近年来由于用于皮肤表面预处理的实心微针具有增强皮肤渗透性的能力,引起了相当大的关注。市面上有几种批准的使用微针的美容产品,包括滚轮微针、硅微针等。然而,由生物可降解的高分子聚合物制备成的高分子实心微针尚未商业化。因此为了实现批量化生产和临床应用的前景,高分子实心微针仍然需要理论数据的支持。本文通过模具成型的方法制备出不同尺寸规格的聚乳酸微针,研究高分子实心微针对增强体外和体内药物经皮渗透以及人体安全性的影响,并提出了一种批量化制备高分子实心微针的方法以及为高分子实心微针的使用设计了相应的微针施放器。本文的主要研究内容如下:1.系统性地研究了聚乳酸微针的力学稳定性,以及微针尺寸,药物浓度,药物溶液的粘度和药物停留在皮肤上的给药时间对药物经微针预处理后的皮肤渗透的影响。多次刺穿实验证明,高度为600 μm的微针具有良好的力学稳定性。高度为800 μm和密度为256 MNs/cm2的微针最有利于增强药物渗透。此外,药物浓度的增加可以增加药物的渗透量,但不影响药物渗透速率。随着药物粘度的增加,药物渗透量降低。为了延长给药时间到1 h,药物渗透量达到稳定值且1 h后基本不变。最后通过体内胰岛素递送证明了微针诱导的渗透作用。总之,可生物降解的高分子实心微针可以无痛刺穿角质层,加速药物和活性成分的吸收。2.通过体内成像系统系统性地研究了聚乳酸微针的高度和密度,以及药物分子量和药物扩散时间对药物在体内渗透性分布的影响。高度为800μm的微针最有利于增强药物的纵向渗透分布。而密度为11×11 MNarrays的微针更有利于促进药物的横向渗透分布。此外,药物分子量的增加能够降低药物的渗透分布且小分子药物的异硫氰酸荧光素(FITC,MW 389.38 Da)更容易在皮肤预处理之后渗入皮肤。随着药物扩散时间的增加,皮下药物渗透分布逐渐减弱,直到药物在8 h被皮下组织吸收。这些结果表明高分子实心微针可以穿透皮肤角质层增强药物递送,特别是小分子药物。3.从疼痛和皮肤刺激性两方面评价了高分子实心微针在人体内的安全性,即研究了不同高分子实心微针尺寸对人体疼痛和皮肤刺激的影响。对额头部位来说,高度为400μm、密度为100MNs/cnm2、阵列大小为10×10 MN arrays的微针会产生较小的疼痛和较小的皮肤刺激性。对前臂部位来说,高度为400和600μm、密度为49和100MNs/cm2、阵列大小为1O×1O MN arrays的微针会产生较小的疼痛和较小的皮肤刺激性。对于腹部部位来说,高度为400、600和800μm,密度为49和100MNs/cm2、阵列大小为5×5、10×10和10×20 MN arrays的微针会产生较小的疼痛和较小的皮肤刺激性。总之,针对微针应用的部位合理的优化高分子实心微针的尺寸有助于提高微针的安全性和患者的依从性。4.研究并设计了高分子实习微针批量化制备装置以及微针施放器。通过实验研究批量化制备的方法,并通过UG 6.0和CAD设计批量化制备装置和微针施放器。