[发明专利]使用离心力制造微型结构体的方法和由其制造的微型结构体

说明书

技术领域

本申请要求于2013年5月6日提交的的韩国专利申请第10-2013-0050462号的优先权，该专利申请的公开内容通过援引完整地并入本文中。

本发明涉使用离心力制造微型结构体的方法和由其制造的微型结构体。

背景技术

虽然已开发出了用于治疗疾病的多种药物和治疗剂等，但穿透生物屏障(例如皮肤、口腔粘膜和脑血管屏障)的问题和药物递送的效率问题仍是需要改进的问题。

药物通常以精制形式或胶囊形式口服施用。然而，仅凭上述施用方法，许多药物不能有效递送，因为这些药物会因在胃肠道或肝机制中被消化或吸收而消失。此外，在穿透肠粘膜后，一些药物不能有效扩散。另外，患者的依从性也是一个问题(例如，当患者需要以特定的间隔服用药物时，或对于不能服药的危重患者的情况)。

药物递送中的另一常用技术是使用常规的针。虽然使用常规针的方法与口服施用相比是有效的，但其具有引起注射部位疼痛、皮肤局部受损、出血和注射部位的疾病感染等问题。

为了解决上述问题，已开发出了包括微针在内的多种微型结构体。到目前为止所开发出的微针主要用于体内递送药物、采血、检测体内待分析的物质等。与常规针不同，微针的特征在于无痛皮肤穿透和无外部损伤，并且用于实现最小穿刺的微针头部直径在无痛皮肤穿透中很重要。此外，由于微针必须穿透10～20μm的角质层，角质层是皮肤中最强的障碍物，因此微针需要具有足够的物理硬度。此外，还应当考虑微针的适当长度，以通过达到毛细血管而提高药物递送效率。

在早先提出了面内型微针(Lin Liwei等,“Silicon-processed Microneedles”,Journal of microelectromechanical systems:a joint IEEE and ASME publication on microstructures,microsensors,and microsystems 8(1):78-84(1999))后，又开发出各种类型的微针。使用蚀刻的制作面外型实心微针的方法(美国专利申请公开第2002138049号，“Microneedle devices and methods of manufacture and use thereof”)制造直径为50～100μm、长度为500μm的实心硅酮微针，因此不能实现无痛皮肤穿透，且在向靶位递送药物或美容成分时存在困难。

同时，美国乔治亚大学的Prausnitz已提出了通过蚀刻玻璃或使用光刻法形成模具来制作生物可降解性聚合物微针的方法(Jung-Hwan Park等,“Biodegradable polymer microneedles:Fabrication,mechanics and transdermal drug delivery,”Journal of Controlled Release 104(1):51-66(2005))。另外，在2006年，提出了一种制作生物可降解性实心微针的方法，该方法在用光刻法制造的模具的末端上安置以胶囊形式制成的物质(Park JH等,“Polymer Microneedles for Controlled-Release Drug Delivery,”Pharmaceutical Research 23(5):1008-19(2006))。在使用该方法时，可以自由地安置能够以胶囊形式制作的药物，但对于需要大量施用的药物而言存在应用局限，因为在安置的药物量增加时微针的硬度会变弱。

在2005年，Nano Device and Systems Inc.提出了吸收型微针(日本专利申请公开第2005154321号；和Takaya Miyano等,“Sugar Micro Needles as Transdermic Drug Delivery System,”Biomedical Microdevices,7(3):185-188(2005))。上述吸收型微针以插入皮肤且不移除的方式用于药物递送或美容护理。在该方法中，通过将混有麦芽糖和药物的组合物施加到模具并使该组合物凝结来制作微针。该日本专利提出了通过制作吸收型微针来进行透皮药物递送，但是该微针在穿透皮肤时引起疼痛。此外，由于模具制造的技术局限性，不可能制作出具有不会引起疼痛的适当顶部直径和实现有效药物递送所需范围的长度(基，等于或大于1mm的长度)的微针。