1.本发明涉及一种生物医用材料领域，特别是一种载糖皮质激素的可溶性微针及其制备方法。
背景技术：2.微针给药是一种结合皮下注射与皮肤贴片双重优点的微侵袭透皮给药方式。微针刺穿皮肤表皮的角质层后形成了微小通道，药物沿着该通道进入皮肤，提高了其渗透率和在特定部位的蓄积；同时微针又不触及分布有痛觉神经的真皮层，从而不会引起疼痛，也不会引起皮肤损伤；所以微针给药是一种安全、有效、无痛感的经皮给药方式。微针以其高效、安全、无痛感等优势在经皮给药领域中得到了广泛的应用。
3.可溶性微针是以可溶性、可降解高分子材料制备的微针。在给药过程中，药物在可溶性微针中高分子材料溶解或者降解后被释放出来。可溶性微针比不可溶性微针具有更好的生物相容性及更大的载药量，受到了越来越多的关注和研究。
4.口腔溃疡是口腔黏膜病中的常见病，多发病。发病人群广泛，男女及各年龄阶段均可发病。临床上的治疗以局部对症治疗为主，但由于口腔环境特殊，局部用药会受到不断分泌的唾液及咀嚼肌群运动的影响，药物在口内停留时间短，作用于病变部位的时间不足，局部有效药物浓度低，因而疗效欠佳。如果采用复方倍他米松磷酸钠注射液进行局部注射，直接对溃疡基底部进行封闭，但溃疡发生时本身就带有明显的疼痛，注射针注射时的剧烈疼痛会导致患者依从性变差。
5.中国专利cn 113332588 a(2021.9)公开了一种口腔黏膜给药的尖端载药可溶性微针贴片，由载药微针阵列和防水背衬组成，载药微针阵列仅在微针的尖端部载有药物而微针底部及贴片不没有药物，给药的浓度不够，并且患者需要在微针溶解后将贴片吐出，使用时比较麻烦。另外在制备方法中，需要在1-4℃的低温状态下，离心制备，不利于大规模的工业生产。
技术实现要素：6.本发明的目的在于提供一种载糖皮质激素的可溶性微针及其制备方法。
7.为实现本发明目的技术解决方案，本发明提供一种载糖皮质激素的可溶性微针，包括背衬层和微针阵列，背衬层和微针阵列一体成型，内含糖皮质激素类药物和可溶性聚合物。
8.进一步，糖皮质激素类药物独立选自倍他米松21-磷酸钠、倍他米松17，21-二丙酸酯、地塞米松磷酸钠或曲安奈德，或其组合。在本发明中，优选的实施例中，糖皮质激素类药物选自倍他米松21-磷酸钠、倍他米松17，21-二丙酸酯的混合物。
9.在本发明中，微针微针的载药量没有限定，它可以是临床上糖皮质激素类药物常用计量范围。优选的，倍他米松21-磷酸钠的质量浓度为1-10mg/ml，倍他米松17，21-二丙酸酯的质量浓度为1-15mg/ml。在本发明优选的实施例中，倍他米松21-磷酸钠的质量浓度
2mg/ml，倍他米松17，21-二丙酸酯的质量浓度5mg/ml。
10.可溶性聚合物需具有良好的水溶性和生物相容性材料，选自透明质酸(ha)、明胶、丝素蛋白(蚕丝蛋白)、糊精、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、软骨硫磺素、葡聚糖、海藻酸钠、支链淀粉、麦芽糖、聚υ-谷氨酸或聚乙烯吡咯烷酮、或其组合。优选的，可溶性聚合物选自透明质酸。通常情况下，低分子量聚合物在水中可以快速溶解。因此，本发明优选采用择重均分子量为10～100kda的透明质酸，更优选的透明质酸的重均分子量为40～100kda。
11.透明质酸的质量浓度为30mg/ml。
12.上述载糖皮质激素的可溶性微针的技术方案中，微针的形状和微针中微针的密度等可根据实际应用需求通过调整微针模具的尺寸进行调整。微针主体呈棱锥形，圆锥形，类圆锥形，为了保持该微针的机械强度，微针长度为300-1000μm，微针的底面直径与微针高度之比为1:(2-3)，相邻微针针尖间距为500-1200μm。优选的，微针长度为700μm，底径为300μm，相邻所述微针针尖间距为600μm。
13.相应的，本发明提供一种载糖皮质激素的可溶性微针的制备方法，具体包括以下步骤：
14.s1、将糖皮质激素类药物、可溶性聚合物均匀分散到双蒸水溶液中得到含有糖皮质激素类药物的可溶性聚合物水溶液；
15.s2、将微针模具放入超声波清洗机清洗；
16.s3、将清洗后的模具装满超纯水，至真空环境中15-30分钟后，吸出模具中的多余水分；
17.s4、将s1得到的含有糖皮质激素类药物的可溶性聚合物水溶液填入微针模具；
18.s5、将步骤s4得到微针模具置于超声波清洗机中，超声震动10-45分钟后取出；
19.s6、常温下干燥剥离，得到载糖皮质激素的可溶性微针。
20.在步骤s2中，模具超声波清洗，可以去除模具微针孔径内的污染物，以便于包含药物的可溶性水溶液充分填入模具。超声清洗的时间没有特别需求，只要满足清洗目的即可。优选的，超声清洗时间为10-30分钟，更优选的清洗时间为15分钟。
21.作为优选，在步骤s3中真空条件常温下-0.08mpa。而合适的真空环境对于本发明药物的可溶性水溶液充分填入模具非常重要，不合适的预处理条件会使得微针没有足够的机械强度。
22.超声波震动可以使得含有药物的可溶性聚合物水溶液可以填满整个模具，从而微针获得足够的机械强度。在实际的制备过程中，可根据所处的地理环境，选择合适的超声震动时间。优选的，步骤s5中，超声震动时间为10-30分钟。当室内环境比较干燥，温度较高时，超声震动时间不低于10分钟。当室内环境阴冷，潮湿，可以适当延长超声震动的时间。但时间的把握主要取决于，超声波清洗机震动时水温的变化。时间过长，超声机器产热，导致微针模具中的微针溶液干燥，不利于微针溶液进入模具的针体部分，更不利于脱模。
23.在步骤s4与步骤s5中，微针及背衬层是一次性填满的。也可以采用分步填满的方式进行。在一实施例中，可以先将步骤1中制得的含有药物的可溶性聚合物水溶液填入模具中，刮去多余的溶液，置于超声波清洗机中，超声震动30分钟后取出；再向模具中填入含有药物的可溶性聚合物水溶液(制作背衬层)刮去多余的溶液，置于超声波清洗机中，超声震
动20-30分钟后取出；再按照相同的步骤s5、s6进行。
24.此外，在步骤s6中，干燥剥离的时间为12-72小时。更进一步的，干燥时间为12-24小时。
25.相应的，本发明提供的载糖皮质激素的可溶性微针可以用于在治疗口腔溃疡。口腔溃疡主要包括复发性阿弗他溃疡，创伤性溃疡，放化疗引起的口腔溃疡，白塞病导致的口腔溃疡。
26.本发明与现有技术相比，其显著优点是：
27.1、与现有微针相比，采用本发明的提供的载糖皮质激素的可溶性微针，在背衬层和微针中都含有药物，加大了一次性的给药量，通过单次给药，即可达到治疗目的，减少的患者的负担；
28.2、本发明提供的载糖皮质激素的可溶性微针具有良好的机械强度，还具有快速溶解特性性能，这些特点有利于该微针刺穿口腔黏膜、快速释放药物，使用该微针可有效替代黏膜下的局部注射，降低患者疼痛感，实现快速无痛的药物递送；同时，该微针使用的可溶性聚合物为生物相容性良好的高分子材料，具有作为药物递送的安全载体的潜力，并通过实验证实可溶性聚合物与糖皮质激素在生物体内相互作用，促进伤口快速愈合；
29.3、本发明提供的载糖皮质激素的可溶性微针制备方法，操作简单，条件温和，有利于大规模工业生产，同时，载药量可根据实际应用需求灵活调整。
附图说明
30.图1是本发明制备负载口腔溃疡药物的可溶性微针的制备方法示意图。
31.图2是本发明的不同真空度下制作微针照片：
32.其中图2a是实施例1制作的微针照片；图2c是对比例1制作得到的微针实物照片；图2b是对比例2制作得到的微针实物照片。
33.图3是不同透明质酸浓度制作的微针照片：
34.其中图3a是对比例3制作微针照片；图3b是对比例4制作的微针照片。
35.图4是不同超声震动时间制作的微针照片：
36.其中图4a是实施例2制作的微针照片；图4b是实施例3制作的微针照片。
37.图5是本发明的负载倍他米松17，21-二丙酸酯，倍他米松21-磷酸钠的透明质酸微针扫描电镜图。
38.图6是本发明制备的可溶性微针使用示意图。
39.图7是本发明可溶性微针透皮效果图。
40.图8是本发明可溶性微针溶解实验图。
41.图9是本发明提供的载糖皮质激素的可溶性微针疗效结果图：
42.其中图9a是本发明提供的分别在治疗前、治疗第二天、治疗第三天、治疗第五天、治疗第七天空白对照组、0.1％曲安奈德口腔软膏局部外用组、透明质酸微针组、负载倍他米松17，21-二丙酸酯，倍他米松21-磷酸钠的透明质酸膜组、负载倍他米松17，21-二丙酸酯，倍他米松21-磷酸钠的透明质酸微针组的大体照片；图9b是治疗第三天、治疗第五天、治疗第七天空白对照组、0.1％曲安奈德口腔软膏局部外用组、透明质酸微针组、负载倍他米松17，21-二丙酸酯，倍他米松21-磷酸钠的透明质酸膜组、负载倍他米松17，21-二丙酸酯，
倍他米松21-磷酸钠的透明质酸微针组疗效示意图。
43.图10是本发明大鼠在治疗第七天，空白对照组、0.1％曲安奈德口腔软膏局部外用组、透明质酸微针组、负载倍他米松17，21-二丙酸酯，倍他米松21-磷酸钠的透明质酸膜组、负载倍他米松17，21-二丙酸酯，倍他米松21-磷酸钠的透明质酸微针组的病理切片h&e染色照片。
具体实施方式
44.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
45.本发明实施例中采用的主要仪器：超声清洗机(新智生物科技有限公司，中国浙江)；扫描电子显微镜(vega3,tescan,czechia)；真空干燥箱(北京中兴伟业世纪仪器有限公司)；
46.本发明实施例中采用的主要试剂：倍他米松21-磷酸钠(阿拉丁试剂有限公司，中国上海)；倍他米松17，21-二丙酸酯(源叶生物科技有限公司)；双蒸水(实验室自制)；透明质酸(重均分子量为40-100kda，麦克林有限公司，中国上海)；聚二甲基硅氧烷模具(pdms，微针长度为700μm，底径为300μm，相邻所述微针针尖间距为600μm，y70，深圳市迅雷云信息技术有限公司)。
47.本发明实施例中采用的动物模型：自济南鹏跃实验动物育种中心(中国山东)购买成年sprague dawley大鼠(sd，雄性，～150g)，并在青岛大学实验动物中心维持在特异性无病原体(spf)状态。该动物方案由青岛大学附属青岛口腔医院伦理委员会审查(合同授权2021kqyx020)。所有实验均按照实验动物护理和使用指南的说明进行。
48.微针制备：
49.实施例1
50.按照如图1所示步骤，进行微针制备：
51.s1、将倍他米松21-磷酸钠的质量浓度2mg/ml，倍他米松17，21-二丙酸酯的质量浓度5mg/ml、透明质酸(ha)30mg/ml均匀分散到双蒸水溶液中得到含有糖皮质激素类药物的可溶性聚合物水溶液；
52.s2、将微针模具放入超声波清洗机清洗，清洗时间为15分钟；
53.s3、将清洗后的模具装满超纯水，至真空环境(真空条件常温下-0.08mpa)15分钟后，吸出模具中的多余水分；
54.s4、将s1步骤得到的含有倍他米松21-磷酸钠、倍他米松17，21-二丙酸酯的可溶性聚合物水溶液填入微针模具；
55.s5、将步骤s4得到微针模具置于超声波清洗机中，超声震动30分钟后取出；
56.s6、常温下干燥剥离，得到载糖皮质激素的可溶性微针。
57.如图2a所示，得到的背衬层及微针都含有药物成分，且形状完好。如图5所示，扫描电子显微镜(sem)下看到每根微针均竖立，完整，为模具的圆锥状。
58.实施例2
59.制备操作方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于，步骤s5中超声震动时间为20分钟。
60.如图4a所示，微针贴片制作过程中,超声震动时间为20分钟，制作完成脱模后的微针在镜下针体完整。
61.实施例3
62.制备操作方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于，步骤s5超声清洗时间为45分钟。
63.如图4b所示，微针制作过程中，超声震动时间为45分钟，脱模后，微针形态完好，针体完好。
64.对比例1
65.制备操作方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于，步骤s3中真空条件改为-0.07mpa。
66.如图2c所示，不合适的真空环境使得制备的微针产生了大量气泡，不具有良好的机械性能。
67.对比例2
68.制备操作方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于，步骤s3中真空条件改为-0.09mpa。
69.如图2b所示，不合适的真空环境使得制备的微针产生了背衬层剥离时发生破损，无法正常使用。
70.对比例3
71.制备操作方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于，步骤s1中透明质酸(ha)改为25mg/ml。
72.如图3a所示，微针在脱模时，由于透明质酸浓度低，针体极其易折断，导致脱模后的微针铁片上完整的针体较少，不具有穿透黏膜的能力。
73.对比例4
74.制备操作方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于，步骤s1中透明质酸(ha)改为35mg/ml。
75.如图3b所示，由于透明质酸浓度变大，微针溶液变得极为粘稠，导致微针制作过程中，微针溶液不能够进入到微针模具中，最终导致针体不能形成。
76.微针机械强度试验：
77.取实施例1制得可溶性微针贴片垂直均匀的插入大鼠舌腹部3分钟，然后轻轻取出，如图7所示，大鼠舌腹部有均匀的针孔。
78.微针溶解度试验：
79.取实施例1制得可溶性微针贴片分别垂直均匀的插入3只大鼠舌腹部1分钟，2分钟，3分钟。取出的微针贴片放置于普通光学显微镜下观察微针溶解情况。如图8所示，微针插入1分钟后，针尖部分迅速溶解，接近针头总长度的30％。2分钟后，微针的针体部分基本溶解。3分钟后，仅剩下微针的基底部。因此，本发明制得的微针可以在3分钟内迅速溶解。
80.疗效评估：
81.受试对象：雄性成年sd大鼠，通过苯酚溶液化学烧灼建立口腔溃疡大鼠模型，具体
如下：大鼠用注射1％戊巴比妥钠溶液麻醉，然后将大鼠的舌腹粘膜用浸泡的90％苯酚溶液烧灼60秒。第二天，检查大鼠溃疡表面形成情况并用数码相机拍照。
82.动物分组：将建立的口腔溃疡的大鼠按治疗方式分为空白对照组(3只)、0.1％曲安奈德口腔软膏局部外用组(3只)、透明质酸微针组(3只)、负载倍他米松17，21-二丙酸酯，倍他米松21-磷酸钠的透明质酸膜组(3只)、负载倍他米松17，21-二丙酸酯，倍他米松21-磷酸钠的透明质酸微针组(3只)。
83.其中除空白对照组(control)外，其余各组的制备方法如下：
[0084][0085]
治疗方案：
[0086]
空白对照组不予任何处理；
[0087]
0.1％曲安奈德口腔软膏局部组(ning zhi)按照如下方式处理，取适量涂抹于溃疡处，第一天一次，余下6天内不处理；
[0088]
透明质酸微针组(hamns)给予微针按压压溃疡处5分钟，第一天一次，余下6天内不处理；
[0089]
负载倍他米松17，21-二丙酸酯，倍他米松21-磷酸钠的透明质酸膜组(bsp-bdp@ha film)如图6所示予以相应微针及膜按压溃疡处5分钟，第一天一次，余下6天内不处理；
[0090]
负载倍他米松17，21-二丙酸酯，倍他米松21-磷酸钠的透明质酸膜组(bsp-bdp@ha film)予以相应微针及膜按压溃疡处5分钟，第一天一次，余下6天内不处理。
[0091]
实验结果：在第1天，第2天，第3天，第5天和第7天用数码相机检查溃疡表面并拍照
以进行进一步分析。在第7天，处死所有大鼠并将舌部组织进行组织学观察。
[0092]
如图9所示，为微针的治疗效果图：其中图9a所示不处理组的溃疡仍未愈合，面积较前稍有减小，上皮仍缺失；透明质酸微针组及负载倍他米松17，21-二丙酸酯，倍他米松21-磷酸钠的透明质酸膜组溃疡面积仍较大，黏膜表面渗出较多；0.1％曲安奈德口腔软膏局部外用组在第七天溃疡接近愈合；负载倍他米松17，21-二丙酸酯，倍他米松21-磷酸钠的透明质酸微针组在第七天时溃疡完全愈合，黏膜表面完整，无明显炎症反应，说明负载倍他米松17，21-二丙酸酯和倍他米松21-磷酸钠的透明质酸微针具有更好的治疗效果。如图9b所示，为微针治疗后第三天，第五天，第七天的效果示意图，负载倍他米松17，21-二丙酸酯，倍他米松21-磷酸钠的透明质酸微针组治疗效果一直优于其它各组效果。
[0093]
如图10所示，对处死后的大鼠舌部组织进行h&e染色显示，不处理组显示上皮脱落，大量嗜中性粒细胞和浆细胞浸润在粘膜下层，两者均为炎性细胞。纤维蛋白层直接与溃疡区域接触，导致伤口愈合过程较慢，没有胶原蛋白再生和上皮化的证据。在1％曲安奈德口腔软膏组，显示上皮基本完好无损，但角质层略有缺失。基底膜增厚，下层结缔组织排列不规则，有明显的炎性细胞浸润。在hamns和bsp-bdp@ha film组中，我们可以明显看出，组织的上皮仍然部分缺失，并且大量炎症细胞浸润在上皮下方，炎症细胞的数量少于对照组。同时，基底膜不完整，在其下方形成新的结缔组织。在bsp-bdp@hamns组中，溃疡没有显着的炎症反应，并且与对照组相比，胶原再生更好。与正常组织相比，bsp-bdp@hamns组的愈合最好，组织学上倾向于正常组织。这是因为微针的组成是糖皮质激素和透明质酸，两者都可以促进伤口愈合。
技术特征：1.一种载糖皮质激素的可溶性微针，包括背衬层和微针阵列，其特征在于：所述背衬层和微针阵列一体成型，内含糖皮质激素类药物和可溶性聚合物。2.根据权利要求1所述的一种载糖皮质激素的可溶性微针，其特征在于：所述糖皮质激素类药物独立选自倍他米松21-磷酸钠、倍他米松17，21-二丙酸酯、地塞米松磷酸钠或曲安奈德，或其组合。3.根据权利要求1所述的一种载糖皮质激素的可溶性微针，其特征在于：所述可溶性聚合物独立选自透明质酸、明胶、丝素蛋白(蚕丝蛋白)、糊精、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、软骨硫磺素、葡聚糖、海藻酸钠、支链淀粉、麦芽糖、聚υ-谷氨酸或聚乙烯吡咯烷酮、或其组合。4.根据权利要求1所述的一种载糖皮质激素的可溶性微针，其特征在于：糖皮质激素类药物选自倍他米松21-磷酸钠、倍他米松17，21-二丙酸酯的混合物，可溶性聚合物选自透明质酸。5.根据上述任一项权利要求所述的一种载糖皮质激素的可溶性微针阵列微针，其特征在于，所述微针上的微针长度为300-1000μm，微针的底面直径与微针高度之比为1:(2-3)，相邻微针针尖间距为500-1200μm。6.一种载糖皮质激素的可溶性微针阵列的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：s1、将糖皮质激素类药物、可溶性聚合物均匀分散到双蒸水溶液中得到含有糖皮质激素类药物的可溶性聚合物水溶液；s2、将微针模具放入超声波清洗机清洗；s3、将清洗后的模具装满超纯水，至真空环境中15-30分钟后，吸出模具中的多余水分；s4、将s1得到的含有糖皮质激素类药物的可溶性聚合物水溶液填入微针模具；s5、将步骤s4得到的微针模具置于超声波清洗机中，超声震动10-45分钟后取出；s6、常温下干燥剥离，得到载糖皮质激素的可溶性微针。7.根据权利要求6所述的一种载糖皮质激素的可溶性微针的制备方法，其特征在于：步骤s1中，可溶性聚合物为透明质酸浓度为30mg/ml。8.根据权利要求6所述的一种载糖皮质激素的可溶性微针的制备方法，其特征在于：步骤s3中，真空条件为常温下-0.08mpa。9.根据权利要求6所述的一种载糖皮质激素的可溶性微针的制备方法，其特征在于：步骤s5中，超声震动时间为10-45分钟。10.根据权利要求1所述的一种载糖皮质激素的可溶性微针在治疗口腔溃疡中的应用。
技术总结本发明提供了一种载糖皮质激素的可溶性微针，由背衬层和微针阵列一体成型，内含糖皮质激素类药物和可溶性聚合物；载糖皮质激素的可溶性微针通过超声波震动方法制得。本发明还提供了一种制备该微针的方法：通过在模具中装满超纯水，放置真空环境中；再填入含有药物的可溶性聚合物溶液，随后置于超声波清洗机中进行超声震动；最后干燥剥离。由本发明制备的可溶性微针具有良好的机械强度，并具有快速溶解特性，通过实验证实可溶性聚合物与糖皮质激素在生物体内相互作用，促进伤口快速愈合。其制备方法，操作简单，条件温和，有利于大规模工业生产。生产。生产。
技术研发人员：王万春 郝源萍 郭晓丽 朱婷婷
受保护的技术使用者：青岛市口腔医院
技术研发日：2022.07.11
技术公布日：2022/11/1
