一種微針模板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于給藥設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及到一種微針模板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]透皮給藥是一種消除注射引起疼痛的新型給藥方式，但透皮給藥受到皮膚角質(zhì)層及表皮的阻礙，很難實現(xiàn)高效、精確給藥。微針透皮給藥解決了這個問題。微針用于透皮給藥優(yōu)勢，一方面在于在不引起疼痛的情況下刺透皮膚角質(zhì)層和表皮，提高給藥效率；另一方面在于微針作為藥物載體具有微量、精確以及緩釋的優(yōu)勢。微針的制作方法有很多，包括化學(xué)刻蝕法、光刻法、激光切割法、模具(或模板)鑄造法等。其中，微針模具(或模板)在微針的制備中擔(dān)當(dāng)了一個重要角色，利用熔體或溶液澆鑄法制備微針陣列是聚合物微針常用的制備方法。
[0003]目前的微針模具主要包括硅片模具、聚二甲基硅氧烷(PDMS)模具以及以石膏、紫砂等無機材料或復(fù)合材料為坯料制作的微針模具。其中硅片微針模具是用微電子系統(tǒng)處理法以及化學(xué)刻蝕法加工制備，前者操作過程復(fù)雜，后者很難制備尖部銳利的微針；石膏、紫砂等材料制備微針模具需要借助于致孔工具進行扎孔，很難保證針孔均一性以及尖部的銳度；另外，硬質(zhì)材料制得的微針模板不適于制備可溶性載藥微針。聚二甲基硅氧烷微針模具目前的制備方法是，首先使用化學(xué)刻蝕法、光刻法、激光切割法等，以硅材料或金屬材料制備固體微針，然后利用成型的微針模具制備聚二甲基硅氧烷反轉(zhuǎn)模具，該技術(shù)的劣勢在于，必須要先有成型的固體微針模具配合才能制備，影響針孔尖部的銳度且制備效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種堅韌耐用、均一性好且易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的微針模板及其制備方法。
[0005]本發(fā)明所述的一種微針模板為在一側(cè)表面垂直布置微孔陣列的聚二甲基硅氧烷膜；所述的微孔呈倒立圓錐體或類圓錐體，尖部垂直向膜內(nèi)側(cè)；微針制備過程中針體在微孔內(nèi)成型。
[0006]所述微孔陣列是采用激光光束在聚二甲基硅氧烷膜表面刻蝕打孔得到。
[0007]所述聚二甲基娃氧燒膜厚度為500 μ m-5000 μπι，面積4cm2-10000cm2;所述微孔的孔深為 200 μ m-3000 μ m，孔口直徑為 100 μ m-1500 μ m。
[0008]所述的微針模板的制備方法為:1)將聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物與固化劑按照質(zhì)量比5:1-20:1混合，攪拌均勻，抽真空去除氣泡，于60-70 °C條件下固化5h-1Oh，得到厚度均一、表面平整的聚二甲基硅氧烷膜，作為模板坯膜；2)將模板坯膜剪裁成所需的形狀和大小，測量其厚度，于室溫下密封保存，待用；3)設(shè)計點陣陣列導(dǎo)入激光雕刻機，按照聚二甲基硅氧烷膜厚度以及所需微針的結(jié)構(gòu)參數(shù)，調(diào)整好激光雕刻機的能量參數(shù)，將剪裁后的聚二甲基硅氧烷膜在激光雕刻機上進行刻蝕打孔，得微針模板；4)將制得的微針模板在15°C -25°C下封裝保存。
[0009]所述步驟3)中，能量參數(shù)包括功率、速度、分辨率及Z軸大小。
[0010]所述功率在0.1% -100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，速度在0.1% -100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，分辨率在1-1000內(nèi)調(diào)節(jié)，Z軸大小根據(jù)聚二甲基硅氧烷膜厚度進行調(diào)節(jié)。
[0011]上述制備得到的微針模板應(yīng)用于溶液澆鑄法或熔體澆鑄法制備微針產(chǎn)品。
[0012]所述微針產(chǎn)品為高分子可溶性微針或固體微針。
[0013]所述高分子可溶性微針的制備原料為聚乙烯醇、聚羧甲基纖維素、硫酸軟骨素、聚乳酸聚乙醇酸共聚物、蠶絲蛋白、糊精、透明質(zhì)酸或明膠中一種或幾種；所述固體微針的制備原料為聚乳fe。
[0014]操作時，功率參數(shù)越大，打出的微孔孔口直徑越大，并且孔深增加；速度參數(shù)越大，打出的微孔在孔深上增加明顯，趨于細長型；z軸的調(diào)節(jié)與膜厚度相適宜，最優(yōu)狀態(tài)下打出的微孔孔口形狀為圓，即微孔的形狀更接近與圓錐形。通過對以上能量參數(shù)的調(diào)節(jié)，可設(shè)計制備具有不同微孔數(shù)量、不同形狀、不同尺寸微孔的模板，可根據(jù)不同的微針用途的需要進行設(shè)計。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述微針模板的微孔均一性良好，模板堅韌耐用，可用于熔體或溶液澆鑄法制備多種類型的微針產(chǎn)品，制備出的微針被證明可以用于經(jīng)皮給藥或皮膚預(yù)處理。而且其制備方法僅采用激光光束直接在聚二甲基硅氧烷表面打孔，制備材料單一，無其他添加劑，所得材料柔韌可彎曲，方法簡單易行，產(chǎn)品脫模容易，制備效率高且易實現(xiàn)生產(chǎn)自動化；此外，可以根據(jù)生產(chǎn)需要，通過調(diào)節(jié)激光能量參數(shù)控制微孔形狀和尺寸，設(shè)計不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的微針模板。
【附圖說明】
[0016]圖1:微針模板不意圖；
[0017]圖2:微針模板制備流程圖；
[0018]圖3:實施例5中PLA固體微針制備流程圖；
[0019]圖4:實施例5中PLA固體微針光學(xué)顯微鏡照片；
[0020]圖5:用實施例6中微針處理過后的豬皮光學(xué)顯微鏡照片；
[0021]圖6:用實施例6中微針處理過后的豬皮熒光顯微鏡照片；
[0022]1-聚二甲基硅氧烷微針模板膜、2-模板上的圓錐體或類圓錐體的微孔、3-模板截面。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明所述的微針模板及其制備方法做進一步說明，但是本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
[0024]實施例1
[0025]高度600 μm，底徑300 μπι,間距0.5mm，1X 10陣列的微針模板的制備。步驟如下:I)聚二甲基硅氧烷膜的制備:稱量150g聚二甲基硅氧烷和15g氨乙基哌嗪固化劑混合，攪拌均勻后在真空條件下去除氣泡，轉(zhuǎn)移到底面光滑平整、尺寸為40cmX20cm的容器中，水平放置，于60°C下固化6h，得到厚度1.5mm，面積40cmX 20cm的聚二甲基娃氧燒膜作為模板坯膜，封裝待用；2)激光雕刻:將上述模板坯膜剪裁寬度2cm，長度25cm的條狀膜，放入激光雕刻機；開啟激光雕刻機，導(dǎo)入一列數(shù)量為12的紅色點陣，點陣距離150_，每個點陣點數(shù)量1X 10，點間距0.5mm，將紅色能量參數(shù)設(shè)置為功率75%，速度60%，分辨率500，z軸3.0mm，在上述的條狀膜上進行打孔；3)模板保存:將上述打孔完成后的模板在15°C -25°C下封裝保存，并標(biāo)記微針尺寸參數(shù)。以上述微針模板的結(jié)構(gòu)參數(shù)為:針體高度600±10μπι，底徑280 ± 5 μ m，微針間距500 μ m，陣列微針數(shù)量10X10。
[0026]實施例2
[0027]高度400 μ m，底徑200 μ m，微針間距0.5mm，20 X 20陣列的微針模板的制備。步驟如下:1)聚二甲基硅氧烷膜的制備:稱量150g聚二甲基硅氧烷和15g氨乙基哌嗪固化劑(該固化劑加入了占總質(zhì)量I %的二氫松柏基醇γ-O-a-L-鼠李糖苷后，與未加相比，其彈性得到改善并且使用壽命延長了 35% )混合，攪拌均勻后在真空條件下去除氣泡，轉(zhuǎn)移到底面光滑平整、尺寸為40cmX20cm的容器中，水平放置，于60°C下固化6h，得到厚度1.5mm，面積40CmX20Cm的聚二甲基硅氧烷膜作為模板坯膜，封裝待用；2)將上述聚二甲基硅氧烷膜剪裁寬度2cm，長度25cm的條狀膜，放入激光雕刻機；開啟激光雕刻機，導(dǎo)入一列數(shù)量為8的紅色點陣，點陣距離150mm，每個點陣點數(shù)量20X20，點間距0.5mm，將紅色能量參數(shù)設(shè)置為功率60%，速度70%，分辨率500，z軸2.8mm，在上述條狀膜上進行打孔；3)將上述打孔完成后的模板在15°C _25°C下封裝保存，并標(biāo)記微針尺寸參數(shù)。以上述微針模板的結(jié)構(gòu)參數(shù)為:針體高度400 ± 10 μ m，底徑200 ± 5 μ m，微針間距500 μ m，陣列微針數(shù)量20 X 20。
[0028]實施例3
[