CN115737606A - 一种基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于微针技术领域，具体涉及一种冷冻干燥技术制备的多孔结构可溶性微针贴片及其制备方法与应用。本发明通过配制微针预备液并填充至微针模具后，通过冷冻干燥技术处理得到多孔结构可溶性微针。本发明所提供的一种多孔结构冷冻干燥微针贴片及其制备方法，具有操作方便、不进行热处理、药物活性成分长期保存等优点，有望实现工业应用和大规模制造。本发明首次通过冷冻干燥技术一体化实现微针的制备，并同时基于此开发了两种载药方式，通过载药方式制备得到的载药微针，工艺简单、快速，有效避免了材料的浪费。此外冻干过程不会影响材料的性能，显著提高了材料的利用效率，并简化了生产过程，市场应用前景广阔。

Description

一种基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针及其制备方法 和应用

技术领域

本发明属于微针技术领域，具体涉及一种冷冻干燥技术制备的多孔结构可溶性微针贴片及其制备方法与应用，还涉及药物在微针内的两种载药方式。该可溶性微针贴片可以有效地将药物递送到皮肤内。

背景技术

可溶性微针是指以可溶性高分子材料为基质，在刺穿角质层后不刺激皮下疼痛受体和血管的前提下使得针体在皮肤内溶解并释放药物。常用的可溶性微针材料大多为各种聚合物或糖，包括：硫酸软骨素钠、壳聚糖、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、透明质酸、丝素蛋白等可生物降解的高分子材料。由于其优异的生物相容性、可生物降解性、载药效率高且种类繁多，使得可溶性微针拥有更加广阔的研究和应用前景。

目前制备可溶性微针的方法主要如下：微模塑法、光刻、液滴空气吹法、3D打印、拉伸平版印刷法、热压和超声波焊接等。其中，微模塑法作为一种制备可溶解聚合物微针最常用的方法，可以分为浇铸法、加热模压法、注射模塑和熔融模塑等。浇铸法温度要求不高、制备过程简单便捷，然而微针的干燥温度和干燥时间是影响微针的力学性能和药物稳定性的主要因素，温度较高的环境下固化会致使表面与针体水分蒸发速度不一，从而影响微针的成型性，通常需要经过非常严格的筛选。在低温下，溶液的干燥过程需要数小时到几天，干燥效率较低。而加热模压法、注射模塑和熔融模塑主要用于制备可降解微针和不可溶性微针，但加工温度一般相对较高，易影响药物稳定性及活性。

微塑模法在微针制备方面得到了广泛的研究和应用，然而该微针制备技术在工业规模上的应用还存在其他缺点包括微针的灭菌问题、给药剂量低，以及微针在不同系统和运输环境中的稳定性不高、药物利用效率低等。此外该传统微针制备方法不适用于工业生产中所有载药微针制备，尤其含活性药物和纳米体系的微针制备。同时该方法多采用微针针体和背衬材料分步制备，在保证药物稳定性时常采用干粉载药方式，但会存在针体和背衬之间出现衔接不稳容易断裂的问题，并且会导致材料的进一步浪费；而采用一步法制备微针，所得到的微针通常具有针型欠佳且有许多空针存在的影响，会更减少载药量，并且背部会存在少许气泡，影响微针形貌和机械性能。为扩展微针的药物使用范围，如突破纳米制剂稳定性问题，多肽蛋白类不稳定的药物的应用等，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术问题，提供一种基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针及其制备方法和应用。本发明所提供的一种多孔结构冷冻干燥微针贴片及其制备方法，具有操作方便、不进行热处理、药物活性成分长期保存等优点，该技术提供了新的和有前途的微针制备方法，有望实现工业放大和大规模制造。同时，本发明首次通过冷冻干燥技术一体化实现微针的制备，并同时基于此开发了两种载药方式：1、一步制备法载药，2、两步制备法载药；通过载药方式制备得到的载药微针，工艺简单、快速，有效避免了材料的浪费。此外冻干不会影响材料的性能，显著提高了材料的利用效率，并大大简化了生产过程。并且，本发明制备得到的(载药)可溶性微针在多领域具有可预见的应用前景，市场应用前景广阔。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一是提供一种基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)配制微针预备液，将微针预备液填充至微针模具中；

(2)将填充有微针预备液的微针模具进行预冻处理；

(3)预冻后的微针模具进行冷冻干燥处理，脱膜得到多孔结构可溶性微针。

优选的，所述步骤(1)中微针预备液中用于形成微针的基质材料包括壳聚糖、S-97、硫酸软骨素钠、羧甲基纤维素钠的至少一种，更优选为硫酸软骨素钠。其中，微针包括微针针体和微针背衬，将含有基质材料的微针预备液填充至微针模具后经过后续处理一步形成同时包括有针体和背衬的微针，无需先制备微针针体后制备微针背衬的分步制备，从而在保证微针和/或可能载有的药物的相应性能的同时能够有效节约材料，简便操作，且针体和背衬的材料相同，具有良好的兼容性，且一步制作使得针体和背衬一步成型，连接稳定。更优选的，配制微针预备液的溶剂为水，更优选的，基质材料在微针预备液中的质量体积浓度(g/mL)为10％-60％，更优选为40％-60％，更优选为50％。更优选的，将基质材料加入水中混合均匀后制备得到微针预备液。

优选的，所述微针预备液中除了基质材料，还包括有药物，所述药物为多肽蛋白类水溶性药物等不稳定性药物、难溶性药物、其他常见可溶性药物以及相应的纳米体系的至少一种。更优选的，多肽蛋白类水溶性药物包括INS、EX4等的至少一种；难溶性药物包括积雪草酸、姜黄素、紫杉醇和大黄素等的至少一种。更优选的，所述药物为积雪草酸纳米结构脂质载体。更优选的，药物和基质材料的质量比为0-1：100，实际根据药物及其所需的载药量可以进行调节，而不局限于本发明所列举的数据。更优选的，将基质材料加入水中，并加入药物混合均匀后制备得到微针预备液。

优选的，所述步骤(1)中微针预备液填充至微针模具后，还进行抽真空处理，更优选真空度范围为-0.01Mpa～-0.09Mpa，更优选为-0.08Mpa；置于真空干燥箱进行抽真空处理不低于5min，更优选为5-30min，更优选为10min，使得在真空负压下浇注到微针模板中的微针预备液能够完全填满孔隙，并可以进一步通过静置消去气泡。

优选的，所述步骤(2)中预冻处理温度为-20℃～-80℃，时间为不低于2h，更优选2h-24h。更优选置于冰箱-80℃进行预冻处理，使模板中的微针预备液冻结。

优选的，所述步骤(3)中冷冻干燥的压力范围为0.001mbar-6.1mbar，更优为0.1mbar，冻干温度为-20～-80℃，更优为-80℃，时间不低于4h。更优选于冻干机中进行冷冻干燥处理。

优选的，所述步骤(3)中冷冻干燥并脱膜后得到的多孔结构可溶性微针，还可以进行进一步载药处理，所述载药处理包括以下步骤：

(3.1)配制药物溶液；优选的所述药物溶液的溶剂选择易挥发的溶剂；更优选溶剂为乙醇；更优选药物溶液浓度为1mg/mL；

(3.2)将步骤(3)得到的微针的整个针体浸入药物溶液中，并进行抽真空处理，更优选的，于真空干燥箱中进行抽气不低于5min，借助微针针尖的多孔结构及毛细管力，吸收药物溶液。后置于室温下自然干燥_，随着易挥发溶剂例如乙醇的挥发，药物附着在微针的表面及孔隙结构中，进一步实现稳定载药功能。更优选的，所述药物为多肽蛋白类水溶性药物等不稳定性药物、难溶性药物、其他常见可溶性药物以及相应的纳米体系的至少一种。更优选的，多肽蛋白类水溶性药物包括INS、EX4等的至少一种；难溶性药物包括积雪草酸、姜黄素、紫杉醇和大黄素等的至少一种。更优选的，所述药物为积雪草酸。

通过采用所述技术方案，当微针预备液中不含有药物时，步骤(3)得到的微针为空白微针，可以通过此步载药处理对微针进行载药，进一步扩展微针的载药方式；当微针预备液中也含有药物时，步骤(3)得到的微针为载药微针，再通过此步载药处理时，可以复合同种药物或另一种药物，实现药物载药量的提升、或多种药物的复合联用机制，得到复合载药微针，更进一步扩展微针的载药方式和载药应用。

优选的，本发明中，所述的微针模具，微针尺寸：针长800μm，底部直径320μm，针尖10μm，针尖距离700μm，数量阵列10*10，微针贴片尺寸：10.3*10.3mm，实际上微针模具尺寸可以具有合理的浮动，而不局限于本发明所列举的尺寸。更优选的本发明微针模具用的是PDMS材料，但微针模具材料对于本发明方法不具有影响。

本发明的目的之二是提供一种上述任一制备方法制备得到的多孔结构可溶性微针，可以为空白微针或者为载药微针。更优选的，所述微针的多孔结构的空隙主要为圆球状和长条状；孔径5-10μm；孔隙率35％-40％。通过质构仪测得微针针尖失效力0.0687N/根，具有足够的机械强度能够刺破皮肤。

更优选的，本发明的微针可以通过两种方法实现载药：

方法一是通过在微针预备液中混合有药物，从而实现微针和药物的一体化制备载药微针；以载药积雪草酸纳米脂质载体为例，一步法载药积雪草酸纳米脂质载体微针载药量为(398.15±3.20)μg，且微针背衬中含有药物，背衬溶解在皮肤表面后，其负载的纳米体系药物也能够借助纳米脂质载体的促渗作用渗透且被吸收；

方法二是在制备微针(可以为空白微针或载药微针)后，通过将微针的针体部位浸入药物溶液中，在多孔结构的存在下，通过抽真空将药物溶液吸入空隙中，并随着药物溶液的溶剂挥发使得药物附着在空隙中，二步法得到载药微针；以载药积雪草酸为例，二步法载药积雪草酸微针载药量为(488.08±20.10)μg。

本发明方法制得的微针与传统微针相比，具有一步成型、富含大量孔隙的显著特点。在微针的实际应用过程中，冷冻干燥过程中产生的相互连接的多孔结构吸收皮肤中蒸发的水，能够促进背衬的溶解，增强了整个微针的药物释放，极大提高了微针的载药量和药物利用率。

本发明的目的之三是提供一种上述任一制备方法制备得到的多孔结构可溶性微针的应用。

具体地，微针的应用领域包括药物递送领域、医疗美容领域、组织液提取等领域，可用于递送疫苗、基因、蛋白质和亲疏水性药物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明基于冷冻干燥技术制备可溶性微针，由于冻干微针特有的孔隙结构，能借助其毛细管力直接将难溶性药物装载于微针的孔隙结构中，该微针制备过程简便，对难溶性药物载药具有优秀的普适性，为可溶性微针应用于疏水性药物奠定良好基础。

(2)以冷冻干燥方式干燥微针，无需考虑不同干燥温度下水分蒸发对微针成型性的影响，最大程度上维持药物的活性和稳定性。针尖和背衬可用同一浓度同一材料，与大部分针头载药的微针制剂相比，操作简便，具有更稳定的效果。同时可进一步克服纳米体系在水环境中不能长期稳定存储的限制，因而更为简单高效、灵活性和经济性更好，具有广阔的工业应用前景。

(3)本发明方法制备的微针，可以通过一步法或两步法实现载药，一步法载药能够在背衬中也实现载药，进一步提高载药量且避免浪费；两步法载药通过本发明微针的多孔结构实现载药，在微针载药方式领域具有突破性进展，进一步扩展微针的载药方式；同时本发明的载药方式可以适用于所有的难溶性药物、可溶性药物和不稳定药物及其相应的纳米体系，具有更为广阔的应用前景和研究意义。

(4)本发明制备的可溶性微针具有较好的溶解性能，针尖刺穿角质层，充分利用微针冻干产生的孔隙结构，可吸收皮肤的组织间液，促进微针针尖和背衬药物的释放，可增加微针的药物利用率和载药量。

(5)本发明制备的微针制作简单，机械性能良好，可有效刺入皮内，不易造成脆裂，能够满足透皮给药的目的。

(6)本发明制备的微针不会引起明显的皮肤炎症、红肿、出血、疼痛、瘙痒等不良反应。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的可溶性微针外观形态示意图；

图2为本发明不同预冻温度下可溶性微针外观及显微镜下形态图；

图3为本发明制备的冷冻干燥微针硬度测试曲线图；

图4为本发明制备的冷冻干燥微针FESEM整体图；

图5为本发明制备的冷冻干燥微针FESEM单根针侧视图；

图6为本发明制备的冷冻干燥微针FESEM多根针测试图；

图7为本发明制备的冷冻干燥微针水溶性测试图；

图8为微针贴片在小鼠皮肤上施用后的台盼蓝染色实验结果图；

图9为微针贴片在人体皮肤上施用后的皮肤愈合情况考察图；

图10为冻干前后的积雪草酸纳米脂质载体TEM图；

图11为微针贴片在体外透皮释放示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。本发明中所述室温为10-40℃，更优选为20-25℃。

实施例1空白微针的制备：

本实施例提供一种空白可溶性微针阵列，其制备方法包括以下步骤：

微针模具由聚二甲基硅氧烷PDMS制成，10×10圆锥MNs(单根MNs底端直径320μm，尖端直径10μm，针长800μm)。

可溶性微针按以下步骤制得：将配制好的50％(w/v，g/mL)的硫酸软骨素钠凝胶(硫酸软骨素钠和水配制)作为微针预备液，铺满微针阴模(放置于六孔板)中，置于真空干燥箱10min，在负压的作用之下，填充微针阴模的空穴。随后将微针置于-80℃冰箱预冻4h后，于冷冻干燥机进行冻干。待冻干机温度降至约-80℃时，将预冻好的样品放入冻干机，启动冻干程序干燥4h，结束后进行脱膜，用尖头镊小心摘取得到完整微针贴片，得到多孔结构可溶性空白微针贴片。

图1为本实施例中制备得到的冷冻干燥可溶性微针阵列的外观形态实物图像。可以看出微针表面光滑致密，质地光洁，没有断裂，形态完整，且不存在气泡。

实施例2冷冻干燥微针的基质材料物理性能评价：

制备可溶性微针的材料有多种，如壳聚糖(CS)、S-97、硫酸软骨素钠、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羧甲基纤维素钠(CMC)等，传统微针制备干燥方式均采用恒温恒湿干燥、室温干燥、烘箱干燥等，但采用冷冻干燥技术干燥微针尚未报道，因此对于适用冷冻干燥技术的制备微针的基质材料尚未有明确的评价指标。为了验证冷冻干燥对于各种材料的可行性，在本实施例中：

将基质材料与去离子水按照重量体积比分别配制不同浓度(w/v)的CS凝胶、S-97凝胶、硫酸软骨素钠凝胶、PVP凝胶和CMC凝胶，取配制好的各个基质凝胶置于24六孔板上，置于真空干燥箱10min，，分别进行冷冻干燥和常温常压干燥，表1为不同基质材料的微针物理性能评价汇总。实验结果说明不同浓度的单一基质中CS、S-97、硫酸软骨素钠、CMC冷冻干燥后机械强度较好，可进一步制备成微针。

表1不同微针基质材料物理性能评价

实施例3冷冻干燥微针冻干工艺优化：

为了考察微针基质材料浓度、真空干燥时间、预冻温度和冷冻干燥时间对制备得到的微针性能的影响，本发明以硫酸软骨素钠作为微针基质材料，进行相应参数的性能影响实验。

本实施例配制了不同浓度的硫酸软骨素A钠(40％、50％和60％)，进行相应微针的制备。结果显示，微针形态均完整，40％浓度下，微针较软，垂直的作用下易被压缩。60％浓度下，韧性大，微针易发生弯曲。50％浓度下材料流动性较好且机械性能较好，因此优选硫酸软骨素浓度为50％。

本实施例将制备的微针分别放置于真空干燥箱进行真空抽气5min，10min，15min，真空干燥在一定程度上会起到浓缩的作用，随真空干燥时间增长，微针基质材料黏性增大，流动性真空干燥时间5min>10min>15min。真空负压干燥5min，材料流动性最好，但是制得的微针相对较脆，背衬贴上后易脆裂。真空负压干燥15min，基质黏性过大，较难除去真空负压后产生的气泡。因此优选真空负压干燥时间为10min。

本实施例将制备的微针分别选择2种预冻温度:①-20℃②-80℃，进行预冻处理，使材料冻结。考察这2种方式对微针成型性和机械性能的影响。结果如图2所示，图2为不同预冻温度下可溶性微针外观及显微镜下形态图，方式②得到的冻干微针表面光洁致密，而①得到的冻干微针疏松不平整，内部含大量的气泡，可能是未冻结的水分中所包含的溶解溶质在干燥过程中不能就地解析，物料融化，发生了充气膨胀、喷瓶的现象。因此优选预冻温度为-80℃。

本实施例将制备的微针分别于冻干机冷冻干燥2，4，8，12h，考察所得微针的外观及机械强度。2h微针干燥完全，含水率为3.48％±2.76％，一般冻干产品的含水量标准控制较为严格，对于冷冻干燥产品，要求水分含量≤3％，冻干制品含水量偏高会使产品分解、收缩，从而会降低产品的贮存时间。结果表明冷冻干燥4h时含水率即降低至<1％，且4h后，含水率变化不明显，且<1％，含水率满足冻干要求，不同干燥时间刺入机械强度无明显差异。考虑到试验成本及机器损耗，优选冻干时间为不低于4h。

实施例4空白可溶性微针的表征：

采用实施例1制备得到的冷冻干燥多孔结构可溶性空白微针，进行表征测试：

(1)力学性能测试

将微针贴片剪成四根一片，用胶带固定在分析仪的铝制底座上，采用纹理分析仪的压缩模式，将p/6探针的探头下行速度设置为0.5mm/s，最大压缩距离为0.8mm。触发力为0.015N，数据采集率为50，保持微针与探针轴向平行，在探针位移过程中分析仪会记录微针受到的压力，直到微针完全形变，结果如图3所示，图3为冷冻干燥微针硬度测试曲线图，800μm的空白微针(单根针)能承受的极限压力为0.0687N/根(远大于穿透皮肤所需的力3.596×10^-4N)，符合透皮要求。说明微针具有足够的机械强度能够刺破皮肤、实现药物的递送。

(2)微针形态学表征

通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM,HITACHI Regulus 8100)观察冻干微针表面的形态，在高真空环境下，加速电压设置为10kV，相关元素分布通过能量色散X射线能谱仪(EDS,Oxford Ultim Max 65)分析。结果如图4-6所示，图4为冷冻干燥微针FESEM整体图，图5为冷冻干燥微针FESEM单根针侧视图，图6为冷冻干燥微针FESEM多根针测试图，由图中可以看出，本发明制备的微针呈圆锥形，大小均匀，并伴有大量的孔隙结构。

(3)微针溶解性实验

将干燥完成后的微针的针尖向下倒置在事先穿好孔的聚乙烯(PE)膜上确保仅有针尖部分暴露在pH 6.0左右的PBS缓冲液中(模拟皮肤pH)，置于37℃，50r/min的恒温振荡培养箱中进行溶解性实验。每隔一段时间将微针取出，用滤纸吸干微针表面水分，用显微镜观察微针的溶解情况并拍照记录，结果如图7所示，图7为冷冻干燥微针水溶性测试图，可以看出本发明制备得到的微针溶解快速，10s左右即开始溶解，90s时基本溶解完全，溶解性能较好，对皮肤刺激较小，具有较好的安全性。

(4)微针穿刺率实验

将制备的微针刺入小鼠背部皮肤，1min后揭开，用台盼蓝染色后，除去多余染液，如图8所示，记录孔洞数，计算皮肤穿刺率，值越高，机械性能越好。穿刺率的计算公式如下：穿刺率＝(孔洞数/可溶性微针针体数)*100％。台盼蓝染色后能清晰的看见针孔，刺穿率90％以上。说明冻干微针贴片具有足够的机械强度刺入皮肤。

(5)微针刺入皮肤恢复性能考察

将MNs置于皮肤，进行皮肤穿刺实验。按压MNs 1min后取下，观察并用相机拍摄其恢复状况，如图9所示。刚取下MNs时，可以依稀可见微针贴片的压痕及中间的微孔，颜色较浅。随时间推移，针尖处初现了泛红现象，且颜色逐渐加深，在12min时颜色最明显。后红色逐渐褪去，28min时，皮肤完全恢复。说明该冻干微针对皮肤刺激较小，安全性高。

力学性能测试结果说明微针具有足够的机械强度能够刺破皮肤，实现药物的递送。显微镜图像说明微针呈圆锥形，大小均匀，并伴有大量的孔隙结构。且该冻干微针溶解性能较好，对皮肤刺激较小，具有较好的安全性。

实施例5载药微针的制备法一：

微针多孔结构载药法装载难溶性药物积雪草酸的可溶性微针贴片，由下述方法制备而成，其步骤是：

1.按照实施例1中步骤所述方法制备空白微针；

2.精密称取20mg积雪草酸，溶于2mL无水乙醇中，得到积雪草酸的醇溶液。

3.取制备得到的空白冻干微针贴片，针体浸入积雪草酸的醇溶液中，真空干燥箱-0.08Mpa真空处理5min后置于室温下自然干燥，约8h。制得的载药微针AA MNs针尖(针体)载药量为(93.56±5.25)ug，整片微针载药量为(488.08±20.10)ug。

本发明所述的载药方式适用于溶于易挥发性溶剂例如乙醇、甲醇等的难溶性药物，比如积雪草酸、姜黄素、紫杉醇和大黄素等。

实施例6载药微针的制备法二：

负载积雪草酸纳米结构脂质载体(AA-NLC)微针的制备：

采用乳化超声法制备AA-NLC。将单硬脂酸甘油酯60mg、油酸40mg及处方量的积雪草酸20mg溶于5mL无水乙醇中，于(75±2)℃加热溶解；另取1％(W/V)泊洛沙姆和卵磷脂溶液25mL作为水相。将有机相在1200r/min磁力搅拌下用注射器缓慢注入水相中，于75℃温度下恒温搅拌5min，形成初乳，超声波细胞粉碎机处理，超声功率为300W，工作2s，停止3s，共超声5min，旋蒸除去残留的乙醇，将所得的浊液置于冰浴下超声5min，即得积雪草酸纳米结构脂质载体分散液。粒径为(171.4±2.14)nm，Zeta电位(-21.1±0.32)mV。包封率为84.2％，载药量为4.55％。将NLC分散液置于旋蒸下浓缩，可得NLC浓缩液(药物含量4mg/mL)。

称取0.5g硫酸软骨素钠溶解在制备得到的1mL NLC浓缩液中，均匀混合得到微针基质溶液，药物与微针基质材料质量比为1：100。

将制备得到的微针基质溶液铺满微针阴模(放置于六孔板)中，置于真空干燥箱10min，在负压的作用之下，填充微针阴模的空穴。

将微针置于-80℃冰箱预冻4h，于冷冻干燥机进行冻干。

待冻干机温度降至约-80℃时，将预冻好的样品放入冻干机，启动冻干程序干燥4h，结束后，用尖头镊小心摘取得到完整微针贴片。AA-NLC MNs微针针尖载药量为(19.27±1.17)ug，整片微针载药量为(398.15±3.20)ug。冻干前后的积雪草酸纳米脂质载体TEM图如图10所示，图10为冻干前后的积雪草酸纳米脂质载体TEM图。微针冻干复溶后纳米脂质载体粒径无明显增大，仍<200nm。

由此可知本发明所述的载药方式适用于纳米制剂，可进一步增强其稳定性。

实施例7载药微针的透皮情况：

采用负载积雪草酸纳米脂质载体微针(AA-NLC MNs，实施例6制备)和直接载药积雪草酸微针(AA MNs，实施例5制备)进行体外透皮情况研究：

现有研究表明，微针阵列会刺穿皮肤的角质层，并在皮肤表面形成大量的孔洞，破坏角质层的屏障效应，而孔的形成促进了身体和外部之间信息的相互作用，并增加了经皮水分流失。本发明经冷冻干燥过程产生的微针，其相互连接的多孔结构吸收了皮肤中蒸发的水，能够进一步促进背衬的溶解，从而增强整个微针的药物释放，而不仅仅局限于微针针体尖端，极大提高了微针的载药能力和药物释放效果。

本实施例为了研究冷冻干燥微针的透皮扩散情况，采用改良的Franz扩散池，用离体小鼠皮肤进行体外透皮作用的研究。如图11所示，图11为微针贴片在体外透皮释放示意图，使用AA-NLC MNs后，药物的体外皮肤渗透性会增加几个数量级，3小时内，AA的药物渗透量已超越了微针的针尖药物量，48小时内释放率>80％。微针组不仅释放了针尖药物，还释放了背衬层的药物，这可能是由于本发明微针的多孔结构，可吸收皮肤的组织间液，促进微针的背衬的药物释放，背衬吸收组织间液后，背衬溶胀溶解，并形成了水凝胶，随后以一定的释放速率缓释渗透。使用AA MNs后，微针能实现物理渗透作用，但是相较于AA-NLC MNs渗透速度较慢，6h后才开始渗透，分析原因可能是AA 与MNs实现了物理吸附，疏水性药物吸附于微针的孔隙与表面，减小了微针的溶解性，24h内释放速率较慢。24小时AA 的药物渗透量已超越了微针的针尖药物量，有一定程度的缓释效果。

以上所述的实施例只是本发明的较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)配制微针预备液，将微针预备液填充至微针模具中；

(2)将填充有微针预备液的微针模具进行预冻处理；

(3)预冻后的微针模具进行冷冻干燥处理，脱膜得到多孔结构可溶性微针。

2.根据权利要求1所述一种基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中微针预备液中用于形成微针的基质材料包括壳聚糖、S-97、硫酸软骨素钠、羧甲基纤维素钠的至少一种。

3.根据权利要求2所述一种基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针的制备方法，其特征在于，所述基质材料在微针预备液中的质量体积浓度为10％-60％(g/mL)。

4.根据权利要求1所述一种基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针的制备方法，其特征在于，所述微针预备液中除了基质材料，还包括有药物，所述药物为不稳定性药物、难溶性药物、可溶性药物以及相应的纳米体系的至少一种。

5.根据权利要求1所述一种基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中微针预备液填充至微针模具后，还进行抽真空处理。

6.根据权利要求1所述一种基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中预冻处理温度为-20℃～-80℃，时间为不低于2h。

7.根据权利要求1所述一种基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中冷冻干燥的压力范围为0.001mbar-6.1mbar，冻干温度为-20--80℃，时间不低于4h。

8.根据权利要求1所述一种基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中冷冻干燥并脱膜后得到的多孔结构可溶性微针，还包括进一步载药处理，所述载药处理包括以下步骤：

(3.1)配制药物溶液；

(3.2)将步骤(3)得到的微针的针体浸入药物溶液中，并进行抽真空处理。

9.一种权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到的基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针。

10.一种权利要求9所述的基于冷冻干燥技术的多孔结构可溶性微针在微针及相关领域的应用。

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