聚合物可降解微针透皮给药系统的设计与制备
发布时间：2020-11-02 21:07
糖尿病作为世界上最古老的疾病之一,已经成为人们长期关注的焦点。自20世纪早期以来,用于治疗糖尿病的方法一直在改善。尽管最近几十年来糖尿病治疗方法已经取得了较大的进展,但每天反复的血糖检测和药物注射仍然会使糖尿病患者感到痛苦。最近,微针透皮给药系统受到极大地关注,因为它提供了一种无痛且微创的方法进行给药即利用其微小的针头刺穿皮肤的最外层-角质层,然后使药物进入体内发挥作用。其中,由可溶解或可降解聚合物制成的微针具有很大的应用前景。因为它们可以在皮肤内完全地溶解或降解,同时释放针体负载的药物。本论文采用不同的聚合物制备可降解微针用于糖尿病的治疗,并进一步开发了近红外光(NIR)触发药物释放的微针透皮给药系统。同时论文对药物释放特性和对糖尿病大鼠的透皮药物递送进行了研究。具体包括三部分内容:1.制备了以半水合硫酸钙和明胶为原料,以戊二醛作为交联剂对明胶进行交联的聚合物可降解微针贴片,贴片上的针体具有高纵横比且基底为柔性。微针表现出优异的机械性能,断裂力可以达到0.4 N/针。实验通过将糖尿病药物胰岛素装载在微针贴片中,以糖尿病SD大鼠作为体内模型,研究了通过微针贴片透皮递送胰岛素对糖尿病大鼠的降血糖作用。利用载有胰岛素的微针贴片对糖尿病大鼠进行给药后,通过微针贴片释放胰岛素对糖尿病大鼠具有明显且有效的降血糖效果,并且与皮下注射的效果相比更加的持久。结果表明通过所制备的微针贴片对胰岛素进行透皮给药在糖尿病治疗中具有潜在的应用价值。2.以改性海藻酸钠和透明质酸钠为基础制备聚合物微针贴片,用于透皮递送胰岛素。所制备的微针表现出优异的机械强度可以穿透皮肤并具有良好的降解性以释放负载的胰岛素。通过在皮肤组织上应用载有罗丹明B的微针贴片以测定其体外皮肤插入能力,并通过组织切片观察刺入深度。共聚焦激光扫描显微镜图像显示罗丹明B和异硫氰酸荧光素(FITC)标记的胰岛素可以从刺入部位逐渐扩散到更深的组织。接着通过体内药物释放研究以估计载有胰岛素的微针贴片在糖尿病SD大鼠上进行血糖调节的可行性。结果表明制备的微针贴片通过透皮递送胰岛素的方式在糖尿病治疗的应用中具有光明的前景。3.通过分步成型的方法制备了近红外光触发药物释放的可分离微针贴片。将光热转化因子(普鲁士蓝纳米粒子,PB NPs)和降血糖药物(二甲双胍)装载在聚己内酯(PCL)制备的针尖中。由于PB NPs的光热转化能力,在近红外光(NIR)照射下,制备的微针表现出优异的光热转换性能使微针针尖熔化。当贴片应用于皮肤时,基底部分吸收皮肤间质液后溶解,使微针针尖得以埋在皮肤中。当埋在皮肤中的微针针尖受到近红外光照射时,针尖经历从固态到液态的快速融化,因而使得按需控制药物释放的时间和剂量成为可能。结果表明制备的的近红外光触发药物释放的可分离微针是理想的透皮给药系统,使患者或医生以主动的方式精确控制给药成为可能,从而有助于提高治疗效率并减少治疗的副作用。
【学位单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O631;TH77
【部分图文】：
图 1.1 固体微针、涂层微针、可溶解微针和中空微针（A）应用于皮肤和（B）递送药物示意图[9]Fig. 1.1 Four methods of drug delivery to the skin using microneedles (MN). Microneedles are firstapplied to the skin (A) and then used for drug delivery (B).[9]1.3.1 人体皮肤的结构众所周知，皮肤是人体最大的器官，是使人体免受侵袭的第一道防线。如图1.2 所示，人体皮肤由表皮（Epidermis）、真皮（Dermis）以及皮下组织（Subcutaneoustissue）三部分所构成。根据人或者部位的不同，皮肤总厚度在 0.5 mm~4 mm 之间。表皮作为皮肤的最外层，能够防止体内水分流失，抵抗病原体的侵入，起到了最主要的保护作用。表皮由角质层（Stratumcorneum）、透明层（Stratumlucidum）、颗粒层（Stratumgranulosum）、棘皮层（Stratum spinosum） 以及生发层（Stratumgerminativum）这 5 层所构成，是透皮给药系统药物进入体内并发挥作用的最大
皮肤是人体最大的器官，是使人体免受侵袭的第一道防线。如图1.2 所示，人体皮肤由表皮（Epidermis）、真皮（Dermis）以及皮下组织（Subcutaneoustissue）三部分所构成。根据人或者部位的不同，皮肤总厚度在 0.5 mm~4 mm 之间。表皮作为皮肤的最外层，能够防止体内水分流失，抵抗病原体的侵入，起到了最主要的保护作用。表皮由角质层（Stratumcorneum）、透明层（Stratumlucidum）、颗粒层（Stratumgranulosum）、棘皮层（Stratum spinosum） 以及生发层（Stratumgerminativum）这 5 层所构成，是透皮给药系统药物进入体内并发挥作用的最大阻碍。真皮则位于表皮和皮下组织之间，由结缔组织组成，可以缓冲身体的压力和张力。真皮层中存在着许多神经末梢，能够传递触摸、温度等的感受。同时，它还含有毛囊（Hairfolicles）、皮脂腺（Sebaceousglands）、汗腺（Sweatgland）、淋巴管和血管等结构。药物到达真皮层，即可通过毛细血管进入血液循环。皮下组织由疏松的结缔组织和弹性蛋白组成，主要的作用是连接皮肤和皮下的肌肉或者骨头，其中包含了大量的脂肪细胞（皮下组织含有人体 50%的体脂）。
图 1.3 硅材料微针阵列[8]图 1.4 不锈钢微针[12]Fig. 1.3 Solid silicon microneedle arrays.[8]Fig. 1.4 Solid stainless steel microneedle.[12]金属材料具有极佳的硬度，金属微针通常采用不锈钢、钛、镍等金属进行制作，如，Omatsu 等[11]首次利用激光烧灼法在金属钛上制作了高度超过 10 μm，顶端直径小于 5μm 的微针阵列。Verbaan 等[12]探究了长度在 300μm 以内的不锈钢微针在冲击插入下对人体皮肤的增强穿透效应。在过去的十几年里，金属微针受到美容行业的极大地热捧，一大批产品被批准进入市场，例如，美国 Clinicalresolution Laboratory 公司的 Microneedle Therapy System 系列、德国 DelmarollerGmbH 的 Delmaroller System 系列等，他们利用滚轮型或者印章型的金属微针戳在皮肤上形成大量的微通道，从而使美容药液可以更好的导入皮肤内。聚合物微针通常采用聚乳酸（PLA）、聚羟基乙酸（PGA）、聚乳酸羟基乙酸共聚物（PLGA）等生物相容性较好的材料，能够较好地克服安全性的问题，
【参考文献】
本文编号：2867572
【学位单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O631;TH77
【部分图文】：
图 1.1 固体微针、涂层微针、可溶解微针和中空微针（A）应用于皮肤和（B）递送药物示意图[9]Fig. 1.1 Four methods of drug delivery to the skin using microneedles (MN). Microneedles are firstapplied to the skin (A) and then used for drug delivery (B).[9]1.3.1 人体皮肤的结构众所周知，皮肤是人体最大的器官，是使人体免受侵袭的第一道防线。如图1.2 所示，人体皮肤由表皮（Epidermis）、真皮（Dermis）以及皮下组织（Subcutaneoustissue）三部分所构成。根据人或者部位的不同，皮肤总厚度在 0.5 mm~4 mm 之间。表皮作为皮肤的最外层，能够防止体内水分流失，抵抗病原体的侵入，起到了最主要的保护作用。表皮由角质层（Stratumcorneum）、透明层（Stratumlucidum）、颗粒层（Stratumgranulosum）、棘皮层（Stratum spinosum） 以及生发层（Stratumgerminativum）这 5 层所构成，是透皮给药系统药物进入体内并发挥作用的最大
皮肤是人体最大的器官，是使人体免受侵袭的第一道防线。如图1.2 所示，人体皮肤由表皮（Epidermis）、真皮（Dermis）以及皮下组织（Subcutaneoustissue）三部分所构成。根据人或者部位的不同，皮肤总厚度在 0.5 mm~4 mm 之间。表皮作为皮肤的最外层，能够防止体内水分流失，抵抗病原体的侵入，起到了最主要的保护作用。表皮由角质层（Stratumcorneum）、透明层（Stratumlucidum）、颗粒层（Stratumgranulosum）、棘皮层（Stratum spinosum） 以及生发层（Stratumgerminativum）这 5 层所构成，是透皮给药系统药物进入体内并发挥作用的最大阻碍。真皮则位于表皮和皮下组织之间，由结缔组织组成，可以缓冲身体的压力和张力。真皮层中存在着许多神经末梢，能够传递触摸、温度等的感受。同时，它还含有毛囊（Hairfolicles）、皮脂腺（Sebaceousglands）、汗腺（Sweatgland）、淋巴管和血管等结构。药物到达真皮层，即可通过毛细血管进入血液循环。皮下组织由疏松的结缔组织和弹性蛋白组成，主要的作用是连接皮肤和皮下的肌肉或者骨头，其中包含了大量的脂肪细胞（皮下组织含有人体 50%的体脂）。
图 1.3 硅材料微针阵列[8]图 1.4 不锈钢微针[12]Fig. 1.3 Solid silicon microneedle arrays.[8]Fig. 1.4 Solid stainless steel microneedle.[12]金属材料具有极佳的硬度，金属微针通常采用不锈钢、钛、镍等金属进行制作，如，Omatsu 等[11]首次利用激光烧灼法在金属钛上制作了高度超过 10 μm，顶端直径小于 5μm 的微针阵列。Verbaan 等[12]探究了长度在 300μm 以内的不锈钢微针在冲击插入下对人体皮肤的增强穿透效应。在过去的十几年里，金属微针受到美容行业的极大地热捧，一大批产品被批准进入市场，例如，美国 Clinicalresolution Laboratory 公司的 Microneedle Therapy System 系列、德国 DelmarollerGmbH 的 Delmaroller System 系列等，他们利用滚轮型或者印章型的金属微针戳在皮肤上形成大量的微通道，从而使美容药液可以更好的导入皮肤内。聚合物微针通常采用聚乳酸（PLA）、聚羟基乙酸（PGA）、聚乳酸羟基乙酸共聚物（PLGA）等生物相容性较好的材料，能够较好地克服安全性的问题，
【参考文献】
相关期刊论文 前5条
1 卢望丁;罗华菲;张晓红;朱壮志;王浩;;微针在透皮给药系统研究中的进展[J];中国医药工业杂志;2013年11期
2 郑秀婷;张亚军;李慧中;庄俭;吴大鸣;;医用聚合物柔性皮肤给药微针的研究进展[J];塑料;2011年06期
3 程爱萍;;胰岛素强化治疗中低血糖反应的原因及对策[J];临床护理杂志;2010年01期
4 唐国春;詹晓平;陈思静;毛振民;;微针经皮给药技术[J];药学进展;2007年09期
5 傅新,焦峰,谢海波;一种用于药物释控系统的微针阵列及其制作方法的研究[J];工程设计学报;2004年04期
本文编号：2867572
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