本發(fā)明涉及一種可溶性微針，具體涉及一種分段式可溶性微針、微針陣列及其制作方法。
背景技術(shù)：
：經(jīng)過皮膚的藥物輸入是一種主要的藥物輸送手段，但是當(dāng)一些超過500da的大分子物質(zhì)想要通過皮膚進(jìn)入到體內(nèi)的時(shí)候，依靠藥物本身的滲透作用，收效甚微。皮膚的多層結(jié)構(gòu)會(huì)阻礙藥物分子的釋放，特別是真皮層更難接受到有效物質(zhì)的輸送。為了解決這些困難，最近出現(xiàn)的微針，能夠?qū)崿F(xiàn)最小損傷、無痛的、無感染風(fēng)險(xiǎn)的藥物輸送工具。皮膚的結(jié)構(gòu)是由多層組織構(gòu)成的，我們一般需要藥物輸送到真皮層的組織里，而上面的表皮層起到了主要的阻礙藥物釋放和傳輸?shù)淖饔谩Ｎ⑨?，正是被發(fā)明出來解決這一難題。因?yàn)轶w積微小，微針通常知會(huì)刺破表皮層，在上面制造出一些細(xì)小的輸藥通路，這些物理制造的通路打開了藥物輸送的通道。與此同時(shí)，微針因?yàn)楸容^小，不會(huì)刺入到真皮層的血管和神經(jīng)里面，由此就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)好處：第一、不會(huì)產(chǎn)生明顯的疼痛；第二，不會(huì)引起流血癥狀。各種各樣的微針被制造出來來解決這一問題，而其中一種就是可溶性微針?？扇苄晕⑨樢?yàn)橹谱魑⑨樀牟牧夏軌虮惑w液溶解，微針在刺入之后，即可融化掉。各種各樣的制作方法和制作材料在之前的研究中，被提到來制作這種可溶性微針。中國專利申請?zhí)枮?01310248518.2的發(fā)明專利公開了一種可溶性同軸錐多層微針，其外觀為圓錐體形，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含圓錐體形或圓錐柱形的中心層和一層或一層以上包裹于中心層的外層，所述中心層和外層均由活性藥物和/或結(jié)構(gòu)材料制備而成，所述活性藥物和結(jié)構(gòu)材料中二者的質(zhì)量比為10:1～1:100；它可以在皮內(nèi)與體液接觸過程中逐層分步溶解，從而實(shí)現(xiàn)一種或多種藥物的釋藥時(shí)間和釋藥量的程序可控。但是這種結(jié)構(gòu)的微針并沒有完全解決如下問題：第一、如何來控制可溶微針刺入之后藥物注入的量；第二、可溶微針注入的藥物完全釋放在真皮層而不是浪費(fèi)在表皮層。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種分段式可溶性微針，它能夠精確控制微針的輸藥量、輸藥地點(diǎn)，能夠使得可溶微針注入的藥物完全釋放在真皮層而不是浪費(fèi)在表皮層。本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種具有上述分段式可溶性微針的微針陣列。本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種操作方便、控制精準(zhǔn)和重復(fù)性好的微針陣列的制作方法，該制作方法制作的微針能夠精確控制微針的輸藥量、輸藥地點(diǎn)以及微針的溶解時(shí)間，能夠使得可溶微針注入的藥物完全釋放在真皮層而不是浪費(fèi)在表皮層。為解決上述問題，本發(fā)明的第一個(gè)目的所采用的技術(shù)方案如下：一種分段式可溶性微針，包括由可溶的聚合物制備而成的針體，其特征在于，所述針體至少包括針基部和針尖部，整個(gè)針體中只有針尖部包埋有效藥物成分；針基部的高度大于表皮層的厚度，使得針基部能夠穿過表皮層，不會(huì)在表皮層釋放有效藥物成分；針尖部的頂端到針基部的底面的距離大于真皮層到表皮層外表面的距離，使得針尖部能夠進(jìn)入到真皮層，在真皮層釋放有效藥物成分。作為優(yōu)選，所述可溶的聚合物選自麥芽糖、蠶絲蛋白、明膠、透明質(zhì)酸、聚乙烯吡咯烷酮、plga中的至少一種。作為優(yōu)選，當(dāng)針體分為2段時(shí)，針體的體積為v2，針尖部的體積為v1，v2：v1＝1:3-3:1。作為優(yōu)選，所述針基部由生長激素、硫酸軟骨素和絲素溶液制備而成，其中，生長激素與硫酸軟骨素的重量比為1：35，生長激素與絲素溶液的重量體積比為1:80mg/微升；所述針尖部由去氨加壓素、硫酸軟骨素和絲素溶液制備而成，其中，去氨加壓素與硫酸軟骨素的重量比為1：25，生長激素與絲素溶液的重量體積比為1:40mg/微升。作為優(yōu)選，所述絲素溶液的濃度為0.1％-1％。作為優(yōu)選，當(dāng)針體分為3段以上時(shí)，所述針體包括針基部、針尖部以及位于針基部、針尖部之間的至少一個(gè)針中部，針中部包埋與有效藥物成分不同的輔助性藥物成分。作為優(yōu)選，所述針體的形狀為圓錐形、正三菱錐、正四菱錐、正六菱錐、正八菱錐中的任意一種。為解決上述問題，本發(fā)明的第二個(gè)目的所采用的技術(shù)方案如下：一種微針陣列，其特征在于，包括基層和設(shè)置在基層上的兩個(gè)以上的如本發(fā)明第一目的所述的分段式可溶性微針，相鄰的兩個(gè)分段式可溶性微針的針軸距為20微米到500微米。作為優(yōu)選，所述基層為pet基板。為解決上述問題，本發(fā)明的第三個(gè)目的所采用的技術(shù)方案如下：一種微針陣列的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：1)微針材料溶液制備：將天然蠶絲依次經(jīng)過脫膠、溶解、透析后制得重量百分比濃度為0.1％-1％絲素溶液；或者是，直接采用購買獲得的重量百分比濃度為0.1％-1％絲素溶液；2)微針包裹藥物的制備：在此以去氨加壓素作為多肽類藥物，用于多層微針的制備和精準(zhǔn)藥物釋放控制的介紹；將5mg的生長激素和175mg的硫酸軟骨素與400微升的絲素溶液混合作為混合液a，將10mg的去氨加壓素和250mg的硫酸軟骨素與400微升的絲素溶液混合作為混合液b；將制備的混合溶液放入負(fù)壓環(huán)境下的貯存箱中保存3小時(shí)，使得其中的氣泡能夠完全抽空；3)多層微針的制備：3-1)pdms灌注:將標(biāo)準(zhǔn)微針陣列用潤滑劑潤滑之后，置于具有凹腔的容器中；所述標(biāo)準(zhǔn)基板包括基層和設(shè)置在基層上的兩個(gè)以上的標(biāo)準(zhǔn)微針，所述容器的凹腔的底面面積與標(biāo)準(zhǔn)微針陣列的基板的面積相同；用移液管將液態(tài)的第一pdms緩慢滴入容器的凹腔內(nèi)，形成第一pdms固化層；然后將整個(gè)容器放入真空環(huán)境中抽真空以排除氣泡，然后在95℃的溫度下加熱5小時(shí)，取出容器并分離出覆蓋有第一pdms固化層的標(biāo)準(zhǔn)微針陣列；3-2)將覆蓋有第一pdms固化層的標(biāo)準(zhǔn)微針陣列放入磁控金屬濺射腔內(nèi)，在第一pdms固化層的上表面濺射鍍上金屬薄膜；3-3)將鍍有金屬薄膜的標(biāo)準(zhǔn)微針陣列倒置地貼在微動(dòng)控制器上，緩慢地將標(biāo)準(zhǔn)微針陣列插入到液態(tài)的第二pdms中；由于標(biāo)準(zhǔn)微針陣列的基層的面積大，整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)微針陣列的金屬薄膜以上的部分將浮在液態(tài)的第二pdms的表面；整體放入真空環(huán)境中抽真空以排除氣泡之后，然后在95℃的溫度下加熱5小時(shí)，使得液態(tài)的第二pdms固化后，將標(biāo)準(zhǔn)微針陣列脫離，得到微針模具甲，微針模具甲具有至少兩個(gè)針尖容納槽；3-4)在微針模具甲的每個(gè)針尖容納槽中滴滿混合液a，真空抽離氣泡之后，待風(fēng)干凝固后，形成針尖部；3-5)將pet基板粘貼在微針模具甲的表面，作為分離的受力基板；3-6)將pet基板、粘附在pet基板上的針尖部從微針模具甲中脫離，得到粘附有針尖部的pet基板，備用；3-7)將整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)微針陣列插入液態(tài)的第三pdms中，整體放入真空環(huán)境中抽真空以排除氣泡之后，然后在95℃的溫度下加熱5小時(shí)，使得液態(tài)的pdms固化后，將標(biāo)準(zhǔn)微針陣列脫離，得到微針模具乙，微針模具乙具有至少兩個(gè)針體容納槽；3-8)將步驟3-6)中所得的粘附有針尖部的pet基板與微針模具乙對齊，用微動(dòng)控制器將其緩慢放下，使得各個(gè)針尖部對應(yīng)插接于微針模具乙的針體容納槽中；3-9)在50℃的溫度條件下對粘附有針尖部的pet基板加熱15分鐘，使得各個(gè)針尖部與pet基板脫離后掉入到微針模具乙的針體容納槽的底部；3-10)在帶有針尖部的微針模具乙的每個(gè)針體容納槽中注滿混合液b，真空抽離氣泡之后，待風(fēng)干凝固后，形成針基部，使得每個(gè)針體容納槽中的針尖部與針基部互相結(jié)合形成針體；3-11)將pet基板粘貼在微針模具乙的表面，作為分離的受力基板；3-12)將pet基板、粘附在pet基板上的針體從微針模具乙中脫離，得到微針陣列。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：1、本發(fā)明整個(gè)微針?biāo)鲠橌w至少包括針基部和針尖部，整個(gè)針體中只有針尖部包埋有效藥物成分；針基部的高度大于表皮層的厚度，使得針基部能夠穿過表皮層，不會(huì)在表皮層釋放有效藥物成分；針尖部的頂端到針基部的底面的距離(即整個(gè)針體的高度)大于真皮層到表皮層外表面的距離，使得針尖部能夠進(jìn)入到真皮層，在真皮層處釋放所需要的有效藥物成分。因此，本發(fā)明能夠精確控制微針的輸藥量、輸藥地點(diǎn)，能夠使得可溶微針注入的藥物完全釋放在真皮層而不是浪費(fèi)在表皮層。2、本發(fā)明的針尖部可以攜帶誘導(dǎo)性藥物，針尾可以攜帶增強(qiáng)性藥物。當(dāng)為多層結(jié)構(gòu)以上的時(shí)候，微針可以攜帶多種不同藥物同時(shí)釋放，因?yàn)獒樇獠坎矿w積小溶解速度快，針尾部的體積大溶解速度慢。針尖部可以攜帶誘導(dǎo)性藥物，針尾可以攜帶增強(qiáng)性藥物，使得可溶微針能夠進(jìn)行分層次和批次的藥物釋放。3、本發(fā)明一種操作方便、控制精準(zhǔn)和重復(fù)性好的分段式可溶性微針的制作方法。附圖說明圖1是實(shí)施例1所述分段式可溶性微針的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實(shí)施例1所述微針陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3、4是實(shí)施例1所述微針陣列的制作流程示意圖。圖5是微針分別為插入1min，3min，5min后的溶解情況的對照圖。圖6是微針刺入皮膚后微針的融化過程的對照圖。圖7是不同陣列的微針?biāo)迦肫つw之后釋放的不同深度的對照圖。圖8是微針插入皮膚之后的皮膚切面圖。圖9是在藥物不同長度下的微針輸送生長激素的效果圖。其中，10、針體；11、針基部；12、針尖部；20、基層。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1:參照圖1，本實(shí)施例提供一種分段式可溶性微針，包括由可溶的聚合物制備而成的針體10，所述針體10包括針基部11和針尖部12，整個(gè)針體10中只有針尖部12包埋有效藥物成分；針基部的高度大于表皮層的厚度，使得針基部能夠穿過表皮層，不會(huì)在表皮層釋放有效藥物成分；針尖部的頂端到針基部的底面的距離(即整個(gè)針體的高度)大于真皮層到表皮層外表面的距離，使得針尖部能夠進(jìn)入到真皮層，在真皮層處釋放所需要的有效藥物成分。針體10的高度為l2，針尖部12的高度為l1。所述可溶的聚合物選自蠶絲蛋白。所述針基部由生長激素、硫酸軟骨素和絲素溶液制備而成，其中，生長激素與硫酸軟骨素的重量比為1：35，生長激素與絲素溶液的重量體積比為1:80mg/微升；所述針尖部由去氨加壓素、硫酸軟骨素和絲素溶液制備而成，其中，去氨加壓素與硫酸軟骨素的重量比為1：25，生長激素與絲素溶液的重量體積比為1:40mg/微升。所述絲素溶液的濃度為0.1％-1％。作為優(yōu)選，所述針體的形狀為正四菱錐。參照圖2，一種微針陣列，包括基層20和設(shè)置在基層20上的兩個(gè)以上的所述的分段式可溶性微針，相鄰的兩個(gè)分段式可溶性微針的針軸距為20微米到500微米。所述基層為pet基板。參照圖3、4，一種微針陣列的制作方法，包括以下步驟：1)微針材料溶液制備：在此以蠶絲蛋白為例；將100g天然蠶絲放入5l濃度為0.1％的碳酸鈉溶液中，用煮沸的去離子水加熱半小時(shí)，將加熱分離出的絲膠進(jìn)行分離；以上過程進(jìn)行五次，減少絲膠的含量，提升蠶絲溶液的純度。在五次分離過程結(jié)束之后，將蠶絲溶液過濾，分散之后于60℃的烤箱中干燥24小時(shí)，得到純凈的絲素纖維；將純凈絲素纖維混合在2％溴化鋰溶液之中，加熱至60℃，待1小時(shí)完全溶解之后，將溶液冷卻。然后將溶解于溴化鋰溶液中的絲素纖維去除放置于去離子水中透析三次，每次一天。之后用脫脂棉進(jìn)行過濾成純絲素溶液，室溫下進(jìn)行濃縮。將小分子溶脹劑縮二脲用純水稀釋至0.2g/ml，與所得的純絲素溶液按照質(zhì)量比1：20進(jìn)行充分的混合，制得重量百分比濃度為0.1％-1％絲素溶液；或者是，直接采用購買獲得的重量百分比濃度為0.1％-1％％絲素溶液；2)微針包裹藥物的制備：在此以去氨加壓素作為多肽類藥物，用于多層微針的制備和精準(zhǔn)藥物釋放控制的介紹；將5mg的生長激素和175mg的硫酸軟骨素與400微升的絲素溶液混合作為混合液a，將10mg的去氨加壓素和250mg的硫酸軟骨素與400微升的絲素溶液混合作為混合液b；將制備的混合溶液放入負(fù)壓環(huán)境下的貯存箱中保存3小時(shí)，使得其中的氣泡能夠完全抽空；3)多層微針的制備：微針的制備過程如圖所示，下面分步驟闡述：3-1)pdms灌注:將標(biāo)準(zhǔn)微針陣列用潤滑劑潤滑之后，置于具有凹腔的容器中；所述標(biāo)準(zhǔn)基板包括基層和設(shè)置在基層上的兩個(gè)以上的標(biāo)準(zhǔn)微針，所述容器的凹腔的底面面積與標(biāo)準(zhǔn)微針陣列的基板的面積相同；用移液管將液態(tài)的第一pdms(pdms為聚二甲基硅氧烷)緩慢滴入容器的凹腔內(nèi)，形成一層高度為l2-l1的第一pdms固化層；然后將整個(gè)容器放入真空環(huán)境中抽真空以排除氣泡，然后在95℃的溫度下加熱5小時(shí)，取出容器并分離出覆蓋有第一pdms固化層的標(biāo)準(zhǔn)微針陣列；(參照圖3中的a)。3-2)將覆蓋有第一pdms固化層的標(biāo)準(zhǔn)微針陣列放入磁控金屬濺射腔內(nèi)，在第一pdms固化層的上表面濺射鍍上金屬薄膜；第一pdms固化層的高度與金屬薄膜的高度之和約為l2-l1(金屬薄膜的厚度為納米級，可以忽略不計(jì))，留出的針尖部(標(biāo)準(zhǔn)微針的未被pdms層及金屬薄膜覆蓋的部分)的高度為l1；所述金屬薄膜為20納米的鈦和/或50納米的金；(參照圖3中的b)。3-3)將鍍有金屬薄膜的標(biāo)準(zhǔn)微針陣列倒置地貼在微動(dòng)控制器上，緩慢地將標(biāo)準(zhǔn)微針陣列插入到液態(tài)的第二pdms中；由于標(biāo)準(zhǔn)微針陣列的基層的面積大，整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)微針陣列的金屬薄膜以上的部分將浮在液態(tài)的第二pdms的表面；整體放入真空環(huán)境中抽真空以排除氣泡之后，然后在95℃的溫度下加熱5小時(shí)，使得液態(tài)的第二pdms固化后，將標(biāo)準(zhǔn)微針陣列脫離，得到微針模具甲，微針模具甲具有至少兩個(gè)高度為l1的針尖容納槽。由于有金屬鍍膜在表面，可以很容易地將標(biāo)準(zhǔn)微針陣列與固化了的微針模具甲進(jìn)行分離；(參照圖3中的c、d)。3-4)在微針模具甲的每個(gè)針尖容納槽中滴滿混合液a，真空抽離氣泡之后，待風(fēng)干凝固后，形成針尖部；(參照圖3中的e)。3-5)將pet基板粘貼在微針模具甲的表面，作為分離的受力基板。(參照圖3中的f)。3-6)將pet基板、粘附在pet基板上的針尖部從微針模具甲中脫離，得到粘附有針尖部的pet基板，備用；((參照圖3中的g)。3-7)將整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)微針陣列插入液態(tài)的第三pdms中，整體放入真空環(huán)境中抽真空以排除氣泡之后，然后在95℃的溫度下加熱5小時(shí)，使得液態(tài)的pdms固化后，將標(biāo)準(zhǔn)微針陣列脫離，得到微針模具乙，微針模具乙具有至少兩個(gè)高度為l2的針體容納槽；(參照圖4中的h、i)。3-8)將步驟3-6)中所得的粘附有針尖部的pet基板與微針模具乙對齊，用微動(dòng)控制器將其緩慢放下，使得各個(gè)針尖部對應(yīng)插接于微針模具乙的針體容納槽中。(參照圖4中的j)。3-9)在50℃的溫度條件下對粘附有針尖部的pet基板加熱15分鐘，使得各個(gè)針尖部與pet基板脫離后掉入到微針模具乙的針體容納槽的底部；此時(shí)的針尖部融化并在模具中形成新的針尖部，但是其高度仍然為l1，藥物含量能夠得到精確控制。(參照圖4中的k)。3-10)在帶有針尖部的微針模具乙的每個(gè)針體容納槽中注滿混合液b，真空抽離氣泡之后，待風(fēng)干凝固后，形成針基部，使得每個(gè)針體容納槽中的針尖部與針基部互相結(jié)合形成針體；(參照圖4中的l)。3-11)將pet基板粘貼在微針模具乙的表面，作為分離的受力基板。(參照圖4中的m)。3-12)將pet基板、粘附在pet基板上的針體從微針模具乙中脫離，得到微針陣列。這樣設(shè)計(jì)能夠準(zhǔn)確控制微針的各部分高度，且各部分微針的藥物含量是可控制的。(參照圖4中的n)。結(jié)果驗(yàn)證：參照圖5，多層可溶性微針的可溶測試，分別為插入1min，3min，5min后的溶解情況。參照圖6，刺入皮膚后微針的融化過程。參照表1，藥物溶解速度可通過對于微針的加熱處理得到控制。表160℃70℃80℃加熱2小時(shí)4分鐘完全溶解11分鐘完全溶解23分鐘完全溶解加熱4小時(shí)62分鐘完全溶解68分鐘完全溶解73分鐘完全溶解加熱6小時(shí)325分鐘完全溶解355分鐘完全溶解387分鐘完全溶解參照表2，分層的微針采用不同注入體積之后，藥物的含量變化，可以通過體積來控制所輸藥的用量。表2參照圖7，不同陣列所插入皮膚之后釋放的不同深度。通過分層的熒光染色圖片可以觀測出，釋放熒光藥物的皮下具體地點(diǎn)，和針尖部所含藥物的長,度(l1)相關(guān)，可以通過l1的長度，來精確控制需要釋放藥物的地點(diǎn)。參照圖8，切面圖可以看出刺入的深度也能和微針長度吻合，刺入的地點(diǎn)可以通過微針的長度來得到控制。參照圖9，藥物不同長度下的微針輸送生長激素的效果，當(dāng)所含藥物部分越長的時(shí)候，注射的小鼠，其血液中生長激素的含量越高。其它實(shí)施例：所述可溶的聚合物選自麥芽糖、蠶絲蛋白、明膠、透明質(zhì)酸、聚乙烯吡咯烷酮、plga中的至少一種。當(dāng)針體分為3段以上時(shí)，所述針體包括針基部、針尖部以及位于針基部、針尖部之間的至少一個(gè)針中部，針中部包埋與有效藥物成分不同的輔助性藥物成分。比如：針尖部可以攜帶誘導(dǎo)性藥物，針尾可以攜帶增強(qiáng)性藥物。當(dāng)為多層結(jié)構(gòu)以上的時(shí)候，微針可以攜帶多種不同藥物同時(shí)釋放，因?yàn)獒樇獠坎矿w積小溶解速度快，針尾部的體積大溶解速度慢。針尖部可以攜帶誘導(dǎo)性藥物，針尾可以攜帶增強(qiáng)性藥物，使得可溶微針能夠進(jìn)行分層次和批次的藥物釋放。本發(fā)明中，有效藥物成分可以包括蛋白質(zhì)類藥物，疫苗或基因類藥物，蛋白類藥物包括多肽類生化藥物，蛋白生化藥物，細(xì)胞生長因子，抗體藥物，抗菌肽或酶類藥物；疫苗類藥物包括蛋白類疫苗，dna疫苗或者病毒類疫苗；基因類藥物包括核酸及其降解物或者衍生物。所述針體的形狀為圓錐形、正三菱錐、正六菱錐、正八菱錐中的任意一種。上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不能以此來限定本發(fā)明保護(hù)的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實(shí)質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。當(dāng)前第1頁12