CN105726458A - 温度敏感型可溶性微针及其制备方法 - Google Patents

温度敏感型可溶性微针及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种温度敏感型可溶性微针及其制备方法。所述微针包括针尖和基层，所述针尖由温度敏感型材料和高分子赋形材料制备而成，所述基层由高分子材料制备而成；所述温度敏感型材料由材料A与材料B组成；所述材料A选自壳聚糖、聚乙烯醇、甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的一种或几种；所述材料B选自β?甘油磷酸钠、弹性蛋白多肽、泊洛沙姆184、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407中的一种或几种；材料A与材料B的质量比为1:1?20；所述温度敏感型材料与高分子赋形材料的质量比为1:1～10。该微针在皮肤内能够快速溶解，减少了微针对皮肤的刺激性，能够更加安全有效地释放药物。

Description

温度敏感型可溶性微针及其制备方法
技术领域
本发明涉及新型生物医药制剂，特别是涉及一种温度敏感型可溶性微针及其制备方法。
背景技术
蛋白多肽以及核酸类生物大分子药物在医药领域和美容领域占据越来越重要的地位，但是由于稳定性因素，这类药物无法通过最基本的口服给药途径给药，目前注射给药是生物药物最重要的也是最可靠的给药途径，但是注射给药有其难以克服的安全性和顺应性方面的弊端。生物药物的方便，可靠，高顺应性的给药途径成为药剂学领域的研究重点。
微针经皮给药作为经皮给药最有前景的发展方向，结合了注射给药的疗效和经皮给药的安全方便以及高顺应性，受到广泛的观注，也是生物药物一个最有前景的给药方式。其中，可溶性微针由于避免了硅、金属以及其他非可溶性微针的生物相容性问题，皮内断裂以及废弃物二次伤害等风险，同时又没有空心微针在制备及其配套设备上的严苛要求，具有生产制备方便，快速定量释药，无二次伤害等特点，是生物大分子药物经皮给药极有前景的微针剂型。
可溶性微针一般由具有生物相容性的一些高分子材料制备而成，但是由这些高分子材料制备而成的微针具有在皮肤内溶解缓慢的问题。可溶性微针只有针尖充分溶解后才能释放包载在针尖上的药物，若微针针尖溶解缓慢，则需要延长微针贴附在皮肤表面的时间，这样就会大大提高了对皮肤的刺激性，不利于生物药物的给药。
发明内容
基于此，本发明的目的之一在于提供一种温度敏感型可溶性微针，该微针能在皮肤内快速溶解。
实现上述发明目的的具体技术方案如下。
一种温度敏感型可溶性微针，包括针尖和基层，所述针尖由温度敏感型材料和高分子赋形材料制备而成，所述基层由高分子材料制备而成；
所述温度敏感型材料由材料A与材料B组成；所述材料A选自壳聚糖、聚乙烯醇、甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的一种或几种；所述材料B选自β-甘油磷酸钠、弹性蛋白多肽、泊洛沙姆184、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407中的一种或几种；材料A与材料B的质量比为1:1-20；
所述高分子赋形材料选自右旋糖苷、聚乙烯吡咯烷酮、透明质酸、牛血清白蛋白中的一种或几种；所述温度敏感型材料与高分子赋形材料的质量比为1:1～10；
所述基层的高分子材料选自聚乙烯吡咯烷酮及其衍生物的单体聚合物或共聚物、右旋糖苷、壳聚糖中的一种或几种。
在其中一些实施例中，所述温度敏感型材料与高分子赋形材料的质量比为1:1～6，材料A与材料B的质量比为1:4-12。
在其中一些实施例中，所述温度敏感型材料与高分子赋形材料的质量比为1:4～4.5，材料A与材料B的质量比为1:6。
在其中一些实施例中，所述材料A为壳聚糖和/或聚乙烯醇，所述材料B为β-甘油磷酸钠。
在其中一些实施例中，所述高分子赋形材料为右旋糖苷，所述基层的高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮及其衍生物的单体聚合物或共聚物。
本发明的另一目的在于提供上述温度敏感型可溶性微针的制备方法。
具体技术方案如下。
上述温度敏感型可溶性微针的制备方法，包括以下步骤：
1)将材料A溶于盐酸溶液或去离子水中得溶液A，将材料B溶于去离子水中得溶液B，再将溶液A与溶液B混合、搅拌，得到温度敏感型材料溶液；
2)将高分子赋形材料溶解于去离子水中，得到高分子赋形材料溶液；
3)将步骤1)所得的温度敏感型材料溶液和步骤2)所得的高分子赋形材料溶液混合均匀，得到针尖溶液；
4)将基层的高分子材料溶解在无水乙醇中，得到基层溶液；
5)将步骤3)所得的针尖溶液加入到微针阴模中，离心，刮去多余的针尖溶液，然后加入步骤4)所得的基层溶液，再次离心，将微针阴模置于常温干燥器中干燥12～24小时，干燥后把微针从微针阴模中取出，即得所述温度敏感型可溶性微针。
在其中一些实施例中，步骤1)所述的溶液A中材料A的浓度为：0.01-0.15g/ml，溶液B中材料B的浓度为0.2-1.5g/ml，溶液A与溶液B混合的体积比为1-5:1。
在其中一些实施例中，步骤2)所述的高分子赋形材料溶液中高分子赋形材料的浓度为0.3-1.0g/ml。
在其中一些实施例中，步骤3)所述温度敏感型材料溶液与高分子赋形材料溶液混合的体积比为1：1～5。
在其中一些实施例中，步骤4)所述的基层溶液中高分子材料的浓度为0.2-0.6g/mL。
发明人通过长期的经验积累以及实验研究获得了本发明的温度敏感型可溶性微针及其制备方法。选择合适的材料按一定配比组成温度敏感型材料，再将温度敏感型材料进一步与合适的高分子赋形材料按一定配比制备得到针尖，通过控制各材料的种类及其配比可以控制针尖的相变温度，使所得针尖具有合适的相变温度(常温下为固体，刺入皮肤后，在体温状态下能较快融解)，当温度敏感型可溶性微针刺穿皮肤后，微针吸收少量皮肤内组织液，针尖的温度敏感型材料发挥其温度敏感的特性，在皮肤内快速融解，进而加快针尖的溶解速度，缩短溶解时间，减少微针对皮肤的刺激性，同时能使包载在针尖上的药物更有效的释放。另外，高分子赋形材料保证了微针的良好成型性并且使其具有足够的机械强度能够刺穿皮肤。因此，将温度敏感型材料与高分子赋形材料配合使用，使制备的微针具有良好机械强度的同时，提高了微针在皮肤内的溶解速度，减少了微针对皮肤的刺激性，使所得微针能够更加安全有效地释放药物。
附图说明
图1为实施例1制备得到的温度敏感型可溶性微针；
图2为实施例2制备得到的温度敏感型可溶性微针；
图3为对比例1制备得到的可溶性微针；
图4为实施例1-2以及对比例1制备得到的微针在皮肤内于不同时间点的溶解情况；
图5为实施例1-2以及对比例1制备得到的微针在皮肤内溶解后剩余的百分比(通过测量微针高度)；
图6为实施例4中不同针尖材料的溶解时间图，图中DEX为右旋糖酐，GP为β-甘油磷酸钠，CS为壳聚糖。
具体实施方式
以下将结合具体实施例和附图对本发明的温度敏感型可溶性微针及其制备方法做进一步详细的说明。
温度敏感型材料是指物质的相能够随温度的改变而发生改变的材料，如：在相变温度以下是溶液状态，当温度达到或者超过相变温度之后，物质从溶液状态转变为凝胶状态；或者在相变温度以下是凝胶状态，当温度到达或者超过相变温度之后，物质从凝胶状态转变为溶液状态。
利用温度敏感型材料的这一特点，使制备得到的微针在刺入皮肤、吸收组织液后发挥温敏特性，使微针达到快速溶解的效果。
实施例1
本实施例提供一种壳聚糖-β-甘油磷酸钠-右旋糖酐温度敏感型可溶性微针及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)温度敏感型材料溶液的制备
称取一定量的壳聚糖(脱乙酰度大于95％)，加入0.1mol/L盐酸溶液，搅拌溶解得到壳聚糖的浓度为0.02g/ml的壳聚糖溶液；称取一定量的β-甘油磷酸钠溶解于去离子水中，得到β-甘油磷酸钠的浓度为1g/ml的β-甘油磷酸钠溶液；取1mlβ-甘油磷酸钠滴加到5ml壳聚糖溶液中搅拌30min，得温度敏感型材料溶液。
2)右旋糖酐溶液的制备
称取一定量的右旋糖酐(分子量40000)，溶解在去离子水中，得到右旋糖酐的浓度为0.5g/ml的右旋糖酐溶液，溶胀过夜，得到赋形材料右旋糖酐溶液。
3)针尖溶液的制备
将温度敏感型材料溶液和右旋糖酐溶液按体积比为1：1的比例混合均匀，得到针尖溶液。
4)基层溶液的制备
称取一定质量的聚乙烯吡咯烷酮K90，加入无水乙醇中，搅拌溶解，溶胀过夜，得到聚乙烯吡咯烷酮K90的浓度为0.4g/mL的基层溶液。
5)温度敏感型可溶性微针的制备
将针尖溶液注入到微针阴模中，4000rpm离心20min，刮去多余的针尖溶液，然后加入基层溶液，再次4000rpm离心20min，把微针阴模放到常温干燥箱中常温干燥24小时，把微针从微针阴模中取出，得到壳聚糖-β-甘油磷酸钠-右旋糖酐温度敏感型可溶性微针(如图1所示)。
实施例2
本实施例提供一种壳聚糖-β-甘油磷酸钠-聚乙烯醇-右旋糖酐温度敏感型可溶性微针及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)温度敏感型材料溶液的制备
称取一定量的壳聚糖(脱乙酰度大于95％)，加入0.1mol/L盐酸溶液，搅拌溶解得到壳聚糖的浓度为0.02g/ml的壳聚糖溶液；称取一定量的β-甘油磷酸钠溶解于去离子水中，得到β-甘油磷酸钠的浓度为1g/ml的β-甘油磷酸钠溶液；称取一定量的聚乙烯醇，溶解于去离子水中，加热搅拌溶解得聚乙烯醇的浓度为0.11g/ml的聚乙烯醇溶液；将1ml壳聚糖溶液和1ml聚乙烯醇溶液搅拌混匀，然后缓慢加入1g/ml的β-甘油磷酸钠溶液(1.5ml)，搅拌均匀，得温度敏感型材料溶液。
2)右旋糖酐溶液的制备
称取一定量的右旋糖酐(分子量40000)，溶解在去离子水中，得到右旋糖酐的浓度为0.5g/ml的右旋糖酐溶液，溶胀过夜，得到赋形材料右旋糖酐溶液。
3)针尖溶液的制备
将温度敏感型材料溶液和右旋糖酐溶液按体积比为1：1的比例混合均匀，得到针尖溶液。
4)基层溶液的制备
称取一定质量的聚乙烯吡咯烷酮K90，加入无水乙醇中，溶胀过夜，得到聚乙烯吡咯烷酮K90的浓度为0.4g/mL的基层溶液。
5)温度敏感型可溶性微针的制备
将针尖溶液注入到微针阴模中，4000rpm离心20min，刮去多余的针尖溶液，然后加入基层溶液，再次4000rpm离心20min，把微针阴模放到常温干燥箱中常温干燥24小时，把微针从微针阴模中取出，得到壳聚糖-β-甘油磷酸钠-右旋糖酐温度敏感型可溶性微针(如图2所示)。
对比例1
本对比例提供一种右旋糖酐可溶性微针的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)针尖溶液的制备
称取一定量的右旋糖酐(分子量40000)，溶解在去离子水中，得到右旋糖酐的浓度为0.5g/ml的右旋糖酐溶液，溶胀过夜，得到赋形材料右旋糖酐溶液。
2)基层溶液的制备
称取一定质量的聚乙烯吡咯烷酮K90，加入无水乙醇中，溶胀过夜，得到聚乙烯吡咯烷酮K90的浓度为0.4g/mL的基层溶液。
3)可溶性微针的制备
将针尖溶液注入到微针阴模中，4000rpm离心20min，刮去多余的针尖溶液，然后加入基层溶液，再次4000rpm离心20min，把微针阴模放到常温干燥箱中常温干燥24小时，把微针从微针阴模中取出，得到右旋糖酐可溶性微针(如图3所示)。
实施例3
对实施例1～2和对比例1中制备的可溶性微针进行皮肤溶解性测试，具体方法操作为：把可溶性微针按压在经过脱毛处理的大鼠皮肤上2min，分别于0min，2min，5min，10min，20min，30min，60min，120min把微针从皮肤内取出，在显微镜下拍照测量针尖剩余高度，结果如图4以及图5所示。
结果显示：2min时，实施例1和2的针尖剩余高度分别为原高度的69％和62％，而对比例1的针尖剩余高度为原高度的86％；30min时，实施例1和2的针尖剩余高度分别为原高度的44％和46％，而对比例1的针尖剩余高度为原高度的58％；60min时，实施例1和2的针尖剩余高度分别为原高度的27％和38％，而对比例1的针尖剩余高度仍为原高度的58％左右。可见加入温度敏感型材料制备得到的微针在皮肤内的溶解速度远远快于用单纯高分子材料制备的微针。
实施例4
β-甘油磷酸钠溶液的浓度(即β-甘油磷酸钠的用量)对针尖材料溶解性能的影响。
1)温度敏感型材料溶液的制备
制备方法基本与实施例1相同，区别在于β-甘油磷酸钠的溶液浓度分别为0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1g/ml，制备得到相对应的温度敏感型材料溶液。
2)右旋糖酐溶液的制备
称取一定量的右旋糖酐(分子量40000)，溶解在去离子水中，得到右旋糖酐的浓度为0.5g/ml的右旋糖酐溶液，溶胀过夜，得到赋形材料右旋糖酐溶液。
3)针尖材料的制备
将1)中所述不同的温度敏感型材料溶液和步骤2)的右旋糖酐溶液按体积比为1：1的比例混合均匀，得到相对应的针尖溶液，然后把这些针尖溶液和2)中所述右旋糖酐溶液放在常温干燥箱中干燥直至固化，得到相对应的针尖材料。
4)溶解能力测试
分别称量0.3g上述不同的针尖材料于烧杯中，加入5ml磷酸盐缓冲溶液(pH＝5.8)，于34℃下搅拌，直至针尖材料完全溶解，记录完全溶解所需时间，结果如图6所示。
结果显示：单纯由右旋糖酐制备得到的针尖材料，完全溶解时间为248s，而加入温度敏感型材料溶液制备得到的针尖材料完全溶解时间均小于170s，其中当β-甘油磷酸钠的浓度为0.6g/ml时，制备得到的针尖材料溶解能力最好，只需95s即可完全溶解，所以优选温度敏感型材料溶液中β-甘油磷酸钠的浓度为0.6g/ml。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种温度敏感型可溶性微针，其特征在于，包括针尖和基层，所述针尖由温度敏感型材料和高分子赋形材料制备而成，所述基层由高分子材料制备而成；
所述温度敏感型材料由材料A与材料B组成；所述材料A选自壳聚糖、聚乙烯醇、甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的一种或几种；所述材料B选自β-甘油磷酸钠、弹性蛋白多肽、泊洛沙姆184、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407中的一种或几种；材料A与材料B的质量比为1:1-20；
所述高分子赋形材料选自右旋糖苷、聚乙烯吡咯烷酮、透明质酸、牛血清白蛋白中的一种或几种；所述温度敏感型材料与高分子赋形材料的质量比为1:1～10；
所述基层的高分子材料选自聚乙烯吡咯烷酮及其衍生物的单体聚合物或共聚物、右旋糖苷、壳聚糖中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的温度敏感型可溶性微针，其特征在于，所述温度敏感型材料与高分子赋形材料的质量比为1:1～6，材料A与材料B的质量比为1:4-12。
3.根据权利要求2所述的温度敏感型可溶性微针，其特征在于，所述温度敏感型材料与高分子赋形材料的质量比为1:4～4.5，材料A与材料B的质量比为1:6。
4.根据权利要求1-3任一项所述的温度敏感型可溶性微针，其特征在于，所述材料A为壳聚糖和/或聚乙烯醇，所述材料B为β-甘油磷酸钠。
5.根据权利要求1-3任一项所述的温度敏感型可溶性微针，其特征在于，所述高分子赋形材料为右旋糖苷，所述基层的高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮及其衍生物的单体聚合物或共聚物。
6.一种权利要求1～5任一项所述的温度敏感型可溶性微针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将材料A溶于盐酸溶液或去离子水中得溶液A，将材料B溶于去离子水中得溶液B，再将溶液A与溶液B混合、搅拌，得到温度敏感型材料溶液；
2)将高分子赋形材料溶解于去离子水中，得到高分子赋形材料溶液；
3)将步骤1)所得的温度敏感型材料溶液和步骤2)所得的高分子赋形材料溶液混合均匀，得到针尖溶液；
4)将基层的高分子材料溶解在无水乙醇中，得到基层溶液；
5)将步骤3)所得的针尖溶液加入到微针阴模中，离心，刮去多余的针尖溶液，然后加入步骤4)所得的基层溶液，再次离心，将微针阴模置于常温干燥器中干燥12～24小时，干燥后把微针从微针阴模中取出，即得所述温度敏感型可溶性微针。
7.根据权利要求6所述的温度敏感型可溶性微针的制备方法，其特征在于，步骤1)所述的溶液A中材料A的浓度为0.01-0.15g/ml，溶液B中材料B的浓度为0.2-1.5g/ml，溶液A与溶液B混合的体积比为1-5:1。
8.根据权利要求6所述的温度敏感型可溶性微针的制备方法，其特征在于，步骤2)所述的高分子赋形材料溶液中高分子赋形材料的浓度为0.3-1.0g/ml。
9.根据权利要求6-8任一项所述的温度敏感型可溶性微针的制备方法，其特征在于，步骤3)所述温度敏感型材料溶液与高分子赋形材料溶液混合的体积比为1：1～5。
10.根据权利要求6-8任一项所述的温度敏感型可溶性微针的制备方法，其特征在于，步骤4)所述的基层溶液中高分子材料的浓度为0.2-0.6g/mL。
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