CN101711130B - 形成多个微导管的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制造许多微导管的装置，微导管就是在皮肤组织的最外层角质层中制造的许多小孔，以提供一条穿过其中的通道，该通道可被用于，例如透皮给药。

Description

形成多个微导管的装置

优先权声明 

本申请要求2007年5月3日提交的共同未决的美国申请序列号No.11/743,818的优先权，其公开内容在此引入作为参考。 

技术领域

本发明公开了一种装置，其用于在皮肤组织最外层的角质层上形成许多微导管的，即，许多小孔，以提供穿过其中的通道，该通道可被用于，例如透皮给药。 

背景技术

透皮给药，正如该术语通常使用的那样，指利用药物活性分子的角质层渗透，角质层是皮肤坚韧的外部阻挡层，角质层是表皮的薄(大约20μm)的外层，其是包含多层薄的脂质阻挡层和坚韧的蛋白基构造的死亡组织。 

紧靠角质层下面的表皮也具有脂质阻挡层的功能，紧靠表皮下面的真皮对于许多类型的溶质是可渗透的。在通过皮肤上外敷药物施药过程中，脂溶性药物分子借助于药物分子在脂双层中的溶解性在其中分解，并沿着浓度梯度穿过皮肤的多层脂双层膜扩散。透皮给药的目标可以是紧靠在皮肤下面的组织，或通过血液循环到达毛细血管以系统地分布到身体上。 

术语“透皮给药”通常不包括皮下注射、长时间的输液泵注射和其他穿透皮肤角质层的注射。因此，透皮给药一般被认为是微创的。但是穿过角质层的治疗分子的输送率很低，这仍然是普遍的临床问题。 

仅少数的亲脂性药物的透皮给药是可商业获得的。现有的方法包括，例如，使用可穿戴的“贴片”，一种被动的透皮给药方法，该方法趋于缓慢，并且难于控制。 

另一种方法包括使用″基因枪″，以加速直径20-70μm的药物颗粒或更小的DNA包被的金颗粒，以达到超声速，从而使这些颗粒穿过角质层进入表皮或真皮。一个单个颗粒，直径是20μm到70μm，例如在基因枪中使 用的，当在角质层以超声速发射时，破裂并撕裂穿过角质层的组织，表皮和真皮，停止并保持在由初始速度和该颗粒的质量所确定的某深度处。穿过上述组织的最终路径可以是在1μm到或许30μm的范围内，因为这些组织具有随个体情况而不同的各种程度的弹性。半静态的模拟是用一个直径750μm的普通钉穿透胶皮。当从胶皮拔出时，最终开口的大小小于1μm，或根本没有开口。这是因为当该钉受力穿过时，由于胶皮的弹性(避让开的性能)，该钉已经撕裂胶皮并把它推到一边。如同模拟中的情况，由于皮肤的弹性，基因枪的使用没有形成在皮肤中的微导管，因为在颗粒受力穿过皮肤时，组织只是暂时被推开。

现有研究的透皮给药方法的实施例包括使用超声(超声波导入)来引起角质层中的空化；激光消融角质层小区域以提供到达真皮的通路；使用微针在角质层中形成开口；使用电方法，包括低电压电离子透入疗法，这种方法中输送应该是通过预先存在的水溶通路发生的；还有使用高电压脉冲引起皮肤的电穿孔。这些方法的每一个都有与其相关的缺点。例如，通常分子的输送率随着分子大小的增加而趋于快速地减小。其他的缺点包括疼痛和不舒服、皮肤刺激、高成本和需要大尺寸的装置以及有针断裂的可能，针可能保留在皮肤里。 

同样，在已经建立的技术的使用中，例如接种疫苗的皮下和皮内注射，会发生的常见问题是免疫物质关于表皮和真皮抗原递呈细胞，或关于角化细胞的不准确的放置。 

与当前使用的在活的有机体的皮肤表面进行生物电势测量或其他电测量的方法有关的现有问题是，这些测量常常被运动或其他与皮肤相关的电位降低。诸如皮肤角质层的微切割术或剥离之类的技术能显著地改善这种电测量的质量。然而，皮肤的机械性改造是非常不受欢迎的，因为很难控制改造的度；机械性改造能够引起疼痛和不舒服，并且能导致感染。因而，存在着一种改善在皮肤表面进行生物电测量方法的需求。 

本发明的这些需求是通过提供例如一种治疗剂输送给组织的改进方法；一种治疗剂的透皮输送的改进方法；一种用于给皮下组织输送治疗剂的改进方法；一种用于获取组织液或血液样本，来检测提取液内的被分析物，包括 对还在微导管的分析物的测量的改进方法；以及一种进行生物电势测量的改进方法来满足的。 

发明概述 

本发明公开一种装置，其在人的皮肤组织最外层的角质层和/或真皮中形成许多微导管，即，小孔，以提供穿过其中的路径，该路径可被用于，例如透皮给药。 

因而，本发明的一种实施方案是通过磨削形成一个或多个微导管的装置，其包括磨削组件、机械地连接到该磨削组件的控制模块，其用于通过控制模块停止并后拉磨削器来控制磨削深度。 

在一种实施方案中，该磨削组件还包括一阻抗测量磨削单元和一电连接到磨削单元的传感器。 

优选的是，所述多个微导管形成装置包括一个在其上具有多个孔的掩蔽物和用于形成多个微导管的磨盘。所述掩蔽物可以是耐久性的(例如金属的)或它可以是可替代的(例如是塑料的)。在某些实施方案中，所述磨盘包括永久的磨料。在其他的实施方案中，所述磨盘包括可替代的磨料。其他实施方案中包括一种被磨粒包被的塑料线的细网格。在其他实施方案中，磨料用导电材料制成。 

优选的是，所述多个微导管形成装置包括允许阻抗测量磨削单元在垂直于被磨削表面的方向上移动的部件。在另一实施方案中，所述阻抗测量通过金属掩蔽物接触组织液、血液或表皮组织完成。在特别优选的实施方案中，阻抗测量磨削单元是由计算机控制的。 

本发明的另一个实施方案是在一种物质上形成多个微导管的方法，所述方法包括如下步骤：通过在其上具有多个开口的掩蔽物来磨削所述物质；监测被磨物质的电阻抗；当检测到所述物质的电阻抗发生变化时停止所述物质磨削的步骤。在其他的实施方案中，所述掩蔽物孔的直径和/或所述掩蔽物的厚度限定磨削深度。在某些优选的实施方案中，所述被磨的物质是人类皮肤的角质层和/或浅表表皮层。在其他优选实施方案中，所述被磨的物质是动物皮肤的外层。一旦形成了多个微导管，其他物质，例如药物就可容易地通过 所述微导管输送，例如作为透皮给药的一种改进。 

本发明另外其他的实施方案是一种穿过患者的皮肤透皮地释放一种或多种药物的方法，包括步骤： 

(1)使用磨削装置形成穿过患者皮肤外层的多个微导管，所述磨削装置包括带有磨削器的磨削组件和机械连接到所述磨削组件的控制模块，其通过停止并向后拉所述磨削器控制磨削的深度； 

(2)向所述微导管施加所述一种或多种药物，以进行透皮输送。 

附图简述 

图1示出复制自美国专利申请No.2006-0041241 A1的通道形成器(PATH FORMER)设备。此现有装置在本发明中作了改进，并将在本文中详述。 

图2示出了对所述通道形成器(PATH FORMER)设备的改进。钻孔部分被去除并替换成磨盘的心轴。当与多孔皮肤掩蔽物配合使用时，该盘能穿过角质层形成多个微导管。 

图3是对所述通道形成器(PATH FORMER)设备的工作端所做的改进的近视图。 

图4图示了由所述通道形成器(PATH FORMER)设备的改进型形成的多个微导管。 

图5是由所述通道形成器(PATH FORMER)设备的改进型形成的多个微导管的近视图。 

优选实施方案的详细说明 

如上阐明的，本发明涉及一种装置，其在皮肤组织最外层角质层形成许多微导管，即，许多小孔，以提供穿过其中的路径，该路径可被用于，例如透皮给药。 

在优选实施方案中，本发明涉及在美国专利申请No.2006-0041241 A1中说明的PATH FORMERTM微导管钻孔机的改进型，该申请的公开内容在此引入作为参考。 

虽然所述通道形成器(PATH FORMER)精细地切除了角质层而产生微导管，但透皮斑块药物输送理想情况下要求在小的区域内有多个孔，提供穿过皮肤的最大药物流量。 

一种使用所述通道形成器(PATH FORMER)完成这个的方法，包括使用一块薄不锈钢板，其上带有一些孔，这些孔用作中心到中心的定位器。该钢板也能用于接触ECG电极(或者，如果制备得适当，所述板能直接用做ECG电极)以便提供通过阻抗触发装配来确定深度的电子通路。 

这样，操作者将所述通道形成器(PATH FORMER)的鼻状物放到每个板的开口中并形成一个微导管。这种操作连续地进行，其中每个所需微导管的形成都需要几秒。例如为形成10到100个微导管需要大约5到10分钟。在备选方案中，操作者可以徒手进行，这样会导致微导管的定位域是不规则的。 

所述通道形成器(PATH FORMER)的另一种变型包括增加太阳轮和围绕它的行星轮系，每一个驱动一个刀具。这样优选限制于7或9个刀具，由于齿轮和轴的尺寸的限制，每个形成围绕0.125英寸中心的微导管。在这种实施方案中，最接近的孔中心大约是0.125英寸。另外，在每个刀具上所述通道形成器(PATH FORMER)的深度测量特征是无效的，但被替代地提供在典型的导向切割器上。 

所述通道形成器(PATH FORMER)装置的另一变型是当前优选的改进。它是基于对人类皮肤(表皮和真皮)在显微层次上的行为很像水床或气球的认识。如果你对着皮肤按压，特别是在那些其下有脂肪组织的皮肤区域上按压，它在别的地方向外膨胀。如果你用一个圆环对着皮肤按压，所述环多少会陷入到皮肤内，引起圆环内和外的皮肤向外膨胀 

针对这种现象，本发明优选的实施方案包括一个薄(0.0005英寸到0.005英寸)的不锈钢片，不锈钢片上有孔(直径为0.020英寸到0.050英寸)，各个孔具有大致相同的尺寸，其能被像鼓状头一样连接到所述通道形成器(PATH FORMER)装置的支撑脚上。在这种情况下，所述通道形成器(PATHFORMER)装置内的电机转动携带有合适的磨沙纸或研磨海绵的平盘。在操作中，操作者向其下有软组织的身体部位的皮肤按下通道形成器(PATH FORMER)的脚。当施加适当的力时，皮肤将通过在鼓状头上的孔膨胀。随着所述脚沉下，皮肤通过孔膨胀起来，并且沙纸盘或研磨海绵向下移动并且磨掉皮肤的顶层(角质层)-同时在鼓状头的每个孔中形成多个微导管。 

本发明的这个实施方案的关键是皮肤透过在不锈(或其他材料)的鼓状头的孔的膨胀仅仅非常轻微地突出于所述板的内(上)侧之上，这样限制了沙纸打磨处理的深度，使它保持在神经网络水平之上。磨料通常由皮肤科医生使用以便去除选定的0.0005英寸到0.001英寸厚度的角质层区域，用于治疗目的或美容效果(磨去皮肤疤痕的手术和微晶磨皮术)。用于去除皮肤组织的恰用的磨料是公知的，并且包括多种研磨级别，例如，精细的，中等的，粗的，等等。角质层能用酒精或其他化学干燥制品预处理，以使皮肤减少弹性并易于研磨以加速处理进程。 

如果假定所述膨胀近似球形的，这意味着大约直径是0.0003英寸到0.0005的圆皮肤延伸在所述板的上表面之上。在0.040英寸到0.070英寸的孔范围内，突出将增加。这些尺寸和中心将允许在0.250平方英寸内形成3×3的微导管阵列，或在0.350平方英寸内形成4×4的阵列。试验表明，在0.001英寸厚不锈钢板中围绕0.046英寸中心的0.038英寸直径的孔的膨胀效果，使皮肤能够突出于所述金属板表面0.0002英寸到0.0004英寸。 

这里使用的，术语“微导管”指的是一种进入或穿过组织的小的开口、通道或孔，其允许通过液体流动和电泳现象传输物质。在一实施方案中，微导管也可以允许物质通过扩散或对流运动穿过。 

根据一种实施方案的微导管直径的平均尺寸大约是一(1)mm或更小。在一实施方案中，微导管具有范围在10微米到200微米之间的直径。在另一实施方案中，微导管具有范围在2微米到一(1)mm之间的直径。在本发明的一实施方案中，微导管通常比用于注射器注射的针头小，但其特征尺寸和直径却比被测物分子、治疗剂分子和离子的携带体的直径或分析物分子、治疗剂分子和离子本身的直径大很多。这里使用的术语“直径”指的是微导管近似圆柱形部分的至少一横截面的近似直径或特征线性尺寸。 

如上所述，本发明是针对一种通道形成器(PATH FORMER)设备的改进型，该设备已经充分地记载在美国专利申请No.2006-0041241 A1中。一 篇关于通道形成器(PATH FORMER)设备使用的报告已经发表在“Dermatologic Surgery”第32卷第6期828-833页(2006)。 

图1示出了所述通道形成器(PATH FORMER)设备。如其所示，一阻抗测量钻10包括钻孔组件15、机械连接于钻孔组件15以控制阻抗测量钻10的钻入深度的控制模块20，还包括一传感器25。该传感器电连接于钻孔组件15和控制模块20，用于检测被穿孔物质的阻抗变化。 

在一优选的实施方案中，钻孔组件15包括第一外壳30、配置成安装在第一外壳30内的第二外壳35、可滑动地配置在第二外壳35内的第三外壳05、连接于第二外壳35的电绝缘的鼻状物40、与第三外壳05电绝缘并安装在第三外壳05内的钻孔发动机45以及用于接收在钻孔中用到的钻头70的钻环50。 

第一30、第二35和第三05外壳优选由金属材料制成，并且其尺寸适于第三外壳在第二外壳内可滑动同时容纳钻孔电动机45。钻孔电动机45优选动力适宜在被钻孔的物质中形成微导管的直流电动机，适合的直流电机包括，但不限于新泽西Ringwood的RMB Miniature Bearing提供的微电机和得克萨斯的B.G.Micro提供的MOT 1009或MOT 1025。 

鼻状物40典型地由非导电材料制成，以便钻孔组件被用在组织或器官上时，将组织或器官被电击的风险最小化。绝缘的鼻状物还排除了任何在钻头/立铣刀“测量电极”与阻抗测量电路100之间电阻抗并行通路的可能。图1所示的鼻状物40由塑料制成，并且典型地包含三或四条腿55。这些腿牢固地把整个钻孔组件15定位在被钻孔物质(这里为一指甲60)的外表面上。在其他实施方案中，鼻状物40可适于用在其他材料或表面上。此类情形的实施例如图2所示，其中鼻状物40a由特氟纶制成并适于用在皮肤65上。 

图1所示的鼻状物40被连接到第二外壳35上。第二外壳35被第一外壳30以可调节的方式夹住。在没有被夹住的情况下可以将鼻状物40关于钻头70垂直定位并将其被夹住。第一外壳30连接到保持臂300上，保持臂将整个机械组件保持在在靶区上方。 

再参考图1，钻环50也称为卡盘，其尺寸和材料优选适于连接钻头70和钻孔电机45。在优选的实施方案中，钻环50用导电材料制造，允许用于 从钻孔电机45到与被钻的物质接触的钻头70的电阻抗测量。合适的钻环材料包括，但不限于，不锈钢，黄铜和钢。 

在优选的实施方案中，控制模块20包括外壳75、垂直驱动电机80和支持臂85。外壳75优选由金属制成并连接到钻孔组件15的第一外壳30。垂直驱动电机80安装在外壳75内。在优选的实施方案中，垂直驱动电机80是直流电动机。合适的垂直驱动电机包括，但不限于新泽西Ringwood的RMB Miniature Bearing提供的微电机和得克萨斯Garland的B.G.Micro提供的MOT 1009或MOT 1025。 

支持臂85连接于钻孔组件的第三外壳05并安装在连接到垂直驱动电机80的螺钉钉道90上。在这种配置中，随着垂直驱动电机80旋转，支持臂85沿着螺钉90行进，从而升降钻孔组件的第三外壳05和钻孔电机45及相连的钻头70。图1所示的实施方案在支持臂85上使用栓住螺母95，达到沿着螺钉钉道90垂直运动的效果。 

在一种优选的实施方案中，传感器25电连接到钻孔组件15的钻孔电机45和控制模块20，用来检测被钻孔物质的阻抗值的变化。在优选的实施方案中，传感器25包括阻抗测量电路100和极性转换开关105。如图1所示，阻抗测量电路100具有第一电极110，其设放置成接触需测量电阻抗的物质。第二线路115从阻抗测量电路100连接到钻孔电机45，使得钻头70通过钻环50与电机45电联接，就像一个第二电极连接着需测量电阻抗变化的物质。传感器25的极性转换开关105电连接于控制模块20的垂直驱动电机80。当检测到被测量阻抗的变化时，一个信号被送到控制模块20，使垂直驱动电机80反向。 

在传感器25的一优选实施方案中，被测量的电子阻抗特征是电阻值。这种测量和钻孔控制电路(25和185)在美国专利申请No.2006-0041241 A1中充分地说明了。 

再回到图1，在一优选的实施方案中，阻抗测量钻机典型地安装在被钻物质近端的架子300上。钻孔组件15，控制模块20和传感器25连接到第一305和第二185电源。第一电源305是可变的直流电源，为钻孔电机供电。第二电源185或者是可变的或者是脉冲的直流电源，为可变电机供电。合适 的电源包括，但不限于纽约的Melville的Lambada有限公司提供的LP521FM和加利福尼亚圣地亚哥的Hewlett Packard有限公司提供的721A。第一电极110设置成与微导管在其中形成的物质接触。微导管的钻孔通过开关175控制，例如脚踏板。用于控制钻孔的开关的例子是肯塔基州吾德斯托克的Linemaster开关有限公司的T-51-S。用户通过开启控制开关175(这里是脚踏板)启动钻孔。当传感器25检测到第一电极110与第二电极70(钻头)之间的被测量阻抗的变化时，传感器25送一个反转钻机的垂直方向的信号，通过从所述物质上移开钻头有效地停止钻孔。 

图2和3示出了图1所示设备的优选变型。如图2所示，参见点A，钻头70和鼻状物40从刀具夹头上移去。它们被磨盘心轴和薄的多孔掩蔽物的掩蔽物固定器替代。 

如图2和3所示，在参考点C和D，所述薄的多孔掩蔽物，当被压入到皮肤组织的表面中时，引起皮肤组织通过所述掩蔽物的每个孔膨胀，使得磨盘上的磨料能够去除膨胀的皮肤组织，留下许多微导管。微导管的大小和深度由多孔盘中孔的大小和数量规定。优选在所述掩蔽物上有至少三个孔，更优选至少9个孔，最优选至少16个孔。如图4和5所示，带有16个孔的掩蔽物被成功地使用。

用于改进所述通道形成器(PATH FORMER)的组件可由任何合适的材料制成，例如金属或塑料。优选的金属是铝或不锈钢。一种用于多孔掩蔽物的特别优选的材料是不锈钢。同样，用于磨盘的磨料可以是耐久性的(例如钻石颗粒)或是可替换的(例如磨垫)。测试时用的磨料是市售的Scotch-Brite垫。 

透皮给药 

一旦多个微导管已经形成，这种微导管为分子和离子提供穿过角质层的大的水性通路，角质层是皮肤上的离子和分子传输的主要阻挡层。按照优选的实施方案，因为微导管的大小比甚至高分子(例如蛋白质和核酸)大很多，所以传输过程中空间位阻可以忽略。因为这个原因，贯穿角质层微导管或贯穿角膜微导管能提供基本上任何大小分子的透皮传输。 

这样，在另一个实施方案中，在形成多个微导管的过程之后，可附加另外步骤，以通过一个或多个微导管传输一种或多种治疗分子或离子，将药物输送给组织，例如包括皮肤。 

在这样的一种实施方案中，治疗剂(例如药物，比如胰岛素和遗传物质，比如DAN)的透皮给药以如下的方式完成，按照本发明的一实施方案形成微导管，接着将治疗剂引入微导管，从而使治疗剂穿过皮肤散布到组织。在另一个实施方案中，分析物的透皮提取以如下的方式完成，按照本发明形成微导管，接着从组织中取下分析物并通过微导管，因此从组织中取走分析物并通过微导管。在一种实施方案中，分析物通过采样的方式提取，例如通过让血液从微导管中流出到一个采样片或盘中来提取分析的血液。在另一个实施方案中，一种分析物(例如组织液)，通过使用例如吸管取走，以减小微导管中的压力。 

药物和遗传物质还有许多公知的例子，包括如下药物，利多卡因和其他麻醉剂、肝磷脂、红细胞生成素、生长激素、类固醇、多种缩氨酸和遗传物质，例如大的DNA片段，RNA，小的抗低(聚)核苷酸和常规的免疫物质，一般包括疫苗和佐药。 

按照一实施方案的通过微导管的治疗剂的透皮给药是很重要的，这有很多原因，包括通常完整的角质层防止在治疗上并非无意义的分子和离子的传输率。按照一种实施方案的微导管使得分子和离子的运动不受空间位阻限制穿过角质层。穿过按照一种实施方案的微导管的分子和离子的运动可以通过扩散、电泳或对流的形式发生，对流由流体静力压差和时变压差(包括超声引起的)及渗透压差驱动。这包括电离子渗透疗，其可以既涉及电泳又涉及电渗。在一种实施方案中，对微导管施加直流电压，以产生电离子渗透疗。在特别的实施方案中，所述施加到微导管上的直流电压是脉冲的。 

根据另一实施方案，分子和离子穿过一个或多个微导管可调节变化度的的运动是通过供给不同量和浓度的分子和离子实现的。按照一种实施方案，通过控制供给的分子和离子的浓度、控制使用的溶液(通常基于生理盐水)和设置或测量温度，并接着控制供应溶液与一个或多个微导管接触的时间，可以控制分子和离子扩散。本发明的一种实施方案利用治疗剂穿过微导管在 合适的药物载体中的扩散完成透皮给药，该载体例如是生物兼容的无毒液体。在另一个实施方案中，为了实现治疗剂的持续的释放，治疗剂以水凝胶、聚合体、或分子矩阵的形式，而不是液体溶液的形式供给。 

本发明也涉及一种给药方法和装置，其使得免疫物质能有效地引入靠近树突状细胞和靠近其他细胞的组织，例如角化细胞的组织，并接着进一步将药散布到树突状细胞、角化细胞和在皮肤内的任何其他的目标细胞内。 

按照一种实施方案，形成一个或多个微导管的过程之后是输送免疫物质到组织的附加步骤。免疫物质散布给皮肤区域内的树突状细胞的皮肤免疫特别有意义。因此，形成完全穿透角质层的透皮微导管后可以将免疫物质输送到表皮中。 

这种过程包括为了皮肤免疫而将核酸(例如DNA)输送或散布到皮肤中。根据一种实施方案，将一种包含核酸的溶液施加到已经形成内部微导管的皮肤表面，并利用扩撒、电泳或对流来输送核酸分子通过一个或多个微导管进入皮肤组织。 

一个或多个核酸分子也能穿过微导管输送到皮肤组织用于基因治疗目的。 

在本发明的一种实施方案中，由于微导管的尺寸，自然进行液体对流，从而移动分子穿过每个微导管。如果在微导管内没有形成分子矩阵，对流是重要的。在一种实施方案中，提供对流驱动力以穿过一个或多个微导管的散布水溶分子。根据一种实施方案，采用压力差或压力梯度来驱动流动。例如在微导管的一端(入口端或开口端)施加一个比组织内压力大的压力，能够形成压力差。如果微导管的表面开口临近一储液器，储液器内装有药液，药液含有被输送的分子，则在储液器内的压力增加沿着微导管产生了压力差，并导致流动。这类似于给在注射器的注射筒(储液器)中的溶液施压：增加注射筒压力驱动流体流过针头(类似于微导管)进入组织。因而，如果需要通过对流穿过一个或多个微导管透皮给药，按照一实施方案，在一个或多个横跨角质层的微导管所在的位置将药物储液器中抵住皮肤，并提高其内的压力，这样便可形成流动。例如，在一个特定的实施方案中，导入到开口中的药物或治疗剂位于一柱体(例如吸量管或毛细管)内，该柱体与微导管周围 的组织密封。接着直接将压力施加于微导管，例如通过挤压连接于该柱体或吸量管一端的橡皮球，从而将柱状物或吸量管内的治疗剂压入微导管。治疗剂被围绕微导管的组织吸收。按照另一实施方案，流过微导管的对流也能通过使用渗透压差、时变压差(例如超声的)和电渗形成。 

按照另一实施方案，压力也可用于将可变形的含药水凝胶从储液器或储备处压入微导管。根据一实施方案，当插入微导管中时，水凝胶能将药物缓慢地、可控地释放到表皮内，或如果微导管穿透表皮，释放到更深的组织内。释放到表皮中的分子通常移动，以进入毛细血管。其他类型的小尺寸实体的缓慢释放也能通过微导管引入。 

实施例

在考虑到如何同时形成多个穿过角质层的微导管的过程中，考虑了磨掉至少一部分角质层的想法。与采用气流中的微小尖锐的铝氧精微颗粒来切割小块组织并用气流带走采用的微切割系统(参见美国专利No.6,706,032，其在此引入作为参考)不同，这个概念来自于磨料，例如具有坚硬，锐利的颗粒粘附在其上的沙纸。因为角质层是相当干的，有点硬并且薄，在其上滑动沙纸会产生磨削，而其它的较软的到非常软的含水组织则不然，这样的组织当磨粒在其上移动时也因此到处移动。事实上，使用沙纸或类似磨料去除角质层是皮肤病学和透皮吸收操作中的一项标准化技术。 

从过去的微切割和中切割系统的操作中知道了表皮和真皮的像水床或枕头的属性后想到了一种具有足够大的孔穿过其中的薄刚性板，当所述板用力地对着角质层、表皮和真皮组织压下时，角质层、表皮和真皮能够通过这些孔膨胀。这种想法需要确定孔的直径，以使皮肤的隆起延伸到刚性板的不接触皮肤的一侧。如果沙纸擦过受到挤压后从孔中穿出的“高斯曲线”状的凸起，并且如果角质层足够干，在沙纸上的磨料将除去相对硬的角质层，产生一个穿过角质层的大致圆形的开口。开口的深度要比角质层的正常厚度(0.0005英寸到0.001英寸)稍大一点，以确保开口通道进入表皮。其类似物是在刀头中有孔的电剃刀，通过这些孔胡须能够凸出来通过锋利的刀刃在它们上面通过而削下来。 

通道形成器(PATH FORMER)变型为多个导管切割器(MMC) 

在用带有多种钻穿孔的薄(0.001英寸到0.002英寸厚)不锈钢的高精度薄片压在目标对象的前臂和手背的预试验后，确定孔需要至少0.040英寸的直径才能使所述金属薄片压着的的皮肤穿过该金属薄片凸起到其上方。 

同样，也测试了这个掩蔽物需要具有多大的刚性。在此，此掩蔽接触物的直径设置为大概0.375英寸到0.50英寸。这是因为掩蔽接触物越大，它越容易弯曲，也越不容易陷入到皮肤中，并且在某些点，接触的皮肤不再伸展并且因而不再穿过所述掩蔽物的开口充分地凸出。最后，如果所述掩蔽物足够硬，保持在孔之间的材料会最小化，这既有利于存储压密度，也有利于使皮肤突出最大的高度。 

在这些参数被处理后，便可制作用于通道形成器(PATH FORMER)的附加装置。所述掩蔽物是0.002英寸厚的不锈钢(如果掩蔽物0.001英寸厚，当对着皮肤按下时，已经弯曲太多了)。它具有9个开口，在中心距离0.070英寸上直径0.050英寸，在孔之间的金属宽度是0.020英寸。这个正方形阵的对角线是0.250英寸。因为该附加装置必须很容易去掉，以便用磨料(例如沙纸)置换，所以，制作一个0.55英寸长的抓持“鼻”，其长为0.260英寸，外径为0.345英寸，内径为0.255英寸，，所述掩蔽物通过双面胶带或适合的胶水粘在其上。这与一个0.306英寸长、0.50英寸外径的束套一体。 

脚被替换成装入通道形成器(PATH FORMER)的脚孔内的管状适配器，其另一端装入所述掩蔽物部分的束套内，掩蔽物部分有一个锁定螺丝用来将掩蔽物束套保持到适配器部分上。 

磨料(沙纸)保持器带有一个轴，以便装入0.125英寸直径的刀具卡盘，该卡盘的另一末端具有0.230英寸直径的平坦的端头，磨(沙纸)盘通过双面胶带粘结其上。在另一实施方案中，用胶带附加上研磨海绵。在第三实施方案中，用胶带将更薄的海绵状材料粘系到心轴上，而沙纸盘则粘系到该海绵状材料上。这种设置使稍微有点硬的沙纸能够倾斜，并使得在掩蔽物和沙纸之间不对准且不平行。 

所述通道形成器(PATH FORMER)的进一步改进在于，在保持着脚/适配器的末端盘上钻孔并攻丝，以便一止挡旋调器能够调节车架和砂纸打磨 盘的最大的向前运动，使该盘能够接近压皮肤的掩蔽物，并在接触它之前，停止在约0.0005英寸到0.001英寸处，以便所述盘接触透孔凸出的皮肤圆顶而不会击中所述掩蔽物的后部。 

在获得沙纸到掩蔽物的最佳间隔的某些调整后，发明人能同时开几个微导管。在形成微导管期间，只有非常轻微的感觉。不会导致从微导管中流血。参见图4和5。 

Claims (13)

1.通过磨削在弹性材料中同时形成多个微导管的装置，包括带有旋转磨削器的磨削组件和机电连接于磨削组件的控制模块，控制模块通过停止并拉回旋转磨削器来控制研磨，其中，磨削组件还包括其上带有多个孔的掩蔽物和带有磨料的磨盘，通过磨料磨削从掩蔽物上的每个孔凸起的弹性材料来形成多个微导管。

2.如权利要求1的装置，所述磨削组件包括用于检测被磨物质的电阻抗变化的传感器。

3.如权利要求1的装置，其中所述磨削组件还包括一个阻抗测量磨削单元和一个电连接于磨削组件的传感器。

4.如权利要求1的装置，其中磨削组件还包括一个阻抗测量磨削单元和一个电连接到掩蔽物的传感器。

5.如权利要求1的装置，其中磨盘具有耐久性的磨料。

6.如权利要求1的装置，其中磨盘上具有可替换的磨料。

7.如权利要求1的装置，其中磨料是导电的。

8.如权利要求1的装置，进一步包括使磨削组件能够在垂直于被磨削表面的方向上移动的托架。

9.如权利要求1的装置，其中所述掩蔽物电连接于阻抗测量电路，以使薄的该掩蔽物能够随阻抗传感器动作。

10.如权利要求3或4的装置，其中设有用于控制阻抗测量磨削单元的计算机。

11.如权利要求9的装置，其中设有用于控制阻抗测量的薄的掩蔽物的计算机。

12.如权利要求1的装置，其中所述掩蔽物的厚度决定微导管的深度。

13.如权利要求1的装置，其中在所述掩蔽物上的多个孔的直径设定微导管的深度。

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