中空镁金属微针及其制备方法与流程

本发明涉及生物医用材料，尤其涉及一种中空镁金属微针及其制备方法。

背景技术：

1、经皮给药是一种通过皮肤将药物输送到体内的传统方法，它依赖于药物通过皮肤自然扩散的被动型机制。然而，角质层的存在不仅阻止了大分子药物成分的穿透，同时也限制了药物透过皮肤的剂量，导致难以实现快速治疗的效果。为了克服这些限制，微针技术应运而生。

2、微针是一种长度小于1000μm的微小针，它们规则排列在基板或背衬上，能够无痛地穿透皮肤最外层的角质层，并在其中形成通道，从而便于大分子或药物的快速传递。微针的应用范围广泛，包括药物输送、疫苗注射以及生物传感器等。微针技术已在皮肤领域得到广泛应用，例如美容行业中的微针滚轮。

3、目前，金属微针因其结构强度高而受到青睐，但它们也存在一些明显的缺点。常见的金属实体微针制备工艺复杂，成本较高，通常需要通过微加工、刻蚀、激光切割、电镀或3d打印等方式制造。金属微针的药物负载能力有限，难以充分发挥其作用。金属微针通常作为递送药物的辅助工具，采用“先扎再涂覆”的操作方式，即先用金属微针在皮肤上形成微小孔道，然后拔出微针并在皮肤上涂覆有效成分或药物，这一过程较为繁琐。由于皮肤组织的高弹性和自愈合特性，微孔道很快就会变小并在几十分钟内闭合。此外，在扎入和拔出微针的过程中，微生物和细菌可能通过微孔进入皮肤下层，造成安全隐患。目前市场上的金属微针，如不锈钢微针、钛合金微针和镍合金微针等，微针拔出后，仍具有微小的固体、金属片段残留于皮肤内，同样会引发皮肤的感染及验证等。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种中空镁金属微针及其制备方法。

2、本发明的一方面，提供一种中空镁金属微针，所述中空镁金属微针包括基板和设置于所述基板的针体；其中，所述针体呈三角形，所述针体与所述基板之间呈一角度，所述角度为85°～95°；所述针体的中部设置有一沟槽，所述沟槽将所述针体一分为二，从针尖的位置垂直于针尾并延伸至所述基板所在的平面。

3、优选的，所述基板与所述针体为一体成型。

4、优选的，所述基板与所述针体的厚度为0.05～0.3mm。

5、优选的，所述针体为等腰三角形，且所述针体的顶角为20～90°，针体的高度为400μm～800μm，且针尾的宽度为100～800μm。

6、优选的，所述沟槽的宽度为10～40μm，且位于基板上的沟槽长度为10～40μm。

7、优选的，所述镁金属为纯镁或镁合金；其中，所述镁合金的含量质量百分比99.1％～99.9％。

8、本发明的另一方面，提供一种用于上述所述的中空镁金属微针的制备方法，包括：

9、准备镁金属薄片；

10、在镁金属薄片上利用激光雕刻技术切割基板，在基板上切割出三角形针体的两条边，以形成针尖，接着从针尖向到垂直于针尾的方向切割出沟槽，且所述沟槽的长度超出所述针尾的位置；

11、通过热压机将三角形针体的区域进行冲压，使针体与基板呈85～95°的夹角；

12、清洗以及灭菌处理。

13、优选的，在切割时，采用nd:yag激光器，功率200～500w，氩气保护。

14、优选的，热压机的加热温度范围为180～220℃，加压压力范围为1～3mpa。

15、优选的，在环氧乙烷中灭菌，环氧乙烷浓度450～800mg/l，灭菌时间1～2h，灭菌温度50～60℃。

16、本发明的中空镁金属微针，利用镁或镁合金的生物相容性和生物可降解性能，并且可以产生促进成纤维细胞迁移和抗炎抑菌的镁离子和氢气，赋予了金属微针多功能性的特性。中空的三角形状微针结构，保证扎入皮肤后镁微针可以形成利于有高分子或药物持续输送的微孔，无需拔出，保证储药库的高分子或者药物持续输送。

技术特征：

1.一种中空镁金属微针，其特征在于，所述中空镁金属微针包括基板和设置于所述基板的针体；其中，所述针体呈三角形，所述针体与所述基板之间呈一角度，所述角度为85°～95°；所述针体的中部设置有一沟槽，所述沟槽将所述针体一分为二，从针尖的位置垂直于针尾并延伸至所述基板所在的平面。

2.如权利要求1所述的中空镁金属微针，其特征在于，所述基板与所述针体为一体成型。

3.如权利要求2所述的中空镁金属微针，其特征在于，所述基板与所述针体的厚度为0.05～0.3mm。

4.如权利要求1所述的中空镁金属微针，其特征在于，所述针体为等腰三角形，且所述针体的顶角为20～90°，针体的高度为400μm～800μm，且针尾的宽度为100～800μm。

5.如权利要求1所述的中空镁金属微针，其特征在于，所述沟槽的宽度为10～40μm，且位于基板上的沟槽长度为10～40μm。

6.如权利要求1所述的中空镁金属微针，其特征在于，所述镁金属为纯镁或镁合金；其中，所述镁合金的含量质量百分比99.1％～99.9％。

7.一种用于权利要求1～6中任一项所述中空镁金属微针的制备方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在切割时，采用nd:yag激光器，功率200～500w，氩气保护。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，热压机的加热温度范围为180～220℃，加压压力范围为1～3mpa。

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在环氧乙烷中灭菌，环氧乙烷浓度450～800mg/l，灭菌时间1～2h，灭菌温度50～60℃。

技术总结本发明提供一种中空镁金属微针及其制备方法。所述中空镁金属微针包括基板和设置于所述基板的针体；其中，所述针体呈三角形，所述针体与所述基板之间呈一角度，所述角度为85°～95°；所述针体的中部设置有一沟槽，所述沟槽将所述针体一分为二，从针尖的位置垂直于针尾并延伸至所述基板所在的平面。本发明的中空镁金属微针利用镁金属的生物相容性和生物可降解性能，可以产生促进成纤维细胞迁移和抗炎抑菌的镁离子和氢气，赋予了金属微针多功能性的特性。同时由于该微针为中空的三角形状微针结构，保证扎入皮肤后可以形成利于有高分子或药物持续输送的通道，保证储药库的高分子或者药物持续输送。技术研发人员：杨玮,肖杰受保护的技术使用者：西安卓恰新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18