一种治疗糖尿病下肢缺血病变的微针贴片及应用

本发明涉及一种载药器件，尤其涉及一种微针贴片，将胰高血糖素样肽-1短肽(如：glp-1(32-36)酰胺)装载于微针中，实现短肽差速释放，利于在糖尿病下肢缺血症的治疗中应用。

背景技术：

1、随着生活方式的改变与人口老龄化的增长，糖尿病的患者人数正在逐年增长。根据全球糖尿病协会2022年的数据，全球已有超过5亿人正罹患糖尿病，还有将近一半的患者并未接受有效的治疗。一旦失去对于血糖的有效控制，糖尿病便会不断恶化发展而引起一系列包括血管、神经等部位受累在内的并发症，后期甚至会出现失明、截肢甚至死亡的结果。

2、糖尿病下肢缺血是糖尿病患者最为常见的慢性血管并发症，其致病原因是：高糖环境下，氧化应激信号通路被激活，产生大量氧自由基(ros)破坏血管内皮细胞，从而造成糖尿病下肢缺血。除手术治疗之外，目前仍未发现药物能有效改善糖尿病下肢缺血。然而由于解剖因素的限制等原因，部分患者在接受外科手术治疗后其下肢缺血的症状并不能得到有效的改善，仍不可避免需要进行截肢。因此，目前亟需一种高效、低毒的药物制剂来有效治疗糖尿病下肢缺血。

3、胰高血糖素样肽-1短肽(glp-1(32-36)酰胺，或glp-1(32-36)a)，作为胰高血糖素样肽-1(glp-1)的分解产物，伴随着glp-1葡萄糖依赖性调控血糖特性的被发现，逐渐进入大众的视野。早期的研究认为只有来自肠道l细胞的胰高血糖素样肽-1能在体内发挥血糖调节作用并改善糖尿病相关并发症的预后。而随着研究的逐渐深入，胰高血糖素样肽-1的各类分解产物的生物效应被逐渐发现。近年来，胰高血糖素样短肽被发现能抑制体外胰岛β细胞的凋亡而增加糖尿病小鼠的葡萄糖分配，同时它还对于增加基础能量消耗、抑制糖尿病小鼠的体重增加有效果。然而尚未有报道说明glp-1(32-36)a对于治疗糖尿病下肢缺血方面的作用。本团队前期的研究发现glp-1(32-36)a能促进内皮细胞修复，促进新生血管生成，有效改善糖尿病小鼠下肢缺血的状况。然而作为一种由5个氨基酸组成的短肽(分子量570da)，glp-1(32-36)a在体内的半衰期极短，往往会出现未发挥治疗效果而已经被降解的情况。因此，依靠目前的皮下注射给药方式，通常需要多次注射以确保发挥多肽的生物学作用，同时下肢缺血后药物很难在肢体最远端达到有效浓度。为了减少患者因多次注射带来的痛苦，构建一种长效的局部给药缓释制剂是目前亟需解决的问题。

4、微针是以多个微小针体集合的阵列，针体直径一般小于300μm，针体长度一般范围为200μm至2000μm。与传统的经皮给药制剂相比，微针的优势在于可以快速递送胃肠道不易吸收的生物大分子药物，如：蛋白质、多肽、抗体、疫苗、rna和dna等。微针按照制备工艺和材料性质可以分为5类，即：实体微针、涂层微针、可溶性微针、水凝胶微针和空心微针。其中，水凝胶微针是目前微针给药系统的研究热点。水凝胶微针由水凝胶聚合为基质的微针，这种微针阵列在插入皮肤后迅速吸收间质液，导致水凝胶肿胀，在凝胶内产生连续畅通的孔道，药物通过组织液渗透和扩散进入皮肤组织内。其优点是可通过调节水凝胶纤维的交联密度，控制大分子药物释放速率。前期实验发现glp-1(32-36)a分子量极小，仅靠水凝胶微针很难实现短肽的缓控释放。因此，亟需制备一种可在体内代谢的大分子前药，来辅助水凝胶微针实现长效缓释。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供一种载有胰高血糖素样肽-1短肽的微针贴片，使短肽实现差速释放，长期维持在有效治疗窗内。

2、本发明的另一个目的在于提供一种差速释放胰高血糖素样肽-1短肽的微针贴片在制备治疗糖尿病下肢缺血医疗器械中的应用。

3、本发明的再一个目的在于提供一种医疗器械，包括差速释放胰高血糖素样肽-1短肽的微针贴片。

4、本发明的胰高血糖素样肽-1短肽的微针贴片，包括核壳型微针，将glp-1(32-36)a装载于微针内，使glp-1(32-36)a具有“先暴释后缓释”的释放特征。即微针插入皮肤后，载于外壳层的glp-1(32-36)a被快速释放，达到有效治疗浓度，载于内核层的glp-1(32-36)缓慢释放，使药物长期维持在有效治疗窗内。

5、载glp-1(32-36)a微针的外壳层由glp-1(32-36)a混合于聚合物制成。适合的聚合物如：但不限于聚乙烯醇、聚乳酸、丝素蛋白、羧甲基纤维素钠、壳聚糖、海藻酸盐、透明质酸盐和聚乙烯吡咯烷酮等，这些聚合物单独或组合应用于本发明，其中更倾向于使用聚乙烯吡咯烷酮。

6、载glp-1(32-36)a微针的内核层由peg修饰的glp-1(32-36)a(peg-glp-1(32-36)a)、光引发剂和聚合物制成。制备内核的聚合物如：但不限于聚乙烯醇、聚乳酸、丝素蛋白、羧甲基纤维素钠、壳聚糖、海藻酸盐、透明质酸盐、聚乙烯吡咯烷酮以及甲基丙烯基丝素蛋白、甲基丙烯基壳聚糖、甲基丙烯基明胶、甲基丙烯基透明质酸等，这些化合物单独或组合应用于本发明，其中，更倾向于使用甲基丙烯基明胶。

7、peg分子量为1w～100w。

8、光引发剂如：2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮和2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮以及苯甲酰甲酸甲酯中的一种或几种。

9、制备peg-glp-1(32-36)a交联剂如：但不限于聚乙二醇-双硫键-琥珀酰亚胺碳酸酯、聚乙二醇-琥珀酰亚胺碳酸酯、聚乙二醇-双硫键-聚乙二醇-琥珀酰亚胺碳酸酯等，这些交联剂单独或组合应用于本发明，其中，更倾向于使用聚乙二醇-双硫键-琥珀酰亚胺碳酸酯和聚乙二醇-琥珀酰亚胺碳酸酯。

10、各个微针设置于基底层上形成微针贴片。基底层也由聚合物组成，如：但不限于聚乙烯醇、聚乳酸、丝素蛋白、羧甲基纤维素钠、壳聚糖、海藻酸盐、透明质酸盐和聚乙烯吡咯烷酮等，这些聚合物单独或组合应用于本发明，其中更倾向于使用聚乙烯吡咯烷。

11、多个载glp-1(32-36)a微针按规律排列。一般来说，每个微针之间的距离相等。其中微针的形态如：但不限于圆锥形和棱形。其中，更倾向于使用圆锥形。针体长度范围100μm～1000μm。针体基底面直径范围为30μm～500μm。

12、一种载glp-1(32-36)a微针贴片的实施方式，针体长度范围100μm～1000μm。

13、另一种载glp-1(32-36)a微针贴片的实施方式，针体基底面直径范围为30μm～500μm。

14、另一种载glp-1(32-36)a微针贴片的实施方式，在长度1mm范围内，设置1～3个微针，优先选择1～2个微针。

15、另一种载glp-1(32-36)a微针贴片的实施方式，在面积为1cm2的范围内，设置10～100个微针，优先选择50～100个微针。

16、本发明制备微针贴片的工艺为“大小双模具灌入法”制备工艺，为便于本领域技术人员了解制取的方法，本发明示例性的，而非限制地列明如下制取工艺：

17、(1)peg-glp-1(32-36)a的制备

18、首先，配制glp-1(32-36)a水溶液(ph＝7.8)以及交联剂溶液(ph＝7.8)；之后，将交联剂溶液滴加到的glp-1(32-36)a水溶液中进行交联反应，反应温度为4℃。采用葡聚糖凝胶柱法分离所需要的peg-glp-1(32-36)a溶液。最后，通过冻干技术得到peg-glp-1(32-36)a冻干粉。

19、(2)载glp-1(32-36)a的长效微针贴片制备

20、配制含有peg-glp-1(32-36)a和含光引发剂的聚合物溶液(即工作溶液1)、用于基底层的聚合物溶液(即工作溶液2)以及含有glp-1(32-36)a的聚合物溶液(即工作溶液3)；

21、然后，工作溶液1加入预制的第一微针贴片模具中，通过离心或真空法，使工作溶液1完全进入第一微针模具孔中，将未进入针孔的多余液体刮掉，室温下干燥过夜；

22、接着，将工作溶液2加入上述第一微针贴片模具中，继续离心或真空，使所述的工作溶液2完全进入第一微针模具孔中，室温下干燥过夜后，剥离微针，紫外光固化，获得载peg-glp-1(32-36)a微针贴片的内核结构；然后，将所述工作溶液3加入预制的第二微针贴片模具中，通过离心或真空法，使工作溶液3完全进入微针模具孔中，再将载peg-glp-1(32-36)a微针贴片的内核结构压入第二微针贴片模具中，室温下干燥即得载glp-1(32-36)a的微针贴片，具有差速释放glp-1(32-36)a的特征。

23、工作溶液1中所含的peg-glp-1(32-36)a为1～30wt％。

24、工作溶液1中所含的聚合物的浓度为5～30wt％。

25、工作溶液2中所含的聚合物的浓度为5～30wt％，用于制成贴片的基底层。

26、工作溶液3中所含的glp-1(32-36)a的浓度为1～5wt％。

27、工作溶液3中所含的聚合物的浓度为5～30wt％。

28、本发明的载glp-1(32-36)a微针具有“先暴释后缓释”的特征，不仅可以使药物快速进入体内达到有效治疗浓度，而且可以长期维持体内药物浓度在有效治疗窗内，最大发挥药物的治疗作用。