[发明专利]分子筛和沸石微针及其制备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享受于2006年2月21日递交的名称为“分子筛和沸石微针及其制备”的第60/776,107号临时申请的优先权，这里将上述申请公开的内容并入本申请作为参考。

技术领域

本发明涉及制备沸石微针的方法，其包括：提供聚合物微针模板；在所述聚合物微针模板上沉积沸石晶种；及使所述沸石晶种生长成为沸石微针阵列。

背景技术

微针被认为是皮下注射针和透皮贴剂的混合物，其涉及窄的和浅的注射以进行药物递送。因为它们的尺寸小，能够以非侵入方式穿透进入皮肤组织，并且它们使感染的风险最小化，所以微针是用于经皮药物递送的新型药物递送系统。微针长度通常为约100至200微米，其长度足以穿透角质层皮肤屏障，但是深度不足以达到真皮层内的神经。所以微针可以提供无痛注射，并且可以允许患者安全地对自己操作该微针。

微针在传统上是由硅、玻璃、金属材料或聚合物制成的。早期的微针是由硅制成的，以及通过最初为了微电子工业而开发的微平版印刷术和蚀刻技术而制备。玻璃微针是采用传统的玻璃微管拉制技术制备的。然而，硅和玻璃的脆性通常导致微针容易断裂。

包括钢、不锈钢和镍的金属材料可以电沉积至聚合物模具上以制成具有良好的机械强度的微针。然而，金属对人体的可能的毒性会限制其应用领域，并且对于废物处理会造成问题。聚合物微针容易制备，是安全且不昂贵的。一些生物可降解的聚合物已经被美国食品与药品管理局(FDA)批准。例如聚(乳酸)(PLA)、聚(羟基乙酸)(PGA)和它们的共聚物已经以常规方式用于窄范围的医学应用。然而，聚合物的相对较低的杨氏模量意味着聚合物微针的强度可能不足以穿透皮肤。

因此，期望开发具有改善的性能的微针。特别是期望开发具有改善的机械性能的微针，与硅和聚合物微针相比其具有改善的热稳定性和化学稳定性。还期望开发尤其是与金属微针相比时具有生物相容性的微针。此外，还期望开发能够方便且成本低廉地制备的微针。

发明内容

根据本发明的一个方面，其提供制备沸石微针的方法，该方法包括提供聚合物微针模板，在聚合物微针模板上沉积沸石晶种，以及使沸石晶种生长成为沸石微针的阵列。

根据本发明的另一个方面，其提供制备空心沸石微针的方法，该方法包括提供聚合物微针模板，在聚合物微针模板上沉积沸石晶种，使沸石晶种生长成为沸石微针的阵列，以及从沸石微针去除聚合物微针模板。

根据本发明的另一个方面，其提供沸石微针，该沸石微针包括基底层以及位于该基底层上的沸石以形成沸石微针的阵列。

附图说明

图1所示为制备微针的方法的示意图。

图2所示为锥形微针模板的荧光显微照片和示意图。

图3所示为碗形微针模板的荧光显微照片和示意图。

图4所示为圆柱形微针模板的荧光显微照片和示意图。

图5所示为具有沸石特征峰的silicate-1晶种的X射线衍射图样。

图6所示为在溶液中良好地分散的100nm的silicate-1晶种的SEM图像。

图7所示为采用静电法所形成的由沸石晶种涂布的微针的SEM图像。

图8所示为壳厚度约为1μm的开口针尖的沸石微针的SEM图像。

图9所示为壳厚度约为6μm的开口针尖的沸石微针的SEM图像。

图10A所示为以约24小时合成的封闭针尖的沸石微针的SEM图像。

图10B所示为以约48小时合成的开口针尖的沸石微针的SEM图像。

图11A所示为在臭氧化之前由沸石涂布的聚合物微针模板的FTIR结果。

图11B所示为在臭氧化之后由沸石涂布的聚合物微针模板的FTIR结果。

图12所示为没有加入沸石的细胞培养物。

图13A所示为在加入沸石之后的1天内图12的细胞培养物。

图13B所示为在加入沸石之后1天的图12的细胞培养物。

图13C所示为在加入沸石之后2天的图12的细胞培养物。

图13D所示为在加入沸石之后3天的图12的细胞培养物。

图14所示为将沸石微针插入皮肤表面的力-位移图。

图15所示为在图14的插入之后微针的光学显微照片。

图16A所示为在密集图样中的微针的光学显微照片。

图16B所示为在方形图样中的微针的光学显微照片。

图17所示为不同壁厚度和封装几何形状对微针插入力的影响的示意图。

图18所示为沸石微针的强度的力-位移图。

图19所示为在不同的壁厚度和封装几何形状时沸石微针断裂所需力的示意图。