[發明專利]金屬微針

在審

• 申請號: 201380069136.1
• 申請日: 2013-01-07
• 公開（公告）號: CN104936648A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 林治遠
• 申請（專利權）人: 林治遠
• 主分類號: A61M37/00
• 分類號: A61M37/00;B24B19/16;B81B1/00
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司 11440
• 代理人: 魏振華;萬學堂

技術領域

本發明是有關于制造用于經皮以及皮內藥物輸送的微針，特別地，本發明是有關于對實心及中空的微針通過例如CNC加工、線電極放電加工、成形磨削等的傳統加工方法進行直接加工。

背景技術

藥物通常通過局部、腸內(口服)以及腸外(注射)方式來給藥或使之與身體接觸。在局部給藥中，所施加的藥物應當局部地起作用，而在腸內以及腸外給藥中，藥物效果是系統的(全身的)。經皮藥物輸送是相對新的投藥形式，其以系統輸送為目標、通過使藥物可以無痛方式從皮膚獲得實現。這種方法不同于希望以局部輸送為目標的局部方法。第一障礙在于，即使藥物可以成功地輸送到身體，藥物的效力也沒有保證。通常為經皮藥物輸送選擇實心微針，這是因為有效藥用物質可以干式地涂布在微針上并通過將實心微針插入到皮膚中而輸送到皮膚。皮內藥物輸送是將藥水注射到皮膚的表皮層中。藥水通常包含疫苗，因為皮膚含有很多抗原遞呈細胞。僅存在少量的經皮內輸送的疫苗，即，因為需要技術的復雜程序，所述疫苗為BCG(抗肺結核，against?tuberculosis)以及抗狂犬病疫苗。經皮或皮內輸送疫苗的一個明顯優點為所需的疫苗的體積顯著小于肌肉注射所需的體積。

經皮或皮內輸送中的第二障礙在于要戰勝皮膚的最外層，被稱作角質層，其由被推到身體的最外部的死細胞組成。角質層形成難以對付的層(平均20微米)以隔離并保護身體。由于這個難以對付的層，僅幾種小分子藥物可通過經皮路線給藥。二十多年來，經皮輸送是通過微針來補足以戰勝角質層從而允許更快的輸送速率以及允許輸送較大分子藥物。由于微針物理上破壞或刺穿皮膚以為藥物開路，所以效力極好且一致。

在檢查前兩個障礙之后，存在關于經皮輸送的最后障礙，即微針的成本，其包括最初的資本投資以及后續的營運支出。實驗室中開發出的大部分微針缺少隨可接受的成本效率按比例增加的能力。用于經皮藥物輸送的微針技術差不多存在了二十年，并且迄今為止市場上仍存在任何商業產品。商品化的一個主要阻礙是生產成本以及大量可生產性，這是本發明要設法解決的。

在文獻中存在通過各種方法制成的大量微針。主要存在兩個大類，即直接制造方法以及模制方法。在直接制造方法中，通常將材料從工件(例如，金屬片、硅晶圓等)移除以形成微針，而在模制方法中，首先構造模型，繼而形成采用模型的形狀的微針。直接制造方法如在頒發給Alza?Corp.的專利(US?6,219,574)中所見利用化學或光蝕刻由金屬片，或如在頒發給Nanopass?Ltd的專利(US?6,533,949)中所見利用干式或濕式蝕刻由硅晶圓，直接產生金屬或硅微針。這些制造方法不是用于大量生產的傳統方法，且生產成本對于制造一次性微針而言過高。另一方面，模制方法通常包含將塑料材料形成為塑料微針，如在頒發給Procter&Gamble(US?6,471,903)以及3M(US?8,088,321)的專利中所見。由于塑料材料與例如不銹鋼的金屬相比在強度以及硬度上低得多，模制的塑料微針趨向于彎曲或斷裂，從而在使用后在皮膚中留下微小部分。因此，由于這個原因，金屬微針充分地優于塑料微針。雖然模制方法包括在模型上電形成金屬微針，但是我們認為模制方法并非可行的制造方法，這是因為電形成過程占用極長的時間且涉及高度毒性且致癌的化學物質。

僅頒發給Alza?Corp.的專利'574涉及金屬微針的制造。從所述專利了解到微針是在平面內形成于鈦薄片或不銹鋼薄片上的微型刀片，并且所述微型刀片垂直于薄片彎曲90度以形成突出的微型刀片。形成平面內微型刀片包含遮蔽薄片以及蝕刻包含毒性化學物質的薄片。涉及沖壓并且壓模以向平面外推動每一微型刀片90度的后續彎曲過程在技術上具有挑戰性。最后但同樣重要的，微型刀片銳度以及邊緣是通過薄片的厚度確定，因為不存在用以進一步銳化尖端以及切割邊緣的銳化過程。這樣使尖端以及邊緣在50微米到100微米之間，因為這是可獲得的具有相當大強度的最薄薄片(或箔)?？偠灾?，這些微型刀片可能難以制造且昂貴并且太鈍而不能穿透皮膚。

因此，對簡單且高效的可大量生產的足夠銳利且強壯以用于有效皮膚穿透以及藥物輸送的微針有期盼已久的需要。本發明以提供這個期盼已久的需要的解決方法為目標。

發明內容

本發明是有關于使用例如CNC加工、精確電極放電加工、成形磨削以及其它廣泛使用的技術的傳統制造方法通過以下處理制造金屬微針：首先進行微針陣列的粗切割，繼而將所述微針拋光到所需銳度以及表面光潔度。