CN117255735A - 用于制造微针元件的方法和装置以及微针元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造微针元件(22、23)的方法，包括以下步骤：为待制造的微针元件(22、23)提供模具元件(10)；用第一制剂(20)来填充模具元件(10)；对第一制剂(20)进行固化；以及在固化期间对第一制剂(20)进行加压。本发明还涉及一种微针元件(22、23)和一种用于制造微针元件(22、23)的装置(100)。

Description

用于制造微针元件的方法和装置以及微针元件

技术领域

本发明涉及一种用于制造包括至少一根微针的微针元件的方法和装置以及一种微针元件。

背景技术

诸如微阵列的微针元件具有多根微针，这些微针通常设置在诸如药贴、膏药等的支撑元件中或者连接在其上。另一方面，微针元件可以是单根微针或数根单独的微针。一般来说，微阵列具有大量的微针，这些微针的长度尺寸设定为使得微针在被推入患者的皮肤中时刺入皮肤的程度是，如果可能，针尖不接触到神经和血管。此处，微针包括活性成分，例如药物。相应的活性成分可以设置在微针的上侧，或者可以设置在微针内。当活性成分设置在微针内时，微针或微针的部件通常由可以溶解在患者皮肤中的材料制成。可溶解微针尤其可以具有一种或多种包含活性成分和/或不含活性成分的制剂，优选地由其组成。

通过例如采用压模来制造微针和/或微阵列，这些压模具有多个形成为凹槽的模具开口。这些模具开口用作待制造的微针和/或待制造的微阵列的阴模。

图1a至图1f示出了用于微针元件的传统制造方法。图2示出了图1f(II)的详细视图。如图1a所示，起点是压模10，例如硅酮压模。首先用液体制剂14，尤其是含有活性成分的液体制剂，也称为尖端制剂(图1b)，填充压模10的模具开口12。因此，模具开口12(图1c)的尖端填充有制剂14。然后，通过干燥来固化尖端制剂14，从而形成待制造的微针的尖端16。由于干燥，尤其是由于制剂中诸如水和/或乙醇的溶剂的减少，体积减小。如图1d所示，体积的减小会导致尖端制剂14的不平坦表面，例如，凹形表面18。在尖端制剂14固化之后，用另一种制剂20，尤其是不含活性成分的制剂，也称为背衬制剂(图1e)，来填充模具开口12。然后，尤其通过干燥来固化背衬制剂20。背衬制剂20和尖端制剂14结合在一起。结合在一起的固化制剂14、20共同形成微针22’(图1f)。例如通过粘性箔，可以对微针22’进行脱模。当填充背衬制剂20时，在背衬制剂20和尖端制剂14之间常常会出现空气穴24’。附图中的图示是示意性的。例如，图1b和图1e中的滴状制剂14、20可能未被描绘成具有足够的相应填充大小(根据图1c和图1f)。此外，单个液滴的填充方式仅是示意性的。例如，还可以用若干个液滴和/或制剂射流来进行填充。例如，作为所示的液滴填充方式的替代或者除了所示的液滴填充方式之外，还可以采用流入填充方式。

空气穴24’(例如，参见图2)可能会导致若干个问题。一方面，背衬制剂20和尖端制剂14之间可能会没有结合在一起或者未充分结合。另一方面，可能存在不稳定性，使得例如在脱模、搬运或使用期间会发生破裂。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于制造包括至少一根微针的微针元件的方法和装置，待制造的微针元件具有更高的质量，尤其是更高的稳定性。本发明的另一个目的是提供一种具有更高质量，尤其是更高稳定性的微针元件。

根据本发明，该目的是通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求13所述的装置和根据权利要求12所述的微针元件来实现的。

根据本发明的方法是一种用于制造微针元件的方法，其中待制造的微针元件包括至少一根微针。优选地，根据本发明的方法尤其是一种用于制造微阵列的方法，其中待制造的微针元件是具有尤其通过支撑元件连接的数根微针的微阵列。另一方面，根据本发明的方法还可以是一种用于制造微针，尤其是单独的微针的方法。在该方法的第一个步骤中，为待制造的微针元件提供模具元件。例如，模具元件尤其是包括硅酮的压模。优选地，模具元件包括至少一个模具开口，该模具开口形成为用于待制造的微针元件的阴模。在该方法的进一步的步骤中，用第一制剂，尤其是背衬制剂，来填充模具元件。在用第一制剂填充模具元件之后，对第一制剂进行固化。在至少部分地与固化相同的时刻，在固化过程中对第一制剂进行加压。优选地用第一制剂进行填充，使得模具开口基本上完全被制剂填充。由于固化过程中的加压，尤其有利的是，气体空穴(例如，空气穴)会从制剂中逸出和/或不会引入空气穴。这样，可以制造出更稳定的微针元件。优选的是，模具开口是柱体或椎体形状。尤其是，柱体或椎体模具开口的底部区域是圆形、椭圆形、矩形或正方形的。如果模具开口具有椎体形状，则它们也可以是截椎体。模具开口的横截面优选为锥形。尤其是，模具开口在纵向上是对称的，尤其是旋转对称的。优选的是，模具元件是气密的或透气的。

可以仅引入单种制剂，因此其尤其形成整个待制造的微针元件。然而，优选的是，待制造的微针元件由若干种，尤其是至少两种制剂制成。因此，优选的是，在用第一制剂进行填充之前，用第二制剂，尤其是尖端制剂，来填充模具元件。因此，优选地尤其按照以下顺序来实施以下步骤：(i)提供模具元件；(ii)用第二制剂来填充模具元件；(iii)用第一制剂来填充模具元件；(iv)在加压的同时对第一制剂和优选地第二制剂进行固化。通过在加压的同时对第一制剂进行固化，因此可以有利地实现气体空穴，例如，空气穴，从第一制剂和第二制剂之间逸出。附加地或备选地，尤其有利地实现了气体空穴在第一制剂和第二制剂之间被压缩，优选地被挤压。压缩尤其会使气体空穴，比如气泡，变小。固化后，气体空穴通常不可能再膨胀。其优点在于，第一制剂和第二制剂之间能更好结合，尤其是具有更大的结合面。优选地以以下方式来实施该方法：制剂之间的压力，尤其是至少一个气体空穴的压力，优选地至少为2巴，尤其优选地至少为3巴。

在一个优选实施例中，在用第二制剂来填充模具元件之后且尤其是在用第一制剂来填充模具元件之前，对第二制剂进行固化。加压可以与第二制剂的固化同时进行。

可以采用多于两种制剂来制造微针元件。因此，在该方法的优选实施例中，在用第一制剂来填充模具元件的步骤之前以及在用第二制剂来填充模具元件的步骤之后，进一步的步骤至少执行一次：用至少一种附加制剂，尤其是中间制剂，来填充模具元件，并且优选地在加压的同时对该至少一种附加制剂进行固化。

优选的是，第一制剂和/或第二制剂和/或至少一种附加制剂包含诸如水之类的溶剂，和/或液体有机物质，和/或优选为乙醇的醇。尤其是，第二制剂包含至少一种活性成分。第一制剂和/或至少一种附加制剂优选地不含活性成分。

在优选实施例中，当用第一制剂来填充模具元件时，模具元件被过量填充，使得第一制剂从模具元件中溢出。然后，可以去除或保留过量填充的制剂。例如，如果保留过量填充的制剂，则可以形成背衬层。

优选的是，通过干燥，尤其是空气干燥，来固化第一制剂和/或第二制剂和/或至少一种附加制剂。优选地，固化过程是干燥过程。可以通过气流和/或红外线来实现干燥。

在优选实施例中，当对第一制剂和/或第二制剂和/或至少一种附加制剂进行固化时，施加温度。

在优选实施例中，在第一制剂和/或第二制剂和/或至少一种附加制剂的固化过程中，对第一制剂和/或第二制剂和/或至少一种附加制剂进行连续加压。尤其是，进行加压，直到第一制剂和/或第二制剂和/或至少一种附加制剂至少部分固化，尤其是完全固化。优选地，加压在第一制剂和/或第二制剂和/或至少一种附加制剂固化时段的至少一部分内进行。尤其是，加压在第一制剂和/或第二制剂和/或至少一种附加制剂固化时段的至少四分之一，优选为一半，尤其优选为四分之三内进行。优选地，加压可以在第一制剂和/或第二制剂和/或至少一种附加制剂固化的整个时段内进行。优选地对第一制剂和/或第二制剂和/或至少一种附加制剂进行加压和/或固化，直到第一制剂和/或第二制剂和/或至少一种附加制剂在原始液体含量，尤其是溶剂含量中的最大含量仍然为50％，优选为30％，尤其优选为10％。所述液体含量特别涉及体积分数和/或质量分数。优选的是，进行加压，尤其直到气体空穴由于固化而不可能进一步膨胀。

优选的是，通过超压来进行加压，尤其是第一制剂和/或第二制剂和/或至少一种附加制剂的加压。此处的超压优选地是指高于环境压力的气体压力。优选的是，通过超压腔室产生超压，其中模具元件至少部分地，尤其是完全地设置在超压腔室内。尤其是，超压比环境压力高至少1巴，优选地至少3巴，尤其优选地至少3巴。在优选实施例中，超压不超过10巴，尤其不超过5巴。作为基于超压的加压的替代或补充，可以通过机械方式，尤其通过包括冲头和/或辊子的挤压装置进行加压。

在优选实施例中，加压和/或固化，尤其是第一制剂和/或第二制剂和/或至少一种附加制剂的加压和/或固化，进行至少30分钟，优选为至少60分钟，尤其优选为至少90分钟的时间。

尤其是，模具元件包括数根微针阴模。数根微针阴模尤其形成微阵列阴模。

优选的是，用第一制剂来填充模具元件，使得第一制剂覆盖数根微针阴模。这样，支撑元件，也称为背衬，可以有利地与第一制剂整体成形。

根据本发明的微针元件尤其是微针或包括至少一根微针的微阵列。微针元件尤其可以通过上述根据本发明的方法来获得。作为微针元件可以通过上述方法来获得的定义的替代或补充，根据本发明的微针元件包括至少两种优选地至少部分固化的制剂。这些制剂相互结合在一起。尤其是，这些制剂至少是尖端制剂和背衬制剂。优选地，在至少两种制剂之间设置至少一个气体空穴，例如，气泡。这里，气体空穴高于环境压力。优选地，在制剂之间存在超压。制剂之间的压力，尤其是至少一个气体空穴的压力，优选为至少2巴，尤其优选为至少3巴。在优选实施例中，微针元件包括位于第一制剂和第二制剂之间的优选地基本上为球形或椭圆形的空腔。空腔的横截面积优选地比第一制剂和第二制剂之间的结合面要小，尤其小至少30％。空腔的直径尤其比第一制剂和第二制剂之间的连接处的微针元件的直径要小，尤其小至少30％。尤其有利的是，根据本发明的微针元件的空腔比先前微针元件的空腔要小。此外，尤其有利地实现了根据本发明的微针元件具有基本上球形的空腔，该空腔优选地具有圆形横截面，其中先前的微针元件具有椭圆形空腔。

根据本发明的装置是一种用于制造包括至少一根微针的微针元件的装置。该装置包括用于待制造的微针元件的模具元件。模具元件尤其配置为用于根据本发明的方法的上述模具元件。此外，该装置包括加压装置。加压装置优选地包括超压腔室和/或挤压装置。优选地，加压装置包括用于尤其在超压腔室中产生超压的泵。优选的是，模具元件至少部分地，尤其是完全地设置在超压腔室内。在优选实施例中，该装置包括尤其产生热量和/或气流的干燥装置。干燥装置可以尤其整体连接到加压装置。加压装置优选地配置为和/或设置成将压力施加到模具元件上。尤其是，至少将压力施加到模具元件的模具开口上。干燥装置可以包括泵和/或优选地产生红外线的加热元件。优选的是，该装置包括填充装置，优选地包括定量给料装置，用于用至少一种制剂来填充模具元件。

尤其是，该装置配置为执行上述根据本发明的方法。优选地，该装置包括以上在该方法的上下文中描述的一个或多个特征，尤其是装置特征。

附图说明

以下结合附图通过优选实施例更详细地描述本发明。

附图中：

图1a至图1f是处于不同状态的压模的示意性截面侧视图，示出根据现有技术的用于制造微针元件的方法；

图2是根据图1f的II的详细视图，示出现有技术的微针形式的微针元件；

图3是处于一个状态下的压模的示意性截面侧视图，示出根据本发明的用于制造微针元件的方法的实施例；

图4是根据图3的IV的详细视图，示出根据本发明的微针形式的微针元件的实施例；

图5和图6是处于一个状态下的压模的示意性截面侧视图，示出根据本发明的用于制造微针元件的方法的另外实施例以及根据本发明的微针元件的另外实施例；以及

图7至图9是根据本发明的用于制造微针元件的装置的实施例的示意性截面侧视图，其包括处于一个状态的模具，示出根据本发明的用于制造微针元件的方法的其他实施例。

具体实施方式

在附图中，相似或相同的组件或元件由相同的附图标记或其变体(例如，22和22’)标识。尤其是为了更加清楚，优选地已经标识的元件并没有在全部附图中提供附图标记。

图1a至图1f和图2已在上文进行了描述。

图3基于图1a至图1f。这里，示出了图1f所示的状态之后的状态，但是(在图1f中)背衬制剂20还没有硬化和/或干燥。

向尚未硬化的，尤其是潮湿的背衬制剂20(图3)施加压力。这种加压可以通过物理压力，例如，通过冲压装置(参见图8)或辊子来实现。优选地通过超压，例如，通过超压腔室(参见图7)来进行加压。与环境压力相比，所述超压尤其约为3巴。加压与背衬制剂20的固化同时进行。优选地，加压进行至少30分钟。因此，向背衬制剂20施加一段时间的压力。

所施加的压力使空气穴压缩，该空气穴在图3中是气泡。气泡在背衬制剂20和尖端制剂14之间形成空腔24。当背衬制剂20变硬，尤其是变干时，气泡不再膨胀。图4示出了这方面的详细视图。

由于压缩，气泡并且由此空腔24比先前制造方法(例如，参见图2)的空腔24’要小得多。与先前制造方法(例如参见图2)相比，这使得背衬制剂20和尖端制剂14之间的结合接触更大。空腔24的横截面积优选地比背衬制剂20和尖端制剂14之间的结合面要小，尤其小至少30％。尤其是，空腔的直径比在背衬制剂20和尖端制剂14之间的连接处的微针22的直径要小，尤其小至少30％。与先前的微针22’(例如，参见图2)相比，这种最小化的空腔24或背衬制剂20和尖端制剂14之间更大的结合接触有利地提高了微针22的稳定性。

空腔24内的气压尤其对应于所施加的超压。优选地，空腔24内的气压高于环境压力。空腔24内的气压尤其高于现有技术的空腔24’内的气压(例如，参见图2)。

图3和图4的微针22对应于根据本发明的微针元件的实施例，其中图3的若干个，尤其是所有微针22优选地对应于根据本发明的微阵列。

图5也基本上基于图3。与图3的实施例相比，图5中的微阵列23包括具有三种制剂14、20、26的微针22。这里，空腔24、28均被小型化(与现有技术相比)。

所述小空腔24、28可以例如通过在固化的同时分别加压两次或者通过对制剂20、26一起加压并同时对它们进行固化来实现。

图6也基本上基于图3。与图3的实施例相比，图6的微阵列23是整体微阵列23。尤其是，这可以通过以下方式来实现：用背衬制剂20来过量填充模具开口12，使得背衬制剂20为数根待制造的微针22而结合在一起。例如，该结合面用作微阵列23的背衬层21。如上所定义的加压可以施加到若干个待制造的微针22的公共背衬制剂20上。

图7也基本上基于图3。除了填充的模具元件10之外，图6中还示出了用于制造微针元件23的装置100。

装置100包括加压装置30。如图所示，加压装置30包括具有腔室壁35的腔室34，尤其是超压腔室。腔室34至少部分地，尤其是完全地包围模具元件10。可以通过连接到腔室34的压力发生器36，尤其是泵，来将超压施加到背衬制剂20。如图所示，压力例如通过管线46施加。

可选地，该装置(如图所示)可以包括干燥装置38。所示的干燥装置38包括气流发生器40。气流发生器40尤其可以包括泵和/或加热元件。如图所示，干燥装置通过供应管线42和排放管线44连接到腔室34。干燥装置38可以例如用于产生气流，尤其是暖气流，用于对背衬制剂20进行干燥。

图8的装置100基本上对应于图7的装置100，其中示出了干燥装置38的另外实施例。所示的干燥装置38是加热元件。这里，背衬制剂被加热。这可以例如通过产生红外线50的加热装置48来实现，该加热装置例如设置在腔室34内。

图7也基本上基于图3。示出了用于制造微针元件23的装置100的另一实施例。

这里，加压装置30是挤压装置。挤压装置包括在背衬制剂上施加物理压力的冲压装置32。

Claims (13)

1.一种用于制造包括至少一根微针的微针元件(22、23)的方法，包括以下步骤：

-为所述待制造的微针元件(22、23)提供模具元件(10)；

-用第一制剂(20)，尤其是背衬制剂，来填充所述模具元件(10)；

-对所述第一制剂(20)进行固化；以及

-在固化过程中对所述第一制剂(20)进行加压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用所述第一制剂(20)来填充所述模具元件(10)的步骤之前，所述方法还包括以下步骤：

-用第二制剂(14)，尤其是尖端制剂，来填充所述模具元件(10)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在用所述第二制剂(14)来填充模具元件(10)的步骤之后，所述方法还包括以下步骤：

-尤其在加压的同时对所述第二制剂(14)进行固化。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在用所述第一制剂(22)来填充所述模具元件(10)的步骤之前且在用所述第二制剂(14)来填充所述模具元件的步骤之后，所述方法还包括以下步骤：

-用至少一种附加制剂(26)，尤其是中间制剂，来填充所述模具元件；以及优选地

-尤其在加压的同时对所述至少一种附加制剂(26)进行固化。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，当用所述第一制剂来填充所述模具元件(10)时，所述模具元件(10)被过度填充，使得所述第一制剂(20)从所述模具元件(10)中溢出。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在固化期间进行干燥，尤其是空气干燥。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在固化过程中施加温度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述加压通过超压和/或通过挤压装置，尤其包括冲头(32)和/或辊子的挤压装置，来实现。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述加压和/或固化进行至少30分钟，优选为至少60分钟，尤其优选为至少90分钟的时间。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述模具元件(10)包括若干个微针阴模，其中所述若干个微针阴模尤其形成微阵列阴模。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，用所述第一制剂(20)来填充所述模具元件(10)，使得所述第一制剂(20)覆盖所述若干个微针阴模。

12.一种微针元件(22、23)，尤其是一种微针或微阵列，能够通过根据权利要求1至11中任一项所述的方法获得。

13.一种用于尤其是根据权利要求1至12中任一项所述的方法来制造的、包括至少一根微针的微针元件(22、23)的装置(100)，该装置包括：

-用于所述待制造的微针元件(22、23)的模具元件；

-加压装置(30)，尤其包括超压腔室(34)；以及

-优选地干燥装置(38)，尤其产生热量和/或气流，

其中所述加压装置(30)配置为使得压力被施加到所述模具元件(10)。