CN105025976B - 微型针、微型针的制造模具和制造方法 - Google Patents

微型针、微型针的制造模具和制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及微型针、所述微型针的制造模具和制造方法。更加具体地，本发明涉及使美肤物质或药物经由皮肤被吸收的微型针、所述微型针的塑料制造模具和制造方法。

Description

微型针、微型针的制造模具和制造方法
技术领域
本发明涉及微型针、微型针的制造模具和制造方法。更加特别地，本发明涉及用于促进皮肤吸收化妆品材料或药物的微型针、用于制造所述微型针的塑料模具以及所述微型针的制造方法。
背景技术
将诸如护肤或化妆品材料或药物等有用的材料导入体内的供给系统通过用上述材料涂覆皮肤或通过将贴膜或贴布敷于皮肤，从而具有能够连续供给材料、无疼痛和便于使用等优势。
然而，角质层(皮肤最外层的表皮层)的厚度为10μm至60μm，它起到防止异物侵入人体的屏障的作用，因此，利用涂覆或贴布的供给系统的吸收效率非常低。特别地，当被供给的材料是亲水性材料或具有大的分子量时，人体对它们的吸收变得更弱。
注射是将有用的材料供给至体内的有效方法。然而，直径为几毫米且长度为几厘米这样尺寸的注射针会刺激许多痛觉感受器，给所述注射针的被施用者造成明显的疼痛。此外，注射应当在医院或专门护肤机构进行，不能在家容易地使用。
为了克服传统注射的缺点，研发了直径为几十至几百μm且长度为几百至几千μm的微型针(micro needle)。所述微型针在角质层中形成微孔，使得即便是亲水性的或大分子量的材料，所述微孔也能够使上述材料容易地被皮肤吸收或通过皮肤被供给至体内。
此外，当被实施于使用传统微型针穿透的位置时，有用的材料以更快的速度被吸收入或被供给至体内。此外，因为微型针太短而没有达到分布有神经细胞的真皮层，所以微型针的施用不会产生疼痛。即使微型针穿透至真皮层中，微型针的直径和长度比传统的注射针更小并且比传统的注射针刺激更少的痛觉感受器，使得使用者仅感觉到微小的疼痛。
WO 02/047555公开了用于处理使用者的皮肤的器件和处理使用者皮肤的方法。所述器件包括限定了凸的头部表面的头部以及设置于头部并且从所述头部表面突出预定距离的间隔开的多个针。所述方法是：通过使用足以使针穿透使用者表皮的力将所述器件按压至使用者皮肤上，在表皮中留下微小裂口。
美国专利第5487726号说明了适于将疫苗施加至皮肤且在角质层中形成微小裂口的经皮疫苗施加系统。
然而，根据WO 02/047555和美国专利第5487726号，因为药物的真皮施加和经皮形成微小裂口是分别进行的，所以不便于使用者使用器件或系统。
美国专利第6603998号公开了这样的将分子供给至细胞中的方法：用待被供给的分子涂覆微型针型电极且将所述电极施加于皮肤。
美国专利第6132755号公开了这样的药剂主动受控经角膜供给系统：其中，设置有微型插针的药物容器被设计为使活性物质能够在泵的帮助下经过微型插针的毛细开口而进入使用者体内。
美国专利申请第2005/0251088号公开了这样的药剂供给方法：其中，当多孔针在表皮中形成微小裂口时，存储于多孔针针孔中的药剂以经皮的方式被供给。
美国专利号3964482公开了药物供给器件，其包括与药物贮存器连通的穿刺突起，其中，当穿刺突起被施用于表皮的角质层时，药物通过扩散以经皮的方式被施用至皮肤中。
然而，美国专利第6603998号、第6132755号和第3964482号以及美国专利申请第2005/0251088号都需要用于感兴趣的材料的供给的额外器件。
促进护肤化妆品材料的经真皮供给的替代方法是：在将护肤化妆品涂敷至皮肤之前，使用磨损角质层的化妆品。为此，通常可以使用磨砂剂来去除角质层。在将护肤化妆品材料涂敷至皮肤之前必须清洗掉磨砂剂。此外，必须小心避免磨砂剂进入眼睛。如果进入了眼睛，那么磨砂剂将难以去除。除了造成异物感之外，当揉眼睛时，存在于眼睛内的磨砂剂可能磨损角质层。
韩国专利第10-1206985号公开了用于按摩皮肤的化妆品成分，包括混合有非水化妆品材料的糖磨砂体。所述化妆品成分表现出皮肤保湿、促进血液循环和去除真皮死细胞和角膜层的作用。
然而，韩国专利第10-1206985号的糖磨砂体的通常形态具有8个以上的表面，这些表面之间具有钝的边缘和大的角度，因此，它们的磨砂效果不显著。
通向本发明，本发明人通过对护肤化妆品物质或药剂的供给的集中和彻底的研究，获得了这样的发现：能够使用含有皮肤化妆品材料或药物的四面体或角锥体的微型针作为磨砂，从而容易地进行皮肤化妆品材料或药物的经皮供给。
发明内容
技术问题
本发明的主要目的是提供护用于肤化妆品材料或药物经皮供给的微型针。
本发明的另一个目的是提供用于护肤化妆品材料或药物经皮供给的微型针的刻有四面体或角锥体形状的制造模具。
本发明的又一个目的是提供用于护肤化妆品材料或药物经皮供给的微型针的制造方法，所述方法包括：(i)使用护肤化妆品材料或药物和生物相容性材料的水溶液填充凹雕模具；(ii)使溶液脱水以获得微型针；并且(iii)将微型针与凹雕模具分离。
问题的解决方案
根据本发明的方面，本发明提出一种用于护肤材料或药物经皮供给的微型针。
如本文所使用，术语“微型针(micro-needle)”指的是四面体或角锥体微型结构(micro-structure)(参见图1)。此外，角锥体微型结构是指这样多面体结构：该多面体结构的一个表面(底面)是多边形，其它的表面是在顶部会聚于一点的三角形。
在本发明中，微型针可以具有平坦的或起伏的表面且/或可以是空心的。此外，微型针的边缘或顶点可以是有缺陷的，例如局部破损等。
微型针可以由诸如多糖、聚乙烯醇、聚羧乙烯、壳聚糖、透明质酸、纤维素聚合物或氯化钠盐等生物相容性材料制成。术语“生物相容性材料”指的是对人体无害且在水或体液中能够溶解或降解或者能够膨胀的材料。
在微型针的一个或多个表面可以形成有凹陷部，凹陷部的深度可以被形成为与微型针的高度的一半一样长或者更长。
微型针携带护肤化妆品材料或药物，从而使所述护肤化妆品材料或药物能够被皮肤有效地吸收。
能够在图2中看出，当被涂敷于皮肤(10)后对皮肤进行按压或磨砂时，含有护肤化妆品材料2的微型针1由于其锋利的顶点或边缘而在表皮(11)的角质层上形成微小裂口或磨损掉一部分角质层。
一旦经由形成于角质层的微小裂口(13)或通过使角质层变薄而穿过作为最大皮肤物理屏障的角质层，护肤化妆品材料就能够容易地扩散进入既富含水并且细胞密度相对低的表皮和真皮12，使得能够提高化妆品材料的真皮吸收。
因为需要多边形的锋利的顶点或边缘来促进真皮吸收，所以六边形或具有更多表面的多边形可能不适于这个目的。
此外，如果微型针1不溶解而是维持最初形状，那么使用者必须洗掉微型针。此外，当微型针嵌入角质层中时，微型针会插入所述微小裂口，从而使化妆品材料的真皮吸收劣化。因此，优选地，用于化妆品材料或药品的经皮供给的微型针应当在水或体液中被溶解或被降解，或者微型针应当在水或体液中膨胀。
当皮肤化妆品材料2被包含在微型针1中时，皮肤化妆品材料应当不会使微型针溶解。
因为表皮角质层的厚度范围为10μm至60μm且皮肤有弹性，所有微型针优选具有这样的四面体或角锥体形状：该形状的边或高度的范围为50至500μm以能够穿透角质层。
包含于本发明的微型针中的皮肤化妆品材料可以是抗氧化剂、生长因子、防皱剂或细胞培养物或培养基。
在一个示例性实施例中，抗氧化剂可以选自维生素C和维生素E，生长因子可以选自上皮细胞生长因子(EGF)和成纤维细胞生长因子(FGF)，且细胞培养物或培养基可以选自干细胞培养物和干细胞培养基。
可以被本发明的微型针携带的药物可以是胰岛素或生长激素。
如图3所示，四面体或角锥体微型针1可以与皮肤化妆品材料2一起布置在贴布20上，贴布20能够施用于皮肤。当以这样的方式施用于皮肤时，微型针在皮肤化妆品材料要被供给的角质层的期望位置形成微型通道，而不会在手指或手掌的角质层中形成微型通道。
在本发明的另一个示例性实施例中，如图4所示，多个四面体或角锥体微型针1可以分布并排列在涂覆有粘合剂22的贴布21上以使多个四面体或角锥体微型针1被附接至所述贴布。当将该贴布施用于皮肤时，微型针能够更加有效地在角质层中形成微型通道。
不仅四面体或角锥体微型针1可以混合有皮肤化妆品材料2，而且如美国专利第6132755号和美国专利申请第2005/0251088号所公开的，微型针的内部可以填充有用于恢复皮肤活力、去除皱纹和改善肤色的皮肤化妆品材料或者填充有诸如疫苗、表皮生长因子、生长激素和胰岛素等药物。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了用于皮肤化妆品材料或药物的经皮供给的微型针的刻有四面体或角锥体形状的制造模具。参照图5，该图是根据本发明的模具的横截面图。
模具可以由选自于聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚碳酸酯的塑料制成。
此外，根据本发明的又一个方面提供了用于皮肤化妆品材料或药物的经皮供给的微型针的制造方法，该方法包括：(i)使用皮肤化妆品材料或药物和生物相容性材料的水溶液填充凹雕模具；(ii)使所述溶液脱水以获得微型针；并且(iii)将微型针与凹雕模具分离。
在本发明的一个示例性实施例中，如图5所示，可以通过以下方法来制造四面体或角锥体微型针1：使用含有水和微型针成分(生物相容性材料)的溶液31填充凹雕模具32(图5a)，使溶液干燥以获得微型针(图5b)，并且将微型针与凹雕模具分离(图5c)。
在本发明的另一个示例性实施例中，皮肤化妆品材料可以选自抗氧化剂、生长因子、防皱剂和细胞培养或培养基。
在另一个示例性实施例中，抗氧化剂可以选自维生素C和维生素E，生长因子可以选自上皮细胞生长因子(EGF)和成纤维细胞生长因子(FGF)，且细胞培养物或培养基可以选自干细胞培养物和干细胞培养基。
可以被本发明的微型针携带的药物可以是胰岛素或生长激素。
微型针可以由选自于多糖、聚乙烯醇、聚羧乙烯、壳聚糖、透明质酸、纤维素聚合物和氯化钠的生物相容性材料制成。
模具可以雕刻有边长或高度范围为50至500μm的四面体或角锥体形状。
此外，模具可以由选自于聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚碳酸酯的塑料制成。
本发明的有益效果
与传统技术相比，本发明的微型针能够实现大量的化妆品材料或药物的更高的效率的经皮供给或真皮吸收。
此外，本发明的微型针具有有效的形状并且结构简单，因此容易制造。
附图说明
图1是根据本发明的典型微型针的立体图。
图2是图示了根据本发明示例性实施例的微型针用于人体的示意图。
图3是图示了根据本发明另一个示例性实施例的微型针用于人体的示意图。
图4是图示了根据本发明又一个示例性实施例的微型针用于人体的示意图。
图5是图示了根据本发明的微型针的制造工序的示意图。
图6是本发明的实例中制造的微型针的图像(边长＝380μm，高度＝300μm)。
图7是本发明的实例中制造的微型针的图像(边长＝700μm，高度＝500μm)。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地说明本发明的优选实施例。在下面的说明中，应注意，当常规元件的功能和与本发明相关的元件的详细说明可能使本发明的主旨不清晰时，将省略这些元件的详细说明。通过下面的实例可以更好地理解本发明，所述示例是用来举例说明而不是用来限制本发明的。
实例：微型结构的制造
硅晶圆在图案化掩模下被露出且经受体蚀刻(bulk-etching)处理以获得凹雕的硅模具。对该硅模具进行镀镍。通过热压(hot press)，使聚丙烯在220℃时熔化并且以17kgf/cm2的压力将聚丙烯压至硅模具上以制造尺寸为9cm×9cm的塑料模具，其中，以凹版图案形成了约23400个角锥体，每个角角锥体具有380μm×500μm和700μm×700μm的尺寸。将含有2g的透明质酸、4g的水和200μg的的溶液加入至塑料模具的凹陷部，在室温下干燥，接下来将模制的角锥体微型针与模具分离。图6和图7示出了角锥体微型结构。

Claims (16)

1.一种用于磨去角质层以在皮肤上形成用于皮肤化妆品材料或药物的经皮供给的通道的水溶性微型针，其中，所述微型针是不与基底接触且被分散到非水媒介的微粒，
其中，所述微型针中含有皮肤化妆品材料或药物。
2.如权利要求1所述的微型针，其中，所述皮肤化妆品材料选自于由抗氧化剂、生长因子、防皱剂和细胞培养液或培养基组成的组。
3.如权利要求2所述的微型针，其中，所述抗氧化剂是维生素C。
4.如权利要求2所述的微型针，其中，所述生长因子是表皮生长因子(EGF)或成纤维细胞生长因子(FGF)。
5.如权利要求2所述的微型针，其中，所述细胞培养液或培养基是干细胞培养物或培养基。
6.如权利要求1所述的微型针，其中，所述药物选自于由疫苗、胰岛素和生长激素组成的组。
7.一种用于磨去角质层以在皮肤上形成用于皮肤化妆品材料或药物的经皮供给的通道的水溶性微型针的制造方法，其中，所述微型针是不与基底接触且被分散到非水媒介的微粒，所述方法包括以下步骤：
(i)使用包含下述材料的水溶液填充凹雕模具：生物相容性材料和皮肤化妆品材料，或者生物相容性材料和药物；
(ii)使所述溶液脱水以获得微型针；并且
(iii)将所述微型针与所述凹雕模具分离。
8.如权利要求7所述的方法，其中，从由抗氧化剂、生长因子、防皱剂和细胞培养液或培养基组成的组中选择所述皮肤化妆品材料。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述抗氧化剂是维生素C。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述生长因子是表皮生长因子(EGF)或成纤维细胞生长因子(FGF)。
11.如权利要求8所述的方法，其中，所述细胞培养液或培养基是干细胞培养物或培养基。
12.如权利要求8所述的方法，其中，从由疫苗、胰岛素和生长激素组成的组中选择所述药物。
13.如权利要求7所述的方法，其中，从由多糖、聚乙烯醇、聚羧乙烯、壳聚糖、透明质酸、纤维素聚合物和氯化钠盐组成的组中选择所述生物相容性材料。
14.如权利要求7所述的方法，其中，以凹雕方式将所述模具雕刻成具有四面体或角锥体形状。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述四面体或角锥体形状具有50μm至500μm的边长或高度。
16.如权利要求7所述的方法，其中，从由聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚碳酸酯组成的组中选择的塑料来制成所述模具。
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