一种掺杂手性分子微针的制备方法及应用

本发明属于经皮给药，涉及一种掺杂手性分子微针的制备方法及应用。

背景技术：

1、角质层被认为是药物和化妆品通过皮肤有效输送的强大屏障，这限制了多种物质的经皮递送。因此，已经研究了各种策略来克服这一屏障并增强药物分子在皮肤中的传递，这些策略包括声泳、热泳、磁泳、电穿孔等。尽管这些策略有效，但由于在临床环境中实施这些策略的成本和复杂性，这些技术存在一定的不易实施性。

2、为了克服传统透皮或局部给药方法的缺点，研究人员已经探索了替代技术，可以改善皮肤渗透性差的高分子量药物和大分子的递送。其中一种技术是皮下注射，可以快速直接地将各种分子输送到体内。然而，安全的针头处理、技术培训、有限的患者依从性以及通过针头重复使用传播血源性病原体一直是主要问题。尽管如此，由于使用针头直接注射有许多好处，研究人员提出减小针头的尺寸，以便将与针头有关的疼痛降至最低，同时仍然能够输送广泛的药物和生物分子。微针被描述为皮下注射针和透皮贴片之间的混合体，是一种生物医学设备，正在慢慢地彻底改变透皮和皮内给药领域。虽然微针的第一个专利是在1976年申请的，但直到1998年，微针才被用作给药技术。

3、皮下注射的填充剂需要通过注射器注射才能透过皮肤最表层进入特定部位，会使患者具有较强的疼痛感，并且需要专业人士进行操作；而微针这种形式的制剂几乎无损伤性、无痛感、患者依从性高；使用方便剂量稳定、可控性强；生物利用度高，成本低；除此之外，还可以让患者自行操作，方便安全。微针可以用来递送大分子等填充剂制备过程无法掺杂递送的分子；制备微针中还需要解决模具设计问题才能满足微针制备的要求，即通过微纳米级器件制备出微针。微针的优点之一是插入皮肤后的无痛性。此外，有研究强调该设备具有微创性，可以忽略微生物进入皮肤的影响。此外，最近的临床试验数据支持使用微针作为潜在有效和安全的给药系统。同时，微针也越来越多被用来递送细胞或者活性物质。

4、专利cn 114042193 b公开了一种注射用交联透明质酸钠凝胶填充剂，该专利虽然利用手性氨基酸衍生物组装形成的手性螺旋纳米纤维结构可以来促进真皮层成纤维细胞增殖和胶原蛋白分泌，但其效果有限，仍然无法满足干预瘢痕修复的要求。此外，该专利选取的透明质酸钠需要先将其溶解在氢氧化钠溶液中，而后加入交联剂反应，最后还需要进行清洗纯化以去除氢氧化钠等生物相容性不好的物质；而在微针的制备中，由于微针可以在插入特定部位后降解或者溶解，因此不能涉及到洗涤的步骤，制备微针的预溶液最好是直接溶胀或者溶解在无菌pbs、无菌去离子水或者无菌生理盐水中的成分。因此，该专利使用交联剂反应较长时间，制备过程较为复杂，并且制备的复合填充剂不适用于微针制备。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术的缺点与不足，提供一种掺杂手性分子微针的制备方法及应用。本发明意外发现l/dpf、l/dpfeg等手性分子与透明质酸、聚乙烯醇、左旋聚乳酸等聚合物具有协同作用，可以显著提高l929细胞或hacat细胞的增殖，促进胶原蛋白分泌，满足瘢痕干预修复的要求；并且选用的聚合物无需溶于氢氧化钠溶液，避免了洗涤的步骤，更适用于微针制备。

2、本发明的目的可以通过以下方案来实现：

3、第一方面，本发明提供一种掺杂手性分子微针的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

4、s1、将手性分子分散在预凝胶溶液中，得到复合预凝胶溶液；

5、s2、将复合预凝胶溶液凝固形成微针针尖，再将预凝胶溶液涂覆于针尖底部，凝固形成微针基质层，得到掺杂手性分子微针。

6、作为本发明的一个实施方案，步骤s1中，所述预凝胶溶液为聚合物溶液。

7、进一步地，所述聚合物包括透明质酸、聚乙烯醇、左旋聚乳酸中的至少一种。

8、进一步地，所述透明质酸的分子量为3000-5000da；聚乙烯醇的分子量为2000-5000da；左旋聚乳酸的分子量为2000-5000da。

9、进一步地，所述预凝胶溶液中的溶剂包括去离子水。

10、作为本发明的一个实施方案，步骤s1中，所述预凝胶溶液的浓度为20wt％-50wt％。若浓度过低，制得的微针不具备足够的力学强度刺入皮肤；若浓度过高，会使得微针成本较高，降低性价比。

11、作为本发明的一个实施方案，步骤s1中，所述手性分子为氨基酸衍生物，手性分子包括lpf、dpf、lpfeg、dpfeg中的至少一种。

12、进一步地，所述lpf和dpf的结构式如式i所示：

13、

14、所述lpfeg和dpfeg的结构式如式ii所示：

15、

16、作为本发明的一个实施方案，步骤s1中，所述复合预凝胶溶液中手性分子的浓度为0.5-3mg/ml。当手性分子低于0.5mg/ml时，无法形成手性组装体，并无促进细胞增殖的效果；当手性分子高于3mg/ml时，观察到细胞增殖有下降的趋势，没有促进细胞增殖的效果。

17、作为本发明的一个实施方案，步骤s1中，复合预凝胶溶液为经加热后得到的澄清复合预凝胶溶液，加热温度为80-100℃。

18、本发明步骤s2中，采用模板法(pdms微针模具)制备掺杂手性分子的微针。

19、进一步地，步骤s2具体包括：将复合预凝胶溶液滴加至微针模具中，形成微针针尖；再向微针模具中加入预凝胶溶液(涂覆于针尖底部)，形成微针基质层，得到所述微针。

20、进一步地，微针模具可以根据实际应用需求进行合理设计，包括微针针形、微针高度、微针数量等。

21、作为本发明的一个优选实施例，所述微针模具中针形设计为圆柱形；每个针孔直径和高度分别为200-400μm和500-800μm；针与针之间以8-10×8-10排列，针与针之间距离为300-400μm。

22、作为本发明的一个实施方案，步骤s2中，将复合预凝胶溶液凝固后，负压抽真空，离心并真空干燥后，形成微针针尖。

23、进一步地，所述负压抽真空的压强为0.08-0.1pa；离心的转速为1000-2000rpm，离心的时间为2-4min；真空干燥的时间为2-6h。

24、作为本发明的一个实施方案，步骤s2中，预凝胶溶液的加入量为150-250μl。

25、作为本发明的一个实施方案，步骤s2中，形成微针基质层后，完全干燥后，从模具上取下，得到微针。

26、第二方面，本发明提供了一种如所述制备方法得到的掺杂手性分子微针。

27、第三方面，本发明提供了一种所述掺杂手性分子微针在制备用于伤口愈合和/或瘢痕干预的产品中的应用。

28、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

29、1、本发明意外发现l/dpf、l/dpfeg等手性分子与透明质酸、聚乙烯醇、左旋聚乳酸等聚合物具有协同作用，可以显著提高l929细胞或hacat细胞的增殖，促进胶原蛋白分泌，从而满足瘢痕干预修复的要求。

30、2、本发明选用的聚合物无需溶于氢氧化钠溶液，避免了洗涤的步骤，更适用于微针制备；同时所述聚合物为小分子聚合物，其更有利于皮肤的吸收，能够达到更好的瘢痕干预修复效果。

31、3、本发明通过模具制备掺杂手性分子微针的方法，解决了材料制备复杂、给药形式单一、患者疼痛性强的问题，并提供了其在伤口愈合和瘢痕干预中的潜在应用价值。