到阴模中的水溶液或混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，制得聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分；
8)将步骤7)制备的微针阵列芯片的微针阵列部分和厚度小于50微米的衬底薄层与其他单层或多层薄膜材料连接在一起，得到聚合物微针阵列芯片。
进一步地，步骤1)中所述金属材料选自下列物质中的一种或多种：钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金、镍合金、铝合金、铜合金。
进一步地，步骤2)中所述聚合物材料选自下列物质中的一种或多种：聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷。
进一步地，步骤4)中，在所述聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物形成的混合物中；所述生物活性物质或药物的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％。
进一步地，步骤5)中，所述混合物与水在10～90℃的温度下形成混合液；所述混合物在混合液中的质量百分数为1～80％；优选地，质量百分数为10～50％；优选地，对上述混合液进行超声处理，以去除其中的气泡。
进一步地，步骤6)中，在将步骤5)制备的混合液浇注于阴模中之前，使用水对阴模进行清洗，然后将阴模放置在水平操作平台上；优选地，将模具和水平操作平台放置在封闭的体系中；优选地，水平操作平台与模具之间使用粘性液体密封。
进一步地，步骤7)中，烘干温度为20～90℃。
进一步地，步骤6)和步骤7)包括如下具体步骤：
H5、如果一次浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时，将注入阴模中的水溶液或混合液直接烘干至其中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，制得符合设计要求的聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分；
I5、如果一次浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物无法满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时，通过烘干处理去除浇注于阴模中的水溶液或混合液中的部分水分，然后进行二次或多次浇注，直到阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时为止，最后通过烘干处理使聚丙烯酰胺类聚合物与生物生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，制得符合设计要求的聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分。
进一步地，步骤8)中，所述的其他单层或多层薄膜选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷、橡胶、聚乳酸、乳胶、玻璃、金属热塑性复合材料中的一种制备而成或者多种材料分层组合制备而成；优选地，所述的其他单层或者多层薄膜通过粘结、融合、键合与衬底薄层紧密结合在一起。
为解决上述第三个技术问题，本发明所提供的技术方案是：
一种使用聚合物微针阵列芯片的经皮给药贴剂，包括聚合物微针阵列芯片、基板、防渗垫圈、防粘层、粘结胶带和防渗层；还可以包括微针阵列保护装置；
所述微针阵列芯片包括微针阵列和微针阵列立于其上的衬底，是微针经皮给药贴剂的核心元件；
所述微针阵列保护装置是用来保护微针阵列在使用之前不被外界环境破坏的装置；优选地，使用制备聚合物微针阵列芯片的模具作为保护微针阵列的装置；
所述基板是指粘附在聚合物微针阵列芯片衬底背面的一层或者多层薄膜，施药时可以使微针阵列方便地刺破皮肤；
所述防渗垫圈是指环绕在微针阵列芯片衬底和微针贴剂基板边缘起保护作用的一层垫圈
所述防粘层覆盖是指覆盖在微针芯片外部区域的一层保护薄膜，施药时防粘层可以方便地剥离；
所述粘结胶带是内外两侧均具有粘性的双面胶带，其内侧覆盖微针贴剂的基板或微针阵列芯片的衬底、防渗垫圈和防粘层，外侧与防渗层粘结在一起，粘结胶带施药时主要起固定作用；
所述防渗层为粘结胶带外侧所覆的一层保护薄膜，主要为了防止贴剂内部的微针阵列芯片受到外界环境的影响。
本发明所述的所述利用聚合物微针阵列芯片制备经皮给药贴剂的方法，主要包括以下步骤：
1.将基板与微针阵列芯片的衬底粘附在一起；
2.将防渗垫圈固定在微针贴剂的基板周围；
3.将防粘层设置在微针基板或微针阵列芯片衬底的外侧；
4.将双面胶带内侧与微针贴剂的基板、防渗垫圈和防粘层粘合在一起；
5.将防渗层与粘结胶带的外侧粘附在一起；制得聚合物经皮给药贴剂。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的聚合物微针阵列芯片中的微针的机械强度高，针尖锋利，可以容易地刺穿皮肤的角质层；
2.本发明所述的聚合物微针阵列芯片中的微针阵列部分采用水溶性的聚丙烯酰胺类聚合物为基质材料，可利用其水溶液及其与生物活性物质或药物和水构成的水溶液或混合液通过模制的方式制备聚合物微针阵列芯片，避免了高温加工处理步骤，有利于多肽、蛋白质等生物大分子药物保持活性；
3.本发明所述的聚丙烯酰胺聚合物遇含水环境易溶解或溶胀，有利于药物在皮肤内缓释；
4.本发明所述的基于聚合物微针阵列芯片的经皮给药贴剂的制备工艺简单，可以利用目前已经成熟的加工工艺进行批量生产
附图说明
图1：微针阵列芯片示意图；
图2-1：微针的针体结构示意图；
图2-2：微针的针体结构示意图；
图2-3：微针的针体结构示意图；
图2-4：微针的针体结构示意图；
图2-5：微针的针体结构示意图；
图3：微针中轴线与衬底所在的平面垂直或者倾斜时的结构剖视图；
图4：空心微针示意图；
图5：微针阵列为长方形，椭圆形，三角形和不规则图形的微针阵列芯片示意图。
图6：制备聚合物微针阵列芯片的技术路线示意图；
图7：多个A类微针原型在同一光滑平整底面6上排列时的示意图；
图8：B类微针阵列原型示意图；
图9：C类微针阵列原型示意图；
图10：利用A类微针阵列芯片原型制备阴模时的立体结构示意图；
图11：用于制备微针阵列芯片的单个阴模示意图；
图12：用于制备微针阵列芯片的包含多个阴模的模板示意图；
图13：微针经皮给药制剂示意图；
图14：A类微针阵列芯片原型的剖面示意图；
图15：B类微针阵列芯片原型的剖面示意图；
图16：C类微针阵列芯片原型的剖面示意图；
图17：本发明实施例中制备的一种实心聚合物微针阵列芯片的整体形貌图。
具体实施方式
具体实施方式是对本发明所述的聚合物微针阵列芯片及制备方法和应用做进一步的详细说明，目的是使本领域的技术人员更好地理解本发明。
本发明所述的微针阵列芯片如图1所示，包括微针阵列1和微针阵列1立于其上的衬底2两部分，所述微针阵列1的基质材料为聚丙烯酰胺类聚合物；
本发明所述的聚丙烯酰胺类聚合物，是指一类可医用的聚合物，由丙烯酰胺单体聚合而成，反应方程式为
Figure BDA0000140961690000171
本发明所述的聚合物结构可为直链型均聚物、共聚物或交联聚合物。优选地，所述聚合物为直链型均聚物，其主要特征在于：分子量为1.0×104～2.0×105；维氏硬度为150～600(HV)；冲击强度为5～30J/M；残余丙烯酰胺单体含量的测量值≤0.5ppm，符合世界卫生组织规定的医用标准。
本发明所述的聚丙烯酰胺类聚合物具有良好的水溶性，可与水混合得到质量百分数为1～80％的水溶液。利用所述聚丙烯酰胺类聚合物制备的厚度为2毫米，边长为1厘米的正方形薄板浸泡在静止放置的生理盐水中时，经6小时至少溶解50％。
本发明所述的聚合物微针阵列芯片的微针阵列1可由聚丙烯酰胺类聚合物制备而成；也可由聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物制备而成。
本发明所述的聚合物微针阵列芯片的衬底2可由纯聚丙烯酰胺类聚合物制备而成；也可由聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物制备而成；还可由也可由聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯、橡胶、乳胶、玻璃或者金属热塑性复合材料等其中的一种材料制备而成或几种材料分层组合制备而成。
本发明所述的生物活性物质或药物为任意分子量的疫苗、多肽、蛋白质、多糖、核酸、激素、抗癌药物、基因工程药物、天然产物药物、中药成分或者营养成分中的一种或者几种组分的组合；本发明所述的生物活性物质或药物在其与聚丙烯酰胺类聚合物构成的混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％；具体混合比例可根据所需要的生物活性物质或药物的剂量以及所制备的微针阵列芯片的空间特征进行调整，所得到的混合物可以与水混合得到具有流动性的水溶液或混合液，上述混合物在水溶液或混合液中的质量百分数为1～80％；优选地，上述质量百分数为10～50％。
本发明提供了制备上述聚丙烯酰胺类聚合物的合成方法，主要包括如下步骤：
S-1，在配有搅拌装置的反应器内，按照设定值加入有机溶剂、水、丙烯酰胺单体；
本发明所述的有机溶剂以醇类为主，酮类为辅。醇类选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇等组分中的至少一种或者两种以上混合物；优选地，醇类溶剂在反应体系中的体积百分数≥60％；所述酮类选择丙酮、丁酮、甲基异丁基酮和环己酮中等组分中的一种或者两种以上的混合物。优选地，酮类溶剂在反应体系中的体积百分数≤25％；本发明可以通过改变所述有机溶剂在反应体系中所占的体积百分比对聚合物的分子量进行控制；
本发明所述的水在反应体系中的体积百分数占应≤25％；本发明可以通过调整所述水在反应体系中的体积百分比对所得到的聚合物的分子量进行调整；
本发明所述的丙烯酰胺单体在反应体系中的初始浓度为0.1-3mol/L；本发明可以通过改变丙烯酰胺单体在反应体系中的初始浓度对所得到的聚合物的分子量进行调整；
S-2，向包含上述溶剂和丙烯酰胺单体组成的反应体系的反应器内通高纯氮气以除氧，保持搅拌，同时将反应体系加热升温至目标温度；所述的目标温度为30-85℃；优选地，所述目标温度为40-70℃；本发明可以通过改变合成时的目标温度对所得到的聚合物的分子量进行调整；
S-3，反应体系温度达到目标温度后，将引发剂加入上述反应体系中，保持搅拌和氮气通入；
本发明所述的引发剂可以为偶氮类引发剂，如偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈，偶氮二异丁脒盐酸盐，偶氮二丁酸二异丁酯，偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种或者两种以上的混合物；
本发明所述的引发剂也可以为无机或有机过氧化物，如过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的至少一种或者两种以上的混合物，同时可加入还原剂，如亚硫酸氢钠或偏亚硫酸钠，使聚合反应速度更快，反应更彻底；
本发明所述的引发剂的的用量一般为上述丙烯酰胺单体重量的0.01～1％。本发明可以通过改变引发剂的用量对所得到的聚合物的分子量进行控制；
S-4，加入引发剂后，在目标温度下继续恒温一定时间，并保持搅拌和氮气通入；
本发明所述的反应体系保持恒温的时间为8～30小时。优选地，所述保持恒温的时间为12～20小时；
S-5，反应结束后，首先将反应器内的固液混合物进行真空过滤，然后将得到的固体产物放在真空烘箱内进行干燥，温度为30～70℃之间；
S-6，将干燥后的反应产物用适量水溶解，待完全溶解后，加入只能溶解丙烯酰胺单体而不能溶解聚合产物的有机溶剂进行重沉淀，以去除未反应的丙烯酰胺单体，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮和环己酮中的至少一种或者两种以上的混合物。
重复以上S-5-S-6三次；
S-7，将除掉丙烯酰胺单体后的反应产物在真空烘箱中进行干燥，温度为30-70℃，时间为20-50小时。干燥后的样品在干燥密闭容器内进行保存；
S-8，利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)测量S-7所制备的样品中的残余丙烯酰胺单体含量，丙烯酰胺单体含量占聚丙烯酰胺总量的测量值均≤0.5ppm；
S-9，按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWNHELEOS-II)测量其分子量；不同合成条件下的聚合物的分子量的测量值在1.0×104～2.0×105之间分布；
S-10，将得到到的聚合物与水混合得到水溶液，然后浇注于模具中，通过烘干处理制得块体材料，按照GB/T4340.2标准测得块体材料的维氏硬度约为150-600HV；按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为5-30J/m。
本发明所述的聚合物微针阵列芯片的微针阵列1包括2个以上的微针；微针由针杆3和针头4组成；针杆3为微针的主体部分，其后部与微针阵列芯片的衬底2相连；微针4为微针的顶部，即针尖部分。
本发明所述的微针的针体结构可为图2-1～图2-5所示的多种类型中的任何一种：
本发明所述的针杆31和针头41为一体的圆锥结构；针杆31与衬底2连接处的截面圆的直径为20-3000微米，上述针杆31和针头41的高度之和为50-5000微米；优选地，上述截面圆的直径为50-1000微米，针杆31和针头41的高度之和为200-2000微米；针头41最尖端处的外接圆的曲率半径为50纳米-300微米；优选地，上述曲率半径小于10微米。
本发明所述的针杆32为圆柱体，针头42为圆锥体；针杆32的截面圆的直径为20-3000微米，针杆32高度为50-3000微米；优选地，上述截面圆的直径为50-1000微米，针杆32高度为200-2000微米；针头42底面的直径与针杆32的截面圆的直径一致，高度为50-2000微米；优选地，上述高度为50-1000微米；针头4-2最尖端处的外接圆的曲率半径为50纳米-300微米；优选地，上述曲率半径小于10微米。
本发明所述的针杆33和针头43为一体的三棱锥结构；针杆35和针头45为一体的四棱锥结构；针杆37和针头47为五棱锥结构；上述棱锥体与衬底2连接处的截面的外接圆的直径为20-3000微米，上述针杆3和针头4的高度之和为50-3000微米；优选地，上述外接圆的直径为50-1000微米，针杆3和针头4的高度之和为200-2000微米；上述棱锥形针头4最尖端处的外接圆的曲率半径为50纳米-300微米；优选地，上述曲率半径小于10微米。
本发明所述的针杆34为三棱柱，针头44为三棱锥体；针杆36为四棱柱，针头46为四棱锥体；针杆38为五棱柱，针头48为五棱锥；上述棱柱形针杆3的截面圆的直径为20-3000微米，针杆3的高度为50-4000微米；优选地，上述截面圆的直径为50-1000微米，针杆3高度为200-2000微米；上述棱锥体针头4的底面的外接圆的直径与所连接的棱锥体的外接圆的直径相同，棱锥体针头4的高度为50-2000微米；优选地，上述棱锥体4的高度为50-1000微米；上述棱锥体针头4最尖端处的外接圆的曲率半径为50纳米-300微米；优选地，上述曲率半径小于10微米。
本发明所述的针杆39为圆柱体，针头49为一上表面与衬底2所在的平面成设定锐角的椭圆形平面；针杆310为圆柱体，针头410为两个与衬底所在的平面成设定锐角的椭圆形平面；类似地，针杆3为圆柱体时，针头4可为多个与衬底2所在的平面成设定锐角的椭圆形或扇形平面构成的尖状结构；针杆39和310的截面圆的直径为20-3000微米，针杆39和310高度分别为50-3000微米；优选地，上述截面圆的直径为50-1000微米，针杆39和310高度分别为200-2000微米；针头49和410的底面的直径分别与针杆39和310的截面圆的直径一致，高度为50-2000微米；优选地，上述高度为50-1000微米；上述针头4最尖端处的刃部的厚度为50纳米-300微米；优选地，上述针头4的刃部的厚度为小于10微米。
本发明所述的针杆3和针头4可由含更多边的棱柱体和棱锥体组合构成；微针针体可为其他任何具有尖端状的结构。
如图3所示，本发明所述的针杆3和针头4的中轴线可以与衬底2所在的平面保持垂直或倾斜一定角度；优选地，针杆3和针头4的中轴线与衬底2所在的平面保持垂直。
本发明所述的组成微针阵列1的聚合物微针可以为实心微针，也可以为空心微针。如图4所示，空心微针由针杆3，针头4和内孔5构成；类似地，图2-1～图2-5中所示的各种类型的实心微针均可加工成含内孔的空心微针；优选地，聚合物微针为实心微针。
本发明所述的微针阵列1的空间排列方式可以为线形；可以为如图5所示的长方形、正方形、平行四边形，圆形、椭圆形、三角形或其他图形。
本发明所述的微针阵列1可为实心微针阵列1或者空心微针阵列1，或者两者的混合阵列；优选地，微针阵列1为实心微针阵列1。
本发明所述的微针阵列芯片中的衬底2的厚度为50-5000微米；优选地，衬底的厚度为100-2000微米。
本发明所述的微针阵列芯片的的空间参数，包括微针的形状，长度，间距、数量，微针阵列1的排列方式，衬底2的厚度等均可根据需要进行调整。
本发明所述的制备聚合物微针阵列芯片的方法如图6所示，主要包括如下步骤：
F-01，制备与聚合物目标微针阵列芯片具有同样空间特征的原型
本发明所述的微针阵列芯片原型可由钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金，镍合金、铝合金、铜合金或者其他金属或者合金中的任意一种，通过数控激光加工或者电火花加工等微机电加工技术制备而成；
按照空间结构特征的不同，本发明所述的微针阵列芯片原型可以分为A、B和C三种类型；
本发明所述的A类微针阵列芯片原型和图1所示的微针阵列芯片具有同样的空间特征，包括微针阵列1和衬底2两部分；
本发明所述的A类微针阵列芯片原型中的最外侧微针与衬底交界处的截面圆距衬底2上表面的外侧的最短距离为100-5000微米；优选地，上述最短距离为500-2000微米；
本发明所述的多个A类微针阵列芯片原型可以按照任意拓扑结构在同一光滑平整底面6上排列，如图7所示；
本发明所述的底面6可由钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金，镍合金、铝合金、铜合金或者其他金属或者合金中的任意一种制备而成，也可由玻璃、硅、二氧化硅等材料制备而成；
本发明所述的A类微针阵列原型的空间参数，包括微针的数量、高度、间距、与衬底2所在的平面所成的角度；微针阵列1的排列方式；衬底2的厚度等，可以根据目标聚合物微针阵列芯片的需要进行调整；
本发明所述的B类微针阵列芯片原型如图8所示，微针阵列1、衬底2和环绕衬底2的凹环7在底面6上直接加工而成；
本发明所述的B类微针阵列芯片原型中的最外侧微针与衬底交界处的截面圆距衬底2上表面的外侧的最短距离为100-5000微米；优选地，上述最短距离为500-2000微米；
本发明所述的B类微针阵列原型中的凹环7的截面可以是长方形、正方形或半圆形等规则，或不规则形状；凹环7截面的最大深度为100-5000微米，最大宽度为100-5000微米；优选地，凹环7截面的最大深度为100-2000微米，最大宽度为100-2000微米；
本发明所述的B类微针阵列芯片原型，可以每次在底面6上单独加工一个微针阵列1、衬底2和相应的凹环7，也可以在同一底面6上一次加工多个微针阵列1、衬底2和相应的凹环7；多个微针阵列1、衬底2和相应的凹环7可以按照任意拓扑结构在底面6上排列；
本发明所述的B类微针阵列芯片原型的空间参数，包括微针的数量、高度、间距、与衬底所在的平面所成的角度；衬底的厚度；微针阵列1、衬底1及相应的凹环7在底面6上的排列方式等，可以根据目标聚合物微针阵列芯片的需要进行调整；
本发明所述的C类微针阵列芯片原型如图9所示，微针阵列1、衬底2，环绕衬底2的凹环7、垂直于衬底2且环绕于凹环7的侧面8在底面6上直接加工而成；
本发明所述的C类微针阵列芯片原型中的最外侧微针与衬底2交界处的截面圆距衬底2上表面的外侧的最短距离为100-5000微米；优选地，上述最短距离为500-2000微米；
本发明所述的C类微针阵列芯片原型中的凹环7的截面可以是长方形、正方形或半圆形等规则或不规则形状，凹环7截面的最大深度为100-5000微米，最大宽度为100-5000微米；优选地，所述最大深度为100-2000微米，最大宽度为100-2000微米；
本发明所述的C类微针阵列芯片原型中的凹环7外侧任意位置距侧面8的垂直距离为0-5000微米；优选地，距离为0微米，即凹环7外侧与侧面8内侧重合；
本发明所述的侧面8的上表面距衬底2上表面的垂直高度大于微针针头4尖端处距衬底2上表面的垂直高度50-5000微米；优选地，上述垂直高度的差200-2000微米；
本发明所述的C类微针阵列芯片原型，可以每次在底面6上单独加工一个，也可以在同一底面6上一次加工多个微针阵列1、衬底2、相应的凹环7和侧面8；多个微针阵列1、衬底2、及相应的凹环7和侧面8可以按照任意拓扑结构在底面6上排列；
本发明所述的C类微针阵列芯片原型的空间参数，包括微针的数量、高度、间距、与衬底所在的平面所成的角度；衬底的厚度；微针阵列1、衬底1及相应的凹环7和侧面8在底面6上的排列方式等，可以根据目标聚合物微针阵列芯片的需要进行调整；
F-02，利用上述微针阵列芯片原型制备阴模
如图10所示，利用所述A类微针阵列芯片原型制备阴模时，首先将F-01制备的单个或多个微针阵列芯片原型放置在底面6上；然后在每一个微针阵列芯片原型周围构建一垂直于底面6、环绕微针阵列原型的封闭侧面8；最终形成一个底面6和侧面8封闭，上面开口的立体结构；
利用所述A类微针阵列芯片原型制备阴模时，制备所述侧面8的材料可以是钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金，镍合金、铝合金、铜合金或者其他金属或者合金中的任意一种，也可以是玻璃、硅、二氧化硅等材料中的任意一种；
利用所述A类微针阵列芯片原型制备阴模时，所述侧面8与底面6交界处的内侧的任意位置与衬底2与底面6交界处的最外侧的最短距离为100-5000微米，优选地，上述最短距离为500-2000微米；
利用所述A类微针阵列芯片原型制备阴模时，所述侧面8的上表面距底面6的上表面的垂直高度大于微针阵列芯片原型的衬底2和微针的垂直高度之和50-5000微米；优选地，上述垂直高度差为100-2000微米；
利用所述A类微针阵列芯片原型制备阴模时，当所述立体结构制备完成之后，可将液态或者熔融状态的聚合物从上面开口处进行浇注至立体结构被注满；所述聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯中、聚二甲基硅氧烷或者其他聚合物中的至少一种；优选地，所述用于浇注的液态或者熔融态的聚合物需要比较容易地进行脱模处理；进一步优选地，所述的聚合物在固化成型之后具有合适的硬度，以方便接下来制备微针阵列芯片；
利用所述B类微针阵列芯片原型制备阴模时，首先在底面6上构建一垂直于底面6，环绕凹环7的封闭侧面8，最终形成一如图9所示，底面6和侧面8封闭，上面开口的立体结构；
利用所述B类微针阵列芯片原型制备阴模时，制备所述侧面8的材料可以是钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金，镍合金、铝合金、铜合金或者其他金属或者合金中的任意一种，也可以是玻璃、硅、二氧化硅等材料中的任意一种；
利用所述B类微针阵列芯片原型制备阴模时，所述侧面8与底面6交界处的内侧的任意位置与凹环7外侧的最短距离为0-5000微米；优选地，上述最短距离为0微米，即凹环7和侧面8交内侧重合；
利用所述B类微针阵列芯片原型制备阴模时，所述侧面8上表面距衬底2的上表面的垂直高度大于微针针头4的顶端距衬底2上表面的垂直高度50-5000微米；优选地，上述垂直高度差为100-2000微米；
利用所述B类微针阵列芯片原型制备阴模时，当所述立体结构制备完成之后，可将液态或者熔融状态的聚合物从上面开口处进行浇注至立体结构被注满。所述聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯中、聚二甲基硅氧烷或者其他聚合物中的至少一种；优选地，所述用于浇注的液态或者熔融态的聚合物需要比较容易地进行脱模处理；进一步优选地，所述聚合物在固化成型之后具有合适的硬度，以方便接下来制备微针阵列芯片；
利用所述C类微针阵列芯片原型制备阴模时，可将液态或者熔融状态的聚合物从每个立体结构的上面开口处进行浇注至至立体结构被注满。所述聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯中、聚二甲基硅氧烷或者其他聚合物中的至少一种；优选地，所述用于浇注的液态或者熔融态的聚合物需要比较容易地进行脱模处理；更优选地，所述聚合物在固化成型之后具有合适的硬度，以方便接下来制备微针阵列芯片；
F-03，将微针阵列芯片原型脱模处理后得到阴模
所述步骤F-02中注入模具中的聚合物溶液或者熔融态的聚合物固化之后，可进行脱模处理F-03。图11所示为聚合物模板9上具有单个阴模，包括微针腔体10和衬底腔体11。图12所示为聚合物模板9上具有多个阴模，每个阴模均由微针腔体10和衬底腔体11构成；
F-04，利用阴模制备微针阵列芯片
根据聚合物微针阵列芯片中的微针阵列1部分和衬底2部分所采用的材料类型的不同，本发明所述的利用聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物制备微针阵列芯片的方法可分为F1，F2和F3三种类型。
F1型方法制备聚合物微针阵列芯片：
本发明所述的F1型方法，指制备聚合物微针阵列芯片时，微针阵列1和衬底2采用同一种类型的材料；
本发明所述的同一种类型的材料，指聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物。本发明所述的生物活性物质或药物为任意分子量的疫苗、多肽、蛋白质、多糖、核酸、激素、抗癌药物、基因工程药物、天然产物药物、中药成分或者营养成分中的一种或者几种组分的组合；
具体制备步骤如下：
1、如果制备材料为聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物时，则首先需要将聚丙烯酰胺类聚合物与固态或液态的生物活性物质或药物按照一定比例进行混合；所述生物活性物质或药物在其与聚丙烯酰胺类聚合物构成的混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％，以保证所制备的微针的机械强度可以容易地刺破皮肤；聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物的具体混合比例可根据治疗疾病所需要的剂量和所制备的聚合物微针阵列芯片的空间特征进行调整；
2、将聚丙烯酰胺聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物与水在10～90℃的温度下共混以得到水溶液或混合液；聚丙烯酰胺聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物在水溶液或混合液中的质量分数为1～80％；优选地，上述质量分数为10～50％；优选地，对上述水溶液或混合液进行超声处理，以去除含有的气泡；
3、使用水将步骤F-03制得到的模具进行清洗，然后放置在水平操作平台上；优选地，将模具和水平操作平台放置在封闭的体系中，以确保制备聚合物微针阵列芯片过程中不受外界环境的影响；优选地，水平操作平台与模具之间使用粘性液体密封，以确保模具紧密地固定在水平操作平台上，同时保证实验结束后模具可从操作平台方便的取下；
4、将步骤2制备的水溶液或混合液浇注于F-03制得的，如图11或12所示的阴模中；所需浇注的水溶液或混合液的体积由微针阵列腔体10的体积，衬底腔体11的体积，以及聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物的混合物在水溶液或混合液中的质量分数决定；
5、将步骤4浇注到阴模中的水溶液或混合液进行烘干处理，烘干温度为20～90℃；优选地，烘干温度为20-50℃；如果一次浇注到阴模中的水溶液或混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片需要时，可将注入阴模中的水溶液或混合液直接烘干至其中的聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到符合设计要求的聚合物微针阵列芯片；如果一次浇注到阴模中的水溶液或混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物无法满足制备微针阵列芯片需要时，可以通过烘干处理去除浇注于阴模中的水溶液或混合液中的部分水分，然后进行二次或多次浇注，直到阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的需要时为止，最后通过烘干处理使聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到符合设计要求的聚合物微针阵列芯片；
F2型方法聚合物微针阵列芯片的：
本发明所述F2型方法，指制备聚合物微针阵列芯片时，微针阵列1部分和衬底2部分采用不同类型的材料；
所述微针针体1部分与所连接的厚度小于50微米的衬底薄层由聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物制备而成；所述的衬底主体层由聚丙烯酰胺类聚合物制备而成。本发明所述的生物活性物质或药物为任意分子量的疫苗、多肽、蛋白质、多糖、核酸、激素、抗癌药物、基因工程药物、天然产物药物、中药成分或者营养成分中的一种或者几种组分的组合；
具体制备步骤如下：
1、将聚丙烯酰胺类聚合物与固态或液态的生物活性物质或药物按照一定比例进行混合；所述生物活性物质或药物在其与聚丙烯酰胺类聚合物构成的混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％，以保证所制备的微针的机械强度可以容易地刺破皮肤；聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物的具体混合比例根据治疗疾病所需要的剂量和所制备的聚合物微针阵列芯片的空间特征进行调整；
2、将聚丙烯酰胺聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物与水在10～90℃的温度下共混以得到混合液；聚丙烯酰胺聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物在混合液中的质量分数为1～80％之间；优选地，上述质量分数为10～50％之间；优选地，对上述混合液进行超声处理，以去除含有的气泡。
3、使用水将步骤F-03制得到的阴模进行清洗，然后放置在水平操作平台上；优选地，将模具和水平操作平台放置在封闭的体系中，以确保制备聚合物微针阵列芯片过程中不受外界环境的影响；优选地，水平操作平台与模具之间使用粘性液体密封，以确保模具紧密地固定在水平操作平台上，同时保证实验结束后模具可从操作平台方便的取下；
4、将步骤2制备的水溶液或混合液浇注于F-03制得的，如图11或12所示的阴模中；所需浇注的水溶液或混合液的体积由微针阵列腔体10的体积，以及聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物的混合物在水溶液或混合液中的质量分数决定；
5、将步骤4浇注到阴模中的水溶液或混合液进行烘干处理，烘干温度为20～90℃；优选地，烘干温度为20-50℃；如果一次浇注到阴模中的水溶液或混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列1部分和所连接的厚度小于50微米的衬底2薄层需要时，可将注入阴模中的水溶液或混合液直接烘干至其中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到符合设计要求的聚合物微针阵列芯片的微针阵列1部分和所连接的厚度小于50微米的衬底薄层；如果一次浇注到阴模中的水溶液或混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物无法满足制备微针阵列芯片的微针阵列1部分和所连接的厚度小于50微米的衬底2薄层的需要时，可以通过烘干处理去除浇注于阴模中的水溶液或混合液中的部分水分，然后进行二次或多次浇注，直到阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列1部分和所连接的厚度小于50微米的衬底2薄层的需要时为止，最后通过烘干处理使聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到符合设计要求的聚合物微针阵列芯片的微针阵列1部分和所连接的厚度小于50微米的衬底薄层。
6、将聚丙烯酰胺聚合物与水在10～90℃的温度下共混以得到水溶液。聚丙烯酰胺类聚合物在水溶液中的质量分数为20～80％；优选地，上述质量分数为40～60％；优选地，一次浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物能满足制备微针阵列芯片的衬底主体层的需要；优选地，对上述水溶液或混合液进行超声处理，以去除含有的气泡；
7、将步骤6中制备的纯聚丙烯酰胺类聚合物的水溶液浇注于步骤3～5中所使用的阴模中；所浇注的聚合物水溶液的体积由衬底腔体11的部分体积，以及聚丙烯酰胺类聚合物在水溶液中的质量分数决定；
8、将步骤7浇注到阴模中的水溶液进行烘干处理；烘干温度为20～90℃；优选地，烘干温度为20～50℃；通过烘干处理，使浇注于阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物完全固化成型，以制得聚合物微针阵列芯片中的衬底主体层，并得到完整的聚合物微针阵列芯片；
F3型方法聚合物微针阵列芯片：
本发明所述的F3型方法，指制备聚合物微针阵列芯片时，微针阵列1和衬底2采用不同类型的材料；
所述微针针体1与所连接的厚度小于50微米的衬底薄层由聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物制备而成；所述衬底主体层由聚乙烯、聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷、橡胶、聚乳酸、乳胶等医用聚合物、玻璃或者金属热塑性复合材料等的其中一种材料制备而成或几种材料分层组合制备而成；
具体制备步骤如下：
1、如果制备材料为聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物，则首先需要将聚丙烯酰胺类聚合物与固态或液态的生物活性物质或药物按照一定比例进行混合。所述生物活性物质或药物在其与聚丙烯酰胺类聚合物构成的混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％，以保证所制备的微针的机械强度可以容易地刺破皮肤；优选地，聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物的具体混合比例可根据治疗疾病所需要的剂量和所制备的聚合物微针阵列芯片的空间特征进行调整；
2、将聚丙烯酰胺聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物与水在10～90℃的温度下共混以得到水溶液或混合液；聚丙烯酰胺聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物在水溶液或混合液中的质量分数为1～80％之间；优选地，上述质量分数为10～50％之间；优选地，对上述水溶液或混合液进行超声处理，以去除含有的气泡；
3、使用水将步骤F-03制得到的模具进行清洗，然后放置在水平操作平台上；优选地，将模具和水平操作平台放置在封闭的体系中，以确保制备聚合物微针阵列芯片过程中不受外界环境的影响；优选地，水平操作平台与模具之间使用粘性液体密封，以确保模具紧密地固定在水平操作平台上，同时保证实验结束后模具可从操作平台方便的取下；
4、将步骤2制备的水溶液或混合液浇注于F-03制得的，如图11或12所示的阴模中；所需浇注的水溶液或混合液的体积由微针阵列腔体10的体积，以及聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物的混合物在水溶液或混合液中的质量分数决定；
5、将步骤4浇注到阴模中的水溶液或混合液进行烘干处理，烘干温度为20～90℃；优选地，烘干温度为20-50℃；如果一次浇注到阴模中的水溶液或混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列1和所连接的厚度小于50微米的衬底薄层需要时，可将注入阴模中的水溶液或混合液直接烘干至其中的聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到符合设计要求的聚合物微针阵列芯片的微针阵列1和所连接的厚度小于50微米的衬底薄层；如果一次浇注到阴模中的水溶液或混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物无法满足制备微针阵列芯片的需要时，可以通过烘干处理去除浇注于阴模中的水溶液或混合液中的部分水分，然后进行二次或多次浇注，直到阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列1和所连接的厚度小于50微米的衬底薄层的需要时为止，最后通过烘干处理使聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到符合设计要求的聚合物微针阵列芯片的微针阵列1和所连接的厚度小于50微米的衬底薄层；
6、将构成衬底主体层的其他单层或多层薄膜材料通过粘结、融合、键合或者其他物理或化学方法与步骤5制备的聚合物微针阵列芯片的微针阵列1和所连接的厚度小于50微米的衬底薄层紧密地结合在一起，以制得完整的聚合物微针阵列芯片；所述单层或多层薄膜由聚乙烯、聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷、橡胶、聚乳酸、乳胶等医用聚合物、玻璃或者金属热塑性复合材料等的其中一种或者几种材料的分层组合制备而成。
F-05，微针阵列芯片的保存
制得的聚合物微针阵列芯片，可从阴模中脱出，保存在合适的器具中，也可以继续保存在阴模中；优选地，制得的聚合物微针阵列芯片继续保存在阴模中，以进行下一步微针经皮给药贴剂的制备。
一种利用本发明所述的聚合物微针阵列芯片制备的如图13所示的聚合物微针贴剂，该聚合物微针贴剂包括微针阵列1和微针阵列立于其上的衬底2组成的微针阵列芯片，还包括：基板12、防渗垫圈13、防粘层14、粘结胶带15和防渗层16；所述基板12粘贴在衬底2背面，所述防渗垫圈13环绕在衬底2和基板12的边缘；所述防粘层14覆盖在防渗垫圈外侧；所述粘结胶带15是内外两侧均具有粘性的双面胶带，其内侧覆盖基板12、防渗垫圈13和防粘层14，外侧与防渗层16粘结在一起；所述粘结胶带15外侧覆盖防渗层16；
本发明所述的基板12是指粘附在微针阵列芯片背面的一层或者多层薄膜，可由塑料、聚合物、合成树脂、乳胶、橡胶、玻璃、陶瓷、金属或者复合材料中的至少一种制备而成；可以为单层薄膜，也可以为多层薄膜；当为多层薄膜结构时，每层之间采用粘结，融合，键合或者物理方法紧密结合在一起；优选地，构成基板12的多层薄膜中的至少一层薄膜为硬质薄膜；基板12的尺寸等于或者大于微针阵列芯片衬底2的尺寸；基板12主要用来保护微针阵列芯片，使其免受外界环境的影响，施药时有助于微针阵列方便地刺破皮肤角质层；本发明所述的微针经皮给药贴剂可以包括基板12，也可以不包括基板12；优选地，微针阵列芯片衬底2使用聚丙烯酰胺类聚合物或其与生物活性物质或药物构成的混合物制备而成时，微针阵列芯片的衬底2的背面粘附基板12，微针阵列芯片的衬底2采用其他材料制备，特别是不溶于水的材料制备而成时，其背面不粘附基板12；
本发明所述的防渗垫圈13环绕在微针经皮给药贴剂基板12周围，主要保护微针阵列芯片免受外部环境的影响，特别是含水溶液的侵入；可由乳胶、橡胶、医用塑料、聚合物中的一种或几种制备而成；防渗垫圈13的形状由所包围的微针经皮给药贴剂基板12的形状所决定，即防渗垫圈13的内侧的形状和基板12的外侧的形状一致；防渗垫圈13的横截面可矩形，圆形等形状。优选地，防渗垫圈4的截面为矩形；防渗垫圈13的截面的为略大于或等于微针经皮给药贴剂的基板12的高度；优选地，防渗垫圈13的高度和基板12的高度相等；防渗垫圈13的截面的宽度为20-5000微米；优选地，防渗垫圈13的截面的宽度为200-2000微米；本发明所述的微针经皮给药贴剂可以包括防渗垫圈13，也可以不包括防渗垫圈13；优选地，如果微针经皮给药贴剂包括基板12，则在基板12的周围环绕防渗垫圈13，如果微针经皮给药贴剂不包括基板12，则可以不包括防渗垫圈13。
本发明所述的防粘层14为覆盖在微针经皮给药制剂的防渗垫圈外侧的一层薄膜，由与粘结胶带15不发生粘合的材料制备而成；施药时防粘层14可以方便地剥离，方便粘结胶带15用来固定经皮给药贴剂；防粘层14的面积和形状由其外侧的粘结胶带15决定；如图13所示，粘结胶带15的大小和面积为基板12，防渗垫圈13和防粘层14的面积之和；如果微针经皮给药贴剂不包括基板12和防渗垫圈13，则粘结胶带15的面积为衬底2和防粘层5的面积之和；
本发明所述的粘结胶带15的内侧覆微针经皮给药贴剂的基板12，防渗垫圈13和防粘层粘14，外侧与防渗层16粘结在一起。施药时将防粘层14剥离，粘结胶带15可以将微针经皮给药贴剂固定在皮肤表面；粘结胶带可为任何形状；优选地，粘结胶带为长方形。粘结胶带的长度为1-150毫米，宽度为1-100毫米。优选地，长度为10-50毫米，宽度为5-30毫米；
本发明所述的防渗层16为粘结胶带15外侧所覆的一层保护薄膜，大小与形状与粘结胶带15一致或稍大；防渗层16主要用来防止含水溶液侵入聚合物微针阵列芯片，可由进行了疏水处理的各类纤维，乳胶、橡胶等其中的一种或者几种的混合物制备而成；
本发明所述的微针阵列芯片使用之前一般需要放置于保护装置中，以避免微针因受到外力而折断；优选地，微针阵列芯片制备完成后继续保存在如图11或12所示的模具中。制备微针阵列芯片的模具包括模板9、微针腔体10和衬底腔体11三部分。进一步优选地，制备和保存微针经皮给药贴剂时，微针阵列阵列芯片始终保存在模具中，直到需要使用微针经皮给药制剂用于治疗时才将其从模具中取出；
本发明所述的制备微针经皮给药贴剂的方法，包括如下步骤：
1、将基板12与微针阵列芯片的衬底2粘附在一起；具体地，在微针阵列芯片衬底2背面粘附粘附基板12时，如果基板12为单层薄膜，可利用粘结，融合，键合或者物理方法使其与衬底2紧密结合在一起；优选地，使用粘结的方式将衬底2与基板12结合在一起；如果基板12为多层薄膜结构，可以先使多层之间相互粘合，然后将多层薄膜组成的的基板12再与微针阵列芯片的衬底2粘附在一起；多层膜也可以按照一定顺序逐步粘附在微针阵列芯片的衬底2背面；优选地，先制备含有多层薄膜结构的基板12，然后再与微针阵列芯片的衬底2粘附在一起；如果衬底2后面不需要粘附基板12，则制备方法不包括这一步骤；
2、将防渗垫圈13固定在微针经皮给药贴剂的基板12周围；具体地，首先加工内径与基板12具有相同形状的防渗垫圈13，然后使用物理方法将防渗垫圈13固定在基板12的周围；如果微针经皮给药贴剂不包括防渗垫圈4，则制备方法不包括这一步骤；
3、将防粘层14放置在微针基板12或微针阵列芯片衬底2的外侧；具体地，首先根据粘结胶带15的形状和面积，以及防渗垫圈13的形状和面积，预先加工防粘层14，然后将加工好的防粘层14放置在防渗垫圈13的外侧；如果微针经皮给药贴剂不包括基板12和防渗垫圈13，则根据粘结胶带15和衬底2的形状和面积，预先加工防粘层14，然后将加工好的防粘层14放置在衬底2的外侧；
4、将粘结胶带15与防渗层16粘和在一起；具体地，根据粘结胶带15的形状和面积预先加工具有同样形状和面积的防渗层16，然后将两者粘合在一起；也可以先将粘结胶带15和防渗层16粘合在一起，然后再根据形状和面积的要求进行裁剪；
5、将粘结胶带15内侧与微针经皮给药贴剂的基板12，防渗垫圈13和防粘层14粘合；具体地，将已与防渗层16粘结在一起的粘结胶带15覆盖于微针经皮给药贴剂的基板12，防渗垫圈13和防粘层14之上，并粘合在一起。如果微针经皮给药贴剂不包括基板12和防渗垫圈13，则将粘结胶带15的内侧与衬底2和防粘层14粘结在一起；
发明所述步骤F-04和F-05，可根据实际情况对先后顺序进行调整。
为了更好地对本发明的内容进行说明，下面列举一些具体实施例。
实施例1-14用于说明利用丙烯酰胺单体合成一种可医用的水溶性聚丙烯酰胺类聚合物的方法，合成得到的聚丙烯酰胺类聚合物可用于制备可医用的聚合物微针阵列芯片。
实施例1-3用于说明水和各种有机溶剂的配比对丙烯酰胺聚合反应的影响。
实施例1
在配有混流冷凝管、温度计、同氮装置的250ml三口圆底烧瓶中，按体积比2∶5∶10∶83的比例依次加入水、乙醇、丙酮和异丙醇共100ml，通过磁力搅拌器将其混合均匀；继续向本体系加入10.66g丙烯酰胺单体，继续搅拌使其溶解；通入氮气，通过水浴将反应体系加热，设置目标温度为60℃；将107mg的偶氮二异丁腈溶于10ml的异丙醇中，混合均匀，使其充分溶解，等反应体系的温度到达目标温度60℃后，向体系中加入1ml溶有偶氮二异丁腈的异丙醇，保温反应15小时，反应过程中保持搅拌，并保证高纯氮气不间断通入；
反应结束后，将体系冷却，采用真空过滤将反应体系的固液进行分离，接着将得到的固体产物放入55℃真空干燥箱内干燥；将干燥后的产物溶解在水中，待完全溶解后，使用体积比为6∶4的乙醇-丙酮的混合液将聚合物进行重沉淀，以去除未反应的丙烯酰胺单体；重复以上溶解-沉淀-过滤-干燥过程三次，将最终得到的样品保持在干燥密闭的容器中。
利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWN HELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为9.1×104。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为430HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为20J/m。
实施例2
同实施例1，改变溶剂的中水、乙醇、丙酮和异丙醇的配比为5∶5∶10∶80。利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(WyattDAWN HELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为1.35×105。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为300HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为25J/m。
实施例3
同实施例1，改变溶剂的中水、乙醇、丙酮和异丙醇的配比为10∶5∶10∶80。利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(WyattDAWN HELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为2.0×105。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为150HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为30J/m。
实施例1，4-6用于说明丙烯酰胺单体在反应体系中的初始浓度对丙烯酰胺聚合反应的影响。
实施例4
同实施例1，改变丙烯酰胺单体的质量为3.56g。利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWN HELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为6.3×104。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为550HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为9J/m。
实施例5
同实施例1，改变丙烯酰胺单体的质量为7.11g。利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWN HELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为7.6×104。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为510HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为14J/m。
实施例6
同实施例1，改变丙烯酰胺单体的质量为14.22g。利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWN HELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为1.2×105。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为330HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为24J/m。
实施例1，7-9用于说明反应温度对丙烯酰胺聚合反应的影响。
实施例7
同实施例1，改变设置的恒温阶段的目标的温度为55℃。利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWNHELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为9.5×104。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为410HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为21J/m。
实施例8
同实施例1，改变设置的恒温阶段的目标的温度为65℃。利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWNHELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为8.7×104。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为450HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为19J/m。
实施例9
同实施例1，改变设置的恒温阶段的目标的温度为70℃。利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWNHELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为7.8×104。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为490HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为16J/m。
实施例1，10-13用于说明引发剂的用量对丙烯酰胺聚合反应的影响。
实施例10
同实施例1，改变溶于10ml的异丙醇中的引发剂偶氮二异丁腈的量为53.5mg。利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWN HELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为1.6×105。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为250HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为28J/m。
实施例11
同实施例1，改变溶于10ml的异丙醇中的引发剂偶氮二异丁腈的量为214mg。利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWN HELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为4.3×104。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为600HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为10J/m。
实施例12
同实施例1，称取引发剂偶氮二异丁腈的量为53.5mg，直接加入反应器中，同时加入1ml的异丙醇以保持和实施例1中的气体反应条件一致。利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWNHELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为1.0×104。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为500HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为5J/m。
实施例1，13-14说明引发剂的种类对丙烯酰胺聚合反应的影响。
实施例13
同实施例1，改变引发剂为107mg过硫酸铵，将溶解引发剂的溶剂异丙醇改变为10ml的水。利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWN HELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为7.7×104。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为500HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为15J/m。
实施例14
同实施例1，改变引发剂为107mg过氧化十二酰，将溶解引发剂的溶剂异丙醇改变为10ml的水。利用岛沣液相色谱仪(LC-20A/SPD-20AV)检测聚合物中残余丙烯酰胺单体含量，测量值≤0.5ppm。按照GB 17514-2008方法并结合静态光散射方法(Wyatt DAWN HELEOS-II)测量其分子量，所得到的聚合物的分子量约为8.2×104道尔顿。相应的块体材料按GB/T4340.2标准测得维氏硬度约为470HV。按照美国ATSM的D-256标准测得冲击强度约为18J/m。
实施例15
该实施例用于说明本发明所述A类微针阵列芯片原型的制备方法。
选用镍铬不锈钢合金作为制备微针阵列原型的材料；先利用电火花精密加工技术进行线切割，然后利用电化学腐蚀的方法进行抛光处理，得到如图14所示的8×8微针阵列芯片原型；针杆3和针头4为一体化结构的五棱锥体，针杆3底部与衬底2交界处的外接圆的直径为250微米，邻针杆3与衬底2交界处的两外接圆的最短距离为500微米，微针的高度为1000微米，微针尖端的曲率半径小于10微米，微针阵列芯片原型的衬底2的厚度为500微米；微针衬底2的外侧的任意位置距微针阵列1的最短距离为1000微米；上述A类微针阵列芯片原型的空间参数，包括微针的数量、高度、间距、衬底的厚度、衬底最外侧与微针阵列的最短距离等根据需要进行调整；
上述A类微针阵列芯片原型可以通过激光数控微加工结合电化学腐蚀的方法制备；
上述A类微针阵列芯片原型可采用钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金，镍合金、铝合金、铜合金或者其他金属或者合金中的任意一种，通过数控激光加工或者电火花加工等微机电加工技术制备而成；
实施例16
该实施例用于说明本发明所述B类微针阵列芯片原型的制备方法。
选用镍铬不锈钢合金作为制备微针阵列原型的材料；先利用电火花精密加工技术进行线切割，然后利用电化学腐蚀的方法进行抛光处理，得到如图15所示的8×8微针阵列芯片原型；针杆3和针头4为一体化结构的三棱锥体，针杆3底部与衬底2交界处的外接圆的直径为300微米，针杆3与衬底2交界两最近邻外接圆的最短距离为750微米，微针的高度为1200微米，微针尖端的曲率半径小于10微米，微针阵列芯片原型生物衬底2的厚度为800微米；环绕微针阵列的凹环7的截面为矩形，凹环7的截面的高度为500微米，宽度为600微米，凹环7上表面内侧的任意位置距微针矩阵的最短距离为1000微米；
上述B类微针阵列芯片原型的空间参数，包括微针的数量、高度、间距、衬底2的厚度、凹环7的高度和宽度、凹环7的上表面最外侧的任意位置与微针阵列1的最短距离等，可以根据目标微针阵列芯片的需要进行调整；
上述B类微针阵列芯片原型可以通过激光数控微加工结合电化学腐蚀的方法制备；
上述B类微针阵列芯片原型可采用钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金，镍合金、铝合金、铜合金或者其他金属或者合金中的任意一种，通过数控激光加工或者电火花加工等微机电加工技术制备而成。
实施例17
该实施例用于说明本发明所述C类微针阵列芯片原型的制备方法。
选用镍铬不锈钢合金作为制备微针阵列原型的材料；先利用电火花精密加工技术进行线切割，然后利用电化学腐蚀的方法进行抛光处理，得到如图16所示的8×8微针阵列芯片原型；微针为针杆3和针头4为一体化结构的四棱锥体，针杆3底部与衬底2交界处的外接圆的直径为200微米，针杆3与衬底2交界两最近邻外接圆的最短距离为600微米，微针的高度为900微米，微针尖端的曲率半径小于10微米，微针阵列芯片原型衬底的厚度为1000微米。环绕微针阵列的凹环7的截面为矩形。凹环7截面的高度为600微米，宽度为500微米，凹环7上表面内侧的任意位置距微针阵列1的最短距离为1000微米，凹环7外侧与侧面8和衬底2交界处的内侧重合。侧面8上表面距衬底2上表面的垂直高度大于微针针头4顶端距衬底2上表面的垂直高度500微米；
上述C类微针阵列芯片原型的空间参数，包括微针的数量、高度、间距、衬底2的厚度、凹环7的高度和宽度、凹环7的上表面最外侧的任意位置与微针阵列1的最短距离，侧面8的高度等，可以根据需要进行调整；
上述C类微针阵列芯片原型可以通过激光数控微加工结合电化学腐蚀的方法制备；
上述C类微针阵列芯片原型可采用钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金，镍合金、铝合金、铜合金或者其他金属或者合金中的任意一种，通过数控激光加工或者电火花加工等微机电加工技术制备而成。
实施例18
该实施例用于说明利用实施例1制备的A类微针阵列芯片原型制备阴模的方法；具体步骤如下：
1、如图10所示，首先将实施例1中制备的A类微针阵列芯片原型固定在玻璃底面6上，并在玻璃底面6上构建一垂直于底面6，环绕微针阵列原型的封闭玻璃侧面8，最终形成一个底面6和侧面8封闭，上面开口的立体结构。侧面8与底面6交界处内侧的任意位置与微针阵列芯片原型的衬底2外侧的最短距离保持相等，均为3000微米，侧面8的高度为1500微米；
2、将聚二甲基硅氧烷AB胶按照10∶1混合，并通过磁力搅拌器将其混合均匀；将混合均匀的聚二甲基硅氧烷AB胶进行超声波处理，以除去其中的气泡；
3、将超声波处理后的聚二甲基硅氧烷AB胶从立体结构的上面开口处进行浇注，至立体结构基本被注满；
4、将注满了聚二甲基硅氧烷AB胶的立体结构在100℃进行烘干处理，时间为5小时；
5、将烘干处理后固化成型的聚二甲基硅氧烷AB胶从所构建的立体结构中取出，即可得到如图11或12所示的单个或多个制备聚合物微针阵列芯片的阴模。
上述制备底面6和侧面8的玻璃板，可由钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金，镍合金、铝合金、铜合金或者其他金属或者合金中的任意一种替代；
上述浇注于立体结构中的聚二甲基硅氧烷AB胶的烘干温度可以在20-150℃之间，烘干时间随着烘干温度的升高而减少；
上述浇注于立体结构中的聚二甲基硅氧烷AB胶可由液态或熔融态的聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯中的一种或其他聚合物替代。
实施例19
该实施例用于说明利用实施例2制备的B类微针阵列芯片原型制备阴模的方法：
具体步骤如下：
1、首先利用不锈钢在衬底上构建一垂直于衬底2，环绕凹环7外侧的封闭侧面8，最终形成一衬底2和侧面8封闭，上面开口的立体结构(如图9所示)；侧面8与衬底2交界处的内侧与凹环7的外侧重合，侧面的高度为1500微米；
2、将熔融的聚乙烯从立体结构的上面开口处进行浇注，至立体结构基本被注满；注入的聚乙烯冷却至室温后，可将其从立体结构中取出，即可得到如图11或12所示的单个或多个制备聚合物微针阵列芯片的阴模。
上述制备侧面的不锈钢，可由钛、铜、铝、镍、钨、钛合金，镍合金、铝合金、铜合金或者其他金属或者合金中的任意一种替代，也可由玻璃、硅、二氧化硅等半导体材料中的任何一种替代；
上述浇注于立体结构的聚乙烯可由液态或熔融态的聚丙烯、聚二甲基硅氧烷、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯中的一种或其他聚合物替代。
实施例20
该实施例用于说明利用实施例3制备的C类微针阵列芯片原型制备阴模的方法：
具体步骤如下：
将高温熔融的聚乳酸从立体结构的上面开口处进行浇注，至立体结构基本被注满；注入的聚乳酸冷却至室温后，可将其从立体结构中取出，即可得到如图11或12所示的单个或多个制备聚合物微针阵列芯片的阴模；
上述浇注于立体结构的聚乳酸可由液态或熔融态的聚丙烯、聚乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚丁二酸丁二醇酯中的一种或其他聚合物替代。
实施例21
该实施例用于说明利用实施例18-20所制得的阴模制备聚合物微针阵列芯片的方法；
该实施例中制备微针阵列1和衬底2所采用的材料均为分子量约为1.0×105的聚丙烯酰胺类聚合物；
具体步骤如下：
1、首先聚丙烯胺类聚合物与水按照质量比35∶65进行混合，待聚合物完全溶解后，用超声波将聚合物的水溶液处理5分钟，以消除其中的气泡；
2、将步骤1制得的聚合物的水溶液，实施例4-6中制得的的阴模和水平操作平台放置于手套箱内；将润滑油均匀地涂抹在水平操作平台的表面，然后将阴模固定在水平操作平台的表面上；
3、将上述聚合物的水溶液注入如图11或12所示的阴模中；制备聚合物微针阵列芯片所需浇注的聚合物水溶液的体积由微针阵列腔体10的体积、衬底腔体11的体积，以及聚合物在其水溶液中的质量分数决定；对所浇注的聚合物的水溶液进行烘干处理，烘干温度为40℃；若一次浇注到阴模中的聚合物水溶液无法满足制备微针阵列芯片的需要时，可在部分浇注到模具中的聚合物的水溶液中的部分水分蒸发后进行二次或者更多次浇注，然后继续进行烘干处理，最终使所有浇注到模具中的水溶液中的聚合物固化成型，得到满足设计要求的聚合物微针阵列芯片；
4、将固化成型后的聚丙烯酰胺类聚合物从阴模中取出，即可得到如图17所示的聚合物微针阵列芯片。
上述聚丙烯酰胺类聚合物的分子量可为5.0×104～2.0×105之间某一值；也可为分子量在5.0×104～2.0×105之间的不同分子量的聚丙烯酰胺按照一定比例混合构成的混合物；
上述聚丙烯酰胺类聚合物在水溶液中的质量分数，可以在1-80％之间变化；
上述烘干温度，可在30-90℃之间变化；
上述烘干时间，可根据温度及其他条件的变化进行调整。
实施例22
同实施例21，改变所采用的材料改变为聚丙烯酰胺类聚合物和目标药物构成的混合物；该实施例中的目标药物为牛血清蛋白，按照质量比20∶80与聚丙烯酰胺类聚合物共混后使用；
上述牛血清蛋白在其与聚丙烯酰胺类聚合物构成的混合物中的质量分数可以在0.5～50％之间变化；
上述牛血清蛋白可由任意分子量的疫苗、多肽、蛋白质、多糖、核酸、激素、抗癌药物、基因工程药物、天然产物药物、中药成分或者营养成分中的一种或者几种组分的组合替代。
实施例23
该实施例用于说明利用实施例18-20所制得的阴模制备聚合物微针阵列芯片的方法：
该实施例中制备微针阵列1使用聚丙烯酰胺类聚合物和目标药物构成的混合物；该实施例中的聚丙烯酰胺类聚合物的分子量约为8.0×104；该实施例中的目标药物为胰岛素，按照质量比15∶85与聚丙烯酰胺类聚合物共混后使用；该实施例制备微针阵列芯片的衬底2所采用的材料为纯聚丙烯酰胺类聚合物；
具体步骤如下：
1、首先将上述聚丙烯胺类聚合物和胰岛素构成的混合物与水按照质量百分比20∶80混合，并使用振荡计使其混合均匀，然后利用超声波将混合液处理5分钟，以消除其中的气泡；
2、将步骤1配制好的混合液，实施例4-6中制得的阴模和水平操作平台放置于手套箱内；将润滑油均匀地涂抹在水平操作平台的表面，将阴模固定在水平操作平台的表面上；
3、将步骤1中制得的混合液浇注于如图11或12所示的阴模中。制备聚合物微针阵列1和衬底2薄层所需浇注的混合液的体积由微针阵列腔体10的体积、衬底腔体11的部分体积，以及聚丙烯酰胺类聚合物和其与胰岛素构成的混合物在混合液中的质量百分决定。对所浇注的聚合物的水溶液进行烘干处理，烘干温度为40℃；烘干处理至聚合物和目标药物构成的混合物的水溶液失去流动性后停止；
4、按照上述步骤1将纯聚丙烯酰胺类聚合物与水按照质量比40∶60进行混合。待聚合物完全溶解后，用超声波将聚合物的水溶液处理5分钟，以消除其中的气泡；
5、将上述步骤4中制得的聚合物的水溶液浇注于已浇注了步骤3所使用的阴模中；制备微针阵列芯片所需浇注的聚合物的水溶液的体积由衬底腔体11的部分体积，以及聚丙烯酰胺类聚合物在水溶液中的质量分数决定；对所浇注的聚合物的水溶液进行烘干处理，烘干温度为40℃；若一次浇注到阴模中的聚合物水溶液无法满足制备微针阵列芯片的衬底2的需要时，可在部分浇注到模具中的聚合物的水溶液中的部分水分蒸发后进行二次或者更多次浇注，然后继续进行烘干处理，最终使所有浇注到模具中的水溶液中的聚合物和目标药物均固化成型，得到满足设计要求的聚合物微针阵列芯片；
6、将固化的聚丙烯酰胺类聚合物及其与胰岛素所构成的混合物从阴模中取出，即可得到如图15所示的聚合物微针阵列芯片。
上述聚丙烯酰胺类聚合物的分子量可为5.0×104～2.0×105之间某一值；也可为分子量在5.0×104～2.0×105之间的不同分子量的聚丙烯酰胺按照一定比例混合构成的混合物；
上述胰岛素在其与聚丙烯酰胺类聚合物构成的混合物中的质量分数可以在0.1～50％之间变化；
上述聚丙烯酰胺类聚合物与胰岛素构成的混合物的在混合液中的质量分数，可在1-80％之间变化；
上述纯聚丙烯酰胺类聚合物在其水溶液中的质量分数，可在30～80％之间变化；
上述烘干温度，可在30-90℃之间变化；
上述烘干处理的时间，可根据温度及其他条件的变化进行调整；
上述胰岛素可由任意分子量的疫苗、多肽、蛋白质、多糖、核酸、激素、抗癌药物、基因工程药物、天然产物药物、中药成分或者营养成分中的一种或者几种组分的组合替代。
实施例24
该实施例用于说明利用实施例18-20所制得的阴模制备聚合物微针阵列芯片的方法；
该实施例中制备微针针体使用聚丙烯酰胺类聚合物和目标药物构成的混合物；该实施例中的目标药物为胰岛素，按照质量比10∶90与聚丙烯酰胺类聚合物共混后使用；该实施例制备微针阵列芯片的衬底2所采用的材料为聚乳酸薄膜；
具体步骤如下：
1、首先将上述聚丙烯胺类聚合物和胰岛素构成的混合物与水按照质量百分比15∶85混合，并使用振荡计使其混合均匀，然后利用超声波将混合液处理5分钟，以消除其中的气泡；
2、将步骤1配制好的混合液，实施例4-6中制得的阴模和水平操作平台放置于手套箱内；将润滑油均匀地涂抹在水平操作平台的表面，然后将阴模固定在水平操作平台的表面上；
3、将步骤1中制得的混合液浇注于如图11或12所示的阴模中；制备聚合物微针阵列1及所连接的衬底薄层所需浇注的混合液体积由微针阵列腔体10的体积、衬底腔体11的部分体积，以及聚丙烯酰胺类聚合物与胰岛素构成的混合物在混合液中的质量百分比决定；对所浇注的混合液进行烘干处理，烘干温度为40℃；烘干处理至所浇注的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物和胰岛素完全固化后停止；
4、将预制好的聚乳酸薄膜粘结在微针阵列芯片衬底层的背面；
5、将粘结了聚乳酸薄膜的微针阵列芯片从从阴模中取出，即可得到如图15所示的聚合物微针阵列芯片。
上述胰岛素在其与聚丙烯酰胺类聚合物构成的混合物中的质量分数可以在0.1～50％之间变化；
上述聚丙烯酰胺类聚合物的分子量可为5.0×104～2.0×105之间某一值；也可为分子量在5.0×104～2.0×105之间的不同分子量的聚丙烯酰胺按照一定比例混合构成的混合物；
上述聚丙烯酰胺类聚合物与胰岛素构成的混合物的在混合液中的质量分数，可在1-80％之间变化；
上述烘干温度，可在30-90℃之间变化；
上述烘干处理的时间，可根据温度及其他条件的变化进行调整；
上述胰岛素可由任意分子量的疫苗、多肽、蛋白质、多糖、核酸、激素、抗癌药物、基因工程药物、天然产物药物、中药成分或者营养成分中的一种或者几种组分的组合替代。
实施例25
该实施例用于说明利用实施例21所制得的聚合物微针阵列芯片制备微针经皮给药贴剂的方法；
具体步骤如下：
1、利用医用塑料加工成和衬底2具有同样形状，即边长为7.5毫米的正方形，厚度为200微米的基板3，然后将基板3粘结在衬底2的背面；
2、利用天然橡胶制得防渗垫圈4；防渗垫圈4内侧的形状和所包围的基板3的形状一致，即边长为7.5毫米；防渗垫圈4的横截面为矩形，高度和所包围的基板3的高度一致，即200微米，宽度为500微米；
3、将防渗层7与粘结胶带6结合在一起，裁剪成长为25毫米，宽为10毫米的长方形；防渗层为已进行了疏水处理的棉花纤维；
4、将25毫米长，10毫米宽的防粘层6居中部分裁掉，裁掉部分形状与面积和防渗垫圈4的外侧的形状和面积一致；将裁剪好的防粘层6放置在防渗垫圈4的周围；
5、将已与防渗层7结合在一起的粘结胶带的内侧覆盖在基板3，防渗垫圈4和防粘层5之上，并使其粘合在一起。
制备好的聚合物微针经皮贴剂的微针阵列1部分继续保存在制备聚合物微针阵列芯片的模具中；
上述微针阵列芯片的空间参数，包括微针的数量、高度、间距、衬底2的厚度、衬底2最外侧任意位置与微针阵列1的最短距离等，可以根据需要进行调整；
上述基板12可由医用聚合物、合成树脂、乳胶、橡胶、玻璃、陶瓷、金属或者复合材料中的至少一种制备而成；基板12可为上述材料制备而成的多层薄膜，每层之间采用粘结，融合，键合或者物理方法使其紧密结合在一起；
上述防渗垫圈4可由乳胶、橡胶、医用塑料、聚合物中的中的至少一种制备而成；
上述防渗层7可由任何具有疏水性的纤维，乳胶、橡胶等其中的一种制备而成。
实施例26
该实施例用于说明利用实施例22所制得的聚合物微针阵列芯片制备微针经皮给药贴剂的方法；
同实施例25，改变制备微针阵列芯片的材料为聚丙烯酰胺类聚合物和目标药物构成的混合物；本实施例中的目标药物为牛血清蛋白，质量分数为20％；
上述牛血清蛋白在其与聚丙烯酰胺类聚合物构成的混合物中的质量分数可以在0.5～50％之间变化；
上述牛血清蛋白可由任意分子量的疫苗、多肽、蛋白质、多糖、核酸、激素、抗癌药物、基因工程药物、天然产物药物、中药成分或者营养成分中的一种或者几种组分的组合替代。
实施例27
该实施例用于说明利用实施例23所制得的聚合物微针阵列芯片制备微针经皮给药贴剂的方法；
同实施例25，改变制备微针阵列芯片中的微针阵列1的材料为聚丙烯酰胺类聚合物与目标药物构成的混合物；本实施例中的目标药物为胰岛素，质量分数为15％；
上述胰岛素在其与聚丙烯酰胺类聚合物构成的混合物中的质量分数可以在0.5～50％之间变化；
上述胰岛素可由任意分子量的疫苗、多肽、蛋白质、多糖、核酸、激素、抗癌药物、基因工程药物、天然产物药物、中药成分或者营养成分中的一种或者几种组分的组合替代。
实施例28
该实施例用于说明利用实施例24所制得的聚合物微针阵列芯片制备微针经皮给药贴剂的方法；
改变制备微针阵列芯片中的微针阵列1的材料为聚丙烯酰胺类聚合物与目标药物构成的混合物；制备衬底2的材料为聚乳酸；本实施例中的目标药物为胰岛素，质量分数为10％；制备该贴剂时，衬底2后面不需要再粘合基板12，周围不再环绕防渗垫圈13；
具体步骤如下：
1、防粘层14居中部分裁掉的形状和面积与衬底2的形状和面积一致，然后将裁剪好的防粘层14放置在衬底2的周围；
2、将与防渗层16结合在一起的粘结胶带6的内侧直接覆盖在衬底2和防粘层14之上，并使其粘合在一起。
上述胰岛素在其与聚丙烯酰胺类聚合物构成的混合物中的质量分数可以在0.5～50％之间变化；
上述胰岛素可由任意分子量的疫苗、多肽、蛋白质、多糖、核酸、激素、抗癌药物、基因工程药物、天然产物药物、中药成分或者营养成分中的一种或者几种组分的组合替代。
实施例29-31用于说明上述实施例25-28所制备的聚合物微针经皮给药贴剂的使用方法。
实施例29
将用于模拟人体皮肤的冰冻猪皮解冻；解冻好之后对施药部位进行清洗和消毒处理；
将实施例25制备的微针经皮给药贴剂从模具中取出，放在放大镜下进行观察，发现断针数量小于/等于2个；
将防粘层14撕去，通过轻按的方式将微针阵列刺入解冻后的猪皮内，一分钟后移开；
将混有荧光标记染料FITC的流感疫苗涂覆在被微针阵列刺破的猪皮表面，然后放在温度不高于36℃，相对湿度不低于40％的环境中，静止半小时；
将涂覆了流感疫苗的猪皮置于荧光显微镜观察，发现表面具有明显的微孔，染料可以透入猪皮的内部；
上述施药方法适合于其他疫苗类，或者其他使用量较少且对用量无严格要求的药品的用药。
实施例30
将用于模拟人体皮肤的冰冻猪皮解冻；解冻好之后对施药部位进行清洗和消毒处理；
将实施例26制备的微针经皮给药贴剂从模具中取出，放在放大镜下进行观察，发现断针数量小于/等于2个；
将防粘层14撕去，通过轻按的方式将微针阵列1刺入解冻后的猪皮内，并通过粘结胶带6将微针经皮给药贴剂固定在皮肤表面；将上述猪皮和微针贴剂放置于温度不高于36℃，相对湿度不低于40％的环境中。1小时后将微针经皮给药贴剂从猪皮上移开；
将移除微针经皮给药贴剂的猪皮置于放大镜下进行观察，发现表面具有明显的微孔，牛血清蛋白可以透入猪皮的内部；
上述施药方法适合于药品比较便宜，用量较多且对用量无严格要求的药品的用药。
实施例31
同实施例30，改变微针经皮给药贴剂为实施例27或28中制备的微针经皮给药贴剂；
上述施药方法适合于药品比较昂贵，对用量有严格要求的药品的用药。
以上具体实施方式和实施例对本发明进行了详细描述。以上详细描述是为了使本领域的技术人员可以更好的理解本发明。本领域的技术人员，在本发明的基础上可以对技术方案做适当的变化或者变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴。本发明的专利保护范围由权利要求限定。

Claims (27)

1.一种聚合物微针阵列芯片，其包括微针阵列和微针阵列立于其上的衬底；其特征在于：
制备所述微针阵列的材料采用聚丙烯酰胺类聚合物；
所述聚丙烯酰胺类聚合物的分子量为1.0×104～2.0×105；
所述聚丙烯酰胺类聚合物的维氏硬度在150～600HV之间；
所述聚丙烯酰胺类聚合物的冲击强度在5～30J/m之间。
2.根据权利要求1所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于：利用所述聚丙烯酰胺类聚合物制备的厚度为2毫米、边长为1厘米的正方形薄板浸泡在静止放置的生理盐水中时，经6小时至少溶解50％。
3.根据权利要求1～2所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于：所述聚丙烯酰胺类聚合物是由丙烯酰胺单体聚合而成的聚合物；所述聚丙烯酰胺类聚合物中残余丙烯酰胺单体含量≤0.5ppm。
4.根据权利要求1所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于：所述聚丙烯酰胺类聚合物中混合有生物活性物质或药物，所述生物活性物质或药物在混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％。
5.根据权利要求4所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于：所述生物活性物质或药物选自下列物质中的一种或多种：疫苗、多肽、蛋白质、多糖、核酸、激素、抗癌药物、基因工程药物、天然产物药物、中药成分或者营养成分。
6.根据权利要求1～5中任一所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于：所述微针阵列由至少2个以上的微针组成；所述微针包括针杆和针头两部分；所述针杆为微针的主体部分，其一端固定在微针阵列芯片的衬底上；所述针头为微针的顶部，其一端与针杆相连接，针头的形状为任意尖端状结构。
7.根据权利要求1或6所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于：所述微针的最大截面圆或外接圆的直径为50-1000微米；所述微针的长度为100～5000微米；所述衬底的厚度为50～5000微米。
8.根据权利要求1或7所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于：所述衬底包括衬底薄层和衬底主体层，所述衬底薄层是指与微针阵列部分相连的厚度小于50微米的薄膜结构，衬底主体层与衬底薄层相连构成整个衬底。
9.根据权利要求1所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于：所述衬底采用的材料为聚丙烯酰胺类聚合物。
10.根据权利要求4所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于：所述衬底采用的材料为聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物，所述生物活性物质或药物在混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％
11.根据权利要求8所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于：所述聚合物微针芯片的微针阵列和衬底薄层采用的材料是聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物，所述生物活性物质或药物在混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％；所述衬底主体层由聚丙烯酰胺类聚合物制备而成。
12.根据权利要求8所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于：所述微针阵列和衬底薄层采用的材料是聚丙烯酰胺类聚合物，所述衬底主体层采用的材料是聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯、橡胶、乳胶、玻璃、金属热塑性复合材料中的一种或两种以上材料的分层组合。
13.根据权利要求8所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于：所述微针阵列和衬底薄层采用的材料是聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物，所述生物活性物质或药物在混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％；所述衬底主体层采用的材料是聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯、橡胶、乳胶、玻璃、金属热塑性复合材料中的一种或两种以上材料的分层组合。
14.根据权利要求1、2、4、9～13中任一所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于，所述聚丙烯酰胺类聚合物制备方法如下：
合成反应体系包括以醇类为主的有机溶剂、水、丙烯酰胺单体和引发剂四部分；反应过程中不间断地对反应体系通高纯氮气进行保护、保持搅拌、在温度升高至目标温度后进行保温；反应结束后，先对反应产物进行去除丙烯酰胺单体的处理，然后进行烘干以得到聚丙烯酰胺类聚合物。
15.根据权利要求14所述的聚合物微针阵列芯片，其特征在于，所述聚丙烯酰胺类聚合物制备方法包括如下具体步骤：
S-1，在配有搅拌装置的反应器内，按照设定值加入有机溶剂、水、丙烯酰胺单体；
所述的有机溶剂包括醇类有机溶剂和酮类有机溶剂；醇类有机溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇等组分中的至少一种或者两种以上混合物；醇类溶剂在反应体系中的体积百分数≥60％；所述酮类有机溶剂选自丙酮、丁酮、甲基异丁基酮和环己酮中等组分中的一种或者两种以上的混合物，所述酮类溶剂在反应体系中的体积百分数≤25％；
所述水在反应体系中的体积百分数占应≤25％；
所述的丙烯酰胺单体在反应体系中的初始浓度为0.1-3mol/L；
S-2，向包含上述溶剂、水和丙烯酰胺单体组成的反应体系的反应器内通高纯氮气以除氧，搅拌，同时将反应体系加热升温至目标温度；所述的目标温度为30-85℃；
S-3，反应体系温度达到目标温度后，将引发剂加入上述反应体系中，保持搅拌和氮气通入；所述的引发剂为偶氮类引发剂，或过氧化物；所述偶氮类引发剂选自下列物质中的一种或多种：偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二丁酸二异丁酯、偶氮二异丁酸二甲酯；所述过氧化物选自下列物质中的一种或多种：过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰；更优选地，所述的引发剂还包括还原剂；优选地，所述还原剂选自下列物质中的一种或两种：亚硫酸氢钠、偏亚硫酸钠；引发剂的的用量为上述丙烯酰胺单体重量的0.01～1％；
S-4，加入引发剂后，在目标温度下继续恒温8～30小时，并保持搅拌和氮气通入；所述目标温度为30-85℃；
S-5，反应结束后，首先将反应器内的固液混合物进行真空过滤，然后将得到的固体产物放在真空烘箱内进行干燥，温度为30～70℃之间；
S-6，将干燥后的反应产物用水溶解，待完全溶解后，加入只能溶解丙烯酰胺单体而不能溶解聚合产物的有机溶剂进行重沉淀，以去除未反应的丙烯酰胺单体，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮和环己酮中的至少一种或者两种以上的混合物；
重复以上S-5-S-6两个步骤2～4次；
S-7，将除掉丙烯酰胺单体后的反应产物在真空烘箱中进行干燥，温度为30-70℃，时间为20-50小时，得到聚丙烯酰胺类聚合物。
16.如权利要求9所述的聚合物微针阵列芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用下列金属材料中的一种或多种制得与目标聚合物微针阵列芯片具有相同空间特征的微针阵列芯片原型：钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金，镍合金、铝合金、铜合金；
2)利用步骤1)制得的金属微针阵列芯片原型和下列聚合物材料中的一种或多种制备阴模：聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷。
3)将金属微针阵列芯片原型从阴模中脱出；
4)将聚丙烯酰胺类聚合物和水在10～90℃的温度下混合得到水溶液；所述聚丙烯酰胺聚合物在水溶液中的质量百分数为1～80％；优选地，质量百分数为10～50％；
5)将步骤4)制得的水溶液进行超声处理，以去除其中的气泡；
6)将步骤5)制得的水溶液浇注到已被进行了清洗处理的阴模中，然后将浇注了水溶液的阴模放置在水平操作平台上；优选地，将模具和水平操作平台放置在封闭的体系中；优选地，水平操作平台与模具之间使用粘性液体密封；
7)将步骤6)浇注到阴模中的水溶液在20～90℃下进行烘干处理；使浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，制得聚合物微针阵列芯片。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：步骤6)和步骤7)包括如下具体步骤：
A1、如果一次浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物满足制备聚合物微针阵列芯片需要时，可将注入阴模中的水溶液直接烘干至其中的聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，得到聚合物微针阵列芯片；
B1、如果一次浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯胺按类聚合物无法满足制备聚合物微针阵列芯片需要时，可以通过烘干处理去除浇注于阴模中的水溶液中的部分水分，然后进行二次或多次浇注，直到阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物能够满足制备微针阵列芯片的需要为止，最后通过烘干处理使水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，得到聚合物微针阵列芯片。
18.如权利要求10中所述的聚合物微针阵列芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用下列金属材料中的一种或多种制得与目标聚合物微针阵列芯片具有相同空间特征的微针阵列芯片原型：钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金、镍合金、铝合金、铜合金；
2)利用步骤1)制得的金属微针阵列芯片原型和下列聚合物材料中的一种或制备阴模：聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷；
3)将金属微针阵列芯片原型从阴模中脱出；
4)将聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物混合，得到混合物；所述生物活性物质或药物在混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％。
5)将步骤4)制得的混合物在10～90℃的温度下与水混合得到混合液；所述混合物在混合液中的质量百分数为1～80％；优选地，质量百分数为10～50％；
6)将步骤5)制得的混合液进行超声处理，以去除其中的气泡；
7)将步骤6)制得的混合液浇注到已被进行了清洗处理的阴模中；然后将浇注了混合液的阴模放置在水平操作平台上；优选地，将模具和水平操作平台放置在封闭的体系中；优选地，水平操作平台与模具之间使用粘性液体密封。
8)将步骤7)浇注到阴模中的混合液在20～90℃下进行烘干处理；使浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，制得聚合物微针阵列芯片。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：步骤7和步骤8)包括如下具体步骤：
A2、如果一次浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备聚合物微针阵列芯片需要时，可将注入阴模中的混合液直接烘干至其中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到聚合物微针阵列芯片；
B2、如果一次浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物无法满足制备聚合物微针阵列芯片需要时，可以通过烘干处理去除浇注于阴模中的混合液中的部分水分，然后进行二次或多次浇注，直到阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的需要时为止，最后通过烘干处理使混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到聚合物微针阵列芯片。
20.如权利要求11中所述的聚合物微针阵列芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用下列金属材料中的一种或多种制得与目标聚合物微针阵列芯片具有相同空间特征的微针阵列芯片原型：钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金、镍合金、铝合金、铜合金；
2)利用步骤1)制得的金属微针阵列芯片原型和下列聚合物材料中的一种或多种制备阴模：聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷；
3)将金属微针阵列芯片原型从阴模中脱出；
4)将聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物混合，得到混合物；所述生物活性物质或药物在混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％；
5)将步骤4)制得的混合物在10～90℃的温度下与水混合得到混合液；所述混合物在混合液中的质量百分数为1～80％；优选地，质量百分数为10～50％；
6)将步骤5)制得的混合液进行超声处理，以去除其中的气泡。
7)将步骤6)制得的混合液浇注到已被进行了清洗处理的阴模中；然后将浇注了混合液的阴模放置在水平操作平台上；优选地，将模具和水平操作平台放置在封闭的体系中；优选地，水平操作平台与模具之间使用粘性液体密封。
8)将步骤7浇注到阴模中的混合液在20～90℃下进行进行烘干处理；浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型；制得聚合物微针阵列芯片的微针阵列和与其连接的厚度小于50微米的衬底薄层；
9)将聚丙烯酰胺类聚合物和水在10～90℃的温度下混合得到水溶液；所述聚丙烯酰胺聚合物在水溶液中的质量百分数较高，为20～80％；优选地，质量百分数为30～50％；优选地，一次浇注于于阴模中的水溶液能够满足制备聚合物微针阵列芯片的衬底的需要；
10)将步骤9)制得的水溶液进行超声处理，以去除其中的气泡。
11)将步骤10中制备的水溶液继续浇注到步骤步骤7)和8)所述的阴模中；
12)将步骤11)浇注到阴模中的水溶液20～90℃下进行烘干处理；使浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，制得完整的聚合物微针阵列芯片。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于：步骤7)和步骤8)包括如下具体步骤：
A3、如果一次浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层的需要时，将注入阴模中的混合液直接烘干至其中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分；
B3、如果一次浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物无法满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时，通过烘干处理去除浇注于阴模中的混合液中的部分水分，然后进行二次或多次浇注，直到阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时为止，最后通过烘干处理使混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，得到符合设计要求的聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分。
22.如权利要求12中所述的聚合物微针阵列芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用下列金属材料中的一种或多种制得与目标聚合物微针阵列芯片具有相同空间特征的微针阵列芯片原型：钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金、镍合金、铝合金、铜合金。
2)利用步骤1)制得的金属微针阵列芯片原型和下列聚合物材料中的一种或多种制备阴模：聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷；
3)将金属微针阵列芯片原型从阴模中脱出；
4)将聚丙烯酰胺类聚合物与水混合得到水溶液；将聚丙烯酰胺类聚合物和水在10～90℃的温度下混合得到水溶液；所述聚丙烯酰胺聚合物在水溶液中的质量百分数为1～80％；优选地，质量百分数为10～50％；
5)将步骤4)制得的水溶液进行超声处理，以去除其中的气泡；
6)将步骤5)制得的水溶液浇注到已被进行了清洗处理的阴模中，然后将浇注了水溶液的阴模放置在水平操作平台上；优选地，将模具和水平操作平台放置在封闭的体系中；优选地，水平操作平台与模具之间使用粘性液体密封；
7)将步骤6)浇注到阴模中的水溶液在20～90℃下进行烘干处理；使浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，制得聚合物微针阵列芯片的微针阵列和与其连接的衬底薄层；
8)将步骤7)制备的微针阵列芯片的微针阵列和衬底薄层与下列单层或多层薄膜材料中的一种或多种制作的衬底部分连接在一起得到聚合物微针阵列芯片：自聚乙烯、聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷、橡胶、聚乳酸、乳胶、玻璃、金属热塑性复合材料；所述单层或者多层薄膜制作的衬底主体层通过粘结、融合、键合与衬底薄层紧密结合在一起；
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：步骤6)和步骤7)包括如下具体步骤：
F4、如果一次浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时，将注入阴模中的水溶液直接烘干至其中的聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，得到聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分；
G4、如果一次浇注到阴模中的水溶液中的聚丙烯酰胺类聚合物无法满足制备微针阵列芯片的阵列部分和衬底薄层部分的需要时，先通过烘干处理去除浇注于阴模中的水溶液中的部分水分，然后进行二次或多次浇注，直到阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时为止，最后通过烘干处理使聚丙烯酰胺类聚合物固化成型，得到聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分。
24.如权利要求13中所述的聚合物微针阵列芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用下列金属材料中的一种或多种制得与目标聚合物微针阵列芯片具有相同空间特征的微针阵列芯片原型：钛、铜、铝、镍、钨、不锈钢、钛合金、镍合金、铝合金、铜合金；
2)利用步骤1)制得的金属微针阵列芯片原型和下列聚合物材料中的一种或多种制备阴模：聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷；
3)将金属微针阵列芯片原型从阴模中脱出；
4)将聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物混合，得混合物；所述生物活性物质或药物在混合物中的质量百分数为0.1～50％；优选地，质量百分数为10～20％；
5)将步骤4)制得的混合物在10～90℃的温度下与水混合得到混合液；所述混合物在混合液中的质量百分数为1～80％；优选地，质量百分数为10～50％；
6)将步骤5)制得的混合液进行超声处理，以去除其中的气泡；
7)将步骤6)制得的混合液浇注到已被进行了清洗处理的阴模中；然后将浇注了混合液的阴模放置在水平操作平台上；优选地，将模具和水平操作平台放置在封闭的体系中；优选地，水平操作平台与模具之间使用粘性液体密封。
8)将步骤7)浇注到阴模中的混合液在20～90℃下进行烘干处理；使浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，制得聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分。
9)将步骤7)制备的微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层与下列单层或多层薄膜材料中的一种或多种制作的衬底部分连接在一起得到聚合物微针阵列芯片：自聚乙烯、聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯、聚二甲基硅氧烷、橡胶、聚乳酸、乳胶、玻璃、金属热塑性复合材料；所述单层或者多层薄膜制作的衬底主体层通过粘结、融合、键合与衬底薄层紧密结合在一起。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于：步骤7)和步骤8)包括如下具体步骤：
A5、如果一次浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时，将注入阴模中的混合液直接烘干至其中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，制得聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分；
B5、如果一次浇注到阴模中的混合液中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物无法满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时，通过烘干处理去除浇注于阴模中的混合液中的部分水分，然后进行二次或多次浇注，直到阴模中的聚丙烯酰胺类聚合物与生物活性物质或药物构成的混合物能够满足制备微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分的需要时为止，最后通过烘干处理使聚丙烯酰胺类聚合物与生物生物活性物质或药物构成的混合物固化成型，制得符合设计要求的聚合物微针阵列芯片的微针阵列部分和衬底薄层部分。
26.如权利要求9-13中任一所述的聚合物微针阵列芯片的微针经皮给药贴剂，其特征在于：包括聚合物微针阵列芯片、基板、防渗垫圈、防粘层、粘结胶带和防渗层；所述微针阵列芯片包括微针阵列和微针阵列立于其上的衬底；所述基板是指粘附在聚合物微针阵列芯片衬底背面的一层或者多层薄膜；所述防渗垫圈环绕在微针阵列芯片衬底和基板的边缘一层垫圈；所述防粘层覆盖在防渗垫圈外部的区域；所述粘结胶带是内外两侧均具有粘性的双面胶带，其内侧覆盖基板、防渗垫圈和防粘层，外侧与防渗层粘结在一起；所述粘结胶带外侧覆盖防渗层；所述防渗层为粘结胶带外侧所覆的一层保护薄膜。
27.如权利要求26所述的微针经皮给药贴剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将基板与微针阵列芯片的衬底粘附在一起；
2)将防渗垫圈固定在微针贴剂的基板周围；
3)将防粘层设置在微针基板或微针阵列芯片衬底的外侧；
4)将双面胶带内侧与微针贴剂的基板、防渗垫圈和防粘层粘合在一起；
5)将防渗层与粘结胶带的外侧粘附在一起；制得聚合物经皮给药贴剂。
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