CN117771218A - 一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片及其制备方法和应用 - Google Patents
一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117771218A CN117771218A CN202311817146.0A CN202311817146A CN117771218A CN 117771218 A CN117771218 A CN 117771218A CN 202311817146 A CN202311817146 A CN 202311817146A CN 117771218 A CN117771218 A CN 117771218A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electric field
- composite patch
- ultrasonic electric
- field response
- hexafluoropropylene
- 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.)
- Granted
Links
- 230000005684 electric field Effects 0.000 title claims abstract description 81
- 239000003814 drug Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 230000004044 response Effects 0.000 title claims abstract description 61
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims abstract description 53
- 229920005569 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) Polymers 0.000 claims abstract description 44
- 239000002120 nanofilm Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims abstract description 30
- 229940088644 n,n-dimethylacrylamide Drugs 0.000 claims abstract description 18
- YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylprop-2-enamide Chemical compound CN(C)C(=O)C=C YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 21
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 21
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 15
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical group [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical group O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 4
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 4
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims description 2
- -1 2-hydroxyethoxy Chemical group 0.000 claims 1
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Substances CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 19
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone Chemical group CC(C)(O)C(=O)C1=CC=C(OCCO)C=C1 GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 6
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 5
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 4
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 4
- 238000013271 transdermal drug delivery Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 description 3
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- NJDNXYGOVLYJHP-UHFFFAOYSA-L disodium;2-(3-oxido-6-oxoxanthen-9-yl)benzoate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C1=C2C=CC(=O)C=C2OC2=CC([O-])=CC=C21 NJDNXYGOVLYJHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000002101 nanobubble Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 208000000094 Chronic Pain Diseases 0.000 description 1
- 206010029350 Neurotoxicity Diseases 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 206010044221 Toxic encephalopathy Diseases 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 230000037374 absorbed through the skin Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 208000005298 acute pain Diseases 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229960001193 diclofenac sodium Drugs 0.000 description 1
- KPHWPUGNDIVLNH-UHFFFAOYSA-M diclofenac sodium Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)CC1=CC=CC=C1NC1=C(Cl)C=CC=C1Cl KPHWPUGNDIVLNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000010579 first pass effect Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000007135 neurotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000228 neurotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000010827 pathological analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- FSXQWAWHSKBUFH-UHFFFAOYSA-M sodium;2,3-dichlorophenolate Chemical compound [Na+].[O-]C1=CC=CC(Cl)=C1Cl FSXQWAWHSKBUFH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JGMJQSFLQWGYMQ-UHFFFAOYSA-M sodium;2,6-dichloro-n-phenylaniline;acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O.ClC1=CC=CC(Cl)=C1NC1=CC=CC=C1 JGMJQSFLQWGYMQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 210000000434 stratum corneum Anatomy 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007910 systemic administration Methods 0.000 description 1
- 230000001839 systemic circulation Effects 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片及其制备方法和应用，属于化学复合材料技术领域。采用热引发聚合法，将压电纳米薄膜与水凝胶结合；所述压电纳米薄膜为聚偏氟乙烯‑六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜，所述水凝胶为N,N‑二甲基丙烯酰胺水凝胶。该超声电场响应复合贴片具有良好的生物相容性和药物促释能力。该方法制备工艺简单，周期短，环保无污染，可重复性强，所得超声电场响应复合贴片稳定，可实现大批量工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于化学复合材料技术领域，尤其涉及一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片及其制备方法和应用。
背景技术
全球慢性和急性疼痛影响约15亿人，越来越需要开发新的治疗及治疗策略来为疼痛管理提供合适的治疗方法，传统的口服给药方式常常会造成药物对胃肠道的破坏以及存在肝脏的首过效应，因此，使用透皮贴敷材料给药已经逐渐成为了给药的一种新方式。
透皮给药系统是经皮肤敷贴方式给药，使药物以一定速率通过皮肤、毛细血管吸收进入体循环，从而达到全身或局部治疗作用。然而，药物通过皮肤的渗透受到皮肤先天屏障功能的限制，皮肤保护下层组织不受外界物质的侵害。目前现有的技术中，已经设计了很多药物的透皮贴剂，但是由于仅仅依赖于缓慢的扩散过程，可能会造成治疗效果不佳。
为了克服角质层的低渗透性并提高经皮给药的功效，研究人员致力于可以促进药物快速释放与渗透的经皮给药材料，也对很多促释因素进行了研究，包括离子透入、声透入、电场导入等。其中压电材料本身电信号可以促进材料中的药物释放，而超声导入，即利用超声波将药物输送到皮肤或通过皮肤，在改善局部、区域和全身给药方面也显示出良好的效果。可以预见，将超声及电场两者进行结合后在生物医用领域将会不断的开拓发展新应用。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片及其制备方法和应用。采用静电纺丝及热引发聚合的技术，利用聚合物的粘附性能将可发电的、具有微观结构的柔性纳米薄膜与水凝胶载药涂层相结合，制备得到的超声电场响应复合贴片具有良好的生物相容性和药物促释能力。该方法制备工艺简单，周期短，环保无污染，可重复性强，所得超声电场响应复合贴片稳定，可实现大批量工业化生产。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片的制备方法，采用热引发聚合法，将压电纳米薄膜与水凝胶结合；所述压电纳米薄膜为聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜，所述水凝胶为N,N-二甲基丙烯酰胺水凝胶。
进一步地，所述制备方法具体包括以下步骤：
将聚偏氟乙烯-六氟丙烯与N,N-二甲基甲酰胺混合，得到聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝溶液；
将所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝溶液放入纺丝机中进行纺丝，得到聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜；
将所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜平铺于水凝胶单体溶液表面，通过热引发聚合反应，得到用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片。
进一步地，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝溶液的浓度为0.25-0.3g/mL。
进一步地，纺丝过程中纺丝电压参数为：正压≤13KV，负压为-3～-2KV，喷头平移的行程距离为40-90mm。
进一步地，所述水凝胶单体溶液的质量分数为25-30wt％。
进一步地，所述水凝胶单体溶液中，单体为N,N-二甲基丙烯酰胺，溶剂为含有光热引发剂或光引发剂的去离子水。
更进一步地，在溶剂中，所述光热引发剂或光引发剂的质量分数为0.5-1.5wt％；所述光热引发剂为过硫酸铵，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮(引发剂I-2959)。
本发明还提供一种利用所述制备方法制备得到的用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片，上层为纳米丝、下层为三维孔状的双层结构。
在具有纳米结构的薄膜表面分布具有粘性的水凝胶涂层，使得超声电场响应的复合贴片两面具有完全不同的微观结构，纳米丝状结构上方贴附一层有粘附性能的胶带使其与超声探头相接触，在胶带与纳米薄膜不完全接触的情况下产生微小气泡，提高压电薄膜在超声波下的电输出性能；三维孔状结构利于药物的负载与释放，以及粘性特征有利于粘附于人体皮肤表面。
本发明还提供一种所述用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片在制备促进药物或染料释放的材料中的应用。作用原理在于：使用聚偏氟乙烯-六氟丙烯纳米薄膜以及离子水凝胶作为发电元件，超声作为激励元。在超声下，由于胶带与纳米薄膜之间的不完全粘附性，导致产生一些微小的气泡，气泡的破裂提高了纳米薄膜的受力大小，从而提高了纳米薄膜的电输出性能。纳米薄膜与凝胶涂层间由于没有化学键的作用导致存在一定的孔隙，超声下在此界面存在三因素，有透过的超声、纳米薄膜产生的电荷以及由于薄膜与凝胶的不完全粘附产生的此层面的气泡。界面的电荷诱导了凝胶中的带电离子移动，超声的压力及气泡的破裂所带来的压力促释离子凝胶产生电场。叠加的电场加速了凝胶中的药物分子向外扩散，同时电场产生的电信号及穿透的超声在加速药物分子扩散的同时打开了人体皮肤的通道，促进了药物的渗透。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
1、本发明所制备的超声电场响应复合贴片不涉及其他电路元件，具有良好的粘附性，可以贴附在皮肤上且在撕脱过程中不会对皮肤造成损伤。
2、本发明所制备的超声电场响应复合贴片具有良好的生物相容性，并且具有安全性，组织切片的病理分析证明超声及电场并不会对皮肤造成损伤，表现出其在生物医学领域的潜力。
3、本发明所制备的超声电场响应复合贴片结合超声能够输出电信号、快速释放药物，在极短时间内就能够有效促进药物的渗透皮肤。
4、本发明所提供的制备方法采用静电纺丝及聚合物热引发的方法制备具有良好生物相容性的超声电场响应复合贴片，是一种依靠聚合物本身粘附性将疏水性聚合物基底和亲水性水凝胶涂层复合的方法，其制备工艺简单，周期短，具有广泛的应用前景。
5、本发明所提供的制备方法具有灵活性，可以与其他生物活性功能水凝胶复合，能对水凝胶功能进行选择，可以得到一系列特性优异的功能贴片。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为实施例1中制备得到的超声电场响应复合贴片截面的扫描电子显微镜图像；
图2为实施例1中制备得到的聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜表面的扫描电子显微镜图像；
图3为实施例1中聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜、水凝胶和超声电场响应复合贴片染料分子(亚甲基蓝、罗丹明B、荧光素钠)释放图；
图4为实施例1中聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜、水凝胶和超声电场响应复合贴片药物分子(双氯芬酸钠)释放图；
图5为实施例1中聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜、水凝胶和超声电场响应复合贴片贴附于大鼠表皮，不同的时间内大鼠的血药浓度变化图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明供了一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片及其制备方法和应用，具体包括：以N,N-二甲基丙烯酰胺水凝胶为基底，在基底上复合具有压电性能的纳米纺丝薄膜，通过热引发及聚合物本身的粘附性能制备得到具有超声电场响应性能的贴片。其中，N,N-二甲基丙烯酰胺水凝胶为药物分子提供存储空间；聚偏氟乙烯-六氟丙烯纳米纺丝薄膜在超声下提供微小的气泡结构提高贴片的电输出性能，超声下N,N-二甲基丙烯酰胺离子凝胶及纳米纺丝薄膜协同输出电信号，传递超声并促进药物的释放与渗透皮肤。该方法制备工艺简单，周期短，重复性强，生物相容性好；制备所使用的原料易获得、成本低；所获得的超声电场响应的复合贴片具有自粘附性、药物负载与促进药物快速释放的功能，在药物释放、疼痛治疗领域中有极其广泛的应用前景。
本发明提供一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片的制备方法，采用热引发聚合的方法，并利用水凝胶基质中特定的极性基团使其与压电纳米薄膜结合，得到上层为纳米丝、下层为三维孔状结构的双层超声电场响应贴片；其中，所述压电薄膜为高压极化的聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜，所述水凝胶为N,N-二甲基丙烯酰胺水凝胶。具体包括以下步骤：
(1)将聚偏氟乙烯-六氟丙烯与N,N-二甲基甲酰胺混合，得到聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝溶液；
(2)将所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝溶液吸入注射器内，除去气泡，配置相应的导电针头，将注射器接入纺丝机正极，调节纺丝机正负极电压，调节纺丝喷头平移的行程距离为40-90mm进行高压极化静电纺丝，得到的薄膜样品放入烘箱中烘干，使溶剂完全蒸发，得到聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜；
(3)将所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜平铺于水凝胶单体溶液表面，烘箱热引发，得到用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片。
作为本发明优选的，步骤(1)中所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝溶液的浓度为0.25-0.3g/mL，更优选为0.29g/mL。
作为本发明优选的，步骤(2)中，纺丝机的纺丝电压参数为：13KV，负压为-3KV，推注前进速度为0.1mm/min，接收速度为2r/min，喷头平移的行程距离为40-90mm，更优选为60mm。烘干温度为80℃，持续时间为2h。
作为本发明优选的，步骤(3)中，所述水凝胶单体溶液的质量分数为25-30wt％，更优选为25wt％或30wt％，最优选为25wt％。所述水凝胶单体溶液中，单体为N,N-二甲基丙烯酰胺，溶剂为含有光热引发剂或光引发剂的去离子水。在溶剂中，所述光热引发剂或光引发剂的质量分数为0.5-1.5wt％；所述光热引发剂为过硫酸铵，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮(引发剂I-2959)。所述烘箱温度(热引发温度)为70℃，引发时间为20-30min。当使用I-2959作为引发剂时，则使用紫外光照射引发，引发时间不小于30min。
本发明还提供一种利用所述制备方法制备得到的用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片，上层为纳米丝、下层为三维孔状的双层结构。
本发明还提供一种所述用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片在制备促进药物释放的材料中的应用。
若未特别指明，本发明中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，本发明中所用的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。本发明所用试剂如无特殊说明均为分析纯。
以下实施例作为本发明技术方案的进一步说明。
实施例1
一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片的制备方法，步骤如下：
(1)称取2g聚偏氟乙烯-六氟丙烯颗粒和7mL的N,N-二甲基甲酰胺混合，配制得到浓度为0.29g/mL聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝溶液；
(2)将步骤(1)得到的聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝溶液吸入注射器内(注射器尺寸为5mL)，敲打注射器管壁除去溶液气泡，安装好纺丝针头(纺丝针头为金属针头，型号为G21号)，将注射器接入纺丝机正极，调整喷头与接收滚筒之间的距离为20cm，调整正极电压为13KV，负极电压为-3KV，调整推注前进速度为0.1mm/min，接收速度为2r/min，喷头平移的行程距离为60mm。进行高压极化静电纺丝，待纺丝结束后，将收集器上的薄膜放入烘箱内设置温度为80℃，烘干时间为2h，得到聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜；
(3)以含有质量分数为1wt％过硫酸铵的去离子水为溶剂，以N,N-二甲基丙烯酰胺为单体，配制得到质量分数为25wt％的N,N-二甲基丙烯酰胺溶液(即水凝胶)；
(4)将步骤(2)得到的聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜修剪至合适的大小，从铝箔上揭下平铺于步骤(3)得到的质量分数为25wt％的N,N-二甲基丙烯酰胺溶液表面，整体放入烘箱中，烘箱温度设置为70℃，热引发25min，得到用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片。
应用例1
将实施例1制备得到的聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜和超声电场响应复合贴片在-50℃下冻干10h，得到的扫描电子显微镜观图像如图1(两幅图为不同角度、不同尺寸的扫描电子显微镜观图像)和图2所示。
由图1可以看出，实施例1制备得到的超声电场响应复合贴片在薄膜与凝胶的复合处没有化学键的链接，纤维状的纳米薄膜与多孔凝胶间还是有一定的间隙，并且该贴片的的结构为：上层为纳米丝、下层为三维孔状结构。从图2中可以看出，纳米薄膜表面呈现出纤维状，是由很多的纳米丝堆叠而成，这样的微观结构在超声下较容易产生气泡。
应用例2
将实施例1中的聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜、水凝胶和超声电场响应复合贴片进行染料分子释放测试，具体方法如下：
a.以含有质量分数为1wt％过硫酸铵的的染料溶液作为溶剂，染料溶液分别为0.1mg/mL的亚甲基蓝(MB(+))、罗丹明b(RhB)和荧光素钠溶液(SF(-))，模拟药物负载。以N,N-二甲基丙烯酰胺为单体，配制得到质量分数为25wt％的N,N-二甲基丙烯酰胺的染料溶液，得到负载不同染料分子的水凝胶贴片；
b.将制备好的平行样品分别置于5mL的去离子水中，通过静置(对照组)、超声探头(超声频率：1MHz，超声功率：1.2w/cm2)对聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜施加刺激、超声探头对水凝胶进行刺激、超声探头对超声电场响应复合贴片进行刺激，分别模拟无电场无超声、有电场无超声、无电场有超声和有电场有超声的输出场景，间隔一定时间测试水溶液的吸光度，结果如表3所示。
从图3中可以看出，超声电场响应复合贴片在不同的刺激条件下对染料分子的释放效果不同，并且对不同电性的染料分子促释程度也不同。超声与电场单因素均能促进染料分子的释放，电场与超声协同作用的情况下促释效果最佳。
应用例3
将实施例1中的聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜、水凝胶和超声电场响应复合贴片进行药物分子释放测试，具体方法如下：
a.将实施例1制备得到的超声电场响应复合贴片在-50℃下冻干10h，然后浸泡在1mg/mL的双氯芬酸钠水溶液中24h；
b.将浸泡完成的平行样品分别置于5mL的去离子水中，通过静置、超声探头对聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜施加刺激、超声探头对水凝胶进行刺激以及超声探头对超声电场响应复合贴片进行刺激，分别模拟无电场无超声、有电场无超声、无电场有超声和有电场有超声的输出场景，间隔一定时间测试水溶液的吸光度，结果如图4所示(超声频率：1MHz，超声功率：1.2w/cm2)。
从图4中可以看出，超声电场响应复合贴片在超声电场协同的作用下也明显的促进了药物双氯酚酸钠的释放。
应用例4
将实施例1中的聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜、水凝胶和超声电场响应复合贴片贴附于剃毛后的大鼠腹部，通过静置、超声探头对聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜施加刺激、超声探头对水凝胶进行刺激以及超声探头对超声电场响应复合贴片进行刺激，分别模拟无电场无超声、有电场无超声、无电场有超声和有电场有超声的输出场景，间隔一定时间测试血药浓度，结果如图5所示(超声频率：1MHz，超声功率：1.2w/cm2)。
从图5中可以看出，从贴敷贴片的时间算起，在第15min时血药浓度就已经有了增加，并且随着时间的增加，大鼠血液中的药物浓度也逐渐增加，在检测时间1h的时候血药浓度达到峰值后随着代谢逐渐下降。说明在贴片中的药物能够快速有效的释放并短时间内进入大鼠血液中。
实施例2
同实施例1，区别在于，步骤(2)中纺丝喷头的平移行程距离为90mm。
采用应用例3的方法对本实施例制备得到的超声电场响应复合贴片进行药物分子释放测试，结果发现，其在超声下的输出电压仅为实施例1中输出电压的一半，且30min内对药物的释放总量也小于实施例1，可能是由于行程距离的不同导致了所纺丝的薄膜厚薄发生了变化，喷头的行程距离越大薄膜越薄，喷头的行程距离越小薄膜越厚，薄膜过薄可能会导致PVDF的含量下降，导致压电性能的降低，从而导致促释效果下降。
实施例3
同实施例1，区别在于，步骤(3)中配制得到质量分数为30wt％的N,N-二甲基丙烯酰胺溶液。
采用应用例3的方法对本实施例制备得到的超声电场响应复合贴片进行药物分子释放测试，结果发现，在超声下30min的总释放量仅为40μg/mL，小于实施例1的53μg/ml。这是由于随着N,N-二甲基丙烯酰胺单体浓度的增加聚合物粘性也会增加，凝胶孔隙会变小，孔隙的变小可能会导致药物不易释放，在短时间内快速的释放的效果比孔隙大的凝胶差。
实施例4
同实施例1，区别在于，步骤(3)中，将过硫酸铵等质量替换成I-2959引发剂。
采用应用例3的方法对本实施例制备得到的超声电场响应复合贴片进行药物分子释放测试，结果发现，以本实施例方法制备得到的超声电场响应复合贴片在超声下30min的药物总释放量仅为52μg/mL，与实施例1性能差距不大，区别仅在于使用i-2959制作的贴片在外观上呈现黄色而不是实施例1所述的透明无色，由于引发剂自身性质所决定。
对比例1
同实施例1，区别在于，将N,N-二甲基丙烯酰胺水凝胶替换成聚丙烯酰胺凝胶(PAM)。
采用应用例3的方法对本对比例制备得到的超声电场响应复合贴片进行药物分子释放测试，结果发现，以本对比例方法制备得到的超声电场响应复合贴片药物释放效果与实施例1相比略低，可能是由于聚合时不能与薄膜复合紧密。不选用PAM最重要的原因在于其具有神经毒性不适用于生物医学应用且PAM不具有粘附性能无法依靠自身粘附在人体皮肤表面。
对比例2
同实施例1，区别在于，将聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜替换成聚偏氟乙烯-六氟丙烯多孔薄膜。
采用应用例3的方法对本对比例制备得到的超声电场响应复合贴片进行药物分子释放测试，结果发现，以本对比例方法制备得到的超声电场响应复合贴片药物释放效果与实施例1相比，远小于实施例1的结果，30min内的释放量仅为30μg/mL。这是由于聚偏氟乙烯-六氟丙烯多孔薄膜孔隙过大，而空隙中存在很多的空气，超声波在空气中衰减较快，因此当超声波透过薄膜时衰减了很多，到达凝胶部分的声波远小于实施例1中所使用的聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜，从而导致药物释放量的下降。
对比例3
同实施例1，区别在于，所使用的的超声声强有所不同，在超声频率均为1MHZ的条件下，改变其声强分别为：0.72w/cm2，0.96w/cm2。
采用应用例3的方法对本对比例制备得到的超声电场响应复合贴片进行药物分子释放测试，结果发现，以本对比例方法制备得到的超声电场响应复合贴片药物释放效果与实施例1相比，比实施例1的释放效果差，电输出性能及30min内的药物释放性能均小于实施例1。这是因为，超声声强的增大可能导致温度的升高从而导致促进药物的释放。
以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片的制备方法，其特征在于，采用热引发聚合法，将压电纳米薄膜与水凝胶结合；所述压电纳米薄膜为聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜，所述水凝胶为N,N-二甲基丙烯酰胺水凝胶。
2.根据权利要求1所述用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
将聚偏氟乙烯-六氟丙烯与N,N-二甲基甲酰胺混合，得到聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝溶液；
将所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝溶液放入纺丝机中进行纺丝，得到聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜；
将所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝纳米薄膜平铺于水凝胶单体溶液表面，通过热引发聚合反应，得到用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片。
3.根据权利要求2所述用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯静电纺丝溶液的浓度为0.25-0.3g/mL。
4.根据权利要求2所述用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片的制备方法，其特征在于，纺丝过程中纺丝电压参数为：正压≤13KV，负压为-3～-2KV。
5.根据权利要求2所述用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片的制备方法，其特征在于，所述水凝胶单体溶液的质量分数为25-30wt％。
6.根据权利要求5所述用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片的制备方法，其特征在于，所述水凝胶单体溶液中，单体为N,N-二甲基丙烯酰胺，溶剂为含有光热引发剂或光引发剂的去离子水。
7.根据权利要求6所述用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片的制备方法，其特征在于，在溶剂中，所述光热引发剂或光引发剂的质量分数为0.5-1.5wt％；所述光热引发剂为过硫酸铵，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮。
8.一种如权利要求1-7任一项所述制备方法制备得到的用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片，其特征在于，上层为纳米丝、下层为三维孔状的双层结构。
9.一种如权利要求8所述用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片在制备促进药物或染料释放的材料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311817146.0A CN117771218B (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311817146.0A CN117771218B (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117771218A true CN117771218A (zh) | 2024-03-29 |
| CN117771218B CN117771218B (zh) | 2024-09-10 |
Family
ID=90390519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311817146.0A Active CN117771218B (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117771218B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111643447A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-09-11 | 赵超超 | 一种载药微针、载药微针贴片、电调控药物释放微针系统及载药微针制备方法 |
| CN113274539A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-20 | 西安理工大学 | 一种自供电伤口贴片及其制备方法 |
| CN114573835A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-06-03 | 中国地质大学（北京） | 一种具有压电活性聚丙烯酰胺复合水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN115177777A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-10-14 | 四川大学 | 一种压电促愈型创面修复辅助材料的制备方法 |
| CN115444974A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-12-09 | 中国地质大学（北京） | 一种用于烫伤治疗的电活性复合贴片及其制备方法和应用 |
| CN116983422A (zh) * | 2023-07-21 | 2023-11-03 | 上海师范大学 | 一种压电纳米发电机/载药导电水凝胶的复合体系及其制备方法和应用 |
-
2023
- 2023-12-27 CN CN202311817146.0A patent/CN117771218B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111643447A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-09-11 | 赵超超 | 一种载药微针、载药微针贴片、电调控药物释放微针系统及载药微针制备方法 |
| CN113274539A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-20 | 西安理工大学 | 一种自供电伤口贴片及其制备方法 |
| CN114573835A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-06-03 | 中国地质大学（北京） | 一种具有压电活性聚丙烯酰胺复合水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN115177777A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-10-14 | 四川大学 | 一种压电促愈型创面修复辅助材料的制备方法 |
| CN115444974A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-12-09 | 中国地质大学（北京） | 一种用于烫伤治疗的电活性复合贴片及其制备方法和应用 |
| CN116983422A (zh) * | 2023-07-21 | 2023-11-03 | 上海师范大学 | 一种压电纳米发电机/载药导电水凝胶的复合体系及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117771218B (zh) | 2024-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2019195903A (ja) | マイクロニードルの作製方法 | |
| JP6215973B2 (ja) | 細胞間相互作用を強化させたナノパターンド医療デバイス | |
| Li et al. | Iontophoresis-driven porous microneedle array patch for active transdermal drug delivery | |
| Daugimont et al. | Hollow microneedle arrays for intradermal drug delivery and DNA electroporation | |
| Petchsangsai et al. | The combination of microneedles with electroporation and sonophoresis to enhance hydrophilic macromolecule skin penetration | |
| US20020099356A1 (en) | Transmembrane transport apparatus and method | |
| WO2017186046A1 (zh) | 一种皮肤促渗方法及其促渗剂 | |
| Shi et al. | Ultrasound-activable piezoelectric membranes for accelerating wound healing | |
| JP2009545368A (ja) | 超音波で高められたマイクロ針 | |
| Singh et al. | Transcending the skin barrier to deliver peptides and proteins using active technologies | |
| CN117771218B (zh) | 一种用于促进药物快速释放与渗透的超声电场响应复合贴片及其制备方法和应用 | |
| KR101703050B1 (ko) | 경피전달용 미세돌기 구조체 | |
| WO2010148440A1 (en) | An apparatus and method of treatment utilizing a varying electromagnetic energisation profile | |
| KR102392502B1 (ko) | 교차전극형 마이크로 니들 패치 | |
| KR102367746B1 (ko) | 경피 투입형 약물 패치 마이크로 니들 제조 방법 | |
| Dai et al. | Piezoelectric dressings for advanced wound healing | |
| Yan et al. | Fabrication and testing analysis of tapered silicon microneedles for drug delivery applications | |
| US20200324107A1 (en) | Electrode body and production method for electrode body | |
| CN116983422A (zh) | 一种压电纳米发电机/载药导电水凝胶的复合体系及其制备方法和应用 | |
| CN114733061A (zh) | 微针贴剂以及促渗装置 | |
| Huang et al. | A minimally invasive in vivo electroporation method utilizing flexile electrode and microneedle roller | |
| CN110420344A (zh) | 一种伤口敷料及其制备方法与应用 | |
| CN110680911A (zh) | 一种乙脑疫苗可溶性微针贴及其制备方法 | |
| CN215135863U (zh) | 微电流纳米微针晶片装置 | |
| CN101785904B (zh) | 金属丝生物微电极的制备方法 |
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 |