CN114834066B - 复合多层微针的制备方法 - Google Patents
复合多层微针的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114834066B CN114834066B CN202210439473.6A CN202210439473A CN114834066B CN 114834066 B CN114834066 B CN 114834066B CN 202210439473 A CN202210439473 A CN 202210439473A CN 114834066 B CN114834066 B CN 114834066B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microneedle
- solution
- silk fibroin
- needle
- micro
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 claims abstract description 82
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 34
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims abstract description 28
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims abstract description 28
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 95
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 44
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 37
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims description 37
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- SXGZJKUKBWWHRA-UHFFFAOYSA-N 2-(N-morpholiniumyl)ethanesulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)CC[NH+]1CCOCC1 SXGZJKUKBWWHRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propyliminomethylidene-ethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CCN=C=NCCCN(C)C FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N N-Hydroxysuccinimide Chemical compound ON1C(=O)CCC1=O NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 claims 8
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 8
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 claims 8
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 claims 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 30
- 229940079593 drug Drugs 0.000 abstract description 16
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 7
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 abstract 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 abstract 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 5
- 210000000434 stratum corneum Anatomy 0.000 description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 3
- 210000004207 dermis Anatomy 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 3
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 3
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 3
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 2
- 235000003143 Panax notoginseng Nutrition 0.000 description 2
- 241000180649 Panax notoginseng Species 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 2
- 125000004042 4-aminobutyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])N([H])[H] 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000003181 Panax pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 244000131316 Panax pseudoginseng Species 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012954 diazonium Substances 0.000 description 1
- 150000001989 diazonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000005965 immune activity Effects 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 206010025482 malaise Diseases 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004089 microcirculation Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 208000004296 neuralgia Diseases 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 1
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000036647 reaction Effects 0.000 description 1
- 238000010254 subcutaneous injection Methods 0.000 description 1
- 239000007929 subcutaneous injection Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- MWOOGOJBHIARFG-UHFFFAOYSA-N vanillin Chemical compound COC1=CC(C=O)=CC=C1O MWOOGOJBHIARFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FGQOOHJZONJGDT-UHFFFAOYSA-N vanillin Natural products COC1=CC(O)=CC(C=O)=C1 FGQOOHJZONJGDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012141 vanillin Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
- A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/36—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and impregnating by casting, e.g. vacuum casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
- B29C70/541—Positioning reinforcements in a mould, e.g. using clamping means for the reinforcement
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
- A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
- A61M2037/0046—Solid microneedles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
- A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
- A61M2037/0053—Methods for producing microneedles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
本发明提供了一种复合多层微针的制备方法，采用不同材料制备了由针尖、针柱及背衬组成的具有分层结构的微针，该结构可使微针具有不同的亲疏水特性，更契合于应用实际。通过将针尖在乙醇中进行处理后，可控制针尖的溶解/降解速率及机械强度，满足实际应用要求；通过使用丝素/透明质酸制备针柱，提高微针生物相容性的同时改善了针柱的亲水性；利用丝素与交联剂的混合液在背衬表面形成疏水层，再对背衬进行致密化处理，提升其疏水性，并能对微针的释药方向和释药速率进行调控，进一步规范微针的释药梯度方向和速率。上述技术方案制备的透皮微针具有良好的溶胀性、可控的药物释放速率，可用于生物医学领域疾病的检测、早期诊断和治疗。
Description
技术领域
本发明涉及生物材料技术领域，尤其涉及一种复合多层微针的制备方法。
背景技术
微针是一种新型的物理促透技术，由多个微米级的细小针尖以阵列的方式连接在基座上组成，针体一般高10～2000μm、宽10～50μm。利用微针进行给药时，微针能定向穿过角质层，产生微米尺寸的机械通道，将药物直接置于表皮或上部真皮层，不用通过角质层即可参与微循环，发挥药理反应，此种给药方式更具有针对性，药物利用率高，且微针刺入角质层后，几乎不接触痛觉神经，因此使用时不会产生明显的刺痛感，克服了皮下注射带来的晕针效应、疼痛、针头断裂危险等问题。根据微针的特点，可将微针分为实心微针、涂层微针、空心微针以及可溶性微针，其中实心微针与涂层微针的机械性能优良，但存在载药量小、针体断裂残存等问题；而空心微针制作过程繁琐且成本高；可溶性微针多用于可溶性高分子材料，因其良好的生物相容性及载药量大等优势受到广泛关注。虽然可溶性微针具有生物相容性好、载药量及安全性高等明显优势，但应用现有的方法制备的可溶性微针在机械性能、制备工艺成本以及释药效率等方面仍存在诸多问题。
现有技术中，中国专利申请号为112516449A，公开日期为2020年12月3日，名称为“一种可溶性微针阵列及其制备方法”的发明专利中公开了一种可溶性微针阵列及其制备方法，包括针尖、背衬层，针尖由水溶性三七多糖制成，背衬层由水溶性高分子材料形成，水溶性高分子材料为透明质酸。上述微针阵列以具有免疫佐剂活性的三七多糖针尖作为载体，将药物装载于针尖中，作用于皮肤后，药物能够随可溶性针尖的溶解而释放，同时，三七多糖自身的强免疫活性，能够作为免疫增生剂，协同药物更好地发挥免疫治疗作用。但是，应用上述方法制得的微针进行给药时，需待针尖溶解后再将药物进行释放，若需快速将药物进行释放，再应用上述微针给药时，则难以满足给药需求。
现有技术中，中国专利申请号为201711299062.7，公开日期为2017年12月8日，名称为“一种蚕丝微针及其制备方法”的发明中公开了一种蚕丝微针及其制备方法，上述方法通过将蚕茧经脱胶、溶解、透析得到蚕丝溶液，然后将戊二醛、香草醛等醛类和重氮盐类化学交联剂之一作为化学交联剂掺杂到蚕丝溶液中得到经化学交联的蚕丝溶液，再将溶液倒入模板成型即制得微针，最后将微针进行水蒸气处理即得高强度蚕丝微针。上述方法虽然可以制备出高强度的蚕丝微针，但是由于上述微针为使用同一材料经一体化制造而成，因而其各部分性能相等，在实际应用中难免会存在药物既向真皮层内渗透，也会向微针的背衬层渗透，如此一来会造成药物浪费。
有鉴于此，有必要设计一种改进的复合多层微针的制备方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合多层微针的制备方法。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种复合多层微针的制备方法，所述复合多层微针包括针尖、与所述针尖连接的针柱以及形成于所述针柱上的背衬；
所述复合多层微针的制备方法包括如下步骤：
S1、溶液的配置：配置纯丝素溶液、丝素微纳米纤维溶液以及透明质酸溶液；
S2、微针针尖的制备：先将步骤S1中的所述纯丝素溶液处理并配置成纯丝素微纳米纤维溶液，接着将所述纯丝素微纳米纤维溶液注入PDMS微针模具的针尖区域，得到内含所述纯丝素微纳米纤维溶液的PDMS微针模具I，然后将所述PDMS微针模具I经第一次处理得到前端形成针尖的PDMS微针模具II；
S3、微针针柱的制备；
先将步骤S1中的所述纯丝素溶液和所述透明质酸溶液的混合均匀，得到第一混合液，再向所述第一混合液中加入交联剂，得到第二混合液；然后，将所述第二混合液注入所述PDMS微针模具II的所述针尖的上部区域，经第二次处理和干燥后得到在所述针尖后端形成针柱的PDMS微针模具III；
S4、微针背衬的制备；
最后，向所述PDMS微针模具III的所述针柱上远离所述针尖的一侧注入丝素微纳米纤维溶液，干燥成型后，在所述针柱的上部形成微针背衬。
优选的，在步骤S4中，还包括如下步骤：将步骤S1中配置的所述纯丝素溶液与所述交联剂混合均匀，得到第三混合液，然后将所述第三混合液涂敷在所述微针背衬的表面，以增强所述微针背衬的疏水性。
优选的，在步骤S2中，还包括如下步骤：将所述PDMS微针模具II在质量百分数为0～80％的乙醇溶液中处理1～3h，以改善所述针尖的机械强度。
优选的，在步骤S1中，所述丝素微纳米纤维溶液通过如下方法制备：使用Ca(NO3)2/乙醇/H2O混合溶液对丝素纤维进行热湿处理，经物理-机械分纤作用得到丝素微纳米纤维悬浮液。
优选的，在步骤S2中，所述第一混合液中所述纯丝素溶液和所述透明质酸溶液的质量比为(70～90)：(10～30)。
优选的，在步骤S2中，所述纯丝素微纳米纤维溶液的质量百分数为6～15％。
优选的，在步骤S1中，所述纯丝素溶液的质量百分数为10～15％，所述丝素微纳米纤维溶液的质量百分数为5～15％，所述透明质酸溶液的质量百分数为0.1～1.5％。
优选的，在步骤S2中，所述第一次处理依次为第一次抽真空处理、第一次离心处理和第一次干燥处理。
优选的，在步骤S2中，所述第一次抽真空处理的次数为2～4次，每一次处理的时间为5～10min；所述第一次离心处理的转速不小于5000rpm/min，时间为5～10min；所述第一次干燥处理的时间为12～48h。
优选的，所述交联剂为吗啉乙磺酸、N-羟基丁二酰亚胺及1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐中的一种或几种的混合物。
本发明的有益效果是：
1、本发明提出的复合多层微针的制备方法，通过应用不同材料制备了包含针尖、针柱及背衬的具有分层结构的微针，将微针制备成分层结构，可使微针在不同区域具有不同的特性，使得微针更适于实际应用。本发明提供的复合多层微针的制备方法，可在提升微针的机械强度同时提升微针的释药效率。通过上述方法，制备了具有溶胀特性、药物剂量释放和速率均可控，且便于生物医学使用的微针。
2、本发明提出的复合多层微针的制备方法，通过使用纯丝素微纳米纤维在PDMS微针模具中形成针尖后，再将针尖在乙醇中进行处理，利用乙醇可改善针尖内的丝素蛋白的结晶度，从而控制针尖的溶解/降解速率及机械强度，使其能满足实际应用中对微针性能的要求；接着，再利用纯丝素溶液和透明质酸溶液的混合液在针尖上形成针柱，丝素和透明质酸的联合使用，提高了微针的生物相容性，此外，还可通过改变丝素溶液与透明质酸溶液的质量比来调节微针的溶胀性能和释药速率；最后，在针柱上制备了背衬层后利用纯丝素溶液与交联剂的混合液在背衬表面形成疏水层，对背衬进行加密处理的同时还可提升背衬的疏水性，进一步提升了微针的释药速率。
附图说明
图1为应用本发明提出的复合多层微针的制备方法制得的复合多层微针的结构示意图；
图2为本发明的实施例1制得的复合多层微针的SEM图；
图3为图2的一个角度的SEM图；
图4为图2的另一角度的SEM图；
图5为图2的其他角度的SEM图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本发明提供的复合多层微针的制备方法，包括以下步骤：
S1、溶液的配置：配置纯丝素溶液、丝素微纳米纤维溶液以及透明质酸溶液；
S2、微针针尖的制备：先将步骤S1中的纯丝素溶液处理并配置成纯丝素微纳米纤维溶液，接着将纯丝素微纳米纤维溶液注入PDMS(聚二甲基硅氧烷)微针模具的针尖区域，得到内含纯丝素微纳米纤维溶液的PDMS微针模具I，然后将PDMS微针模具I经第一次处理得到前端形成针尖的PDMS微针模具II；
S3、微针针柱的制备：将步骤S1中的纯丝素溶液和透明质酸溶液混合均匀，得到第一混合液，再向第一混合液中加入交联剂使丝素与透明质酸进行化学交联，得到第二混合液；然后，将第二混合液注入步骤S2中得到的PDMS微针模具II的针柱区域，再经第二次处理得到在针尖后端形成针柱的PDMS微针模具III；
S4、微针背衬的制备：将丝素微纳米纤维溶液直接注入到步骤S3中形成针柱的一侧，室温干燥后形成微针背衬；再将纯丝素溶液与交联剂EDC混合均匀，得到第三混合液，然后将第三混合液涂敷在背衬表面，以在背衬表面形成疏水层，干燥成型后，将制备好的微针从PDMS微针模具内取出，得到复合多层微针。
优选的，在步骤S1中，丝素微纳米纤维溶液通过如下方法制备：使用Ca(NO3)2/乙醇/H2O混合溶液对丝素纤维进行热湿处理，经物理-机械分纤作用得到丝素微纳米纤维悬浮液。
优选的，在步骤S1中，纯丝素溶液的质量百分数为10～15％、丝素微纳米纤维溶液的质量百分数为5～15％、透明质酸溶液的质量百分数为0.1～1.5％。
优选的，在步骤S2中，纯丝素微纳米纤维溶液的质量百分数为6～15％；第一混合液中纯丝素溶液和透明质酸溶液的质量比为(70～90)：(10～30)。
优选的，在步骤S2中，还包括如下步骤：将PDMS微针模具II在质量百分数为0～80％的乙醇溶液中处理1～3h，以此控制微针针尖的溶解/降解速率及机械强度，形成稳定的针尖结构。
优选的，在步骤S2中，第一次处理依次为第一次抽真空处理、第一次离心处理和第一次干燥处理；第一次抽真空处理的次数为2～4次，每一次处理的时间为5～10min；第一次离心处理的转速不小于5000rpm/min，时间为5～10min；第一次干燥处理的时间为12～48h。
优选的，在步骤S3中，第二次处理依次为第二次抽真空处理、第二次离心处理，第二次抽真空处理的次数为2～4次，时间为5～10min；第二次离心处理的转速不小于5000rpm/min，时间为5～10min。
优选的，在步骤S3和S4中，交联剂为吗啉乙磺酸、N-羟基丁二酰亚胺及1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐中的一种或几种的混合物。
下面结合具体的实施例对本发明提出的复合多层微针的制备方法进行说明：
实施例1
S1、溶液的配置：配置质量百分数为12％的纯丝素溶液、质量百分数为10％的丝素微纳米纤维溶液以及质量百分数为1.5％的透明质酸溶液；
S2、微针针尖的制备：先将步骤S1中的纯丝素溶液经冷冻干燥处理去除溶液中的溶剂得到纯丝素微纳米纤维，然后将纯丝素微纳米纤维配置成质量百分数为12％的纯丝素微纳米纤维溶液；接着，将上述纯丝素微纳米纤维溶液注入PDMS微针模具中，形成PDMS微针模具I；再将PDMS微针模具I进行三次抽真空处理，每次5min，并在5000rpm/min的转速下离心5min，再在室温下静置12h使其干燥，得到前端形成针尖的PDMS微针模具II；最后，将PDMS微针模具II在质量百分数为75％的乙醇溶液中处理2h，以此控制微针针尖的溶解/降解速率及机械强度，形成稳定的针尖结构；
S3、微针针柱的制备：将步骤S1中的纯丝素溶液和透明质酸溶液以80：20的质量比在低温条件下混合均匀，然后加入交联剂吗啉乙磺酸(MES)、N-羟基丁二酰亚胺(NHS)及1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)的混合液，丝素与透明质酸进行化学交联，制得混合溶液，其中，上述三个交联剂与纯丝素和透明质酸的质量之和的比值为10％:10％:20％；然后，将上述混合溶液注入步骤S2中得到的PDMS微针模具II的针柱区域，再依次进行3次抽真空处理、离心、室温干燥，其中，每次抽真空处理的时间为5min，离心在转速为5000rpm/min的条件下进行，离心时间为5min，干燥时间为12h，即得到在针尖后端形成针柱的PDMS微针模具III；
S4、微针背衬的制备：将丝素微纳米纤维溶液直接注入到PDMS微针模具III的针柱一侧，室温干燥后形成微针背衬；再将纯丝素溶液与EDC溶液混合均匀，涂敷在微针背衬表面，以在背衬表面形成疏水层，对微针背衬的表面进行加密处理；干燥脱模后，即得到复合多层微针。本实施例制得的复合多层微针的SEM图如图2至5所示，从图中可以看到微针呈现分层的结构。
下面对复合多层微针的形成机理进行说明：
在PDMS微针模具内形成针尖后，通过将针尖在乙醇中处理一定时间，来对针尖内的丝素蛋白的结晶度进行调节，从而控制针尖的溶解/降解速率及机械强度，从而形成稳定的针尖结构。接着，向PDMS微针模具的针尖上方注入纯丝素溶液和透明质酸溶液的混合液制备针柱，由于透明质酸的大分子链中含有大量的羧基基团，加入交联剂后，透明质酸上的羟基先与EDC发生耦合反应，形成对-酰基异脲的中间产物，然后再和来自纯丝素大分子链中赖氨酸侧链上的自由氨基基团发生交联反应，形成酰胺键；同时，由于纯丝素的存在，增强了微针的溶胀性，进而提高了微针的释药效率；另一方面，丝素溶液和透明质酸溶液中的丝素和透明质酸的联合使用，提高了微针的生物相容性。最后，在针柱的上部形成丝素微纳米纤维的背衬，并在背衬表面涂敷纯丝素溶液与EDC溶液的混合液，可进一步提升背衬的疏水性并能对背衬表面进行加密处理；通过上述对背衬的处理方式，可模拟皮肤的角质层，提升微针的透气性和疏水性，同时，由于微针背衬疏水，而药物亲水，因而可在微针内部产生毛细管效应，促使药物更容易进入真皮层，进一步提升了微针的释药效率。基于上述原因，本发明提出的复合多层微针的制备方法可在提升微针的机械强度的同时，提高微针的释药效率。
综上所述，本发明提出的复合多层微针的制备方法，通过应用不同材料制备了包含针尖、针柱及背衬的具有分层结构的微针，将微针制备成分层结构，可使微针在不同区域具有不同的特性，使微针更适于实际应用。通过在制备针尖后，将针尖在乙醇中进行处理，利用乙醇改善针尖内的丝素蛋白的结晶度，从而控制针尖的溶解/降解速率及机械强度，使其能满足实际应用中对微针性能的要求；此外，联合使用丝素和透明质酸来制备针柱，提高了微针的生物相容性；其次，利用纯丝素溶液与交联剂的混合液在背衬表面形成疏水层，在对背衬进行加密处理的同时还可提升背衬的疏水性，进一步提升了微针的释药速率。本发明提供的复合多层微针的制备方法，可在提升微针的机械强度同时提升微针的释药效率。通过上述方法，制备了具有溶胀特性、药物剂量释放和速率均可控，且便于生物医学使用的微针。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种复合多层微针的制备方法，其特征在于，所述复合多层微针包括针尖、与所述针尖连接的针柱以及形成于所述针柱上的背衬；
所述复合多层微针的制备方法包括如下步骤：
S1、溶液的配置：配置纯丝素溶液、丝素微纳米纤维溶液以及透明质酸溶液；所述丝素微纳米纤维溶液通过如下方法制备：使用Ca（NO3）2/乙醇/H2O混合溶液对丝素纤维进行热湿处理，经物理-机械分纤作用得到丝素微纳米纤维悬浮液；所述纯丝素溶液的质量百分数为10~15%，所述丝素微纳米纤维溶液的质量百分数为5~15%，所述透明质酸溶液的质量百分数为0.1~1.5%；
S2、微针针尖的制备：先将步骤S1中的所述纯丝素溶液经冷冻干燥处理去除溶液中的溶剂得到纯丝素微纳米纤维，然后将纯丝素微纳米纤维配置成纯丝素微纳米纤维溶液，接着将所述纯丝素微纳米纤维溶液注入PDMS微针模具的针尖区域，得到内含所述纯丝素微纳米纤维溶液的PDMS微针模具I，然后将所述PDMS微针模具I经第一次处理得到前端形成针尖的PDMS微针模具II；
S3、微针针柱的制备；
先将步骤S1中的所述纯丝素溶液和所述透明质酸溶液的混合均匀，得到第一混合液，再向所述第一混合液中加入交联剂吗啉乙磺酸、N-羟基丁二酰亚胺及1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的混合液，得到第二混合液；然后，将所述第二混合液注入所述PDMS微针模具II的所述针尖的上部区域，经第二次处理和干燥后得到在所述针尖后端形成针柱的PDMS微针模具III；所述第一混合液中所述纯丝素溶液和所述透明质酸溶液的质量比为（70~90）：（10~30）；
S4、微针背衬的制备；
最后，向所述PDMS微针模具III的所述针柱上远离所述针尖的一侧注入丝素微纳米纤维溶液，干燥成型后，在所述针柱的上部形成微针背衬。
2.根据权利要求1所述的复合多层微针的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，还包括如下步骤：将步骤S1中配置的所述纯丝素溶液与交联剂EDC溶液混合均匀，得到第三混合液，然后将所述第三混合液涂敷在所述微针背衬的表面，以增强所述微针背衬的疏水性。
3.根据权利要求1所述的复合多层微针的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，还包括如下步骤：将所述PDMS微针模具II在质量百分数为75~80%的乙醇溶液中处理1~3h，以改善所述针尖的机械强度。
4.根据权利要求1所述的复合多层微针的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述纯丝素微纳米纤维溶液的质量百分数为6~15%。
5.根据权利要求1所述的复合多层微针的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述第一次处理依次为第一次抽真空处理、第一次离心处理和第一次干燥处理。
6.根据权利要求5所述的复合多层微针的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述第一次抽真空处理的次数为2~4次，每一次处理的时间为5~10min；所述第一次离心处理的转速不小于5000rpm / min，时间为5~10min；所述第一次干燥处理的时间为12~48h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210439473.6A CN114834066B (zh) | 2022-04-25 | 2022-04-25 | 复合多层微针的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210439473.6A CN114834066B (zh) | 2022-04-25 | 2022-04-25 | 复合多层微针的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114834066A CN114834066A (zh) | 2022-08-02 |
| CN114834066B true CN114834066B (zh) | 2023-09-29 |
Family
ID=82566051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210439473.6A Active CN114834066B (zh) | 2022-04-25 | 2022-04-25 | 复合多层微针的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114834066B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115737534A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-03-07 | 媄典(北京)医疗器械有限公司 | 一种基于丝素蛋白的复合微针贴及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016155082A1 (zh) * | 2015-04-03 | 2016-10-06 | 苏州大学 | 一种溶胀型丝素蛋白微针给药系统及其制备方法 |
| CN108392728A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-08-14 | 南通纺织丝绸产业技术研究院 | 一种丝素蛋白多层复合微针及其制备方法 |
| US20200054869A1 (en) * | 2018-08-15 | 2020-02-20 | Allergan, Inc. | Microneedle array with active ingredient |
| CN110876711A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-13 | 北京化工大学 | 一种制备多层聚合物微针的方法 |
| CN112316914A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-02-05 | 武汉纺织大学 | 丝素微纳米纤维微球及其制备方法与应用 |
| CN114146173A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-03-08 | 中国药科大学 | 一种控释型微针贴片及其在脱敏治疗领域中的应用 |
-
2022
- 2022-04-25 CN CN202210439473.6A patent/CN114834066B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016155082A1 (zh) * | 2015-04-03 | 2016-10-06 | 苏州大学 | 一种溶胀型丝素蛋白微针给药系统及其制备方法 |
| CN108392728A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-08-14 | 南通纺织丝绸产业技术研究院 | 一种丝素蛋白多层复合微针及其制备方法 |
| US20200054869A1 (en) * | 2018-08-15 | 2020-02-20 | Allergan, Inc. | Microneedle array with active ingredient |
| CN110876711A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-13 | 北京化工大学 | 一种制备多层聚合物微针的方法 |
| CN112316914A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-02-05 | 武汉纺织大学 | 丝素微纳米纤维微球及其制备方法与应用 |
| CN114146173A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-03-08 | 中国药科大学 | 一种控释型微针贴片及其在脱敏治疗领域中的应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114834066A (zh) | 2022-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107207784B (zh) | 利用交联透明质酸水凝胶的微结构体及其的制造方法 | |
| CN109045460B (zh) | 一种微针贴片及其制备方法 | |
| TWI675666B (zh) | 溶解特性優秀的透明質酸微結構體 | |
| US20140005606A1 (en) | Embeddable micro-needle patch for transdermal drug delivery and method of manufacturing the same | |
| CN108430565A (zh) | 用于经皮吸收的微结构体及其制备方法 | |
| CN114146046B (zh) | 具有多层结构的涂层微针、其制备方法及包含该涂层微针的微针贴片 | |
| CN106474620A (zh) | 一种药物可控释放的聚合物微针、制备方法及微针贴片 | |
| CN107349175A (zh) | 一种负载脂肪褐变剂的微针贴片及其制备方法 | |
| CN112703030A (zh) | 具有活性成分的微针阵列 | |
| JP5063543B2 (ja) | 経皮吸収シートの製造方法 | |
| CN112516449B (zh) | 一种可溶性微针阵列及其制备方法 | |
| CN111956596A (zh) | 一种响应性释放药物微针贴片及其制备方法 | |
| CN114834066B (zh) | 复合多层微针的制备方法 | |
| JP2017514646A (ja) | 膨潤型シルクフィブロインマイクロニードル薬物送達システム及びその製造方法 | |
| CN105617526A (zh) | 一种溶胀型丝素蛋白微针给药系统及其制备方法 | |
| KR20170132087A (ko) | 사마귀 치료를 위한 블레오마이신을 함유하는 마이크로니들 패치 및 이의 제작방법 | |
| Lin et al. | Biodegradable double-network GelMA-ACNM hydrogel microneedles for transdermal drug delivery | |
| CN110840823B (zh) | 一种传递体复合自溶微针及其制备方法 | |
| CN114099414A (zh) | 一种可控缓释药物的微针及其制备方法 | |
| Feng et al. | Transdermal delivery of sinapine thiocyanate by gelatin microspheres and hyaluronic acid microneedles for allergic asthma in guinea pigs | |
| CN108969879B (zh) | 一种复合微针及微针贴片 | |
| CN117159443B (zh) | 原位超分子凝胶微针贴片及其制备方法和应用 | |
| CN116440062B (zh) | 一种搭载左西孟旦用于治疗心力衰竭的可溶性微针贴片及其制备方法 | |
| CN115737534A (zh) | 一种基于丝素蛋白的复合微针贴及其制备方法 | |
| CN113368034B (zh) | 败血症治疗用可溶性微针贴片及其制作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |