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CN204890943U - 一种多段式微针阵列 - Google Patents

一种多段式微针阵列 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种多段式微针阵列。所述多段式微针阵列为垂直于基底并均匀排布的微针形成的阵列；所述的微针包括载药尖端和不载药基座；所述的载药尖端的尖端朝上，下面为不载药基座，不载药基座下面固定在基底上；所述不载药基座为凸形结构，其向上刺入载药尖端底部；所述载药尖端为一段，或多段垂直叠套起来。本实用新型设计的多段式微针阵列，由于其载药尖端具有足够的硬度，能有效刺穿皮肤表层的角质层，其不载药基座与载药尖端之间的几何连接结构可以将载药尖端完全送入皮下使得药物充分传递，大大提高了载药量和给药效率，并且可以实现载药段与针体快速分离从而减少微针操作时间，为动物或者儿童等不易控制的给药对象提供了方便。

Description

一种多段式微针阵列
技术领域
本实用新型属于给药设备制备技术领域，具体来说，涉及一种多段式微针阵列。
背景技术
传统的给药方式一般为针剂注射给药，其具有快速，准确并且适用于多种药物的优点，但其注射过程中会产生疼痛，若不慎使用容易发生感染以及一次性使用后会遗留大量医用垃圾，因此人们一直积极地寻求替代这种注射方式的新型给药技术。口服给药可以避免产生以上的缺陷，但由于这种方式给药会使药物吸收较慢且不规则，多种药物易受胃肠功能及胃肠内容物的影响从而导致变性失活，因此口服给药不能完全满足人们抵抗疾病的需求。
在之前的研究中，一种新型的给药方式-经皮给药，可以避免以上缺点。其通过将药物做成贴片用于皮肤表面，药物透皮吸收进体内，从而达到药效。但是由于皮肤表皮的天然屏障，很多大分子药物难以进入皮下，使得精辟给药方式受到一定限制。微针设计的提出，无疑解决了这些困扰。
中国专利(ZL200410031945.6)就公开了一种金属微针阵列芯片及其制备方法。所述微针不但可以刺穿角质层，完成药物的经皮输送，其刺入的深度又不会触及神经造成疼痛和皮肤的损伤，该微针的大小和形状还可设计成多种多样，因此备受期待。此外，对于微针阵列上的药剂的适用方法也有多种，如将药剂涂在微针表面，或微针顶端，或者与微针自身混合等。
在US2002/0082543A1、US6050988、US2002/0138049A1、US2002/155757Al、US2003/0045837、US6565532B1、US2004/0007796等专利中公开了采用不同的微制造技术获得的不用类型的微针。这些微针能够确保向皮肤内输送药效成分，并且由于微针非常细小，即使刺入皮肤也不会造成痛感和出血的状况，刺入创口能够快速闭合。但是上述微针结构的局限性，使其药物进入皮下需要较长的时间(约为2min)，药物不能够迅速被吸收。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种便于药物快速吸收的多段式微针阵列。
本实用新型设计的多段式微针阵列为垂直于基底3并均匀排布的微针形成的阵列；所述的微针包括载药尖端1和不载药基座2；所述的载药尖端1的尖端朝上，下面为不载药基座2，不载药基座2下面固定在基底3上；所述不载药基座2为凸形结构，其向上刺入载药尖端1底部；所述载药尖端1为凸形的套状结构，所述载药尖端1为一段，或多段垂直叠套起来，即下面的载药尖端1刺入上面的载药尖端1的底部。
所述载药尖端1为2-10段垂直叠套起来。
所述不载药基座2的制备材料为生物可降解的不可溶高分子材料；所述载药尖端1用以承载药物，其制备材料为生物可降解的可溶性高分子材料。
所述生物可降解的不可溶高分子材料选自聚乳酸、聚乙丙交酯、左旋聚乳酸、聚羟基乙酸、醋酸纤维、聚氨酯、聚酰胺、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。
所述生物可降解的可溶性高分子材料选自聚乙烯，聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、明胶、水凝胶、羟甲基纤维素、聚丙烯酸中的一种或几种。
所述药物包括蛋白质、多肽、抗原、免疫原、疫苗、抗体、激素、抗生素、抗癌药物、基因工程药物、化学药物、中药；所述的承载方式为将药物涂抹在载药尖端1的外表、混匀在载药尖端1中、或集中在载药尖端1的顶部。
所述载药尖端1的长度为100-2000微米；所述不载药基座2的长度为100-1000微米；所述多段式微针阵列每1cm2均匀排列100-10000根微针。
所述载药尖端1长度为300-600微米，不载药基座2的长度为300-600微米；所述多段式微针阵列每1cm2排列100-2000根微针，其横列和纵列的微针间隔相等的距离，横列中每1mm排列1至10根微针。
所述多段式微针阵列每1cm2排列100-400根微针。
所述载药尖端1为圆锥体或棱锥体；所述不载药基座2为圆锥体、棱锥体、圆台或棱台结构。
所述载药尖端1为锥形，前端倾斜角度为15-60度；不载药基座2为锥形，其最大直径为50-400微米。
与现有技术相比，本实用新型所述的多段式微针阵列，由于其载药尖端具有足够的硬度，能有效刺穿皮肤表层的角质层，其不载药基座与载药尖端之间的几何连接结构可以将载药尖端完全送入皮下使得药物充分传递，大大提高了载药量和给药效率，并且可以实现载药段与针体快速分离从而减少微针操作时间，为动物或者儿童等不易控制的给药对象以及所有的患者提供了方便。
附图说明
图1：多段式微针的局部结构示意图；图2：两段式微针的整体结构示意图；图3：两段式微针的不同设计局部结构示意图；图4：两段式微针的制作过程示意图；其中，载药尖端-1，不载药基座-2，基底-3。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型所述的多段式微针阵列做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。
实施例1
本实用新型设计的多段式微针阵列为垂直于基底3并均匀排布的微针形成的阵列；所述的微针包括载药尖端1和不载药基座2；所述的载药尖端1的尖端朝上，下面为不载药基座2，不载药基座2下面固定在基底3上；所述不载药基座2为圆锥体，其向上刺入载药尖端1底部，不载药基座2最大直径为250微米；所述载药尖端1为圆锥体，前端倾斜角度为15度。
所述不载药基座2的制备材料为聚乳酸；所述载药尖端1用以承载模型药物磺酰罗丹明或乙肝疫苗，其制备材料为聚乙烯醇；所述的承载方式为将药物集中在载药尖端1的顶部。
所述载药尖端1的长度为600微米；所述不载药基座2的长度为550微米；所述多段式微针阵列每1cm2均匀排列400根微针，其横列和纵列的微针间隔相等的距离，横列中每1mm排列2根微针。
实施例2
本实用新型设计的多段式微针阵列为垂直于基底3并均匀排布的微针形成的阵列；所述的微针包括载药尖端1和不载药基座2；所述的载药尖端1的尖端朝上，下面为不载药基座2，不载药基座2下面固定在基底3上；所述不载药基座2为棱台结构，其向上刺入载药尖端1底部，不载药基座2最大直径为200微米；所述载药尖端1为圆锥体，前端倾斜角度为20度，所述载药尖端1为四段载药尖端垂直叠套起来，即下面的载药尖端1刺入上面的载药尖端1的底部。
所述不载药基座2的制备材料为聚乳酸；所述载药尖端1用以承载狂犬疫苗，其制备材料为聚乙烯醇；所述的承载方式为将药物涂抹在载药尖端1的外表。
所述载药尖端1的长度为400微米；所述不载药基座2的长度为500微米；所述多段式微针阵列每1cm2均匀排列1000根微针，其横列和纵列的微针间隔相等的距离，横列中每1mm排列10根微针。
效果验证
1、体外猪皮刺穿测试
取一块猪皮，将表面处理干净；取一片干燥后的实施例1中的多段式微针阵列，垂直刺入猪皮中，按压5s左右的时间后，拔出微针。结果见图3。观察猪皮表面，可以看到清晰的孔洞，与微针一一对应，表明微针刺穿猪皮的效率为100％；在荧光显微镜下可以看到清晰的针孔与药物成分，并且随着时间的增加，药物逐渐扩散，可以得到的结论是多段式微针阵列有效的刺穿了皮肤，药物成功到达皮下被吸收。
2、皮下释放小鼠实验
取一只生物实验用小鼠，刮去其特定部位的毛发；将干燥后的实施例2中的多段式微针阵列刺入其刮去毛发后的皮肤，5s后，拔出多段式微针阵列；观察其扎入多段式微针阵列的部位，可以看到清晰的孔洞，表明多段式微针阵列刺穿了皮肤；在荧光显微镜下观察其药物的皮下释放，可以看到，一个个清晰可见的红色荧光点，随着时间的增加，荧光物质不断的扩散，并在4h内，药物完全释放，荧光物质完全扩散。
3、药物皮下释放动力学
为测试不同时长下实施例2中的多段式微针阵列的药物皮下释放动力学，取一定数量多段式微针阵列，均分为六组分别编号A、B、C、D、E、F六组多段式微针阵列分别对应不同的刺入猪皮的时长，分别为1s、2s、3s、4s、5s、2min；分别刺入猪皮，收集刺入猪皮后的多段式微针阵列，测试其药物残留量，得到的结果为：1s的刺入时间所得到的药物残留量为20％，2s的药物残留量为16％，3s的药物残留量为14％，4s的药物残留量为10％，5s的药物残留量为5％，2min的药物残留量为<1％。
与现有技术相比，本实用新型设计的多段式微针阵列，由于其载药尖端具有足够的硬度，能有效刺穿皮肤表层的角质层，其不载药基座与载药尖端之间的几何连接结构可以将载药尖端完全送入皮下使得药物充分传递，大大提高了载药量和给药效率，并且可以实现载药段与针体快速分离从而减少微针操作时间，为动物或者儿童等不易控制的给药对象以及所有的患者提供了方便。

Claims (10)

1.一种多段式微针阵列，其特征在于，所述的多段式微针阵列为垂直于基底(3)并均匀排布的微针形成的阵列；所述的微针包括载药尖端(1)和不载药基座(2)；所述的载药尖端(1)的尖端朝上，下面为不载药基座(2)，不载药基座(2)下面固定在基底(3)上；所述不载药基座(2)为凸形结构，其向上刺入载药尖端(1)底部；所述载药尖端(1)为凸形的套状结构，所述载药尖端(1)为一段、或多段垂直叠套起来，即下面的载药尖端(1)刺入上面的载药尖端(1)的底部。
2.根据权利要求1所述的一种多段式微针阵列，其特征在于，所述载药尖端(1)为2-10段垂直叠套起来。
3.根据权利要求1所述的一种多段式微针阵列，其特征在于，所述不载药基座(2)的制备材料为生物可降解的不可溶高分子材料；所述载药尖端(1)用以承载药物，其制备材料为生物可降解的可溶性高分子材料。
4.根据权利要求3所述的一种多段式微针阵列，其特征在于，所述生物可降解的不可溶高分子材料选自聚乳酸、聚乙丙交酯、左旋聚乳酸、聚羟基乙酸、醋酸纤维、聚氨酯、聚酰胺、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种；所述生物可降解的可溶性高分子材料选自聚乙烯，聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、明胶、水凝胶、羟甲基纤维素、聚丙烯酸中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的一种多段式微针阵列，其特征在于，所述药物包括蛋白质、多肽、抗原、免疫原、疫苗、抗体、激素、抗生素、抗癌药物、基因工程药物、化学药物、中药；所述的承载方式为将药物涂抹在载药尖端(1)的外表、混匀在载药尖端(1)中、或集中在载药尖端(1)的顶部。
6.根据权利要求1所述的一种多段式微针阵列，其特征在于，所述载药尖端(1)的长度为100-2000微米；所述不载药基座(2)的长度为100-1000微米；所述多段式微针阵列每1cm2均匀排列100-10000根微针。
7.根据权利要求1所述的一种多段式微针阵列，其特征在于，所述载药尖端(1)长度为300-600微米，不载药基座(2)的长度为300-600微米；所述多段式微针阵列每1cm2排列100-2000根微针，其横列和纵列的微针间隔相等的距离，横列中每1mm排列1至10根微针。
8.根据权利要求1所述的一种多段式微针阵列，其特征在于，所述多段式微针阵列每1cm2排列100-400根微针。
9.根据权利要求1所述的一种多段式微针阵列，其特征在于，所述载药尖端(1)为圆锥体或棱锥体；所述不载药基座(2)为圆锥体、棱锥体、圆台或棱台结构。
10.根据权利要求1所述的一种多段式微针阵列，其特征在于，所述载药尖端(1)为锥形，前端倾斜角度为15-60度；不载药基座(2)为锥形，其最大直径为50-400微米。
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