CN204767021U - 一种空心丝素蛋白微针结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种空心丝素蛋白微针结构，其针体外壳由基底和均匀植列于该基底一侧表面且内部中空形成针形空腔的壳形针体组成，针形空腔内包囊有模型药物部，极大增加了微针的载药量；相比传统空心微针往往需另带储药库、压力控制装置等缺陷，本申请通过将模型药物包囊于壳形针体内部空腔并结合溶胀夹层溶胀后产生的压力，以及针体外壳接触体液后的溶胀行为，促使模型药物透过水凝胶状针体外壳的微孔释放，释药率高、释药速率大、控释性优；此外本申请空心丝素蛋白微针结构中的壳形针体尖端为脆硬且可溶性小分子丝素蛋白固化物，干态时具备足够的强力刺入皮肤，接触体液后迅速溶解并形成针体尖端实体孔道，极大促进了模型药物的透皮释放。

Description

一种空心丝素蛋白微针结构

技术领域

本实用新型涉及一种医疗用微针结构，尤其涉及一种空心丝素蛋白微针结构。

背景技术

随着微加工技术的发展，一种可刺透表皮但不伤及真皮和神经的微针技术早在十几年前问世，为透皮给药带来了新的思路。尺寸在微米级的微针点阵以可逆微创的方式刺穿渗透性极差的皮肤表层(角质层)，造成生物大分子得以通过的机械通道，却不产生痛感和皮肤创伤。然而目前的微针给药技术仍然存在诸多技术上的瓶颈，主要包括成型技术复杂、制造成本过高，微针材质的毒性、生物相容性差、易断裂并残留于皮肤内造成过敏反应，以及无法较为精确的控制微针释药规律等。传统金属、玻璃、硅质微针虽具备较好的刺入以改变皮肤通透性能力，但是一般将药物涂抹于微针表面，载药量小，难以达到治疗效果。

目前微针透皮给药系统在亲水性小分子药物、多肽以及蛋白质药物、DNA等的透皮吸收领域越来越引起人们的关注。微针透皮给药方式避免了传统口服给药受肠胃道pH、消化酶以及肝脏的受过效应等带来的药物生物活性利用度低的问题，避免了注射给药给患者带来的针刺痛苦、皮肤损害并能维持相对稳定的血药浓度。尤其是药物缓释与控释性能较好地空心微针更是存在极大的发展与应用前景。

传统金属、玻璃、硅质等实体微针虽具备较好的刺入以改变皮肤通透性能力，但是一般将药物涂抹于微针表面，载药量小，控释性差，难以达到治疗效果。传统金属、玻璃、二氧化硅、硅质及聚合物空心微针可通过外加储药库的方法改善了实体微针在载药率低、药物控释性差的缺陷，但结构复杂，成本较高，使用不便，不适合大批量的生产。

目前现有技术中，中国发明专利(CN10258032A)公开了一种丝素蛋白微针系统及丝素纳米颗粒的制备方法，采用可溶的丝素蛋白固化物包裹载药丝素纳米颗粒，然后制成微针，此微针刺入皮肤后，外层的丝素蛋白固化物迅速溶解，释放出载药的纳米颗粒，达到药物释放的目的。但是这种丝素微针系统为可溶性实体微针，基材为可溶性丝素蛋白，外层丝素蛋白遇到体液会很快溶解，造成药物的快速释放，不利于缓释。溶液可能受到压力挤出，对于药物的缓释也不利。微针溶解后，表皮微孔消失，不利于药物的持久、稳定性释放。中国发明专利(CN103260693A)公开了另一种基于丝素蛋白微针及其制备方法，采用水蒸气退火、暴露于甲醇溶液中等方法对载药并成形后的丝素微针进行后处理，达到控制丝素蛋白β折叠结构的含量，从而使微针不溶于水，进一步控制药物释放的速率。但是这些不溶化处理过程可能会使药物的活性有所损失。β折叠的丝素蛋白结构稳定，不易发生吸水溶胀行为，分子间隙过小，从而药物释放缓慢，释药率低，难以达到具治疗效果的血药浓度。中国发明专利(201410061578.8)公开的丝素蛋白微针及其制备中，采用超生震荡处理丝素蛋白形成具预结晶结构的溶液，形成凝胶型微针。该微针丝素分子结构致密，含大量的SilkII型结晶，吸水性、溶胀性小，不利于药物的快速、持久、稳定性释放。至今为止，并没有丝素蛋白空心微针的相关报道。中国发明专利(CN102526870A)公开了一种基于表面微细加工工艺的异平面空心微针及其制备方法，采用湿法刻蚀工艺、UV-LIGA工艺和浇注工艺，工艺复杂，技术要求高，实际使用过程中需连带相应的释放配套件，如储药库、压力装置等。

实用新型内容

针对现有玻璃、二氧化硅、硅质以及金属等实体微针生物相容性差、载药率低、药物控释性弱及其空心微针成品结构复杂、实用操作困难等缺陷，并针对现有可溶性、不溶性聚合物微针药物控释性方面的不足，本实用新型的目的在于提供一种空心丝素蛋白微针结构，该微针结构与皮肤的生物相容性好、载药率高、释药率大、药物控释性好。

本实用新型的技术方案为：

一种空心丝素蛋白微针结构，由针体外壳、模型药物部、溶胀夹层和包覆涂层组成，所述针体外壳由基底和均匀植列于该基底一侧表面且内部中空形成针形空腔的壳形针体组成，所述壳形针体的尖端为干态下固化硬度高但吸收体液后能溶解形成尖端空洞的结构；所述模型药物部包囊于针形空腔内，所述溶胀夹层夹设于模型药物部和包覆涂层之间，且该溶胀夹层吸收体液后能够向模型药物部挤压。

其进一步的技术方案是：

所述壳形针体的厚度为15～30μm。

所述壳形针体的尖端由干态下固化硬度高但吸收体液后能够溶解的小分子量丝素蛋白浇注形成。

所述壳形针体除尖端外的部分由经溶胀改性后干态下固化强度高但接触体液后能溶胀形成疏松多孔水凝胶结构的丝素蛋白浇注形成。

所述溶胀夹层由高溶胀型海藻酸钠与钙离子的络合物构成。

所述包覆涂层由单层经高湿处理的不溶性丝素蛋白膜构成。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：本实用新型所述微针结构相比传统玻璃、二氧化硅、硅质以及金属等实体微针表面涂层模型药物的方式，本发明以内部空腔包囊药物，载药率高；相比传统空心微针往往需另带储药库、压力控制装置等缺陷，本申请通过将模型药物包囊于壳形针体内部空腔并结合溶胀夹层溶胀后产生的压力，以及针体外壳接触体液后的溶胀行为，促使模型药物透过水凝胶状针体外壳的微孔释放，释药率高、释药速率大、控释性优；此外本申请空心丝素蛋白微针结构中的壳形针体尖端为脆硬且可溶性小分子丝素蛋白固化物，干态时具备足够的强力刺入皮肤，接触体液后迅速溶解并形成针体尖端实体孔道，极大促进了模型药物的透皮释放。

上述说明仅是本技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型空心丝素微针结构模型示意图；

图2为本实用新型空心丝素微针结构三维立体模型示意图；

图3为本实用新型空心丝素微针给药系统释放药物过程示意图；

其中：

1-针体外壳；11-壳形针体；

12-针形空腔；13-基底；

2-模型药物部；3-溶胀夹层；

4-包覆涂层。

具体实施方式

下面结合附图1-3和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示的空心丝素蛋白微针结构，由针体外壳1、模型药物部2、溶胀夹层3和包覆涂层4组成。

所述针体外壳1由基底13和均匀植列于该基底一侧表面且内部中空形成针形空腔12的壳形针体11组成，该壳形针体11的厚度为15～30μm，在保证壳形针体强度的前提下可尽量增大针状空腔12的体积，以便增大微针的载药量。

所述基底13为丝素蛋白构成；所述壳形针体11的尖端为干态下固化硬度高但吸收体液后能溶解形成尖端空洞的结构，该壳形针体11的尖端由干态下固化硬度高但吸收体液后能够溶解的小分子量丝素蛋白浇注形成，由于该尖端部分为干态下脆硬，接触体液后可溶的小分子丝素蛋白固化物，因此其在干态时具备足够的硬度刺入皮肤，但当吸收体液后迅速溶解并形成连接针状空腔12的实体通道，即尖端空洞，可显著促进模型药物的释放；该壳形针体11除尖端外的部分由经溶胀改性后干态下固化强度高但接触体液后能溶胀形成疏松多孔水凝胶结构的丝素蛋白浇注形成，由于此部分选用经溶胀改性后的丝素蛋白固化物，其在干态时呈玻璃态而具备足够的强度刺入皮肤，但当吸收体液后会溶胀成疏松多孔的水凝胶壳体，利于模型药物从壳形针体的周壁面扩散转移至皮肤内侧，同时有利于模型药物的控制释放。

所述模型药物部2包囊于针形空腔12内，溶胀夹层3夹设于模型药物部2和包覆涂层4之间，且该溶胀夹层3吸收体液后能够向模型药物部2挤压，所述溶胀夹层3由高溶胀型海藻酸钠与钙离子的络合物构成的固化物组成，其在吸收体液后能够高度膨胀从而为模型药物从壳形针体尖端溶解成的尖端空洞释放、模型药物从壳形针体周壁面溶胀成的疏松多孔水凝胶的微孔处释放提供了挤压力。所述包覆涂层4由单层经高湿处理的不溶性丝素蛋白膜构成。

本实用新型所述微针结构中模型药物的释放速率取决于溶胀夹层3的溶胀度、壳形针体11除尖端外部分的溶胀度以及壳形针体的尖端处的溶胀速率。

本实用新型所述微针结构相比传统玻璃、二氧化硅、硅质以及金属等实体微针表面涂层模型药物的方式，本发明以内部空腔包囊药物，载药率高；相比传统空心微针往往需另带储药库、压力控制装置等缺陷，本申请通过将模型药物包囊于壳形针体内部空腔并结合溶胀夹层溶胀后产生的压力，以及针体外壳接触体液后的溶胀行为，促使模型药物透过水凝胶状针体外壳的微孔释放，释药率高、释药速率大、控释性优；此外本申请空心丝素蛋白微针结构中的壳形针体尖端为脆硬且可溶性小分子丝素蛋白固化物，干态时具备足够的强力刺入皮肤，接触体液后迅速溶解并形成针体尖端实体孔道，极大促进了模型药物的透皮释放。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请所述技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种空心丝素蛋白微针结构，其特征在于：由针体外壳(1)、模型药物部(2)、溶胀夹层(3)和包覆涂层(4)组成，所述针体外壳(1)由基底(13)和均匀植列于该基底一侧表面且内部中空形成针形空腔(12)的壳形针体(11)组成，所述壳形针体(11)的尖端为干态下固化硬度高但吸收体液后能溶解形成尖端空洞的结构；所述模型药物部(2)包囊于针形空腔(12)内，所述溶胀夹层(3)夹设于模型药物部(2)和包覆涂层(4)之间，且该溶胀夹层(3)吸收体液后能够向模型药物部(2)挤压。

2.根据权利要求1所述的空心丝素蛋白微针结构，其特征在于：所述壳形针体(11)的厚度为15～30μm。

3.根据权利要求2所述的空心丝素蛋白微针结构，其特征在于：所述壳形针体(11)的尖端由干态下固化硬度高但吸收体液后能够溶解的小分子量丝素蛋白浇铸形成。

4.根据权利要求2所述的空心丝素蛋白微针结构，其特征在于：所述壳形针体(11)除尖端外的部分由经溶胀改性后干态下固化强度高但接触体液后能溶胀形成疏松多孔水凝胶结构的丝素蛋白浇铸形成。

5.根据权利要求1所述的空心丝素蛋白微针结构，其特征在于：所述溶胀夹层(3)由高溶胀型海藻酸钠与钙离子的络合物构成。

6.根据权利要求1所述的空心丝素蛋白微针结构，其特征在于：所述包覆涂层(4)由单层经高湿处理的不溶性丝素蛋白膜构成。