一种用于治疗肌少症的载药微针及其制备方法与流程

本发明涉及一种用于治疗肌少症的载药微针及其制备方法，属于生物医学工程领域。

背景技术：

1、肌少症(sarcopenia)是指与增龄相关的骨骼肌质量和肌肉力量或躯体功能下降，多见于老年人。随着我国正在逐渐跨入世界人口老龄化程度最高的国家行列，老龄化带来的疾病问题也越来越受大家的关注。肌少症作为常见的老年综合征之一，因其发病率高、起病隐匿、对机体影响广泛等特点，对我国家庭医疗负担与社会公共卫生支出带来巨大影响。目前对于肌少症的治疗主要是采取营养补充与运动干预相结合的方式。在药物研发方面，目前研究开发阶段用于治疗肌少症的药物主要维生素d、雄激素(包括脱氢表雄酮、雄烯二酮和睾酮等)、生长激素、选择性雄激素受体调节剂、肌肉生长抑素中和抗体及激活素ⅱb型受体阻断剂类等。目前肌少症的给药方式主要是口服或者静脉注射。但是，这两种方式的药物利用率低，疼痛感强导致病人依从性差。考虑到肌少症是一个需要长期治疗的全身代谢性疾病，需要一种提高病人依从性的高效便捷的给药方式。

2、微针作为一种介于贴剂和皮下注射剂的新型药物递送系统，主要通过可逆性地刺穿皮肤角质层，为药物经皮渗透创造多个瞬时微通道，从而递送药物到达真皮层，经血管、组织渗透亦可进入全身循环。其中，水凝胶微针是一种由水凝胶材料制备的具有可溶胀三维网络的聚合物微针。水凝胶微针具有良好的生物相容性、可降解性，并且其特有的溶胀性能够精准、可控的释放药物。水凝胶微针在皮肤上应用之后可以完整取下，在体内基本不会有聚合物残留，一定程度上降低残留物在体内存在造成的风险。广泛的优良性能使得水凝胶微针具有良好的发展潜力，但是，目前关于水凝胶微针的药物递送研究多是集中在疫苗、皮肤病、糖尿病等，没有相关研究报道将其作为肌少症的治疗方式。

3、水凝胶微针给药微创、操作简单、无痛且药物可控释放，可以提高病人的依从性，大大提高药物利用率，因此在长期高效给药治疗肌少症方面具有极大的优势。因此有必要提供一种用于治疗肌少症的载药微针。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高效便捷的水凝胶微针，其负载治疗肌少症的药物，分区灵活无痛附着在负重的关键肌肉处，通过水凝胶溶胀缓释药物，激活肌生成细胞增殖或抑制肌生成抑制蛋白的分泌，达到增加肌肉质量，提高肌肉力量的目的，解决了口服或注射药物利用率低，病人依从性差，长期治疗受限的问题。

2、本发明提供的用于治疗肌少症的载药微针，由水凝胶复合溶液制成；

3、所述水凝胶复合溶液由明胶、羧甲基壳聚糖、聚谷氨酸、细菌纤维素、生物酶、治疗肌少症的药物和溶剂制成。

4、本发明提供的水凝胶微针阵列可以穿透角质层产生短暂的微通道，但不会触及并损伤真皮层中的神经和血管，插入皮肤后水凝胶迅速吸收间质液而溶胀释放药物，药物通过组织液渗透和扩散，实现全身给药。与传统的注射、口服等给药方式相比，微针给药具有安全、无痛及可持续高效给药等优点。

5、所述水凝胶复合溶液中，各组分的浓度如下：

6、0.10g/ml～0.20g/ml的明胶，0.01g/ml～0.10g/ml的羧甲基壳聚糖、0.01g/ml～0.02g/ml的聚谷氨酸、0.05g/ml～0.10g/ml的生物酶，0.01g/ml～0.03g/ml的细菌纤维素和1～15％的治疗肌少症的药物；

7、其中，所述羧甲基壳聚糖的浓度优选为0.01、0.05和0.10g/ml中的任意值或任意值组成的范围值；

8、其中，所述聚谷氨酸的浓度优选为0.01、0.015和0.02g/ml中的任意值或任意值组成的范围值。

9、优选地，所述生物酶为催化蛋白质(或多肽)之间发生共价交联的谷氨酰胺转氨酶。

10、优选地，所述治疗肌少症的药物选自雄激素、生长激素、选择性雄激素受体调节剂、肌肉生长抑素中和抗体和激活素ⅱb型受体阻断剂类中的一种或任意几种；

11、所述雄激素包括脱氢表雄酮、雄烯二酮和睾酮等。

12、优选地，所述溶剂为无菌pbs溶液或无菌生理盐水溶液；

13、所述无菌pbs溶液的ph值为7.2～7.4；

14、所述无菌生理盐水溶液为质量分数0.9％的氯化钠水溶液。

15、本发明还提供了所述载药微针的制备方法，包括如下步骤：

16、s1、将紫外光照射后的所述明胶、所述羧甲基壳聚糖、所述细菌纤维素、所述治疗肌少症的药物与所述溶剂混合，经溶解得到混合物；

17、s2、向所述混合物中加入紫外光照射后的所述聚谷氨酸和所述生物酶，混合得到所述水凝胶复合溶液；

18、s3、将所述水凝胶复合溶液倒入微针模具中，经固化即得所述载药微针。

19、上述的制备方法中，所述紫外光照射的条件为：照射强度为20～30w/cm2，在室温的条件下照射12～24h。

20、上述的制备方法中，步骤s1中，在35～40℃的条件下加热30～60min，以加速溶解。

21、其中，所述微针模具的针尖为10～15μm，针长为1000～1200μm。

22、本发明方法制备得到的载药微针需经过紫外光照射12～24小时后无菌保存，紫外光照射的强度可为30w/cm2。

23、本发明所提供的载药微针使用时可根据病人不同的情况加入特定的治疗肌少症的药物。

24、本发明载药微针使用时，病人可以将载药微针自主分区灵活无痛附着在负重的关键肌肉处；给药剂量灵活调节，可以通过改变给药面积来调节剂量；药物穿透角质层到达真皮层，透皮吸收速率稳定，提高了药物利用度。

25、本发明提供的用于肌少症治疗的新型微针给药系统，具备良好生物相容性，并且可以实现常温药物包埋，长期定点缓释药物。

26、本发明具有以下显著的有益效果：

27、(1)控制微针长度可避免触及毛细血管和神经末梢，降低或消除疼痛感，减少因为针头污染导致的感染，且水凝胶微针系统中的壳聚糖具有天然抑菌性能；

28、(2)操作简便，给药方式便捷，病人可以自主给药，大大简化了就医过程；

29、(3)给药剂量灵活调节，可以通过改变给药面积来调节剂量；

30、(4)可以使得大分子药物穿透角质层到达真皮层，透皮吸收速率稳定，避免了口服给药可能发生的低利用度，提高了治疗效果。

技术特征：

1.一种用于治疗肌少症的载药微针，由水凝胶复合溶液制成；

2.根据权利要求1所述的载药微针，其特征在于：所述水凝胶复合溶液中，各组分的浓度如下：

3.根据权利要求1或2所述的载药微针，其特征在于：所述生物酶为谷氨酰胺转氨酶。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的载药微针，其特征在于：所述治疗肌少症的药物选自雄激素、生长激素、选择性雄激素受体调节剂、肌肉生长抑素中和抗体和激活素ⅱb型受体阻断剂类中的一种或任意几种。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的载药微针，其特征在于：所述溶剂为无菌pbs溶液或无菌生理盐水溶液；

6.权利要求1-5中任一项所述载药微针的制备方法，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述紫外光照射的条件为：照射强度为20～30w/cm2，在室温的条件下照射12～24h。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：步骤s1中，在35～40℃的条件下加热30～60min，以加速溶解。

技术总结本发明公开了一种用于治疗肌少症的载药微针及其制备方法。所述用于治疗肌少症的载药微针，由水凝胶复合溶液制成；水凝胶复合溶液由明胶、羧甲基壳聚糖、聚谷氨酸、细菌纤维素、生物酶、治疗肌少症的药物和溶剂制成。本发明提供的用于肌少症治疗的新型微针给药系统，具备良好生物相容性，并且可以实现常温药物包埋，长期定点缓释药物；可以使得大分子药物穿透角质层到达真皮层，透皮吸收速率稳定，避免了口服给药可能发生的低利用度，提高了治疗效果。技术研发人员：刘亚军,周游,石锐受保护的技术使用者：北京市创伤骨科研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/11