利用可生物降解金属的微针的制作方法

本发明涉及用于向身体传递药物的装置，更详细地说涉及利用利用可生物降解金属的微针以及包括该微针的微针贴片。
背景技术：
现有的药物传递方式正在使用通过口服给药或使用针头穿透皮肤传递药物的注射方式。其中，作为有效的药物传递方式的注射方式需要具备注射器使用知识的专业人员，而且在注射时伴随疼痛、反复接种的麻烦以及因为管理疏忽而再利用针头导致感染。而且，使用过的注射器作为医疗废弃物必须要小心处理。最近，为了克服这一缺点，开发了微针，作为不刺激分布于皮肤的痛觉神经地透过表皮传递药物的机器。微针最初在1998年美国佐治亚理工大学prousnitz小组率先提出利用半导体工艺技术用硅元件制作微针阵列传递药物的应用可能性，之后以此为起点正在活跃进行更多的研究。微针插入于皮肤时，为使微针能够不弯曲或者折断地插入，需保持物理性强度，因此对微针要求适当的强度以及可控制形状的特性。为了满足这一特性，微针使用了不锈钢(stainlesssteel)材料，但是若在小颗粒材料残留在体内，则可出现诱发炎症(inflammation)的问题，而聚合物(pla,pga,可生物降解copolymer)的情况，则存在无法入侵的问题。韩国公开专利第2016-0058261号公开了一种水溶性微针及其制造方法，其中使用聚乙交酯(pla)、聚丙交酯-乙交酯共聚物(plga)、透明质酸(hyaluronicacid)、海藻酸(alginicacid)、果胶等材料；韩国注册专利第1622388号公开了硅胶微针印模及其制造方法；韩国公开专利第2015-0121053号涂有日本脑炎疫苗抗原的微针，其中使用硅、二氧化硅、陶瓷、金属(不锈钢、钛、镍、钼、铬、钴等)以及合成或者天然树脂作为材料。但是，如上所述的这些存在诱发炎症或者无法入侵皮肤的问题。据此，本发明人为了解决上述问题而努力的结果，若将镁、钙和锌等的可生物降解金属用作微针材料的情况，则不仅能够入侵皮肤，在残留皮下的情况下，还能够改善皮肤，从而完成本发明。技术实现要素：(要解决的问题)本发明的目的在于解决现有的药物传递机器的缺点，即诱发疼痛、感染危险以及医疗废弃物问题，提供具备可贯通皮肤的物理性特性质的同时包含用作用于改善皮肤的矿物质的金属材料的微针以及包括该微针的微针贴片。(解决问题的手段)为达成上述目的，本发明提供如下的利用可生物降解金属的微针：由化学式1表示，在插入于皮下或者上皮之后被吸收或者分解将镁或锌金属离子和分解产物释放到体内；(化学式1)mgaznbxc在化学式1中，a、b以及c作为各成分的重量％，a+b+c＝100重量％，在0≤a≤100、0≤b≤100、0≤c≤10范围中a或者b最大，x是从由ca、fe、mn、si、na、zr、ce以及p构成的群组中选择的至少一种。在本发明中，所述化学式1的a、b以及c作为各成分的重量％，a+b+c＝100重量％；i)90≤a≤100、0≤b≤10、0≤c≤10或者ii)0≤a≤10、90≤b≤100、0≤c≤10，x是从由ca、fe、mn、si、na、zr、ce以及p构成的群组中选择的至少一种。在本发明中，所述可生物降解金属是不可避免的包含杂质的纯镁或者纯锌。在本发明中，所述可生物降解金属生成两种以上的金属相产生电流回路以加速分解速度。在本发明中，所述微针包含mg2ca相。在本发明中，所述微针包含mgzn相。在本发明中，所述微针包含ca2mg6zn3相。在本发明中，所述微针在金属表面涂敷其他种类的第二金属，以形成电流回路。在本发明中，所述第二金属是从由镁、钾、铁、镍、锌、镓、硒、锶、锆、钼、铌、钽、钛、硅、银、金、锰以及钙构成的群组中选择的至少一种。在本发明中，所述微针装载或者涂敷药物。在本发明中，所述微针是薄板形状。在本发明中，提供包括所述微针的微针贴片。(发明的效果)本发明的适用可生物降解金属的微针或者微针贴片的效果如下：因为金属特有的机械性特性，可实现能够贯穿皮肤的充分的强度，并且插入于皮下传递药物之后，不仅将自身的矿物质，还可将在分解时产生的分解产物与气体供应给皮肤，进而使皮肤膨胀能够改善皱纹。附图说明图1至图3是根据镁、锌以及钙含量的状态图(圆形内数字是指实施例)。图4是在由可生物降解金属构成的垫片加工用于贯穿皮肤与装载药物的微针的微针的展开图。图5是弯曲加工已加工的微针来贯穿皮肤的微针；微针外部形成槽以提高药物装载能力的针以及在外部与内部形成有槽的针的概略图。图6是尖端形状的微针与微针固定器的概略图。图7是示出根据本发明一实施例制造的微针的试用品照片(a)及显示其拉伸性的照片(b)。图8是出根据本发明一实施例制造的微针贴片的照片(a：使用后，b：使用前)。图9是将根据本发明一实施例制造的微针适用于皮肤的照片。图10是对于根据本发明一实施例制造的微针测量根据浸渍时间产生的氢气量的装置(eudiometer，测气管)的概略图。图11是示出根据本发明一实施例制造的微针的根据浸渍时间测量产生的氢气量的示意图。图12是示出根据本发明一实施例制造的微针对皮肤密度的临床实验结果的示意图。图13是示出根据本发明一实施例制造的微针对皮肤厚度的临床实验结果的示意图。图14是示出根据本发明一实施例制造的微针对眼睛周围的皱纹的临床实验结果的示意图。图15是示出根据本发明一实施例制造的微针对眼睛周围的皱纹的临床实验结果的示意图。图16是评价根据本发明一实施例制造的微针贴片的该分子渗透能力的照片。图17是评价根据本发明一实施例制造的微针贴片的药物渗透能力的照片。具体实施方法在本发明中，在将从由mg、zn、ca、fe、mn、si、na、zr、ce以及p构成的群组中选择的至少一种金属用作材料制造微针的情况下，要确认不仅能够入侵皮肤，而且即使残留在皮下也不会诱发炎症，反而供应自身的矿物质成分可改善皮肤。本发明制造了将镁或者锌单独用作材料的微针与在所述金属混合钙等的其他种类的金属的可生物降解金属作为材料的微针，并检测制造的微针的入侵能力以及皮肤改善能力。结果，可以确认到将镁、钙以及锌单独用作材料制造的微针与由在所述金属混合在特定范围内的其他种类的金属形成的合金制造的微针具有优秀的入侵能力以及皮肤改善能力。据此，本发明涉及利用可生物分解金属的微针，其特征在于，由化学式1表示，在插入于皮下或者上皮之后被吸收或者分解将镁或锌金属离子和分解产物释放到体内：(化学式1)mgaznbxc在化学式1中，a、b以及c作为各成分重量％，a+b+c＝100重量％，在0≤a≤100、0≤b≤100、0≤c≤10范围中a或者b最大，x是从由ca、fe、mn、si、na、zr、ce以及p构成的群组中选择的至少一种。在本发明中，所述化学式1的a、b以及c作为各成分重量％，a+b+c＝100重量％；i)90≤a≤100、0≤b≤10、0≤c≤10或者ii)0≤a≤10、90≤b≤100、0≤c≤10，x是从由ca、fe、mn、si、na、zr、ce以及p构成的群组中选择的至少一种通常，微针是以将药物传递给皮肤的目的使用的，与通常的微针不同，本发明的微针的特征在于，为了注射药物，在插入于皮下或者上皮之后被吸收以及分解向体内释放金属离子以及分解产物。用作本发明的微针材料的镁(mg)、钙(ca)、锌(zn)等作为碱土金属系的可生物降解金属，如同以下的化学式，具有与水产生反应释放氢气的机制。据此，将所述金属用作材料的微针在皮下被吸收、分解时释放离子以及分解产物，因副产物生成的氢气在皮下给予膨胀效果，进而可诱导改善皱纹的效果，并且具有能够减少由炎症引起的皮肤红斑的效果以及能够防止由太阳光引起的皮肤损伤。(yoon,k.s.etal,histologicalstudyontheeffectofelectrolyzedreducedwater-bathingonuvbradiation-inducedskininjuryinhairlessmice.biologicalandpharmaceuticalbulletin34,1671-7,2011；ignacio,r.m.,etal,thebalneotherapyeffectofhydrogenreducedwateronuvb-mediatedskininjuryinhairlessmice.molecular&cellulartoxicology9,15-21,2013).镁(mg)与锌(zn)插入于体内生成的副产物，即zno(氧化锌)以及mgcl(氯化镁)能够起到药物递送增强剂(drugdeliveryenhancer)的效果，不渗透于皮下而是只停留在表面也可提高药物吸收性。因此，由生物可降解金属构成的针能够更加提高装载于自身的药物的传递效果。mg+2h2o→mg(oh)2+h2(gas)ca+2h2o→ca(oh)2+h2(gas)zn+h2o→zn(oh)2+h2(gas)在本发明中，单独使用镁(mg)、锌(zn)等用作材料来制造所述微针，或者可将两种以上的金属用作材料制造所述微针，以加速在皮下或者上皮中的分解速度，即生成电流回路。图1至图3是根据镁、锌以及钙含量的状态图(圆形内数字是指实施例)。如图1至3所示，镁、锌以及钙可根据含量处于各种状态，mg2ca(c14_b)生成电流回路可增进分解速度。在本发明中，所述微针特征在于，由所述化学式1表示的生物可降解金属表面涂敷其他种类的第二金属，以生成电流回路。所述第二金属是从由镁、钾、铁、镍、锌、镓、硒、锶、锆、钼、铌、钽、钛、硅、银、金、锰以及钙构成的群组中选择的至少一种，但不限于此。此时，在利用所述铁(fe)制造微针时，不应含有不锈钢。在本发明中，微针可以通过行业内常规制造可溶性微针的方法制造，例如激光切割、钣金工艺、铸造方法和蚀刻方法，对制造方法没有特别限制。例如，如图4制造由可生物降解金属构成的板形状垫片10之后利用激光切割机(打标机)形成预定形状，之后用夹具弯曲从而可出制造微针。所述微针的特征在于，浸涂或者装载药物。图5是将已加工的微针弯曲加工以贯通皮肤的微针11、在针外部形成槽以提高药物装载能力的针12以及在外部与内部形成槽的针13的概略图。所述药物可包含用于预防以及治疗疾病的药物或者遗传物质，并且可以是用于皮肤美容的egf(epidermalgrowthfactor；表皮生长因子)或者透明质酸(hyaluronicacid)。适用为了装载药物制造的生物可降解金属的微针可通过浸涂的方式(dipcoating)涂敷药物，以及可在微针内部形成可装载药物的口袋(pocket)来将药物传递给身体内部，此时，若适用口袋方式，则调节生物可降解金属的分解速度，装载于微针贴片的一部分药物在粘附的同时即刻释放出来，而剩余的药物则在可生物降解金属针的口袋内分解的同时也可调节药物释放速度。本发明的微针可形成一体或者如图所示可由微针20与微针固定器21构成。使用微针固定器21的微针不仅是单纯接近皮肤只注射药物，而是在针插入于皮下之后施加晃动以使针人为地残留在皮下。图7是示出根据本发明一实施例制造的微针的试用品照片(a)及显示其拉伸性的照片(b)。本发明还涉及微针贴片，其特征在于，包括所述微针。如图8所示，所述微针贴片是用于将微针固定在皮肤的，由微针以及形成在所述微针的相反面的贴片部构成。所述贴片部的大小、形状以及材料可任意使用，没有特别限制。如图8的b所示，使用的微针可在皮下被离子化而发生变色。若对所述微针垫片注射药物之后，粘附在皮肤施加压力，则通过形成在微针的缝隙(slit)可向皮下注射药物。用于实施本发明的形态以下，通过实施例更加详细说明本发明。这只是用于示例本发明，本发明的范围不得被该实施例限制，这对本发明所属
技术领域：
的技术人员是显而易见的。实施例1～9：使用镁或者锌作为主要材料制造的微针用下表1的组成(重量％)制造垫片，之后利用激光切割机(jtyfiberma20,jty系统)制造微针(图9)。此时，微针的的尖角为15°、30°以及35°，针的高度为0.5㎜、1.0㎜以及1.5㎜。(表1)实施例mgcazn199.99*--298.350.051.60398.950.051.00498.90.101.00598.850.151.00696.90.103.00796.850.153.0080.000.0099.99*910.000.0090.00*含有在制造时不可避免生成的的杂质的纯金属实验例1：微针的皮肤入侵能力评价在实施例1～9中，具有最低物理性质(拉伸强度：平均212.09mpa、拉伸率：11.32％、自有材料的评价结果)的实施例的微针作为评价对象执行皮肤渗透能力评价，并将检查结果显示在表2。对于所述皮肤入侵能力评价，执行了微针能否入侵人体的眼周围以及猪皮；在人体部位中入侵粗糙的手背皮肤上之后是否入侵有一分钟以上(参照图9)。(表2)从表2可以确认到尖端角为15～35°、针高度为0.5～1.5㎜的实施例的微针具有优秀的皮肤入侵能力；并且可以推断出增加钙以及锌增加拉伸强度的实施例2至9的微针也具有优秀的皮肤入侵能力。实验例2：对微针的分解速度的评价将在实施例2至7制造的微针浸渍在包含具有表3的组成成分的活体仿生溶液的测气管(eudiometer)(参照图10)，之后评价根据浸渍时间的氢气产生量来评价分解速度，并将评价结果显示在图11。(表3)如图11所示，未生成mg2ca相的实施例2至5的微针体现出通过稳定的分解产生的氢气产生量，但是可以确认到在生成mg2ca相的实施例6以及7的微针分解速度有所提高。实施例10：制造微针贴片在实施例1中制造的微针的针头的另一侧面附着涂敷有粘合剂的水胶体贴片来制造微针贴片。对制造出的微针贴片进行了包装以及杀菌。为了确认在实施例10中制造的微针贴片是否对人体皮肤产生首次刺激，向皮肤临床研究中心委托了评价。实验方法(1)实验物质的适用部位-实验对象的未出现色素沉淀或者皮肤损伤的部位，即除了脊椎部位以外的平坦的部位。(2)在适用实验物质之前-对实验部位照相以及对实验对象的皮肤条件实施问卷调查评估等。(3)适用实验物质-在iq腔室装载之后紧贴于皮肤，之后用3mmicroporetape(3m微孔胶带)固定。-适用实验物质的iq室在实验部位适用24小时。-24小时之后除去iq腔室，经过1小时之后对实验物质适用范围进行照相以及评价实验人员的皮肤反应程度。-在除去iq腔室之后，在24小时内对实验物质适用部位的拍摄照片以及评价实验人员的皮肤反应程度。(4)实验对象实验对象有30名，平均年龄为39.47岁，其中20多岁的6名、30多岁的5名、40多岁的18名、50多岁的一名；性别是男性3名，女性27名。评价方法(1)试验对象初步调查：用调查问卷进行调查。-皮肤状态：干性、中性至干性、中性、中性至油性、油性，是否为问题皮肤-皮肤条件：皮肤疾病、瘙痒、灼热、红斑、化妆品副作用、药物副作用、光敏性、过敏性经验(2)评价项目-肉眼评价试验人员：在试验物质适用部位出现的皮肤刺激程度(3)皮肤刺激程度评价方法-试验人员的肉眼评价是根据frosch&kligman,ctfa指南判断皮肤反应程度，计算皮肤刺激指南，并且利用draize方法生成的皮肤刺激指数表(表4)区分试验物质的皮肤刺激程度。(表4)皮肤刺激指数区分0.00～0.25无刺激性0.26～1.00低刺激性1.01～2.50中度刺激性2.51～4.00高度刺激性用贴布粘贴微针贴片24小时，然后试验人员用肉眼评价去除贴布后1小时、24小时之后的皮肤反应，皮肤刺激指数以及皮肤刺激程度判定结果判定为低刺激性(表5)。(表5)实验例4：微针贴片的临床评价对在实施例10制造的微针贴片执行临床评价。对年龄在29～55岁的20名女性(符合选定基准以及不符合选定除外基准，眼睛周围由皱纹)适用微针贴片，之后在使用前以及使用两周后确认皮肤密度、皮肤厚度以及眼睛周围皱纹是否发生变化，结果在图12至14示出结果的平均值。※选定基准1.眼睛周围有皱纹的女性；2.听取试验负责人员或者受试验负责人员的委托的人员应该向实验对象告知的注意事项，并且自愿在同意书签字的人；3.没有包括皮肤病的急性或慢性身体疾病的健康的人；4.可在试验期间追踪观察的人。1.有精神疾病的人；2.有感染性皮肤疾病的人；3.在试验开始前3个月内接受免疫抑制剂治疗的人；4.在试验开始前1个月内接受全身性类固醇或者光疗的人；5.在试验部位发生病变难以检查的人如下表6以及7是皮肤密度、皮肤厚度以及眼睛周围的皱纹检查方法：(表6)(表7)※检查条件:在恒温恒湿条件下检查结果，如图12至14所示，相比于使用微针贴片之前，使用两周之后皮肤密度增加8.67％，皮肤厚度增加5.31％，眼睛周围皱纹减少2.11％。另外，从图5的照片可以确认到眼睛周围的皱纹明显得到改善。实验例5：微针贴片的药物传递评价5-1高分子皮肤渗透评价为了评价在实施例10中制造的微针贴片的高分子皮肤传递能力，在皮肤涂抹口红，之后附着微针贴片30分钟，之后除去贴片并进行冲洗。以供参考，具有500da以上的分子量的物质具有不能很好地被皮肤吸收的性质。结果，如图16所示，在未附着微针贴片的情况，口红未被吸收而被冲洗掉；但是附着有微针贴片的情况，可以确认到口红已被皮肤吸收。5-2利用猪皮的药物传递评价为了评价在实施例10中制造的微针贴片的高分子皮肤传递能力，在微针贴片装载亚甲蓝染料来代替药物，之后附着于猪皮。附着之后持续施加5分钟的压力加速染料渗透，30分钟之后除去微针贴片，之后切割猪皮的剖面用光学显微镜评价药物传递能力。如图17所示，可以确认到在微针入侵的位置沉淀了很厚的染料。以上，详细说明本发明的内容的特定部分，该具体的技术只是优选实施例，由此不得限制本发明的范围，这对于本发明所属
技术领域：
的技术人员是显而易见的。因此，本发明的实质性范围应该由权利要求项及其同等物定义。(商业可用性)本发明的微针或者微针贴片除了传递用于治疗的药物，还可应用于于通过疫苗接种预防疾病以及传递用于皮肤美容药物等。当前第1页12