[发明专利]微针阵列注射器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米和微米微结构材料的制备方法，特别是一种微针阵列注射器的制备方法。

背景技术

随着新型药物的出现、对人体舒适度和药物可控释放的更高要求，近年来一种新的给药途径----透皮给药开始进入临床应用。透皮给药是指突破皮肤表面角质层阻碍作用的皮肤表面给药方式，药物由皮肤吸收进入全身血液循环并达到有效血药浓度实现疾病治疗或预防。透皮给药的优势很明显：克服了口服给药对胃肠道的刺激以及肝脏、胃肠道的首过作用效应；克服了其对皮肤伤害引起疼痛的缺点；克服了经皮给药速率慢的缺点。同时不会给皮肤造成创伤，特别是不会带来疼痛感，因此可以改善病人的适应性；释药平稳，可长时间维持恒定的有效血药浓度，避免峰谷现象，减少药物的毒副作用，可长时间给药以提高疗效；安全性高，出现副作用时可随时终止给药。

透皮给药的关键是如何使药物突破皮肤角质层。由于空心微针阵列透皮给药对药物几乎没有限制，并且在普通透皮给药优点的基础上，具有自己独特的优势：可以传输高分子、超分子甚至微粒药物；可任意控制药物的传输速率；对所传输的药物无特殊要求；可长时间连续恒定速率给药；可双向液体交换，不仅可透过皮肤角质层给药，也可抽取组织液。因此除可用作常规无痛给药外，在一些特殊的领域更具优势，如胰岛素的长期给药、现代生物科技合成的高分子蛋白质的输运、药物微胶囊的人体介入、预防疫苗接种等等。对需要长期稳定给药的人群和打针怕疼的儿童尤其适用，具有很大的市场潜力。

目前实心微针的制备方法多采用依靠半导体微加工技术直接制备，如反应离子束刻蚀(RIE)、聚焦离子束刻蚀(FIB)等，但实心微针的成本可以通过微铸造等方法大规模复制而降低。空心微针的性能远超实心微针，但其制备却困难得多。目前空心微针也主要依靠三维微细加工技术(LIGA)、反应离子束刻蚀(RIE)、感应耦合等离子刻蚀(ICP)等微加工技术直接制备，但难以象实心微针一样大规模复制，制造成本居高不下。而且，为了预防感染、玷污等，注射器通常需要一次性使用，其使用成本也很高昂。因此，空心微针阵列给药方式迄今没有进入普通大众消费人群，目前仅在一些特殊行业应用，如美容业等。另外，目前制备的空心微针阵列所选用的材料基本为硅等适合微加工的半导体材料。这些材料的典型特点是硬而脆，极细的微针容易在皮肤内折断。考虑到力学要求，结合生物相容性，高分子无疑是较好的微针阵列材料。

为了使集成诸多优点的空心微针阵列透皮给药方式走近大众，其成本必须降到普通医用一次性注射器的成本之下。因此，需要开发适合于企业批量生产的新的制备技术，获得廉价、实用的空心微针阵列注射器。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种工艺简单、适合于工业化生产的微米和亚微米微针阵列注射器的制备方法。

技术方案：本发明通过两种方法制备所述的微针阵列注射器。

第一种方法包括以下步骤：

(1)对聚合物I进行表面功能化处理，在表面获得1nm～500μm厚度的膜层；

(2)在聚合物I表面制备10～500μm厚度的聚合物材料II；

(3)利用加温或溶剂处理聚合物材料I和II；

(4)调控压入速率及深度将实心微针阵列利用辊子滚压或直接压入聚合物材料I和II；

(5)剥离微针，去除聚合物II后，即得聚合物I的空心微针阵列；

(6)将空心微针阵列制成贴片式或针筒式微针阵列注射器。

第二种方法包括以下步骤：

(7)对聚合物I进行表面功能化处理，在表面获得1nm～500μm厚度的膜层；

(8)在聚合物I表面制备10～500μm厚度的聚合物材料II；

(9)利用加温或溶剂处理聚合物材料I和II；

(10)在一定温度或溶剂处理条件下将实心微针阵列以合适速率压入聚合物材料I和II；

(11)在一定温度或溶剂环境下以合适速率提拉微针；

(12)取出微针，去除聚合物II后，即得聚合物I的空心微针阵列；

(13)将空心微针阵列制成贴片式或针筒式微针阵列注射器。

在步骤(1)和(7)中，所说的聚合物I为天然高分子材料，或合成高分子材料，或者以上材料的组合；聚合物II为天然高分子材料，或合成高分子材料，或者以上材料的组合；所说的表面功能化处理的方法为涂覆，或溅射，或化学镀，或电镀，或PVD，或CVD，或以上方法任意组合；所用材料为金属、无机物或有机物及其任意组合。