ES2304758T3

ES2304758T3 - Matrices de microagujas.

Info

Publication number: ES2304758T3
Application number: ES06101150T
Authority: ES
Inventors: Michael D. Delmore; Patrick R. Fleming; Douglas A. Huntley; Jamieson C. Keister; Cristina U. Thomas; Richard H. Ferber
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2022-07-15
Also published as: EP1652551A2; EP1425062A2; DE60225859T2; WO2003020359A2; TW550101B; US20050143713A1; EP1652551A3; ATE390167T1; JP2005501615A; US6881203B2; EP1652551B1; US20030045837A1; DE60225859D1; WO2003020359A3

Abstract

Un dispositivo consistente en una matriz de microagujas que comprende - una pluralidad de microagujas (20,120,220,320,420,520,620) que se proyectan desde la superficie de un sustrato (12,412), en el que cada una de las microagujas (20,120,220,320,420,520,620) comprende una forma que se estrecha gradualmente que comprende una superficie externa, una base (26,126,226,326) próxima a la superficie del sustrato (12,412) y una punta (24,124,224,324,424,524,624) distal de la base (26,126,226,326), - en el que cada microaguja (20,120,220,320,420,520,620) de la pluralidad de microagujas (20,120,220,320,420, 520,620) está provista de un canal (22,122,212,322,622) que se extiende desde la base (26,126,226,326) de la microaguja (20,120,220,320,420,520,620) hacia su punta (24,124,224,324,424,524,624), caracterizado porque - cada canal (22,122,212,322,622) está formado en la superficie externa de la microaguja (20,120,220,320,420,520, 620), extendiéndose a lo largo de la superficie externa desde la base (26,126,226,326) hacia la punta (24,124,224,324, 424,524,624) de la microaguja (20,120,220,320, 420,520,620) y terminando en las proximidades de la punta (24,124, 224,324,424,524,624) de la microaguja (20,120,220,320,420,520,620).

Description

Matrices de microagujas.

La presente invención se refiere al campo de las matrices de microagujas.

Antecedentes

Se han descrito matrices de estructuras relativamente pequeñas, a veces denominadas como microagujas o microalfileres, para uso en relación con la administración y/o extracción de agentes terapéuticos y otras sustancias a través de la piel y otras superficies.

La inmensa mayoría de las matrices de microagujas conocidas incluyen estructuras que poseen un capilar o vía de pasaje formado a lo largo de la aguja. El capilar o las vías de pasaje pueden estar desplazados del eje de la aguja (véase, por ejemplo, el documento WO-A-00/35530). Dado que las agujas son pequeñas en sí mismas, las vías de pasaje formadas en las agujas deben ser de tamaño limitado. Como resultado, las vías de pasaje pueden ser difíciles de fabricar debido a su pequeño tamaño y a que es necesaria una localización precisa de las vías de pasaje dentro de las agujas.

Otro problema potencial de las vías de pasaje lo suficientemente pequeñas como para ajustarlas en el interior de las microagujas es que las vías de pasaje pueden quedar fácilmente obstruidas o atascadas durante el uso.

Como consecuencia, existe la necesidad de disponer de matrices de microagujas que incluyen vías de pasaje para fluidos que son más fáciles de fabricar y que son resistentes a la obstrucción o atasco durante el uso.

Entre los usos de las matrices de microagujas, la penetración de la piel es una de las aplicaciones comúnmente tratadas. La piel es una barrera protectora de tres capas entre el cuerpo y el mundo exterior. Con un espesor de aproximadamente 200 \mum, la epidermis constituye la capa más fina y externa de la piel y contiene muchos de los componentes que dan a la piel sus características de tipo barrera. La capa más externa de la epidermis, el estrato córneo, es una fina capa (10-50 \mum) de células muertas y planas, agua y lípidos, que ayuda al cuerpo a retener agua e impide la entrada de microorganismos y productos químicos tóxicos. El estrato córneo, a veces llamado "capa callosa", es al mismo tiempo resistente y flexible, con un grado significativo de elasticidad. Estas características hacen del estrato córneo una barrera efectiva, resistente a la penetración. Existe una variabilidad significativa en el espesor y elasticidad del estrato córneo asociada con la edad y la localización en el organismo. Por ejemplo, el estrato córneo del pie es más que diez veces más espeso que el que se encuentra en el antebrazo de una persona típica.

Por debajo de la epidermis se encuentra la dermis, que alberga vasos sanguíneos y terminaciones nerviosas, folículos pilosos y glándulas sudoríparas. Millares de pequeños capilares (bucles capilares) alimentan los niveles superiores de la dermis, por debajo de la epidermis. Estos capilares se extienden por encima de la mayoría de las terminaciones nerviosas que también residen en la dermis. La capa más profunda de la piel, la hipodermis, aísla el cuerpo de temperaturas extremas y proporciona protección mecánica de las agresiones externas. La hipodermis contiene vasos sanguíneos y arterias mayores así como más nervios.

La administración de sustancias en la piel o la extracción de fluidos a través de la piel se puede facilitar mediante el uso de matrices de microagujas. Un problema asociado con la penetración de la piel por matrices de microagujas está constituido, sin embargo, por las propiedades viscoelásticas de la piel. Cuando la piel se somete a cargas estáticas o de movimiento lento se elonga antes de la ruptura.

Como resultado, muchas situaciones que requieren la extracción de fluidos, por ejemplo, monitorización de glucosa en sangre, requieren el uso de instrumentos punzantes, tales como lancetas, que perforan la piel. Tales dispositivos son, sin embargo, de uso relativamente doloroso y pueden suponer un riesgo involuntario de perforación de la piel. Además, en el local perforado se puede sufrir un sangramiento innecesario.

Compendio de la invención

La presente invención proporciona un dispositivo consistente en una matriz de microagujas según la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes se refieren a formas de realización individuales de la invención. Las microagujas del dispositivo consistente en la matriz de microagujas son estructuras que se van estrechando gradualmente y que incluyen al menos un canal formado en la superficie externa de cada microaguja. Los canales pueden ayudar en la administración o extracción de fluidos cuando se usan las matrices de microagujas.

En algunas formas de realización, las microagujas incluyen bases que se encuentran elongadas en una dirección. Tal configuración puede proporcionar microagujas con una rigidez e integridad estructural mejoradas con respecto a microagujas que no incluyen bases elongadas. Adicionalmente, los canales de las microagujas con bases elongadas pueden extenderse desde uno de los extremos de las bases elongadas hacia las puntas de las microagujas. Esa configuración puede también proporcionar microagujas acanaladas con una rigidez e integridad estructural mejoradas con respecto a las microagujas que no incluyen bases elongadas.

Según la invención, los canales formados a lo largo de los laterales de las microagujas terminan próximos de las puntas de las microagujas, con objeto de mejorar la integridad estructural de las puntas y mejorar potencialmente su capacidad de perforación.

Las matrices de microagujas de la presente invención pueden también incluir estructuras de conductos formadas sobre la superficie del sustrato sobre el que se sitúa la matriz de microagujas. Los canales de las microagujas pueden estar preferiblemente en comunicación vía fluido con las estructuras de conductos, con objeto de ayudar potencialmente a la administración o extracción de los fluidos a través de los canales. Los conductos pueden formarse como depresiones o surcos en la superficie del sustrato o bien pueden formarse mediante barreras, similares a diques, que sobresalen por encima de la superficie del sustrato.

Las matrices de microagujas de la invención se pueden usar en una variedad de maneras diferentes. Una manera de usar las matrices de microagujas de la presente invención se encuentra en los métodos que incluyen la penetración de la piel para administrar medicamentos u otras sustancias y/o para extraer sangre o tejido. Como se ha discutido anteriormente, puede desearse que la altura de las microagujas de las matrices de microagujas sea suficiente para penetrar en el estrato córneo.

Además de tener una longitud suficiente, puede preferirse proporcionar las matrices de microagujas en combinación con dispositivos que son capaces de liberar las matrices de microagujas en la piel de manera que resulta en una perforación efectiva del estrato córneo. Para hacer eso, puede preferirse aplicar una breve fuerza de impacto a la matriz de microagujas de manera que las microagujas de la matriz son rápidamente impulsadas al interior del estrato córneo.

Debe entenderse que la liberación por impacto de las matrices de microagujas como se discute en este documento puede no limitarse necesariamente a las matrices de microagujas que incluyen microagujas con canales como las descritas en relación con las Fig. 1-4. Los dispositivos de liberación por impacto y los métodos descritos en este documento se pueden usar con muchas matrices de microagujas diferentes.

Estas y otras características y ventajas de la invención pueden describirse a continuación en relación con varias formas de realización ilustrativas de la invención.

Breve descripción de las figuras

La Fig. 1 es una vista en perspectiva de una matriz de microagujas según la presente invención.

La Fig. 2 es una vista parcial de la sección de corte de dos microagujas de una matriz de microagujas según la presente invención.

Las Fig. 2A-2C son vistas de las secciones de corte de microagujas con bases de formas diferentes según la presente invención.

Las Fig. 2D y 2E son vistas de las secciones de corte de microagujas alternativas.

La Fig. 3 es una vista ampliada de la sección de corte de una microaguja de la Fig. 2 tomada a lo largo de la línea 3-3 de la Fig. 2.

La Fig. 4 es una vista de la sección de corte de una microaguja que incluye un canal que termina próximo de la punta de la microaguja.

La Fig. 5 es un diagrama de un proceso de fabricación de matrices de microagujas según la presente invención.

La Fig. 6 ilustra una plantilla útil en la fabricación de una matriz de microagujas según la presente invención.

En la Fig. 7 se representa el uso de una matriz de microagujas de una manera que concuerda con la presente invención.

En la Fig. 8 se representa el contacto entre la matriz de microagujas y la piel como se representa en la Fig. 7.

La Fig. 9 es un diagrama esquemático de un dispositivo para liberar matrices de microagujas.

En la Fig. 10 se representa la aplicación de vacío.

Descripción detallada de las formas de realización ilustrativas de la invención

La presente invención proporciona una matriz de microagujas que puede ser útil para propuestas variadas. Por ejemplo, las microagujas se pueden usar para administrar o extraer fluidos en el punto en el que son insertadas. Para llevar a cabo ese objetivo, las microagujas incluyen un canal formado en la superficie exterior de una estructura que se va estrechando gradualmente. El canal se extiende desde la base o desde cerca de la base de la microaguja hacia la punta de la microaguja. El canal se forma normalmente como un espacio vacío que se extiende a lo largo del lateral de la microaguja. En algunas formas de realización, el canal se puede extender hasta la punta de la microaguja y, en otras formas de realización, el canal puede terminar antes de alcanzar la punta.

Los canales formados en las microagujas de la presente invención pueden distinguirse de las perforaciones o vías formadas en microagujas conocidas porque dichos canales están abiertos a lo largo de sustancialmente su longitud entera, por ejemplo, desde la base la microaguja hasta el término del canal. En contraste, las perforaciones o vías formadas en microagujas conocidas son típicamente vías de pasaje de fluidos cerradas que tienen una abertura en la punta de la estructura de la aguja.

En algunas formas de realización, las bases de las microagujas pueden ser elongadas, con objeto de mejorar la rigidez e integridad estructural de las microagujas. En las microagujas con bases que están elongadas a lo largo de un eje de elongación, puede preferirse que los canales se extiendan desde uno de los extremos opuestos localizados a lo largo del eje de elongación.

Son características adicionales que pueden incluirse en las matrices de microagujas de la presente invención las estructuras de conductos en comunicación vía fluido con los canales formados en las microagujas. La estructura de conductos puede usarse para administrar fluidos a los canales de las microagujas o los conductos pueden usarse para retirar fluidos de los canales de las microagujas. En algunas situaciones, conductos y canales pueden ambos dispensar y retirar fluidos de los locales de inserción de la microaguja.

Las matrices de microagujas de la presente invención se pueden usar para una variedad de propósitos. Por ejemplo, las microagujas se pueden usar para administrar fármacos u otros agentes farmacológicos a través de la piel como una variación de la administración transdérmica. En los casos en que las microagujas se van a usar para administración transdérmica de fármacos, es preferiblemente suficiente que la longitud de las microagujas pase a través del estrato córneo hasta el interior de la epidermis. Es también, sin embargo, preferible que la longitud de las microagujas no sea lo suficientemente grande para alcanzar la dermis, evitándose así el contacto con nervios y el correspondiente potencial para causar dolor.

Además de en la administración transdérmica de fármacos, las matrices de microagujas de la presente invención pueden también encontrar uso como un mecanismo de acoplamiento mecánico útil para acoplar las matrices de microagujas a una variedad de superficies. Por ejemplo, las matrices de microagujas se pueden usar para fijar un esparadrapo u otro dispositivo médico a, por ejemplo, la piel de un paciente.

Según se usa en relación con la presente invención, el término "microaguja" (y las variaciones del mismo) se refiere a estructuras que poseen una altura por encima de la superficie de la que sobresalen de aproximadamente 500 micrómetros o menos. En algunos casos, las microagujas de la presente invención pueden tener una altura de aproximadamente 250 micrómetros o menor.

Haciendo ahora referencia a la Fig. 1, se ilustra una porción de una matriz de microagujas 20 dispuestas en filas que se extienden en la dirección y de la superficie 12 de un sustrato 10. Las microagujas 20 pueden estar dispuestas en filas sucesivas que se encuentran, en la forma de realización descrita, uniformemente separadas y espaciadas en la dirección x. Cada una de las microagujas 20 incluye un canal 22 formado en la superficie exterior de la microaguja que se va estrechando gradualmente.

Cada uno de los canales 22 puede estar en comunicación vía fluido con una estructura de conductos opcional formada en la superficie del sustrato 12 a lo largo de cada fila de microagujas 20. Las estructuras de conductos incluyen arterias ramificadas 32 en comunicación directa con los canales 22, y las arterias ramificadas 32 están en comunicación vía fluido unas con las otras a través de al menos una arteria principal 34 de las estructuras de conductos, como se describe en la Fig. 1.

La estructura de conductos puede formarse de cualquier manera adecuada que define la trayectoria del fluido sobre la superficie del sustrato 12. La estructura de conductos puede formarse, por ejemplo, mediante el uso de barreras 36 que se proyectan desde la superficie del sustrato 12. Una alternativa para formar la estructura de conductos es formar depresiones o surcos en la superficie del sustrato 12. En algunos ejemplos, la estructura de conductos puede formarse mediante cualquier combinación adecuada de barreras sobresalientes y depresiones. En otros ejemplos, la estructura de conductos puede, de hecho, no incluir una estructura, sino que puede proporcionarse en la forma de una plantilla de baja energía superficial sobre la superficie del sustrato 12. La baja energía superficial puede proporcionarse mediante, por ejemplo, revestimientos, tratamientos de superficie, etc.

Con referencia a las Fig. 1, 2 y 3, cada una de las microagujas 20 incluye una base 26 sobre la superficie del sustrato 12, de manera que la microaguja termina por encima de la superficie del sustrato en una punta 24. La base 26 se puede formar con cualquier forma adecuada, si bien en algunas formas de realización la base 26 puede tener una forma que está elongada a lo largo de un eje de elongación 11 situado en la superficie del sustrato 12, como se ve, por ejemplo, en la Fig. 2. La base elongada 26 incluye dos extremos opuestos localizados uno frente a otro a lo largo del eje de elongación 11. Al proporcionar microagujas 20 con una base elongada 26, las microagujas 20 pueden presentar una rigidez y/o una integridad estructural mejoradas durante el uso, particularmente cuando se someten a fuerzas alineadas a lo largo del eje de elongación 11.

En la forma de realización representada, el canal 22 está localizado en uno de los extremos opuestos de la microaguja 20, en la que los extremos opuestos están localizados en lados opuestos de la base 26 a lo largo del eje de elongación 11. Tal construcción puede aumentar la capacidad de la microaguja 20 para soportar fuerzas de cizallamiento a lo largo de la superficie del sustrato 12 en la dirección elongada de la base 26.

Si bien la base de la microaguja elongada 26 ilustrada en la Fig. 3 es de forma oval, se entiende que la forma de las microagujas 20 y de sus bases asociadas 26 puede variar con algunas bases, por ejemplo, elongándose a lo largo de una o más direcciones y, en otros casos, siendo simétrica en todas las direcciones.

Por ejemplo, en la Fig. 2A se representa una microaguja alternativa 120 con una base en forma de huevo 126 que define un eje de elongación 111 que está alineado entre extremos opuestos de la base elongada 126. Un canal 122 se extiende desde la base 126 hacia la punta 124 de la microaguja 120. Debe entenderse que la punta 124 es sólo una ilustración de la ubicación de la punta proyectada sobre la base de la microaguja 120.

En la Fig. 2B se representa otra microaguja 220 que tiene una punta 224 (de nuevo, una proyección de la punta) y una base de forma oval 226 en la que el canal 222 está ubicado en una posición intermedia entre los extremos opuestos de la base 226 (según se define por el eje de elongación 211). Esta forma de realización representa una microaguja en la que el canal 222 no está localizado en uno de los extremos opuestos de la microaguja 220, sino en la que el canal 222 está en una posición intermedia, es decir, entre los extremos opuestos de la base 226.

En la Fig. 2C se representa otra microaguja 320 según la presente invención, en la que la microaguja 320 tiene una punta 324 (de nuevo, una proyección de la punta) y una base circular 326 con dos canales 322a y 322b formados en la microaguja 320. Las microagujas de la presente invención pueden incluir sólo un canal (como se representa en, por ejemplo, las Fig. 1, 2, 2A, y 3B) o pueden incluir más de un canal, como se representa en la Fig. 2C.

La forma general de las microagujas de la presente invención se va estrechando gradualmente. Por ejemplo, las microagujas 20 tienen una base mayor 26 en la superficie del sustrato 12 y se extienden hacia fuera de la superficie del sustrato 12, estrechándose hasta la punta 24. Puede preferirse, por ejemplo, que la forma de las microagujas sea generalmente cónica.

Si bien las microagujas representadas en la Fig. 2 tienen una pendiente o ángulo de inclinación uniforme (con respecto a, por ejemplo, un eje z normal a la superficie del sustrato 12), las microagujas de la presente invención pueden tener diferentes ángulos de inclinación. Por ejemplo, la Fig. 2D es una vista de la sección de corte de una microaguja 420 que incluye una sección inferior 425 que tiene un ángulo de inclinación más agudo con respecto a la superficie del sustrato 412 y una sección superior 426 que tiene un ángulo de inclinación más llano en las proximidades de la punta 424 de la microaguja 420.

Otra variación, representada en la Fig. 2E, consiste en que no es necesario que la superficie de las microagujas de la presente invención sea necesariamente lisa. Las paredes laterales 527 de las microagujas 520 pueden, en cambio, estar escalonadas, como se muestra en la Fig. 2E, en la que las paredes laterales avanzan desde la superficie del sustrato 512 hasta la punta 524 de la microaguja 520.

Una manera mediante la cual pueden caracterizarse las microagujas de la presente invención es por su altura. La altura de las microagujas 20 puede medirse desde la superficie del sustrato 12 o desde la superficie superior de las barreras 32 que forman los conductos 30. Puede preferirse, por ejemplo, que la altura desde la base hasta la punta de las microagujas 20 sea aproximadamente 500 micrómetros o menor cuando se mide desde la superficie del sustrato 12. Alternativamente, puede preferirse que la altura de las microagujas 20 sea aproximadamente 250 micrómetros o menor cuando se mide desde la base 26 hasta la punta 24.

Pueden discutirse otras dimensiones potencialmente preferidas de las microagujas 20 haciendo referencia a la Fig. 3. Puede preferirse que la dimensión mayor de la base 26 de las microagujas 20 con base oval elongada sea aproximadamente 100 micrómetros o menor, mientras que la dimensión menor de la base 26 de las microagujas 20 es de aproximadamente 65 micrómetros o menor. Estas dimensiones se aplican a microagujas con una altura desde la base hasta la punta de aproximadamente 220 micrómetros.

Se describen también, con referencia a las Fig. 2 y 3, algunas dimensiones a modo de ejemplo para el canal 22 de las microagujas 20. Estas dimensiones se proporcionan sólo como ejemplos, no pretendiéndose limitar el ámbito de la invención a no ser que explícitamente se especifique en las reivindicaciones. La anchura del canal 22 (medida a lo largo de la dimensión menor de la base 26) puede, por ejemplo, ser de aproximadamente 3 a aproximadamente 40 micrómetros.

Además, aunque los canales asociados con las microagujas de la presente invención se representan con superficies relativamente lisas (véanse, por ejemplo, las Fig. 2, 3, 2A-2C), los canales pueden tener preferiblemente una superficie que no es lisa, por ejemplo, las superficies de los canales pueden ser rugosas, estructuradas, etc. para aumentar el flujo del fluido.

Otra manera mediante la cual pueden caracterizarse las microagujas que tienen una base elongada está en la relación entre las dimensiones de la base y del canal. Haciendo referencia a la Fig. 3, puede preferirse que el canal 22 tenga una profundidad de canal, medida a lo largo del eje de elongación 11 en la base de la microaguja 20, que es menor que la mitad de la dimensión de la base 26 de la microaguja 20 medida a lo largo del eje de elongación 11.

La longitud del canal 22 a lo largo de las microagujas 20 puede también variar. Puede preferirse, por ejemplo, que la altura del canal 22, es decir, su longitud desde la base 26 hasta el punto en el que termina el canal 22, pueda ser preferiblemente menor que la altura desde la base hasta la punta de la microaguja 20. Al terminar el canal 22 en las proximidades de la punta 24 de la microaguja, puede mantenerse mejor la integridad de la punta 24. Además, la punta 24 de la microaguja 20 puede ser más aguda, mejorándose potencialmente, por tanto, la capacidad de la microaguja 20 de perforar la superficie o el material contra el cual se está presionando.

Todas las microagujas 20 se representan con un canal 22 formado a lo largo de un lado de las mismas. Debe entenderse, sin embargo, que las microagujas de la presente invención pueden formarse con más de un canal, como se ha discutido anteriormente. Deberá entenderse también que en tales circunstancias el tamaño de los canales puede estar reducido con respecto al tamaño total de las microagujas, con objeto de mejorar las características estructurales de la microaguja.

Además de (o en lugar de) elongar la base de las microagujas para mejorar sus características estructurales, ese canal o canales proporcionado(s) en las microagujas puede(n) terminar en las proximidades de la punta de la microaguja. Pueden mejorarse así las características estructurales de las microagujas y/o pueden también mejorar las características de agudeza o penetración de las microagujas. En referencia a la Fig. 4, se representa un ejemplo de la sección de corte de una microaguja 620. La microaguja 620 incluye un canal 622 que termina en las proximidades de la punta 624 de la microaguja 620. Aunque en la microaguja 620 de la Fig. 4 sólo se representa un canal, debe entenderse que podría proporcionarse más de un canal.

Volviendo a la Fig. 2, se representa la sección de corte de dos de las barreras 36 usadas para formar la estructura de conductos, como se muestra en la Fig. 1. Las barreras 36 se proporcionan en la forma de proyecciones desde la superficie del sustrato 12, de manera similar a las microagujas 20. Las barreras 36 que forman los lados opuestos de las arterias ramificadas 32 de la estructura de conductos no están representadas en la Fig. 2, ya que todas quedan fuera de la vista representada (al lado izquierdo) o escondidas detrás de la microaguja que está más a la izquierda.

Como en el caso de las microagujas 20, las dimensiones asociadas con las barreras y estructura de conductos formada por las barreras 36 pueden variar dependiendo de las aplicaciones pretendidas para las matrices de microagujas. Por ejemplo, puede preferirse que la distancia entre las barreras 36 que forman una de las arterias ramificadas 32 en comunicación directa vía fluido con los canales 22 de las microagujas se encuentre espaciada y las barreras separadas unas de otras por una distancia que es equivalente a, o menor que, la dimensión menor del canal 22 en la base 26 de la microaguja 20, como se ve en, por ejemplo, la Fig. 3. En el canal 22 de la Fig. 3, la dimensión menor del canal 22 es transversal al eje 11.

Al proporcionar las barreras 36 con ese espaciado se puede aumentar la acción capilar entre los canales 22 y las arterias ramificadas 32. Tal relación se representa en, por ejemplo, la Fig. 3, en la que la distancia entre las barreras 36 a lo largo del eje 11 que forman las arterias ramificadas 32 es menor que la profundidad del canal 22 a lo largo del
eje 11.

En otra manera de caracterizar las barreras 36, puede preferirse que la altura de las barreras 36 por encima de la superficie del sustrato 12 se seleccione de manera que las barreras 36 no interfieren con la penetración por parte de las microagujas 20 en una superficie. En otras palabras, la altura de las barreras no debe impedir que las microagujas alcancen la profundidad deseada.

Una ventaja potencial de las barreras 36 que forman las estructuras de conductos es que las barreras 36 pueden proporcionar una función en escala cuando la matriz está en una posición contra, por ejemplo, la piel de un paciente. Mediante el confinamiento de las trayectorias de los fluidos en y/o fuera de los canales en las microagujas 20, puede conseguirse un control adicional sobre el flujo de los fluidos dentro de la matriz.

Las microagujas 20 y la estructura de conductos pueden preferiblemente fabricarse integralmente con el sustrato 10. En otras palabras, las microagujas 20, la estructura de conductos 30 y el sustrato 10 están formados preferiblemente como una única pieza, una unidad completamente integral. Alternativamente, las microagujas y/o la estructura de conductos pueden proporcionarse separadamente del sustrato 10.

Las matrices de microagujas se pueden fabricar a partir de una variedad de materiales. La selección del material de puede basar en una variedad de factores, entre los que se incluye la capacidad del material para reproducir con precisión el patrón deseado; la resistencia y dureza del material cuando se forman las microagujas; la compatibilidad del material con, por ejemplo, la piel humana o animal; la compatibilidad de los materiales con cualquier fluido a ser administrado o retirado de los canales formados en las microagujas, etc. Por ejemplo, puede preferirse que las matrices de microagujas de la presente invención se fabriquen de uno o más metales.

Independientemente de los materiales usados para las matrices de microagujas de la presente invención, puede preferirse que las superficies de las matrices de microagujas, que están hechas para entrar fácilmente en contacto con fluidos durante su uso, posean ciertas características de humectabilidad. Puede preferirse que estas superficies sean hidrófilas, por ejemplo, que presenten un ángulo de contacto estático para agua menor que 90 grados (posiblemente, menor que aproximadamente 40 grados), de manera que el fluido puede ser absorbido espontáneamente vía presión capilar. La naturaleza hidrófila de las superficies se puede proporcionar mediante la selección de los materiales usados para fabricar la totalidad de la matriz de microagujas, tratamientos de superficie de la totalidad de la matriz o sólo de aquellas partes que probablemente entran en contacto con los fluidos, revestimientos sobre la totalidad de la matriz o sólo sobre aquellas partes que probablemente entran en contacto con fluidos, etc.

Las microagujas de las matrices de microagujas de la presente invención pueden ser continuas o porosas. Según se usa en este documento, el término "poroso" (y las variaciones del mismo) significa que las microagujas incluyen poros o huecos a través de al menos una parte de la estructura, en la que esos poros o huecos son suficientemente grandes e interconectados para permitir al menos el pasaje de fluidos.

En la Fig. 5 se ilustra un proceso preferido para formar las matrices de microagujas según la presente invención. Brevemente, el método incluye proporcionar un sustrato 40, formar una superficie estructurada 42 en el sustrato, de manera que la superficie estructurada incluye cavidades que tienen la forma de las microagujas deseadas y cualesquiera otras características (por ejemplo, barreras para los conductos). Puede a continuación electroformarse una matriz metálica de microagujas sobre la superficie estructurada 44, seguida por la separación de la superficie estructurada de la matriz metálica de microagujas 46.

En la Fig. 5 se ilustra la formación de una superficie estructurada en un sustrato como actividad inicial. Si bien el método preferido de fabricación de matrices de microagujas según la presente invención incluye la ablación láser de un sustrato moldeado (mediante el uso, por ejemplo, de un láser excimer) para proporcionar cavidades con la forma de las microagujas deseadas, debe entenderse que cualquier método adecuado para formar cavidades con la forma deseada puede sustituir al método descrito en este documento. Por ejemplo, las cavidades se pueden formar mediante fotolitografía convencional, aguafuertes químicos, aguafuerte de haz de iones, etc. Las técnicas de litografía por ablación láser constituyen sólo un método de formación de las matrices de microagujas deseadas.

El proceso de formación de la superficie estructurada comienza con un sustrato que tiene un espesor suficiente para permitir la formación de una superficie estructurada que posee cavidades para agujas con la profundidad deseada. La profundidad de las cavidades para las agujas controla la altura de las microagujas. Como resultado, el sustrato usado para formar la superficie estructurada debe tener un espesor que es al menos igual a, o mayor que, la altura deseada de las microagujas. Preferiblemente, el sustrato usado para formar la superficie estructurada tiene un espesor que es mayor que la altura deseada de las microagujas.

Ejemplos de materiales adecuados para los sustratos moldeados usados en relación con la presente invención incluyen, si bien no se limitan a, poliimida, poliéster, poliuretano epoxi, poliestireno, poli(metacrilato de metilo) y policarbonato. Independientemente del material o materiales precisos, puede preferirse que el sustrato moldeado se encuentre libre de cualquier relleno inorgánico, por ejemplo, sílice, fibras de hierro, carbonato de calcio, etc. Un material preferido para el sustrato moldeado es una poliimida, por ejemplo, KAPTON H o KAPTON E de la firma DuPont (Wilmington, Delaware), debido a sus propiedades de ablación cuando se expone a la energía de un láser excimer.

En el caso de películas que no son lo suficientemente gruesas para servir como sustrato moldeado, se pueden laminar conjuntamente dos o tres películas para proporcionar un sustrato moldeado de espesor adecuado. Si se usa un agente de unión (por ejemplo, un adhesivo) para laminar dos películas conjuntamente, puede preferirse que el agente de unión posea propiedades ópticas y/o de ablación similares a las de las películas. Esas propiedades de los materiales pueden incluir, por ejemplo, un coeficiente de absorción de energía a una longitud de onda seleccionada; un índice de refracción uniforme; un bajo nivel de cristalinidad; etc. Además, puede preferirse que el agente de unión esté libre de componentes inorgánicos, por ejemplo, sílice, fibras de hierro, carbonato de calcio, etc.

El sustrato laminado no contiene, preferiblemente, espacios huecos entre las películas y posee una buena adhesión intercapa. Como consecuencia, puede preferirse laminar las películas a temperaturas elevadas, bajo presión, y/o a vacío. Adicionalmente, puede ser deseable tratar la superficie de una o más de las películas para promover la adhesión y limitar la formación de espacios huecos. Un ejemplo de un tratamiento potencialmente deseable es el aguafuerte de plasma, si bien pueden usarse otros muchos tratamientos de superficie en lugar de, o en adición a, el aguafuerte de plasma.

Un método potencialmente preferido para preparar un sustrato laminado de poliimida incluye la laminación de dos películas de poliimida mediante el uso de un epoxi (por ejemplo, PR-500 disponible de la firma 3M Company, St. Paul, MN). Antes de la aplicación del epoxi, las superficies de las películas se someten a aguafuerte de plasma. El revestimiento con epoxi puede llevarse a cabo preferiblemente en disolución con un disolvente para, por ejemplo, aumentar la uniformidad de la capa de epoxi después de la evaporación del disolvente. Después del secado de la disolución epoxi/disolvente, las películas se laminan conjuntamente bajo calor y presión, preferiblemente en un ambiente de presión sub-atmosférica. La temperatura a la que se lleva a cabo la laminación es preferiblemente lo suficientemente alta para fundir el epoxi (es decir, a o por encima de la T.F. del epoxi), aumentándose así la remoción de burbujas y la uniformidad del espesor de la capa de epoxi.

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Una vez obtenido un sustrato de espesor suficiente (a través de laminación o de otra manera), puede ser deseable laminar el sustrato a una capa de base para soportar el sustrato durante la ablación láser u otra técnica usada para formar la superficie estructurada. La capa de base mantiene preferiblemente el sustrato en una configuración sustancialmente planar durante el procesamiento, con objeto de mantener el sustrato en, por ejemplo, el plano objeto del sistema de ablación láser durante la ablación. La capa de base puede ser, por ejemplo, de vidrio o de cualquier otro material adecuado. Adicionalmente, puede preferirse que la superficie de la capa de base a la que se lamina el sustrato tenga una planaridad del orden de 10 micrómetros. El sustrato se puede laminar a la capa de base mediante el uso de cualquier técnica adecuada, entre las que se incluyen, si bien no se limitan a, adhesivos, resinas curables, etc.

Una vez que el sustrato se ha fijado a la capa de base, dicho sustrato se procesa para formar una superficie estructurada que incluye las cavidades para las agujas con la forma de las microagujas deseadas. Como se ha discutido anteriormente, un proceso preferido para formar las cavidades es la ablación láser usando una plantilla. Más adelante se describirá un método de uso de tal plantilla en relación con la energía láser, si bien debe entenderse que, a no ser que se indique otra cosa, la preparación de la superficie estructurada no está limitada al uso de la energía láser.

En la Fig. 6 se representa un ejemplo de un patrón de plantilla útil para formar una superficie estructurada para la producción eventual de una matriz de microagujas con canales y conductos en comunicación vía fluido con los canales. El patrón de la plantilla incluye una fila de aberturas de aguja 350 alineadas en la dirección x, como se muestra en la Fig. 6. La fila de aberturas de aguja 350 está interconectada por un grupo de aberturas de barrera 354 que corresponden a las barreras de las estructuras de conductos. Las aberturas de barrera 354 se extienden en ambas direcciones x e y, es decir, a lo largo de la fila de las aberturas de aguja 350 y en la dirección y hasta los extremos de las aberturas de barrera. Las porciones de las aberturas de barrera 354 que se extienden en la dirección y se usan para formar las barreras de las arterias principales (véase, por ejemplo, la Fig. 1).

Además, cada una de las aberturas de aguja 350 incluye un carácter de canal 352 correspondiente a la ubicación deseada del canal de la microaguja, que se corresponde con la abertura de la microaguja.

La plantilla misma puede fabricarse, por ejemplo, mediante el uso de técnicas estándar para plantillas de litografía para semiconductores. Las porciones patronizadas de la plantilla son opacas a la energía láser usada para patronizar el sustrato, por ejemplo, a la luz ultravioleta en el caso de energía láser excimer. La plantilla puede incluir un sustrato a modo de soporte que es transparente a la energía láser. Por ejemplo, las porciones patronizadas pueden formarse de aluminio mientras que el sustrato a modo de soporte es de sílice fundida. Una alternativa para el aluminio puede ser una placa de dieléctrico que es opaca a la luz de las longitudes de onda deseadas.

Las aberturas de aguja 350 de la plantilla están dispuestas preferiblemente en filas sucesivas que están uniformemente separadas y espaciadas (a lo largo del eje x). Además, se prefiere que el espaciado entre las aberturas de aguja a lo largo de las filas sea también uniforme (a lo largo del eje y). Con un espaciado uniforme entre las aberturas de aguja y las aberturas asociadas de los conductos pueden usarse procesos de ablación láser similares en muchos aspectos a los descritos en el documento WO-A-96/33839 y sus solicitudes de prioridad en EE.UU., con objeto de formar cavidades en el sustrato.

Uno de los aspectos en el que el proceso de ablación láser preferido difiere del descrito en el documento WO-A-96/33839 es en que se usa un sistema de imagen telecéntrico para comunicar la energía láser a la plantilla. El sistema de imagen telecéntrico proporciona rayos principales que son paralelos al eje óptico. Como resultado, la imagen no cambia de tamaño cuando está fuera de foco. Además, los caracteres proyectados en el centro de la plantilla son del mismo tamaño que los que se encuentran en los bordes de la plantilla.

Al proporcionar ambas aberturas, las aberturas de aguja y las aberturas de barrera, en la misma plantilla, la presente invención proporciona un número de ventajas. Entre esas ventajas se encuentra la capacidad para proporcionar las microagujas y las estructuras de conductos asociadas inscritas unas con respecto a las otras, ya que se puede tener la imagen de los caracteres al mismo tiempo. Este hecho puede ser particularmente importante en la producción de dispositivos tales como matrices de microagujas en las que los caracteres se encuentran espaciados y separados en distancias medidas en micrómetros.

El control sobre la profundidad de las diferentes cavidades formadas en el sustrato (correspondiente a las diferentes alturas de las microagujas y barreras de las matrices de microagujas) puede obtenerse, por ejemplo, cubriendo o enmascarando selectivamente los diferentes caracteres sobre la plantilla mientras se efectúa la ablación de la parte esencial del sustrato a través de las aberturas que no están cubiertas o enmascaradas. Ese proceso puede usarse, por ejemplo, para obtener cavidades de barreras que son menos profundas que las cavidades de las microagujas.

El uso del patrón de la plantilla representado en la Fig. 6 puede proseguir, por ejemplo, con una primera exposición del sustrato localizado por debajo de la porción A del patrón de la plantilla, es decir, la fila de aberturas de aguja 350 interconectadas por las aberturas de barrera 354. Como resultado, el sustrato se expone durante la primera exposición en un patrón correspondiente a la porción A del patrón de la plantilla.

El movimiento, uno con respecto al otro, del patrón de la plantilla y del sustrato expuesto en la dirección y puede usarse a continuación para alinear las aberturas de la plantilla 350 en la fila más superior de la porción B con las partes del sustrato expuestas por las aberturas de las agujas 350 en la porción A durante la primera exposición. Una segunda exposición resulta entonces en otra exposición a través de las aberturas de las agujas para efectuar la ablación de más sustrato, aumentando así la profundidad de las cavidades de las agujas en el sustrato sin aumentar también la profundidad de las cavidades de las barreras. El movimiento y la exposición por pasos pueden repetirse a continuación hasta formar las cavidades de las agujas y las cavidades de las barreras con la profundidad deseada en el sustrato.

El control sobre los ángulos de inclinación de las cavidades de las agujas se puede conseguir mediante cualquier técnica o combinación de técnicas adecuada. Se encuentran descritos ejemplos de técnicas adecuadas en, por ejemplo, el artículo de T. Hodapp et al, "Modeling Topology Formation During Laser Ablation," J. Appl. Physics, Vol. 84,
nº 1, pp. 577-583 (July 1, 1998).

En los casos en que se procesa un sustrato moldeado de poliimida a través de ablación láser, puede preferirse que el sustrato moldeado esté situado en atmósfera de oxígeno, con objeto de mejorar la deposición subsiguiente de las cavidades así formadas.

Después de la finalización de la superficie estructurada, el sustrato proporciona un negativo de la estructura de la matriz de microagujas deseada, de manera que las cavidades de las agujas se corresponden con la forma de las microagujas y las cavidades de los conductos se corresponden con la forma deseada de las estructuras de los conductos. En cuanto a las cavidades de las agujas, preferiblemente tienen en general una forma que se va estrechando gradualmente, con una estructura de canal que se extiende por la forma gradualmente estrechada de la cavidad de la aguja.

El sustrato moldeado resultante se somete a continuación, preferiblemente, a electrodeposición, con objeto de formar un positivo metálico de la matriz de microagujas. Antes de la electrodeposición, sin embargo, el sustrato puede preferiblemente limpiarse para eliminar cualquier residuo que está, por ejemplo, asociado con el procesamiento mediante ablación láser usado para formar la imagen negativa en el sustrato. Un proceso de limpieza adecuado puede incluir situar el sustrato en un baño ultrasónico de detergente y agua seguido de secado.

Después de la limpieza del sustrato moldeado, se deposita preferiblemente en primer lugar una capa a modo de germen de uno o más conductores metálicos para proporcionar una superficie conductora, seguida de una electrodeposición más gruesa en, por ejemplo, un baño de níquel. La capa de germinación se puede depositar por sputtering (bombardeo iónico en fase gaseosa), deposición química de vapor, baño de plata o cualquier otro método adecuado. Para aumentar más adecuadamente el relleno de las cavidades y la fidelidad de las microagujas resultantes a la forma de las cavidades, puede preferirse continuar la germinación hasta depositar una capa de germinación más espesa. Por ejemplo, puede preferirse depositar la capa de germinación con un espesor de aproximadamente 0,5 micrómetros o mayor, posiblemente incluso de aproximadamente 1 micrómetro.

Después de la formación de la capa de germinación, el sustrato moldeado germinado puede seguidamente someterse a electroformado con una capa más espesa de, por ejemplo, níquel, con objeto de formar una matriz de microagujas. Después de rellenar las cavidades del sustrato moldeado, el proceso de deposición se continúa preferiblemente hasta formar una placa posterior en el sustrato moldeado con un espesor suficiente para soportar la matriz de microagujas. Por ejemplo, puede formarse una placa posterior con un espesor de aproximadamente 0,5 milímetros a aproximadamente 3 milímetros o mayor. Si se desea, la superficie de la placa posterior opuesta a las estructuras de microagujas se puede pulir. Ese pulimento se puede llevar a cabo preferiblemente mientras el sustrato está todavía fijado a la capa de base como se ha descrito anteriormente.

Una vez formada la matriz de microagujas metálicas, el sustrato moldeado se puede retirar de la matriz de microagujas mediante cualquier técnica o combinación de técnicas adecuada. Algunas técnicas adecuadas incluyen, si bien no se limitan a, aguafuerte químico, congelación por choque térmico, ablación láser, etc. Por ejemplo, se puede retirar un sustrato de poliimida de una matriz de microagujas mediante el uso de un aguafuerte, por ejemplo, hidróxido de potasio (KOH).

Dado que las cavidades de las agujas en la superficie estructurada pueden tener una proporción en cuanto al aspecto relativamente elevada, puede ser deseable usar un proceso de electrodeposición capaz de rellenar con exactitud las cavidades de proporciones elevadas en cuanto al aspecto. Por ejemplo, puede ser deseable llevar a cabo el proceso de electrodeposición en presencia de energía ultrasónica, al menos para una porción de la electrodeposición. Pueden encontrarse descritos ejemplos de algunos sistemas adecuados para procesos de electrodeposición en presencia de energía ultrasónica en, por ejemplo, el documento US-3-6.746.590.

Las matrices de microagujas de la invención se pueden usar en una variedad de maneras diferentes. Una manera de usar las matrices de microagujas de la presente invención se encuentra en métodos que incluyen la penetración de la piel para administrar medicamentos u otras sustancias y/o extraer sangre o tejido. Como se ha discutido anteriormente, puede desearse que la altura de las microagujas de las matrices de microagujas sea suficiente para penetrar en el estrato córneo.

Liberación de las Matrices de Microagujas

Además de tener una longitud suficiente, puede preferirse proporcionar las matrices de microagujas en combinación con dispositivos que son capaces de liberar las matrices de microagujas en el lugar de impacto en la piel, de manera que resulta una perforación efectiva del estrato córneo por parte de las microagujas de la matriz. La liberación de una matriz de microagujas según los métodos de la presente invención incluirá la aplicación de una fuerza de impacto a la matriz de microagujas durante un corto periodo de tiempo (típicamente menos que aproximadamente 1 segundo), de manera que las microagujas de la matriz son impulsadas a través del estrato córneo al lugar de impacto en la piel. La aplicación de la fuerza de impacto puede acelerar rápidamente las matrices de microagujas de la presente invención, de manera que se consigue la liberación por impacto de la matriz de microagujas en la piel.

Debe entenderse que la liberación por impacto de las matrices de microagujas como se discute en este documento puede no limitarse necesariamente a las matrices de microagujas que incluyen microagujas con canales como las descritas anteriormente en relación con las Fig. 1-6. Los dispositivos de liberación por impacto y los métodos descritos en este documento se pueden usar con muchas matrices de microagujas diferentes.

En referencia a la Fig. 7, se representa un método para forzar una matriz de microagujas 60 que incluye las microagujas 62, de manera que la matriz de microagujas 60 se fuerza contra la piel 70 (con el estrato córneo 72) mediante una fuerza de impacto 64. En la Fig. 8 se representa la matriz de microagujas 60 en contacto con la piel 70, de manera que las microagujas 62 penetran en el estrato córneo 72.

La magnitud y periodo de duración de la fuerza de impacto se seleccionan de manera que proporcionan una penetración efectiva del estrato córneo por parte de las microagujas. Puede preferirse que el periodo de tiempo durante el cual se aplica la fuerza de impacto sea menor que aproximadamente 500 milisegundos; en algunos casos, el periodo puede ser de preferencia de aproximadamente 300 milisegundos o menor.

La fuerza de impacto se puede aplicar de varias maneras. Por ejemplo, la matriz de microagujas 60 se puede colocar a cierta distancia del local de impacto en la piel, de manera que la aplicación de la fuerza de impacto 64 resulta en la aceleración de la matriz de microagujas 60 hacia el local de impacto en la piel hasta que la matriz de microagujas entra en contacto con el local de impacto en la piel. En otro ejemplo, la matriz de microagujas se puede colocar en contacto con el local de impacto en la piel antes de aplicar la fuerza de impacto a la matriz de microagujas, de manera que la aplicación de la fuerza no resulta en una aceleración, como se conseguiría si la matriz de microagujas se sitúa fuera de la piel.

Después de la aplicación de la fuerza de impacto y de la impulsión subsiguiente de las microagujas a través del estrato córneo, se puede desear retirar la matriz de microagujas del contacto con el local de impacto en la piel en aproximadamente 1 segundo o menos. En otros ejemplos, puede ser deseable retener la matriz de microagujas en contacto con el local de impacto en la piel durante un periodo mayor de tiempo, por ejemplo, de aproximadamente 2 segundos o mayor.

La magnitud máxima de la fuerza de impacto puede estar preferiblemente limitada con objeto de, por ejemplo, controlar el dolor asociado con la liberación por impacto de las matrices de microagujas en relación con la presente invención. Por ejemplo, puede preferirse proporcionar una liberación por impacto de las matrices de microagujas de la presente invención con una fuerza de impacto máxima de aproximadamente 40 N/cm^{2} o menor, más preferiblemente aproximadamente 20 N/cm^{2}.

En el otro extremo de la gama de fuerzas, la fuerza de impacto mínima puede variar en función de una variedad de factores, tales como el tamaño de la matriz de microagujas, el tamaño y/o la forma de las microagujas, etc.

Puede usarse una amplia variedad de dispositivos para proporcionar la liberación por impacto deseada de las matrices de microagujas en la piel de un individuo. En la Fig. 9 se ilustra esquemáticamente uno de tales dispositivos, incluidos una matriz de microagujas 60 y un impulsor 66. El dispositivo 68 puede tener un diseño desechable de uso único, puede estar diseñado para uso con una única matriz de microagujas 60 o puede estar diseñado para uso múltiple con diferentes matrices de microagujas 60.

El impulsor 66 puede proporcionarse vía cualquier mecanismo capaz de aplicar la deseada fuerza de impacto necesaria para impulsar las microagujas en el estrato córneo, como se ha discutido anteriormente. El impulsor 66 puede encontrarse en la forma de cualquier dispositivo capaz de liberar la energía almacenada en la forma de fuerza de impacto durante los tiempos anteriormente discutidos, es decir, durante un periodo de tiempo menor que aproximadamente 1 segundo. Por ejemplo, el impulsor 66 puede incluir un resorte mecánico (por ejemplo, un muelle espiral, resorte de láminas, etc.), un miembro elástico comprimido (por ejemplo, caucho, etc.), fluidos comprimidos (por ejemplo, aire, líquidos, etc.), una estructura piezoeléctrica, una estructura electromagnética, un dispositivo percutor, etc.

Un ejemplo de un dispositivo 68 potencialmente adecuado puede incluir un impulsor de lanceta que incorpora un resorte mecánico que puede modificarse, si es necesario, para proporcionar la fuerza deseada a la matriz de microagujas. Típicamente, un impulsor de lanceta puede requerir también algunas modificaciones para garantizar que la matriz de microagujas se fuerza contra la piel de manera que sustancialmente todas las microgujas entran en contacto con la piel.

Después de la liberación por impacto de una matriz de microagujas, puede ser deseable proporcionar vacío sobre la superficie de la piel impactada por la matriz de microagujas. La aplicación de vacío al local de impacto puede usarse para extraer sangre o fluido de la piel perforada por las microagujas.

Con respecto a la Fig. 10, se representa una campana de vacío 90 sobre un local de impacto en la piel como el representado en, por ejemplo, la Fig. 8. La campana de vacío 90 puede incluir preferiblemente una salida 94 que permite la evacuación del espacio 92 definido por la campana de vacío 90. Según se usa en relación con la presente invención, se define "vacío" como una presión por debajo de la presión atmosférica ambiente que rodea a la campana de vacío. El vacío se puede proporcionar mediante cualquier fuente adecuada, por ejemplo, una bomba, una jeringa, etc.

Las microagujas impulsadas en el estrato córneo en el local de liberación en la piel pueden proporcionar el pasaje de fluidos a través del estrato córneo. Un vacío aplicado sobre el local de liberación en la piel una vez que las microagujas han sido impulsadas en el estrato córneo puede aumentar el pasaje de fluidos al local de liberación en la piel a través del estrato córneo.

La capacidad del vacío efectuado en el espacio 92 para extraer fluidos a través de la piel en el local de impacto en la piel puede usarse para una variedad de propósitos. Por ejemplo, puede localizarse sobre el local de impacto en la piel un indicador 80 capaz de detectar la presencia o ausencia de sustancias o materiales en los fluidos extraídos del local de impacto en la piel. El indicador 80 puede colocarse en contacto con el local de liberación en la piel antes de hacer el vacío sobre ese local o después de hacer vacío sobre el local de impacto en la piel.

Por ejemplo, puede colocarse una tira 80 de monitorización de glucosa en sangre sobre el local de impacto en la piel, de manera que el fluido extraído a través del local de impacto activa la tira para proporcionar la lectura de glucosa. En tal método, debe extraerse fluido suficiente en, por ejemplo, condiciones de 0,5 atmósferas de vacío durante menos que 1 minuto.

Además de en indicadores para determinar los niveles de glucosa en sangre, el dispositivo y los métodos de la presente invención se pueden usar para extraer fluido para otros indicadores, tales como aquéllos capaces de determinar la presencia, la ausencia o las cantidades de una variedad de materiales en fluidos (por ejemplo, sangre), tales como oxígeno disuelto, dióxido de carbono, ácido láctico, drogas ilegales, etc.

Adicionalmente, la manifestación de una penetración efectiva del estrato córneo puede proporcionar una vía útil para la administración localizada de fármacos contra el dolor. Los fármacos aplicados por vía tópica pueden ser liberados de manera más efectiva a través de la piel después de la penetración del estrato córneo por las matrices de microagujas de la presente invención. En otras variaciones, puede acoplarse la penetración de la matriz de microagujas con un dispositivo eléctrico o ultrasónico para liberar fármacos en mayores cantidades a través de la piel más rápidamente de lo que es posible a través de tejido no expuesto.

En los casos en los que se usa para la administración de medicamentos u otras sustancias (o para la retirada de fluidos), puede ser deseable incluir uno o más depósitos en comunicación vía fluido con las estructuras de conductos formadas en las matrices de microagujas. Pueden encontrarse descritos ejemplos de tales depósitos en, por ejemplo, el documento US-A-3.964.482. Los depósitos pueden estar en comunicación vía fluido con las estructuras de conductos en el lado frontal de las matrices de microagujas (es decir, el lado desde el que se proyectan las microagujas) o pueden estar en comunicación vía fluido con la estructura de conductos desde el lado posterior (es decir, el lado opuesto al lado frontal) a través de vías o de otros pasajes de fluidos.

Para los expertos en la técnica serán evidentes diversas modificaciones y alteraciones de esta invención sin apartarse del ámbito de esta invención, y se debe entender que esta invención no se ha de limitar indebidamente a las formas de realización ilustrativas expuestas en este documento.

Claims

1. Un dispositivo consistente en una matriz de microagujas que comprende

- una pluralidad de microagujas (20,120,220,320,420,520,620) que se proyectan desde la superficie de un sustrato (12,412), en el que cada una de las microagujas (20,120,220,320,420,520,620) comprende una forma que se estrecha gradualmente que comprende una superficie externa, una base (26,126,226,326) próxima a la superficie del sustrato (12,412) y una punta (24,124,224,324,424,524,624) distal de la base (26,126,226,326),

- en el que cada microaguja (20,120,220,320,420,520,620) de la pluralidad de microagujas (20,120,220,320,420,
520,620) está provista de un canal (22,122,212,322,622) que se extiende desde la base (26,126,226,326) de la microaguja (20,120,220,320,420,520,620) hacia su punta (24,124,224,324,424,524,624),

caracterizado porque

- cada canal (22,122,212,322,622) está formado en la superficie externa de la microaguja (20,120,220,320,420,520,
620), extendiéndose a lo largo de la superficie externa desde la base (26,126,226,326) hacia la punta (24,124,224,324,
424,524,624) de la microaguja (20,120,220,320, 420,520,620) y terminando en las proximidades de la punta (24,124,
224,324,424,524,624) de la microaguja (20,120,220,320,420,520,620).

2. El dispositivo consistente en la matriz de microagujas reivindicado en la reivindicación 1, en el que adicionalmente la base (26,126,226,326) se encuentra elongada a lo largo de un eje de elongación (11,111,211) situado en la superficie del sustrato (12,412), de manera que la base (26,126,226,326) comprende extremos opuestos a lo largo del eje de elongación (11,111,211); y en el que cada canal (22,122,212,322,622) se extiende desde uno de los extremos opuestos de la base elongada (26,126,226,326) hacia la punta (24,124,224,324,424,524,624) de la microaguja (20,120,220,320,420,520,620).

3. El dispositivo consistente en la matriz de microagujas según la reivindicación 2, en el que el canal (22,122,212,
322,622) se extiende desde una posición intermedia entre los extremos opuestos de la base elongada (26,126,226,326) hacia la punta (24,124,224,324,424,524,624) de la microaguja (20,120,220,320,420, 520,620).

4. El dispositivo consistente en la matriz de microagujas según la reivindicación 2 ó 3, en el que el canal (22,122,
212,322,622) comprende una profundidad de canal, y en el que la profundidad de canal en la base (26,126,226,326) de la microaguja (20,120,220,320,420,520,620) es menor que la mitad de la dimensión de la base (26,126,226,326) medida entre los extremos opuestos.

5. El dispositivo consistente en la matriz de microagujas según la reivindicación 1 ó 2, en el que la base (26,126,226,
326) comprende una forma oval.

6. El dispositivo consistente en la matriz de microagujas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que adicionalmente comprende una estructura de conductos (32,34) formada en la superficie del sustrato (12,412), en el que el canal (22,122,212,322,622) de cada microaguja (20,120,220,320,420,520,620) de la pluralidad de microagujas (20,120,220,320,420,520,620) está en comunicación vía fluido con la estructura de conductos (32,34) de la superficie del sustrato (12,412).

7. El dispositivo consistente en la matriz de microagujas según la reivindicación 6, en el que la estructura de conductos (32,34) comprende una serie de barreras (36) que se proyectan desde la superficie del sustrato (12,412), de manera que la trayectoria de los fluidos de la estructura de conductos (32,34) está definida por las barreras (36).