具体实施方式

下文将通过示例性实施例来具体说明本发明及其优点。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，其决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另有说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值等应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

使用的材料和仪器：

硅酮或聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)：购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；

磷酸盐缓冲盐水(PBS)溶液：自制，所用磷酸盐购自山东济宁天意股份有限公司；

扫描电子显微镜(SEM)：购自日本Hitachi公司；

体内成像系统(IVIS)：购自美国Xenogen公司；

罗丹明B：购自北京索莱宝科技有限公司；

聚己内酯：购自天津元利化工有限公司；

微针模具：高度为600μm，基部直径为300μm，芯直径为200μm，芯高度为400μm，购自台州微芯医药科技公司。

在第一方面，本发明涉及一种可降解载药微针贴片制品。我们的每一种微针都有一个核壳结构，该微结构是通过3D制造工艺生成的，该工艺将微针的三个不同组件组装在一起，包括微针壳、微针帽和干燥的药物或疫苗芯。药物或疫苗核心由帽层和基层包裹，这是由相同的生物可降解聚合物，即聚己内酯(PCL)。每个微针高度为600μm，基部直径为300μm，芯直径为200μm，芯高度为400μm。通过控制PCL外壳的降解，我们可以精确地控制药物何时释放。由于其微小的尖端和光滑的几何形状，在皮肤快速愈合后，微针可以很容易地插入和完全嵌入真皮层。在临床环境中，原则上可以一次性将多套不同 PCL外壳的微针插入患者皮肤，在不同时间段后实现多次破裂性释放，达到类似多次给药的效果。

在本发明的第二方面，本发明还涉及制备如上所述的根据本发明的可降解载药微针贴片制品的方法，该方法包括以下步骤1-7。

步骤1：微针模具的精细加工。作为微针模具的弹性PDMS基底的制作过程为:将PDMS(美国Dow Corning公司,Sylgardl84)预聚体与固化剂按一定比例充分混合均匀, 真空脱气后,浇注到玻璃或硅基片上,待完全交联固化后,即形成了一层弹性PDMS基底。

步骤2：核壳微针的制备PCL，溶于丙酮(20％(w/v))，并在Teflon涂层培养皿上铸成薄膜。然后将薄膜冻干以完全去除有机溶剂。在PDMS模具和Teflon薄膜之间放置足够数量的PCL薄膜，Teflon薄膜位于两个玻片上。然后根据聚合物的性能，在真空烘箱中，在60℃的粘结夹下压缩成型1-2小时。

为了创建芯壳结构，由PLA制成的，阳极模具是通过在180℃真空下压缩PLA颗粒到PDMS模具中2小时制成的。PLA模具然后转移到一个玻片上。第二个模具尺寸较小，相对间距相同，使用定制的对准装置对准，然后压入在此过程之前已经加热过的针中。在升高的温度下，第二个模具渗透到聚合物中，形成凹窝状结构。将第二个模具剥离后，在PDMS模具内得到芯壳结构。

步骤3：核心药物的制备。核心药物的制备包括选择FDA批准的药物配方辅料，溶解或悬浮治疗药物在合适的聚合物溶液中。在接下来的步骤中，将溶液或悬浮液填充到所制备的PDMS阴模中。取决于性质对于溶液/悬浮液，可能需要重复进行溶液滴铸，并进行额外的离心，直到完全填充模具。

上述滴铸过程导致在模具上形成浮渣层(或残余膜)。通过高速纺丝除去浮渣层，并在模具顶部轻轻地滴下合适的溶剂。所选择的溶剂应该能够溶解残留材料。纺丝取决于材料的粘度和模具的结构。然后将无浮渣的核心药物转移到牺牲层。牺牲层是PCL的固体聚合物薄膜，放置在模具顶部，然后在真空下在其玻璃化转变温度下压缩。整个结构使用热辅助微转移模塑在一个固体基板上分层，例如一个玻璃载玻片。

步骤4：微针帽及支撑阵列的制作。芯壳微针的帽和支撑阵列是按照压缩成型和清除浮渣的步骤制作的。简而言之，将PCL或PLA聚合物薄膜分别压缩成型到帽和支撑阵列的PDMS模具中。将支撑阵列转移到玻璃基板上，再涂上PVP K30的水溶性聚合物乙醇溶液(0.2g·mL-1)，然后风干24小时，将由PLA制成的盖子与涂有PVP的PLA支撑阵列对准，并加热烧结。

步骤5：药物加载过程和3D逐层组装。首先，使用对准装置对先前制备的核心药物进行对准，并将其加载到核壳微针中。其次，以丙酮和水为溶剂，使用上述方法去除浮渣层。在最后一步中，将核壳微针转移到带有盖子的支撑阵列上。然后剥离包裹核壳微针的模具，在支撑阵列上产生独立的核壳微针，这些微针可以完全嵌入皮肤。

在本发明的第三方面，本发明涉及如上第一方面的可降解载药微针贴片制品或根据如上第二方面的制备所述可降解载药微针贴片制品的方法制备的可降解载药微针贴片制品使用荧光染色用于体外释放研究，分析药物在体外累积释放率。

在本发明的第四方面，本发明涉及如上第一方面的可降解载药微针贴片制品或根据如上第二方面的制备所述可降解载药微针贴片制品的方法制备的可降解载药微针贴片制品使用荧光染色用于体内释放研究，分析药物在体内累积释放率。体内释放研究所述动物体优选是小鼠。

同样，在上述第三和第四方面中，如上文所述的在本发明的可降解载药微针贴片制品及其制备方法方面描述的技术特征及其优选范围在此处仍然适用。

制备实施例1至5：

以如下通用制备过程制备本发明的可降解载药微针贴片制品1至5。所述通用制备方法包括以下步骤：

微针壳以及微针帽由生物可降解聚合物，即聚己内酯(PCL)构成。制备不同分子量的PCL生物可降解聚合物核壳微针。

对照样品的制备：

采用与如上所述的通用制备过程相同的过程制备对照样品。

表1：对照样品和制备实施例1至5的制备

核壳微针的体外延迟破裂释放实施例

具体操作步骤为：制备了不同分子量的PCL生物可降解聚合物核壳微针。我们将这些含有荧光染料作为疫苗模型的微针置于37℃的磷酸盐缓冲盐水(PBS)溶液中，每天记录荧光染料的释放量，计算各时间点的累积疫苗抗原渗透量。当染料被限制在芯内时，由于淬灭作用，没有可见的荧光信号。当染料开始从微针泄漏时，信号变得可见，表明释放时间。

测量结果如表2所示：

表2对照实施例1、2、3、4和5的微针制品的样品的疫苗抗原体外累积释放率和时间的关系

由表2中的数据可见，不同分子量PCL可以提供不同延迟释放时间，从几天到一个多月，实施例5的核壳微针具有较高的分子质量，提供更长的降解时间，更长的延迟时间时，最长可达40天。

治疗效果实施例

建立小鼠模型，将对照样品和制备实施例1、2、3、4和5的微针制品应用于小鼠，将微针加载荧光染料作为疫苗抗原体内释放研究的模型，通过动物行为学实验，荧光染料在小鼠体内的释放来评价微针多次给药的有效性。

具体操作步骤为：使用市售微针涂抹器将微针插入小鼠皮肤，微针可以完全嵌入小鼠皮肤而不会引起感染或刺激，将微针放入真皮层内。我们使用体内成像系统(IVIS) 每天观察荧光染料的释放，记录荧光染料的释放量，计算各时间点的累积疫苗抗原渗透量。当染料被限制在芯内时，由于淬灭作用，没有可见的荧光信号。当染料开始从微针泄漏时，信号变得可见，表明释放时间。

试验结果如表3所示：

表3实施例1、2、3、4和5的微针制品的样品的体内疫苗抗原累积释放率和时间的关系

由表3中的数据可见，本发明制备实施例1、2、3、4和5的微针制品的样品的PCL 壳体的延迟释放时间为一天～一月，且与降解时间相关性较好；微针具有更高的分子量的PCL能够提供更长的延迟释放时间(即更长的降解时间)。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的主旨或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。这些其它实施方式也涵盖在本发明的保护范围内。

还应当理解，以上所述的具体实施例仅用于解释本发明，本发明的保护范围并不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明/发明的保护范围之内。

本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“附着”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本发明中使用的术语“约”具有本领域技术人员公知的含义，优选指该术语所修饰的数值在其±50％，±40％，±30％，±20％，±10％，±5％或±1％范围内。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用词典中定义的术语应当被理解为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非本文有明确的这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作为详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

本发明说明书中引用的现有技术文献所公开的内容整体均通过引用并入本发明中，并且因此是本发明公开内容的一部分。