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技術 マイクロニードルアレイ及び使用方法

出願人 スリーエムイノベイティブプロパティズカンパニー
発明者 フリッツ,マイケルジェイ.モークリー,クレイグエス.バーグ,ダニエルエイチ.ジスバース,ジェロームイー.シマーズ,ライアンパトリック
出願日 2016年1月19日 (5年11ヶ月経過) 出願番号 2017-538416
公開日 2018年3月8日 (3年9ヶ月経過) 公開番号 2018-506339
状態 特許登録済
技術分野 媒体導出入付与装置
主要キーワード 動径ベクトル 個体材料 遷移面 円形台 接着組立 噴火口状 中空チャネル 金型半分
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題・解決手段

少なくとも1つのマイクロニードル(160)を備える物品(100)が提供される。物品は、第1の面(112)と、第1の面と反対側の第2の面(114)と、を備え得る。第1の面は、中央凹み部(120)と台部(130)とを備え、この台部から少なくとも1つのマイクロニードルが延び、台部は中央凹み部と同一平面上にない。台部は、中央凹み部を実質的に取り囲む。少なくとも1つのマイクロニードルは、外表面(163)と、基部(162)と第1の形状とを有する基部部分(166)と、先端と第1の形状とは異なる第2の形状を有する先端部分(168)と、基部部分と先端部分との境界となる遷移面(167)と、中心軸(180)と、を備える本体を備える。この物品を使用する方法もまた提供される。

概要

背景

経皮的及び局所的な薬物送達治療処置のために使用することができるが、これらの経路を使用して有効に送達することができる分子数は、皮膚の障壁特性によって制限され得る。皮膚を介した分子移送の主な障壁は、角質層(皮膚の最も外側の層)である。

角質層のような最も外側の皮膜層透過性又は多孔性を増大させるために、いくつかの異なる皮膚治療方法が提案されており、それにより、それらの層を通した又はそれら層の中への薬物送達が向上している。角質層は、脂質領域によって分離された密な角質化された細胞遺残組織複合構造である。角質層はケラチン細胞から形成され、ケラチン細胞は核を失って角質細胞になる大多数表皮細胞を含む。これらの死細胞は角質層を備えており、その厚さは約10〜30マイクロメートルにすぎないが、外因物質による侵襲並びに内因性液体及び溶質分子の外側への移動から身体を保護する。様々な皮膚治療方法として、マイクロニードルレーザ切除、RF切除、熱切除、ソノフォレーシス、イオン電気導入法、又はその組み合わせの使用が挙げられる。

マイクロニードル又はマイクロピンと呼ばれることもある比較的小さな構造のアレイを含む装置は、皮膚及び他の表面を通じた治療薬及び他の物質の送達に関連して使用するために開示されている。装置は、典型的には、角質層を貫通するように皮膚に対して押し付けられ、治療薬及び他の物質が次に又は同時に角質層を通り抜け、その下の組織に入ることができるようにする。これらの装置のマイクロニードルは接触時に角質層を貫き、活性成分の分子を体内に送達できる通路として機能する複数の微細スリットを作り出す。活性成分の送達において、マイクロニードル装置は角質層を通した活性成分の送達の前に、液状の活性成分を一時的に保持するリザーバを備えることできる。ある構造において、マイクロニードルは、皮膚を通した治療物質の送達を可能とし、直接リザーバからマイクロニードルを通る液体流路を提供するために、中空とすることができる。別の構造において、活性成分はマイクロニードルアレイ上にコーティングされ、角質層が貫かれた後に皮膚を通して直接送達されてもよい。

マイクロニードルアレイは、複数回使用可能な又は使い捨ての装置である注射及び点滴器具(すなわち、中空マイクロニードルを皮膚に適用し、中空マイクロニードルを通した物質の点滴を容易にする「適用器」)と併せて使用することができる。マイクロニードルアレイは、一般に一度使用されると廃棄される。

概要

少なくとも1つのマイクロニードル(160)を備える物品(100)が提供される。物品は、第1の面(112)と、第1の面と反対側の第2の面(114)と、を備え得る。第1の面は、中央凹み部(120)と台部(130)とを備え、この台部から少なくとも1つのマイクロニードルが延び、台部は中央凹み部と同一平面上にない。台部は、中央凹み部を実質的に取り囲む。少なくとも1つのマイクロニードルは、外表面(163)と、基部(162)と第1の形状とを有する基部部分(166)と、先端と第1の形状とは異なる第2の形状を有する先端部分(168)と、基部部分と先端部分との境界となる遷移面(167)と、中心軸(180)と、を備える本体を備える。この物品を使用する方法もまた提供される。

目的

ある構造において、マイクロニードルは、皮膚を通した治療物質の送達を可能とし、直接リザーバからマイクロニードルを通る液体流路を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

第1の面であって、中央凹み部と、前記第1の面から突出しかつ前記中央凹み部と同一平面上にない台部と、を備える、第1の面と、前記第1の面と反対側の第2の面と、前記台部から第1の方向に延びる少なくとも3つの中空マイクロニードルと、を備え、前記台部が、前記中央凹み部を実質的に取り囲み、前記台部が、前記中央凹み部に近位内周縁部と、前記中央凹み部に遠位外周縁部とを備え、前記少なくとも3つの中空マイクロニードルがそれぞれ、外表面と、基部と前記外表面の第1の区画によって画定される第1の形状とを有する基部部分と、先端と前記外表面の第2の区画によって画定され前記第1の形状とは異なる第2の形状とを有する先端部分と、前記基部部分と前記先端部分との境界となる遷移面と、中心軸と、を備える本体を備え、前記少なくとも3つの中空マイクロニードルそれぞれの前記中心軸と、前記台の前記外周縁部から前記マイクロニードルの前記遷移面を通って延びる最も短い線とによって画定される第1の角度が、50°より大きく約85°以下である、物品

請求項2

前記第1の角度が約65°〜約75°である、請求項1に記載の物品。

請求項3

前記中心軸と、前記内周縁部から前記遷移面を通って延びる最も短い線とによって画定される第2の角度が、50°より大きく約85°以下である、請求項1又は2に記載の物品。

請求項4

前記遷移面が、前記中心軸に沿って測定されたとき、前記台部から約60μm〜約490μm離れて配設されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の物品。

請求項5

前記第1の面が、前記台部の前記外周縁部の少なくとも一部から横方向に延びる、マイクロニードルのない周辺部を更に備え、前記周辺部が、前記台部から離れるように、前記第1の方向とは反対の第2の方向へと傾いている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の物品。

請求項6

前記物品が、前記台部又は存在する場合は前記周辺部から延びる側壁部を更に備え、前記側壁部は、実質的に前記第1の方向と反対方向に延びる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の物品。

請求項7

前記中央凹みが閉じた凹みである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の物品。

請求項8

前記中央凹みが、前記第1の面から前記第2の面にかけて延びる貫通孔である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の物品。

請求項9

一体構造体が、前記台部と、前記周辺部と、前記中央凹み部と、を備える、請求項1〜8のいずれか一項に記載の物品。

請求項10

前記複数のうちの少なくとも1つのマイクロニードルが、基部と、中心軸と本体直径とを有する細長い本体と、先端と、前記中心軸に対して斜めに配向され、前記本体直径の少なくとも75%を通って延びる第1のベベル面と、前記中心軸に対して実質的に垂直に配向され、前記第1のベベル面と交わる第2のベベル面と、前記第1のベベル面の第1の縁部及び前記第2のベベル面の第2の縁部によって画定されたベベル開口部とを備える、先端部と、前記ベベル開口部から前記本体内へと軸方向に延びる中空チャネルと、を備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載の物品。

請求項11

前記複数のうちの少なくとも1つのマイクロニードルが、基部と、中心軸を有する細長い本体と、先端とベベル化表面と前記ベベル化表面内のベベル開口部とを備える、先端部と、前記ベベル開口部から前記細長い本体の少なくとも一部を通って軸方向に延びる第1のチャネルであって、前記中心軸に実質的に整列する第1の壁を有する、第1のチャネルと、前記第1のチャネルから前記ベベル開口部へと径方向に延びる第2のチャネルであって、前記中心軸に対して実質的に直角に配向されている第2の壁を有する、第2のチャネルと、を備え、前記第1のチャネルと第2のチャネルとが合流して前記ベベル開口部をなす、請求項1〜10のいずれか一項に記載の物品。

請求項12

前記少なくとも1つのマイクロニードルが、前記先端に近位の第1の開口部から前記物品の前記第2の面内の第2の開口部まで前記物品を通って延びる中空チャネルを備える、請求項1〜11のいずれか一項に記載の物品。

請求項13

流体を身体内に注入するための、請求項1〜11のいずれか一項に記載の物品の使用。

請求項14

流体を身体から取り出すための、請求項1〜11のいずれか一項に記載の物品。

請求項15

請求項1〜14のいずれか一項に記載の中空マイクロニードルアレイ物品と、中空マイクロニードルアレイ物品ホルダと、前記中空マイクロニードルアレイ物品を第1の位置から第2の位置へと移動させるように構成された第1のエネルギー蓄積構成要素と、前記中空マイクロニードルと流体連通している、流体を収容するリザーバと、を備え、前記物品を所定の方向に所定の速度で推進させるように構成されている、注射及び点滴器具

請求項16

前記所定の速度が約2m/秒〜約20m/秒である、請求項15に記載の器具

請求項17

前記第1の位置から前記第2の位置への前記中空マイクロニードルアレイ物品の移動を作動させるアクチュエータを更に備える、請求項15又は請求項16に記載の器具。

請求項18

前記流体を前記リザーバから前記中空マイクロニードルに移動させかつ前記中空マイクロニードルを通して移動させる力を提供するように構成された第2のエネルギー蓄積構成要素を更に備える、請求項15〜17のいずれか一項に記載の器具。

請求項19

請求項17又は請求項18に記載の前記注射及び点滴器具を用意することと、前記アクチュエータを作動させて前記中空マイクロニードルを皮膚の表面を通して挿入することと、を含む方法。

請求項20

前記第2のエネルギー蓄積構成要素の蓄積されたエネルギーの少なくとも一部を放出して、流体を前記リザーバから前記中空マイクロニードルを通して前記皮膚の前記表面下組織内に移動させることを更に含む、請求項18に従属する請求項19に記載の方法。

関連出願の相互参照

0001

本出願は、2015年1月21日に出願された米国仮特許出願第62/105,987号の利益を主張し、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。

背景技術

0002

経皮的及び局所的な薬物送達治療処置のために使用することができるが、これらの経路を使用して有効に送達することができる分子数は、皮膚の障壁特性によって制限され得る。皮膚を介した分子移送の主な障壁は、角質層(皮膚の最も外側の層)である。

0003

角質層のような最も外側の皮膜層透過性又は多孔性を増大させるために、いくつかの異なる皮膚治療方法が提案されており、それにより、それらの層を通した又はそれら層の中への薬物送達が向上している。角質層は、脂質領域によって分離された密な角質化された細胞遺残組織複合構造である。角質層はケラチン細胞から形成され、ケラチン細胞は核を失って角質細胞になる大多数表皮細胞を含む。これらの死細胞は角質層を備えており、その厚さは約10〜30マイクロメートルにすぎないが、外因物質による侵襲並びに内因性液体及び溶質分子の外側への移動から身体を保護する。様々な皮膚治療方法として、マイクロニードルレーザ切除、RF切除、熱切除、ソノフォレーシス、イオン電気導入法、又はその組み合わせの使用が挙げられる。

0004

マイクロニードル又はマイクロピンと呼ばれることもある比較的小さな構造のアレイを含む装置は、皮膚及び他の表面を通じた治療薬及び他の物質の送達に関連して使用するために開示されている。装置は、典型的には、角質層を貫通するように皮膚に対して押し付けられ、治療薬及び他の物質が次に又は同時に角質層を通り抜け、その下の組織に入ることができるようにする。これらの装置のマイクロニードルは接触時に角質層を貫き、活性成分の分子を体内に送達できる通路として機能する複数の微細スリットを作り出す。活性成分の送達において、マイクロニードル装置は角質層を通した活性成分の送達の前に、液状の活性成分を一時的に保持するリザーバを備えることできる。ある構造において、マイクロニードルは、皮膚を通した治療物質の送達を可能とし、直接リザーバからマイクロニードルを通る液体流路を提供するために、中空とすることができる。別の構造において、活性成分はマイクロニードルアレイ上にコーティングされ、角質層が貫かれた後に皮膚を通して直接送達されてもよい。

0005

マイクロニードルアレイは、複数回使用可能な又は使い捨ての装置である注射及び点滴器具(すなわち、中空マイクロニードルを皮膚に適用し、中空マイクロニードルを通した物質の点滴を容易にする「適用器」)と併せて使用することができる。マイクロニードルアレイは、一般に一度使用されると廃棄される。

0006

複数の中空マイクロニードルを備える物品と物品が押圧される皮膚表面との間の相互作用が、結果として、複数のうちの少なくとも1つのマイクロニードルの皮膚への侵入に望ましくない影響を与え得ることが今は分かっている。物品がマイクロニードルのアレイを含むとき、その影響のうちの1つは、アレイにおけるマイクロニードルのうちの1つ以上による皮膚への侵入の深さがかなり変動することであり得ることが、更に分かっている。本発明者らは、いくつかの特徴を物品の設計に含めることによって、侵入の深さの一貫性を制御し得ることを認識した。本発明の設計の特徴により、皮膚の所望の深さに迅速に、効果的に、及び一貫してニードルを挿入し、様々な皮膚の場所に薬学上効果的な用量を直ちに送達できるようになる。その上、本発明の設計の特定の特徴は、より簡単でより頑強なプロセスを物品の製造のために使用することを可能にする。

0007

本開示は、概して、マイクロニードルを備える物品、及び、皮膚の表面を通して物質を送達するか、又は皮膚の表面を通して体液を除去するためのその使用に関する。具体的には、本開示は、マイクロニードルと皮膚との間の接触を容易にし、かつ物品の使用中、皮膚と非マイクロニードル表面との間の接触の可能性を減らすことによって、複数のマイクロニードルのそれぞれのマイクロニードルが一定の侵入の深さをもたらすように構成される複数のマイクロニードルのアレイを備える物品に関する。

0008

本開示のいくつかの態様は、物品を提供する。物品は、第1の面と、第1の面と反対側の第2の面と、少なくとも3つの中空マイクロニードルと、を備え得る。第1の面は、中央凹み部と、第1の面から突出しかつ中央凹み部と同一平面上にない台部とを備え得る。マイクロニードルは、台部から第1の方向に延び得る。台部は、中央凹み部を実質的に取り囲み得、中央凹み部に近位内周縁部と中央凹み部に遠位外周縁部とを備え得る。少なくとも3つのマイクロニードルのそれぞれは、外表面と、基部と外表面の第1の区画によって画定される第1の形状とを有する基部部分と、先端と外表面の第2の区画によって画定され第1の形状とは異なる第2の形状とを有する先端部分と、基部部分と先端部分との境界となる遷移面と、中心軸と、を備える本体を備える。少なくとも3つのマイクロニードルのそれぞれの中心軸と、台の外周縁部から少なくとも1つのマイクロニードルの遷移面を通って延びる最も短い線とによって画定される第1の角度は、50°より大きく約85°以下である。任意の実施形態において、第1の角度は約65°〜約75°(それらの値を含む)とすることができる。上記の実施形態のいずれにおいても、第1の角度は約70°とすることができる。

0009

本開示の他の態様は、物品を提供する。物品は、第1の面と、第1の面と反対側の第2の面と、少なくとも3つの中空マイクロニードルと、を備え得る。第1の面は、中央凹み部と、第1の面から突出しかつ中央凹み部と同一平面上にない台部とを備え得る。マイクロニードルは、台部から第1の方向に延び得る。台部は、中央凹み部を実質的に取り囲み得、中央凹み部に近位の内周縁部と中央凹み部に遠位の外周縁部とを備え得る。少なくとも3つのマイクロニードルのそれぞれは、外表面と、基部と外表面の第1の区画によって画定される第1の形状とを有する基部部分と、先端と外表面の第2の区画によって画定され第1の形状とは異なる第2の形状とを有する先端部分と、基部部分と先端部分との境界となる遷移面と、中心軸と、を備える本体を備える。少なくとも3つのマイクロニードルのそれぞれは、基部から先端まで測定された高さを備える。少なくとも3つのマイクロニードルのそれぞれの先端部分は、マイクロニードルの高さの少なくとも約45%を画定し得る。任意の実施形態において、少なくとも3つのマイクロニードルのそれぞれの先端部分は、マイクロニードルの高さの少なくとも約70〜80%を画定し得る。

0010

注射器具」という語句は、ある期間にわたって流体を送達し又は抜き出すことができる一体化された装置を指し、点滴のみを意図した装置に限定されない。したがって、注射器具は、例えば、真皮内に流体を注射するために又は流体を組織から抜き出すために使用され得る。

0011

「経皮的に」という用語及びその変形は、一般的に、皮膚の任意の部分を横断する活性成分の任意の種類の送達を指すために用いられる。すなわち、経皮的とは、通常、全身送達(すなわち、この場合、活性成分が血流の中に送達されるように、活性成分が真皮を横断して、又は実質的に通って輸送される)、及び皮内送達(すなわち、この場合、活性成分が部分的に真皮を通して、例えば皮膚の外層(角質層)を横断して輸送され、活性成分が、例えば乾癬治療又は局所麻酔送達のために皮膚の中に送達される)を含むことができる。すなわち、本明細書において使用される経皮的送達は、単に皮膚の外層に局所的に適用されるだけでなく、皮膚の少なくとも一部分(しかし、必ずしも皮膚の層の全てではない)を横断して輸送される活性成分の送達を含む。

0012

「中空マイクロニードル」という語句は、角質層を貫通して、皮膚を通る薬物の送達を容易にするように設計された特定の微小構造を指す。例として、マイクロニードルは、ニードル又はニードル状の構造、並びに角質層を貫通し、液体薬物製剤を皮膚又は角質層の下の組織層に送達できる他の構造を含み得る。

0013

「好ましい」及び「好ましくは」という語は、特定の状況下で特定の利益をもたらすことができる本発明の実施形態を指す。しかしながら、同じ又は他の状況下で他の実施形態が好ましい場合もまたある。更に、1つ以上の好ましい実施形態の記載は、他の実施形態が有用でないことを含意するものではなく、他の実施形態を本発明の範囲内から排除することを意図するものではない。

0014

「備える(comprise)」という用語及びその変形は、こうした用語が説明及び特許請求の範囲に見られる場合、限定の意味を有するものではない。

0015

本明細書において使用するとき、「1つ(a、an)」、「その(the)」、「少なくとも1つ(at least one)」及び「1つ以上(one or more)」は、互換的に使用される。したがって、例えば、マイクロニードルは、「1つ以上の」マイクロニードルを意味するように解釈され得る。

0016

「及び/又は」という用語は、列挙された要素のうちの1つ若しくは全て、又は列挙された要素のうちの任意の2つ以上の組み合わせを意味する。

0017

また本明細書では、境界値による数値の範囲の記載は、その範囲内に包含される全ての数値を含む(例えば、1〜5は1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5を含む、等)。

0018

本発明の上記の概要は、開示されるそれぞれの実施形態又は本発明のあらゆる実装形態について記載することは意図していない。以下の説明は、例証となる実施形態をより詳細に示す。本出願全体を通していくつかの箇所において、例のリストによって指針が示されるが、それらの例は様々な組み合わせで使用することができる。各事例において、列挙されるリストは代表的な群として役立つだけであり、排他的なリストと解釈されるべきではない。

0019

これら及び他の実施形態の更なる詳細については、添付図面及び以下の説明において述べる。他の特徴、目的及び利点は、説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかになるであろう。

図面の簡単な説明

0020

本発明について、以下に示す図面を参照して更に説明することにするが、その図面において、同じ構造は複数の図を通じて同じ参照符号によって参照する。

0021

本開示に従う複数のマイクロニードルを備える物品の一実施形態を示す斜視図である。

0022

図1の物品の側面図である。

0023

図2の物品の一部の詳細図である。

0024

図1の物品の第1の面の平面図である。

0025

図3の物品の線4−4に沿った断面図である。

0026

図4の中空マイクロニードルのうちの1つの詳細断面図である。

0027

マイクロニードルの中心軸とマイクロニードルの遷移面を通り抜ける線との交差によって形成される角度θ1を示す、図1の物品の一部の概略的側面図(部分断面図)である。

0028

マイクロニードルの中心軸とマイクロニードルの遷移面を通り抜ける線との交差によって形成される角度θ2を示す、図5Aの物品の概略的側面図(部分断面図)である。

0029

マイクロニードルの中心軸とマイクロニードルの遷移面を通り抜ける線との交差によって形成される角度θ3を示す、マイクロニードルを備える物品の別の実施形態の一部の概略的側面図(部分断面図)である。

0030

物品の第1の面上に画定された領域を示す、本開示に従う物品の平面図である。

0031

物品並びに注射及び点滴適用器に関連する様々な寸法を示す、本開示に従う複数のマイクロニードルを備える物品に連結された、注射及び点滴適用器の一部の平面図である。

実施例

0032

本開示の任意の実施形態を詳しく説明する前に、本発明はその適用において、以下の説明に述べる又は以下の図面に例示する構成の細部及び構成要素の配置に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施又は実行することができる。また、本明細書において使用される語句及び専門用語は説明を目的としたものであり、限定するものとみなすべきではないことを理解されたい。本明細書における「含む(including)」、「備える(comprising)」又は「有する(having)」、及びこれらの変形の使用は、以下に挙げる品目及びその等価物、並びに付加的な品目を包含するものである。別様に指定又は制限されない限り、「取り付けられる」、「接続される」、「支持される」及び「連結される」という用語、並びにその変化形は、広義に使用され、直接的な並びに間接的な双方の取り付け、接続、支持、及び連結を包含する。他の実施形態が利用されてもよく、また、構造的又は論理的な変更が、本開示の範囲から逸脱することなくなされ得ることを理解されたい。更に、「前方」、「後方」、「上」、「下」といった用語は、各要素の互いに対する関係を説明するためにのみ用いられるものであり、装置の特定の向きを説明しようとするものでも、装置に必要とされる若しくは求められる向きを指示又は示唆しようとするものでも、あるいは本明細書に記載される発明が、使用時にどのように使用、装着、表示、又は配置されるかを特定しようとするものでもない。

0033

本開示は、概して、マイクロニードルを備える物品、及び、皮膚の表面を通して物質を送達するか、又は皮膚の表面を通して体液を除去するためのその使用に関する。具体的には、本開示は、マイクロニードルと皮膚との間の接触を容易にし、かつ物品の使用中、皮膚と非マイクロニードル表面との間の接触の可能性を減らすことによって、複数のマイクロニードルのそれぞれのマイクロニードルに対して一定の侵入の深さをもたらすように構成される複数のマイクロニードルのアレイを備える物品に関する。

0034

図を参照すると、図1〜4は、本開示に従う物品100の一実施形態の様々な図を示す。物品100は、第1の面112と、第1の面112と反対側の第2の面114と、を備え得る。第1の面112は、中央凹み部120と台部130とを備える。台部130は第1の面112から突出し、中央凹み部120と同一平面上にない。図1〜4の例示された実施形態において、中央凹み部120及び台部130は両方とも一体構造体110の部分として形成される。しかしながら、任意の実施形態において、中央凹み部120及び台部130が、物品内に互いに隣接して配設される別々の部品(図示せず)であり得ることが企図される。

0035

中央凹み部120は、台部130と同一平面上にない。図1〜4の例示された実施形態は、台部130によって形成された平面から離れるように傾斜する曲線表面を有する中央凹み部120を描写するが、任意の実施形態において、中央凹み部は、台部と同一平面上にない1つ以上の角度のある表面(図示せず)を備え得ることが企図される。

0036

任意の実施形態において、中央凹み部120は、図1〜4に示されるとおり、中実構造からなり得る。あるいは、任意の実施形態において、中央凹み部は、開口部(例えば、貫通孔、図示せず)を備えるか、それから本質的になり得るか、又はそれからなり得る。

0037

台部130は中央凹み部120を実質的に取り囲む。台部130は、中央凹み部120に近位の内周縁部132と、中央凹み部に遠位の外周縁部134とを備える。任意の実施形態において、内周縁部132及び/又は外周縁部134は、図2の外周縁部の側面図に示され、図4の両方の周縁部の断面図に示されるとおり、実質的に丸みのある縁部を備える。あるいは、任意の実施形態において、内周縁部132及び/又は外周縁部134は実質的に角度のある縁部(図示せず)を備える。

0038

物品100は、台部130から第1の方向に(矢印「A」、図2を参照)延びる複数の中空マイクロニードル160を更に備える。任意の実施形態において、複数の中空マイクロニードル160はアレイを構成し得る。アレイは、図3に示されるとおり、円形の配置(すなわち、環状アレイ)を備え得る。本開示に従う物品において、他の直線的又は曲線的な幾何学形状(例えば、正方形矩形卵形六角形、図示せず)を有する他のアレイもまた有用であることが企図される。

0039

図2Aは、図2の物品100のマイクロニードル160のうちの1つの詳細図を示す。物品100の任意の実施形態において、複数のうちのそれぞれのマイクロニードル160は、外表面163と、基部部分166と、先端部分168とを備える本体を備える。基部部分166は、マイクロニードル160が台部130から延びる、基部162を備える。基部部分166は、基部部分の外表面163によって画定される第1の形状を有する。図2Aの例示された実施形態において、第1の形状は噴火口状(すなわち、ある曲率半径を有する概ね円錐の形状)であり、したがって、マイクロニードルの直径は、基部162では先端より広い。任意選択で、基部部分166は凹状外表面を有する。

0040

先端部分168は先端164を備える。先端164は、基部162から最も離れているマイクロニードル160の部分である。先端部分168は、マイクロニードル160の外表面163によって画定される第2の形状を有する。第2の形状は、第1の形状と識別可能である。基部部分166及び先端部分168の各自の形状は、遷移面167で識別可能になる。本明細書で使用される場合、「遷移面」は、マイクロニードルの外表面163の接線と中心軸とによって形成される角度が、≦10°の第1の(先端近位)角度から約10°より大きい第2の(先端遠位)角度へと変化する、平面である。図3Aの例示された実施形態において、マイクロニードル160の外表面163は、中心軸に実質的に平行である(図示せず)。しかしながら、遷移面167では、先端部分168の実質的に真っ直ぐな外表面(すなわち、第2の形状)は、基部部分166の、外に向かって広がった曲率半径(すなわち、第1の形状)に変化し、外表面の接線(図示せず)と中心軸(図示せず)との交差によって形成される角度は、約10°よりも大きくなる。図2Aの実質的に円筒形状の先端部分168は、角質層を貫通するのに十分な鋭さの先端164を形成するベベル165によって切頭される。

0041

複数のうちのそれぞれのマイクロニードル160は、中空チャネル169を更に備える。図4に示されるとおり、中空チャネル169は任意選択で、第1の面112から第2の面114にかけて、物品の全体を通って延びる。任意の実施形態において、中空チャネルは、例えば、皮膚内へ注射/送達する活性成分を入れるための、行き止まりリザーバ(例えば、マイクロニードルの本体内の行き止まりリザーバ、図示せず)を提供し得る。任意の実施形態において、物品100を通って延びる中空チャネル169は、物品の第2の面上に配設されたリザーバ108に流体連通され得、活性成分は、物品100のリザーバ108からマイクロニードル160の中空チャネル169を通って、患者に点滴され得る。

0042

任意の実施形態において、第1の面112は任意選択で、台部130の外周縁部134の少なくとも一部から横方向に延びる、マイクロニードルのない周辺部140を備える。任意の実施形態において、周辺部140は、台部130を実質的に取り囲む。周辺部140は、台部130から離れるように、第1の方向と反対側の第2の方向(矢印「B」、図2を参照)へと傾いている。図1〜4の例示された実施形態において、中央凹み部120、台部130、及び周辺部140は全て、一体構造体110の部分として形成される。しかしながら、任意の実施形態において、周辺部140及び台部130は、物品内に互いに隣接して配設される別々の部品(図示せず)であり得ることが企図される。

0043

図4Aは、図4の一体構造体110における、物品の第1の面112上に配設された切開されたマイクロニードル160のうちの1つの詳細図を示す。マイクロニードル160は、先端164の近位において中空チャネル169内へと開口した第1の開口部187を備え、この中空チャネル169は、本体110の全体を通って本体110の第2の面112上の第2の開口部189へと延びる。

0044

任意選択で、任意の実施形態において、物品100は、タブ(例えば、タブ106)を更に備え得る。タブ106は、製造目的のため、又は使用中の整列の目的に有用であり得る。例示された実施形態において、タブ106は、周辺部140から横方向に延びる。ただし、他の有用な構成が当業者には明らかであろう。

0045

任意選択で、物品100は、実質的に複数のマイクロニードル160と反対側の方向(すなわち、図2に示される第2の方向「B」)に延びる側壁150を更に備える。例示された実施形態の側壁150は、物品100の第2の面114上に、リザーバ108を形成する。リザーバ108は、任意選択で、封止され得(図示せず)、複数のマイクロニードル160による注射によって送達される活性剤(例えば、薬物)を収容し得る。

0046

図2を参照すると、物品は少なくとも2つの高さ寸法を備え得る。第1の高さ寸法H1は、台部130から第2の方向Bに延びる傾いた周辺部140の高さである。第2の高さ寸法H2は、台部130から第1の方向Aに延びるそれぞれのマイクロニードル160の高さである。再度図2Aを参照すると、複数のうちのそれぞれのマイクロニードル160は、マイクロニードル160の合計の高さに貢献する2つの高さ構成部分(それぞれを第1の高さ構成部分H2A及び第2の高さ構成部分H2Bとする)を備える。第1の高さ構成部分はマイクロニードル160の基部部分166の高さを表し、第2の高さ構成部分はマイクロニードルの先端部分168の高さを表す。

0047

任意の実施形態において、本開示に従う複数のうちのそれぞれのマイクロニードルの第1の高さ構成部分は、約50μm〜500μm未満である。好ましくは、本開示に従う複数のうちのそれぞれのマイクロニードルの第1の高さ構成部分は、約150μm〜約350μmである。より好ましくは、本開示に従う複数のうちのそれぞれのマイクロニードルの第1の高さ構成部分は、約200μm〜約300μmである。更により好ましくは、本開示に従う複数のうちのそれぞれのマイクロニードルの第1の高さ構成部分は、約250μm〜約270μmである。

0048

任意の実施形態において、本開示に従う複数のうちのそれぞれのマイクロニードルの第2の高さ構成部分は、約300μm〜約1940μmである。任意の実施形態において、本開示に従う複数のうちのそれぞれのマイクロニードルの第2の高さ構成部分は、約540μm〜約1740μmである。第1の高さ構成部分が約250μm〜約270μmであるとき、好ましくは、本開示に従う複数のうちのそれぞれのマイクロニードルの第2の高さ構成部分は、約540μm〜約1240μmである。第1の高さ構成部分が約250μm〜約270μmであるとき、より好ましくは、本開示に従う複数のうちのそれぞれのマイクロニードルの第2の高さ構成部分は、約640μm〜約840μmである。第1の高さ構成部分が約250μm〜約270μmであるとき、更により好ましくは、本開示に従う複数のうちのそれぞれのマイクロニードルの第2の高さ構成部分は、約700μm〜約800μmである。

0049

皮膚内の適切な場所への活性化合物の一定かつ効果的な送達を得るために、本発明者らは、本開示に従う少なくとも3つのマイクロニードルを備える物品の構成が、それぞれのマイクロニードルの少なくとも先端部が皮膚内に完全に挿入されるまで、少なくとも3つのマイクロニードルの全ての侵入を容易にすべきことを見出した。

0050

一態様では、任意の実施形態において、本開示に従う物品の複数のうちのそれぞれのマイクロニードルの第1の高さ構成部分と第2の高さ構成部分との間に、事前定義された比例関係が存在し得る。任意の実施形態において、先端部分(複数のマイクロニードルのうちの少なくとも1つのマイクロニードルの遷移面から先端まで測定した際の)は、当該少なくとも1つのマイクロニードルの高さの少なくとも約45%を画定する。任意の実施形態において、先端部分(複数のマイクロニードルのそれぞれのマイクロニードルの遷移面から先端まで測定した際の)は、当該マイクロニードルの高さの少なくとも約45%を画定する。任意の実施形態において、先端部分(複数のマイクロニードルのうちの少なくとも1つのマイクロニードルの遷移面から先端まで測定した際の)は、当該少なくとも1つのマイクロニードルの高さの約50〜95%を画定する。任意の実施形態において、先端部分(複数のマイクロニードルのそれぞれのマイクロニードルの遷移面から先端まで測定した際の)は、当該マイクロニードルの高さの約50〜95%を画定する。任意の実施形態において、先端部分(複数のマイクロニードルのうちの少なくとも1つのマイクロニードルの遷移面から先端まで測定した際の)は、当該少なくとも1つのマイクロニードルの高さの約60〜85%を画定する。任意の実施形態において、先端部分(複数のマイクロニードルのそれぞれのマイクロニードルの遷移面から先端まで測定した際の)は、当該マイクロニードルの高さの約60〜85%を画定する。任意の実施形態において、先端部分(複数のマイクロニードルのうちの少なくとも1つのマイクロニードルの遷移面から先端まで測定した際の)は、当該少なくとも1つのマイクロニードルの高さの最大約70〜80%(境界値を含む)を画定する。任意の実施形態において、先端部分(複数のマイクロニードルのそれぞれのマイクロニードルの遷移面から先端まで測定した際の)は、当該マイクロニードルの高さの最大約70〜80%(境界値を含む)を画定する。

0051

任意の実施形態において、本開示の物品内の複数のマイクロニードルのそれぞれのマイクロニードル160は、図5A図5B、及び図6に示されるように中心軸180を備える。中心軸180はまた、先端164に向かって基部162からマイクロニードルを通って延びるマイクロニードル160の長手方向軸を表す。一態様では、図5A〜5Bに例示されるとおり、複数のうちのそれぞれのマイクロニードル160は、マイクロニードル160の構造的特徴(すなわち、マイクロニードル遷移面167)と、台部130の1つ以上の周縁部(すなわち、内周縁部132及び外周縁部134)との間に、空間的関係を有し得る。

0052

別の態様では、任意の実施形態において、複数のうちのそれぞれのマイクロニードルとマイクロニードルが本開示に従う物品において突出する台の外周縁部との間に、空間的関係が存在し得る。図5Aは、本開示に従う複数のマイクロニードルを備える物品の断面の概略図を示す。物品は、上述のとおり、中央凹み部120と、台部130と、傾いた周辺部140と、台部130と周辺部140との間に配設された外周縁部134と、を有する第1の面112を備える。台部130から延びるのは、マイクロニードル160である。マイクロニードル160は、第1の形状を有する基部部分166と、第2の形状を有する先端部分168とを備え、これらの部分は遷移面167によって分離されている。また図5Aには、マイクロニードル160の中心軸180、及び、外周縁部134から遷移面167の外周縁部134に最も近い点185を通って中心軸180まで延びる、最も短い線184も示されている。最も短い線184と中心軸180との交差により、角度θ1が形成される。本開示の物品の任意の実施形態において、角度θ1は、50°超〜約85°である。任意の実施形態において、角度θ1は約65°〜約75°である。任意の実施形態において、角度θ1は約68°未満〜約72°未満である。任意の実施形態において、角度θ1は約70°である。当業者であれば、角度θ1が減少するにつれ、マイクロニードルと外周縁部との間の台部の潜在的領域の量も減少することを理解するであろう。この関係の重要性を以下に考察する。

0053

別法として、又は更に、複数のうちのそれぞれのマイクロニードルとマイクロニードルが突出する台の内周縁部との間の空間的関係が存在し得る。図5Bは、図5Aに示された物品の断面の同様の概略図を示す。物品は、上述のとおり、中央凹み部120と、台部130と、傾いた周辺部140と、台部130と周辺部140との間に配設された内周縁部132と、を有する第1の面112を備える。台部130から延びるのは、マイクロニードル160である。マイクロニードル160は、第1の形状を有する基部部分166、及び第2の形状を有する先端部分168を備え、これらの部分は遷移面167によって分離されている。また図5Bには、マイクロニードル160の中心軸180、及び、内周縁部132から遷移面167の内周縁部132に最も近い点183を通って中心軸180まで延びる、第1の最も短い線182も示されている。第1の最も短い線182と中心軸180との交差により、角度θ2が形成される。本開示の物品の任意の実施形態において、角度θ2は、50°超〜約85°である。任意の実施形態において、角度θ2は約65°〜約75°である。任意の実施形態において、角度θ2は約68°〜約72°である。任意の実施形態において、角度θ2は約70°である。当業者であれば、角度θ2が減少するにつれ、マイクロニードルと内周縁部との間の台部の潜在的領域の量も減少することを理解するであろう。この関係の重要性を以下に考察する。

0054

上で考察された空間的関係は、複数のうちのそれぞれのマイクロニードルの基部部分及び先端部分によって画定された第1及び第2の形状に関わらず、当てはまり得る。図6は、基部部分166が、噴火口状形状ではなく、切頭角錐又は切頭円錐形状を画定する第1の形状を有することを除いて、図5Aに示されるものと同様の複数のマイクロニードルを備える物品の断面の概略図を示す。物品は、上述のとおり、中央凹み部120と、台部130と、傾いた周辺部140と、台部130と周辺部140との間に配設された外周縁部134と、を有する第1の面112を備える。台部130から延びるのは、マイクロニードル160である。マイクロニードル160は、第1の形状を有する基部部分166、及び第2の形状を有する先端部分168を備え、これらの部分は遷移面167によって分離されている。また図6には、マイクロニードル160の中心軸180、及び、外周縁部134から遷移面167の外周縁部134に最も近い点185を通って中心軸180まで延びる、第2の最も短い線184も示されている。第2の最も短い線184と中心軸180との交差により、角度θ3が形成される。本開示の物品の任意の実施形態において、角度θ3は、50°超〜約85°である。任意の実施形態において、角度θ3は約65°〜約75°である。任意の実施形態において、角度θ3は約68°〜約72°である。任意の実施形態において、角度θ3は約70°である。当業者であれば、角度θ3が減少するにつれ、マイクロニードルと外周縁部との間の台部の潜在的領域の量もまた減少することを理解するであろう。この関係の重要性を以下に考察する。

0055

本開示に従う物品の任意の実施形態において、複数のうちの少なくとも1つのマイクロニードルの遷移面は、中心軸に沿って測定されたとき、台部から約60μm〜約490μm離れて配設される。本開示に従う物品の任意の実施形態において、複数のうちの少なくとも1つのマイクロニードルの遷移面は、中心軸に沿って測定されたとき、台部から約200μm〜約300μm離れて配設される。本開示に従う物品の任意の実施形態において、複数のうちの少なくとも1つのマイクロニードルの遷移面は、中心軸に沿って測定されたとき、台部から約260μm離れて配設される。

0056

本開示に従う物品の任意の実施形態において、複数のうちの少なくとも1つのマイクロニードルの高さ(基部から先端まで測定)は、約600μm〜約2000μmである。本開示に従う物品の任意の実施形態において、複数のうちの少なくとも1つのマイクロニードルの高さ(基部から先端まで測定)は、約800μm〜約1500μmである。本開示に従う物品の任意の実施形態において、複数のうちの少なくとも1つのマイクロニードルの高さ(基部から先端まで測定)は、約900μm〜約1100μmである。本開示に従う物品の任意の実施形態において、複数のうちの少なくとも1つのマイクロニードルの高さ(基部から先端まで測定)は、約1000μmである。

0057

特定の好ましい実施形態において、本開示に従う物品は複数のマイクロニードルを備え、この場合、それぞれのマイクロニードルの第1の高さ構成部分は約200μm〜約300μmであり、それぞれのマイクロニードルの第2の高さ構成部分は約640μm〜約840μmであり、角度θ1は約65〜75度であり、角度θ2は約65〜75度である。これらの実施形態において、物品は薬剤リザーバを備えるか又はこれに作動的に連結され、また物品は器具(例えば組立体)の一部であり、この場合、物品は、物品のマイクロニードルを約4m/秒〜約12m/秒の速度(衝突前)で推進可能であり、かつ流体をリザーバから中空マイクロニードルに移動させると共に中空マイクロニードルを通るように付勢可能な、少なくとも1つのエネルギー蓄積装置に、作動的に連結される。任意の実施形態において、第1のエネルギー蓄積装置(例えば第1のばね)を用いて、マイクロニードルを(例えばハウジング内の)第1の位置から(例えば皮膚表面と接触している)第2の位置へと、事前定義された方向に(例えば皮膚衝突部位に向けて)移動させるための力を生み出すことができ、また、第2のエネルギー蓄積構成要素(例えば第2のばね)を用いて、流体をリザーバから中空マイクロニードルへと(かつ中空マイクロニードルを通るように)付勢することができる。

0058

特定の特に好ましい実施形態において、本開示に従う物品は複数のマイクロニードルを備え、この場合、それぞれのマイクロニードルの第1の高さ構成部分は約250μm〜約270μmであり、それぞれのマイクロニードルの第2の高さ構成部分は約700μm〜約800μmであり、角度θ1は約68〜72度であり、角度θ2は約68〜72度である。これらの実施形態において、物品は薬剤リザーバを備えるか又はこれに作動的に連結され、また物品は器具(例えば組立体)の一部であり、この場合、物品は、物品のマイクロニードルを約4m/秒〜約12m/秒の速度(衝突前)又は約6m/秒〜約9m/秒の速度(衝突前)で推進可能なエネルギー蓄積装置(例えば注射及び点滴適用器)に、作動的に連結される。有利には、これらの好ましい実施形態の物品及び組立体は、皮膚組織内でそれぞれのマイクロニードルの事前定義された深さ(例えば約400マイクロメートル〜約800マイクロメートル)までの侵入の深さの再現性を大きく高めること、及び比較的短い期間内(例えば約1.5分〜約4分)での事前定義された体積(例えば約0.2mL〜約3mL)の薬剤の送達の再現性を大きく高めることを達成できる。

0059

本開示に従うマイクロニードルのアレイは、平面(すなわち、図1〜4に示されるとおりの台部130)から延びる複数の間隔があけられたマイクロニードルを備える。アレイにおけるニードルの(例えば、物品の縁部に対する、及び最も近隣のマイクロニードルに対する)構成により、マイクロアレイのそれぞれのニードルによる侵入が改善され、それに応じて薬剤の送達が改善される。

0060

別の態様では、任意の実施形態において、物品の第1の面によって画定された第1の突出領域と本開示に従う物品の台部によって画定された第2の領域との間に、空間的関係が存在し得る。「突出領域」という用語は、本明細書で使用される場合、物品の一面から突出し、したがって、物品のその面が表面(例えば、皮膚表面)に向かって押圧される際に、その表面と接触することができる、物品の領域を指す。図7は、本開示に従う複数のマイクロニードル160を備える物品100の平面図(すなわち、第1の面112を示す)を示す。図7の例示された実施形態において、物品100は、円形(環状)形状を有するアレイを形成する、複数のマイクロニードル160を備える。第1の面112は、中央凹み部120と、中央凹み部を取り囲み、そこから複数のマイクロニードル160が延びる台部130と、台部130を取り囲む周辺部140と、を備える。第1の面112は、中央凹み部120及び周辺部140(両方とも第1の陰影タイプで示される)を含む第1の領域A1(すなわち、突出領域)、マイクロニードル160の基部(陰影が付けられていない)によって画定される領域、及び台部130(第2の陰影タイプで示される)を画定する。台部130は、第1の領域A1内の第2の領域A2を画定する。第2の領域は、陰影が付けられた台領域及びマイクロニードルの基部によって画定される領域を含む。任意の実施形態において、第2の領域A2は、第1の領域A1の約40%未満である。任意の実施形態において、第2の領域A2は、第1の領域A1の約35%未満である。任意の実施形態において、第2の領域A2は、第1の領域A1の約30%未満である。任意の実施形態において、第2の領域A2は、第1の領域A1の約25%〜約40%である。

0061

任意の実施形態において、本開示の物品は、薬剤を保持するためのリザーバを備え得る。リザーバは、中空マイクロニードルのそれぞれと流体連通(又は選択的に流体連通)し得る。

0062

任意の実施形態において、本開示に従う物品を、本明細書に記載される他の構成要素(例えばリザーバ、エネルギー蓄積構成要素)に作動的に連結して、注射及び点滴器具を形成することができる。注射及び点滴器具を使用して、注射される薬剤を対象者の皮膚内に送達することができる。そのような注射及び点滴器具は当技術分野において知られており、例えば、参照により全体が本明細書に組み込まれる国際特許公開第WO2014/193725号に記載されるものが挙げられる。注射及び点滴器具を作動させて、(例えばばねからの)蓄積されたエネルギーを用いることで、マイクロニードルアレイ物品を皮膚に対して所定の速度で推進させる起動力を生み出すことができる。任意の実施形態において、注射及び点滴器具を、約2m/秒〜約20m/秒の速度(皮膚との衝突前)でマイクロニードルアレイ物品を推進させるように構成することができる。任意の実施形態において、注射及び点滴器具を、約4m/秒〜約12m/秒の速度(衝突前)でマイクロニードルアレイ物品を推進させるように構成することができる。任意の実施形態において、注射及び点滴器具を、約6m/秒〜約9m/秒の速度(衝突前)でマイクロニードルアレイ物品を推進させるように構成することができる。任意の実施形態において、注射及び点滴器具を、約7m/秒〜約8m/秒の速度(衝突前)でマイクロニードルアレイ物品を推進させるように構成することができる。

0063

任意の実施形態において、本開示に従うマイクロニードル物品を備える器具を、マイクロニードルを皮膚組織内の事前定義された深さまで挿入するための方法において使用することができる。任意の実施形態において、アレイにおけるそれぞれのマイクロニードルの侵入の深さは、約400μm〜約850μmとすることができる。任意の実施形態において、アレイにおけるそれぞれのマイクロニードルの侵入の深さの平均は、約580μm〜約750μmとすることができる。

0064

任意の実施形態において、本開示に従うマイクロニードル物品を備える器具を、事前定義された体積(例えば約0.2mL〜約3mL)の薬剤を所定の時間量内で皮膚組織内に送達するための方法において使用することができる。任意の実施形態において、所定の時間量は、約1.5分〜約4分とすることができる。有利には、これらの送達(すなわち点滴)時間は、比較的短い。これらの点滴時間は、所定の速度で薬剤を送達することによって達成できる。薬剤点滴速度は、約0.5mL/分〜約1.3mL/分とすることができる。

0065

本開示に従い作製されるマイクロニードル物品(例えば、中空マイクロニードルを備える物品を含む)は、以下の特許及び特許出願に記載されるものなどの様々な構成及び特徴を有し得、その開示は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。マイクロニードルアレイ物品についての一実施形態は、米国特許出願公開第2005/0261631号(Clarkeら)に開示されている構造を含み、その特許出願は、切頭の先細り形状及び制御されたアスペクト比を有するマイクロニードルを記載している。マイクロニードル物品についての別の実施形態は、米国特許第6,091,975号(Daddonaら)に開示されている構造を含み、その特許は、皮膚を貫通するためのブレード状微小突起を記載している。マイクロニードル物品についての更なる別の実施形態は、米国特許第6,312,612号(Shermanら)に開示されている構造を含み、その特許は、中空の中央チャネルを有する先細り状構造を記載している。マイクロニードルアレイ物品についてのなお更なる別の実施形態は、米国特許第6,379,324号(Gartsteinら)に開示されている構造を含み、その特許は、マイクロニードルの先端の上表面に少なくとも1つの長手方向ブレードを有する中空のマイクロニードルを記載している。マイクロニードルアレイ物品についての更なる実施形態は、米国特許出願公開第2012/0123387号(Gonzalezら)及び同第2011/0213335号(Burtonら)に開示されている構造を含み、それらは両方とも、中空のマイクロニードルを記載している。マイクロニードルアレイ物品についてのなお更なる実施形態は、米国特許第6,558,361号(Yeshurun)及び同第7,648,484号(Yeshurunら)に開示されている構造を含み、それらは両方とも、中空のマイクロニードルアレイ及びその製造の方法を記載している。

0066

本開示のマイクロニードル物品において採用できるマイクロニードルの特徴の様々な実施形態が、液晶高分子(LCP)マイクロニードルを記載しているPCT公開第WO2012/074576号(Duanら)、及び、本開示のマイクロニードルにおいて採用できるマイクロニードルの様々な異なる種類及び組成物を記載しているPCT公開第WO2012/122162号(Zhangら)に記載されている。

0067

本開示に従う特徴を有するマイクロニードルを備える物品は、例えば、当該技術分野において既知である射出成形プロセスによって作製され得る。いくつかの実施形態において、マイクロニードル材料は、金属又は高分子材料、好ましくは医療グレードの高分子材料であり得る(又はこれを含み得る)。例示的な種類の医療グレード高分子材料としては、ポリカーボネート、液晶高分子(LCP)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、環式オレフィン共重合体(COC)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)が挙げられる。好ましい種類の医療グレード高分子材料としては、ポリカーボネート及びLCPが挙げられる。

0068

本開示のマイクロニードル物品は、射出成形圧縮成形金属射出成形打抜き加工、又は押出成形によるような任意の好適な方法で製造され得る。任意の実施形態において、中空マイクロニードルアレイは、医療グレードのポリカーボネート又はLCPなどのポリマーの射出成形によって作製され得、その後に、レーザードリルによってマイクロニードルのチャネルを形成する。高分子材料を本開示の中実マイクロニードル物品に成形するための成形プロセスの非限定例は、米国特許第8,088,321号(Fergusonら)及び米国特許出願公開第2012/0258284号(Rendon)及び同第2012/0041337号(Fergusonら)に見出すことができ、そのそれぞれは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。中空マイクロニードルを備える物品の形成を開示する刊行物の非限定例は、参照により全体が本明細書に組み込まれる、PCT公開第WO2014/105458号である。

0069

いくつかの実施形態において、マイクロニードル材料は、生体分解性高分子材料、望ましくは医療グレード生体分解性高分子材料)であり得る(又はそれを含む)。例示的な種類の医療グレード生体分解性材料は、ポリ乳酸PLA)、ポリグリコール酸PGA)、PGA及びPLAコポリマーポリエステルアミド重合体(PEA)を含む。

0070

いくつかの実施形態において、マイクロニードルを、溶解可能な、分解可能な、又は崩壊可能な材料から作製することができ、本明細書において「溶解可能なマイクロニードル」と呼ばれる。溶解可能な、分解可能な、又は崩壊可能な材料とは、使用中に溶解、分解、又は崩壊する、任意の個体材料である。とりわけ、「溶解可能マイクロニードル」は、治療薬が組織に放出されることを可能にするため、角質層の下にある組織内で十分に溶解、分解、又は粉砕する。治療薬は、溶解可能マイクロニードル上にコーティングされているか、又は中に組み込まれている場合がある。いくつかの実施形態では、溶解可能材料は、炭水化物又は糖から選択される。いくつかの実施形態では、溶解可能材料はポリビニルピロリドンPVP)である。いくつかの実施形態では、溶解可能材料は、ヒアルロン酸カルボキシメチルセルロースヒドロキシプロピルメチルセルロースメチルセルロースポリビニルアルコールスクロースグルコースデキストラントレハロースマルトデキストリン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。

0071

任意の実施形態において、マイクロニードルは、上記材料のいずれのうち、2つ又は3つ以上の組み合わせから作製され得る(又はそれを含む)。例えば、マイクロニードルアレイの先端は、溶解可能材料であり得る一方、マイクロニードルの残部は医療グレードの高分子材料である。

0072

本開示のマイクロニードル含有物品内の1つのマイクロニードル又は複数のマイクロニードルは、角質層を貫通することができる様々な形状を有することができる。実施形態のいくつかにおいて、複数のマイクロニードルのうちの1つ以上は、四角錐形状三角錐形状階段角錐形状、円錐形状、マイクロブレード(microblade)形状、又は皮下注射ニードルの形状を有する部分(例えば、基部部分、先端部分、又はそれらの組み合わせ)を有し得る。任意の実施形態において、複数のマイクロニードルのうちの1つ以上のものの一部分(例えば、基部部分、先端部分、又はそれらの組み合わせ)は、四角錐形状を有し得る。任意の実施形態において、複数のマイクロニードルのうちの1つ以上のものの一部分(例えば、基部部分、先端部分、又はそれらの組み合わせ)は、三角錐形状を有し得る。任意の実施形態において、複数のマイクロニードルのうちの1つ以上のものの一部分(例えば、基部部分、先端部分、又はそれらの組み合わせ)は、階段状角錐形状を有し得る。任意の実施形態において、複数のマイクロニードルのうちの1つ以上のものの一部分(例えば、基部部分、先端部分、又はそれらの組み合わせ)は、円錐形状を有し得る。任意の実施形態において、複数のマイクロニードルのうちの1つ以上のものの一部分(例えば、基部部分、先端部分、又はそれらの組み合わせ)は、マイクロブレード形状を有し得る。任意の実施形態において、複数のマイクロニードルのうちの1つ以上のものの一部分(例えば、基部部分、先端部分、又はそれらの組み合わせ)は、皮下注射ニードルの形状を有し得る。任意の実施形態において、マイクロニードルアレイ物品は、前述のマイクロニードル形状のうちの任意の2つ以上の組み合わせを有するマイクロニードルアレイを備え得る。マイクロニードルアレイ物品内の任意のマイクロニードルの形状は、対称又は非対称であり得る。マイクロニードルアレイ物品内の任意のマイクロニードルの形状は、切頭(例えば、複数のマイクロニードルが切頭角錐形状又は切頭円錐形状を有し得る)であり得る。好ましい実施形態において、マイクロニードルアレイ物品内の複数のマイクロニードルのそれぞれのマイクロニードルは、四角錐形状を有する。

0073

任意の実施形態において、マイクロニードル物品内の複数のマイクロニードルのそれぞれのマイクロニードルは、中実マイクロニードル(つまり、マイクロニードルが貫通孔を備えない)である。任意の実施形態において、中実マイクロニードルアレイ物品内の複数の中実マイクロニードルのそれぞれのマイクロニードルは、四角錐形状、三角錐形状、階段状角錐形状、円錐形状、又はマイクロブレード形状を有する部分(例えば、基部部分、先端部分、又はそれらの組み合わせ)を有し得る。好ましい実施形態において、中実マイクロニードルアレイ物品内の複数の中実マイクロニードルのそれぞれのマイクロニードルは、四角錐形状、又は曲率半径を有する円錐形状を有する部分(例えば、基部部分、先端部分、又はそれらの組み合わせ)を有し得る。

0074

いくつかの実施形態において、マイクロニードルアレイ内の複数のマイクロニードルのそれぞれのマイクロニードルは、中空マイクロニードル(つまり、マイクロニードルがマイクロニードルを通る中空の孔を含む)である。中空の孔は、マイクロニードルの基部からマイクロニードルの先端まで、又は、その孔は、マイクロニードルの基部からマイクロニードルの先端から外れた位置まで存在することができる。任意の実施形態において、中空マイクロニードルアレイ内の複数の中空マイクロニードルのうちの1つ以上は、円錐形状、円筒形状、四角錐形状、三角錐形状、又は皮下注射ニードルの形状を有することができる。

0075

任意の実施形態において、中空マイクロニードルアレイ物品内の複数の中空マイクロニードルのうちの1つ以上のマイクロニードルは、任意選択で曲率半径を有する、円錐形状を有し得る。任意の実施形態において、中空マイクロニードルアレイ物品内の複数の中空マイクロニードルのうちの1つ以上のマイクロニードルは、円筒形状を有し得る。任意の実施形態において、中空マイクロニードルアレイ物品内の複数の中空マイクロニードルのうちの1つ以上のマイクロニードルは、四角錐形状を有する部分(例えば、基部部分、先端部分、又はそれらの組み合わせ)を有し得る。任意の実施形態において、中空マイクロニードルアレイ物品内の複数の中空マイクロニードルのうちの1つ以上のマイクロニードルは、三角錐形状を有する部分(例えば、基部部分、先端部分、又はそれらの組み合わせ)を有し得る。任意の実施形態において、中空マイクロニードルアレイ物品内の複数の中空マイクロニードルのうちの1つ以上のマイクロニードルは、皮下注射ニードルの形状を有する部分(例えば、基部部分、先端部分、又はそれらの組み合わせ)を有し得る。好ましい実施形態において、中空マイクロニードルアレイ物品内の複数の中空マイクロニードルのうちのそれぞれのマイクロニードルは、従来の皮下注射ニードルの形状を有する部分(例えば、基部部分、先端部分、又はそれらの組み合わせ)を有し得る。

0076

任意の実施形態において、本開示に従う中空マイクロニードルを備える物品は、複数のマイクロニードルを備え得る。複数のマイクロニードルは、任意選択で、アレイを形成し得る。任意の実施形態において、物品は、約3〜約30個(境界値を含む)の本開示の中空マイクロニードルのアレイを備え得る。好ましい実施形態において、物品は、約8〜約20個(境界値を含む)の本開示の中空マイクロニードルのアレイを備え得る。より好ましい実施形態において、物品は、12、16、又は18個の本開示の中空マイクロニードルのアレイを備え得る。

0077

本開示に従う複数の中空マイクロニードルを備える物品の任意の実施形態において、それぞれのマイクロニードルの全高は、約600μm〜約2000μmである。本開示に従う複数の中空マイクロニードルを備える物品の任意の実施形態において、それぞれのマイクロニードルの全高は、約700μm〜約1500μmである。本開示に従う複数の中空マイクロニードルを備える物品の任意の実施形態において、それぞれのマイクロニードルの全高は、約900μm〜約1100μmである。

0078

本開示に従う複数の中空マイクロニードルを備える物品の任意の実施形態において、マイクロニードルのそれぞれを通って延びる中空チャネルは、約10μm〜約200μmの直径(マイクロニードルの先端の近位)を有する。本開示に従う複数の中空マイクロニードルを備える物品の任意の実施形態において、マイクロニードルのそれぞれを通って延びる中空チャネルは、約10μm〜約120μmの直径(マイクロニードルの先端の近位)を有する。本開示に従う複数の中空マイクロニードルを備える物品の任意の実施形態において、マイクロニードルのそれぞれを通って延びる中空チャネルは、約25μm〜約75μmの直径(マイクロニードルの先端の近位)を有する。

0079

本開示に従う複数の中空マイクロニードルを備える物品の任意の実施形態において、マイクロニードルのそれぞれを通って延びる中空チャネルは、約75μm2〜約32,000μm2の断面積を有する。本開示に従う複数の中空マイクロニードルを備える物品の任意の実施形態において、マイクロニードルのそれぞれを通って延びる中空チャネルは、約75μm2〜約18,000μm2の断面積を有する。本開示に従う複数の中空マイクロニードルを備える物品の任意の実施形態において、マイクロニードルのそれぞれを通って延びる中空チャネルは、約700μm2〜約3,000μm2の断面積を有する。

0080

本開示のマイクロニードルアレイ物品は、医療グレードのポリカーボネート又はLCPなどのポリマーの射出成形によって製造され得る。典型的には、これらのプロセスは、型を使用して、そこから延びるマイクロニードルを有する基板を形成する。

0081

任意の実施形態において、本開示に従う物品内の少なくとも1つの中空マイクロニードルは、皮膚の表面に侵入するマイクロニードルの能力を促進するか、若しくはそれを妨害しない任意の形状又は構造を有する先端部を有し得る。その上、先端部分は、活性化合物の送達(かつ、任意選択で、そこへの格納)を容易にする開口部(例えば、陥凹部、行き止まり凹み、又はマイクロニードルの全体を通って延びる貫通孔のいずれか)を備え得る。任意の実施形態において、複数のマイクロニードルの少なくとも1つの中空マイクロニードルは、基部と、中心軸と本体直径とを有する細長い本体と、2つのベベル面を有する先端部分と、を備える。先端部分は、先端と、中心軸に対して斜めに配向され、かつ本体直径の少なくとも75%を通って延びる第1のベベル面と、中心軸に対して実質的に垂直に配向され、かつ第1のベベル面と交わる第2のベベル面と、第1のベベル面の第1の縁部及び第2のベベル面の第2の縁部によって画定されたベベル開口部とを備える。2つのベベル面を有するマイクロニードル先端がPCT公開第WO2015/009524号に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。

0082

任意の実施形態において、本開示に従う物品内の少なくとも1つの中空マイクロニードルは、合流して開口部をなす2つのチャネルによって形成される開口部を備える先端部分を有し得る。したがって、これらの実施形態において、少なくとも1つのマイクロニードルは、基部と、中心軸を有する細長い本体と、ベベル化表面とベベル表面内のベベル開口部とを有する先端部分と、ベベル開口部から細長い本体の少なくとも一部を通って軸方向に延びる第1のチャネルと、第1のチャネルからベベル開口部へと径方向に延びる第2のチャネルと、を備える。第1のチャネルは、中心軸に実質的に整列する第1の壁を有する。第2のチャネルは、中心軸に対して実質的に直角に配向される第2の壁を有する。第1のチャネルと第2のチャネルとが合流してベベル開口部をなす。合流して開口部をなす2つのチャネルによって形成される開口部を備えるマイクロニードル先端がPCT公開第WO2015/009523号に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。

0083

任意の実施形態において、本開示の物品を、物品の複数のマイクロニードルを皮膚表面に対して付勢するように構成される、注射及び点滴器具(例えば、使い捨ての適用器又は再利用可能な適用器)とともに使用することができる。任意の実施形態において、注射及び点滴器具の作動は、1回の作動を通して、又は2回の作動を通して行われ得る。単一作動の注射及び点滴器具の非限定例が、米国特許出願公開第2012/0123387号(Gonzalezら)に開示されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。2回の作動又は2回の自動作動を用いるマイクロニードル物品の使用が、例えば、PCT公開第WO2014/099404号に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。

0084

任意の実施形態において、本開示の物品を、例えばPCT公開第WO2014/099404号に記載される接着組立体を備える注射及び点滴器具などの、接着組立体を備える注射及び点滴器具とともに使用することができる。任意の実施形態において、接着組立体は、例えば、PCT公開第WO2014/099404号に記載される皮膚接触接着層を備える注射及び点滴器具などの、皮膚接触接着層を備え得る。任意の実施形態において、皮膚接触接着層は環状構成を備え得、これは、使用において、本開示のマイクロニードル物品を取り囲み、かつ任意選択で、活性化合物(例えば、薬学的組成物の一部である活性化合物)がマイクロニードルから(又はこれを通って)患者へと送達される間、皮膚表面に物品を固定する。

0085

図8は、本開示に従う複数の中空マイクロニードルを備える物品とともに使用するように構成された注射及び点滴器具の一実施形態の、皮膚に面する表面の一部の平面図を示す。注射及び点滴器具400は、物品100を実質的に取り囲む皮膚接触接着層490を備える。物品は、中央凹み部120と同一平面上にない台部130によって取り囲まれた中央凹み部120(すなわち、台が中央凹みの上にせりあがっている)を備える、第1の面112を備える。間隔をあけられたマイクロニードル160の環状アレイは、台部130の第1の面から延びる。第1の面112は、台部130を取り囲みかつ台部と同一平面上にない(すなわち、台が周辺部の上にせりあがっている)任意選択の周辺部140を更に備える。物品100は、様々な取り付け手段(例えば、接着剤クランプ摩擦嵌めなど、図示せず)を用いて、注射及び点滴器具400に取り付けられる(例えば、着脱可能に取り付けられる)。

0086

図8には、物品100及び注射及び点滴器具に関連する様々な空間寸法も示されている。例示された実施形態において、台部130は、中央凹み部を取り囲む輪状形状(すなわち、環状)台である。寸法D1は、台部130の内周縁部132によって画定された、中央凹み部120の直径を表す。寸法D2は、台部の外周縁部134によって画定された、台部130の外径を表す。寸法D3は、台部130を取り囲む輪状形状周辺部140の外径を表す。寸法D4は、円形形状物品の中央から延びる半径(図示せず)に沿って測定された、台部の幅を表す。更に、D5は、マイクロニードル160の先端と注射及び点滴器具400の皮膚接触接着層490との間の、円形形状物品の中央から延びる半径(図示せず)に沿って測定された最短距離を表す。好ましい実施形態において、皮膚接触接着層の形状は、アレイ内のそれぞれのマイクロニードル先端と皮膚接触接着層490との間の最短距離がほぼ同じ(例えば、約10%未満のばらつき)となるような形状及び寸法にされる。
例示的な実施形態

0087

実施形態Aは、
第1の面であって、中央凹み部と、第1の面から突出しかつ中央凹み部と同一平面上にない台部と、を備える、第1の面と、
第1の面と反対側の第2の面と、
台部から第1の方向に延びる少なくとも3つの中空マイクロニードルと、を備え、
台部が、中央凹み部を実質的に取り囲み、
台部が、中央凹み部に近位の内周縁部と、中央凹み部に遠位の外周縁部とを備え、
少なくとも3つの中空マイクロニードルがそれぞれ、
外表面と、
基部と外表面の第1の区画によって画定される第1の形状とを有する基部部分と、
先端と外表面の第2の区画によって画定され第1の形状とは異なる第2の形状とを有する先端部分と、
基部部分と先端部分との境界となる遷移面と、
中心軸と、を備える本体を備え、
少なくとも3つの中空マイクロニードルのそれぞれの中心軸と、台の外周縁部からマイクロニードルの遷移面を通って延びる最も短い線とによって画定される第1の角度が、50°より大きく約85°以下である、物品である。

0088

実施形態Bは実施形態Aの物品であり、第1の角度は約65°〜約75°である。

0089

実施形態Cは実施形態Bの物品であり、第1の角度は約68°〜約72°である。

0090

実施形態Dは実施形態Cの物品であり、第1の角度は約70°である。

0091

実施形態Eは先行する実施形態のうちのいずれか1つの物品であり、中心軸と、内周縁部から遷移面を通って延びる最も短い線とによって画定される第2の角度は、50°より大きく約85°以下である。

0092

実施形態Fは実施形態Eの物品であり、第2の角度は約65°〜約75°である。

0093

実施形態Gは実施形態Fの物品であり、第2の角度は約68°〜約72°である。

0094

実施形態Hは実施形態Gの物品であり、第2の角度は約70°である。

0095

実施形態Iは先行する実施形態のうちのいずれか1つの物品であり、遷移面は、中心軸に沿って測定されたとき、台部から約60μm〜約490μm離れて配設される。

0096

実施形態Jは実施形態Iの物品であり、遷移面は、中心軸に沿って測定されたとき、台部から約150μm〜約350μm離れて配設される。

0097

実施形態Kは実施形態Jの物品であり、遷移面は、中心軸に沿って測定されたとき、台部から約200μm〜約300μm離れて配設される。

0098

実施形態Lは実施形態Kの物品であり、遷移面は、中心軸に沿って測定されたとき、台部から約250μm〜約270μm離れて配設される。

0099

実施形態Mは、
第1の面であって、中央凹み部と、第1の面から突出しかつ中央凹み部と同一平面上にない台部と、を備える、第1の面と、
第1の面と反対側の第2の面と、
台部から第1の方向に延びる少なくとも3つの中空マイクロニードルと、を備え、
台部が、中央凹み部を実質的に取り囲み、
台部が、中央凹み部に近位の内周縁部と、中央凹み部に遠位の外周縁部とを備え、
前記少なくとも3つの中空マイクロニードルのそれぞれが、
外表面と、
基部と外表面の第1の区画によって画定される第1の形状とを有する基部部分と、
先端と外表面の第2の区画によって画定され第1の形状とは異なる第2の形状とを有する先端部分と、
基部部分と先端部分の境界となる遷移面と、
中心軸と、を備える本体を備え、
少なくとも3つの中空マイクロニードルのそれぞれが、基部から先端まで測定された高さを備え、
少なくとも3つの中空マイクロニードルのそれぞれの先端部分が、少なくとも3つの中空マイクロニードルのうちの少なくとも1つの高さの少なくとも約45%を画定する、物品である。

0100

実施形態Nは実施形態Mの物品であり、少なくとも3つの中空マイクロニードルのそれぞれの先端部分が、少なくとも3つの中空マイクロニードルのうちの少なくとも1つの高さの約60%〜約85%を画定する。

0101

実施形態Oは実施形態Nの物品であり、少なくとも3つの中空マイクロニードルのそれぞれの先端部分が、少なくとも3つの中空マイクロニードルのうちの少なくとも1つの高さの約70%〜約80%を画定する。

0102

実施形態Pは、実施形態M〜Oのいずれか1つの物品であり、基部部分は円錐形状であり、先端部分は実質的に円筒形状である。

0103

実施形態Qは、実施形態M〜Pのいずれか1つの物品であり、高さは、基部部分と関連付けられた第1の高さ構成部分と、先端部分と関連付けられた第2の高さ構成部分とを備え、第2の高さ構成部分は、約540μm〜約1240μmである。

0104

実施形態Rは実施形態Qの物品であり、第2の高さ構成部分は約540μm〜約940μmである。

0105

実施形態Sは実施形態Rの物品であり、第2の高さ構成部分は約640μm〜約840μmである。

0106

実施形態Tは実施形態Sの物品であり、第2の高さ構成部分は約700μm〜約800μmである。

0107

実施形態Uは実施形態Q〜Tのいずれか1つの物品であり、第1の高さ構成部分は約250μm〜約270μmである。

0108

実施形態Vは先行する実施形態のうちのいずれか1つの物品であり、第1の面は、台部の外周縁部の少なくとも一部から横方向に延びる、マイクロニードルのない周辺部を更に備え、周辺部は、台部から離れるように、第1の方向と反対の第2の方向へと傾いている。

0109

実施形態Wは先行する実施形態のうちのいずれか1つの物品であり、物品は、台部又は存在する場合は周辺部から延びる側壁部を更に備え、側壁部は、実質的に第1の方向と反対方向に延びる。

0110

実施形態Xは先行する実施形態のうちのいずれか1つの物品であり、中央凹みは閉じた凹みである。

0111

実施形態Yは、実施形態A〜Wのうちのいずれか1つの物品であり、中央凹みは、第1の面から第2の面にかけて延びる貫通孔である。

0112

実施形態Zは先行する実施形態のうちのいずれか1つの物品であり、台は環状である。

0113

実施形態AAは先行する実施形態のうちのいずれか1つの物品であり、マイクロニードルのアレイは環状である。

0114

実施形態ABは先行する実施形態のうちのいずれか1つの物品であり、一体構造体が、台部と、周辺部と、中央凹み部とを備える。

0115

実施形態ACは先行する実施形態のうちのいずれか1つの物品であり、複数のうちの少なくとも1つのマイクロニードルは、
基部と、
中心軸と本体直径とを有する細長い本体と、
先端と、中心軸に対して斜めに配向され、本体直径の少なくとも75%を通って延びる第1のベベル面と、中心軸に対して実質的に垂直に配向され、第1のベベル面と交わる第2のベベル面と、第1のベベル面の第1の縁部及び第2のベベル面の第2の縁部によって画定されたベベル開口部とを備える、先端部と、
ベベル開口部から本体内へと軸方向に延びる中空チャネルと、を備える。

0116

実施形態ADは先行する実施形態のうちのいずれか1つの物品であり、複数のうちの少なくとも1つのマイクロニードルは、
基部と、
中心軸を有する細長い本体と、
先端とベベル化表面とベベル化表面内のベベル開口部とを備える、先端部と、
ベベル開口部から細長い本体の少なくとも一部を通って軸方向に延びる第1のチャネルであって、中心軸に実質的に整列する第1の壁を有する、第1のチャネルと、
第1のチャネルからベベル開口部へと径方向に延びる第2のチャネルであって、中心軸に対して実質的に直角に配向されている第2の壁を有する、第2のチャネルと、を備え、
第1のチャネルと第2のチャネルとが合流してベベル開口部をなす。

0117

実施形態AEは先行する実施形態のうちのいずれか1つの物品であり、少なくとも1つのマイクロニードルは、先端に近位の第1の開口部から物品の第2の面内の第2の開口部まで物品を通って延びる中空チャネルを備える。

0118

実施形態AFは、流体を身体内に注入するための、先行する実施形態のうちのいずれか1つの物品である。

0119

実施形態AGは、流体を身体から取り出すための、先行する実施形態A〜AEのうちのいずれか1つの物品である。

0120

実施形態AHは、
先行する実施形態のいずれか1つに従う中空マイクロニードルアレイ物品と、
中空マイクロニードルアレイ物品ホルダと、
中空マイクロニードルアレイ物品を第1の位置から第2の位置へと移動させるように構成された第1のエネルギー蓄積構成要素と、
中空マイクロニードルと流体連通している、流体を収容するリザーバと、を備え、
物品を所定の方向に所定の速度で推進させるように構成されている、注射及び点滴器具である。

0121

実施形態AIは、実施形態AHの注射及び点滴器具であって、リザーバは、約0.2mL〜約5.0mLの流体の体積を保持するように構成されている。

0122

実施形態AJは、実施形態AIの注射及び点滴器具であって、リザーバは、約0.2mL〜約3.0mLの流体の体積を保持するように構成されている。

0123

実施形態AKは、実施形態AJの注射及び点滴器具であって、リザーバは、約0.2mL〜約2.0mLの流体の体積を保持するように構成されている。

0124

実施形態ALは、実施形態AKの注射及び点滴器具であって、リザーバは、約0.5mL〜約2.0mLの流体の体積を保持するように構成されている。

0125

実施形態AMは、実施形態AH〜ALのいずれか1つの注射及び点滴器具であって、所定の速度は、約2m/秒〜約20m/秒である。

0126

実施形態ANは、実施形態AMの注射及び点滴器具であって、所定の速度は、約4m/秒〜約12m/秒である。

0127

実施形態AOは、実施形態ANの注射及び点滴器具であって、所定の速度は、約6m/秒〜約9m/秒である。

0128

実施形態APは、実施形態AOの注射及び点滴器具であって、所定の速度は、約7m/秒〜約8m/秒である。

0129

実施形態AQは、第1の位置から第2の位置への中空マイクロニードルアレイ物品の移動を作動させるアクチュエータを更に備える、実施形態AH〜APのいずれか1つの注射及び点滴器具である。

0130

実施形態ARは、流体をリザーバから中空マイクロニードルに移動させかつ中空マイクロニードルを通して移動させる力を提供するように構成された第2のエネルギー蓄積構成要素を更に備える、実施形態AH〜AQのいずれか1つの器具である。

0131

実施形態ASは、
実施形態AQ又は実施形態ARの注射及び点滴器具を用意することと、
アクチュエータを作動させて中空マイクロニードルを皮膚の表面を通して挿入することと、を含む方法である。

0132

実施形態ATは、第2のエネルギー蓄積構成要素の蓄積されたエネルギーの少なくとも一部を放出して、流体をリザーバから中空マイクロニードルを通して皮膚の表面下の組織内に移動させることを更に含む、実施形態ARに従属する実施形態ASの方法である。

0133

実施形態AUは、実施形態AS又は実施形態ATの方法であり、中空マイクロニードルを皮膚の表面を通して挿入することは、中空マイクロニードルを、皮膚の表面下の約580μm〜750μmの深さまで挿入することを含む。
実施例

0134

実施例1.マイクロニードル物品の制作

0135

マイクロニードル物品を、標準的な射出成形手順を使用して高分子材料から作製した。成形されたマイクロニードル物品は、それぞれの区画が鋼から機械加工された、3つの金型区画から作製された金型組立体を使用して作製した。第1の金型区画は、成形されたアレイ内のニードル先端のベベル化形状を画定する突出部を含んでいた。第1の金型区画内のそれぞれの突出部は、マイクロニードル先端の先端部分の特徴を画定する更なる円筒伸張部を有し、マイクロニードルの先端に近位のベベル上の開口部及びそれぞれのマイクロニードルの本体を通って延びる中空チャネルの一部を含んでいた。第2の金型区画は、成形された物品内のマイクロニードルのパターンと、成形された物品内のマイクロニードルの外部形状及びサイズと、物品の第1の面(上述のとおり、中央凹み部、台部、及び周辺部を含む)とを画定するためのテンプレートとして機能した。第3の金型区画は、平面表面から出現する円筒突出部を含んでおり、それぞれの突出部は、成形された物品において、マイクロニードル中空チャネルの第2の(基部−近位)部分及びそれぞれのマイクロニードルの基部に位置する開口部を画定した。突出部が出現する平面表面は、成形された物品の基部部分の第2の主要表面を画定するように機能した。第1及び第2の金型区画を、第1の金型区画の突出部を第2の金型区画内の対応する開口部内に挿入することによって、密に合わさるように組み立てた。組み立てられた第1及び第2の金型区画は、第1の金型半分を形成した。第3の金型区画を、第2の金型半分として使用した。

0136

第1及び第2の金型半分を、20又は40トンの射出成形プレス機内の金型基部内に設置した。当該分野において一般的であるように、金型組立体の分割線は、高分子材料の射出中の一般空気排出のための主脱気孔及び二次脱気孔の両方を有していた。VectraMT1300液晶高分子(LCP)ペレット(Ticona Engineering Polymers(ケンタッキー州フローレンス))をスクリュー内に装填し、溶融するまで加熱した。

0137

第1の金型半分及び第2の金型半分を、約140〜248°F(60〜120℃)の温度範囲(以下では「射出時金型温度」と呼ぶ)まで加熱した。第1の金型半分を第2の金型半分で閉じることによって、成形サイクルを開始した。金型を約20〜40トンの力で型締めした。型締めされた位置では、第2の金型半分内の突出部の先端の表面は、第1の金型半分内の突出部の先端の表面に整列し、それに接触していた。材料の総量の第1の分量(部品サイズ体積の約50〜99%)を、約7インチ/秒(17.8cm/秒)の一定の速度(以下では「射出速度」と呼ぶ)で金型チャンバ内に射出した。第1の分量の材料の射出後、約3,000〜13,500psi(20,684〜93,079キロパスカル)の範囲の一定の圧力(以下では「充填圧力」と呼ぶ)を加えて、溶融した材料の残部をネガ型金型インサート内に押し込むことにより、射出による動作のモードから圧力による動作のモードへとプロセスを切り替えた。充填圧力を、2〜6秒の一定の時間(以下では「保持時間」と呼ぶ)の間加えた。その後充填圧力を解除し、金型チャンバを、LCPの軟化温度よりも低く設定された取り出し温度に冷却した。金型チャンバを開き、マイクロニードル物品を取り出した。

0138

実施例2.マイクロニードル物品を試験するために使用される注射適用器。

0139

国際特許出願公開第WO2014/193725号(図1〜26を参照)に記載される器具に類似の、完全に組み立てられた薄型のマイクロニードル物品注射及び点滴器具を使用した。注射及び点滴器具の全てを、同じ仕様に従って製造した。それぞれの注射及び点滴器具の外部ハウジングは、全長が約122.8mm、器具の丸みを帯びた区域(器具のマイクロニードルアレイホルダを含む区域)で幅約40.5mmであった。細長い区域(注射組立体を含む)での注射及び点滴器具のハウジングの幅は、約22.8mmであった。アクチュエータの凹みの外部開口部は、約18mmの直径測定値を有していた。それぞれの注射及び点滴器具内のガラスカートリッジに、5パーセントデキストロース水溶液中0.005%メチレンブルー溶液を、2mL収容した。それぞれのカートリッジは長さ約46mmであり、約9.7mmの内径寸法を有していた。マイクロニードルアレイホルダを移動させてマイクロニードルを皮膚内に挿入するために使用される第1のエネルギー蓄積装置は、準備(作動前)状態で12.5Nの力を有するコイルばねであった。シャトルの移動を開始するために使用される第2のエネルギー蓄積装置は、準備(作動前)状態で16.5Nの力を有するコイルばねであった。メチレンブルー色素を点滴するために使用される第3のエネルギー蓄積装置は、準備(作動前)状態で15Nの力を有するコイルばねであった。本明細書に記載される注射及び点滴器具を使用した場合、皮膚の表面におけるマイクロニードルの速度は、約7.4±1.4m/秒であった。

0140

マイクロニードル物品注射及び点滴器具において使用される(図1に示されるとおりの)中空マイクロニードル物品を、VectraMT1300液晶高分子(LCP)から、直径(図8の寸法D3)が約1.25cmの円の形状で、(実施例1に記載されたとおりに)成形した。円形台部は物品の外側縁部から約1.0mm突出しており(図2の高さH1)、周辺部は台部の平面に対して36.9度の傾斜で台部から離して傾けた。物品の閉じた円形の凹みは物品上の中心に配置され、直径約6.8mm(台の内周縁部によって形成された円形領域によって画定された直径測定値D1(図8))、凹みの中心での深さ約500マイクロメートル、曲率半径約11mmであった。台の外周縁部によって形成された円形領域の直径は、約10.3mm(図8の寸法D2)であった。台の幅は、約1.75mm(図11の寸法D4)であった。物品は、物品の円形台部から延びる12個の中空マイクロニードルのアレイを特徴とした。マイクロニードルを、隣接したマイクロニードル間の距離を約2.2mm(先端から先端まで測定した際の)として、均等に間隔をあけた。それぞれのマイクロニードルを、先端の開口部が動径ベクトルに沿って物品の外周縁部に向いているように配向した。基部におけるそれぞれのマイクロニードルの外径は、約0.45mmであった。それぞれのマイクロニードルの外に向かって広がった基部部分は、約1mmの曲率半径を有していた。それぞれのマイクロニードルの先端部分は、約25度のベベル及び70度の刃先角を有する面取りされた先端を有する従来の皮下注射ニードルの形状であった。先端付近の開口部の形状は、約200マイクロメートル×80マイクロメートルの寸法を有する(図2Aに示されるとおりの)オブラウンド形であった。それぞれのマイクロニードルは、台表面のマイクロニードルの基部からマイクロニードルの先端まで測定したとき、約1000マイクロメートルの全高を有していた。先端部分の長さ(先端から、外に向かって広がった基部部分と実質的に円筒形の先端部分との境界となる遷移面まで測定した長さ、図2A)は、約739マイクロメートルであった。先端部分の中点における外径は、約254マイクロメートルであった。それぞれのマイクロニードルの先端から先端付近の開口部の中心までの距離は、約270マイクロメートルであった。それぞれのマイクロニードルの先端部分を通る中空チャネルの平均直径は、約80マイクロメートルであった。角度シータ(θ1、図5Aに示されるとおりの)は70.0度であった。

0141

実施例3.物質を注射するためのマイクロニードル物品の使用。

0142

ヨークシャー交配飼育ブタ(Midwest Research Swine(ミネソタギボン))をインビボで使用して研究を行った。ももの領域を、マイクロニードル挿入の投与部位として選択した。投与部位を、最初に電気バリカンで刈り、次いで、剃刀及び剃毛クリームを使用して剃毛した。剃毛した領域を、石鹸水及びBUF−PUF剥脱スポンジ(3M Company(ミネソタ州セントポール))を使用してこすり、次いで脱イオン水洗浄した。このブタを、加熱したテーブル(38℃)上に側臥位で配置した。このブタをイソフルオレンガス麻酔にかけ、実験中麻酔下に維持した。次いで、投与部位を、70%イソプロパノール水溶液で拭いた。

0143

実施例2の注射器具を使用した。剥離ライナーを器具の皮膚接触接着部分から除去し、この器具をブタの皮膚に接着した。器具を作動させて、アレイホルダ要素の解放、ブタの皮膚内へのマイクロニードル物品のマイクロニードルの挿入、及びブタの中へのメチレンブルー溶液の注射を順次行った。注射完了後、器具を、皮膚上で更に1分間維持した。ブタの中に全試料を注射するために要した時間を記録した。器具を皮膚から除去し、メチレンブルー溶液が少しでも皮膚の表面上にあるかどうかを判定するために、皮膚表面を検査した。皮膚上のメチレンブルー溶液の存在は、全てのメチレンブルーがブタの中に注射された訳ではないことを示すものであった。メチレンブルー溶液の残部は、カートリッジ内に残ったままであった。結果を表1に示す。

0144

同じ作業を合計10回行った。注射時間は、94〜237秒の範囲で、平均注射時間は157秒であった。試験のうち9例において、全てのメチレンブルー溶液がブタの中に注射された。1つの試験において、98.9%のメチレンブルー溶液がブタの中に注射された。

0145

0146

実施例4.マイクロニードル物品の使用。

0147

ヨークシャー交配飼育ブタ(Midwest Research Swine)の皮膚表面にインビボで投与されたときの物品のマイクロニードルの侵入の深さ(DOP)を判定するために研究を実行した。実施例2に記載された中空マイクロニードル物品を使用した。

0148

物品上のマイクロニードルを、3工程プロセスを使用してコーティングした。最初の2つの工程は、プライマーコーティングをマイクロニードルに適用することを含んでおり、第3の工程は、ローダミンBの薄いコーティングをマイクロニードルに適用することを含んでいた。工程1において、物品を、90%(w/v)エタノール中に0.5mg/mLポリビニルアルコール(80%加水分解)(Sigma−Aldrich,Inc.(ミズーリ州セントルイス))及び35μg/mLのTWEEN(登録商標)80(Sigma−Aldrich)を含有する溶液35マイクロリットル流し塗りした。次いでコーティングされた物品を35℃で20分間乾燥させた。工程2において、工程1からの物品を、35マイクロリットルの33.3mg/mL硫酸アルミニウムカリウム水溶液(Penta Manufacturing(ニュージャージーリビングストン))で流し塗りした。次いで、コーティングされた物品を、35℃で30分間乾燥させた。工程3において、工程2からのプライマー処理した物品を、40マイクロリットルの0.08%(w/v)ローダミンB水溶液(Sigma−Aldrich)で流し塗りした。次いでコーティングされた物品を、35℃で30分間乾燥させた。3工程プロセスは、マイクロニードルがローダミンBの薄い不透明なコーティングで完全に被覆された物品を提供した。

0149

ももの領域を、マイクロニードル挿入の投与部位として選択した。投与部位を、最初に電気バリカンで刈り、次いで、剃刀及び剃毛クリームを使用して剃毛した。剃毛した領域を、石鹸水及びBUF−PUF剥脱スポンジ(3M Company)を使用してこすり、次いで脱イオン水で洗浄した。このブタを、加熱したテーブル(38℃)上に側臥位で配置した。このブタをイソフルオレンガスで麻酔にかけ、実験中麻酔下に維持した。次いで、投与部位を、70%イソプロパノール水溶液で拭いた。

0150

ローダミンBでコーティングされた物品を含む実施例2に記載された注射器具を使用した。唯一例外は、メチレンブルーを充填したカートリッジの代わりに空のカートリッジを用いたことであった。剥離ライナーを器具の皮膚接触接着部分から除去し、この器具をブタの皮膚に接着した。器具を作動させて、アレイホルダ要素の解放、及びブタの皮膚内へのマイクロニードル物品のマイクロニードルの挿入を行った。注射器具を、皮膚上で更に5分間維持した。

0151

注射器具をブタから除去した。マイクロニードルの先端から、皮膚内への投与後にローダミンBのコーティングがマイクロニードルから拭き取られているか又は溶解している場所までの距離を測定することにより、ブタの皮膚内へのマイクロニードルの侵入の深さ(DOP)を間接的に判定した。Nikon LV−100顕微鏡(Nikon Instruments(ニューヨークメルヴィル))を100Xの倍率で、Image Pro(登録商標)Plusデジタル画像解析ソフトウェア(Media Cybernetics(メリーランド州ベセスダ)とともに使用して測定を実施した。合計5つのマイクロニードル物品を試験した。マイクロニードルのDOP平均値を、それぞれの物品のマイクロニードル全てをサンプリングすることによって判定した(n=60)。結果を表2に示す。

0152

0153

本明細書において引用する全ての特許、特許出願、及び刊行物、並びに電子化された資料の完全な開示は、参照によって組み込まれる。本出願の開示と参照によって本明細書に組み込まれている文書の開示との間に矛盾が存在する場合には、本出願の開示が優先するものとする。上記の詳細な説明及び実施例は、理解しやすいように示したものにすぎない。それによって不要な限定がなされるものと理解されるべきではない。本発明は図示及び記載された細部そのものに限定されず、当業者に明白な変形形態は、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれる。

0154

全ての見出しは読者の便宜のためのものであり、明記しない限り、見出しに続く文の意味を限定するために使用されるものではない。
本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことが可能である。これらの実施形態及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲に含まれるものである。

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