JP5133697B2 - 医療用デバイス - Google Patents

Description

本発明は、有効成分の皮膚内への又は皮膚を通した送達に使用するのに好適な医療用デバイスに関する。

医薬組成物、ワクチン、薬物、治療用物質など（「有効成分」）は、多数の異なる方法のいずれかで皮膚を通して体内に送達され得る。皮膚を通した治療用物質の輸送に対する主なバリアは、角質層として知られる皮膚の最外層である。皮膚を通して治療用物質を送達するため、角質層を通る通路を分子に提供しなければならない。角質層を穿刺し、皮下に有効成分を送達する中空の針を有する皮下注射器を使用して注入することにより、皮膚を通して有効成分を送達することができる。ある一定の治療用物質を送達するための他の手段としては、経皮パッチ、軟膏又はローション、並びにマイクロニードルアレイが挙げられる。

皮膚に塗布されたとき、角質層を通して吸収されることにより体内に有効成分を送達することができるように、有効成分と好適な生体適合性キャリヤを有する軟膏又はローションを処方することができる。経皮接着パッチも使用可能であり、一般に、ポリマーフィルム、又は布等から構成されるバッキングの表面上に感圧接着剤がコーティングされている接着物品として構成されている。経皮接着パッチには、皮膚の表面にパッチが取り外し可能に接着されることを可能にする接着剤が提供されており、そこで所定の用量の有効成分を皮膚の小さい表面積と接触させることができる。適切な生体適合性キャリヤは、通常、パッチが皮膚に接着されたままになっている時、一定の時間にわたり角質層を通して治療用物質が吸収されることを容易にするために提供される。

マイクロニードルアレイは、また、皮膚を通して有効成分を送達するための手段も提供する。マイクロニードルアレイは、マイクロニードル、マイクロニードルアレイ、マイクロアレイ、又はマイクロピン等と称されることが多い複数の小さい穿刺要素を具備するデバイスである。これらのデバイスの小さい穿刺要素は、接触時に角質層を穿刺し、体内に有効成分を送達できる通路の役割をする複数の微視的スリットを入れる。有効成分を送達する際、角質層を通して有効成分を送達する前に有効成分を液体の形態で一時的に保持するためのリザーバをマイクロニードルアレイに設けることができる。幾つかの構成では、マイクロニードルは、皮膚を通した治療用物質の送達を可能にするため、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ように中空とすることができる。代替の構成では、有効成分はマイクロニードルアレイ上にコーティングおよび乾燥され、角質層が穿孔された後、皮膚を通して直接送達されてもよい。更に、哺乳動物の皮膚へのマイクロニードルアレイの接着取り付けを可能にする構成のデバイスを提供することによって、マイクロニードルデバイスを経皮パッチとして提供することができる。更に他の構成では、マイクロニードルデバイスは、それらが微視的スリットを通って身体から出る時、経皮的身体分析物のサンプリングが可能である。

前述のパッチなどのマイクロニードルデバイスは、また、皮膚にマイクロニードルデバイスを配置することを助けるアプリケータデバイスを伴ってもよい。幾つかの構成では、アプリケータは、マイクロニードルが角質層を効果的に穿刺する可能性が高くなるように、マイクロニードルデバイスを皮膚に適用する時、十分な力を提供することができる。

本発明は、第１の主面と第２の主面を有し、第１の主面が第１の部分と第２の部分を含む延長部材、延長部材の第１の主面の第１の部分から延びるアレイ保持部材であって、アレイ表面を含み、アレイ表面から少なくとも１つのマイクロニードルが延びるアレイ保持部材、および、延長部材の第１の主面の第２の部分に配置され、少なくとも１つのマイクロニードルが角質層を通して挿入されるとき哺乳動物の皮膚へのデバイスの接着取り付けを容易にする感圧接着剤を含む、有効成分の皮膚内への又は皮膚を通した送達に使用するのに好適な医療用デバイスを提供する。

発明を実施するための最良の形態および添付の特許請求の範囲に記載される様々な図を含む開示の残りの部分を考慮することにより、当業者は本発明の特徴を更によく理解する。

本明細書で本発明の実施形態を説明する際、様々な図を参照するが、同様の参照番号は同様の構造を示す。

本発明は、マイクロニードルアレイを有し、皮膚に貼られて哺乳動物の皮膚内への又は哺乳動物の皮膚を通した有効成分の送達を容易にすることができるデバイスを提供する。様々な図を参照し、本発明に使用するのに好適なマイクロニードルアレイを図１に示す。マイクロニードル１０の全体形状は、基部１２の方が大きく、狭い先端１４の方に先細りになっている先細りの突起であり、それは一般に哺乳動物の皮膚を穿刺することができる。ワクチンなどの治療用物質又は薬理学的に有効な物質をマイクロニードル１０の外面に塗布し（例えば、コーティングすることによる）、マイクロニードル１０で患者の皮膚の角質層を穿刺するとき、患者に物質を送達してもよい。図示されているように、マイクロニードル１０を均一な間隔の列に配置することができる。幾つかの実施形態では、本発明に使用されるマイクロニードルのアレイは遠位向きの表面積が約０．１ｃｍ²より大きく、約２０ｃｍ²未満であり、典型的には約０．５ｃｍ²より大きく、約５ｃｍ²未満である。

図１に示されている実施形態では、マイクロニードル１０が突出している表面の一部は、表面のその部分にマイクロニードルがないという点で、パターン形成されていなくてもよい。一実施形態では、パターン形成されていない表面の面積は、患者の皮膚表面に面するデバイス表面の全面積の約１パーセントより大きく、約７５パーセント未満である。一実施形態では、パターン形成されていない表面の面積は、約０．１０平方インチ（０．６５ｃｍ²）より大きく、約１平方インチ（６．５ｃｍ²）未満である。別の実施形態（図示せず）では、マイクロニードルをアレイ２２の実質的に全表面積に配置することができる。

図示されているマイクロニードル１０は、表面から均一な列に延びるスパイク状の突起として示されているが、本発明のデバイスに使用される個々のマイクロニードルの実際の形状は、限定されることなく、角錐状又は円錐状等を含む様々な形状のいずれかから選択され得ることが分かる。マイクロニードルアレイの１つの好適な構成としては、各マイクロニードルの外面に少なくとも１つのチャネルが形成されている、先細りの構造を有するマイクロニードルの形態の微細構造を記載している米国特許出願公開第２００３／００４５８３７号明細書に開示されている構造が挙げられる。マイクロニードルが一方向に細長い基部を有する場合、チャネルは各細長い基部の端部の１つからマイクロニードルの先端まで延びることができる。任意に、前述のチャネルは、マイクロニードルの先端に届かずに終端することができる。マイクロニードルアレイは、また、マイクロニードルアレイが配置されている基材の表面に導管構造が形成されていてもよく、導管構造との流体連通を可能にするように前述のチャネルを構成することができる。

幾つかの実施形態では、好適なマイクロニードルは、略垂直な壁角度を有してもよい、即ち、マイクロニードルは、それらが突出する基材の表面に概ね直交する側壁を有するピンの形態であってもよい。

本発明のデバイスに使用するのに好適なマイクロニードルは、また、それらのアスペクト比によって特徴付けられ得る。本明細書で使用する時、「アスペクト比」の用語は、（マイクロニードルの基部を取り囲む表面より上の）マイクロニードルの高さ、対、最大基部寸法、即ち、（マイクロニードルの基部が占める表面で）基部が占める最長直線寸法の比を指す。本発明の実施形態では、マイクロニードルのアスペクト比は、２：１以上とすることができる。幾つかの実施形態では、マイクロニードルのアスペクト比は、３：１以上とすることができる。

更に別の好適なマイクロニードル構成は、皮膚を穿刺するための刃状の微小突起を記載している米国特許第６，０９１，９７５号明細書（ダドナ（Ｄａｄｄｏｎａ）ら）に記載されている構造を含む。更に別のマイクロニードル構成は、中空の中心チャネルを有する先細りの構造を記載している米国特許第６，３１３，６１２号明細書（シャーマン（Ｓｈｅｒｍａｎ）ら）に記載されている構造を含む。更に別の好適なマイクロニードル構成は、マイクロニードルの先端の頂面に少なくとも１つの縦刃を有する中空のマイクロニードルを記載している国際公開第００／７４７６６号パンフレット（ガーシュタイン（Ｇａｒｓｔｅｉｎ）ら）に記載されているもののような構造を含む。別の好適なマイクロニードル構成は略円錐状の形状を具備し、基部と整列した平面で測定される表面積約２０平方マイクロメートル以上、且つ１００平方マイクロメートル以下の平坦な先端を有するマイクロニードルを記載している、２００３年７月１７日に出願された、同時係属中で本出願人に譲渡された米国特許出願第１０／６２１６２０号明細書に記載されているもののように、マイクロニードルは先端の形が尖っていなくてもよい。幾つかの実施形態では、平坦な先端の表面積は、基部と整列した平面で測定される断面積として測定され、その平面は基部から先端まで測定される基材表面より上のマイクロニードルの高さの０．９８又は９８％の距離に位置する。

幾つかの実施形態では、マイクロニードルは、本発明のデバイスと一体に製造される複数の個々のマイクロニードルを含む単一のアレイとして提供される。幾つかの実施形態では、マイクロニードルを最初、別々に提供し、後でデバイスの製造又は組み立て中に基材に付け加えることができる。

様々な材料のいずれかからマイクロニードルを製造してもよく、特定のマイクロニードルアレイのために選択される実際の材料は、所望のマイクロニードルパターンを正確に再現する材料の能力、マイクロニードルに形成されたときの特定の材料の強度および靭性、哺乳動物の皮膚と材料の適合性、マイクロニードルアレイに接触することが期待される体液と材料の適合性などを含む様々な要因に基づくことができる。

図２および図３を参照すると、本発明の実施形態によるパッチ２０が図示されている。パッチ２０は、第１の主面２４と第２の主面２６を有する延長部材２２を具備する。延長部材２２の第１の主面２４は第１の部分を含み、そこからアレイ保持部材２８が延びる。アレイ保持部材２８はアレイ表面３０を具備し、その表面３０から少なくとも１つのマイクロニードル３２が延びる。延長部材２２の第１の主面２４の第２の部分には、感圧接着剤の層３４が配置されている。少なくとも１つのマイクロニードル３２が角質層を通して挿入されるとき、デバイス２０の哺乳動物の皮膚への接着取り付けを容易にするため、延長部材２２の表面２４の第２の部分に感圧接着剤が提供されている。幾つかの実施形態では、接着剤の層３４は、接着剤層３４がアレイ保持部材２８の表面３０を越えて延びないようにする厚さで提供される。幾つかの実施形態では、接着剤層３４は延長部材２２の第１の主面２４からアレイ表面３０の高さより低い高さまで延びる。

パッチ２０は、延長部材２２がアレイ保持部材２８を取り囲んだ状態で、本質的に円形の構成で示されているが、所望される任意の有用な又は装飾的な構成にパッチ２０を構成してもよいことが分かる。更に、延長部材２２は、アレイ保持部材２８全体から延びるが、必ずしもそれを取り囲まない寸法に作られてもよい。同様に、アレイ保持部材は、図２に示されている円形の構成とは異なる幾何学的形状に構成されてもよい。本発明の様々な実施形態の本明細書での説明は、本発明の原理を具体化するパッチを説明するに過ぎず、記載されている実施形態は、記載されている実施形態に本来備わっている、より広い概念を限定するものではないことが更に分かる。

別の実施形態では、本発明によるパッチ１２０を図４に示す。パッチ１２０は本質的に、図２および図３に示され、前述されているパッチ２０と同様に構成されている。しかし、パッチ１２０は、接着剤層３４とアレイ保持部材２８の間に間隙１４０を具備する。パッチ１２０の構成は、図２および図３のパッチ２０より必要とする接着剤が少ない。更に、間隙１４０は、接着剤３４がアレイ保持部材２８およびマイクロニードル３２のより近くに広がる又は移行する可能性を最小限にする小さい緩衝域を提供する。

パッチ２２０の更に別の実施形態を図５に示す。パッチ２２０は、パッチ２２０が接着剤層３４とアレイ保持部材２８の間に延びるバリア部材２４２を具備すること以外、本質的にパッチ１２０と同じ構成を有する。バリア部材２４２は、接着剤３４とアレイ保持部材２８のマイクロニードル３２との間の分離を向上させ、維持するような寸法に作られている。バリア部材２４２は、フィルム、ポリマー又は他の不活性材料を含んでもよく、望ましくはアレイ保持部材２８を接着剤３４から隔離し、接着剤３４とマイクロニードル３２上にコーティングされた任意の治療用物質の間の顕著な物質移動を抑制および防止する。

本発明による別のパッチ３２０を図６に示す。アレイ保持部材２８が傾斜面３４４を具備すること以外、パッチ３２０は実質的に図４に示されているパッチ１２０に関して記載されるように構成されており、傾斜面３４４は、接着剤層３４とアレイ保持部材２８の間のバリア又は緩衝域として機能し、接着剤３４とアレイ保持部材２８のマイクロニードル３２の間の分離を向上させ、維持する。

ここで図７および図８を参照すると、本発明によりパッチ４２０の別の実施形態が示されている。パッチ４２０は、第１の主面４２４と第２の主面４２６を有する延長部材４２２を具備する。延長部材４２２の第１の主面４２４は第１の部分を含み、その一体部分として、そこからアレイ保持部材４２８が延びる。アレイ保持部材４２８はアレイ表面４３０を具備し、その表面４３０から少なくとも１つのマイクロニードル４３２が延びる。延長部材４２２の第１の主面４２４の第２の部分には、感圧接着剤の層４３４が配置されている。少なくとも１つのマイクロニードル４３２が角質層を通して挿入されるとき、デバイス２０の哺乳動物の皮膚への接着取り付けを容易にするため、延長部材４２２の表面４２４の第２の部分に感圧接着剤が提供されている。幾つかの実施形態では、接着剤の層４３４は、接着剤層４３４がアレイ保持部材４２８の表面４３０を越えて延びないようにする厚さで提供される。幾つかの実施形態では、接着剤層４３４は延長部材４２２の第１の主面４２４からアレイ表面４３０の高さより低い高さまで延びる。

パッチ４２０は、更に、第１の主面４３８と第２の主面４４０を有する可撓性バッキング部材４３６を具備する。可撓性バッキング部材４３６の第１の主面４３８は、延長部材４２２の第２の主面４２６に貼られている（例えば、接着剤で）。可撓性バッキング部材４３６の一部は、延長部材４２２の外縁を越えて延びる。この部品配置では、可撓性バッキング部材４３６はパッチ４２０を患者の皮膚に固定するのに使用されてもよい。この点で、バッキング部材４３６の第１の主面４３８は、典型的には患者の皮膚に接触し、例えば、医療用接着テープ等（図示せず）の様々な好適な手段のいずれかでそこに固定される。この実施形態では、第１の主面４３８は、患者の皮膚の一部を被覆し、延長部材４２２の第１の主面４２４によって作り出されるアレイ保持部材４２８の周囲のゾーンを拡大してパッチ４２０が所望の時間、所定の位置に留まることを確実にし、マイクロニードル４３２によって作り出された角質層の穿刺に汚れ又は他の汚染物質が付かないようにすることを助ける役割をすることができる。他の全ての点で、パッチ４２０は、本質的に、前述の実施形態に記載されるのと同様に機能する。

パッチ４２０は、延長部材４２２がアレイ保持部材４２８を取り囲んだ状態で、本質的に円形の構成で示されているが、パッチ４２０は所望される任意の有用な又は装飾的な構成に構成されてもよいことが分かる。更に、延長部材４２２は、アレイ保持部材４２８全体から延びるが、必ずしもそれを取り囲まない寸法に作られてもよい。同様に、アレイ保持部材は、図７および図８に示されている円形の構成とは異なる幾何学的形状に構成されてもよい。最後に、可撓性バッキング部材４３６は任意の所望の形状、サイズ、又は構成を有することができる。

更に別の実施形態を図９に示す。パッチ５２０が提供され、第１の主面５２４と第２の主面５２６を有する延長部材５２２を具備する。延長部材５２２の第１の主面５２４は第１の部分を含み、その一体部分として、そこからアレイ保持部材５２８が延びる。アレイ保持部材５２８はアレイ表面５３０を具備し、その表面５３０から少なくとも１つのマイクロニードル５３２が延びる。延長部材５２２の第１の主面５２４の第２の部分には、感圧接着剤の層５３４が配置されている。少なくとも１つのマイクロニードル５３２が角質層を通して挿入されるとき、デバイス５２０の哺乳類の皮膚への接着取り付けを容易にするため、延長部材５２２の表面５２４の第２の部分に感圧接着剤が提供されている。幾つかの実施形態では、接着剤の層５３４は、接着剤層５３４がアレイ保持部材５２８の表面５３０上に延びないようにする厚さで提供される。幾つかの実施形態では、接着剤層５３４は延長部材５２２の第１の主面５２４からアレイ表面５３０の高さより低い高さまで延びる。

パッチ５２０は、更に、第１の主面５３８と第２の主面５４０を有する可撓性バッキング部材５３６を具備する。可撓性バッキング部材５３６の第１の主面５３８は、延長部材５２２の第２の主面５２６に貼られている（例えば、接着剤で）。パッチ５２０を患者の皮膚に固定することを助けるように可撓性バッキング部材５３６が装備されるように、可撓性バッキング部材５３６の一部は延長部材５２２の外縁を越えて延び、接着剤層５３４も同様に可撓性バッキング部材５３６の第１の主面５３８の少なくとも一部を被覆するように延びる。この点で、バッキング部材５３６の第１の主面５３８と延長部材５２２の第１の主面５２４の両方の接着剤層５３４が、典型的には患者の皮膚と接触し、患者の皮膚をパッチ５２０に固定する。第１の主面５３８は、延長部材５２２の第１の主面５２４によって作り出されるアレイ保持部材５２８の周囲のゾーンを拡大してパッチ５２０が所定の位置に留まることを確実にし、マイクロニードル５３２によって作り出された角質層の穿刺に汚れ又は他の汚染物質が付かないようにすることを助ける役割をする。他の全ての点で、パッチ５２０は、本質的に、前述の実施形態に記載されるのと同様に機能する。

パッチ５２０は、所望される任意の有用な又は装飾的な構成に構成されてもよく、円形の構成に限定されないことが分かる。更に、延長部材５２２は、アレイ保持部材５２８全体から延びるが、必ずしもそれを取り囲まない寸法に作られてもよい。同様に、アレイ保持部材５２８は、図９に示されている円形の構成とは異なる幾何学的形状に構成されてもよい。最後に、可撓性バッキング部材５３６は任意の所望の形状、サイズ、又は構成を有することができる。

本発明の更に別の実施形態を図１０に示す。パッチ６２０が提供され、第１の主面６２４と第２の主面６２６を有する延長部材６２２を具備する。延長部材６２２の第１の主面６２４は、アレイ保持部材６２８に貼られている第１の部分を含む。この実施形態では、延長部材６２２はアレイ保持部材６２８に貼られているが、アレイ保持部材６２８とは別の、別個のものになっている。延長部材６２２は、好適な接着剤の使用、又は熱若しくは融着等を含む任意の好適な手段でアレイ保持部材６２８に貼られている。

アレイ保持部材６２８はアレイ表面６３０を具備し、その表面６３０から少なくとも１つのマイクロニードル６３２が延びる。延長部材６２２の第１の主面６２４の第２の部分には、感圧接着剤の層６３４が配置されている。少なくとも１つのマイクロニードル６３２が角質層を通して挿入されるとき、デバイス６２０の哺乳類の皮膚への接着取り付けを容易にするため、延長部材６２２の表面６２４の第２の部分に感圧接着剤が提供されている。幾つかの実施形態では、接着剤の層６３４は、接着剤層６３４がアレイ保持部材６２８の表面６３０上に延びないようにする厚さで提供される。幾つかの実施形態では、接着剤層６３４は延長部材６２２の第１の主面６２４からアレイ表面６３０の高さより低い高さまで延びる。

パッチ６２０は、更に、第１の主面６３８と第２の主面６４０を有する可撓性バッキング部材６３６を具備する。可撓性バッキング部材６３６の第１の主面６３８は、延長部材６２２の第２の主面６２６に貼られている（例えば、接着剤で）。パッチ６２０を患者の皮膚に固定することを助けるように可撓性バッキング部材６３６が装備されるように、可撓性バッキング部材６３６の一部は延長部材６２２の外縁を越えて延び、接着剤層６３４も同様に可撓性バッキング部材６３６の第１の主面６３８の少なくとも一部を被覆するように延びる。この点で、バッキング部材６３６の第１の主面６３８と延長部材６２２の第１の主面６２４の両方の接着剤層６３４が、典型的には患者の皮膚と接触し、患者の皮膚をパッチ６２０に固定する。第１の主面６３８は、延長部材６２２の第１の主面６２４によって作り出されるアレイ保持部材６２８の周囲のゾーンを拡大してパッチ６２０が所定の位置に留まることを確実にし、マイクロニードル６３２によって作り出された角質層の穿刺に汚れ又は他の汚染物質が付かないようにすることを助ける役割をする。他の全ての点で、パッチ６２０は、本質的に、前述の実施形態に記載されるのと同様に機能する。

パッチ６２０は、任意の有用な又は装飾的な構成に構成されてもよいことが分かる。更に、延長部材６２２は、アレイ保持部材６２８全体から延びるが、必ずしもそれを取り囲まない寸法に作られてもよい。同様に、アレイ保持部材６２８は、図１０に示されている円形の構成とは異なる幾何学的形状に構成されてもよい。最後に、可撓性バッキング部材６３６は任意の所望の形状、サイズ、又は構成を有することができる。

ここで、図１１を参照すると、本発明によりパッチ７２０の別の実施形態が示されている。パッチ７２０は、第１の主面７２４と第２の主面７２６を有する延長部材７２２を具備する。この実施形態では、延長部材７２２は、アレイ保持部材７２８とは別の、別個のものになっている。延長部材７２２は、好適な接着剤の使用、熱又は融着等を含む任意の好適な手段でアレイ保持部材７２８に貼られていてもよい。

アレイ保持部材７２８はアレイ表面７３０を具備し、その表面７３０から少なくとも１つのマイクロニードル７３２が延びる。延長部材７２２の第１の主面７２４の第２の部分には、感圧接着剤７３４の層が配置されている。少なくとも１つのマイクロニードル７３２が角質層を通して挿入されるとき、デバイス７２０の哺乳動物の皮膚への接着取り付けを容易にするため、延長部材７２２の表面７２４の第２の部分に感圧接着剤が提供されている。幾つかの実施形態では、接着剤の層７３４は、接着剤層７３４がアレイ保持部材７２８の表面７３０を越えて延びないようにする厚さで提供される。幾つかの実施形態では、接着剤層７３４は延長部材７２２の第１の主面７２４からアレイ表面７３０の高さより低い高さまで延びる。

パッチ７２０は、更に、第１の主面７３８と第２の主面７４０を有する可撓性バッキング部材７３６を具備する。可撓性バッキング部材７３６の第１の主面７３８は、延長部材７２２の第２の主面７２６に貼られている（例えば、接着剤で）。可撓性バッキング部材７３６の一部は延長部材７２２の外縁を越えて延びる。この部品配置では、可撓性バッキング部材７３６はパッチ７２０を患者の皮膚に固定するために使用されてもよい。この点で、バッキング部材７３６の第１の主面７３８は、典型的には患者の皮膚と接触し、例えば、医療用接着テープ等（図示せず）の様々な好適な手段のいずれかでそこに固定される。この実施形態では、第１の主面７３８は、患者の皮膚の一部を被覆し、延長部材７２２の第１の主面７２４によって作り出されるアレイ保持部材７２８の周囲のゾーンを拡大してパッチ７２０が所望の時間、所定の位置に留まることを確実にし、マイクロニードル７３２によって作り出された角質層の穿刺に汚れ又は他の汚染物質が付かないようにすることを助ける役割をすることができる。他の全ての点で、パッチ７２０は、本質的に、前述の実施形態に記載されるのと同様に機能する。

パッチ７２０は、延長部材７２２がアレイ保持部材７２８を取り囲んだ状態で、本質的に円形の構成で示されているが、所望される任意の有用な又は装飾的な構成にパッチ７２０を構成してもよいことが分かる。更に、延長部材７２２は、アレイ保持部材７２８全体から延びるが、必ずしもそれを取り囲まない寸法に作られてもよい。同様に、アレイ保持部材は、図１１に示されている円形の構成とは異なる幾何学的形状に構成されてもよい。最後に、可撓性バッキング部材７３６は任意の所望の形状、サイズ、又は構成を有することができる。

前述の実施形態では、可撓性バッキング部材は様々な材料のいずれかを含んでもよい。幾つかの実施形態では、可撓性バッキング部材は、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、特に低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、メタロセンポリエチレン、および高密度ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）共重合体、ポリウレタン、酢酸セルロース、およびエチルセルロースから選択される材料を含む。米国特許第５，７８３，２６９号明細書（ハイルマン（Ｈｅｉｌｍａｎｎ）ら）に記載されているものなどの共押出しされた多層ポリマーフィルムも好適であり、その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。ポリエチレンテレフタレート−アルミニウム−ポリエチレン複合材料、およびポリエチレンテレフタレート−ＥＶＡ複合材料などの層状のバッキングも好適である。３Ｍ（登録商標）１７７７フォームテープ（Ｆｏａｍ Ｔａｐｅ）および３Ｍ（登録商標）１７７９フォームテープ（Ｆｏａｍ Ｔａｐｅ）に使用されている独立気泡ポリオレフィンフィルムなどのフォームテープバッキングも好適である。布帛および不織布も同様に好適である。幾つかの実施形態では、可撓性バッキング部材は、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、又はポリエチレン製のポリマーフィルムである。他の実施形態では、可撓性バッキング部材はポリエチレンテレフタレートポリマーフィルムである。

本明細書の実施形態に関連して記載されている特徴を他の実施形態に使用してもよく、また、各実施形態に記載されている様々な特徴は可変であってもよく、依然として本発明の範囲に入る。例えば、図７〜図１１の各実施形態に使用される感圧接着剤は、様々なパターンのいずれかで存在してもよい。例えば、接着剤層（例えば、接着剤層５３４、６３４）は、パターン形成されていても、又はパターン形成されていなくてもよく、連続的であっても又は不連続であってもよい。接着剤層は、更に、図４の間隙１４０又は図５に示されているバリア部材２４２などのスペース、間隙又は構造によって中断されてもよい。アレイ保持部材は様々な構成のいずれかで設けられてもよく、アレイ保持部材２８（図６）の側面３４４と類似の又は同一の傾斜面等を具備してもよい。一般に、本発明は、前述の様々な実施形態に示されている構造の任意の、および全ての変形を具備するものとする。

様々な実施形態に関連して記載されているように、本発明は、角質層を通して有効成分を送達するためのパッチの形態の医療用デバイスを提供する。幾つかの実施形態では、パッチは、単一の成形されたポリマー材料から構成されている。幾つかの実施形態では、パッチは、延長部材、アレイ保持部材、およびマイクロニードルアレイ（本明細書に全般に記載されている）が同じ材料から単一片として成形される一体の成形物品として提供されている。これらの一体の物品に好適な材料としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）ポリマー、ポリフェニルスルフィド、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アセタール、アクリル、ポリエーテルイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、並びに他の既知の材料およびこれらの２種類以上の組み合わせが挙げられる。本発明のマイクロアレイを成形するための好適な方法は、２００４年２月２３日に出願された同時係属中の米国特許仮出願第６０／５４６７８０号明細書に記載されている。本発明によるパッチは、パッチが適用される哺乳動物の皮膚の領域に延長部材が均一に接着し得るように、十分な可撓性を有していなければならない。更に、延長部材の表面は、哺乳動物の皮膚の領域にパッチが均一に接着し、一定の時間、有効成分が効果的に送達されることを可能にするのに十分な表面積を提供する。

可撓性バッキング部材を備える実施形態の幾つかでは、延長部材、アレイ保持部材、およびマイクロニードルアレイは、本明細書に記載されている同じ材料から単一片として成形されてもよい。可撓性バッキング部材を備える他の実施形態では、延長部材、アレイ保持部材、およびマイクロニードルアレイは別々の部品として提供されてもよく、それらは成形されていても又は成形されていなくてもよく、同じ材料のものであっても又は同じ材料のものでなくてもよい。延長部材とアレイ保持部材が別々の部品として提供される実施形態では、それらは、典型的には、例えば、好適な接着剤又は融着などで互いに貼られている。

本発明の医療用デバイスは、角質層を穿刺し、並びに延長部材を皮膚の表面に接着させるのに十分な力で医療用デバイスを送達するアプリケータ又は他の手段を使用して哺乳動物の皮膚の表面にそれを適用することを可能にするように設計されている。従って、医療用デバイスを皮膚の所望の部分に貼るため医療用デバイスに第２の表面に沿って均一に力が加えられるように、医療用デバイスの第２の主面は、通常、比較的平滑で特徴のない表面として提供される。従って、延長部材の第２の表面は、通常、例えば、有効成分を液体の形態で保持又は一時的に貯蔵するためのリザーバなどの追加の構造を具備しない。

角質層の穿通を容易にする構成のマイクロニードルを提供することにより、哺乳動物の皮膚を通して１種類以上の有効物質を送達するための方法に、本発明のデバイスを経皮パッチとして使用することができる。幾つかの実施形態では、医薬品又は治療剤を皮膚の領域に直接塗布し、その後、皮膚の同じ領域に好適な力でマイクロニードルアレイを適用して角質層を穿刺し、個々のマイクロニードルによって作られた穿刺を通して治療剤が体内に入るようにすることができる。他の実施形態では、有効成分をまずアレイの微細構造領域に直接塗付してもよい（例えば、コーティングとして）。幾つかの実施形態では、有効成分が液体であるか、又は、液体中に溶解されているか、又は、懸濁液若しくはコロイドとして液体内に懸濁しているとき、有効成分をマイクロニードルアレイに塗付してもよい。マイクロニードルアレイへの塗布後、それを哺乳動物の皮膚に適用する前に有効成分を乾燥させてもよい。或いは、有効成分がまだ液体を含んでいる時、有効成分を哺乳動物の皮膚に塗付してもよい。有効成分がコーティングされたマイクロニードルアレイを、角質層を穿刺するのに十分な力で皮膚に適用することができる。アレイの微細構造領域にコーティングされた有効成分は、皮膚組織の中に機械的に堆積されるか、又は、体液によってアレイから溶解され、このようにして治療剤又は医薬品が皮膚組織に吸収されることを可能にしてもよい。本発明の医療用デバイスを使用する治療剤の送達のパラメータは、前述の同時係属中の特許出願である米国特許出願第０９／９４７１９５号明細書（米国特許出願公開第２００３／００４５８３７号明細書）および米国特許出願第１０／６２１６２０号明細書に好適に記載されている。好適な使用方法は、２００４年６月１０日に出願された米国特許仮出願第６０／５７８６５１号明細書（代理人整理番号５９４０３ＵＳ００２）に開示されているアプリケータと共に記載されている。

マイクロニードルアレイ
マイクロニードルアレイを以下のように作製した。正方形の形状（１ｃｍ²）のマイクロニードルの配列（３７×３７）がディスクの一面の中心に配置されている、部分的にパターン形成された円形のディスク（面積２ｃｍ²、厚さ１．０２ｍｍ）を作製した。針は規則的な間隔に配置され、正方形の形状のパターンの隣接する針の先端間の距離は２７５ミクロンであった。個々の針は形状が角錐状であり、高さ２５０ミクロン、正方形の基部の一辺の長さ８３．３ミクロンであった。先端は切頭状であり、平坦で正方形の形状の頂部の一辺の長さは５ミクロンであった。アレイは、国際公開第０５／８２５９６号パンフレットに記載の概略的な説明に従って射出成形され、ポリカーボネート（レキサン（Ｌｅｘａｎ）（登録商標）ＨＰＳ１Ｒ−１１２５、マサチューセッツ州ピッツフィールド、ＧＥプラスチックス（ＧＥ Ｐｌａｓｔｉｃｓ， Ｐｉｔｔｓｆｉｅｌｄ， ＭＡ））製であった。次いで、ディスクの中心を打抜き、ディスクのパターン形成された側の表面の約９０％にマイクロニードルを有するマイクロニードルアレイ（面積＝１ｃｍ²）を提供した。マイクロニードルアレイは約１２００本のマイクロニードルを有した。

貯蔵カラーからのパッチの送達
米国特許仮出願第６０／５７８６５１号明細書および国際特許出願第ＵＳ２００５／０２０２８３号明細書（これらの開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）に更に詳細に記載されている、パッチを支持するためにシリンダの内面に小さいタブを有する円筒状の貯蔵カラーに後述のマイクロアレイパッチを入れた。前述の特許出願に記載されている手持ち式のばね駆動パッチアプリケータを使用して貯蔵カラーからパッチを推進させた。アプリケータは２．８８グラムのピストンを使用し、これは医療用デバイスがなしで発射されるとき、最大速度７．２ｍ／ｓに達した。（Ｍ９アプリケータ）マイクロアレイパッチなしの時のピストンの速度は、速度／移動測定を実施するため、艶消仕上の反射テープの小片をピストンの外面に配置することによって測定された。アプリケータを、レーザ測定デバイス（レーザ・ビブロメータ・コントローラ（Ｌａｓｅｒ Ｖｉｂｒｏｍｅｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）型番ＯＦＶ−３００１）およびレーザ・ファイバ・インターフェロメータ（Ｌａｓｅｒ Ｆｉｂｅｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）型番ＯＦＶ−５０２、カリフォルニア州タスティン、ポリテック社（Ｐｏｌｙｔｅｃ．， Ｔｕｓｔｉｎ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ））に取り付けられた固定具に当てて配置し、レーザが艶消仕上の反射テープで反射し得るように整列させた。パターン形成されたマイクロアレイの代わりに、同じ物理的寸法を有し、マイクロニードルパターン形成の代わりにブランクに艶消仕上の反射テープの一片が貼付された「ブランクの」アレイを使用することによって、貯蔵カラーからのマイクロアレイパッチの速度の測定を実施した。下記に報告する値は、マイクロアレイパッチによって達成された最大速度である。

実施例１
マイクロアレイパッチを以下のように構成した。外径２．３５ｃｍ、内径１．２２ｃｍの環に打抜かれた両面テープ（３Ｍ透明ポリエステル（３Ｍ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、３．４ミル両面塗工医療用テープ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｃｏａｔｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅ）１５１３、各面に厚さ３０．５ミクロンの接着剤を有する厚さ２５．４ミクロンのポリエステルフィルム）の３層の積層体から、皮膚に接触する接着剤の環を形成した。この環を厚さ１０ミル（２５４ミクロン）のポリカーボネートフィルムの円形の片（面積＝２．５ｃｍ²）の外縁に接着させ、第１の積層体を形成した。

面積５．５ｃｍの両面テープ（３Ｍ透明ポリエステル（３Ｍ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、３．４ミル両面塗工医療用テープ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｃｏａｔｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅ）１５１３）の円形の片を、厚さ０．５６ミル（１４．２ミクロン）のポリエチレンテレフタレートフィルムの円形の片（面積＝５．５ｃｍ²）に接着させ、第２の積層体を形成した。

第２の積層体の両面塗工テープの露出している側を、皮膚に接触する接着剤と反対側にある第１の積層体のポリカーボネートフィルムの側に接着させた。両面テープ（３Ｍ透明ポリエステル（３Ｍ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、３．４ミル両面塗工医療用テープ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｃｏａｔｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅ）１５１３）の円形の片（面積＝１．０ｃｍ²）を使用して、マイクロニードルアレイのパターン形成されていない側をポリカーボネートフィルムの中心の露出領域に接着させ、完成したマイクロアレイパッチを製造した。前述の片を全て同心状に整列させた。マイクロアレイパッチを前述のように貯蔵カラーに入れ、デバイスがカラーから推進される最大速度は５．７ｍ／ｓであった。

実施例２
マイクロアレイパッチを以下のように構成した。両面テープ（３Ｍ透明ポリエステル（３Ｍ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、３．４ミル両面塗工医療用テープ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｃｏａｔｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅ）１５１３）の３層の積層体から、皮膚に接触する接着剤の円形の片（面積＝４．５ｃｍ²）を形成した。この片を厚さ１０ミル（２５４ミクロン）のポリカーボネートフィルムの円形の片（面積＝４．５ｃｍ²）に接着させた。ポリカーボネートフィルムの露出している側を、両面テープ（３Ｍ透明ポリエステル（３Ｍ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、３．４ミル両面塗工医療用テープ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｃｏａｔｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅ）１５１３）の第２の円形の片（面積＝４．５ｃｍ²）に接着させた。両面塗工テープの第２の片の露出している側を、厚さ２．０ミル（５０．８ミクロン）のポリエチレンテレフタレートフィルムバッキングの円形の片（面積＝５．５ｃｍ²）に接着させた。次いで、マイクロニードルアレイのパターン形成されていない側を皮膚に接触する露出した接着剤の中心に接着させ、完成したマイクロアレイパッチを製造した。前述の片を全て同心状に整列させた。マイクロアレイパッチを前述の貯蔵カラーに入れ、デバイスがカラーから推進される最大速度は６．０ｍ／ｓであった。

実施例３
ポリエチレンテレフタレートフィルムバッキングの厚さが３．０ミル（７６．２ミクロン）であったこと以外、実施例２に記載されるようにマイクロアレイパッチを構成した。マイクロアレイパッチを前述の貯蔵カラーに入れ、デバイスがカラーから推進される最大速度は５．５ｍ／ｓであった。

本発明の実施形態を説明してきたが、本明細書に記載され、請求される実施形態の同等物である、当業者が現在予測できない実質的でない変更をなし得ることが分かる。

本発明に使用するのに好適なマイクロニードルアレイの顕微鏡写真である。 本発明によるマイクロアレイパッチデバイスの一実施形態の斜視図である。 図２のマイクロアレイパッチデバイスの断面における側面図である。 本発明によるマイクロアレイパッチデバイスの別の実施形態の断面における側面図である。 本発明によるマイクロアレイパッチデバイスの更に別の実施形態の断面における側面図である。 本発明によるマイクロアレイパッチデバイスの更に別の実施形態の断面における側面図である。 本発明によるマイクロアレイパッチデバイスの別の実施形態の斜視図である。 図７のマイクロアレイパッチデバイスの断面における側面図である。 本発明によるマイクロアレイパッチデバイスの別の実施形態の断面における側面図である。 本発明によるマイクロアレイパッチデバイスの更に別の実施形態の断面における側面図である。 本発明によるマイクロアレイパッチデバイスの更に別の実施形態の断面における側面図である。

Claims (10)

1. 有効成分の皮膚内への、又は皮膚を通した送達に使用するのに好適な医療用デバイスであって、
   第１の主面と第２の主面を有し、前記第１の主面が第１の部分と可撓性の第２の部分を含む、延長部材、
   前記延長部材の前記第１の主面の前記第１の部分から延びるアレイ保持部材であって、アレイ表面を含み、該アレイ表面から少なくとも１つのマイクロニードルが延びる、前記アレイ保持部材、および、
   前記延長部材の前記第１の主面の前記第２の部分に配置され、前記アレイ保持部材の基部と前記アレイ表面との間の高さまで延び、前記少なくとも１つのマイクロニードルが角質層を通して挿入されるとき哺乳動物の皮膚への前記デバイスの接着取り付けを容易にする、感圧接着剤、
   を含む、医療用デバイス。
2. 前記延長部材と前記アレイ保持部材が、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）ポリマー、ポリフェニルスルフィド、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アセタール、アクリル、ポリエーテルイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、およびこれらの２種類以上の組み合わせからなる群から選択される材料を含む一体構成を含む、請求項１に記載の医療用デバイス。
3. 前記アレイの表面が、前記アレイ表面から延びる複数の同一構成のマイクロニードルを含む、請求項１に記載の医療用デバイス。
4. 前記同一構成のマイクロニードルの少なくとも一部に保持された有効成分を更に含む、請求項３に記載の医療用デバイス。
5. 前記アレイ表面が、前記アレイ表面から延びる複数のマイクロニードルを含む、請求項１に記載の医療用デバイス。
6. 前記マイクロニードルが先細りの構造を含み、各マイクロニードルの外面に少なくとも１つのチャネルが形成されている、請求項５に記載の医療用デバイス。
7. 前記マイクロニードルが細長い基部を含み、各マイクロニードルの前記少なくとも１つのチャネルが各細長い基部の端部の１つから前記マイクロニードルの先端まで延びる、請求項６に記載の医療用デバイス。
8. 前記マイクロニードルのアスペクト比が、２：１以上である、請求項５に記載の医療用デバイス。
9. 第１の主面と第２の主面を有する可撓性バッキング部材を更に含み、前記可撓性バッキング部材の前記第１の主面の少なくとも一部が、前記延長部材の前記第２の主面に貼られており、前記可撓性バッキング部材が前記延長部材の外縁を越えて延びる、請求項１に記載の医療用デバイス。
10. 前記可撓性バッキング部材の前記第１の主面の少なくとも一部を被覆する感圧接着剤層を更に含む、請求項９に記載の医療用デバイス。

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