[發明專利]一種冰凍微針陣列及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011505621.7
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112516452A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 趙遠錦;張筱萱;王月桐;張大淦;商珞然
• 申請（專利權）人: 南京鼓樓醫院
• 主分類號: A61M37/00
• 分類號: A61M37/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 徐燕

本發明公開了一種冰凍微針陣列及其制備方法和應用，基于冰凍可以使含水物質由軟變硬的原理，冰凍微針陣列通過在模板復制過程中引入冰凍工藝的方法制備得到，操作簡單、便于推廣、能夠大規模生產，制備的冰凍微針陣列可以由各種溶液或水凝膠制備而成，擺脫了微針在材料選擇上的限制，此外，冰凍工藝對生物活性物質的活力幾乎沒有傷害，因此，這種冰凍微針有能力搭載多種生物活性物質，更具有通用性，有望用于多種生物及醫學領域。

技術領域

本發明涉及生物醫學材料技術領域，尤其涉及一種冰凍微針陣列及其制備方法和應用。

背景技術

微針陣列主要由一個基底和微米級大小的針尖構成，其可以在不接觸毛細血管和神經末梢的同時穿透表皮層，因此可以顯著增強皮膚的滲透性和藥物吸收率，提供了一種微創、無痛的經皮給藥方式。近年來，微針領域得到迅速的發展，然而仍面臨著一些挑戰。首先，構成微針陣列的材料需要有一定的機械強度以刺破表皮，這大大局限了材料的選擇范圍，如一些含水量較高的材料就無法使用。另外，微針可以用來搭載并遞送一些生物活性物質，但這些生物活性物質往往易失活，對所處環境及制備過程要求高且不盡相同。因此，一種可以搭載多種生物活性物質的通用微針亟需被開發出來。

水在冰凍后可以形成堅硬的冰，自然界中的結冰過程就是化柔為剛的一個典型的例子。受此啟發，將微針陣列進行冰凍處理后，組成微針陣列的含水材料的硬度顯著增加，足夠穿破表皮，打破了材料方面對微針的限制。另外，許多生物活性物質在冰凍環境下保存，常溫復蘇后恢復活性，因此，冰凍微針不會對這些生物活性物質造成損害，有望成為不同生物活性物質的通用遞送平臺。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種冰凍微針陣列及其制備方法和應用，冰凍微針陣列通過在通過模板復制中引入冰凍工藝制得，制備的微針擺脫了材料的限制，通用性好。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：一種冰凍微針陣列的制備方法，包括以下步驟：

S1、將微針原料液滴加到具有孔洞陣列的聚二甲基硅氧烷模板表面，并使其充分填充在聚二甲基硅氧烷模板的孔洞中，去除孔洞之外的多余微針原料液，然后固化孔洞陣列中微針原料液；

S2、將一層濕潤的紗布進一步覆蓋在聚二甲基硅氧烷模板的孔洞陣列上面，作為微針基底；

S3、將聚二甲基硅氧烷模板、微針原料液和微針基底整體置于低溫下進行冰凍處理，然后將冰凍后的材料從聚二甲基硅氧烷模板中剝離，得到冰凍微針陣列。

進一步地，所述孔洞陣列的孔洞為倒圓錐形或倒正四棱錐形。

進一步地，當孔洞為倒圓錐形孔洞時，孔洞間距為200-800μm，孔洞深度為300-850μm，孔洞直徑為150～600μm；當孔洞為倒正四棱錐形孔洞時，孔洞間距為200～800μm，孔洞深度為300～850μm，孔洞底邊長為150～600μm。

進一步地，步驟S1中，所述微針原料液選自甲基丙烯酸酯明膠、甲基化透明質酸、甲基化海藻酸、甲基化絲素蛋白中的一種或兩種以上材料，微針原料液通過混合體積分數為1%的光引發劑并紫外照射20s～1min而固化，所述光引發劑為2-羥基-2-甲基苯丙酮。

進一步地，步驟S1中，所述微針原料液選用海藻酸鈉材料，微針原料液通過混合過量體積分數為10%的氯化鈣溶液，待充分反應后吸除上層氯化鈣溶液而固化。

進一步地，步驟S1中，所述微針原料液選自基質膠，微針原料液通過在37℃下靜置一段時間而固化。

進一步地，步驟S1中，微針原料液充分填充在孔洞中的方法為1000rpm離心3min，或真空處理5min。

進一步地，步驟S3中，冰凍處理的條件為-20℃以下冰凍12h以上，冰凍微針陣列的保存溫度為0℃以下。

本發明還提供了一種冰凍微針陣列，采用上述冰凍微針陣列的制備方法制得。