CN113069683A

CN113069683A - 一种用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法

Info

Publication number: CN113069683A
Application number: CN202110373714.7A
Authority: CN
Inventors: 王永安; 赵远锦; 姚舜; 池俊杰; 王月桐
Original assignee: Institute of Pharmacology and Toxicology of AMMS; Nanjing Drum Tower Hospital
Current assignee: Institute of Pharmacology and Toxicology of AMMS; Nanjing Drum Tower Hospital
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2021-07-06
Anticipated expiration: 2041-04-07
Also published as: CN113069683B

Abstract

本发明提供一种用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法，该方法通过聚二甲基硅氧烷（PDMS）模具复制和紫外光固化的方法，以甲基丙烯化透明质酸（MeHA）、聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）或者甲基丙烯化明胶（GelMA）为主要成分，制备得到针尖垂直、质地柔软、富有弹性、透明质酸或明胶含量丰富、多孔并可溶的微针贴片；本发明制备的可溶性微针贴片可贴附在皮肤创面处，柔软的微针针体有助于创面的保护并减轻治疗过程的疼痛感；多孔的针体有利于负载药物的释放；微针主成分可诱导血管生成、促进上皮细胞分化，从而加速创面愈合的过程。本发明方法设计合理，成本低、操作简单，实用性强，应用范围广泛。

Description

一种用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法。

背景技术

车祸、跌落和手术等外伤造成的创面常伴有皮肤完整性的破坏以及一部分软组织的缺损，这常常给创面修复带来许多挑战。目前创面修复主要以清创止血、镇静止痛、手术缝合等方式为主，而这些方法容易使患者受到二次痛苦并产生皮肤瘢痕，恢复效果也有待提高。

微针疗法是一种微创、无痛和高效的透皮疗法，可以在皮肤内形成大量的微孔道，因此广泛应用于透皮给药。由于微针针体短小不会刺激皮肤下神经末梢，因此不会给患者带来额外的痛苦。在创面修复中，微针疗法通过透皮给药能够提高药物的利用度以及敷料与创面的接触面积，从而更好地发挥修复效果。但尖锐的针体容易对创面造成二次损伤，甚至引起伤口感染。因此，迫切需要开发出针体柔软的可溶性微针贴片用于创面的修复。

基于此，本发明提出一种用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法，制备针尖垂直、柔软、多孔并可溶的微针贴片，可诱导血管生成、促进上皮细胞分化，从而加速创面愈合的过程。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法。本发明制作的微针具有柔软的针体，可以提高治疗过程的舒适感以及与创面之间的比表面积；微针针体上的多孔结构有利于负载药物的释放；微针主要成分可诱导血管生成、促进上皮细胞分化从而加速创面修复的过程。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法，包括以下步骤：

S1、PDMS微针模具的制备：

脱模剂处理ETPTA微针模板，用氧等离子体对ETPTA微针模板进行亲水化处理，随后在其表面进行硅烷化处理以形成疏水化表面；将PDMS（聚二甲氧基硅氧烷，Sylgard184）与固化剂均匀混合形成混合溶液，再将混合溶液倒入ETPTA微针模板的表面，抽真空去除混合溶液中的气泡，然后加热固化，冷却后将固化的PDMS与ETPTA微针模板分离得到疏水化的PDMS微针模具；

S2、可溶性微针贴片的制备：

用磷酸盐缓冲液（PBS）、N-N 二甲基丙烯酰胺与微针原材料充分溶解制备形成可溶性微针原材料溶液；在 PDMS 微针模具上滴加少量的可溶性微针原材料溶液，通过高速离心的方式填充针体，并通过紫外光固化的方式使其成型；待可溶性微针原材料溶液充分固化后从模具上剥离，得到可溶性微针贴片。

进一步的，S1中，所述脱模剂为二甲基硅油、聚乙二醇和低分子量聚乙烯中的一种或多种。

进一步的，S1中，所述硅烷化处理具体为：将1H,1H,2H,2H-全氟十七烷三甲基氧硅烷和二氯甲烷以 1:100 比例充分混合，之后置于70℃ 烘箱中对ETPTA微针模板表面进行蒸镀2小时，整个过程需保持蒸镀环境的密闭性以保证充分的烷基化反应。

进一步的，S2中，所述微针原材料为甲基丙烯化透明质酸（MeHA）、甲基丙烯化明胶（GelMA）、聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）中的一种或多种。

进一步的，S2中，所述可溶性微针原材料溶液在固化之前需要避光放置。

进一步的，S2中，所述可溶性微针贴片的针体为圆锥形，垂直排列；针体底部直径为 310μm，高度为 700μm，针尖尖端直径为 5μm。

进一步的，S2中，先用10倍稀释的可溶性微针原材料溶液对PDMS微针模具进行灌洗一次，然后用可溶性微针原材料溶液进行微针的制作。

进一步的，S2中，紫外光固化方法为：向微针原材料溶液中加入1% (v/v)的2-羟基-2-甲基苯丙酮，在紫外光照射下聚合1分钟。

本发明的有益效果：

1）本发明提供的用于创面修复的可溶性微针贴片制备方法，通过模具填充和紫外光固化的方式，制备得到了针尖垂直、针体柔软的微针单位；制备方法方便、可靠；

2）本发明提供的可溶性微针贴片针体柔软，多孔结构明显，从而有利于保护创面并防止创面受到二次损伤；

3）本发明使用了甲基丙烯化透明质酸（MeHA）或甲基丙烯化明胶（GelMA）作为可溶性微针原材料溶液主成分，有利于发挥其在创面愈合中的促进上皮组织生成、血管生成的功能，从而加速创面愈合的进程。

附图说明

图1为本发明用于创面修复的可溶性微针贴片的示意图；

图2为本发明用于创面修复的ETPTA微针模板的示意图；

图3为本发明用于创面修复的PDMS微针模具的示意图；

图4为本发明用于创面修复的可溶性微针贴片的实物图；

图5为本发明在动物实验中的对照组和实验组创面HE染色图。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

本发明提供一种用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、PDMS微针模具的制备：

脱模剂处理ETPTA微针模板，用氧等离子体对ETPTA微针模板进行亲水化处理，随后在其表面进行硅烷化处理以形成疏水化表面；将PDMS（聚二甲氧基硅氧烷，Sylgard184）与固化剂均匀混合（混合比为10:1）形成混合溶液，再将混合溶液倒入ETPTA微针模板的表面，抽真空去除混合溶液中的气泡，然后加热固化，冷却后将固化的PDMS与ETPTA微针模板分离得到疏水化的PDMS微针模具。

所述脱模剂为二甲基硅油、聚乙二醇和低分子量聚乙烯中的一种或多种；脱模剂处理时先将ETPTA微针模板浸泡在脱模剂中，取出后常温晾干，并置于120℃ 热台上充分干燥。整个过程需反复 3 次。

所述硅烷化处理具体为：将1H,1H,2H,2H-全氟十七烷三甲基氧硅烷和二氯甲烷以1:100 充分混合，之后置于70℃烘箱中对ETPTA微针模板表面进行蒸镀2小时，整个过程需保持蒸镀环境的密闭性以保证充分的烷基化反应。

步骤二、可溶性微针贴片的制备：

用磷酸盐缓冲液（PBS）、N-N 二甲基丙烯酰胺与微针原材料充分溶解制备形成可溶性微针原材料溶液；先用稀释的可溶性微针原材料溶液对PDMS微针模具进行灌洗一次，随后通过高速离心的方式将微针原材料溶液填充针体，最后利用紫外光固化的方式使其固化成型（可溶性微针原材料溶液在固化之前需要避光放置）；待可溶性微针原材料溶液充分固化后将其从模具上剥离，得到可溶性微针贴片。

具体的，所述微针原材料为甲基丙烯化透明质酸（MeHA）、甲基丙烯化明胶（GelMA）、聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）中的一种或多种。

制备所得到的可溶性微针贴片的针体为圆锥形，垂直排列；针体底部直径为 310μm，高度为 700μm，针尖尖端直径为 5μm。

紫外光固化方法为：向微针原材料溶液中加入 1% (v/v) 的2-羟基-2-甲基苯丙酮并混匀，在紫外光照射下固化1分钟。

本发明通过PDMS模具复制和紫外光固化的方法，将可溶性微针原材料溶液固化成微针的形态，从而制得可溶性微针贴片，制备过程简单、高效。

实施例1

本实施例提供一种以 PDMS 为材料的微针模具，制备方法包括如下步骤：

（1）ETPTA微针模板的疏水化处理

将ETPTA微针置于二甲基硅油中浸泡10分钟，取出后在常温下晾干，然后置于120℃热台充分烘干，此过程反复进行3次；然后用氧等离子体对ETPTA微针进行亲水化处理5分钟；之后将1H,1H,2H,2H-全氟十七烷三甲基氧硅烷和二氯甲烷以 1:100 比例充分混合，之后置于70℃烘箱中对ETPTA微针模板表面进行蒸镀2小时，整个过程需保持蒸镀环境的密闭性以确保烷基化的充分反应。

（2）PDMS微针模具的制备

将聚二甲氧基硅氧烷和固化剂按质量比 10:1 充分混匀制成含有固化剂的聚二甲氧基硅氧烷混合液，之后将混合液浇注在已经进行疏水化处理的ETPTA微针模板表面，置于真空泵中抽真空30分钟以充分除去 PDMS 内的气泡，再将其置于 70℃ 烘箱加热 8 小时即得到固化的聚二甲氧基硅氧烷。最后将ETPTA微针模板和 PDMS 分离即得到PDMS微针模具。

实施例2

本实施例提供一种以甲基丙烯化透明质酸（MeHA）作为主成分的可溶性微针贴片，按照如下方法制备：

（1）配置可溶性微针原材料溶液作为浇注材料

可溶性微针原材料溶液：使用磷酸盐缓冲液（PBS）配制2% (w/v) MeHA 和0.068%(w/v) N-N二甲基丙烯酰胺的混合液，作为微针原材料溶液；向微针原材料溶液中添加1%(v/v) 2-羟基-2-甲基苯丙酮并避光放置，形成待固化微针原材料溶液，该待固化微针原材料溶液在紫外光照射下1分钟可使微针原材料溶液固化；

（2）制备可溶性微针贴片

首先，将0.1%（w/v）可溶性微针原材料溶液作为灌洗液对模具进行灌洗一次，再用紫外光照射1分钟使模具表面疏水化，然后用移液器吸出灌洗液。将待固化微针原材料溶液滴加在PDMS微针模具（385个针体）的表面，水平高速离心5分钟使待固化微针原材料溶液充分填充到PDMS微针模具的针状孔内；然后在100W紫外光固化仪下照射1分钟，使待固化微针原材料溶液固化，最后即可分离出可溶性微针与PDMS微针模具，如图4所示。

实施例3

本实施例提供一种以甲基丙烯化明胶（GelMA）作为主成分的可溶性微针贴片，按照如下方法制备：

（1）配制可溶性微针原材料溶液作为浇注材料

可溶性微针原材料溶液：使用磷酸盐缓冲液（PBS）配制10% (w/v) GelMA 以及10%(v/v) PEGDA 作为微针原材料溶液，然后向微针原材料溶液中添加1%(v/v) 2-羟基-2-甲基苯丙酮以形成待固化微针原材料溶液并避光放置。该待固化微针原材料溶液在紫外光下照射1分钟可使微针原材料溶液固化；

（2）制备可溶性微针贴片

首先，将0.1%（w/v）可溶性微针原材料溶液作为灌洗液加在PDMS微针模具（400个针体）的表面，在100W紫外固化仪下照射1分钟以灌洗模具，然后用移液器吸出灌洗液。将待固化微针原材料溶液滴加在PDMS微针模具（400个针体）的表面，通过高速离心法使待固化微针原材料溶液充分填充到PDMS微针模具的针状孔内。然后在 100W 紫外光固化仪下照射1 分钟，使待固化微针原材料溶液固化，最后可分离出可溶性微针贴片与PDMS微针模具。

试验例

用于创面修复的可溶性微针贴片作用于大鼠背部圆形创面：

以实施例2制备的可溶性微针贴片为例，用10% (w/v)的水合氯醛腹腔注射6只重量150-200g 的雌性大鼠，背部人为制造直径为1cm 的圆形创面；

将上述大鼠模型随机分配为对照组和实验组，每组3只：对照组：不接受任何治疗；实验组：将可溶性微针贴片敷在创面表面，然后用1624W透明敷贴固定可溶性微针贴片，通过甲基丙烯化透明质酸缓慢降解进行创面修复；治疗9天后，从大鼠背部创面取样进行 HE染色。

如图5所示的HE 染色结果可知，对照组皮肤的创面面积更大，几乎未见上皮化；而实验组创面面积小，可见大量上皮再生，皮肤恢复较快，表明甲基丙烯化透明质酸微针贴片有利于创面的愈合。

本发明通过聚二甲基硅氧烷（PDMS）模具复制和紫外光固化的方法，以甲基丙烯化透明质酸（MeHA）、聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）或者甲基丙烯化明胶（GelMA）为主要成分，制备得到针尖垂直、质地柔软、富有弹性、透明质酸或明胶含量丰富、多孔并可溶的微针贴片，柔软的微针针体有助于创面的保护，并减轻治疗过程的疼痛感；多孔的针体有利于负载药物的释放；微针主成分可诱导血管生成、促进上皮细胞分化，从而加速创面愈合的过程。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、PDMS微针模具的制备：

脱模剂处理ETPTA微针模板，用氧等离子体对ETPTA微针模板进行亲水化处理，随后在其表面进行硅烷化处理以形成疏水化表面；将PDMS与固化剂均匀混合形成混合溶液，再将混合溶液倒入ETPTA微针模板的表面，抽真空去除混合溶液中的气泡，然后加热固化，冷却后将固化的PDMS与ETPTA微针模板分离得到疏水化的PDMS微针模具；

S2、可溶性微针贴片的制备：

将磷酸盐缓冲液、N-N 二甲基丙烯酰胺与微针原材料充分混匀并溶解制备形成可溶性微针原材料溶液；在 PDMS 微针模具上滴加少量的可溶性微针原材料溶液，通过高速离心的方式填充针体，并通过紫外光固化方式使其固化成型；待可溶性微针原材料溶液充分固化后将其从模具上剥离，得到可溶性微针贴片。

2.根据权利要求1所述的用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法，其特征在于，S1中，所述脱模剂为二甲基硅油、聚乙二醇和低分子量聚乙烯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法，其特征在于，S1中，所述硅烷化处理具体方法为：将1H,1H,2H,2H-全氟十七烷三甲基氧硅烷和二氯甲烷以1:100 充分混合，之后置于70℃烘箱中对ETPTA微针模板表面进行蒸镀2小时，整个过程需保持蒸镀环境的密闭性以保证充分的烷基化反应。

4.根据权利要求1所述的用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法，其特征在于，S2中，所述微针原材料为甲基丙烯化透明质酸、甲基丙烯化明胶、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法，其特征在于，S2中，所述可溶性微针原材料溶液在固化之前需要避光放置。

6.根据权利要求1所述的用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法，其特征在于，S2中，所述可溶性微针贴片的针体为圆锥形，垂直排列；针体底部直径为 310μm，高度为 700μm，针尖尖端直径为 5μm。

7.根据权利要求1所述的用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法，其特征在于，S2中，先用10倍稀释的可溶性微针原材料溶液对PDMS微针模具进行灌洗一次，然后用可溶性微针原材料溶液进行微针的制作。

8.根据权利要求1所述的用于创面修复的可溶性微针贴片的制备方法，其特征在于，S2中，紫外光固化方法为：向微针原材料溶液中加入1% (v/v)的2-羟基-2-甲基苯丙酮，在紫外光照射下聚合1分钟。