CN118543024B - 一种导电微针贴片及其制备方法及应用 - Google Patents
一种导电微针贴片及其制备方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118543024B CN118543024B CN202411016826.7A CN202411016826A CN118543024B CN 118543024 B CN118543024 B CN 118543024B CN 202411016826 A CN202411016826 A CN 202411016826A CN 118543024 B CN118543024 B CN 118543024B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conductive
- microneedle
- pedot
- mold
- patch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
- A61K9/0019—Injectable compositions; Intramuscular, intravenous, arterial, subcutaneous administration; Compositions to be administered through the skin in an invasive manner
- A61K9/0021—Intradermal administration, e.g. through microneedle arrays, needleless injectors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
- A61K33/38—Silver; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- A61K38/43—Enzymes; Proenzymes; Derivatives thereof
- A61K38/46—Hydrolases (3)
- A61K38/48—Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/02—Inorganic compounds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
- A61K47/32—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. carbomers, poly(meth)acrylates, or polyvinyl pyrrolidone
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
- A61K9/0048—Eye, e.g. artificial tears
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/02—Details
- A61N1/04—Electrodes
- A61N1/0404—Electrodes for external use
- A61N1/0408—Use-related aspects
- A61N1/0428—Specially adapted for iontophoresis, e.g. AC, DC or including drug reservoirs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/02—Details
- A61N1/04—Electrodes
- A61N1/0404—Electrodes for external use
- A61N1/0408—Use-related aspects
- A61N1/0428—Specially adapted for iontophoresis, e.g. AC, DC or including drug reservoirs
- A61N1/0448—Drug reservoir
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/20—Applying electric currents by contact electrodes continuous direct currents
- A61N1/30—Apparatus for iontophoresis, i.e. transfer of media in ionic state by an electromotoric force into the body, or cataphoresis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/20—Applying electric currents by contact electrodes continuous direct currents
- A61N1/30—Apparatus for iontophoresis, i.e. transfer of media in ionic state by an electromotoric force into the body, or cataphoresis
- A61N1/303—Constructional details
- A61N1/306—Arrangements where at least part of the apparatus is introduced into the body
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/325—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for iontophoresis, i.e. transfer of media in ionic state by an electromotoric force into the body
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/36046—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation of the eye
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P27/00—Drugs for disorders of the senses
- A61P27/02—Ophthalmic agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y304/00—Hydrolases acting on peptide bonds, i.e. peptidases (3.4)
- C12Y304/24—Metalloendopeptidases (3.4.24)
- C12Y304/24069—Bontoxilysin (3.4.24.69), i.e. botulinum neurotoxin
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
本发明提供一种导电微针贴片及其制备方法及应用,涉及生物医用材料技术领域。导电微针贴片,包括微针阵列及导电基底层,微针阵列设置在导电基底层上,微针阵列包括微针及导电微丝,微针的材料包括PVA、A型肉毒毒素、石墨烯及银纳米颗粒;导电微丝设置在微针的内部,导电微丝从微针的针尖延伸到导电基底层;其中,导电微丝及导电基底层由PEDOT/PSS水溶液固化制成,PEDOT/PSS水溶液中,PEDOT/PSS的质量浓度为3‑5%。本发明采用导电微针贴片,精准注射,电刺激增强给药效率,增强治疗效果,并延长作用时间,减少重复治疗的频率。
Description
技术领域
本发明涉及生物医用材料技术领域,具体涉及一种导电微针贴片及其制备方法及应用。
背景技术
眼睑痉挛(Blepharospasm,简称BSP)是一种以眼睑不自主闭合和睁开困难为主要特征的局部肌张力障碍,通常源于眼轮匝肌的痉挛。这种疾病的发病率因地区而异,大约在每100万人中有20至133例,尤其常见于50至70岁的女性,其男女患病比例大约为1:2.3。BSP的早期症状往往较轻,可能仅表现为频繁眨眼或频繁的闭眼冲动,病情一般会缓慢进展,到了晚期,持续的眼睑痉挛甚至可能导致功能性失明。与其他类型的局灶性肌张力障碍相比,BSP更易于向邻近部位扩散,超过50%的患者在发病后5年内可能会出现其他部位的肌张力障碍。
A型肉毒毒素(Botulinum Toxin Type A,简称BTX-A)的局部注射是治疗包括BSP在内的局灶性肌张力障碍的首选方法。肉毒毒素能够选择性地作用于外周胆碱能神经元末梢,通过抑制乙酰胆碱的释放,来引起注射部位肌肉的短暂性麻痹。BTX-A的效果一般在注射后2至7天开始显现,其药效可以维持3至4个月,约90%的患者经过治疗后能够获得中度或以上的症状改善。
但是现有技术中使用BTX-A治疗BSP具有以下缺陷:
(1)点位注射(如图1所示),点位注射是靠药物渗透作用至眼轮匝肌(如图2所示),点位注射通常起效慢且易渗透至周边肌肉引起不良反应,如上睑下垂等;
(2)皮下注射,通常会使患者疼痛;
(3)多数患者需要重复注射以维持疗效,但是目前,尚无随机对照研究提供BTX-A最佳的治疗间隔和剂量;
(4)注射难度大,技术要求高;仅部分有资质的医院能够完成。
发明内容
鉴于以上分析,本发明旨在提供一种导电微针贴片及其制备方法及应用,用以解决现有的以下问题中的至少之一:减少药物向眼轮匝肌周边肌肉渗透引起的不良反应,减少患者的疼痛,减少重复治疗的频率。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的:
第一方面,本发明提供一种导电微针贴片,包括微针阵列及导电基底层,所述微针阵列设置在所述导电基底层上,所述微针阵列包括微针及导电微丝,所述微针的材料包括PVA、A型肉毒毒素、石墨烯及银纳米颗粒;以微针的总重计,PVA的质量百分含量为97-99%;A型肉毒毒素的质量百分含量为0.5-2%;石墨烯的质量百分含量为0.1-1%;银纳米颗粒的质量百分含量为0.1-1%;所述导电微丝设置在所述微针的内部,所述导电微丝从所述微针的针尖延伸到所述导电基底层;其中,所述导电微丝及所述导电基底层由PEDOT/PSS水溶液固化制成,PEDOT/PSS水溶液中,PEDOT/PSS的质量浓度为3-5%。
作为本发明的一个具体实施方式,所述导电微丝的直径为4-6微米。
作为本发明的一个具体实施方式,所述微针呈圆锥形,其圆锥底面的直径为40-60微米。
作为本发明的一个具体实施方式,所述微针的长度为300-500微米。
作为本发明的一个具体实施方式,所述导电基底层的厚度为4-6微米。
作为本发明的一个具体实施方式,相邻微针的圆锥底面中心之间的间距为0.4-0.6mm。
作为本发明的一个具体实施方式,所述微针贴片还包括胶原蛋白基底层,设置在所述导电基底层的下方,所述胶原蛋白基底层的厚度为100-200微米。
第二方面,本发明提供一种所述导电微针贴片的制备方法,包括如下步骤:
S1:制备所述微针贴片的负模,所述负模的材质为Ecoflex硅胶,所述负模包括基底层负模和微针阵列负模;
S2:在所述微针阵列负模内滴加包含A型肉毒毒素、石墨烯及银纳米颗粒的液态PVA,然后加热以形成无基底层微针阵列,在加热过程中在每根微针的内部预留通道,所述通道的直径为4-6微米;
S3:加热完成后,在所述通道中滴加PEDOT/PSS水溶液,并超声震荡,加热固化,形成导电微丝及导电基底层。
作为本发明的一个具体实施方式,S1包括如下步骤:
S1-1:制备所述负模的模具,将所述模具用紫外光照射并加热;
S1-2:将步骤S1-1制得的模具放入含有表面活性剂的水溶液中,然后捞出,吹干;
S1-3:向S1-2得到的模具倒入液态Ecoflex,然后施加真空并加热,形成微针贴片的负模。
作为本发明的一个具体实施方式,S1-1中,将所述模具用紫外光照射1-3小时并加热至100-150℃处理1-3小时。
作为本发明的一个具体实施方式,S1-2中,所述表面活性剂为烷基磺酸盐,所述表面活性剂的质量浓度为1%-2%。
作为本发明的一个具体实施方式,S1-3中,施加真空并加热的条件包括:施加真空10-15分钟,并在80-85℃下加热1-2小时。
作为本发明的一个具体实施方式,还包括步骤S4:使用胶原蛋白溶液制备胶原蛋白基底层。
作为本发明的一个具体实施方式,S2中,在35-40℃下加热1-2小时以形成无基底层微针阵列。
作为本发明的一个具体实施方式,S3中,加热固化的温度为30-40℃,优选为30-35℃。
第三方面,本发明提供一种所述导电微针贴片在制备治疗眼睑痉挛药物中的应用。
与现有技术相比,本发明至少可实现如下有益效果之一:
A)本发明提供的可溶性导电微针贴片,将A型肉毒毒素包含在微针贴片的微针阵列中,微针贴片可以与眼轮匝肌贴合,实现药物的精准定位,优化药物传递,减少副作用,并且微针能够直达真皮层,确保药物的有效释放,增强治疗效果,并且微针贴片可实现缓慢药物释放,减少对皮肤神经的刺激,从而提高患者的舒适度,本发明的微针贴片结合电刺激,可以提高药物的生物利用度和持续时间,减少重复治疗的频率,降低患者的总体治疗负担。
B)本发明提供的可溶性导电微针贴片,微针中心采用包含PEDOT/PSS材料制成的导电结构。PEDOT/PSS材料因其优异的生物相容性和导电性而被选用,能够在电刺激后形成稳定的电势差。在电刺激的作用下,PEDOT/PSS导电结构在微针尖端形成稳定的电势差,这种电势差对微针周围的细胞组织产生刺激。
附图说明
图1为现有技术的点位注射的眼轮匝肌体表注射位点。
图2为人体的眼轮匝肌的范围。
图3为本发明提供的导电微针贴片的结构示意图。
图4为本发明提供的实施例1制备的导电微针贴片的显微照片。
图5为本发明提供的实施例1制备的导电微针贴片的微针及导电微丝的显微照片。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本发明的一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
第一方面,如图3所示,本发明提供一种可溶性导电微针贴片,包括微针阵列10及导电基底层20,所述微针阵列10设置在导电基底层20上,其中,微针阵列10包括多个微针11及导电微丝12,微针11的材料包括PVA、A型肉毒毒素、石墨烯及银纳米颗粒;导电微丝12设置在所述微针11的内部,所述导电微丝12从微针11的针尖延伸到导电基底层20,所述导电微丝12及所述导电基底层20由PEDOT/PSS水溶液固化制成,PEDOT/PSS水溶液中,PEDOT/PSS的质量浓度为3-5%。
需要说明的是,本发明提供的可溶性导电微针贴片,将A型肉毒毒素包含在微针贴片的微针阵列中,微针贴片可以与眼轮匝肌贴合,实现药物的精准定位,优化药物传递,减少副作用,并且微针能够直达真皮层,确保药物的有效释放,增强治疗效果,并且微针贴片可实现缓慢药物释放,减少对皮肤神经的刺激,从而提高患者的舒适度,本发明的微针贴片结合电刺激,可以提高药物的生物利用度和持续时间,减少重复治疗的频率,降低患者的总体治疗负担。
需要说明的是,微针中心采用PEDOT/PSS水溶液固化制成的有机导丝,而PEDOT/PSS 是PEDOT(聚3,4-乙烯二氧噻吩)和PSS(聚苯乙烯磺酸钠盐)的复合材料。这种设计可以在电刺激后在微针整个长度上形成稳定的电势差,这种电刺激可以更有效地激活周围组织细胞的电压门控通道,使肉毒素更有效地作用于微针周围的组织,从而增强治疗效果,并延长作用时间,减少重复治疗的频率。
作为本发明的一个具体实施方式,导电微丝12的直径为4-6微米,例如4.5、5、5.5微米等,优选为5微米。
需要说明的是,导电微丝12的直径为4-6微米,一方面要保证足够低的阻抗,同时不能太粗减少微针的载药量,保证单个导电微丝的阻抗小于10k欧姆,使得导电微丝具备导电能力。
需要说明的是,PEDOT/PSS水溶液中,PEDOT/PSS的质量浓度为3-5%,一方面要保证导电性,另一方面含量太高会影响微针在患者体内的溶解性。
作为本发明的一个具体实施方式,微针11的材料中,以微针11的总重计,
PVA的质量百分含量为97-99%,优选为98%;
A型肉毒毒素的质量百分含量为0.5-2%,优选为1%;
石墨烯的质量百分含量为0.1-1%,优选为0.5%;
银纳米颗粒的质量百分含量为0.1-1%,优选为0.5%。
需要说明的是,微针中的石墨烯和银纳米颗粒起导电作用,石墨烯和银纳米颗粒可以被机体代谢。银纳米颗粒的粒径范围为30nm-60nm。
作为本发明的一个具体实施方式,导电基底层的厚度为4-6微米。
作为本发明的一个具体实施方式,微针11呈圆锥形,微针11的圆锥底面直径为40-60微米,优选为50微米,相邻微针11的圆锥底面中心之间的间距为0.4-0.6mm,优选为0.5mm;所述微针11的长度为300-500微米。
作为本发明的一个具体实施方式,可溶性导电微针贴片还包括胶原蛋白基底层30,设置在导电基底层20下方,胶原蛋白基底层30的厚度为100-200微米。
需要说明的是,导电微丝12可以与微针11的针尖平齐,也可以突出于微针的针尖,但是突出不能过长,突出长度不超过1微米。
作为本发明的一个具体实施方式,导电基底层20及胶原蛋白基底层30的形状根据眼轮匝肌的轮廓设置。
需要说明的是,本发明提供的导电微针贴片具有以下有益效果:
(1)精确控制肉毒素注射的位置和分布:传统注射方法难以精确控制药物在特定肌肤区域的分布,这可能导致药效不均或不必要的副作用。本发明通过设计与眼轮匝肌轮廓相符的微针排列,实现精准定位,从而优化药物传递,减少副作用。
(2)增强肉毒素在皮肤深层的渗透效果:传统的表皮应用难以确保药物有效渗透至真皮层。本发明可溶微针技术能够直达真皮层,确保药物的有效释放,增强治疗效果。
(3)减少治疗过程中的疼痛和不适:传统注射可能引起疼痛和皮肤刺激。本发明通过微针的缓慢药物释放,减少对皮肤神经的刺激,从而提高患者的舒适度。
(4)简化治疗过程,提高患者依从性:传统的治疗方法可能复杂,影响患者的依从性。本发明皮肤贴片式微针设计简单易行,便于患者自行使用,提高了治疗的便利性和患者的接受度。
(5)延长药效并减少重复治疗的需求:传统治疗需频繁重复,增加患者负担。本发明结合电刺激,可以提高药物的生物利用度和持续时间,减少重复治疗的频率,降低患者的总体治疗负担。
第二方面,本发明提供一种可溶性导电微针贴片的制备方法,包括如下步骤:
S1:制备微针贴片的负模,所述负模的材质为Ecoflex硅胶,所述负模包括基底层负模和微针阵列负模;
S2:在微针阵列负模内滴加包含A型肉毒毒素、石墨烯及银纳米颗粒的液态聚乙烯醇醋酸酯(PVA),并通过真空方式将液态PVA填充到微针阵列负模中,刮去负模的表面,然后加热以形成无基底层微针阵列,在加热过程中使用拉丝法在每根微针的内部预留直径4-6微米的通道,通道从微针的根部一直延伸至微针的针尖;
S3:加热完成后,在微针的通道中滴加PEDOT(聚3,4-乙烯二氧噻吩)/PSS(聚苯乙烯磺酸钠盐)水溶液,其中,PEDOT/PSS的质量浓度为3%-5%,并超声震荡,加热固化,形成导电微丝及导电基底层。
作为本发明的一个具体实施方式,还包括步骤S4:使用合成I型胶原蛋白溶液制备胶原蛋白基底层。
需要说明的是,胶原蛋白基底层的使用不仅为微针贴片提供必要的支撑结构,还确保了整体结构的柔软性和适应性,增强了患者使用时的舒适感。
作为本发明的一个具体实施方式,步骤S1包括如下步骤:
S1-1:使用树脂制备负模的模具,将模具用紫外光照射并加热;
S1-2:将步骤S1-1制得的模具放入含有表面活性剂的水溶液中,然后捞出,吹干;
S1-3:向S1-2得到的树脂模具倒入液态Ecoflex硅胶,然后施加真空并加热,通过缓慢剥离以形成微针贴片的负模。
作为本发明的一个具体实施方式,S1-1中,可以使用3D打印方法利用3D打印材料制备模具,需要说明的是,本发明对3D打印材料的树脂种类没有限制,可以为可购买的树脂材料。
作为本发明的一个具体实施方式,S1-1中,可以将模具用紫外光照射1-3小时并加热至100-150℃处理1-3小时。作为优选,紫外光照射的时间可以为1.5、2、2.5小时,加热温度可以为110、120、130、140℃,加热处理时间可以为1.5、2、2.5小时。
需要说明的是,S1-1中,一方面,将树脂用紫外光照射并加热处理,可有效防止树脂阻碍Ecoflex负模的固化,具体来说,树脂化学成分与Ecoflex硅胶的化学成分不同,两种材料的化学性质相冲突,树脂可能会导致Ecoflex负模固化不完全或产生不良的物理性质,这种情况下,确保树脂完全固化并且与Ecoflex材料兼容是很重要的,为实现树脂完全固化,需要将树脂(3D打印材料)用紫外光照射并加热。另一方面,对树脂模具进行紫外光照射可以进一步固化树脂,提高树脂的机械强度和稳定性,加热处理(通常称为热后处理或退火)可以改善树脂的物理性质,例如提高热稳定性、减少内部应力和提升抗化学物质的性能,便于后续Ecoflex负模的脱模。
作为本发明的一个具体实施方式,S1-2中,表面活性剂在水中的质量浓度可以为1%-2%,表面活性剂可以为烷基磺酸盐,作为优选,可以为十二烷基硫酸钠(Sodium DodecylSulfate, SDS),可以将模具放入表面活性剂溶液中约30分钟。需要说明的是,S1-2将模具放入表面活性剂中,模具表面会吸附表面活性剂,可减少模具和Ecoflex负模之间的粘附性。
作为本发明的一个具体实施方式,S1-3中施加真空并加热的条件包括:施加真空约10-15分钟,并在80-85℃下加热1-2小时以完成固化。
需要说明的是,S1中,现有技术中通常使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为负模,但由于PDMS的杨氏模量较大,拉伸极限较小,更适合用于锥形圆台状微针而不适合带刺微针的改进双模制造。相比之下,Ecoflex的杨氏模量和拉伸极限比PDMS更适合,也具有一定的耐温性。当负模的底座厚度控制在约3mm时,可良好平衡杨氏模量和伸展性。实验发现,使用Ecoflex负模的成功率远高于PDMS,使Ecoflex负模和PVA可溶微针的分离更加容易。Ecoflex又称为PBAT,是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物。Ecoflex是一种常用于生物医疗材料中的弹性硅胶,具有优良的生物相容性和机械性能。
作为本发明的一个具体实施方式,S2中,在35-40℃下加热1-2小时以形成无基底层微针阵列。需要说明的是,加热温度过高有可能导致肉毒毒素失活,所以控制温度为35-40℃。
作为本发明的一个具体实施方式,S2中,利用传统的拉丝法的工艺形成通道,在微针尚未完全固化时,在每个微针中心插入一根直径4-6微米的金属细丝,待微针固化完全后拔出金属丝,形成通道。
需要说明的是,在微针技术中,特别是在设计含有可溶微针和导电基体(例如PEDOT)的复合结构时,制作顺序通常是基于材料的特性和最终产品的功能需求。本申请先制作微针,预留通道添加导电微丝,一方面,可溶微针在制造时可能需要精确的尺寸以保证其在使用时能正确溶解和释放药物,先制作这些微针可以确保它们具有所需的物理和化学性质。另一方面,制备难度上,使用的PEDOT导电材料PEDOT/PSS通常以水溶液的形式存在,如果先制备导电材料,微米级别的直径其刚性难以保证,大大增加制备难度,同时,先制备导电微丝,容易在后续的操作中导致微针断裂或者无法保证导电微丝可以延伸到针尖。
需要说明的是,S3中,在添加过程中使用超声震荡技术,以确保PEDOT/PSS水溶液均匀且充分地填满微针中的通道。这一步骤对于确保PEDOT/PSS在微针中的均匀分布和有效导电至关重要。
作为本发明的一个具体实施方式,S3中,加热固化的温度为30-40℃,优选为30-35℃。
需要说明的是,PEDOT是一种优质有机导电材料,以其卓越的生物相容性和对皮肤无细胞毒性而突出,确保长期皮肤接触时的安全性和舒适性。相较于传统金属微针,PEDOT更为柔软且耐牵拉,增强了微针的耐用性和可靠性,减少使用过程中的损坏风险。在微米级别,PEDOT展现出稳定的导电效果,为实现准确的电势差和高效的电刺激提供了关键支持。
第三方面,本发明提供一种导电微针贴片在制备治疗眼睑痉挛药物中的应用。
需要说明的是,本发明具有以下有益效果:
(1)精准注射设计:微针排列设计根据眼轮匝肌的轮廓,可实现精准注射,从而减少肉毒素注射可能导致的副作用。
(2)微针技术:微针长度为300-500微米,足以穿透角质层直达真皮层。这种设计能够缓慢释放药物,减少对皮肤神经的刺激,缓解患者的疼痛症状。
(3)皮肤贴片式微针:微针被设计为一种皮肤贴片,贴合眼轮匝肌的形状,使用简单方便,便于患者进行治疗。
(4)电刺激增强给药效率:微针中心采用PEDOT/PSS水溶液制成的有机导丝,这种设计可以在电刺激后在微针整个长度上形成稳定的电势差,这种电刺激可以更有效地激活周围组织细胞的电压门控通道,使肉毒素更有效地作用于微针周围的组织,从而增强治疗效果,并延长作用时间,减少重复治疗的频率。
(5)PEDOT微针:PEDOT作为一种有机导电材料,具有出色的生物相容性,对皮肤组织无细胞毒性。这意味着它在长时间接触皮肤时不会引起不良反应,保证了患者的安全性和舒适性。柔韧性和耐牵拉性:与传统金属微针相比,PEDOT材料柔软且耐牵拉,这使得微针在使用过程中不易损坏,增加了产品的可靠性和耐用性。微米级别的稳定导电效果:PEDOT材料在微米尺度上提供稳定的导电性能,这对于实现精确的电势差和有效的电刺激至关重要。
下面来具体描述本发明的优选实施例阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
本发明中的上述原料均可自制,也可商购获得,本发明对此不作特别限定,其中,PEDOT/PSS水溶液的型号为CLEVIOS™ P VP AI 4083。
实施例1
一种可溶性导电微针贴片,微针11的长度400微米,微针11包含PVA (98wt%)、A型肉毒毒素 (1 wt %)、石墨烯 (0.5 wt %) 和银纳米颗粒 (0.5 wt %),导电微丝12的直径5微米,导电基底层20的厚度5微米,胶原蛋白基底层10的厚度为100微米。
一种可溶性导电微针贴片的制备方法,包括如下步骤:
S1:制备微针贴片的Ecoflex负模;S1的具体步骤如下:
S1-1:使用3D打印方法制备树脂模具,将3D打印的树脂模具用紫外光照射2小时并加热至120°C处理2小时;
S1-2:将树脂模具放入SDS(十二烷基硫酸钠)溶液中约30分钟,以减少3D打印模具和Ecoflex负模之间的粘附性,然后用吹风机吹干;
S1-3:将3D打印模具放入塑料培养皿中,缓慢倒入液态Ecoflex,然后,对其施加真空约15分钟,并在85°C下加热2小时以完成固化,接着,通过缓慢剥离以形成微针阵列的负模。
S2:在Ecoflex负模的微针阵列上滴加包含A型肉毒毒素、石墨烯和银纳米颗粒的液态PVA,并通过真空填充PVA溶液到Ecoflex负模的尖端,使用铲子刮去Ecoflex负模的表面,然后在不高于40°C下加热1小时以形成无底座微针(避免肉毒素失活)。在微针制备过程中,确保每根微针中心留有一个直径约5微米的通道,从微针的根部一直延伸至针尖;
S3:加热完成后,在已经定型的微针上,滴加液态PEDOT(聚3,4-乙烯二氧噻吩)溶液,PEDOT/PSS的质量浓度为3%,在添加过程中使用超声震荡技术,以确保PEDOT溶液均匀且充分地填满微针中的通道,加热35℃固化;
S4:在微针固定和PEDOT填充完成后,使用合成I型胶原蛋白溶液制备微针的基底。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于微针11包含PVA (97 wt %)、A型肉毒毒素 (1 wt %)、石墨烯 (1 wt %) 和银纳米颗粒 (1 wt %)。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,导电微丝的直径为4微米。
实施例4
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,导电微丝的直径为6微米。
对比例1
本对比例与实施例1基本相同,与实施例1的不同在于,微针内部不包括导电微丝。
实验例1:可溶性导电微针贴片的形貌分析
使用显微镜对实施例1的微针贴片的微观形貌进行分析。如图4所示,微针贴片的微针阵列排布均匀整齐。如图5所示,微针呈针状,且导电微丝与微针的针尖齐平。
实验例2:可溶性导电微针贴片治疗眼睑痉挛的效果
对实施例1-4与对比例1制备的微针贴片进行相同实验。
(1)实验设计
选择健康成年兔(成年新西兰大白兔,雌雄均等,每组6只,5个月龄,体重约5公斤)作为实验对象,分为实验组和对照组,每组6只兔。利用电刺激面神经,建立兔眼睑痉挛动物模型。
实验组使用实施例1-4含有导电微丝的可溶性导电微针贴片,实施例1-4分别对应实验组1-4。对照组使用对比例1不含导电微丝的微针贴片。假手术组仅建立眼睑痉挛模型但不进行微针贴片治疗。
将贴片贴敷于兔眼轮匝肌处,并进行电刺激,记录各组兔的治疗效果。
(2)实验步骤
贴片应用:将微针贴片贴敷于兔眼轮匝肌处,确保微针完全插入真皮层。
电刺激:对实验组进行4mA电刺激,以激活导电微丝中的电势差,增强药物的作用效果。
观察与记录:记录每只兔在贴片应用后1天、2天、7天、14天和28天的症状变化,包括眼睑痉挛频率和严重程度。
(3)实验结果
(3-1) 症状改善情况
实验组1在贴片应用后1天开始显示出明显的症状改善,眼睑痉挛症状显著缓解;实施例2-4在2-3天开始显示出明显的症状改善(需要说明的是,利用电刺激面神经建立兔眼睑痉挛动物模型,是在贴片应用后,观察时间节点进行,例如,实验组1在贴片应用后1天,利用电刺激面神经建立兔眼睑痉挛动物模型时,实验对象并未出现眼睑痉挛,因此表述为开始显示出明显的症状改善,其余情况类似,不再赘述)。
在7天和14天的观察中,实验组1-4的治疗效果持续显现,眼睑痉挛症状基本消失。
对照组在2天后也显示出一定的症状改善,但效果不如实验组显著,且症状在14天后有所反复。
假手术组在观察期间并未出现症状改善。
(3-2) 效果比较
实验组1-4的治疗效果明显优于对照组1,且持续时间更长,实验组兔的眼睑痉挛症状在28天后仍保持良好的改善状态。
对照组在28天后部分兔的症状复发,显示出不含导电微丝的微针贴片效果较差。
假手术组观察期间并未出现症状改善。
(4)统计分析
实验组1-4的总有效率为90%,对照组的总有效率为50%。使用t检验对数据进行分析,P值<0.05,说明实验组与对照组的治疗效果差异具有统计学意义。
结果表明,对比例1的微针内部不包括导电微丝,效果远不如实施例1-4的实验效果。
在本发明中的提到的任何数值,如果在任何最低值和任何最高值之间只是有两个单位的间隔,则包括从最低值到最高值的每次增加一个单位的所有值。例如,如果声明一种组分的量,或诸如温度、压力、时间等工艺变量的值为50-90,在本说明书中它的意思是具体列举了51-89、52-88……以及69-71以及70-71等数值。对于非整数的值,可以适当考虑以0.1、0.01、0.001或0.0001为一单位。这仅是一些特殊指明的例子。在本申请中,以相似方式,所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能组合都被认为已经公开。
应当注意的是,以上所述的实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述,但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇,而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改,以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例,但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例,相反,本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (10)
1.一种导电微针贴片的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:制备所述导电微针贴片的负模,所述负模的材质为Ecoflex硅胶,所述负模包括基底层负模和微针阵列负模;
S2:在所述微针阵列负模内滴加包含A型肉毒毒素、石墨烯及银纳米颗粒的液态PVA,然后加热以形成无基底层微针阵列,在加热过程中使用拉丝法在每根微针的内部预留通道,所述通道的直径为4-6微米;
S3:加热完成后,在所述通道中滴加PEDOT/PSS水溶液,并超声震荡,加热固化,形成导电微丝及导电基底层。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S1包括如下步骤:
S1-1:制备所述负模的模具,将所述模具用紫外光照射并加热;
S1-2:将步骤S1-1制得的模具放入含有表面活性剂的水溶液中,然后捞出,吹干;
S1-3:向S1-2得到的模具倒入液态Ecoflex,然后施加真空并加热,形成所述导电微针贴片的负模。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,S1-1中,将所述模具用紫外光照射1-3小时并加热至100-150℃处理1-3小时。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,S1-2中,所述表面活性剂为烷基磺酸盐,所述表面活性剂的质量浓度为1%-2%,
和/或,S1-3中,施加真空并加热的条件包括:施加真空10-15分钟,并在80-85℃下加热1-2小时。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,还包括步骤S4:使用胶原蛋白溶液制备胶原蛋白基底层。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,S2中,在35-40℃下加热1-2小时以形成无基底层微针阵列;
和/或,S3中,加热固化的温度为30-40℃。
7.一种权利要求1-6中任一项所述的制备方法制得的导电微针贴片,包括微针阵列及导电基底层,所述微针阵列设置在所述导电基底层上,其特征在于,所述微针阵列包括微针及导电微丝,
所述微针的材料包括PVA、A型肉毒毒素、石墨烯及银纳米颗粒;以微针的总重计,PVA的质量百分含量为97-99%;A型肉毒毒素的质量百分含量为0.5-2%;石墨烯的质量百分含量为0.1-1%;银纳米颗粒的质量百分含量为0.1-1%;
所述导电微丝设置在所述微针的内部,所述导电微丝从所述微针的针尖延伸到所述导电基底层;
其中,所述导电微丝及所述导电基底层由PEDOT/PSS水溶液固化制成,PEDOT/PSS水溶液中,PEDOT/PSS的质量浓度为3-5%。
8.根据权利要求7所述的导电微针贴片,其特征在于,所述导电微丝的直径为4-6微米,
和/或,所述微针呈圆锥形,其圆锥底面的直径为40-60微米;
和/或,所述微针的长度为300-500微米,
和/或,所述导电基底层的厚度为4-6微米,
和/或,相邻微针的圆锥底面中心之间的间距为0.4-0.6mm。
9.根据权利要求7或8所述的导电微针贴片,其特征在于,所述导电微针贴片还包括胶原蛋白基底层,设置在所述导电基底层的下方,所述胶原蛋白基底层的厚度为100-200微米。
10.一种权利要求7-9任一项所述的导电微针贴片或权利要求1-6任一项所述的方法制备的导电微针贴片在制备治疗眼睑痉挛药物中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202411016826.7A CN118543024B (zh) | 2024-07-26 | 2024-07-26 | 一种导电微针贴片及其制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202411016826.7A CN118543024B (zh) | 2024-07-26 | 2024-07-26 | 一种导电微针贴片及其制备方法及应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118543024A CN118543024A (zh) | 2024-08-27 |
CN118543024B true CN118543024B (zh) | 2024-10-11 |
Family
ID=92444409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202411016826.7A Active CN118543024B (zh) | 2024-07-26 | 2024-07-26 | 一种导电微针贴片及其制备方法及应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN118543024B (zh) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118340985A (zh) * | 2024-03-11 | 2024-07-16 | 南京工业大学 | 一种导电凝胶微针、载药导电凝胶微针及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2687258T3 (es) * | 2008-05-21 | 2018-10-24 | Theraject, Inc. | Procedimiento de fabricación de conjuntos de microagujas |
WO2013058879A2 (en) * | 2011-09-02 | 2013-04-25 | The Regents Of The University Of California | Microneedle arrays for biosensing and drug delivery |
CN104117137B (zh) * | 2014-07-08 | 2017-12-15 | 清华大学 | 一种胶囊式中空载药微针阵列及其制备方法 |
US20170209553A1 (en) * | 2016-01-22 | 2017-07-27 | Transderm, Inc. | Delivery of botulinum with microneedle arrays |
WO2019094349A1 (en) * | 2017-11-07 | 2019-05-16 | NanoCav, LLC | Microneedle array device, methods of manufacture and use thereof |
CN114533651A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-05-27 | 唐颐控股(深圳)有限公司 | 一种灭活病毒微针疫苗及其制备方法和用途 |
CN115153525B (zh) * | 2022-07-20 | 2024-08-13 | 武汉大学 | 一种基于柔性多孔微针的间质液采集装置 |
TW202417022A (zh) * | 2022-07-28 | 2024-05-01 | 法商奈諾生技公司 | 用於治療神經性疼痛的奈米顆粒組合物 |
CN115326896B (zh) * | 2022-08-16 | 2025-03-28 | 中山大学 | 一种基于多通道微针阵列的血糖传感电极及制备方法 |
CN116251054A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-06-13 | 兰州大学 | 一种载肉毒毒素微球的可溶性微针贴片及其制备方法和应用 |
CN118163355A (zh) * | 2024-05-09 | 2024-06-11 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 一种基于柔性微针电极阵列的三维神经芯片及其制备方法 |
-
2024
- 2024-07-26 CN CN202411016826.7A patent/CN118543024B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118340985A (zh) * | 2024-03-11 | 2024-07-16 | 南京工业大学 | 一种导电凝胶微针、载药导电凝胶微针及其制备方法和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN118543024A (zh) | 2024-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3441107B1 (en) | Microneedle using bioabsorbable metal | |
JP7141646B2 (ja) | マイクロニードルパッチの製造方法 | |
CN105025976B (zh) | 微型针、微型针的制造模具和制造方法 | |
KR101747099B1 (ko) | 생체적합성 고분자를 이용한 마이크로니들의 제조방법 | |
Yue et al. | Controlled delivery for neuro-bionic devices | |
US11628297B2 (en) | Biomedical device comprising a mechanically adaptive member | |
CN104661695A (zh) | 用于皮肤改善的递送装置和方法 | |
WO2019231360A2 (en) | A microneedle patch for transdermal injections | |
JP2011224332A (ja) | 経皮吸収シート及びその製造方法 | |
CN112999297A (zh) | 用于瘢痕治疗的微针贴片及其制备方法 | |
CN114146048A (zh) | 一种针药一体化水凝胶微针 | |
CN115919736B (zh) | 一种用于瘢痕治疗的缓释水凝胶微针贴片及其制备与应用 | |
CN118543024B (zh) | 一种导电微针贴片及其制备方法及应用 | |
CN113082500B (zh) | 经皮输送装置及制备方法 | |
JP2019532037A (ja) | 部分肥満治療用組成物及びこれを含むマイクロニードル | |
CN112999432B (zh) | 一种柔性脑部神经电极涂层的制备方法及其装配的电极 | |
CN114712695A (zh) | 一种用于特应性皮炎的双层微针贴片的制备方法 | |
CN115120552B (zh) | 一种微环境响应释药的多肽载药微针贴片、制备及应用 | |
CN215084195U (zh) | 经皮输送装置 | |
CN115531237A (zh) | 祛痘修护组合物、祛痘修复微针贴片及其制备方法和应用 | |
Guido et al. | Strategies to improve neural electrode performance | |
CN105727438A (zh) | 螺旋微针祛皱装置及祛皱方法 | |
CN114129543A (zh) | 微针贴在调控瘢痕组织机械微环境中的用途 | |
TWI838255B (zh) | 微針裝置及其製造方法 | |
CN113209001B (zh) | 祛疤微针贴 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |