一种用于疤痕修复的载维替泊芬的微针及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种用于疤痕修复的载维替泊芬的微针及其制备方法和应用，将维替泊芬混入水凝胶前体溶液后填入微针模板的空隙，溶液固化后移除模板得到载维替泊芬的微针。搭载的维替泊芬可从微针中缓慢释放；微针的针尖穿透性强，可增强维替泊芬在疤痕内的渗透性；可根据疤痕治疗的应用环境，调整针尖的形貌；可根据疤痕的严重度调整维替泊芬的搭载量。

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种用于疤痕修复的载维替泊芬的微针及其制备方法和应用。

背景技术

作为伤口愈合过程的一部分，人体皮肤通常会发展成纤维化瘢痕组织。不同于正常皮肤，疤痕没有真皮附属物，如毛囊、腺体等。正常皮肤存在“篮网”状纤维性细胞外基质，赋予皮肤弹性和强度，而疤痕中则会形成密集、平行的纤维，这种纤维结构的改变，使得疤痕组织比未受伤的皮肤脆弱。瘢痕会导致毁容、生长受限和永久性功能丧失，每年给全球造成巨大的损失。理想的预防瘢痕的治疗应该能恢复皮肤附件及正常的基质结构，强度与正常皮肤相当。尽管经过几十年的研究，伤口愈合不形成疤痕仍未能实现。

伤口愈合时疤痕主要由表达Engrailed-1（En-1）蛋白的成纤维细胞参与形成，当皮肤受损时，深层真皮组织中的En1阴性成纤维细胞在伤口环境中激活En1表达,从而产生疤痕成纤维细胞。维替泊芬可抑制En1阴性成纤维细胞激活En1，调控创面愈合过程中En1的表达，抑制疤痕形成，从而诱导正常皮肤的超微结构恢复，恢复正常的皮肤机械强度。但是，维替泊芬直接使用，药物渗透性差，药物浓度难以维持，且给药频次高会增加临床负担。

因此，本发明制备一种载维替泊芬的微针，将维替泊芬溶解入水凝胶溶液，将混合溶液注入微针模板，固化后得到载维替泊芬的微针。维替泊芬可从水凝胶中缓慢释放；微针的针尖可穿透皮肤，从而增强维替泊芬向组织内的渗透；可根据应用环境，调整针尖的高度、底座及针距；可根据创面的损伤程度、部位等调整搭载维替泊芬的浓度。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种用于疤痕修复的载维替泊芬的微针，所述微针的特征在于可载药且形貌可控。

为实现上述目的，本发明提供一种用于疤痕修复的载维替泊芬的微针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、使用激光刻蚀硅胶基板得到微针模板；

S2、配制水凝胶前体溶液，在溶液中加入维替泊芬，灌注到S1所制备的微针模板内，真空负压抽5分钟，去除针体内的气泡，使水凝胶前体溶液在模板中充分填充，水凝胶前体溶液固化后得到微针针体，从模板中取出微针，室温下密封保存。通过改变模具的厚度、高度、密度以及直径，制造出不同形貌的微针。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，步骤S2制备获得的微针，微针基底厚度0.1-2mm，针高0.1-1.5mm，半径25-500 µm，针尖距0.1-1mm，基底底板尺寸1-10cm。

进一步地，所述的水凝胶前体选自丝素蛋白、黄原胶、甲基丙烯酸酯明胶、壳聚糖、羧甲基纤维素、聚乙二醇双丙烯酸酯、海藻酸钠、聚乳酸、透明质酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚多巴胺、聚乙烯醇中的一种或多种。

进一步地，所述步骤S2中水凝胶前体溶液的体积浓度小于等于100%。

进一步地，所述步骤S2中维替泊芬在水凝胶前体溶液中的浓度小于10mg/mL。

本发明还提供上述任意一种制备方法所制备的一种用于疤痕修复的载维替泊芬的微针在制备疤痕修复药物中的应用。

本发明的有益效果是：

（1）本发明以微针模板反刻制备微针，操作简单，成本低，模板可重复利用，且可制备多种模板易对微针形貌进行精准控制以适应不同应用需求；

（2）本发明设计了一种用于疤痕修复的载维替泊芬的微针，渗透性强且操作简单；

（3）本发明制备的载维替泊芬的微针可用于疤痕预防和治疗。

附图说明

图1是本发明微针示意图，a为不载维替泊芬的微针示意图，b为载维替泊芬的微针示意图。

图2是本发明微针扎入琼脂凝胶（模拟皮肤）的微观照片。

图3是治疗小鼠疤痕组织后的HE染色图；a为生理盐水，b为不载维替泊芬的微针，c为单纯维替泊芬，d为载维替泊芬的微针。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例为载维替泊芬的微针，制备方法如下：

S1、采用激光刻蚀硅胶基板制作微针模板；

S2、取500 µL由甲基丙烯酸酯明胶溶液（30% v/v，溶剂为去离子水）作为水凝胶前体溶液，向溶液中加入光引发剂2-羟基-2-甲基苯基丙酮（1%v/v），加入0.01mg维替泊芬并充分混合后，添加到微针模板中，真空负压抽5分钟，使溶液完全填满微针针尖。在紫外灯下照射10秒，使水凝胶完全固化，将微针从模板轻轻剥离，最终得到如图1.b所示的载维替泊芬的微针，微针底板的尺寸为1cm×1cm，微针基底厚度300 μm，微针阵列为10×10个，每根微针呈金字塔形状，微针半径为150 μm，针尖距300 μm，微针的高度为600 µm。

本实施例中，水凝胶前体溶液的体积浓度可以为100%，还可以将甲基丙烯酸酯明胶换成丝素蛋白、黄原胶、壳聚糖、羧甲基纤维素、聚乙二醇双丙烯酸酯、海藻酸钠、聚乳酸、透明质酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚多巴胺、聚乙烯醇中任意一种或多种，其中，壳聚糖溶液的体积浓度不超过10%，甲基丙烯酸酯明胶溶液的体积浓度不超过60%，聚多巴胺溶液的体积浓度不超过1%。

维替泊芬在水凝胶前体溶液中的浓度根据实际载药量需求而定，浓度小于10mg/mL。

对比例1

本对比例为不载维替泊芬的微针，制备方法如下：

本对比例与实施例1的区别在于，水凝胶前体溶液中不加入维替泊芬，直接添加到微针模板中，最终得到如图1.a所示的不载维替泊芬的微针。

扩散实验：本扩散实验使用的微针与实施例1的区别仅在于将维替泊芬替换成罗丹明B，将载有罗丹明B的微针扎入琼脂凝胶（模拟皮肤）中观察微针内部的药物在皮肤中的扩散程度，如图2所示。从图中可以看出，琼脂凝胶内部均匀分布着罗丹明B，说明微针中的罗丹明B可以均匀地扩散到琼脂凝胶（模拟皮肤）中。

将实施例1和对比例1应用于小鼠的疤痕治疗中：

250g雄性SD大鼠，异氟烷气体麻醉后，背部备皮，手术剪剪去直径2厘米的全层皮肤，创面边缘分八个方位用缝线固定在周围皮肤上牵拉创面，两周后形成疤痕。将大鼠随机分为4组：对照组（200μL生理盐水，疤痕下注射，2天/次）、不载维替泊芬的微针组（对比例1，2天/次）、单纯维替泊芬组（1mg/mL的维替泊芬溶液200 μL，疤痕下注射，2天/次）、载维替泊芬的微针组（实施例1，2天/次）。于治疗第30天将小鼠处死，取小鼠背部疤痕组织，以10%（V/V）甲醛溶液固定过夜，做HE病理检查，观察治疗效果。

疤痕组织的治疗结果如图3所示，图3中，a为对照组（生理盐水）治疗后疤痕组织的HE染色图，可见大量无序疤痕组织；b为不载维替泊芬的微针组（本发明对比例）治疗后疤痕组织的HE染色图，疤痕组织呈过度上皮化且疤痕化，c为单纯维替泊芬组治疗后疤痕组织的HE染色图，采用单纯维替泊芬治疗后疤痕部分恢复，d为载维替泊芬的微针组（本发明实施例）治疗后疤痕组织的HE染色图，从图中可以发现疤痕组织基本恢复正常。

需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。