PLA医美微针高速注塑成型技术的研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cnlhong197416
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微针给药技术作为一种新型的药物递送方式,可以利用微针阵列在皮肤表面产生微通道,从而打破角质层障碍对药物的阻滞作用,使美容护肤产品或药物充分发挥其美容或治疗效果。以聚合物材料为基材的微针,具有无痛、高效、生物相容性好等优点,越来越受到人们的重视。同时,微注塑成型技术由于具有生产效率高、成型稳定、生产成本低、且可以大批量大规模生产等优点,成为聚合物微针成型关键技术之一。本文主要基于微注塑成型技术制备了PLA医美微针,并探究了其最佳工艺参数,同时利用TPU对PLA进行改性,制备出基底韧性优异的微针制品。论文具体研究内容如下:(1)提出了一种眼贴形状的微针结构,其形状为月牙形,基底厚度0.5 mm,宽度56 mm。微针贴片共有238个微针针体,针体形状为三棱锥,其底面边长为0.4 mm、高度为0.6 mm、针体间距为1.5 mm。浇口方式采用侧浇口,主流道长度为35 mm,整体呈圆锥台形,分流道为长方体和梯形台的组合。(2)利用Moldflow软件对高速注塑成型中微针成型过程进行了模拟分析,模拟结果表明,控制注射速度在250~400 mm/s可使微针的填充时间缩短至0.013 s,减少90%,翘曲变形量、体积收缩率趋于稳定状态且变形量较小,贴片成型质量较好。(3)在前期模拟结果的基础上,设计了正交实验表,并利用极差分析得出了微针顶端直径的最佳成型工艺:模具温度45℃、熔体温度200℃、注射速度360 mm/s、保压时间4 s、保压压力50 MPa。对PLA最佳工艺微针贴片形貌尺寸、机械强度、刺入性能、药物释放性能以及皮肤针孔愈合时间进行了性能表征,实验结果表明,PLA最佳工艺微针机械性能良好,药物释放效率是未经微针处理过皮肤的3.5倍,且25 min后小鼠皮肤上的针孔基本愈合。同时,利用最佳工艺微针制备了涂敷微针,穿刺实验结果表明,该涂敷微针能够刺破皮肤并有效实现药物递送。(4)利用TPU对PLA进行改性,制备出强度高、韧性好的微针产品,并对混料的相形态、冲击性能、流动性以及混合微针的机械强度、刺入性能进行了分析。实验结果表明,与纯PLA微针相比,混合微针的韧性有了较大的提高,且机械性能良好,能够刺破皮肤且在穿刺皮肤过程中不发生断裂;利用6:4组分的PLA/TPU微针制备了滚轮微针,并对其穿刺效果进行了表征,实验结果表明滚轮微针能顺利刺破两层封口膜(252μm),满足刺破皮肤角质层的要求,验证了PLA/TPU滚轮微针用于生物医学领域的可行性。
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