用于透皮给药的钛实心微针的制备方法

摘要

本发明公开了一种用于透皮给药的钛实心微针的制备方法；包括如下步骤：加工所述钛实心微针制备所需要的模具；将预处理后的钛板放置于模具间，采用微墩挤的方法制备得到所述的钛实心微针。所用模具的加工具体为：用线切割方法加工出平面凸模和带有凸台特征的凹模，然后对所述凹模和凸模进行磨削加工；所述带有凸台特征的凹模上设置了与所述钛实心微针尺寸相同的凹部。与现有技术相比，本发明的制备方法采用纯钛或钛合金作为材料提高了微针的生物相容性；采用针头与基底一体，提高了微针使用的可靠性；利用模具成形提高了生产效率，有利于批量生产。

说明书

技术领域

本发明涉及塑性成形技术，特别涉及用于透皮给药的钛实心微针的制备方法。

背景技术

目前主要的给药方式是口服和注射。口服药物由于在肠胃中的吸收和肝脏的首过效应，大大影响了药物对作用部位的实际效力，同时有些药物还会对肠胃带来伤害。注射不但会给患者带来明显的痛感，同时还需要专业人员操作，甚至会出现皮肤的局部损伤甚至感染，不适应长期及需要精确控制的缓释给药。

经皮给药是一个比较好的解决方法。皮肤由外至内分为三层：表皮，真皮和皮下组织。其中表皮中的角质层是药物经皮吸收的最大屏障。为此人们采用了多种物理化学的方法以促进药物的经皮吸收。诸如离子导入、电穿孔等物理方法，经皮吸收效果显著，但多数需要依赖有能量来源的电控性设备，对皮肤的损伤较大，且用药者无法自行独立使用。而化学促渗剂则对大分子药物的经皮吸收效果不明显，且一般有较强刺激性。

比较而言，微针透皮给药是一种介于皮下注射和透皮贴剂之间的给药方式。微针也属于物理促渗技术，是由不同方法制作而成的尺寸在微米级的针状结构，通过对皮肤进行无痛致孔处理，在皮肤角质层产生微小孔道来提高药物的渗透性，从而大大提高药物尤其是大分子的经皮吸收量；同时由于针尖尺寸较小，对皮肤几乎没有损害，且使用方便不需要专业人员操作，适合个人独立操作。

微针有实心针和空心针两种类型。在使用过程中，对于实心微针通常采用如下给药方式：（1）先将微针阵列刺入皮肤形成空洞，再将含药贴敷在治疗部位；（2）在微针阵列表面涂覆药物后，刺入皮肤持续释药。对于空心微针通常是采用微注射的方式输送药物，适用于液态和治疗剂量要求更大的药物。另外，空心微针还可以用于经皮进行微量体液的抽取与检测。

制造微针的材料有聚合物，单晶硅和金属等。现有聚合物微针存在的一个突出问题是材料强度不够，不易刺穿皮肤的角质层。单晶硅材质坚硬，易脆断，虽然有文献报道其有较好的生物相容性但现在还不属于常规的医用材料，是否能够适用于生物医药方面还有待进一步考证。金属用于制造针灸针或注射针头已有千百年历史，因此适合制造低成本，大批量微针。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种用于透皮给药的纯钛实心微针的制备方法，该方法应用塑性成形技术，增强微针的使用性，降低工艺难度，易于实现批量生产。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种用于透皮给药的钛实心微针的制备方法，包括如下步骤：

A、加工所述钛实心微针制备所需要的模具；

B、钛板预处理；

C、将所述预处理后的钛板放置于模具间，采用墩挤的方法制备得到所述的钛实心微针。

应用扫描电子显微镜对得到微针进行观察，测量微针尺寸是否达到预期要求。

优选地，步骤A中所述加工具体为：用线切割方法加工出平面凸模和带有凸台特征的凹模，然后对所述凹模和凸模进行磨削加工；所述带有凸台特征的凹模上设置了与所述钛实心微针尺寸相同的凹部。

优选地，步骤A中所述加工具体为：用激光加工出平面凸模和带有特征的凹模。

优选地，所述凸、凹模的表面粗糙度等级为0.2，上下表面平行度等级为0.01mm。

优选地，步骤B中所述预处理具体为：将钛板加工至尺寸为2mm×2mm～3mm×3mm、表面粗糙度等级为1.6～6.3，清洗。

优选地，所述清洗采用酒精进行清洗。

优选地，步骤B中所述钛板为纯钛板。

优选地，步骤C中所制备的实心微针尺寸为直径100μm，长度100～200μm。

优选地，步骤C中所述墩挤是通过拉伸机来实现的，所述拉伸机的压力为2～10KN。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明制备微针的方法为塑性成形，是通过材料的流动得到所需要的微针形状的，没有材料损失；同时，该制备方法利用模具成形提高了生产效率，降低了工艺难度，有利于批量生产。

2、采用钛合金或纯钛作为材料提高了微针的生物相容性；采用针头与基底一体，提高了微针使用的可靠性。

附图说明

图1为本发明所用凸凹模示意图；

图2为本发明所制备的钛实心微针的结构示意图；

图中，1为凸模，2为钛板，3为凹模，4为微针，5为微针基底。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例的用于透皮给药的钛实心微针的制备方法，具体包括如下步骤：

1、采用硬质合金材料，用线切割方法加工出如图1所示的钛实心微针所需要的平面凸模1和带有凸台特征的凹模3，然后对所述凹模3和凸模1进行磨削加工，使得所述凸、凹模1、3的表面粗糙度等级为0.2，上下表面平行度为0.01mm；所述带有凸台特征的凹模3上设置了与所述钛实心微针尺寸相同的凹部；实心微针尺寸为直径100μm，长度150～200μm；

2、纯钛板预处理：通过线切割加工，将纯钛板加工至尺寸为2mm×2mm、表面粗糙度等级为1.6，对加工出的纯钛板2利用酒精进行清洗；

3、将凸凹模具安装在拉伸试验机上，将预处理后的纯钛板2放置在凸凹模具1、3之间，通过控制拉伸机的压力为2～3KN，进行墩挤，到达所设定的力后停止；将墩挤后的纯钛板取出，即得到所需形状的纯钛实心微针，如图2所示，包含为微针4和微针基底5。

通过扫描电子显微镜进行观察，得到微针尺寸和表面质量信息，验证微针尺寸是否符合要求。

实施例2

本实施例的用于透皮给药的钛实心微针的制备方法，具体包括如下步骤：

1、采用硬质合金材料，用线切割方法加工出如图1所示的钛实心微针所需要的平面凸模1和带有凸台特征的凹模3，然后对所述凹模3和凸模1进行磨削加工，使得所述凸、凹模1、3的表面粗糙度等级为0.2，上下表面平行度为0.01mm；所述带有凸台特征的凹模3上设置了与所述钛实心微针尺寸相同的凹部；实心微针尺寸为直径100μm，长度100～150μm；

2、钛合金板预处理：通过线切割加工，将钛合金板加工至尺寸为3mm×3mm、表面粗糙度等级为6.3，对加工出的钛合金板2利用酒精进行清洗；

3、将凸凹模具安装在拉伸试验机上，将预处理后的钛合金板2放置在凸凹模具1、3之间，通过控制拉伸机的压力为10KN，进行墩挤，到达所设定的力后停止；将墩挤后的钛合金板取出，即得到所需形状的钛实心微针，变薄板料后的是基底，如图2所示，包含为微针4和微针基底5。

通过扫描电子显微镜进行观察，得到微针尺寸和表面质量信息，验证微针尺寸是否符合要求。