CN107207784B - 利用交联透明质酸水凝胶的微结构体及其的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供包含交联透明质酸水凝胶的微结构体及其的制造方法。根据本发明，本发明的微结构体利用交联透明质酸水凝胶，从而可制造均匀且使弯曲最小化的微结构体。并且，利用本发明的交联透明质酸水凝胶的微结构体改善皱纹等老化的皮肤组织并给予保湿效果，且膨润性优秀，从而在生物内简单吸收体液，对透明质酸分解酶稳定，微结构体的生物体内持续时间变长，从而能够稳定地向生物体内传递有效成分。

Description

利用交联透明质酸水凝胶的微结构体及其的制造方法
技术领域
本申请主张于2015年2月13日申请的韩国专利申请第10-2015-0022300号的优先权，上述专利申请的公开事项作为参考记载于本说明书。本发明涉及利用交联透明质酸水凝胶的生物降解性微结构体及其的制造方法。更详细地，本发明涉及通过作为透明质酸衍生物的交联透明质酸形成的利用水凝胶的生物降解性微结构体及其的制造方法。
背景技术
药物传递系统(DDS，Drug Delivery System)为控制药物的吸收及释放，由此，以减少药物的副作用并使功效极大化的方式向细胞、组织等标的位置传递药物的一系列技术。
药物传递系统除一般的口服摄取之外，包括可局部使用药物的经皮透过型传递系统等，持续进行用于有效且安全地对如药物的药剂学物质进行给药的研究。其中，在注射疗法的情况下，给药方法麻烦，且除暂时注入根据患者伴随疼痛的药物之外，控制受到了限制。
为了改善这种注射疗法的缺点，进行着对于尺寸完全小于注射器的针，且疼痛少的微结构体(微针)的研究，在药物传递、血液采取、生物传感器及皮肤美容等多种领域中进行着研究。
作为以往的微针的制造方法，包括美国专利第6334856号的“MICRONEEDLEDEVICES AND METHODS OF MANUFACTURE AND USE THEREOF”和韩国专利第10-0793615号的“生物降解性固体微针及其的制造方法”。
上述专利中，向利用硬化性聚合物制造的微型模具注入生物降解性黏性物质并进行干燥之后，从模具分离来制造微针(注塑工法)，涂敷用于形成生物降解性固体微针的生物降解性黏性物质，通过柱(柱形物)图案化的框架对涂敷的生物降解性黏性物质进行绘制并进行干燥之后，通过切断绘制的生物降解性黏性物质的步骤来制造微针(绘制工法)。
但是，通过这种以往的制造方法制造的生物降解性聚合物微结构体因相对低的机械强度，当透过皮肤时，会弯曲或被破坏。
尤其，在将具有高弹性的高分子衍生物作为原材料的情况下，当利用注塑工法或绘制工法来制造微结构体时，无法均匀地生成所需要的结构体的形状，很难满足用于皮肤透过的微结构体的机械强度。
在本发明中使用的透明质酸为N-乙酰氨基葡糖和葡糖醛酸的二糖单位具有重复连接结构的生物降解性高分子。
在通过透明质酸制造的结构体的情况下，透明质酸的平均分子量越低，越容易形成结构体且黏性低，分子量越高，机械强度会提高，但是黏性会降低。因这种特性，通常，作为微结构体的原料利用低分子的透明质酸，在利用低分子的透明质酸的微结构体的情况下，当透过皮肤时，很容易发生弯曲或破坏等问题。
在本发明中，使用低分子的透明质酸并具有适合于皮肤透过的机械强度，在皮肤内简单溶解或膨胀，从而，为了制造适合于药物传递或皮肤美容的微结构体，开发交联透明质酸水凝胶及将其作为主要材料的微结构体的制造方法。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术的问题而提出。结果，本发明人将由作为皮肤结构成分的透明质酸的衍生物的交联透明质酸形成的水凝胶作为微结构体的主要材料，由此，可制造均匀且使弯曲最小化的微结构体，并具有高的硬度，可提高有效成分传递的有效性。并且，上述微结构体通过作为交联透明质酸的特性的高的粘弹性来改善皱纹等老化的皮肤组织并给予保湿效果。同时，本发明的微结构体的膨胀性优秀，从而在生物体内简单吸收体液，对透明质酸分解酶稳定，从而增加微结构体的生物体内持续时间，结果，可向生物体内稳定传递包含微结构体的有效成分，由此完成了本发明。
因此，本发明的目的在于，提供包含交联透明质酸水凝胶的微结构体(microstructure)。
本发明的再一目的在于，提供利用交联透明质酸水凝胶的微结构体的制造方法。
本发明的另一目的在于，提供有效成分传递系统(effective componentdelivery system)。
本发明的其他目的及优点通过以下的发明的详细说明、发明要求保护范围及附图变得更加明确。
根据本发明的一实施方式，本发明提供包含交联透明质酸水凝胶(Cross-linkedhyaluronic acid hydrogel)的微结构体(microstructure)。
本发明为了解决上述现有技术的问题而提出。结果，本发明人将由作为皮肤结构成分的透明质酸的衍生物的交联透明质酸形成的水凝胶作为微结构体的主要材料，由此，可制造均匀且使弯曲最小化的微结构体，并具有高的硬度，可提高有效成分传递的有效性。并且，上述微结构体通过作为交联透明质酸的特性的高的粘弹性来改善皱纹等老化的皮肤组织并给予保湿效果。同时，本发明的微结构体的膨胀性优秀，从而在生物体内简单吸收体液，对透明质酸分解酶稳定，从而增加微结构体的生物体内持续时间，结果，可向生物体内稳定传递包含微结构体的有效成分。
在本说明书中的术语“透明质酸”不仅包含透明质酸，而且还包含透明质酸盐(例如，透明质酸钠、透明质酸钾、透明质酸镁及透明质酸钙)及这些的混合物。
在本说明书中的术语“水凝胶”为保留充分量的水分的亲水性高分子的三维结构。在本发明的目的中，水凝胶为形成于交联透明质酸之间的水凝胶。
本发明可提供多种微结构体，例如，可提供微针、微刀片、微刀、微纤维、微穗、微探针、微阀门(microbarb)、微阵列或微电极。根据本发明的一实例，本发明的微结构体为微针。
根据本发明的一实例，本发明的交联透明质酸水凝胶具有1-50％的交联度。根据本发明的另一实例，本发明的交联透明质酸水溶胶具有1-40％、2-40％、5-40％、7-40％、10-40％、15-40％、18-40％、20-40％、22-40％、25-40％、28-40％、30-40％、1-35％、2-35％、5-35％、7-35％、10-35％、15-35％、18-35％、20-35％、22-35％、25-35％、28-35％、1-30％、2-30％、5-30％、7-30％、10-30％、15-30％、18-30％、20-30％、22-30％、25-30％、28-30％、1-25％、2-25％、5-25％、7-25％、10-25％、15-25％、18-25％、20-25％、22-25％、1-20％、2-20％、5-20％、7-20％、10-20％、15-20％、18-20％、1-15％、2-15％、5-15％、7-15％、10-15％、1-10％、2-10％、5-10％、7-10％、1-5％、2-5％、1-3％或2-3％的交联度。如以下实施例6中证明，交联透明质酸水凝胶呈现出因生物体内存在的透明质酸分解酶所引起的生物体抑制效果，因此，与非交联透明质酸相比，呈现出长时间的皮肤内持续时间。
根据本发明的一实例，本发明的微结构体的半衰期为20小时至850小时。本说明书中的术语“半衰期”为对于当透明质酸分解酶(hyaluronidase)的非交联透明质酸的分解率为100％时，对于上述透明质酸分解酶的分解率为50％的时点的时间。如以下实施例7中证明，包含本发明的交联透明质酸水凝胶的微结构体的半衰期长，从而可稳定地向有效成分生物内传递，在上述有效成分为微溶性成分的情况下，呈现出高的皮肤美容改善效果。
根据本发明的一实例，本发明的交联透明质酸水凝胶在本发明的微结构体包含15％(w/v)以下。根据本发明的一实例，本发明的交联透明质酸水凝胶在本发明的微结构体包含0.1-15％(w/v)。根据本发明的另一实例，本发明的交联透明质酸水凝胶在本发明的微结构体包含0.1-12、0.1-10、0.1-7.5、0.5-12、0.5-10、0.5-7.5、1-12、1-10或1-7.5％(w/v)。
根据本发明的另一实例，本发明的交联透明质酸水凝胶在1Hz中的弹性模量小于0.5Pa至5Pa的情况下包含15％(w/v)以下、在小于5Pa至50Pa的情况下包含12％(w/v)以下、在小于50Pa至200Pa的情况下包含10％以下、在小于200Pa至1000Pa的情况下包含7.5％以下。根据本发明的一种实例，本发明的交联透明质酸水凝胶在1Hz中的弹性模量小于0.5Pa至3Pa、小于0.5Pa至2Pa、小于1Pa至5Pa、小于1Pa至3Pa、小于1Pa至2Pa的情况下，本发明的微结构体包含15％(w/v)以下。根据本发明的一种实例，本发明的交联透明质酸水凝胶在1Hz中的弹性模量小于5Pa至30Pa、小于8Pa至30Pa、小于10Pa至30Pa、小于5Pa至25Pa、小于8Pa至25Pa、小于10Pa至25Pa、小于5Pa至20Pa、小于8Pa至15Pa、小于20Pa至30Pa、小于22Pa至26Pa的情况下，本发明的微结构体包含12％(w/v)以下。根据本发明的一种实施例，本发明的交联透明质酸水凝胶在1Hz中的弹性模量小于50Pa至150Pa、小于50Pa至130Pa、小于50Pa至70Pa、小于100Pa至150Pa、小于100Pa至140Pa或小于100Pa至130Pa的情况下，本发明的微结构体包含10％(w/v)以下。根据本发明的一实例，本发明的交联透明质酸水凝胶在1Hz中的弹性模量小于200Pa至900Pa、小于200Pa至500Pa、小于200Pa至300Pa、小于300Pa至900Pa、小于400Pa至900Pa、小于400Pa至500Pa或小于800Pa至900Pa的情况下，本发明的微结构体包含7.5％(w/v)以下。
本发明的交联透明质酸水凝胶可通过本发明所属技术领域的一种透明质酸交联方法来进行交联。根据本发明的一实例，本发明的交联透明质酸水凝胶通过交联剂交联的透明质酸水凝胶。根据本发明的另一实例，本发明的上述交联剂为醚交联剂。根据本发明的一种实例，上述醚交联剂为选自乙二醇二缩水甘油醚(EGDGE，ethylene glycoldiglycidyl ether)、1，4-丁二醇二缩水甘油醚(1，4-丁二醇二缩水甘油醚，1,4-butandioldiglycidyl ether)、1，6-己二醇二缩水甘油醚(1,6-hexanediol diglycidyl ether)、丙二醇二缩水甘油醚(propylene glycol diglycidyl ether)、聚丙二醇二缩水甘油醚(polypropylene glycol diglycidyl ether)、双甘油多缩水甘油醚(diglycerolpolyglycidyl ether)及1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC，1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide)组成的族中的一种以上的交联剂。根据本发明的特定实例，上述醚交联剂为丁二醇二缩水甘油醚。
根据本发明的一实例，本发明的交联透明质酸水凝胶在频率为0.02Hz中具有3-5000Pa.s的复合粘度。根据本发明的另一实例，上述复合粘度为3-4500、3-4300、3-4200、3-2000、3-1500、3-1000、3-700、3-650、3-600、3-400、3-200、3-150、3-100、3-70、3-50、3-20、3-10、3-8、5-4500、5-4300、5-4200、5-2000、5-1500、5-1000、5-700、5-650、5-600、5-400、5-200、5-150、5-100、5-70、5-50、5-20、5-10、50-4500、50-4300、50-4200、50-2000、50-1500、50-1000、50-700、50-650、50-600、50-400、50-200、50-150、50-100、50-70、100-4500、100-4300、100-4200、100-2000、100-1500、100-1000、100-700、100-650、100-600、100-400、100-200、100-150、300-4500、300-4300、300-4200、300-2000、300-1500、300-1000、300-700、300-650、300-600、300-400、500-4500、500-4300、500-4200、500-2000、500-1500、500-1000、500-700、500-650、500-600、600-4500、600-4300、600-4200、600-2000、600-1500、600-1000、600-700、600-650、650-4500、650-4300、650-4200、650-2000、650-1500、650-1000、650-700、650-650、650-600、650-400、650-200、650-150、650-100、650-70、650-50、650-20、650-10、1000-2000、1000-1500、1000-4500、1000-4300、1000-4200、1000-2000、1000-1500、1300-4500、1300-4300、1300-4200、1300-2000、1300-1500、1500-4500、1500-4300、1500-4200、1500-2000、4000-4500或4000-4300Pa.s。
根据本发明的一实例，本发明的交联透明质酸水凝胶在频率为1Hz中具有1-1000Pa的弹性模量。根据本发明的另一实例，上述弹性模量为1-900Pa、1-870Pa或1.5-870Pa。根据本发明的一种实例，上述弹性模量为1-500、1-450、1-300、1-250、1-150、1-130、1-100、1-70、1-10、1-5、1-3、8-900、8-500、8-450、8-300、8-250、8-150、8-130、8-100、8-70、8-10、10-900、10-500、10-450、10-300、10-250、10-150、10-130、10-100、10-70、20-900、20-500、20-450、20-300、20-250、20-150、20-130、20-100、20-70、50-900、50-500、50-450、50-300、50-250、50-150、50-130、50-100、50-70、100-900、100-500、100-450、100-300、100-250、100-150、100-130、110-900、110-500、110-450、110-300、110-250、110-150、110-130、120-900、120-500、120-450、120-300、120-250、120-150、120-130、400-900、400-500、400-450或800-900Pa。
根据本发明的一实例，本发明的交联透明质酸水凝胶在频率为1Hz中具有0.5-500Pa的弹性模量。根据本发明的另一实例，上述黏性系数为0.5-400Pa、0.5-300Pa、0.5-250Pa或0.7-250Pa。根据本发明的一种实例，上述黏性系数为0.5-300、0.5-150、0.5-120、0.5-70、0.5-50、0.5-10、0.5-5、0.5-3、0.5-2、0.5-1、1-300、1-150、1-120、1-70、1-50、1-10、1-5、1-3、1-2、1-1、3-300、3-150、3-120、3-70、3-50、3-10、3-5、5-300、5-150、5-120、5-70、5-50、5-10、6-300、6-150、6-120、6-70、6-50、6-10、7-500、7-300、7-150、7-120、7-70、7-50、7-10、10-500、10-300、10-150、10-120、10-70、10-50、15-500、15-300、15-150、15-120、15-70、15-50、30-500、30-300、30-150、30-120、30-70、30-50、40-500、40-300、40-150、40-120、40-70、40-50、80-500、80-300、80-150、80-120、90-500、90-300、90-150、90-120、100-500、100-300、100-150、100-120、200-500、200-300、230-500、230-300或230-250Pa。
根据本发明的一实例，本发明的交联透明质酸水凝胶具有100-1000000cp的粘度。根据本发明的另一实例，上述粘度为100-500000、100-200000、100-160000、100-130000、100-120000、100-110000、100-100000、100-90000、100-85000、100-80000、100-75000、100-70000、100-60000、100-55000、100-50000、100-40000、100-35000、100-30000、100-25000、100-20000、100-15000、100-5000、100-2000、100-1200、100-500、100-400、150-1000000、150-500000、150-200000、150-160000、150-130000、150-120000、150-110000、150-100000、150-90000、150-85000、150-80000、150-75000、150-70000、150-60000、150-55000、150-50000、150-40000、150-35000、150-30000、150-25000、150-20000、150-15000、150-5000、150-2000、150-1200、150-500、150-400、500-1000000、500-500000、500-200000、500-160000、500-130000、500-120000、500-110000、500-100000、500-90000、500-85000、500-80000、500-75000、500-70000、500-60000、500-55000、500-50000、500-40000、500-35000、500-30000、500-25000、500-20000、500-15000、500-5000、500-2000、500-1200、600-1000000、600-500000、600-200000、600-160000、600-130000、600-120000、600-110000、600-100000、600-90000、600-85000、600-80000、600-75000、600-70000、600-60000、600-55000、600-50000、600-40000、600-35000、600-30000、600-25000、600-20000、600-15000、600-5000、600-2000、600-1200、800-1000000、800-500000、800-200000、800-160000、800-130000、800-120000、800-110000、800-100000、800-90000、800-85000、800-80000、800-75000、800-70000、800-60000、800-55000、800-50000、800-40000、800-35000、800-30000、800-25000、800-20000、800-15000、800-5000、800-2000、800-1200、10000-1000000、10000-500000、10000-200000、10000-160000、10000-130000、10000-120000、10000-110000、10000-100000、10000-90000、10000-85000、10000-80000、10000-75000、10000-70000、10000-60000、10000-55000、10000-50000、10000-40000、10000-35000、10000-30000、10000-25000、10000-20000、10000-15000、25000-1000000、25000-500000、25000-200000、25000-160000、25000-130000、25000-120000、25000-110000、25000-100000、25000-90000、25000-85000、25000-80000、25000-75000、25000-70000、25000-60000、25000-55000、25000-50000、25000-40000、25000-35000、25000-30000、40000-1000000、40000-500000、40000-200000、40000-160000、40000-130000、40000-120000、40000-110000、40000-100000、40000-90000、40000-85000、40000-80000、40000-75000、40000-70000、40000-60000、40000-55000、40000-50000、45000-1000000、45000-500000、45000-200000、45000-160000、45000-130000、45000-120000、45000-110000、45000-100000、45000-90000、45000-85000、45000-80000、45000-75000、45000-70000、45000-60000、45000-55000、45000-50000、50000-1000000、50000-500000、50000-200000、50000-160000、50000-130000、50000-120000、50000-110000、50000-100000、50000-90000、50000-85000、50000-80000、50000-75000、50000-70000、50000-60000、60000-1000000、60000-500000、60000-200000、60000-160000、60000-130000、60000-120000、60000-110000、60000-100000、60000-90000、60000-85000、60000-80000、60000-75000、60000-70000、70000-1000000、70000-500000、70000-200000、70000-160000、70000-130000、70000-120000、70000-110000、70000-100000、70000-90000、70000-85000、70000-80000、70000-75000、100000-1000000、100000-500000、100000-200000、100000-160000、100000-130000、100000-120000、100000-110000、110000-1000000、110000-500000、110000-200000、110000-160000、110000-130000、110000-120000、130000-1000000、130000-500000、130000-200000、130000-160000、140000-1000000、140000-500000、140000-200000、140000-160000、350000-1000000、350000-500000、370000-1000000、370000-500000或370000-450000cp。
根据本发明的一实例，本发明的微结构体具有2000-80000％的膨胀度。根据本发明的另一实例，本发明的微结构体具有2000-75000、2000-70000、2000-60000、2000-45000、2000-40000、2000-35000、2000-30000、2000-25000、2000-15000、2000-12000、2000-5000、2000-3000、2000-2500、2500-75000、2500-70000、2500-60000、2500-45000、2500-40000、2500-35000、2500-30000、2500-25000、2500-15000、2500-12000、2500-5000、2500-3000、3000-75000、3000-70000、3000-60000、3000-45000、3000-40000、3000-35000、3000-30000、3000-25000、3000-15000、3000-12000、3000-5000、4000-75000、4000-70000、4000-60000、4000-45000、4000-40000、4000-35000、4000-30000、4000-25000、4000-15000、4000-12000、4000-5000、10000-75000、10000-70000、10000-60000、10000-45000、10000-40000、10000-35000、10000-30000、10000-25000、10000-15000、10000-12000、20000-75000、20000-70000、20000-60000、20000-45000、20000-40000、20000-35000、20000-30000、20000-25000、25000-75000、25000-70000、25000-60000、25000-45000、25000-40000、25000-35000、25000-30000、30000-75000、30000-70000、30000-60000、30000-45000、30000-40000、30000-35000、35000-75000、35000-70000、35000-60000、35000-45000、35000-40000、40000-75000、40000-70000、40000-60000、40000-45000、55000-75000、55000-70000、55000-60000、65000-75000、65000-70000、70000-75000或70000-72000％的膨胀度。本发明的交联透明质酸水凝胶若在干燥之后再次添加水，则呈现出高的膨胀度，当制造微结构体时，限制上述膨润性的范围，由此可调节微结构体的生物体内吸收时间的药物传递速度。尤其，在皮肤插入用微结构体利用本发明的交联透明质酸水凝胶的情况下，膨胀度及生物内吸收性优秀，从而可呈现出高的美容效果。
根据本发明的一实例，本发明的微结构体还包含非交联透明质酸。根据本发明的一种实例，相对于交联透明质酸水凝胶的重量100份，上述还包含的非交联透明质酸包含5-2000重量份。根据本发明的一种实例，相对于交联透明质酸水凝胶的重量100份，上述还包含的非交联透明质酸为7-1500、9-1100、10-1000、20-500、50-200、5-20、5-15或8-12重量份。如以下实施例6中证明，当制造微结构体时，以规定比例混合非交联透明质酸和本发明的交联透明质酸水凝胶，由此可调节膨胀度。
根据本发明的一实例，本发明的微结构体还包含有效成分。根据本发明的另一实例，上述有效成分为药物、微溶性成分或这些的组合。本发明的微结构体包含有效成分，由此可有效地向皮肤内传递有效成分。
根据本发明的另一实施方式，本发明提供微结构体的制造方法，上述微结构体的制造方法包括：步骤(a)，向微型模具提供交联透明质酸水凝胶；步骤(b)，向微型模具的孔注入上述交联透明质酸水凝胶；以及步骤(c)，分离上述微型模具和交联透明质酸水凝胶来形成微结构体。
详细说明本发明的方法的各个步骤如下。
步骤(a)：向微型模具提供交联透明质酸水凝胶
根据本发明，首先，向微型模具提供交联透明质酸水凝胶。
本发明的微型模具可通过本发明所属技术领域的任何微型模具制造方法来制造。例如，可通过微机电系统(MEMS，Micro-Electro Mec透明质酸nical System)制造工法、光刻(photolithography,Biodegradable polymer microneedles:Fabrication,mec透明质酸nics and transdermal drug delivery,Journal of Controlled Release 104,51-66,2005)制造工法及软光刻(soft lithography)制造工法等来制造微型模具，但并不局限于此。在利用双重软光刻制造工法的情况下，制造如聚二甲基硅氧烷(PDMS，polydimethylsiloxane)或聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA，Poly(methyl met透明质酸crylate))的弹性体模具爱将其简单用于微结构体的制造。制造聚二甲基硅氧烷模具的技术为一种塑料加工技术，可通过铸造(casting)、注射(injection)、热压印(hot-embossing)等多种方法来获得需要的模具结构。例如，向硅晶片、玻璃等的基板涂敷感光物质，利用光罩来进行图案化，则会形成主膜(master)。以此为主形，若对聚二甲基硅氧烷进行挑选并烧结，则可完成起到时间戳功能的聚二甲基硅氧烷模具。
根据本发明的一实例，本发明的交联透明质酸水凝胶的交联度为1-50％。本发明的微结构体的制造方法与本发明的微结构体和铰链的透明质酸水凝胶相同，因此，这些之间的共同内容为了避免本说明书的过度复杂而省略。
步骤(b)：向微微型模具的孔注入交联透明质酸水凝胶
接着，向微微型模具的孔注入上述交联透明质酸水凝胶。
根据本发明的一实例，本发明的注入通过向上述铰链的透明质酸水凝胶施加向外力来实施。根据本发明的另一实例，上述外力为离心力。
根据本发明的另一实例，本发明的注入在大气压以下的压力条件下实施。根据本发明的一种实例，本发明的注入在100-750mmHg的压力条件下实施。根据本发明的另一实例，本发明的注入在100-750、200-750、300-750、400-750、500-750、600-750、100-700、200-700、300-700、400-700、500-700或600-700mmHg实施。根据本发明的一种实施例，上述注入在大气压以下的压力条件下实施5分钟以上、5-180分钟、5-120分钟、5-60分钟、5-30分钟、5-20分钟、10-180分钟、10-120分钟、10-60分钟、10-30分钟、10-20分钟、13-180分钟、13-120分钟、13-60分钟、13-30分钟、13-20分钟或13-17分钟实施。
根据本发明的一实例，在本发明的步骤(b)之后，还包括向微型模具供给本发明的交联透明质酸水凝胶来形成规定厚度的1次基座(base)部的步骤(图1)。在此情况下，可构成与微结构体结构物质相同的基座部，用于使基座部的弯曲最小化的上述1次基座部的厚度为10μm-200μm或30μm-100μm。
根据本发明的另一实例，构成本发明的1次基座部的步骤之后，还包括向微型模具供给与本发明的交联透明质酸水凝胶不同的高分子物质来形成规定厚度的2次基座部(图1)的步骤。根据本发明的一种实例，本发明的2次基座部包含适合于生物体的高分子或粘结剂。根据本发明的特定实例，适合于生物的高分子为选自非交联透明质酸(图1b)、海藻酸(alginic acid)、果胶、角叉菜胶、软骨素(硫酸钠)、葡聚糖(硫酸酯)、脱乙酰壳多糖、聚赖氨酸(polylysine)、胶原蛋白、明胶、羧甲壳素(carboxymethyl chitin)、纤维蛋白、琼脂糖、支链淀粉、聚乳酸、聚羟基氟化物(PGA)、聚丙交酯-糖基氟乙烯共聚物(PLGA)、透明质酸(hyaluronicacid)、海藻酸(alginic acid)、聚原酸酯(polyorthoester)，聚醚酯(polyetherester)，聚己内酯(polycaprolactone)，聚酯酰胺(polyesteramide)，聚(美容钻机酸)，聚(山谷钻机酸)、聚氨酯、聚丙烯酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯聚合物、丙烯酸类取代的纤维素乙酸酯、不可降解的聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚(乙烯咪唑)、氯磺酸酯聚烯烃(chlorosulphonate polyolefins)、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、聚甲基丙烯酸酯、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、乙基纤维素(EC)、羟丙基纤维素(HPC)、羧甲基纤维素、环糊精及形成这种高分子的单体的共聚物及纤维组成的族中的一种以上的高分子。根据本发明的特定实例，上述添加剂为选自硅树脂、聚氨酯、透明质酸、物理粘合剂(壁虎)、聚丙烯腈、乙基纤维素、羟甲基纤维素、乙烯乙酸乙烯酯及聚异丁烯组成的组中的一种以上的粘结剂。
步骤(c)：分离微型模具和交联透明质酸水凝胶
在实施步骤(b)之后，分离本发明的微型模具和交联透明质酸水凝胶来形成微结构体。
根据本发明的一实例，在本发明的步骤(a)之后，实施对上述交联的透明质酸水凝胶进行干燥的步骤。根据本发明的另一实例，在本发明的步骤(a)之后实施的干燥在15-90℃条件下实施10分钟-60小时、在20-80℃条件下实施1-60小时或在20-80℃条件下实施1-50小时。根据本发明的一种实例在本发明的步骤(a)之后实施的干燥在小于10℃至30℃的条件下实施12-60、18-52、24-48、18-30、42-54；在40-60℃条件下实施1-8、2-8,2-6、2.5-6、2-3、4-8、4-6、5-7或3-5小时；或在60-90℃或60-80℃条件下实施1-5、1-3、1.5-5、1.5-3、1.5-2.5、2-4、2-3或1-2小时。
根据本发明的一实例，在本发明的步骤(b)之后实施对上述交联透明质酸水凝胶进行干燥的步骤。根据本发明的另一实例，在本发明的步骤(b)之后实施的干燥在15-90℃条件下实施10分钟-60小时、在20-90℃条件下实施10分钟-10小时、在30-80℃条件下实施10分钟-5小时、在40-80℃条件下实施10分钟-3小时、在40-80℃条件下实施20分钟-2小时。根据本发明的一实例，在本发明的步骤(b)之后实施的干燥在10-30℃条件下实施36-60小时或42-54小时，在40-60℃条件下实施0.5-7、5-7、0.5-2、0.5-1.5小时，在60-90℃或60-80℃条件下实施0.2-4、2-4、0.2-1、0.2-0.6小时。在上述步骤(b)之后的干燥过程中，提高微结构体的机械强度并提高基座部的平整度。
根据本发明的一实例，在本发明的步骤(a)之前实施对上述交联透明质酸水凝胶进行干燥的步骤。根据本发明的另一实例，本发明的步骤(a)之前实施的干燥在15-90℃条件下实施10分钟-60小时、在20-90℃条件下实施1-30小时，在20-80℃条件下实施1-25小时或在20-80℃条件下实施1.5-22小时。根据本发明的一种实例，在本发明的步骤(a)之前实施的干燥在15-90℃条件下实施10分钟-60小时、在15-30℃条件下实施10-30小时，在40-60℃条件下实施2-6小时或在60-80℃条件下实施1-3小时。通过上述步骤(a)之前实施的交联透明质酸水凝胶干燥，交联透明质酸水凝胶的体积减少3/100-1/10。
根据本发明的另一实例，本发明的步骤(a)之后对交联透明质酸水凝胶进行干燥在大气压以下的压力条件下实施。本发明的步骤(a)之后的交联透明质酸水凝胶的干燥在1气压(760mmHg)以下实施的情况下，可平均缩减40％的干燥时间，在本发明的微结构体包含有效成分(例如，药物或美容成分)的情况下，可提高上述有效成分的稳定性。根据本发明的一种实例，在本发明的步骤(a)之后，交联透明质酸水凝胶的干燥在100-750mmHg的压力条件下实施。根据本发明的另一实例，在本发明的步骤(a)之后交联透明质酸水凝胶的干燥在100-750、200-750、300-750、400-750、500-750、600-750、100-700、200-700、300-700、400-700、500-700或600-700mmHg中实施。根据本发明的一种实例，在本发明的步骤(a)之后交联透明质酸水凝胶的干燥在大气压以下的压力条件下进行5分钟以上、5-180分钟、5-120分钟、5-60分钟、5-30分钟、5-20分钟、10-180分钟、10-120分钟、10-60分钟、10-30分钟、10-20分钟、13-180分钟、13-120分钟、13-60分钟、13-30分钟、13-20分钟或13-17分钟。
根据本发明的一实例，本发明的步骤(a)之前实施使上述交联透明质酸水凝胶均质化的步骤。在本说明书中，术语“均质化”为将交联透明质酸水凝胶形成为均匀的粒子形态。在本发明中，在实施均质化的情况下，可获取具有窄的粒子分布和低的突出压力的水凝胶，并使交联透明质酸水凝胶不超出微结构体模具的孔大小。
根据本发明的一实例，本发明的方法还实施包括如下步骤的制备交联透明质酸水凝胶的步骤(pre-a)：步骤(i)，在步骤(a)之前，向透明质酸添加碱；以及步骤(ii)，向上述步骤(i)的产物添加交联剂来引起交联反应。
根据本发明的另一实例，本发明的透明质酸的平均分子量为100-5000kDa。根据本发明的一种实例，本发明的透明质酸的平均分子量为100-4500、150-4500、200-4200kDa、220-4200、220-1500、300-1500、350-1500、220-550、240-490、3000-3500、1000-1800、1200-1500、300-400kDa。
根据本发明的另一实例，本发明的步骤(i)的产物的浓度为5-50％(w/v)。根据本发明的一种实例，本发明的步骤(i)的产物的浓度为5-40、5-35、5-30、5-25、5-20、5-15、5-13、8-40、8-35、8-30、8-25、8-20、8-15、8-13、10-40、10-35、10-30、10-25、10-20、13-40、13-35、13-30、13-25、13-20、13-15、15-40、15-35、15-30、15-25、15-20、18-40、18-35、18-30、18-25、18-20、28-40、28-35、28-32、28-30％(w/v)。
根据本发明的另一实例，奔放买那个的步骤(i)的产物的pH为11-13或12-13。
根据本发明的另一实例，本发明的交联剂为醚交联剂。根据本发明的一种实例，上述交联剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚。根据本发明的特定实例，以透明质酸的重复单元0.5-50摩尔百分比的浓度添加上述交联剂。通过调节上述交联剂的浓度来调节上述透明质酸的交联率。
根据本发明的另一实例，本发明的交联反应在20-50℃条件下实施10-36时间。根据本发明的一种实例，本发明的交联反应在20-30℃条件下实施12-36小时，在20-30℃条件下实施18-30小时或在20-30℃条件下实施21-27小时。根据本发明一种实例，本发明的交联反应在25-35℃条件下实施10-30小时，在25-35℃条件下实施15-25小时或在25-35℃条件下实施18-22小时。
通过精制水、生理食盐水或氯化钠溶液(NaCl)对在实施交联反应之后制备的交联透明质酸水凝胶进行洗涤来去除残留的1，4-丁二醇二缩水甘油醚及NaOH并可同时进行膨润过程。在添加乙醇水溶液(例如，80％乙醇水溶液)的情况下，水凝胶粒子会生成沉淀，在此过程中，可容易去除未反应物质。
根据本发明的另一实例，本发明的微结构体还包含非交联透明质酸。根据本发明的一实例，相对于交联透明质酸水凝胶的重量100份，上述还包含的非交联透明质酸为5-2000重量份。根据本发明的一种实例，相对于交联透明质酸水凝胶的重量100份，上述还包含的非交联透明质酸为10-1000、7-1500、9-1100、20-500、50-200、5-20、5-15或8-12重量份。
根据本发明的实例，本发明的碱包含本发明所属技术领域通常使用的碱(例如，NaOH)，但并不局限于此。根据本发明的一种实例，上述碱为氢氧化钠水溶液。根据本发明的特定实例，上述碱为0.25N-5N的NaOH水溶液。
本发明的微结构体的制造方法与上述微结构体相同，因此，在与上述微结构体的关系中，共同的内容为了避免本说明书的过度复杂而被省略。
简单说明本发明的特征及优点如下：
(a)本发明提供利用交联透明质酸水凝胶的微结构体及其的制造方法。
(b)本发明的微结构体利用交联透明质酸水凝胶，从而可制造均匀且使弯曲最小化的微结构体。
(c)并且，本发明的利用交联透明质酸水凝胶的微结构体改善皮肤等老化的皮肤组织，并可给予保湿效果，且膨润性优秀，从而在生物体内简单吸收体液，对透明质酸分解酶稳定，微结构体的生物体内持续时间变长，从而可向生物体内稳定地传递有效成分。
附图说明
图1a为通过本发明的交联透明质酸(透明质酸)水凝胶及微结构体的制造方法制造的微结构体的示意图。
图1b为通过本发明实施例3-1制造的微结构体的显微镜(Nikon Eclipse 80i，70倍)照片。上述微结构体的2次基底部通过追加非交联透明质酸来调节基底部的厚度。
图2为对于本发明的微结构体的制造过程的示意图。图2a为本发明的微结构体的制造过程的代表示意图，图2b为本发明实施例3-2的具体示意图。
图3a为利用通过实施例2-3制备的交联透明质酸水凝胶的微结构体的显微镜(Nikon Eclipse 80i，100倍)的照片。
图3b及图3c为利用通过本发明的实施例3-2的制备的交联透明质酸水凝胶的微结构体的电子显微镜(SEM，JEOL JSM-7500F，70倍)的照片。
图4为在本发明的交联透明质酸水凝胶最大含量范围以上包含在微结构体的情况下制造的微结构体的显微镜(Nikon Eclipse 80i，40倍)照片。
图5为通过显微镜(Nikon Eclipse 80i，80倍)制造的本发明的交联透明质酸水凝胶的最大粘度范围以上的微结构体的照片。
图6示出混合利用微变形透明质酸(非交联透明质酸)制造的微结构体和本发明的交联透明质酸水凝胶及非变形透明质酸(非交联透明质酸)制造的微结构体的膨胀的胶状态。
图7a及图7b示出利用通过本发明的方法制备的交联透明质酸水凝胶的微结构体的机械强度实验结果。
图8示出利用通过本发明制备的交联透明质酸水凝胶来制造微结构体时施加充分的离心力来并未注入的情况下的微结构体显微镜(Nikon Eclipse 80i，40倍)照片。
图9示出利用本发明制备的交联透明质酸水凝胶来制造微结构体时在减压状态下注入并不充分的情况下的微结构体显微镜(Nikon Eclipse 80i，40倍)照片。
图10示出利用通过本发明制备的交联透明质酸水凝胶来制造微结构体时追加干燥过程并不充分的情况下的微结构体显微镜(Nikon Eclipse 80i，40倍(图10a)及80倍(图10b))照片。
具体实施方式
以下，通过实施例，进一步详细说明本发明。这些实施例仅用于更加具体说明本发明，根据本发明的主旨，对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，本发明的范围并不局限于这些实施例是显而易见的。
实施例
实施例1：交联透明质酸水凝胶的制造
实施例1-1：利用10％的透明质酸(平均分子量360kDa)
实施例1-1-1
将平均分子量为360kDa(分子量范围240-490kDa)的透明质酸(Bloomage FredaBiotech，中国)以10％(w/v)的浓度完全溶解在碱性水(0.25N NaOH)之后，通过与羟基的反应形成交联而添加1，4-丁二醇二缩水甘油醚。1，4-丁二醇二缩水甘油醚以透明质酸的重复单元的10摩尔百分比添加。为了完全进行交联反应，在25℃的条件下进行24小时或在30℃条件下进行20小时。透明质酸溶液的pH约为12。通过精制水或生理食盐水洗涤所制备的交联透明质酸水凝胶来去除残留的1，4-丁二醇二缩水甘油醚及氢氧化钠(NaOH)。所制备的交联透明质酸水凝胶的交联浓度通过H1-NMR分析法(核磁共振波谱)测定，交联度为19.75％。
实施例1-1-2
除将1，4-丁二醇二缩水甘油醚以透明质酸重复单元的12摩尔百分比添加之外，通过与实施例1-1-1相同的方法制备交联透明质酸水凝胶。所制备的交联透明质酸水凝胶的交联度为25.5％。
实施例1-1-3
除将1，4-丁二醇二缩水甘油醚以透明质酸重复单元的15摩尔百分比之外，通过与实施例1-1-1相同的方法制备交联透明质酸水凝胶。所制备的交联透明质酸水凝胶的交联度为20.5％。
实施例1-1-4
除将1，4-丁二醇二缩水甘油醚以透明质酸重复单元的30摩尔百分比添加之外，通过与实施例1-1-1相同的方法制备交联透明质酸水凝胶。所制备的交联透明质酸水凝胶的交联度为30.5％。
实施例1-1-5
除将1，4-丁二醇二缩水甘油醚以透明质酸重复单元的40摩尔百分比添加之外，通过与实施例1-1-1相同的方法制备交联透明质酸水凝胶。所制备的交联透明质酸水凝胶的交联度为31.75％。
实验例1-2：利用15％的透明质酸(平均分子量360kDa)
实施例1-2-1
将平均分子量为360kDa(分子量范围240-490kDa)的透明质酸以15％(w/v)浓度完全溶解在碱性水(0.25N NaOH)之后，通过与羟基的反应形成交联而添加1，4-丁二醇二缩水甘油醚。1，4-丁二醇二缩水甘油醚以透明质酸的重复单元的10摩尔百分比添加。为了完全进行交联反应，在25℃条件下进行24小时或在30℃条件下进行20小时。透明质酸溶液的pH约为12。通过精制水或生理食盐水洗涤所制备的交联透明质酸水凝胶来去除残留的1，4-丁二醇二缩水甘油醚及氢氧化钠。所制备的交联透明质酸水凝胶的交联度为9.25％。
实施例1-2-2
除将1，4-丁二醇二缩水甘油醚以透明质酸重复单元的7.5摩尔百分比添加之外，通过与实施例1-1-1相同的方法制备交联透明质酸水凝胶。所制备的交联透明质酸水凝胶的交联度为19.75％。
实施例1-3：利用20％的透明质酸(平均分子量为360kDa)
将平均分子量为360kDa(分子量范围240-490kDa)的透明质酸以20％(w/v)的浓度完全溶解在碱性水(0.25N的氢氧化钠)之后，通过与羟基的反应形成交联而添加1，4-丁二醇二缩水甘油醚。1，4-丁二醇二缩水甘油醚以透明质酸的重复单元的3摩尔百分比添加。为了完全进行交联反应，在25℃条件下进行24小时或在30℃条件下进行20小时。透明质酸溶液的pH约为12。通过精制水或生理食盐水洗涤所制备的交联透明质酸水凝胶来去除残留的1，4-丁二醇二缩水甘油醚及氢氧化钠。所制备的交联透明质酸水凝胶的交联度为6.25％。
实施例1-4：利用30％的透明质酸(平均分子量为360kDa)
将平均分子量为360kDa(分子量范围240-490kDa)的透明质酸以30％(w/v)的浓度完全溶解在碱性水(0.25N NaOH)之后，通过与羟基的反应形成交联而添加1，4-丁二醇二缩水甘油醚。1，4-丁二醇二缩水甘油醚以透明质酸的重复单元的1摩尔百分比添加。为了完全进行交联反应，在25℃条件下进行24小时或在30℃条件下进行20小时。透明质酸溶液的pH约为12。通过精制水或生理食盐水洗涤所制备的交联透明质酸水凝胶来去除残留的1，4-丁二醇二缩水甘油醚及氢氧化钠。所制备的交联透明质酸水凝胶的交联度为2.25％。
实施例1-5：利用10％的透明质酸(平均分子量为1400kDa)
实施例1-5-1
将平均分子量为1400kDa(分子量范围1000-1800kDa，Bloomage Freda Biotech，中国)的透明质酸以10％(w/v)的浓度完全溶解在碱性水(0.25N的氢氧化钠)之后，通过与羟基的反应形成交联而添加1，4-丁二醇二缩水甘油醚。1，4-丁二醇二缩水甘油醚以透明质酸的重复单元的12摩尔百分比添加。为了完全进行交联反应，在25℃条件下进行24小时或在30℃条件下进行20小时。透明质酸溶液的pH约为12。通过精制水或生理食盐水洗涤所制备的交联透明质酸水凝胶来去除残留的1，4-丁二醇二缩水甘油醚及氢氧化钠。所制备的交联透明质酸水凝胶的交联度为21.25％。
实施例1-5-2
除将1，4-丁二醇二缩水甘油醚以透明质酸重复单元的20摩尔百分比添加之外，通过与实施例1-1-1相同的方法制备交联透明质酸水凝胶。所制备的交联透明质酸水凝胶的交联度为26.75％。
实施例1-6：利用20％的透明质酸(平均分子量为3200kDa)
将平均分子量为3200kDa(分子量范围2400-4000kDa，CPN，捷克)的透明质酸以20％(w/v)的浓度完全溶解在碱性水(0.25N的氢氧化钠)之后，通过与羟的反应形成交联而添加1，4-丁二醇二缩水甘油醚。1，4-丁二醇二缩水甘油醚以透明质酸的重复单元的5摩尔百分比添加。为了完全进行交联反应，在25℃条件下进行24小时或在30℃条件下进行20小时。透明质酸溶液的pH约为12。通过精制水或生理食盐水洗涤所制备的交联透明质酸水凝胶来去除残留的1，4-丁二醇二缩水甘油醚及氢氧化钠。所制备的交联透明质酸水凝胶的交联度为7.75％。
实施例1-7：利用30％的透明质酸(平均分子量为3200kDa)
将平均分子量为3200kDa(分子量范围2400-4000kDa)的透明质酸以30％(w/v)的浓度完全溶解在碱性水(0.25N的氢氧化钠)之后，通过与羟的反应形成交联而添加1，4-丁二醇二缩水甘油醚。1，4-丁二醇二缩水甘油醚以透明质酸的重复单元的1摩尔百分比添加。为了完全进行交联反应，在25℃条件下进行24小时或在30℃条件下进行20小时。透明质酸溶液的pH约为12。通过精制水或生理食盐水洗涤所制备的交联透明质酸水凝胶来去除残留的1，4-丁二醇二缩水甘油醚及氢氧化钠。所制备的交联透明质酸水凝胶的交联度为2.25％。
实施例2利用本发明的交联透明质酸水凝胶的微结构体
制造聚二甲基硅氧烷微型模具
在硅片利用微机电系统制造工法来制造正主模之后(positive master mold)，利用硬化性硅来从上述正主模制造负模具(negative mold)。
实施例2-1
向聚二甲基硅氧烷微型模具供给通过上述实施例1的方法制备的交联透明质酸水凝胶之后，在常温(25℃)条件下，进行48小时，在50℃条件下进行6小时或在70℃条件下进行3小时干燥，向形成于上述模的孔注入之后，去除模来制造交联透明质酸水凝胶微结构体。
实施例2-2
向聚二甲基硅氧烷微型模具供给通过上述实施例1的方法制备的交联透明质酸水凝胶之后，在减压条件下(650mmHg，15分钟)，向形成于上述模的孔注入。在常温进行(25℃)条件下进行48小时，在50℃条件下进行6小时或在70℃条件下进行3小时干燥，去除模来制造交联透明质酸水凝胶微结构体。
实施例2-3
向聚二甲基硅氧烷微型模具供给通过上述实施例1的方法制备的交联透明质酸水凝胶之后，在900g条件下利用离心分离(centrifuge)15分钟来向形成于上述模的孔注入。在常温条件下进行48小时，在50℃条件下进行6小时或在70℃条件下进行3小时干燥，去除模来制造交联透明质酸水凝胶微结构体。
实施例2-4
以使通过上述实施例1的方法制备的交联透明质酸水凝胶100ml变为3ml或10ml的方式在常温条件下进行20小时干燥、在50℃条件下进行4小时干燥或在70℃条件下进行2小时干燥，向聚二甲基硅氧烷微型模具供给之后，在900g中，利用60分钟的离心分离来向形成于上述模具的孔注入之后，去除模具来制造交联透明质酸水凝胶微结构体。
实施例2-5
利用均质机(homogenizer，Primix Corporation日本)，在8000rpm条件下，对通过上述实施例1的方法制备的交联透明质酸水凝胶进行均质化来向聚二甲基硅氧烷微型模具供给之后，在常温条件下进行24小时，在50℃条件下进行5小时或在70℃条件下进行2.5小时中间干燥，在离心分离900g中，利用20分钟的离心分离来均匀地向形成于上述模具的孔注入之后，去除模具来形成交联透明质酸水凝胶微结构体。上述中间干燥过程提高微结构体的机械强度，并提高基座部的平整度。
实施例2-6
利用均质机，在8000rpm条件下，对通过上述实施例1的方法制备的交联透明质酸水凝胶进行10分钟均质化来向聚二甲基硅氧烷微型模具供给之后，在37℃条件下进行12小时，在50℃条件下进行4小时或在70℃条件下进行2.5小时中间干燥，在离心分离900g中，利用20分钟的离心分离来均匀地向形成于上述模具的孔注入之后，在50℃条件下进行1小时或在70℃条件下进行30分钟追加干燥之后，去除模具来形成交联透明质酸水凝胶微结构体。上述追加干燥过程追加去除残留在干燥过程中的水分，由此提高微结构体的机械强度。
实施例2-7
利用均质机，在8000rpm条件下，对通过上述实施例1的方法制备的交联透明质酸水凝胶进行10分钟均质化来向聚二甲基硅氧烷微型模具供给之后，在37℃条件下进行7小时，在50℃条件下进行2.5小时或在70℃条件下进行1.5小时减压(684mmHg)条件下进行中间干燥，在900g中，利用20分钟的离心分离来均匀地向形成于上述模具的孔注入之后，在50℃条件下进行1小时或在70℃条件下进行30分钟追加干燥之后，去除模具来形成交联透明质酸水凝胶微结构体。上述减压干燥过程顺畅地向衍生物原料的模具内进行注入，并缩减中间干燥时间(平均40％)，当在微结构体包含药物时，可提高稳定性。
比较例1：仅利用微变形(非交联)透明质酸的微结构体制造
向聚二甲基硅氧烷微型模具供给非交联透明质酸30％(w/v)，在900g中，利用15分钟离心分离(centrifuge)来向形成于上述模具的孔注入。之后，在常温(25℃)条件下，进行30分钟干燥，去除模具来制造微结构体。
实施例3：利用交联透明质酸水凝胶及微变形(非交联)透明质酸的微结构体制造
实施例3-1
利用均质机，在8000rpm条件下，对实施例1的交联透明质酸水凝胶进行均质化10分钟，以使交联透明质酸水凝胶：非交联透明质酸重量比为1:1、1:5、1:10或5:1的方式混合非交联透明质酸，通过利用真空泵(750mmHg)的脱泡过程完全去除气泡之后向微型模具提供水凝胶。在减压条件(650mmHg，15分钟)，向形成于上述模具的孔注入之后，在常温(25℃)条件下进行48小时、在50℃条件下进行6小时或在70℃条件下进行3小时干燥，通过去除模具来制造利用交联透明质酸水凝胶及非交联透明质酸的微结构体。
实施例3-2
利用均质机，在8000rpm条件下，对实施例1的交联透明质酸水凝胶进行均质化10分钟，以使交联透明质酸水凝胶：非交联透明质酸重量比为1:1、1:5、1:10或5:1的方式混合非交联透明质酸，在减压条件(250mmHg，以此去除气泡)，向微型模具供给之后，通过利用真空泵(750mmHg，15分钟)的脱泡过程完全去除气泡之后向微型模具提供水凝胶。在37℃条件下进行12小时、在50℃条件下进行4小时或在70℃条件下进行2.5小时干燥，在900g中，利用20分钟离心分离来向形成于模具的孔均匀地注入之后，在50℃条件下进行1小时或在70℃条件下进行30分钟追加干燥之后，通过去除模具来制造利用交联透明质酸水凝胶及非交联透明质酸的微结构体。
实施例4：交联透明质酸水凝胶的粘弹性确认实验
在交联透明质酸水凝胶的情况下，根据交联方法及交联剂添加量，呈现出多种粘弹性，在具有过高粘度(2500000cp)以上或弹性系数(在1Hz中测定的弹性模量值100kPa以上)的情况下，无法制造所需要的形状的硬度的微结构体。
本实施例为了确认以本发明的交联透明质酸水凝胶粘弹性的微结构体制造条件而执行。尤其，根据交联透明质酸水凝胶的粘弹性，当制造微结构体时，可改变干燥时间和离心分离条件，在1Hz中测定的弹性模量值大于100Pa或者胶的平均粒子大小为200μm以上，且非均质的情况下，向模具供给之前，需要水凝胶粒子的均质化过程。
为了确认本发明的交联透明质酸水凝胶的制造方法的粘弹性，对实施例1-1至1-5的产物测定了复合粘度(|n*|，Pa.s)、弹性系数(G'，Pa)及黏性系数(G″，Pa)。
几何性利用AR 2000EX rheometer(T.A Instruments Ltd.,美国)装置和4-cm，2°-圆锥板(cone and plate)，通过1％应变(strain)及振动模式(oscillation mode)测定至0.02-1Hz，在0.02Hz中测定的复合粘度值，在以下表1中示出在1Hz测定的弹性模量及黏性系数及黏性系数值。装置的偏差为±10％，实验在25℃的条件下进行。
表1
Figure GDA0002211096740000271
如上述表1所示，根据透明质酸分子量和交联剂组成比例制备的交联透明质酸水凝胶的复合粘度和弹性模量受到影响。
在初期透明质酸反应浓度为10％(w/v)的情况下，随着添加量的增加，所制备的交联透明质酸水凝胶的负荷粘度和弹性模量增加。另一方面，若初期透明质酸反应浓度提高，则即使在交联剂添加量过低的情况下，也可呈现出相对高的复合粘度和弹性模量。
并且，通过实施例2-4的方法，向模具供给实施例1-1至1-5的产物之前进行干燥之后，测定通过改变浓度并制造微结构体的范围内，可最大包含的交联透明质酸水凝胶的含量，将其呈现在表1。当仅通过交联透明质酸水凝胶制造微结构体时，在超出上述最大含量范围的情况下，弹性(或复原力)强大，从而很难向模具注入。具体地，实施例1-1-2的交联透明质酸水凝胶的固体含量为15％，在通过实施例2-4制造的情况下的微结构体以不均匀的状态被干燥，每个结构体的向模具注入的量不同，从而制造出长度不均匀的微结构体(图4)。
实施例5：均质化的交联透明质酸水凝胶的粘度范围测定
为了确认在实施例1中制备的交联透明质酸水凝胶的粘度范围，利用粉碎机(活塞均质机或球磨机)来使实施例1-1至1-5的产物均质化之后，利用粘度计(Brookfield DV-Iprime)来测定粘度。
防止气泡发生并将均质化的交联透明质酸水凝胶放入烧杯，并以使整体试料的温度变得均匀的方式在常温放置2-3小时。之后，在平整的底板固定烧杯，利用LV62至64纺锤(spindle)来以使扭矩(torque)的值处于10-100％范围的方式调节rpm之后，测定开始3分钟后，读取稳定化粘度值来测定均质化的交联透明质酸水凝胶的粘度。粘度范围呈现在表2。
表2
Figure GDA0002211096740000291
在粘度范围2500000cp状态下，在将实施例1-1-1的交联透明质酸水凝胶通过实施例2-4制造的情况下，交联透明质酸水凝胶并非均匀地向整个模具注入，而是制造出内部空着或者中间部分被切割的微结构体。
实施例6：交联透明质酸水凝胶的生物体分解确认(hyaluronidase assay)
为了确认本发明的交联透明质酸水凝胶的制造方法的生物体分解抑制效果，对实施例1-1至1-7的产物，实施基于透明质酸分解酶的分解实验。
改变Reissig等(A modified colorimetric method for the estimation of N-acetylamino sugar,J.Biol.Chem.1955,217:959-966)的方法来实施基于透明质酸分解酶的生物体外分解实验。将各个试验管以相同质量装上实施例1-1至1-7的交联透明质酸水凝胶。添加包含透明质酸分解酶(hyaluronidase，Bovine Testes,Sigma-Aldrich，美国)500U/mL的0.2M的硫化铅(PBS)(＝pH 7.4)。在37℃的条件下，将上述混合物反应6小时至48小时。停止酶反应，为了将通过酶反应分解的N-乙酰葡糖胺(NAG)转换为聚酯酰胺(glucoxazoline)而添加0.8M的硼酸钾(potassium borate，pH 9.1)之后，在100℃的条件下进行5分钟加热。为了测定分解的N-乙酰葡糖胺的量，向上述试验管添加对二甲氨基苯(DMAB，p-Dimethylaminobenzaldehyde)颜色试药之后，在37℃条件下进行30分钟反应。之后，进行离心分离(3000rpm，10分钟)来取出上等液，通过紫外线，在吸光度585nm中测定分解的交联物中的N-乙酰葡糖胺。将非交联透明质酸的分解率定为100％，将基于实施例1-1至1-7的产物的透明质酸分解酶的相对分解抑制效果呈现在表3。
表3
Figure GDA0002211096740000301
Figure GDA0002211096740000311
如上述表3所示，实施例1-1至1-7的交联透明质酸水凝胶呈现出对于生物内存在的透明质酸分解酶的抑制效果，因此，与非交联透明质酸相比，呈现出长时间的皮肤内持续时间，利用交联透明质酸水凝胶的微结构体因在生物体内持续时间长，从而呈现出高的皮肤美容改善效果，并可稳定地向生物体内传递有效成分。
实施例7：确认利用交联透明质酸水凝胶制造的微结构体的生物体外酶分解速度(半衰期，透明质酸lf-life)
为了确认利用本发明的交联透明质酸水凝胶制造的微结构体的制造方法的生物体外酶分解速度的差异，利用实施例1-1至1-7的产物，通过实施例2-2的方法形成微结构体之后，切割成固定大小来实施基于透明质酸分解酶的分解实验，并比较各个微结构体的50％被分解的时间。
向各个试验管放入上述切割成规定大小的微结构体，并添加分解酶(hyaluronidase，Bovine Testes,Sigma-Aldrich，美国)[包含16units/mL的0.2M PBS(＝pH 7.4)]。在37℃的温度下，使上述混合物分别反应24小时、40小时、48小时、72小时、120小时、216小时及360小时。对应各个反应时间，停止酶反应，为了将通过酶反应分解的N-乙酰葡糖胺转换为聚酯酰胺而添加0.8M的硼酸钾之后，在100℃的条件下进行5分钟加热。为了测定分解的N-乙酰葡糖胺的量，向上述试验管添加对二甲氨基苯(颜色试药之后，在37℃条件下进行30分钟反应。之后，进行离心分离(3000rpm，10分钟)来取出上等液，通过紫外线，在吸光度585nm中测定在分解的交联物中的N-乙酰葡糖胺。将非交联透明质酸的分解率定为100％，将基于实施例1-1至实施例1-7的产物的微结构体的透明质酸分解酶的相对50％分解速度呈现在表4。
表4
Figure GDA0002211096740000321
Figure GDA0002211096740000331
实施例8：利用交联透明质酸水凝胶制造的微结构体的膨胀度实验
交联透明质酸水凝胶在干燥之后，若再次加入水，则呈现出高的膨胀度，当制造微结构体时，限制上述膨润性的范围，由此，可调节微结构体的生物体内吸收时间和药物传递速度。
尤其，在生物体内使用利用吸收性和膨胀度优秀的原料的皮肤插入用微结构体的情况下，可呈现出高的美容效果。
将在实施例1的70℃干燥器中，以6小时以上完全干燥的交联透明质酸水凝胶及通过实施例2-1、2-4至2-7及3-2方法干燥的微结构体切割成规定大小来沉淀在水中之后，以完全实现平行的方式在常温条件下保管24小时。去除膨胀的交联透明质酸水凝胶及结构体来去除表面的水之后测定重量，之后，放入干燥器来完全去除水分之后，测定被干燥的交联透明质酸水凝胶及微结构体的重量，通过下式计算结构体的膨胀度。
Figure GDA0002211096740000332
Ws：膨胀的微结构体的重量，Wd：干燥的微结构体的重量
表5
Figure GDA0002211096740000341
Figure GDA0002211096740000351
如上述表5所示，本发明的交联透明质酸水凝胶及微结构体呈现出约为20倍至400倍的膨胀度，在经过均质化过程的情况下，膨胀度增加至约700倍。并且，当制造微结构体时，按规定比例混合非交联透明质酸，由此可调节膨胀度范围。
实施例9：利用交联透明质酸水凝胶及微变形(非铰链)透明质酸来制造的微结构体的长时间(7日)膨胀度维持实验
使实验例1的交联透明质酸水凝胶均质化之后，以使交联透明质酸水凝胶：非交联透明质酸重量比达到1：1的方式混合非交联透明质酸，通过实验例3-1的方法制造微结构体，来比较1日至7日之间膨胀度维持程度。
为了膨胀度实验，准备大小为10-20mg/cm2的通过上述实施例的方法制造的微结构体。在烧瓶中平整地放置棉纱布或无纺布擦拭器，添加生理食盐水(PBS)或包含0.003％的亚甲蓝(methylene blue)的生理食盐水并进行充分的浸渍。使微结构体样本达到0.01g的相同重量之后，放在浸渍状态的棉纱布或无纺布擦拭器，以防止棉纱布或无纺布擦拭器干燥的方式盖住烧瓶的盖之后，在37℃的烧杯保管。在第1日、第2日、第3日、第6日及第7日，测定膨胀的微结构体的重量来观察膨胀度的变化。
利用实施例8的计算式来计算膨胀度，将其呈现在以下表6。
表6
Figure GDA0002211096740000361
如上述表6所示，仅通过非交联透明质酸制造的微结构体完全没有呈现出基于生理食盐水的膨胀度，相反，混合通过实施例1的方法制造的透明质酸水凝胶和非交联透明质酸之后，通过实施例3-1的方法制造的微结构体的情况下，呈现出高的膨胀度，上述膨胀度在7日内没有太大的变化。
观察上述微结构体的形态的结构，仅通过非交联透明质酸制造的微结构体完全没有呈现出基于生理食盐水的膨胀度，而是均被溶解，从而并不呈现特定形态，相反，在混合通过实施例1的方法制造的透明质酸水凝胶和非交联透明质酸之后通过实施例3-1的方法制造的微结构体的情况下，水凝胶形态呈现出高的膨胀度，上述膨胀度在7日内没有太大的变化(图6)。
实施例10：通过交联透明质酸水凝胶制造的微结构体的皮肤透过(微结构体的机械强度)确认实验
为了观察利用上述实施例1-1-3及1-4的交联透明质酸水凝胶来分别制造成实施例2-4及2-5的微针的机械强度的变化，将添加交联透明质酸水凝胶的微结构体插入猪皮肤之后，通过台盼蓝进行染色来确认是够在皮肤形成孔。结果，微针成功地在猪皮肤形成孔(图7a及7b)。因此，添加交联透明质酸水凝胶的微结构体呈现出可透过皮肤的充分的机械强度，因此，可在皮肤有效传递活性成分。
比较例2：当利用实施例2-3的方法制造微结构体时，所施加的离心力并不充分的情况
在离心力不充分的状态下(500g中进行5分钟离心分离)，在通过实施例2-3的方法制造实施例1-1-4的交联透明质酸水凝胶的情况下，并未充分施加离心力，交联透明质酸水凝胶无法向模具末端传递，末端并未尖锐，从而，整体上制造了不均质的微结构体(图8)。
比较例3：当利用实施例3-1的方法制造微结构体时，减压注入并不充分的情况
当利用实施例1-1-5的交联透明质酸水凝胶及非交联透明质酸混合物(1:10)来通过实施例3-1的方法制造微结构体时，确认了减压状态并未充分持续，而是注入的情况下(650mmHg，3分钟减压注入)，上述混合物并未向模具末端传递，从而末端并未尖锐，整体长度并不恒定的微结构体(图9)。
比较例4：当利用实施例3-2的方法来制造微结构体时，追加干燥过程并不充分的情况
当利用实施例1-1-2的交联透明质酸水凝胶及非交联透明质酸混合物(1:10)来通过实施例3-2的方法制造微结构体时，在并未充分进行追加干燥工序的情况下(50℃条件下5分钟的追加干燥)，上述混合物并未完全干燥，从而制造除末端弯曲的微结构体(图10)。
以上，详细说明了本发明的特定部分，对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，这种具体记述只是优选实施例，本发明的范围并不局限于此。因此，本发明的实际范围通过发明要求保护范围和其的等同技术方案来定义。

Claims (10)

1.一种生物降解性微针的制造方法，其特征在于，上述生物降解性微针包含交联透明质酸水凝胶和非交联透明质酸，
其中上述交联透明质酸水凝胶特征在于具有1～50％的交联度，并且所述交联透明质酸水凝胶的固体含量等于或小于15％(w/v)，所述方法包括以下步骤：
步骤(a)，向微型模具提供均质化的交联透明质酸水凝胶和非交联透明质酸的混合物；
步骤(b)，在100～750mmHg的压力条件下向微型模具的孔注入上述混合物，并在15～90℃的条件下对上述混合物进行干燥10分钟～60小时；以及
步骤(c)，分离上述微型模具和混合物来形成微针，
其中相对于100重量份交联透明质酸水凝胶，上述非交联透明质酸为100～2000重量份。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述注入通过向上述混合物施加外力来实施。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，上述外力为离心力。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述干燥在大气压以下的压力条件下实施。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述交联透明质酸水凝胶通过与交联剂的交联反应被交联。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，上述透明质酸的平均分子量为100～5000kDa。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，上述交联剂为醚交联剂。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，上述交联剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，以透明质酸的重复单元0.5～50摩尔百分比的浓度添加上述交联剂。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，上述交联反应在20～50℃的温度下实施10～36小时。
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