CN113577528A - 一种结合触压或拍打透皮给药的压电驻极体给药贴剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种结合触压或拍打透皮给药的压电驻极体给药贴剂及其制备方法和应用。所述压电驻极体给药贴剂包括依次层叠设置的覆盖层、压电驻极体层和药物层；所述压电驻极体层包括压电驻极体和与所述压电驻极体结合的金属电极。经过触压或拍打，所述压电驻极体给药贴剂产生微电流脉冲，皮肤类脂的流动性提高，药物分子进入穿透皮肤角质层的通道扩张，进而药物的经皮渗透效率得以明显提升。

Description

一种结合触压或拍打透皮给药的压电驻极体给药贴剂及其制 备方法和应用

技术领域

本发明属于透皮给药制剂技术领域，具体涉及一种压电驻极体给药贴剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种结合触压或拍打透皮给药的压电驻极体给药贴剂及其制备方法和应用。

背景技术

涂抹在皮肤表面的药物以自行渗透皮肤的方式进行体循环，或者采用某种方式使药物以恒定速率或接近恒定速率通过皮肤进入体循环，从而产生全身或局部治疗作用，这种给药方式称之为透皮给药。

涂抹在皮肤表面的药物通过自然渗透传导到皮肤内部，但由于皮肤角质层的阻挡作用，使有效成分传导效率低，大部分有效成分仍保留在皮肤表面，难以渗透至皮下。而常见的透皮给药方式，有的装置体积过大、使用不便捷，有的工艺过复杂，有的静电场作用不明显。

CN105457151A公开了一种超声波及静电复合烧伤膏透皮给药工艺。该工艺中使用一贮库型贴剂主体，包括由外及内依次排布的背衬层、烧伤膏层和托玛琳粉末层，还包括采用驻极体材料制成的驻极体层和控释膜层；所述驻极体层位于背衬层外，控释膜层位于烧伤膏层和托玛琳粉末层之间；所述贮库型贴剂主体还包括一超声波发生层，超声波发生层位于烧伤膏层两侧，并将烧伤膏层夹紧。给药时，首先将贮库型贴剂主体固定在皮肤的烧伤部位上；然后将超声波发生层连接一超声波发生电路，产生超声波，超生波作用于烧伤膏层以及位于烧伤膏层内侧的控释膜层、托玛琳粉末层、皮肤的烧伤部位。该发明所述的透皮给药工艺较复杂，而且驻极体层与直接作用于烧伤皮肤的药物层之间还有背衬层、烧伤膏药层、控释膜层等，驻极体促进药物分子吸收的作用会很弱。

CN106074460A公开了一种驻极体与5-氟尿嘧啶联合抑制增生性瘢痕生长的透皮给药制剂。该发明所提出的透皮给药制剂，包括一背衬层，背衬层内侧设置有含药压敏胶层，背衬层的外侧设有一采用驻极体材料制成的驻极体层，驻极体层、背衬层、含药压敏胶层形成一贮库型贴剂。驻极体层设有一电能输入端，电能输入端链接一微型处理器系统，微型处理器系统连接一时间模块。该发明通过驻极体可以改变贴剂的粘度和药物的极化参数，调控药物的释放。不过该发明中所述基于微型处理器系统的反馈系统，会使得该透皮给药制剂的尺寸过大，使用的便捷性受到影响。

CN109718465A公开了一种3D打印驻极体微针促吸收面膜，包括3D打印的面膜层，面膜层内含有护肤有效成分的基质，面膜层的下表面覆盖有微针阵列层；微针阵列层包括用于固定微针的基层，基层上等间距的固定有中空的微针，微针的中空部分形成给药通道，给药通道的上端刺入面膜层内，下端朝外；面膜层的上表面上覆盖有隔离层，隔离层的上表面上覆盖有驻极体层。该发明在面膜层上，增设了驻极体层和微针层，可利用驻极体产生的微电流和静电场，促进基质向皮肤内层渗透。该发明中通过微型处理器系统连接驻极体层外侧的金属电极层，实现对驻极体内静电场与微电流的控制。由于微型处理器系统输出的控制电压无法达到驻极体的极化电压，很难有效实现对驻极体内静电场与微电流的调控。

压电驻极体(Piezoelectret)是一种灵敏系数高、柔性良好的新型换能材料，具有良好的柔性和压电效应，且不受热释电效应影响，能将微弱力变化信号转换成电流脉冲。压电驻极体可通过孔洞结构处理、极化等流程制备，常用于高灵敏度力传感器、振动传感器、能量采集器等。

因此，本领域可利用压电驻极体制备一种体积较小、使用便捷且工艺简单的药物贴剂，以提高经皮给药的药物吸收率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结合触压或拍打透皮给药的压电驻极体给药贴剂及其制备方法和应用。所述压电驻极体给药贴剂，通过触压或拍打促进透皮给药，使用方法简单且易于制备，具有较好的应用前景。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种结合触压或拍打透皮给药的压电驻极体给药贴剂，包括依次层叠设置的覆盖层、压电驻极体层和药物层；所述压电驻极体层包括压电驻极体和与所述压电驻极体结合的金属电极。

本发明中，所述压电驻极体是透皮给药贴剂中的关键组成。压电驻极体是一种基于聚合物空间电荷驻极体的新型压电材料，具有良好的柔性和压电效应，且不受热释电效应影响；在压电驻极体的表面设置金属电极，所述金属电极为压电驻极体中的电偶极子提供补偿电荷；当压电驻极体在其垂直方向上受到外力触压或拍打时，其内部孔洞结构被压缩，内部电偶极子的偶极矩减小，金属电极中的补偿电荷也相应减小，因此，金属电极中会产生变化的电荷信号，由此可产生微电流脉冲。

所述结合触压或拍打透皮给药的压电驻极体给药贴剂在使用过程中，触压或拍打压电驻极体而产生的力使其金属电极中产生微电流脉冲，皮肤角质层中的角蛋白在微电流脉冲作用下，由α-螺旋结构的多肽肽链摆成平行排列的多肽肽链，其邻近偶极子之间的相互排斥，导致角质层细胞间质产生新的缺损，改变了角质层层状类脂的排列结构，从而提高皮肤类脂的流动性，扩大了药物分子进入穿透皮肤角质层的通道，有利于药物的经皮渗透。

其中，触压或拍打压电驻极体的方式不限，触压或拍打压电驻极体的力度、频率等根据实际使用情况确定；触压或拍打压电驻极体的具体时长根据药物层的药物成分及其使用方法来确定。

本发明中，具体的触压力大小和触压时间，需要根据压电驻极体的灵敏度系数d₃₃来确定，灵敏度系数d₃₃越小，所需的触压力越大、触压时间越长。

作为本发明优选的技术方案，所述金属电极设置于所述压电驻极体与药物层之间。

优选地，所述金属电极的面积小于等于所述压电驻极体的面积。

优选地，所述覆盖层的面积大于所述压电驻极体层的面积。

本发明中所述覆盖层有利于保护压电驻极体层，且覆盖层的面积大于压电驻极体层并与皮肤接触；若压电驻极体厚度较大，其上可不用放置覆盖层，直接在压电驻极体没有镀金属电极的一面进行触压或拍打。

作为本发明优选的技术方案，所述压电驻极体层的厚度包括但不限于10μm～1000μm，例如可以是10μm、20μm、30μm、50μm、80μm、100μm、150μm、200μm、250μm、280μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm或1000μm等，具体厚度可根据所用驻极体材料性能确定。

本发明所述压电驻极体的面积可根据实际透皮给药面积确定。

优选地，所述压电驻极体采用的聚合物材料可以是具有较好生物相容性的材料，包括但不限于聚丙烯(PP)、氟化乙丙烯聚物(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基树脂(PFA)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，形成所述金属电极的金属为金(Au)和/或银(Ag)。

本发明中，所述金属电极位于压电驻极体表面，可通过磁控溅射、化学气相沉积等镀膜工艺将其镀在压电驻极体表面，镀膜所用金属为对人体无害的金属，包括但不限于金或银等金属；同时，所述金属电极设置于所述压电驻极体与药物层之间。

优选地，所述金属电极的厚度包括但不限于10nm～1000nm，例如可以是10μm、20μm、30μm、50μm、80μm、100μm、150μm、200μm、250μm、280μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm或1000μm等，具体厚度可根据所用驻极体材料性能确定。

本发明中，金属电极的厚度包括但不限于几十纳米到几千纳米，优选为10nm～1000nm，例如可以是10nm、20nm、50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm或1000nm等。

作为本发明优选的技术方案，所述药物层由与皮肤接触的、包含药物的医用敷料或者直接涂敷于皮肤上的药物形成；

药物层通过将药膏或药液涂抹在皮肤表面形成，或者通过使用几微米后的医用棉膜等材料浸透药膏或药液后贴敷在皮肤表面形成。实际透皮给药包括但不限于上述方式形成药物层。将压电驻极体的金属电极那面放置在药物层上，使金属电极与药物层或皮肤接触。

放置在压电驻极体上面的覆盖层使用人体无害的薄膜材料，其厚度不限，其尺寸大于压电驻极体尺寸。

优选地，所述覆盖层与压电驻极体层和皮肤接触，用于覆盖所述压电驻极体。

第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的压电驻极体给药贴剂的制备方法，所述制备方法包括：

制备包含压电驻极体和金属电极的压电驻极体层；

分别制备药物层和覆盖层；

再将所述药物层、压电驻极体层和覆盖层依次组装，得到所述压电驻极体给药贴剂。

作为本发明优选的技术方案，所述压电驻极体层上的金属电极通过镀膜法与压电驻极体结合。

优选地，所述镀膜法包括磁控溅射法和/或化学气相沉积法。

作为本发明优选的技术方案，所述压电驻极体的制备方法包括获取孔洞结构和极化的步骤。

优选地，所述孔洞结构的获取方法包括但不限于膨化法、模板法或刻蚀法中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述极化的方法包括但不限于电晕极化法、电子束极化或辐照极化法。

作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：

聚合物材料经过膨化法处理得到孔洞结构，再采用电子束辐照极化法进行极化，得到压电驻极体；

采用磁控溅射法和/或化学气相沉积法将金和/或银镀覆于所述压电驻极体的一侧，形成金属电极，所述金属电极的厚度为10nm～1000nm，从而得到包含压电驻极体和金属电极的压电驻极体层；

制备药物层，所述药物层为与皮肤接触的、包含药物的医用敷料；

制备覆盖层，再将所述药物层、压电驻极体层和覆盖层依次组装，得到所述压电驻极体给药贴剂。

本发明中，所述压电驻极体给药贴剂可以按照如下方法进行使用：

首先，在皮肤上通过涂抹或贴敷的方式设置药物层；

然后，将压电驻极体镀有金属电极的一面覆盖在药物层上，使金属电极接触到皮肤或药物层，在压电驻极体未镀金属电极的一面放置覆盖层；

之后在覆盖层在触压或拍打压电驻极体；

在持续触压或拍打压电驻极体一段时间后，可清理掉贴敷在皮肤上的覆盖层、压电驻极体和药物层等材料。

第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的压电驻极体给药贴剂在制备透皮给药系统中的应用。

本发明所述的压电驻极体给药贴剂可以用于伤口较小或疼痛感较弱的场景，比如祛瘀消肿、中医推拿、美容护肤等领域。

本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明基于压电驻极体提供一种结合触压或拍打透皮给药的压电驻极体给药贴剂，所述给药贴剂包括覆盖层、压电驻极体、金属电极和药物层，在该透皮给药贴剂上触压或拍打，压电驻极体内部孔洞结构被压缩，内部电偶极子的偶极矩减小，金属电极中的补偿电荷也相应减小，从而产生微电流脉冲，皮肤角质层中的角蛋白在微电流脉冲作用下，由α-螺旋结构的多肽肽链摆成平行排列的多肽肽链，其邻近偶极子之间的相互排斥，导致角质层细胞间质产生新的缺损，改变了角质层层状类脂的排列结构，从而提高皮肤类脂的流动性，扩大了药物分子进入穿透皮肤角质层的通道，有利于药物的经皮渗透；

(2)本发明中，所述触压或拍打压电驻极体的方式不限，触压或拍打的力度、频率等根据实际使用情况确定，且具体的使用时长根据药物层的药物成分及其使用方法来确定；因此，该压电驻极体给药贴剂的使用限制较小，使用范围较广，适用于制备多种类型的透皮给药系统。

附图说明

图1为本发明提供的压电驻极体给药贴剂的结构示意图，其中1-覆盖层、2-药物层、3-金属电极、4-压电驻极体。

图2为本发明提供的压电驻极体给药贴剂的使用流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

以下实施例中，若无特殊说明，所用试剂及耗材均购自本领域常规试剂厂商；若无特殊说明，所用实验方法和技术手段均为本领域常规的方法和手段。

本发明提供的结合触压或拍打透皮给药的压电驻极体给药贴剂的结构如图1所示，由覆盖层1、压电驻极体层和药物层2组成；

其中，所述压电驻极体层包括压电驻极体4和镀覆于所述压电驻极体一侧表面的金属电极3。

所述压电驻极体给药贴剂的使用流程图如图2所示，具体如下：

S1、在皮肤上通过涂抹或贴敷的方式放置药物层2；

S2、再将压电驻极体4镀有金属电极3的一面覆盖在药物层2上，使金属电极3接触到涂抹或者贴敷有药物层2的皮肤上；

S3、在压电驻极体4未镀金属电极3的一面放置覆盖层；

或者，所述药物层2可以与压电驻极体层同时放置于皮肤表面；

S4、在覆盖层1上触压或拍打皮肤，即拍打压电驻极体4；

S5、在持续触压或拍打压电驻极体4一段时间后，可清理到贴敷在皮肤上的覆盖层1、压电驻极体4、药物层2等材料；其中，触压或拍打压电驻极体的具体方式、时长和频率等可根据药物层2的药物成分或实际使用情况进行确定；

在所述透皮给药贴剂在使用过程中，触压或拍打压电驻极体4而产生的力使其金属电极中产生微电流脉冲；皮肤角质层中的角蛋白在微电流脉冲作用下，皮肤类脂的流动性增加，扩大了药物分子进入穿透皮肤角质层的通道，有利于药物的经皮渗透。

本发明中，采用的压电驻极体4为聚丙烯压电驻极体。

聚丙烯压电驻极体可以采用如下方法进行制备：

①采用包括但不限于膨化法，将聚丙烯薄膜进行孔洞结构处理，使薄膜内部具有为微孔结构，微孔处理条件可采用但不限于氮气环境下气压2MPa、温度110℃、时间3h等条件；

②使用包括但不限于电晕极化法对具有微孔结构的聚丙烯薄膜进行极化处理，极化条件可采用但不限于针压20kV、栅压5kV、时间2min等条件。

实施例1

本实施例提供一种结合触压或拍打透皮给药的压电驻极体给药贴剂，所述压电驻极体给药贴剂包括依次层叠设置的覆盖层1、压电驻极体层和药物层2。

所述压电驻极体层采用的压电驻极体4为聚丙烯压电驻极体；

采用化学气相沉积法将银镀覆于所述压电驻极体4的一侧表面，得到压电驻极体层；

所述压电驻极体层的厚度为200μm，其中金属电极3的平均厚度为400nm，所述金属电极3的面积小于所述压电驻极体4的面积；

所述药物层2为浸透药膏的医用纱布，所述覆盖层1为医用绷带，所述覆盖层1的面积大于所述压电驻极体层的面积；

所述压电驻极体给药贴剂可根据实际所需面积进行裁剪。

实施例2

本实施例提供一种结合触压或拍打透皮给药的压电驻极体给药贴剂，所述压电驻极体给药贴剂包括依次层叠设置的覆盖层1、压电驻极体层和药物层2。

所述压电驻极体层采用的压电驻极体4为聚丙烯压电驻极体；

采用磁控溅射法将银镀覆于所述压电驻极体4的一侧表面，得到压电驻极体层；

所述压电驻极体层的厚度为500μm，其中金属电极3的平均厚度为100nm，所述金属电极3的面积小于等于所述压电驻极体4的面积；

所述药物层2为浸透药膏的医用纱布，所述覆盖层1为医用绷带，所述覆盖层1的面积大于所述压电驻极体层的面积；

所述压电驻极体给药贴剂可根据实际所需面积进行裁剪。

实施例3

本实施例提供一种结合触压或拍打透皮给药的压电驻极体给药贴剂，所述压电驻极体给药贴剂包括依次层叠设置的覆盖层1、压电驻极体层和药物层2。

所述压电驻极体层采用的压电驻极体4为聚丙烯压电驻极体；

采用化学气相沉积法将金镀覆于所述压电驻极体的一侧表面，得到压电驻极体层；

所述压电驻极体层的厚度为20μm，其中金属电极3的平均厚度为50nm，所述金属电极3的面积小于所述压电驻极体4的面积；

所述药物层2并非为浸透药膏的医用纱布，而是直接涂抹在皮肤表面的药物；所述覆盖层1为医用绷带。

实施例4

本实施例提供一种压电驻极体给药贴剂的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

(1)将浸透药膏的医用纱布以贴敷的方式敷于皮肤表面；

(2)将压电驻极体层镀有金属电极3的一面覆盖在医用纱布上，使金属电极3接触到医用纱布；

(3)在压电驻极体未镀金属电极的一面放置医用绷带，作为覆盖层1，同时固定所述药物层2和压电驻极体层；

(4)持续拍打压电驻极体20min后，清理掉贴敷在皮肤上的覆盖层1、压电驻极体层和药物层2。

实施例5

本实施例提供一种压电驻极体给药贴剂的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

(1)将药膏直接涂抹在皮肤表面；

(2)将压电驻极体层镀有金属电极3的一面覆盖在涂抹药物的皮肤表面，使金属电极3接触到皮肤；

(3)在压电驻极体4未镀金属电极3的一面放置医用绷带，作为覆盖层1，同时固定所述压电驻极体层；

(4)持续触压压电驻极体4三十分钟后，清理掉贴敷在皮肤上的覆盖层、压电驻极体和药物。

其中，实施例4和实施例5中拍打或者触压所使用的力由现有的拍打或者触压装置提供，拍打或者触压提供的力为均匀可控的力。

对比例1

与实施例1的区别仅在于，本对比例中压电驻极体给药贴剂中不放置压电驻极体层，只有覆盖层1和药物层2。

检测结果

压电驻极体对动态力的检测具有较高的灵敏性，用1～10N的力触压压电驻极体，压电驻极体最大能输出几百微安级别的电流，能对皮肤有直接的电流刺激效果。

实验数据表明，压电系数d₃₃为155pC/N的聚丙烯压电驻极体在10N的力触压下，输出的刺激电流最大达500μA。压电驻极体给药贴剂贴在皮肤上，触压一段时间后，检测皮肤中药物分子的浓度。

实验结果显示，按照实施例4的使用方法使用实施例1～3提供的压电驻极体给药贴剂，实施例1～3的皮肤中药物分子浓度比对比例1中至少高2.3倍以上，这表明在压电驻极体层的作用下，皮肤吸收药物分析的浓度明显提高；

实验结果还显示，实施例3的皮肤中药物分子浓度比实施例1和实施例2至少高1.2倍以上，这是由于厚度小的压电驻极体触压时能释放更大的刺激电流，从而使得压电驻极体给药贴剂对促进皮肤吸收药物分子有更明显的效果。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种结合触压或拍打透皮给药的压电驻极体给药贴剂，其特征在于，所述压电驻极体给药贴剂包括依次层叠设置的覆盖层、压电驻极体层和药物层；

所述压电驻极体层包括压电驻极体和与所述压电驻极体结合的金属电极。

2.根据权利要求1所述的压电驻极体给药贴剂，其特征在于，所述金属电极设置于所述压电驻极体与药物层之间；

优选地，所述金属电极的面积小于等于所述压电驻极体的面积；

优选地，所述覆盖层的面积大于所述压电驻极体层的面积。

3.根据权利要求1或2所述的压电驻极体给药贴剂，其特征在于，所述压电驻极体层的厚度为10μm～1000μm；

优选地，所述压电驻极体采用的聚合物材料包括聚丙烯、氟化乙烯离聚物、聚四氟乙烯、全氟烷氧基树脂、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯或聚萘二甲酸乙二醇酯中的任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求1～3任一项所述的压电驻极体给药贴剂，其特征在于，形成所述金属电极的金属为金和/或银；

优选地，所述金属电极的厚度为10nm～1000nm。

5.根据权利要求1～4任一项所述的压电驻极体给药贴剂，所述药物层包括与皮肤接触的、包含药物的医用敷料或者直接涂敷于皮肤上的药物；

优选地，所述覆盖层与压电驻极体层和皮肤接触，用于覆盖所述压电驻极体。

6.一种如权利要求1～5任一项所述的压电驻极体给药贴剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

制备包含压电驻极体和金属电极的压电驻极体层；

分别制备药物层和覆盖层；

再将所述药物层、压电驻极体层和覆盖层依次组装，得到所述压电驻极体给药贴剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述压电驻极体层上的金属电极通过镀膜法与压电驻极体结合；

优选地，所述镀膜法包括磁控溅射法和/或化学气相沉积法。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述压电驻极体的制备方法包括获取孔洞结构和极化的步骤；

优选地，所述孔洞结构的获取方法包括膨化法、模板法或刻蚀法中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述极化的方法包括电晕极化法、电子束极化或辐照极化法。

9.根据权利要求6～8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

聚合物材料经过膨化法处理得到孔洞结构，再采用电子束辐照极化法进行极化，得到压电驻极体；

采用磁控溅射法和/或化学气相沉积法将金和/或银镀覆于所述压电驻极体的一侧，形成金属电极，所述金属电极的厚度为10nm～1000nm，从而得到包含压电驻极体和金属电极的压电驻极体层；

制备药物层，所述药物层为与皮肤接触的、包含药物的医用敷料；

制备覆盖层，再将所述药物层、压电驻极体层和覆盖层依次组装，得到所述压电驻极体给药贴剂。

10.如权利要求1～5任一项所述的压电驻极体给药贴剂在制备透皮给药系统中的应用。

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