一種用于藥物輸送的絲膠蛋白微針及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于藥物輸送的絲膠蛋白微針及其制備方法，屬于生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，人類已發(fā)明多種給藥技術(shù)。其中口服和注射是最常用的給藥方式，但是這些給藥方式存在諸多缺點(diǎn)。例如口服給藥時(shí)藥物需要經(jīng)過腸胃、肝臟等器官，腸胃的消化作用以及肝臟的首過效應(yīng)常使部分藥物在到達(dá)靶目標(biāo)前已部分失效或者全部失效。而注射給藥雖然能夠避免口服給藥技術(shù)中的問題，但需要用注射器的普通針頭刺入皮膚深層進(jìn)行給藥。針頭刺激皮膚深層神經(jīng)細(xì)胞容易給人體造成痛苦，此外針頭尺寸較大，會(huì)給皮膚造成局部創(chuàng)傷，加大傷口感染幾率。同時(shí)對(duì)于需要持續(xù)給藥時(shí)，需要長(zhǎng)期在人體置留針頭，非常不便。透皮給藥雖然可以克服上述缺點(diǎn)，但是需要利用藥物對(duì)皮膚的滲透來進(jìn)行藥物傳輸。由于皮膚外層的角質(zhì)層對(duì)藥物吸收的阻礙作用，導(dǎo)致藥物吸收率很低。許多大分子藥物根本無法通過被動(dòng)滲透方式進(jìn)入人體內(nèi)循環(huán)。
[0003]微針技術(shù)是一項(xiàng)無痛而又具備高傳輸效率的給藥方式。尺寸合適的微針不僅剛好能刺破阻礙藥物進(jìn)入人體循環(huán)的角質(zhì)層，形成微納米級(jí)的藥物輸送通道，提高了藥物運(yùn)輸效率，而且不會(huì)刺激皮膚深層神經(jīng)細(xì)胞而引起人體痛感。此外由于微針直徑尺寸較小，在皮膚留下的創(chuàng)口十分微小，大大減低傷口感染幾率。傳統(tǒng)微針主要以硅或金屬作為材料，但是這些材料與人體的生物相容性尚不明確，不易加工成型，不能自然降解，不易實(shí)現(xiàn)可控緩釋,且成本較高。
[0004]蠶絲是熟蠶結(jié)繭時(shí)分泌液凝固而成的連續(xù)長(zhǎng)纖維，享有“纖維皇后”之美稱，是人類最早利用的天然蛋白之一。中國(guó)是天然蠶絲的故鄉(xiāng)，發(fā)現(xiàn)并使用蠶絲有近5000年歷史。目前，我國(guó)蠶絲產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的一半，資源極為豐富。蠶絲中包括絲素蛋白和絲膠蛋白。其中絲膠蛋白純度高，具有良好的人體親和性、生物可降解性及細(xì)胞相容性，還具有優(yōu)良的可設(shè)計(jì)性和獨(dú)特的力學(xué)性能。目前，絲膠蛋白因其優(yōu)異的性能受到了廣泛的關(guān)注，以絲膠蛋白為基礎(chǔ)的各種材料可被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域，包括藥物輸送和緩釋、醫(yī)用縫合線、人造皮膚、人造組織、細(xì)胞培養(yǎng)基質(zhì)以及生物傳感器等方面。
[0005]基于上述情況，設(shè)計(jì)一種易制備、生物相容性好、柔性的微針，在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域都具有及其重要的意義。本發(fā)明提供了一種可用于藥物輸送的絲膠蛋白微針。與傳統(tǒng)微針相比，絲膠蛋白微針具有生物相容性好、可控緩釋、柔性、易制備、可同時(shí)應(yīng)用于體表及體內(nèi)、無重金屬殘留污染風(fēng)險(xiǎn)等一系列優(yōu)勢(shì)，解決了傳統(tǒng)微針存在的一系列問題，具有很好應(yīng)用開發(fā)前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種不僅具有優(yōu)異的生物相容性和抗菌性，還具有可控緩釋、高效、低成本、易制備、柔性、可自然降解等優(yōu)點(diǎn)的絲膠蛋白微針，用于解決現(xiàn)有藥物輸送技術(shù)中成本高、生物相容性差、緩釋過程不可控、創(chuàng)傷大等一系列問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于藥物輸送的絲膠蛋白微針，其特征在于，所述的微針包括絲膠蛋白溶液；
本發(fā)明還提供所述微針的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行:
(I)提供絲膠蛋白溶液，
將絲膠蛋白溶解于超純水中，磁力攪拌分散。
[0008]所述絲膠蛋白分子量為5_300kDa。
[0009]所述磁力攪拌分散的攪拌速度為50r/min~1500r/min,攪拌時(shí)間為0.lh~48h。
[0010]所述絲膠蛋白溶液濃度為0.l_500mg/mL。將所需輸送的藥物按醫(yī)囑混合在絲膠蛋白溶液里。
[0011](2)絲膠蛋白微針的制備:
首先訂制微針陰模具；在微針陰模具的微針槽內(nèi)填滿步驟(I)制備的絲膠蛋白溶液， 干燥并固化；將絲膠蛋白微針剝離微針陰模具，得到絲膠蛋白微針。
[0012]所述干燥方式為常溫常壓干燥或冷凍干燥。所述冷凍干燥的冷阱溫度為-850C —25 V，
冷凍干燥的氣壓為0.1 Pa -101.325 kPa，冷凍干燥時(shí)間為I h~240 h。
[0013]所述固化方式為使用固化劑或水蒸氣退火。固化劑為甲醇，固化時(shí)間為I min~60min ;水蒸氣退火溫度為4°C -100 °C，時(shí)間為0.1 h~100 h，壓力為0.1 Pa -101.325 kPa。
[0014]所述剝離方法為機(jī)械剝離。
[0015]所制備的微針的材質(zhì)為絲膠蛋白，絲膠蛋白微針的長(zhǎng)度為0.1-2 mm，尖端直徑不大于20 μ m,底部間距0.1~1 mm。
[0016]本發(fā)明絲膠蛋白微針，具有以下有益效果:
本發(fā)明涉及一種可用于藥物輸送的絲膠蛋白微針，屬于生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域。該絲膠蛋白微針與傳統(tǒng)金屬微針相比，不僅具有優(yōu)異的生物相容性和抗菌性，還可以包裹不同的藥物(比如青霉素、阿莫西林、頭孢、紅霉素等)，并可以通過控制絲膠蛋白內(nèi)部的結(jié)晶程度來控制藥物局部釋放的快慢。基于絲膠蛋白的微針具有可控緩釋、高效、低成本、易制備、柔性、可自然降解等一系列突出的優(yōu)勢(shì)，可以直接使用于生物體，在各種環(huán)境干擾下均具有良好的性能，具有較好的應(yīng)用開發(fā)前景。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明提供的絲膠蛋白微針的制備方法流程示意圖。
[0018]圖1中I為絲膠蛋白微針的陰模板的示意圖，2為絲膠蛋白溶液的示意圖，3為絲膠蛋白微針的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0020]需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0021]所述絲膠蛋白微針的制備方法包括:
實(shí)施例1:
(I):制備絲I]父蛋白溶液；
取20mg絲膠蛋白(分子量5kDa)溶解于200.00 mL水中，通過磁力攪拌使溶液均一，轉(zhuǎn)速為 50r/min，時(shí)間 0.1 h。
[0022](2)將0.1g的阿莫西林溶解于通過上述方法制備的絲膠蛋白溶液中，通過磁力攪拌使溶液均一，轉(zhuǎn)速為300r/min,時(shí)間lh。
[0023](3)取2mL步驟(2)中所得到阿莫西林絲膠蛋白溶液，緩慢倒入4cm2的微針印模內(nèi)，25°C常壓(0.1 MPa)下干燥24h，于甲醇中固化Imin0
[0024](4)通過機(jī)械剝離的方式將絲膠蛋白微針從陰模中脫離。
[0025](5)將阿莫西林絲膠蛋白微針針尖向上，水平放置，即得到包裹阿莫西林藥物的絲膠蛋白微針，絲膠蛋白微針的長(zhǎng)度為0.1~2 mm，尖端直徑不大于20 ym，底