[发明专利]一种可控给药的载药微球-微针阵列、制备方法及应用

说明书

本发明提供一种可控给药的载药微球‑微针阵列、制备方法及应用，该方法基于微流控技术制备粒径大小均匀的水凝胶载药微球，将载药微球置于被水凝胶溶液充满的棱锥微针模板，固化后移去模板得到聚合物微球‑微针阵列。本发明所制备的微球‑微针阵列中的载药微球有良好球形度和药物释放率，且均匀填充于每个针尖，微针刺入皮肤辅助微球在皮下均匀分布，从而达到可控地经皮给药的目的。这种可控给药的聚合物载药微球‑微针阵列具有药物可控性好、制备成本低、操作简易等优点，实用性强，适宜推广。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种可控给药的载药微球-微针阵列、制备方法及应用。

背景技术

微球给药是一种高效的给药手段。微球可以携带足够量的药物，并且有控地缓慢释放以保持血液中有效药物浓度。由于水凝胶微球柔软、比表面积大和生物相容性好的特点，载药微球广泛应用在给药领域。

将载药微球应用到病灶部位的传统方式包括皮下注射，喷射，口服等。其中最常用，高效的方式是皮下注射。但由于需借助注射器造成疼痛，患者依从性差，且容易造成伤口感染，微球在皮下分布不均匀等缺点，限制了载药微球的应用。

为了解决这一问题，我们提出用微针代替注射器刺入皮肤，辅助微球分布到皮下。微针是由一个基底和一系列排列整齐的针尖构成，针尖长度数百微米可以穿透皮肤角质层形成微米尺寸的通道。将载药微球填充在微针里，微针可以辅助微球均匀分布到皮下，微球在病灶部位可控地释放药物。载药微球-微针的制备方法简单，药物释放率高，是一种无痛、高效、方便的给药手段。

因此，在本发明中，我们以微针辅助，设计发明了一种可控给药的聚合物微球-微针阵列，可用于经皮给药领域。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可控给药的载药微球-微针阵列、制备方法及应用。

本发明采用以下技术方案：

一种可控给药的载药微球-微针阵列的制备方法，包括以下步骤：

S1、载药微球的制备

将药物与水凝胶混合配制成水凝胶和药物混合溶液作为内相，所述水凝胶由黑磷（BP）、N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）、丙烯酰胺（AAM）按一定比例混合而成；外相为与内相互不相溶的油相，将外相和内相注入微流控装置，利用两相溶液间的剪切力形成单分散的单乳液液滴，固化并收集，用酒精、去离子水漂洗数次，得到粒径均匀的聚合物载药微球；

S2、载药微球-微针阵列的制备

配制水凝胶溶液，将水凝胶溶液灌注到微针模板内，并通过抽真空使水凝胶溶液填满微针模板的空隙；将S1中得到的载药微球填充在微针模板的针尖部位，随后进行交联固化，最后从微针模板剥离，得到载药微球-微针阵列。

进一步的，S1中，载药微球的水凝胶由黑磷（BP）、N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）、丙烯酰胺（AAM）和水混合而成。

进一步的，S1中，载药微球的水凝胶中，黑磷（BP）与水的质量体积比为0.2-1%；N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）与水的质量体积比为10-20%；丙烯酰胺（AAM）与水的质量体积比为0.6-1.5%。

进一步的，S1中，可通过调节微流控内相和外相的流速改变液滴大小。

进一步的，S1中，所制备的载药微球的直径在200-500 μm之间。

进一步的，S2中，所述微针底部边长为500~700 μm，针长为500~1000 μm，相邻针尖距离为500~1000 μm。

进一步的，S2中，水凝胶由乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（ETPTA）、聚乙二醇（PEG）和水混合而成。

进一步的，S2中，水凝胶溶液中，乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（ETPTA）与水的体积比为50-80%、聚乙二醇（PEG）与水的体积比为20-40%。