CN113952609B - 空心金属微针阵列及制备方法、经皮给药贴片、注射针头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空心金属微针阵列及其的制备方法、经皮给药贴片、注射针头，其中该阵列包括衬底、多个金属毛细管和结构胶；衬底的相同侧的表面上形成有凹槽，凹槽的两个侧壁上形成有贯通的多对定位槽，多对定位槽沿衬底的长度方向上按照设定间距排列且互相平行；多个金属毛细管分别一一对应地设置在多对定位槽中且多个金属毛细管的相同侧的一端均为针头并伸出衬底，从而形成针头阵列，针头阵列中的同一排的针头具有相同朝向的主斜面；结构胶涂覆在凹槽和多对定位槽中固化并将多个金属毛细管固定在衬底上。该阵列便于将全部微针刺入皮肤且无痛感，单个微针载药量大、结构牢固可靠、易于加工、成本低。

Description

空心金属微针阵列及制备方法、经皮给药贴片、注射针头

相关申请的交叉引用

本申请基于申请号为：202011260037.X，申请日为2020年11月12日的中国专利申请提出，并要求该件中国专利申请的优先权，该件中国专利申请的全部内容在此引入本申请作为参考。

技术领域

本发明涉及医疗器械和医药技术领域，尤其是涉及一种空心金属微针阵列及制备方法、经皮给药贴片、注射针头。

背景技术

微针阵列是微针经皮给药贴片和微针阵列注射器件的核心部件，其是由按照一定间隔排列并固定在衬底上的许多纤细、短小的微针组成。微针经皮给药贴片通常是预先设法将微小剂量的药物固定在所有微针的针尖上；应用时，通过在患者皮肤表面按压微针阵列的衬底以确保所有针尖均刺穿皮肤外表的角质层至一定深度而将药直接输运到皮内或皮下。在将微针阵列暂时固定在皮肤表面期间，针尖上的药物会经过快速扩散被毛细血管吸收进入体循环而产生药效。由于这种药械结合的给药方式一举突破了皮肤外表致密角质层的阻挡作用，能够实现定量地靶向、缓控释经皮给药并可达到速效、显效的目的，且具有使用灵活方便、无痛感、安全性高、患者依从性好的特点，因此成为新型药剂研发的重点而被给予厚望。用于微针经皮给药贴片的微针阵列主要有两类：第一类，微针及固定其的衬底是采用单晶硅或塑料、金属等单一材料通过光刻与刻蚀、注塑或激光切割等工艺一体制造形成的实心微针阵列，但是如何能将各种药物定量、均匀并可重复地固定在这些实心微针阵列的所有针尖上绝非易事，而应用时在刺穿角质层的过程中如何确保微针不会折断且针尖上的药物能够完好无损地刺入而不被脱落于体外更将面临严峻的挑战；第二类，微针与衬底由两种不同的材料组装而成，如专利文献CN101829396A、CN101912663A等，但要制造出这种组合结构一方面要求能对大量纤细短小的微针实施快速的分离、夹持、输运、排列与精准定位等精密操纵与控制，另一方面，必须保证微针与很薄的衬底之间具有足够的固定强度，其实现难度极大且成本高，至今未能自动化批量生产。现有微针阵列通常由几十～几百个微针组成且排列成N×M个的阵列形式，与柔软的皮肤相比较，用于固定微针的衬底通常要坚硬得多；由于凸出于衬底的微针高度一般只有几百微米，这样势必会造成只有位于衬底边缘的微针才有可能真正刺入角质层，因此无法输运位于衬底中部诸多微针上的药物而导致给药量的不确定性。另外，患者自已是无法按照实际给药剂量的需要对现有微针阵列结构实施进一步分割的，这无疑将大大限制医生能够根据患者的病情、年龄大小和给药部位来选择给药剂量(微针数量或阵列面积的)的灵活性；同时，因为适用于微针给药的药物种类繁多而其特性与给药量差异性都很大，微针阵列结构难以自行分割的问题必然会大大限制现有微针阵列规格品种的应用灵活性，使其难以成为适于各种药物的通用载体，从而对微针阵列生产厂商和各种药物的微针给药贴片的制造、应用与普及带来很大困难。最后，微针阵列注射器件是将微小剂量的注射液通过刺入皮肤的空心微针阵列的针头注入患者体内，其中的空心微针阵列通常为固定在同一衬底上的二维面阵列，如专利文献CN101912663A，难于批量制造且成本高昂。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种空心金属微针阵列，其便于确保将全部微针刺入皮肤且无痛感、单个微针载药量大且药物不会在刺入期间脱落于外以避免给药量的不确定性、医生可根据病情灵活选择给药剂量并便于患者自行分割微针阵列实施给药、结构牢固可靠、易于加工成本低、适于自动化批量生产。

根据本发明第一方面实施例的空心金属微针阵列，包括：

衬底，所述衬底呈直板条状，所述衬底的相同侧的表面上形成有沿所述衬底的长度方向延伸的凹槽，所述凹槽在所述衬底宽度方向上相对的两个侧壁上形成有贯通的多对定位槽，多对所述定位槽沿所述衬底的长度方向上按照设定间距排列且互相平行；

多个金属毛细管，多个所述金属毛细管分别一一对应地设置在多对所述定位槽中且多个所述金属毛细管的相同侧的一端均为针头并伸出所述衬底，从而形成针头阵列，所述针头阵列中的同一排的所述针头具有相同朝向的主斜面；

结构胶，所述结构胶涂覆在所述凹槽和多对所述定位槽中固化并将多个所述金属毛细管固定在所述衬底上。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述凹槽在所述衬底的长度方向上贯穿所述衬底，或所述凹槽在所述衬底的长度方向上的两端均不贯穿所述衬底。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述衬底的相同侧的表面上设有多个所述凹槽，多个所述凹槽沿衬底的长度方向上按照设定间距排列，从而形成凹槽阵列。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述衬底上设有易于识别和分断的凹痕。

根据本发明第一方面的一些实施例，还包括第一覆盖层，所述第一覆盖层设置在所述衬底上且位于所述凹槽的开口一侧，所述第一覆盖层通过所述结构胶粘接固定在所述衬底上。

根据本发明第一方面进一步的一个实施例，所述第一覆盖层上设有凸起，所述凸起与所述衬底上的所述凹槽或所述凹槽及所述定位槽配合，并通过所述结构胶将所述金属毛细管固定在所述衬底与所述第一覆盖层之间。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述针头的管壁上设有缺口，所述缺口的一端沿所述针头的长度方向延伸至所述主斜面上，使得所述主斜面呈C字形。

根据本发明第一方面的一些实施例，多个所述金属毛细管的相同侧的另一端采用胶层封闭，或所述衬底上设有第二覆盖层，所述第二覆盖层封闭多个所述金属毛细管的相同侧的另一端。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述凹槽的宽度为0.2～5毫米，所述凹槽的深度为0.2～3毫米；所述定位槽的宽度为0.16～0.45毫米，所述定位槽的深度不大于所述凹槽的深度；所述衬底的宽度比所述凹槽的宽度大0.2～4毫米；所述凹槽的槽底厚度为0.1～5.0毫米；所述金属毛细管的外径为0.15～0.4毫米；所述针头凸出于衬底侧壁的长度为0.2～3.0毫米。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述金属毛细管的所述针头一端处的外径比所述毛细管的中间段的外径小，所述金属毛细管的所述针头一端处的内径比所述毛细管的中间段的内径大，所述金属毛细管的所述针头一端处的管壁比所述金属毛细管的中间段的管壁薄。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述衬底的上表面和下表面上均设置有所述凹槽和成对的所述定位槽；所述针头阵列中的上排所述针头的所述主斜面和下排所述针头的所述主斜面呈背靠背的镜像对称。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述衬底至少具有两个，至少两个所述衬底平铺设置，两两相邻的所述衬底之间通过胶粘接固定成为一个整体衬底，所有针头从所述整体衬底的同一侧伸出形成二维针头阵列。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述整体衬底在所述二维针头阵列一侧的形状为多边形、圆形、椭圆形或其他形状的组合。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述整体衬底的外表设有美化、加固作用的第一覆盖层第三覆盖层。

根据本发明第一方面实施例的空心金属微针阵列，具有如下的优点：第一、金属毛细管能被快速精准定位并能够牢固地固定在衬底上，不易松动和掉落；第二、针头长度可控性好、一致性强，通过主斜面可以形成锐利的针尖、针孔朝向一致，便于将全部微针刺入皮肤且无痛感，微针阵列结构小巧、美观；第三、能够通过金属毛细管的管孔存贮药物，单个微针载药量大且刺入皮肤时管孔内的药物不会脱落，从而能够实现精准的定量给药；第四、易于识别与分断的专有凹痕结构便于患者遵从医嘱在凹痕处自行分断，利用本发明第一方面实施例的空心金属微针阵列装载药物得到的经皮给药贴片能够实现按需灵活给药，效果会更好；第四、易于加工、成本低、适于自动化批量生产。另外，利用本发明第一方面实施例的空心金属微针阵列还可以作为微针注射针头上的核心部件用于无痛/微痛刺入皮肤后注射药液或其他液体。

本发明第二方面还提出了一种空心金属微针阵列的制备方法。

根据本发明第二方面实施例的空心金属微针阵列的制备方法，所述空心金属微针阵列为根据本发明第一方面任意一项实施例所述的空心金属微针阵列，所述制备方法包括如下步骤：

将N个所述衬底按照设定间距整齐排成一列N行；

将多个设定长度为几毫米～几千毫米的金属毛细管一一对应地分别放置在N个所述衬底的多对定位槽内；

将结构胶浇灌或涂覆在N个所述衬底的所述凹槽与多对所述定位槽内，固化结构胶；

将连接N个所述衬底间的金属毛细管切断；

对每个所述衬底上的所述金属毛细管凸出于所述衬底且处于相同侧的一端进行研磨，以形成具有相同朝向的所述主斜面。

本发明第三方面还提出了一种经皮给药贴片。

根据本发明第三方面实施例的经皮给药贴片，包括：至少一个根据本发明第一方面任意一项实施例所述的空心金属微针阵列；

药物，所述药物具有治疗、保健或美容作用的成分，所述药物被存储在所述金属毛细管的管孔内且被固定在所述针头上。

本发明第四方面还提出了一种注射针头，适用于对微小剂量的药液或液体进行无痛或微痛、精准地快速注射。

根据本发明第四方面实施例的注射针头，所述注射针头上设有至少一个根据本发明第一方面任意一项实施例所述的空心金属微针阵列，能够将置于所述衬底一侧的液体经所述金属毛细管输运到所述衬底的另一侧并从所述针头处射出，适用于对微小剂量的药液或液体进行无痛或微痛、精准地快速注射。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明第一方面第一个实施例的空心金属微针阵列的衬底的俯视图。

图2为本发明第一方面第一个实施例的空心金属微针阵列的衬底的侧视图。

图3为本发明第一方面第一个实施例的空心金属微针阵列的俯视图。

图4为本发明第一方面第二个实施例的空心金属微针阵列的衬底的俯视图。

图5为本发明第一方面第二个实施例的空心金属微针阵列的俯视图。

图6为本发明第一方面第二个实施例的空心金属微针阵列的立体示意图。

图7为本发明第一方面第三个实施例的空心金属微针阵列的立体示意图。

图8为本发明第一方面第四个实施例的空心金属微针阵列的衬底的俯视图。

图9为本发明第一方面第五个实施例的空心金属微针阵列的衬底的俯视图。

图10为本发明第一方面第六个实施例的空心金属微针阵列的衬底的俯视图。

图11(a)为本发明第一方面第七个实施例的空心金属微针阵列的局部剖面图。

图11(b)为本发明第一方面第八个实施例的空心金属微针阵列的局部剖面图。

图12(a)～图12(e)为本发明第二方面实施例的空心金属微针阵列的制备方法的示意图。

图13(a)为本发明第一方面第九个实施例的空心金属微针阵列的局部剖面图。

图13(b)为本发明第一方面第九个实施例的空心金属微针阵列的局部针头示意图。

附图标记：

空心金属微针阵列1000

衬底1 凹槽101 定位槽102 凹痕103

金属毛细管2 针头201 主斜面2011 孔口2012 第二斜面2013

缺口2014 金属毛细管的另一端I

结构胶3 第一覆盖层4

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面来描述本发明实施例的空心金属微针阵列及其的制备方法、经皮给药贴片、注射针头。

本发明第一方面提出了一种空心金属微针阵列1000。

如图1-10所示，根据本发明第一方面实施例的空心金属微针阵列1000，包括衬底1、多个金属毛细管2和结构胶3。其中，衬底1呈直板条状，衬底1的相同侧的表面上形成有沿衬底1的长度方向延伸的凹槽101，凹槽101在衬底1宽度方向上相对的两个侧壁上形成有贯通的多对定位槽102，多对定位槽102沿衬底1的长度方向上按照设定间距排列且互相平行；多个金属毛细管2分别一一对应地设置在多对定位槽102中且多个金属毛细管2的相同侧的一端均为针头201并伸出衬底1，从而形成针头阵列，针头阵列中的同一排的针头201具有相同朝向的主斜面2011；结构胶3涂覆在凹槽101和多对定位槽102中固化并将多个金属毛细管2固定在衬底1上。

具体地，衬底1呈直板条状，衬底1的相同侧的表面上形成有沿衬底1的长度方向延伸的凹槽101，凹槽101在衬底1宽度方向上相对的两个侧壁上形成有贯通的多对定位槽102(即该凹槽101的一个侧壁上形成有多个定位槽102，该凹槽101上的另一个侧壁上也形成有多个定位槽102，该凹槽101的一个侧壁上的多个定位槽102和该凹槽101的另一个侧壁上的多个定位槽102在衬底1的宽度方向上分别一一对应同直线正对)，多对定位槽102沿衬底1的长度方向上按照设定间距排列且互相平行。在通常情况下，凹槽101位于衬底1的正中，凹槽101的左、右侧壁上的多个定位槽102一一对应，形成的多对定位槽102与凹槽101垂直相交。可以理解的是，衬底1采用该结构形式，一方面，可以选用各种塑料、金属、木材、陶瓷、玻璃、纸或复合材料并利用成熟的批量加工方法进行制造，如果选用的是PP、PVC、PE、PET、ABS、PC等塑料，可以采用传统的注塑法低成本、大批量制造出本发明提出的衬底1结构；另一方面，在衬底1互相平行的多对定位槽102中可以一一对应地精准安放多个金属毛细管2，由于金属毛细管2非常细小且衬底1的宽度很窄，而现有的医用结构胶3如环氧树脂与PP等多种塑料的粘附性较差，为了将金属毛细管2可靠地固定在衬底1上，本发明在衬底1的表面上专门设置了凹槽101，且该凹槽101与多对定位槽102交叉连通，以便在凹槽101和多对定位槽102中涂覆填充结构胶3，这样就能够大幅度增加结构胶3与衬底1之间粘接的接触面，可以明显提高其粘接强度与空心微针阵列的结构强度，从而使得金属毛细管2能够牢靠的固定在衬底1上，不易松动和脱落，可以有效防止在空心金属微针阵列1000的制备工艺中因切割金属毛细管2和研磨出针头201操作时以及在空心金属微针阵列1000实际应用刺入皮肤时，因粘接强度不够而导致金属毛细管2脱离衬底或金属毛细管2和结构胶3一起脱离衬底1。

多个金属毛细管2分别一一对应地设置在多对定位槽102中且多个金属毛细管2的相同侧的一端均为针头201并伸出衬底1，从而形成针头阵列，针头阵列中的同一排的针头201具有相同朝向的主斜面2011可以理解的是，金属毛细管2为细长的空心金属管，金属毛细管2具有管孔，该管孔可以用于存储药物，相比现有技术中仅仅将药物固定在实心微针的针尖上的方式来说，金属毛细管2可以存储的药物量无疑要大的多；现有技术中将药物固定在实心微针的针尖上，当刺入皮肤时，固定在针尖上的药物极易被脱落而留在皮肤的表面上，因此难以达到治疗效果，而由于本发明的金属毛细管2的管孔中用于存储药物，当针头201刺穿皮肤的角质层后，管孔中的药物就可以迅速通过扩散经毛细血管进入体循环产生药效，给药量准确、重复性好，不仅可以输运固态药物，还能输运软膏甚至药液，疗效显著。金属毛细管2可以是空心圆管、锥管和多边形管等，即金属毛细管2可以具有多种形状和尺寸。如果金属毛细管2是空心圆管，则针头主斜面2011上的孔口2012通常呈椭圆形。金属毛细管2的制备材料可以为钛、铜、铝、铁、镍、钨、不锈钢、钛合金、铝合金、镍合金、铜合金等任意一种或几种，但不限于此。多个金属毛细管2安装在成对的定位槽102中，定位精准。金属毛细管2的针头201伸出衬底1，便于针头201刺穿皮肤的角质层，针头阵列中的同一排的针头201上均具有主斜面2011，这样可以形成锋利的针尖，更有利于刺穿皮肤的角质层，而金属毛细管2的管孔一端的孔口2012位于主斜面2011上，待针头201刺穿皮肤的角质层后，管孔中的药物可以迅速扩散到体内组织中产生药效。此外，在金属毛细管2的表面上还可以淀积其它材料薄膜如金、铂、钛等金属薄膜或聚合物薄膜。

结构胶3涂覆在凹槽101和多对定位槽102中固化并将多个金属毛细管2固定在衬底1上。由于采用的结构胶3在固化前为液态，在凹槽101和定位槽102中具有很好的流动性与浸润性，待其通过静置、加热或光照等方式固化后便可将多个金属毛细管2牢固地固定在衬底1上，外观光滑、美观，固定操作方式简单且成本低。

根据本发明第一方面实施例的空心金属微针阵列1000，具有如下的优点：第一、金属毛细管2能被快速精准定位并能够牢固地固定在衬底1上，不易松动和掉落；第二、针头201长度可控性好、一致性强，通过主斜面2011可以形成锐利的针尖、针孔朝向一致，便于将全部微针刺入皮肤且无痛感；第二、通过金属毛细管2的管孔存贮药物，单根微针载药量大且刺入皮肤时药物不会脱落，能够确保给药剂量的精准、重复性与一致性，疗效稳定可靠；第三、易于加工、成本低、适于自动化批量生产；第四、微针阵列结构小巧、美观。另外，利用本发明第一方面实施例的空心金属微针阵列1000还可以作为微针注射针头上的核心部件用于无痛/微痛刺入皮肤后注射药液或其他液体。

根据本发明第一方面方面的一些实施例，凹槽101在衬底1的长度方向上贯穿衬底1(如图1-3所示)，这样可以充分利用结构胶3固化前的流动性简化灌胶工艺以便于批量生产；或者，凹槽101在衬底1的长度方向上的两端均不贯穿衬底1，也就是说，凹槽101在衬底1的长度方向上的两端具有封闭的侧壁(如图4-6所示)，这样可以保证结构胶3在凹槽101内达到设定的厚度且厚度均匀、具有足够的机械强度。同时，图1-6的实施例仅在衬底1的上表面上设有凹槽101与定位槽102，其上只设置一列微针且可将衬底的厚度减至最小，这样能够明显缩小空心微针阵列的尺寸，也便于大批量制造、携带与灵活使用。此外，为了使针头更为锐利以将刺入时的痛感降至最小，针头201上还可以设有第二斜面2013或设有更多斜面，如图5所示。

如图8和图9所示，根据本发明第一方面的一些实施例，衬底1的相同侧的表面上设有多个凹槽101，多个凹槽101沿衬底1的长度方向上按照设定间距排列，从而形成凹槽101阵列。例如，如图8所示，衬底1的上表面区中间按照设定间距设有三个相互独立的凹槽101，这三个凹槽101从衬底1的一端到另一端一字排列形成了凹槽101阵列。此外，在紧邻的两个凹槽之间还设有易于识别和分断的凹痕103，这样就便于医生根据病情选择用药剂量且方便患者能够分段使用空心微针阵列，明显提高按需给药量的灵活性。

如图9所示，根据本发明第一方面的一些实施例，虽然衬底1上只具有一个凹槽101，但由于按照设定间距设有易于识别和分段的凹痕103使相应位置处的凹槽宽度明显变窄。鉴于结构胶固化前为液态具有很好的流动性，采用这种结构也能保证其能够顺利填充整个凹槽并可以大大简化灌胶工艺，进而明显提高空心微针阵列的生产效率与产量。

如图7所示，根据本发明第一方面的一些实施例，还包括第一覆盖层4，第一覆盖层4设置在衬底1上且位于凹槽101的开口一侧，第一覆盖层4通过结构胶3粘接固定在衬底1上。通过在衬底1上增设第一覆盖层4，一方面进一步强化了对多个金属毛细管2的固定作用，可以彻底消除金属毛细管2从衬底1上的最薄弱环节处脱离胶和衬底1的可能性，另一方面美化了外观。用作第一覆盖层4的材料可以与制作衬底的材料相同，但也可以不同，厚度通常为0.05～1毫米。

根据本发明第一方面进一步的一个实施例，第一覆盖层4上设有凸起(图中未示出)，凸起与衬底1上的凹槽101或凹槽101及定位槽配102合，并通结构胶3将金属毛细管2固定在衬底1与第一覆盖层4之间，这样不仅能够大大强化整个结构且更为美观，并能将结构胶3的使用量降至最小。

根据本发明第一方面的一些实施例，凹槽101的宽度为0.2～5毫米，凹槽101的深度为0.2～3毫米；定位槽102的宽度为0.16～0.45毫米，定位槽102的深度不大于凹槽101的深度；衬底1的宽度比凹槽101的宽度大0.2～4毫米；凹槽101的槽底厚度为0.1～5.0毫米；金属毛细管2的外径为0.15～0.4毫米；针头201凸出于衬底1侧壁的长度为0.2～3.0毫米。由此，可以使得空心金属微针阵列1000结构尺寸较小并具有一定的机械强度。

优选的，凹槽101的宽度为0.2～3.0毫米，凹槽101的深度为0.2～2.0毫米；定位槽102的宽度为0.16～0.35毫米，定位槽102的深度不大于凹槽101的深度；衬底1的宽度比凹槽101的宽度大0.2～2毫米；凹槽101的槽底厚度为0.1～1毫米；金属毛细管2的外径为0.15～0.3毫米；针头201凸出于衬底1侧壁的长度为0.3～1.2毫米。

更为优选的，凹槽101的宽度为0.2～1.5毫米，凹槽101的深度为0.2～1.0毫米；定位槽102的宽度为0.16～0.3毫米，定位槽102的深度不大于凹槽101的深度；衬底1的宽度比凹槽101的宽度大0.2～1毫米；凹槽101的槽底厚度为0.1～0.5毫米；金属毛细管2的外径为0.15～0.25毫米；针头201凸出于衬底1侧壁的长度为0.3～0.8毫米。

根据本发明第一方面的一些实施例，衬底1的上表面和下表面上均设置有凹槽101和成对的定位槽102(如图10所示)；针头阵列中的上排针头201的主斜面2011和下排针头201的主斜面2011呈背靠背的镜像对称。这样可以保证针头阵列中的所有针头201均能够顺利刺进皮肤与针头内药物的快速扩散，又便于制备经皮给药贴片时将药物输入毛细管孔内的操作和观测。

根据本发明第一方面的一些实施例，如图11(a)所示，金属毛细管在沿金属毛细管整个长度上均具有相同的外径相同和内径这种常规结构加工简单方便；如图11(b)所示，金属毛细管2的针头201一端处的外径比毛细管的中间段的外径小，金属毛细管2的针头201一端处的内径比毛细管的中间段的内径大，金属毛细管2的针头201一端处的管壁比金属毛细管2的中间段的管壁薄；需要说明的是，这里的金属毛细管2的中间段是指该金属毛细管2被结构胶3覆盖固定在衬底1的部分；由于针头201一端的外径小、内径大且管壁薄，因此，该结构的针头201外管尺寸更小，载药量更大且更易于将药导入金属毛细管2的管孔中，该结构的针头201更易于刺入皮肤。

根据本发明第一方面的一些实施例，如图13(a)和图13(b)所示，针头201的管壁上设有缺口2014，缺口2014的一端沿针头201的长度方向延伸至主斜面2011上，使得主斜面2011呈C字形；这种结构既可以明显减小针头201的尺寸与刺入时的痛感，又非常便于将药物导入金属毛细管2的C形槽中且易于观测载药位置，同时能够确保刺入时药物不会脱落于体外。

根据本发明第一方面的一些实施例，多个金属毛细管2的相同侧的另一端(如图13(a)中的I处)采用胶层例如结构胶层(图中未示出)封闭，或衬底1上设有第二覆盖层(图中未示出)，第二覆盖层封闭多个金属毛细管2的相同侧的另一端(如图13(a)中的I处)；这样会使结构更为坚固、美观。第二覆盖层可以是第一覆盖层的延伸，即第二覆盖层与第一覆盖层是一个整体，这样可以大大简化制造工艺，降低制造成本。

根据本发明第一方面的一些实施例，衬底1至少具有两个，至少两个衬底1平铺设置，两两相邻的衬底1之间通过胶粘接(例如通过结构胶)固定成为一个整体衬底，所有针头从整体衬底的同一侧伸出形成二维针头阵列。根据实际需要，这种整体衬底在二维针头阵列一侧的形状优选为多边形、圆形、椭圆形或其他形状的组合，因此构成整体衬底内的各个衬底1的尺寸、形状等也可以不尽相同；在形成的二维针头阵列中，不同衬底1中的针头的数量、排列位置和间距等也可以不同。更进一步，整体衬底的外表设有美化、加固作用的第一覆盖层第三覆盖层。这种结构载药后既可作为经皮给药贴垂直刺入皮肤以实现大面积同时给药，又可以作为微针阵列注射针头上的核心部件实施大面积无痛注射。

本发明第二方面还提出了一种空心金属微针阵列1000的制备方法。

根据本发明第二方面实施例的空心金属微针阵列1000的制备方法，空心金属微针阵列1000为根据本发明第一方面实施例的空心金属微针阵列1000，制备方法包括如下步骤：

S1：将N个衬底1按照设定间距整齐排成一列N行，也就是说，一个衬底1为一行，N个衬底1成一列，例如，如图12(a)所示的PP塑料衬底1框，其是采用注塑法将四个衬底1按照设定间距整齐排成一列四行的一种PP塑料框架式结构。

S2：将多个设定长度为几毫米～几千毫米的金属毛细管2一一对应地分别放置在N个衬底1的多对定位槽102内；也就是说，N个衬底1上的多对定位槽102在列向上分别同直线对准，多个金属毛细管2按照多列一一对应地设置在N个衬底1上的多对定位槽102中，这样可以提高加工效率。例如，如图12(b)所示，将多个裁剪整齐、长约20毫米的金属毛细管2一一对应地分别放置在四个衬底1的多对定位槽102内。

S3：将结构胶3浇灌或涂覆在N个衬底1的凹槽101与多对定位槽102内，固化结构胶3。例如，如图12(c)所示，将环氧树脂胶预聚液浇灌或涂覆在衬底1的凹槽101与多对定位槽102内，随后加热至90℃以上固化。需要说明的是，在结构胶3浇灌或涂覆完成之后且在固化之前，还可以在结构胶3上放置第一覆盖层4，然后再固化。

S4：对每个衬底1上的金属毛细管2凸出于衬底1且处于相同侧的一端进行研磨，以形成具有相同朝向的主斜面2011，如图12(d)所示。

S5：将连接N个衬底1间的金属毛细管2切断，如图12(e)所示。

需要说明的是,在实际操作过程中，可以根据需要调换步骤S4和S5的工艺顺序。如果在S4中进一步调整研磨针头201的角度，就可以实现如图5中所示的第二斜面2013和图13(b)中所示使主斜面呈C字形的缺口2014。另外，根据需要还可进一步选择采用化学或电化学法对裸露的针管部分进行腐蚀抛光处理以优化形成如图11(b)所示的针头201与针管结构。

本发明第三方面还提出了一种经皮给药贴片。

根据本发明第三方面实施例的经皮给药贴片，包括：至少一个根据本发明第一方面任意一个实施例的空心金属微针阵列1000；空心金属微针阵列1000中的金属毛细管2中存储有药物，药物中具有治疗、保健或美容作用的成分。药物可以呈固态、软膏甚至液态，可以为颗粒或粉末状，根据需要可以将药物仅填充在针尖主斜面处的孔口中，也可以充满整个金属毛细管2的管道。经皮给药贴片通常还会包含胶带或其他固定结构，使用时先将空心金属微针阵列1000的载药针头201垂直或倾斜刺入角质层，然后利用胶带或其他固定结构将空心金属微针阵列1000暂时固定在皮肤表面。

根据本发明第三方面实施例的经皮给药贴片，可以确保能将空心金属微针阵列1000上的所有针头201刺入皮肤实施给药，载药量大且药物不会脱落于皮肤之外、使用灵活、方便、安全、痛感极低或完全无痛，输入药量准确且疗效显著。

本发明第四方面还提出了一种注射针头，适用于对微小剂量的药液或液体进行无痛或微痛、精准地快速注射。

根据本发明第四方面实施例的注射针头，就是在注射针头上固定有至少一个上述实施例中的空心金属微针阵列。这种注射针头既可以与各种注射筒集成制造于一体，也可以是能与各种注射筒适配的分立式注射针头。使用时，通过推动注射筒内的活塞，就能够将置于注射筒内侧的液体经空心金属微针阵列上的金属毛细管从针头处流出实施注射。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种空心金属微针阵列，其特征在于，包括：

衬底，所述衬底呈直板条状，所述衬底的相同侧的表面上形成有沿所述衬底的长度方向延伸的凹槽，所述凹槽在所述衬底宽度方向上相对的两个侧壁上形成有贯通的多对定位槽，多对所述定位槽沿所述衬底的长度方向上按照设定间距排列且互相平行；

多个金属毛细管，多个所述金属毛细管分别一一对应地设置在多对所述定位槽中且多个所述金属毛细管的相同侧的一端均为针头并伸出所述衬底，从而形成针头阵列，所述针头阵列中的同一排的所述针头具有相同朝向的主斜面；

结构胶，所述结构胶涂覆在所述凹槽和多对所述定位槽中固化并将多个所述金属毛细管固定在所述衬底上；

所述凹槽在所述衬底的长度方向上贯穿所述衬底，或所述凹槽在所述衬底的长度方向上的两端均不贯穿所述衬底；

还包括第一覆盖层，所述第一覆盖层设置在所述衬底上且位于所述凹槽的开口一侧，所述第一覆盖层通过所述结构胶粘接固定在所述衬底上。

2.根据权利要求1所述的空心金属微针阵列，其特征在于，所述衬底的相同侧的表面上设有多个所述凹槽，多个所述凹槽沿衬底的长度方向上按照设定间距排列，从而形成凹槽阵列。

3.根据权利要求1所述的空心金属微针阵列，其特征在于，所述衬底上设有易于识别和分断的凹痕。

4.根据权利要求1所述的空心金属微针阵列，其特征在于，所述第一覆盖层上设有凸起，所述凸起与所述衬底上的所述凹槽或所述凹槽及所述定位槽配合，并通过所述结构胶将所述金属毛细管固定在所述衬底与所述第一覆盖层之间。

5.根据权利要求1所述的空心金属微针阵列，其特征在于，所述针头的管壁上设有缺口，所述缺口的一端沿所述针头的长度方向延伸至所述主斜面上，使得所述主斜面呈C字形。

6.根据权利要求5所述的空心金属微针阵列，其特征在于，多个所述金属毛细管的相同侧的另一端采用胶层封闭，或所述衬底上设有第二覆盖层，所述第二覆盖层封闭多个所述金属毛细管的相同侧的另一端。

7.根据权利要求1所述的空心金属微针阵列，其特征在于，所述凹槽的宽度为0.2～5毫米，所述凹槽的深度为0.2～3毫米；所述定位槽的宽度为0.16～0.45毫米，所述定位槽的深度不大于所述凹槽的深度；所述衬底的宽度比所述凹槽的宽度大0.2～4毫米；所述凹槽的槽底厚度为0.1～5.0毫米；所述金属毛细管的外径为0.15～0.4毫米；所述针头凸出于衬底侧壁的长度为0.2～3.0毫米。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的空心金属微针阵列，其特征在于，所述金属毛细管的所述针头一端处的外径比所述毛细管的中间段的外径小，所述金属毛细管的所述针头一端处的内径比所述毛细管的中间段的内径大，所述金属毛细管的所述针头一端处的管壁比所述金属毛细管的中间段的管壁薄。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的空心金属微针阵列，其特征在于，所述衬底的上表面和下表面上均设置有所述凹槽和成对的所述定位槽；所述针头阵列中的上排所述针头的所述主斜面和下排所述针头的所述主斜面呈背靠背的镜像对称。

10.根据权利要求1-7中任意一项所述的空心金属微针阵列，其特征在于，所述衬底至少具有两个，至少两个所述衬底平铺设置，两两相邻的所述衬底之间通过胶粘接固定成为一个整体衬底，所有针头从所述整体衬底的同一侧伸出形成二维针头阵列。

11.根据权利要求10所述的空心金属微针阵列，其特征在于，所述整体衬底在所述二维针头阵列一侧的形状为多边形、圆形、椭圆形。

12.根据权利要求10所述的空心金属微针阵列，其特征在于，所述整体衬底的外表设有美化、加固作用的第三覆盖层。

13.一种空心金属微针阵列的制备方法，其特征在于，所述空心金属微针阵列为根据权利要求1-12中任意一项所述的空心金属微针阵列，所述制备方法包括如下步骤：

将N个所述衬底按照设定间距整齐排成一列N行；

将多个设定长度为几毫米～几千毫米的金属毛细管一一对应地分别放置在N个所述衬底的多对定位槽内；

将结构胶浇灌或涂覆在N个所述衬底的所述凹槽与多对所述定位槽内，固化结构胶；

将连接N个所述衬底间的金属毛细管切断；

对每个所述衬底上的所述金属毛细管凸出于所述衬底且处于相同侧的一端进行研磨，以形成具有相同朝向的所述主斜面。

14.一种经皮给药贴片，其特征在于，包括：至少一个根据权利要求1-12中任一项所述的空心金属微针阵列；

药物，所述药物具有治疗、保健或美容作用的成分，所述药物被存储在所述金属毛细管的管孔内且被固定在所述针头上。

15.一种注射针头，其特征在于，所述注射针头适用于对微小剂量的药液或液体进行无痛或微痛、精准地快速注射，所述注射针头上设有至少一个根据权利要求1-5或7-12中任一项所述的空心金属微针阵列，能够将置于所述衬底一侧的液体经所述金属毛细管输运到所述衬底的另一侧并从针头处射出。

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