CN110251824A - 一种用于透皮给药的柔性微针贴片及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于透皮给药的柔性微针贴片及其制作方法，柔性微针贴片包括柔性薄膜基材层、微针结构层和给药层，微针结构层在柔性薄膜基材层的表面，所述微针结构层为若干锥形结构形成的阵列，每个锥形结构表面均开设凹坑结构，所述给药层设置在每个锥形结构的表面。本公开提供的柔性微针贴片具有成本低、可以批量化制作、药物携带量和释放时间可以精准控制等优点。

Description

一种用于透皮给药的柔性微针贴片及其制作方法

技术领域

本公开属于生物医药技术领域，涉及一种用于透皮给药的柔性微针贴片及其制作方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

对于胰岛素等蛋白或多肽药物，传统采用注射给药，该方法需要频繁注射，对患者身体损害较大且会加重患者的心理负担。随着医学技术的发展，透皮给药技术得到长足发展，其中微针贴片技术是代表。据本公开发明人了解，现有的微针贴片技术成本较高、难以批量化制作、药物携带量和释放时间难以精准控制，限制了其应用范围。

目前已报道的微针贴片存在成本较高、难以批量化制作、药物携带量和释放时间难以精准控制等问题。中国专利CN 108837299A公开了一种智能调节血糖的微针贴片及其制备方法，利用抽真空和离心的方法，将含药物的水凝胶溶液填充到微针模板的微针中，并通过再次离心的方法，用不含药物的水凝胶溶液制备微针贴片的基底，通过合适的方法进行水凝胶材料的固化，干燥后，将微针贴片从模板中剥离得到智能调节血糖的微针贴片。中国专利CN 105744982A公开了一种制备微针片的方法，利用在模具背面形成真空来将聚合物溶液吸入到微针孔，通过冷冻-解冻、干燥处理得到已凝胶化了的高聚物溶液。通过本公开发明人的研究发现，这些方法工艺繁琐，成本较高。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开的目的是提供一种用于透皮给药的柔性微针贴片及其制作方法，该柔性微针贴片具有成本低、可以批量化制作、药物携带量和释放时间可以精准控制等优点。

为了实现上述目的，本公开的技术方案为：

一方面，一种用于透皮给药的柔性微针贴片，包括柔性薄膜基材层、微针结构层和给药层，微针结构层在柔性薄膜基材层的表面，所述微针结构层为若干锥形结构形成的阵列，每个锥形结构表面均开设凹坑结构，所述给药层设置在每个锥形结构的表面。

本公开提供的微针结构层中的微针结构为两级结构，即表面开设凹坑结构的锥形结构，该结构能够有效控制蛋白或多肽药物(例如胰岛素等)的携带量和释放时间。

为了降低柔性微针贴片的制作成本，采用卷对卷热压印工艺较好，为了获得具有两级微针结构的微针结构层，本公开另一方面，一种模具辊，为圆柱形结构，所述圆柱形结构表面开设若干锥形凹槽，每个锥形凹槽的表面设有若干凸起。

一种上述柔性微针贴片的制备方法，利用上述模具辊，采用卷对卷热压印在柔性薄膜基材的表面压印出若干表面含有凹坑结构的锥形结构，使得柔性薄膜基材层表面形成微针结构层，将药物喷淋在微针结构层上，使药物附着在表面含有凹坑结构的锥形结构上，从在每个锥形结构的表面形成给药层。

本公开的有益效果为：

1.本公开采用两级微针结构设计，可以有效控制胰岛素等蛋白或多肽药物的携带量和释放时间。

2.本公开提供的模具辊能够采用卷对卷热压印方法制备微针结构阵列，本公开提供的方法成本低、精度高、效率高、大面积一致性好、适合大批量制造。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1的柔性微针贴片的剖视图；

图2为本公开实施例1的柔性微针贴片的俯视图；

图3为本公开实施例1的柔性微针贴片的制备流程图；

其中，110、柔性薄膜基材层，120、微针结构层，130、给药层，210、模具辊，220、压力辊，230、喷淋装置。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

鉴于微针贴片制备方法工艺繁琐、成本较高的不足，为了解决如上的技术问题，本公开提出了一种用于透皮给药的柔性微针贴片及其制作方法。

本公开的一种典型实施方式，提供了一种用于透皮给药的柔性微针贴片，包括柔性薄膜基材层、微针结构层和给药层，微针结构层在柔性薄膜基材层的表面，所述微针结构层为若干锥形结构形成的阵列，每个锥形结构表面均开设凹坑结构，所述给药层设置在每个锥形结构的表面。

本公开提供的微针结构层中的微针结构为两级结构，即表面开设凹坑结构的锥形结构，该结构能够有效控制胰岛素等蛋白或多肽药物的携带量和释放时间。

该实施方式的一种或多种实施例中，所述凹坑结构为半球形结构、矩形槽结构、梯形槽结构、锥形结构或曲面结构。

该实施方式的一种或多种实施例中，所述微针结构层为矩形阵列、平行四边形阵列、菱形阵列、六边形阵列或圆形阵列。

该实施方式的一种或多种实施例中，锥形结构表面的凹坑结构矩形阵列、平行四边形阵列、菱形阵列、六边形阵列或圆形阵列。

该实施方式的一种或多种实施例中，锥形结构的底部直径为100μm～1000μm，高度为300μm～900μm。

该实施方式的一种或多种实施例中，锥形结构之间的间距为1μm～1000μm。

该实施方式的一种或多种实施例中，凹坑结构的开口直径为0.1μm～80μm，凹坑结构的深度为1μm～60μm。

该实施方式的一种或多种实施例中，凹坑结构之间的间距为1μm～200μm。

该实施方式的一种或多种实施例中，柔性薄膜基材层的材料具有很好的生物兼容性的材料，如聚乳酸(PLA)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯醇(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)或几种聚合物的多元组合体等。

该实施方式的一种或多种实施例中，给药层中的药物为蛋白质药物或多肽药物。例如胰岛素等。

本公开的另一种实施方式，提供了一种模具辊，为圆柱形结构，所述圆柱形结构表面开设若干锥形凹槽，每个锥形凹槽的表面设有若干凸起。通过该模具辊，利用卷对卷热压印工艺制备上述柔性微针贴片，从而降低柔性微针贴片的制作成本。

该实施方式的一种或多种实施例中，锥形凹槽的开口直径为100μm～1000μm，锥形凹槽的深度为300μm～900μm。

该实施方式的一种或多种实施例中，锥形凹槽之间的间距为1μm～1000μm。

该实施方式的一种或多种实施例中，凸起的底部直径为0.1μm～80μm，凸起的高度为1μm～60μm。

该实施方式的一种或多种实施例中，凸起之间的间距为1μm～200μm。

本公开的第三种实施方式，提供了一种上述柔性微针贴片的制备方法，利用上述模具辊，采用卷对卷热压印在柔性薄膜基材的表面压印出若干表面含有凹坑结构的锥形结构，使得柔性薄膜基材层表面形成微针结构层，将药物喷淋在微针结构层上，使药物附着在表面含有凹坑结构的锥形结构上，从在每个锥形结构的表面形成给药层。

该实施方式的一种或多种实施例中，卷对卷热压印过程中，柔性薄膜基材的进给速度为0.1～20m/min，模具辊温度为10～200℃，压力辊挤压力为0～80kgf，且压力辊挤压力不为0。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本公开的技术方案。

实施例1

一种用于透皮给药的柔性微针贴片，如图1～2所示，包括柔性薄膜基材PMMA 110、微针结构层120和给药层130，微针结构层120在柔性薄膜基材层110的表面，微针结构层120为若干锥形结构形成的阵列，每个锥形结构表面均开设凹坑结构，给药层130设置在每个锥形结构的表面。

锥形结构底边直径为200μm，高度为600μm，锥形结构之间的间距150μm，锥形结构呈矩形阵列排布。锥形结构表面的凹坑结构为半球形状，直径为10μm，深度为5μm。

其制备方法，如图3所示，采用的模具辊210的锥形凹槽和凸起的尺寸与微针结构层120中的锥形结构和凹坑结构的尺寸对应，步骤为：

基于卷对卷热压印设备，将模具辊210加热到PMMA的熔融温度，通过压力辊220对表面熔融的PMMA进行压印，在压力作用下，熔融的PMMA流进模具型腔；通过保形带装置和吹风冷却装置，流进模具型腔的PMMA变成固态并保持形状，微针结构层120从经过防粘处理的模具表面剥离，即可获得微针结构阵列120；微然后采用喷淋装置230，将胰岛素雾化成微滴(雾化后的胰岛素微滴具有一定黏度)，胰岛素微滴沉积在锥形结构表面并粘接住，形成给药层130，即可获得用于胰岛素透皮给药的柔性微针贴片。在卷对卷热压印工艺中，柔性薄膜基材的进给速度为0.1m/min，压力辊压力为50kgf，模具辊温度120℃。

实施例2

该实施例与实施例1相同，不同之处在于：锥形结构表面的凹坑结构直径为50μm。

实施例3

该实施例与实施例1相同，不同之处在于：锥形结构表面的凹坑结构直径为100μm。

实施例4

该实施例与实施例1相同，不同之处在于：锥形结构表面的凹坑结构直径为150μm。

实施例5

该实施例与实施例1相同，不同之处在于：锥形结构表面的凹坑结构深度为1μm。

实施例6

该实施例与实施例1相同，不同之处在于：锥形结构表面的凹坑结构深度为10μm。

实施例7

该实施例与实施例1相同，不同之处在于：锥形结构表面的凹坑结构深度为15μm。

实施例8

该实施例与实施例1相同，不同之处在于：表面凹坑结构的直径和高度都为0μm。

对实施例1～8制备的柔性微针贴片的载药量、2h后血糖水平、5h后血糖水平进行统计，结果如表1所示。其中，血糖水平的测试是基于小鼠实验，假设小鼠初始血糖水平为1，经过2h和5h后分别再次测量血糖水平，计算血糖水平相对初始值的百分比。

表1实施例1～8制备的柔性微针贴片的载药量和药物释放效率

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于透皮给药的柔性微针贴片，其特征是，包括柔性薄膜基材层、微针结构层和给药层，微针结构层在柔性薄膜基材层的表面，所述微针结构层为若干锥形结构形成的阵列，每个锥形结构表面均开设凹坑结构，所述给药层设置在每个锥形结构的表面。

2.如权利要求1所述的柔性微针贴片，其特征是，所述凹坑结构为半球形结构、矩形槽结构、梯形槽结构、锥形结构或曲面结构；

或，其特征是，所述微针结构层为矩形阵列、平行四边形阵列、菱形阵列、六边形阵列或圆形阵列；

或，锥形结构表面的凹坑结构矩形阵列、平行四边形阵列、菱形阵列、六边形阵列或圆形阵列。

3.如权利要求1所述的柔性微针贴片，其特征是，锥形结构的底部直径为100μm～1000μm，高度为300μm～900μm；

或，锥形结构之间的间距为1μm～1000μm。

4.如权利要求1所述的柔性微针贴片，其特征是，凹坑结构的开口直径为0.1μm～80μm，凹坑结构的深度为1μm～60μm；

或，凹坑结构之间的间距为1μm～200μm。

5.如权利要求1所述的柔性微针贴片，其特征是，给药层中的药物为蛋白质药物或多肽药物。

6.一种模具辊，其特征是，为圆柱形结构，所述圆柱形结构表面开设若干锥形凹槽，每个锥形凹槽的表面设有若干凸起。

7.如权利要求6所述的模具辊，其特征是，锥形凹槽的开口直径为100μm～1000μm，锥形凹槽的深度为300μm～900μm；

或，锥形凹槽之间的间距为1μm～1000μm。

8.如权利要求6所述的模具辊，其特征是，凸起的底部直径为0.1μm～80μm，凸起的高度为1μm～60μm；

或，凸起之间的间距为1μm～200μm。

9.一种权利要求1～5任一所述的柔性微针贴片的制备方法，其特征是，利用权利要求6～8任一所述的模具辊，采用卷对卷热压印在柔性薄膜基材的表面压印出若干表面含有凹坑结构的锥形结构，使得柔性薄膜基材层表面形成微针结构层，将药物喷淋在微针结构层上，使药物附着在表面含有凹坑结构的锥形结构上，从在每个锥形结构的表面形成给药层。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征是，卷对卷热压印过程中，柔性薄膜基材的进给速度为0.1～20m/min，模具辊温度为10～200℃，压力辊挤压力为0～80kgf，且压力辊挤压力不为0。