一种新型透皮给药微纳结构的制作方法

1.本实用新型涉及透皮给药技术领域，具体涉及一种新型透皮给药微纳结构。


背景技术：

2.透皮给药技术因为其方便，快捷，无痛，使用效果上佳等优势，在抗皱，美白，美容以及血糖控制方面有越来越广泛的应用；常用的透皮给药是通过微针结构来实现，其微纳结构深度通常为几十～几百微米用于穿透皮肤角质层，以便利药物成分的吸收；常用的微针结构为周期排布，通过精密机械，激光雕刻等方式进行模板加工，其模板通常以阵列结构为主要的使用方式；
3.其中在中国专利cn111467667b中就公开了一种多层微针阵列及其制备方法，通过重复利用模板复制的方法制备得到；针尖独特的多层结构使得该微针阵列可以和组织实现机械互锁，从而增强了微针阵列的组织粘附能力；但该方法所形成的透皮给药微结构设计单一，性能局限性大；在中国专利cn110870943a中公开了一种可植入型两殷式微针贴片及其制备方法，实用新型微针用生物可降解不溶于水的高分子材料制作上段针尖，用水溶性高分子材料制作下段一体式基座，形成针尖难溶于水、基座易溶于水的两段式微针，作用于皮肤后，下段一体式基座吸收皮肤内的水分快速溶解，实现快速分离，上段针尖会被嵌入皮内，用药者不需长时间贴敷微针，就能保证药物在体内长效释放；
4.但传统的透皮给微针阵列结构，微针密度较低，药物效果相对局限，微针方向单一使用时需要垂直贴附，以及较难以进行效果进一步提升等的局限性，同时现有透皮给药微纳结构较少根据人体皮肤表层详细情况进行局部优化等难点，为了解决上述问题，本实用新型中提出了一种新型透皮给药微纳结构及其制备方法。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种新型透皮给药微纳结构，解决了背景技术中所提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型透皮给药微纳结构，包括基座，所述基座的底部外壁上分布阵列式固定有主针尖，所述主针尖顶端两侧外壁上分布设置有辅针尖。
7.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述辅针尖的结构形状为针型、半球形、矩形、梯形中的一种或多种组合。
8.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述辅针尖为不同朝向、不同大小、不同形貌、不同功效各式的组合。
9.本实用新型还提供了上述任一项所述的一种新型透皮给药微纳结构的制备方法，包括以下步骤：s1、基板取用；s2、铺涂光刻胶；s3、曝光显影；s4、主针尖孔洞刻蚀；s5、辅针尖孔洞刻蚀；s6、微针阵列制备；
10.其s1中，将聚二甲基硅氧烷与固化剂进行混合，并浇注于基板模版内并固化，将固
化好的聚二甲基硅氧烷从基板模版内剥离；得到聚二甲基硅氧烷基板；
11.其s2中，以单层光刻胶作为刻蚀掩模，采用旋涂的方式在聚二甲基硅氧烷基板外壁上进行光刻胶的涂铺，光刻胶层厚度为60μm；
12.其s3中，以高分辨率激光照排机输出的感光软片作为曝光掩模，在光刻胶与曝光掩模之间放置聚全氟乙丙烯透明防粘薄膜，然后用曝光机进行曝光；曝光后，用无水乙醇作用显影液进行显影，显影时间为20s；
13.其s4中，将上述曝光显影后的聚二甲基硅氧烷基板，平整放置在等离子刻蚀机内，在真空低气压下，icp射频电源产生的射频输出到环形耦合线圈，以一定比例的混合刻蚀气体经耦合辉光放电，产生高密度的等离子体，在下电极的rf射频作用下，这些等离子体对基片表面进行轰击，基板显影区域的化学键被打断，与刻蚀气体生成挥发性物质，以气体形式脱离基板，从真空管路被抽走，完成主针尖孔洞的刻蚀；
14.其s5中，将上述完成主针尖孔洞刻蚀的聚二甲基硅氧烷基板，倾斜固定在等离子刻蚀机内，通过调节刻蚀机菜单中刻蚀气体流量比例，刻蚀参数，硬件结构等，实现在主针尖孔洞不同位置相同开口尺寸的条件下获得不同的形貌的辅针尖孔洞；得到具有圆锥形孔洞的聚二甲基硅氧烷模板；
15.其s6中，将原材料溶液填充在具有圆锥形主针尖孔洞和不同形貌辅针尖孔洞的聚二甲基硅氧烷模板中，固化原材料溶液，然后将固化的材料从模板中剥离，得到微针阵列和基座，得到所述的新型透皮给药微纳结构。
16.作为本实用新型的一种优选实施方式，在所述s2中，其光刻胶含有下列重量比原料：环氧丙烯酸酯40～70％，一缩三丙二醇二丙烯酸酯8～15％，三环癸烷二丙烯酸甲基酯20～50％，1-羟基已基苯基甲酮2～4％，有机烷偶联剂kh一570，0.2～2％，有机醇消泡剂0.2～1％，有机烷流平剂0.2～1％，原料的总和为100％。
17.作为本实用新型的一种优选实施方式，在所述s3中，所述聚全氟乙丙烯透明防粘薄膜的厚度为0.1mm。
18.作为本实用新型的一种优选实施方式，在所述s3中，在对光刻胶显影后，用功率为500w的紫外线高压汞灯照射3min,使光刻胶完全固化。
19.作为本实用新型的一种优选实施方式，在所述s6中，所述原材料溶液的主要成为自乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇双丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯明胶、甲基化透明质酸中的一种或多种。
20.作为本实用新型的一种优选实施方式，在所述s5中，将得到的聚二甲基硅氧烷模板置入超声波清洗机中，并加热至100℃，进行表面光刻胶的去除。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
22.1、该透皮给药微纳结构可具有不规则的微结构排布，并在传统透皮给药装置单个微观结构(主针尖)上面增加更多更小的可具有导药作用的多个微观结构(辅针尖)，具有较高的微针密度，单位面积内有更多微针结构可以提升产品效果；每一个细小微针的底部/顶部尺寸以及侧面尺寸均可以进行设计调节；具有多个方向的微针朝向，使用中可以降低或去除传统微针需要垂直插入需求；具有较大接触面积，可多方向吸收，加快溶解时间，提高使用感受；通过不同方向微针排布优化，可更精确控制透皮深度。
23.2、该透皮给药微纳结构的制备方法，解决了传统的精密机械加工工艺难以实现，
通常需要多种微纳加工工艺直接互相结合较为不便的问题，通过在刻蚀过程中有针对性的倾斜衬底的角度来实现，并能通过对刻蚀工艺中刻蚀气体流量比例，电源参数等进行优化，以实现在不同位置相同开口尺寸的条件下获得不同的微纳形貌结构；通过调整或者改变上述微观结构的尺寸，位置，形状，以及模板复制过程中的材料配比，工序参数以及工序设计，可进一步降低模板量产工序的相关难度，保持微观结构的原貌并提升模板复制过程的效率与良率。
附图说明
24.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
25.图1为本实用新型提供的一种新型透皮给药微纳结构的结构图；
26.图2为本实用新型提供的一种新型透皮给药微纳结构的制备方法中模板的结构图；
27.图3为本实用新型提供的一种新型透皮给药微纳结构的制备中的步骤流程图。
28.图中：1、基座；2、主针尖；3、辅针尖；4、基板；5、光刻胶；6、主针尖孔洞；7、辅针尖孔洞。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.请参阅图1-图3，本实用新型提供一种技术方案：一种新型透皮给药微纳结构，包括基座1，基座1的底部外壁上分布阵列式固定有主针尖2，主针尖2顶端两侧外壁上分布设置有辅针尖3。
32.本实用新型中，辅针尖3的结构形状为针型、半球形、矩形、梯形中的一种或多种组合。
33.本实用新型中，辅针尖3的结构形状为针型、半球形、矩形、梯形中的一种或多种组合。
34.需要说明的是，新型透皮给药微纳结构可具有不规则的微结构排布，并在传统透皮给药装置单个微观结构(主针尖2)上面增加更多更小的可具有导药作用的多个微观结构(辅针尖3)，该微观结构通常包括针型，半球形，矩形，梯形或上述微观结构的组合；新型透皮给药微纳结构中的新增加微观结构(辅针尖3)可具有不同朝向，不同大小，不同形貌，不同功效的各式不同微结构的组合；具有较高的微针密度，单位面积内有更多微针结构可以提升产品效果；每一个细小微针的底部/顶部尺寸以及侧面尺寸均可以进行自由调节；具有多个方向的微针朝向，使用中可以降低或去除传统微针需要垂直插入需求；具有较大接触
面积，可多方向吸收，加快溶解时间，提高使用感受；通过不同方向微针排布优化，可更精确控制透皮深度。
35.本实用新型还提出上述任一项新型透皮给药微纳结构的制备方法，包括以下步骤：s1、基板4取用；s2、铺涂光刻胶5；s3、曝光显影；s4、主针尖孔洞6刻蚀；s5、辅针尖孔洞7刻蚀；s6、微针阵列制备；
36.其s1中，将聚二甲基硅氧烷与固化剂进行混合，并浇注于基板模版内并固化，将固化好的聚二甲基硅氧烷从基板模版内剥离；得到聚二甲基硅氧烷基板；
37.其s2中，以单层光刻胶作为刻蚀掩模，采用旋涂的方式在聚二甲基硅氧烷基板外壁上进行光刻胶的涂铺，光刻胶层厚度为60μm；胶层厚度增加后，随机分布的微小气泡难以破坏刻蚀掩模，从而消除气泡带来的刻蚀缺陷；
38.其s3中，以高分辨率激光照排机输出的感光软片作为曝光掩模，在光刻胶与曝光掩模之间放置聚全氟乙丙烯透明防粘薄膜，然后用曝光机进行曝光；曝光后，用无水乙醇作用显影液进行显影，显影时间为20s；
39.其s4中，将上述曝光显影后的聚二甲基硅氧烷基板，平整放置在等离子刻蚀机内，在真空低气压下，icp射频电源产生的射频输出到环形耦合线圈，以一定比例的混合刻蚀气体经耦合辉光放电，产生高密度的等离子体，在下电极的rf射频作用下，这些等离子体对基片表面进行轰击，基板显影区域的化学键被打断，与刻蚀气体生成挥发性物质，以气体形式脱离基板，从真空管路被抽走，完成主针尖孔洞的刻蚀；
40.其s5中，将上述完成主针尖孔洞刻蚀的聚二甲基硅氧烷基板，倾斜固定在等离子刻蚀机内，通过调节刻蚀机菜单中刻蚀气体流量比例，刻蚀参数，硬件结构等，实现在主针尖孔洞不同位置相同开口尺寸的条件下获得不同的形貌的辅针尖孔洞；得到具有圆锥形孔洞的聚二甲基硅氧烷模板；
41.其s6中，将原材料溶液填充在具有圆锥形主针尖孔洞和不同形貌辅针尖孔洞的聚二甲基硅氧烷模板中，固化原材料溶液，然后将固化的材料从模板中剥离，得到微针阵列和基座1，得到的新型透皮给药微纳结构。
42.在一个可选的实施例中，在s2中，其光刻胶含有下列重量比原料：环氧丙烯酸酯40～70％，一缩三丙二醇二丙烯酸酯8～15％，三环癸烷二丙烯酸甲基酯20～50％，1-羟基已基苯基甲酮2～4％，有机烷偶联剂kh一570， 0.2～2％，有机醇消泡剂0.2～1％，有机烷流平剂0.2～1％，原料的总和为 100％。
43.在一个可选的实施例中，在s3中，聚全氟乙丙烯透明防粘薄膜的厚度为0.1mm。
44.在一个可选的实施例中，在s3中，在对光刻胶显影后，用功率为500w 的紫外线高压汞灯照射3min,使光刻胶完全固化。
45.在一个可选的实施例中，在s6中，原材料溶液的主要成为自乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇双丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯明胶、甲基化透明质酸中的一种或多种。
46.在一个可选的实施例中，在s5中，将得到的聚二甲基硅氧烷模板置入超声波清洗机中，并加热至100℃，进行表面光刻胶的去除。
47.需要说明的是，透皮给药装置通常通过对已具有上述特征结构的成型模板的生物降解、热压印，紫外压印，注塑等工艺或工艺组合进行批量复制，以降低其生产制造成本；该
透皮给药微纳结构通过优化模板加工微纳工艺来成形，常用的微纳加工工艺有光刻、各项同性干法刻蚀、各向异性干法刻蚀，湿法刻蚀，薄膜沉积、激光直写，3d打印，精密机械加工等各种方法及其组合；该透皮给药微纳结构模板优化加工工艺可以通过在刻蚀过程中有针对性的倾斜衬底的角度来实现，并通过刻蚀工艺菜单中刻蚀气体流量比例，电源参数，硬件结构等进行进一步优化，以实现在不同位置相同开口尺寸的条件下获得不同的微纳形貌结构；通过调整或者改变上述微观结构的尺寸，位置，形状，以及模板复制过程中的材料配比，工序参数以及工序设计，可进一步降低模板量产工序的相关难度，保持微观结构的原貌并提升模板复制过程的效率与良率；能通过多种微纳加工工艺直接互相结合；能通过3d打印，激光直写灰度曝光的方式进行性能优化；利用用到倾斜刻蚀工艺以自由定义各方向角度及数量；能通过后续生物材料的选择配比达到与微针结构的进一步效果增强或性能优化。
48.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
49.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。