本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)載光敏劑的可溶性抗菌微針及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、微針已成為一種用于快速或持續(xù)釋放的微創(chuàng)且有效的透皮給藥平臺(tái)。與傳統(tǒng)的透皮貼劑相比，微針可以穿透角質(zhì)層，并通過(guò)表皮提供管道，從而可以高效方便地將各種療法輸送到皮膚中。可溶性微針是由可溶性或可降解的高分子材料制成的。在給藥過(guò)程中，藥物會(huì)在可溶性微針內(nèi)的高分子材料溶解或降解后釋放出來(lái)。這種微針的制備方法簡(jiǎn)單、溫和，且安全性高、載藥率高，因此被視為一種非常有前景的給方式。

2、金黃色葡萄球菌(s.aureus)是一種重要的人畜共患病原體，傳統(tǒng)的抗生素治療因耐藥性和副作用問(wèn)題而受到限制。光動(dòng)力抗菌治療(pdat)利用光敏劑在激發(fā)光照射下產(chǎn)生活性氧自由基(ros)，有效殺滅細(xì)菌，成為治療細(xì)菌感染的有前途的方法之一。然而，由于常見(jiàn)光敏劑的水溶性較差，容易在生理環(huán)境中聚集，這導(dǎo)致pdat效果減弱。光敏劑的親水性和兩親離子性導(dǎo)致其在皮膚的滲透性差，而其低溶解度進(jìn)一步限制了在透皮給藥時(shí)的生物利用度。這可能導(dǎo)致藥物無(wú)法有效吸收和發(fā)揮作用，從而影響藥物的穿透性和降低療效。

3、盡管多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)采用水溶性光敏劑負(fù)載于微針中以提升皮膚滲透性，但常見(jiàn)光敏劑在實(shí)際應(yīng)用中往往存在溶解性差和穩(wěn)定性不足的問(wèn)題。因此，通常需要使用毒性較高的有機(jī)溶劑來(lái)溶解不溶于水的光敏劑，而有些有機(jī)溶劑無(wú)法完全去除，這不僅增加了安全風(fēng)險(xiǎn)，還限制了微針的臨床適應(yīng)性。

4、此外，微針的制備當(dāng)前面臨許多挑戰(zhàn)，微針的高度、直徑和間距要求非常精確，傳統(tǒng)的制備方法(如模壓、蝕刻等)可能難以滿(mǎn)足高精度和高重復(fù)性的要求。

5、面投影微立體光刻作為一種新興技術(shù)，憑借其定制化、快速制造、低成本大成型面積和高加工精度的優(yōu)勢(shì)，成為制造高精度微針的理想選擇。而將微針制備與微立體光刻相結(jié)合，可以利用其高分辨率、靈活的設(shè)計(jì)能力和多材料工藝，顯著改善微針制造的效率和質(zhì)量，從而推動(dòng)微針技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)和藥物遞送等領(lǐng)域的應(yīng)用。

6、因此，該發(fā)明在提高光動(dòng)力抗菌治療效果、安全性及微針制造方面具有顯著意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的不溶于水的光敏劑水溶性差導(dǎo)致的抗菌效果減弱和皮膚滲透性差的問(wèn)題，而提供一種負(fù)載光敏劑的可溶性抗菌微針及其制備方法。

2、本發(fā)明提供一種負(fù)載光敏劑的可溶性抗菌微針，該微針由襯底和位于襯底上的可溶性聚合物針尖組成，針尖內(nèi)載有光敏劑，且襯底與針尖為一體成型結(jié)構(gòu)；

3、所述光敏劑為5,5-二氟-2,8-二碘-1,3,7,9-四甲基-10-苯基-5h-二吡咯并[1,2-c:2',1'-f][1,3,2]二氮雜硼烷-4-鎓-5-脲i-bdp；

4、所述可溶性聚合物為聚乙烯吡咯烷酮。

5、本發(fā)明提供一種負(fù)載光敏劑的可溶性抗菌微針的制備方法，包括以下步驟：

6、步驟一：使用面投影微立體光刻制備htl樹(shù)脂微針陽(yáng)模；

7、步驟二：制備聚二甲基硅氧烷(pdms)微針陰模；

8、步驟三：將i-bdp均勻分散在無(wú)水乙醇溶液中，溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮溶解，形成有i-bdp和聚乙烯吡咯烷酮的溶液；

9、步驟四：將步驟三得到的有i-bdp和聚乙烯吡咯烷酮的溶液滴在該聚二甲基硅氧烷(pdms)微針陰模的表面，在真空環(huán)境中使藥物進(jìn)入模具尖端，回收多余溶液；在上述已載有光敏劑i-bdp和聚乙烯吡咯烷酮的聚二甲基硅氧烷(pdms)模具上加入聚乙烯吡咯烷酮溶液，在真空下使可溶性聚合物溶液填滿(mǎn)模具；靜置后干燥，隨后將聚二甲基硅氧烷(pdms)微針陰模剝離，得到微針。

10、優(yōu)選的，所述的步驟一中，使用面投影微立體光刻制備htl樹(shù)脂微針陽(yáng)模，z軸分辨率為5μm，針尖設(shè)計(jì)為圓錐形，將針尖以600μm的中心到中心間距放置，并排列成10×10陣列，微針含10×10共100根針尖，針高100-2000μm，針底寬50-600μm，針心間距100-2000μm，將所得模具浸泡在異丙醇中過(guò)夜，并在80-100℃烘箱中干燥8-20h，之后，將紫外光投射到兩個(gè)模具的每個(gè)面上至少2h。

11、優(yōu)選的，步驟二所述的制備聚二甲基硅氧烷(pdms)微針陰模，具體為：

12、將聚二甲基硅氧烷(pdms)和固化劑置于燒杯中，攪拌5-8min，然后放入真空罐中，除去氣泡，得到混合物，將打印的htl樹(shù)脂微針陽(yáng)模貼在培養(yǎng)皿底部，然后將上述混合物倒在培養(yǎng)皿中，使其厚度為3-4mm；將培養(yǎng)皿放入真空罐中，以除盡混合物中氣泡，80-100℃下加熱1-2h使聚二甲基硅氧烷(pdms)固化；冷卻后將固化的聚二甲基硅氧烷(pdms)與htl樹(shù)脂微針陽(yáng)模剝離，即得到聚二甲基硅氧烷(pdms)微針陰模。

13、優(yōu)選的，所述的聚二甲基硅氧烷(pdms)和固化劑質(zhì)量比為10:1。

14、優(yōu)選的，所述的步驟三有i-bdp和聚乙烯吡咯烷酮的溶液中i-bdp的濃度為0.5-2mg/ml，所述聚乙烯吡咯烷酮的濃度為100-200mg/ml，所述聚乙烯吡咯烷酮的數(shù)均分子量為130kda。

15、本發(fā)明的有益效果

16、本發(fā)明提供一種負(fù)載光敏劑的可溶性抗菌微針及其制備方法，本發(fā)明通過(guò)使用綠光激發(fā)的光敏劑i-bdp，由于綠光的穿透深度較淺，相對(duì)較少影響周?chē)＝M織，因此在治療表層皮膚感染時(shí)，具有較好的組織保護(hù)性。通過(guò)選擇毒性相對(duì)較低的無(wú)水乙醇溶液作為溶劑溶解光敏劑，替代傳統(tǒng)的二氯甲烷或二甲基亞砜，并采用能夠在無(wú)水乙醇溶液中良好溶解的聚乙烯吡咯烷酮，有效增強(qiáng)了光敏劑的負(fù)載能力，改善了其穩(wěn)定性和生物相容性，從而解決了光動(dòng)力治療中光敏劑水溶性差導(dǎo)致的抗菌效果減弱和皮膚滲透性差的問(wèn)題。

17、另外，本發(fā)明利用面投影微立體光刻技術(shù)，該方法結(jié)合了高分辨率和靈活設(shè)計(jì)能力，顯著改善微針制造的效率和質(zhì)量，確保了制備的微針在結(jié)構(gòu)和功能上的優(yōu)越性能。

技術(shù)特征：

1.一種負(fù)載光敏劑的可溶性抗菌微針，其特征在于，該微針由襯底和位于襯底上的可溶性聚合物針尖組成，針尖內(nèi)載有光敏劑，且襯底與針尖為一體成型結(jié)構(gòu)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負(fù)載光敏劑的可溶性抗菌微針的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種負(fù)載光敏劑的可溶性抗菌微針的制備方法，其特征在于，所述的步驟一中，使用面投影微立體光刻制備htl樹(shù)脂微針陽(yáng)模，z軸分辨率為5μm，針尖設(shè)計(jì)為圓錐形，將針尖以600μm的中心到中心間距放置，并排列成10×10陣列，微針含10×10共100根針尖，針高100-2000μm，針底寬50-600μm，針心間距100-2000μm，將所得模具浸泡在異丙醇中過(guò)夜，并在80-100℃烘箱中干燥8-20h，之后，將紫外光投射到兩個(gè)模具的每個(gè)面上至少2h。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種負(fù)載光敏劑的可溶性抗菌微針的制備方法，其特征在于，步驟二所述的制備聚二甲基硅氧烷微針陰模，具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種負(fù)載光敏劑的可溶性抗菌微針的制備方法，其特征在于，所述的聚二甲基硅氧烷和固化劑質(zhì)量比為10:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種負(fù)載光敏劑的可溶性抗菌微針的制備方法，其特征在于，所述的步驟三有i-bdp和聚乙烯吡咯烷酮的溶液中i-bdp的濃度為0.5-2mg/ml，所述聚乙烯吡咯烷酮的濃度為100-200mg/ml，所述聚乙烯吡咯烷酮的數(shù)均分子量為130kda。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種負(fù)載光敏劑的可溶性抗菌微針及其制備方法，屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域。該微針由襯底和位于襯底上的可溶性聚合物針尖組成，針尖內(nèi)載有光敏劑，且襯底與針尖為一體成型結(jié)構(gòu)；所述光敏劑為5,5?二氟?2,8?二碘?1,3,7,9?四甲基?10?苯基?5H?二吡咯并[1,2?C:2',1'?F][1,3,2]二氮雜硼烷?4?鎓?5?脲；所述可溶性聚合物為聚乙烯吡咯烷酮。本發(fā)明通過(guò)使用綠光激發(fā)的光敏劑I?BDP，由于綠光的穿透深度較淺，相對(duì)較少影響周?chē)＝M織，因此在治療表層皮膚感染時(shí)，具有較好的組織保護(hù)性。

技術(shù)研發(fā)人員：徐斌,劉琳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：吉林大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24