JP2002538901A

JP2002538901A - 針なしシリンジ

Info

Publication number: JP2002538901A
Application number: JP2000604899A
Authority: JP
Inventors: ブリアンジョンベルハウス，; フウリチャードミルワード，; サミウムヒブナブルシ，; モニシャジェーンフィリップス，
Original assignee: パウダージェクトリサーチリミテッド
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2002-11-19
Also published as: GB9905933D0; ES2272260T3; AU776812B2; US20020091353A1; DE60031097T2; EP1161272B1; AU3179800A; DE60031097D1; CA2367337A1; ATE341352T1; NZ514427A; WO2000054827A1; EP1161272A1

Abstract

(57)【要約】標的表面へと粒子を加速し得る針なしシリンジが、提供される。このシリンジは、管腔を有する本体（２０、２１、２２）を備え、この管腔は、その端部に近接して位置するダイヤフラム（２６）を備える。粒子が、このダイヤフラム（２６）の外部表面から送達される。この送達は、このダイヤフラムの内部表面に付与された衝撃波の衝撃により提供される、原動力による。この針なしシリンジから粒子を送達するための方法もまた、提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（技術分野）本発明は一般的には、標的表面に粒子を送達する際の使用のための針なしシリ
ンジに関する。より詳細には、本発明は、衝撃波を使用するダイヤフラムの第１
の表面上に最初に配置される粒子の送達のために構成された針なしシリンジに関
し、その衝撃波は、そのダイヤフラムの第２の反対の表面上に付与される。

【０００２】（発明の背景）共有に係る米国特許番号５，６３０，７９６において、針なしシリンジの使用
を内包する粒子送達システムが記載されている。このシリンジは、皮膚、筋肉、
血液またはリンパに粒子（粉末化された化合物および組成物）を送達するために
使用される。このシリンジはまた、器官表面、固形腫瘍および／または外科的中
空（例えば、腫瘍切除後の腫瘍床または腔）に粒子を送達するために、手術と組
み合わせて使用され得る。

【０００３】米国特許番号５，６３０，７９６の針なしシリンジは、代表的には、細長い管
状ノズルとして構築され、このノズルは、そのノズルの上流端部に近接する、ノ
ズルを通る通路を最初に閉じる破壊可能な膜を有する。粒子（通常は、粉末化さ
れた治療剤を含む）が、その膜に近接して配置される。その粒子は、エネルギー
付与手段を使用して送達され、そのエネルギー付与手段は、その膜を破裂させる
に十分なガス圧をその膜の上流側に適用し、それによりそのノズルを通る高速度
のガス流が生成され、そのノズルにおいて、その粒子が浮遊して運ばれる。

【０００４】針なしシリンジの使用を内包する別の粒子送達システムは、共有に係る国際公
開番号ＷＯ９６／２００２２およびＷＯ９６／２５１９０に記載される。国
際公開番号ＷＯ９６／２００２２およびＷＯ９６／２５１９０の針なしシリ
ンジは、一般的に、上記と同じ要素を含むが、ただし、高速度ガス流内で浮遊し
て運ばれる粒子を有する代わりに、ノズルの下流端部に、双安定ダイヤフラムを
提供され、この双安定ダイヤフラムは、休止する「内転した（ｉｎｖｅｒｔｅｄ
）」位置（この位置で、このダイヤフラムは、最初にその粒子を含むように下流
面上の凹面を提示する）と活性な「外転した（ｅｖｅｒｔｅｄ）」位置（この位
置で、このダイヤフラムは、そのダイヤフラムの上流面に適用された衝撃波の結
果として、下流面上で外側に向かって凸面状である）との間を移動可能である。
この様式において、最初にそのダイヤフラムの凹面内に含まれた粒子は、その粒
子を標的表面に送達するに適切な高い初速で、そのダイヤフラムから発射される
。

【０００５】上記のいずれかの針なしシリンジの構成を使用する粒子の送達は、一般的に０
．１μｍと２５０μｍとの間の範囲のおよそのサイズを有する粒子を用いて実行
される。薬物送達のために、最適な粒子サイズは、通常は、少なくとも約１０〜
１５μｍ（代表的な細胞のサイズ）である。遺伝子送達のために、最適な粒子サ
イズは、一般的に実質的に１０μｍ未満である。約２５０μｍを超える粒子もま
た、このデバイスから送達され得るが、標的組織に所望されない損傷を引き起こ
す粒子のサイズが上限である。送達される粒子が貫通する実際の距離は、粒子サ
イズ（例えば、ほぼ球状の粒子の外形と見なす名目上の粒子直径）、粒子密度、
標的表面に粒子が衝突する初速、ならびに標的組織（例えば、皮膚）の密度およ
び動粘性率に依存する。この点において、針なし注入における使用のための最適
な粒子密度は、一般的に約０．１ｇ／ｃｍ³と２５ｇ／ｃｍ³との間、好ましくは
０．８ｇ／ｃｍ³と１．５ｇ／ｃｍ³との間の範囲であり、そして注入速度は一般
的に、約１００ｍ／秒と３，０００ｍ／秒との間の範囲である。

【０００６】（発明の要旨）本発明の１つの実施形態において、針なしシリンジが提供される。この針なし
シリンジは、脊椎動物被検体の標的組織へと粒子を加速し得る。このシリンジは
、有効な組み合わせにおいて、本体を有し、この本体は、その本体を通って延び
る管腔を有する。この管腔は、上流端部および下流端部を有し、そしてこの管腔
の上流端部は、一定体積の加圧駆動ガスのような、エネルギー付与手段とインタ
ーフェイスしている。このシリンジはさらに、その管腔の下流端部に近接して配
置されたダイヤフラムを備え、このダイヤフラムは、その管腔に面する内部表面
およびそのシリンジから外側に面する外部表面を有する。このダイヤフラムは、
最初の位置と動的位置との間を移動可能であり、この最初の位置において、凹面
がこのダイヤフラムの外部表面上に提供され、そして動的位置において、このダ
イヤフラムの外部表面は実質的に凸面状である。このダイヤフラムは、その外部
表面が、１つ以上の形態的（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃａｌ）特徴を備える点で特
徴付けられ、この形態的特徴は、その最初の「充填（ｌｏａｄｅｄ）」位置にあ
る場合に、このダイヤフラムの外部表面上に選択的に粒子を保持する。

【０００７】本発明の別の実施形態において、複数のダイヤフラムを備える針なしシリンジ
が、提供される。このダイヤフラムは、治療剤を含む粒子をシール可能に含む凹
面を有する。本発明のさらなる実施形態において、高圧衝撃波を提供する針なし
シリンジが、提供される。

【０００８】本発明のなおさらなる実施形態において、治療剤を含む粒子の経皮送達のため
の方法が、提供される。この方法は、本発明による針なしシリンジを提供するこ
とを内包し、このシリンジは、凹面表面および凸面表面を有するダイヤフラムを
有し、そして治療剤を含む粒子が、このダイヤフラムの凹面表面上に配置される
。ガス衝撃波が、このダイヤフラムの凸面表面への方向で放出され、この衝撃波
は、外転した位置にこのダイヤフラムを駆り立てるに十分な動力を提供し、それ
により、ダイヤフラムから粒子が追い出され、そしてその粒子が標的表面へと加
速される。

【０００９】本発明のこれらの実施形態および他の実施形態は、本明細書中の開示を考慮す
ると、容易に当業者の胸に浮かぶ。

【００１０】（好ましい実施形態の詳細な説明）本発明を詳細に記載する前に、本発明が、特定の薬学的処方物に限定されない
ことまたは当然変化し得るようなパラメーターを有することが、理解されるべき
である。本明細書中で使用される用語法が、本発明の特定の実施形態を記載する
だけが目的であり、限定することを意図しないこともまた、理解されるべきであ
る。

【００１１】本明細書中で引用される刊行物、特許および特許出願すべては、上記であって
も下記であっても、その全体が参考として本明細書中に援用される。

【００１２】本明細書中および添付の特許請求の範囲にて使用される場合、単数形態の「ａ
」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、その内容が明らかに他のように示さない限り
、複数の指示対象を含むことが、注意されなければならない。従って、例えば、
「治療剤（ａｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃａｇｅｎｔ）」という言及は、２つ以
上のそのような薬剤の混合物を含み、「ガス（ａｇａｓ）」という言及は、２
つ以上のガスの混合物を含む、などのようである。

【００１３】（Ａ．定義）他に定義しない限り、本明細書中で使用されるすべての技術用語および科学用
語は、本発明が属する技術分野における当業者によって通常理解される意味と同
じ意味を有する。

【００１４】以下の用語は、以下に示すように定義されることを意図される。

【００１５】本明細書中で使用される場合、用語「針なしシリンジ」および「針なしシリン
ジデバイス」は、粒子を組織中へ、および／または組織を横切って送達するため
に使用され得る、粒子送達システムを明確にいい、ここでこの粒子は、約０．１
〜２５０μｍ、好ましくは約１０〜７０μｍにわたる平均サイズを有する。上限
は、粒子のサイズが都合の悪い痛みおよび／または標的組織への損傷を引き起こ
す点にあるので、約２５０μｍよりも大きい粒子もまた、これらのデバイスから
送達され得る。粒子は、高速（例えば、少なくとも約１５０ｍ／ｓ以上の速度、
より代表的には、約２５０〜３００ｍ／ｓ以上の速度）で送達される。このよう
な針なしシリンジデバイスは、Ｂｅｌｌｈｏｕｓｅらに同時に所有されている米
国特許第５，６３０，７９６号（本明細書中に参考として援用される）に最初に
記載され、そしてその後、同時に所有されている国際公開第ＷＯ９６／０４９４
７号、同第ＷＯ９６／１２５１３号、および同第ＷＯ９６／２００２２号（これ
らの刊行物のすべてはまた、本明細書中に参考として援用される）に記載されて
いる。これらのデバイスは、インビトロまたはインビボ（インサイチュ）のいず
れかでの、標的の皮膚または粘膜組織への治療剤の経皮的送達において使用され
得るか；またはこのデバイスは、生物系からの分析物の非侵襲的または最小侵襲
的なサンプリングの目的のための、一般的に不活性な粒子の経皮的送達において
使用され得る。この用語は、粒子状の物質の送達に適するデバイスにのみ関する
ので、液体ジェット注射器のようなデバイスは、「針なしシリンジ」の定義から
明確に除外される。

【００１６】本明細書中で使用される場合、用語「粒子」は、１つの粒子および複数の粒子
を包含する。

【００１７】用語「経皮的（ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ）」送達は、皮内投与、経皮的（ｔｒ
ａｎｓｄｅｒｍａｌ）（または「経皮的（ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ）」）投与
および経粘膜的投与（すなわち、治療剤の皮膚組織もしくは粘膜組織への通過お
よび／または皮膚組織もしくは粘膜組織を通る通過による送達）をとらえる。例
えば、ＴｒａｎｓｄｅｒｍａｌＤｒｕｇＤｅｌｉｖｅｒｙ：Ｄｅｖｅｌｏｐ
ｍｅｎｔａｌＩｓｓｕｅｓａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｉｔｉａｔｉｖ
ｅｓ、ＨａｄｇｒａｆｔおよびＧｕｙ（編）、ＭａｒｃｅｌＤｅｋｋｅｒ，Ｉ
ｎｃ．，（１９８９）；ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＤｒｕｇＤｅｌｉｖｅｒｙ：
ＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｒｏｂｉｎｓ
ｏｎおよびＬｅｅ（編）、ＭａｒｃｅｌＤｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．，（１９８７
）；ならびにＴｒａｎｓｄｅｒｍａｌＤｅｌｉｖｅｒｙｏｆＤｒｕｇｓ、
１〜３巻、ＫｙｄｏｎｉｅｕｓおよびＢｅｒｎｅｒ（編）、ＣＲＣＰｒｅｓｓ
，（１９８７）を参照のこと。「経皮的」送達の文脈において本明細書中に記載
される本発明の局面は、他に特定しない限り、皮内送達、経皮的送達および経粘
膜的送達への適用を意味する。すなわち、本発明のデバイス、システムおよび方
法は、他に明示的に記載されない限り、送達の皮内様式、経皮的様式および経粘
膜的様式に対して同様に適用可能であると推測されるべきである。

【００１８】本明細書中で使用される場合、用語「治療剤」および／または「治療剤の粒子
」は、生物体（ヒトまたは動物）に投与される場合に、局所的および／または全
身的作用によって、所望の薬理学的効果、免疫原性の効果、および／または生理
学的効果を誘導する物質の、任意の化合物または組成物を意図する。従って、こ
の用語は、伝統的に、薬物、ワクチンおよび生物薬剤（例えば、タンパク質、ペ
プチド、ホルモン、生物学的応答変更因子、核酸、遺伝子構築物などの分子を含
む）としてみなされているこれらの化合物または化学薬品を包含する。より詳細
には、用語「治療剤」は、主要な治療領域のすべてにおける使用のための化合物
または組成物を包含し、これらの化合物または組成物としては、以下が挙げられ
るが、これらに限定されない：アジュバント、抗感染薬（たとえば、抗生物質お
よび抗ウイルス薬）；鎮痛剤および鎮痛剤の組み合わせ；局所麻酔薬および全身
麻酔薬；食欲抑制薬；抗関節炎薬；抗喘息薬；抗痙攣薬；抗うつ薬；抗原、抗ヒ
スタミン薬；抗炎症薬；制吐剤；抗新生物薬；鎮痒薬；抗精神病薬；解熱薬；鎮
痙薬；心血管調製物（カルシウムチャネルブロッカー、βブロッカー、βアゴニ
ストおよび抗不整脈薬を含む）；降圧薬；利尿薬；血管拡張剤；中枢神経系刺激
剤；咳および風邪調製物；消炎剤；診断薬；ホルモン；骨成長刺激剤および骨吸
収インヒビター；免疫抑制剤；筋弛緩剤；覚醒剤；鎮静薬；精神安定剤；タンパ
ク質ペプチドおよびそのフラグメント（天然に存在するか、化学的に合成される
かまたは組換え的に産生されるかには関わらない）；ならびに核酸分子（２以上
のヌクレオチドの重合形態、リボヌクレオチド（ＲＮＡ）またはデオキシリボ核
酸（ＤＮＡ）（二本鎖および一本鎖分子の両方を含む）のいずれか、遺伝子構築
物、発現ベクター、アンチセンス分子など）。

【００１９】治療剤の粒子は、単独または他の薬物または薬剤と組み合わせて、代表的には
、薬学的組成物として調製され、この薬学的組成物は、１以上の添加物質（例え
ば、キャリア、ビヒクルおよび／または賦形剤）を含み得る。「キャリア」、「
ビヒクル」および「賦形剤」は、一般的に、非毒性であり、かつ有害な様式でこ
の組成物の他の成分と相互作用しない、実質的に不活性な物質をいう。これらの
物質は、粒子状の薬学的組成物における固体の量を増加させるために使用され得
る。適切なキャリアの例としては、水、シリコン、ゼラチン、ワックスなどの物
質が挙げられる。通常使用される「賦形剤」の例としては、薬学的等級のデキス
トロース、スクロース、ラクトース、トレハロース、マンニトール、ソルビトー
ル、イノシトール、デキストラン、スターチ、セルロース、リン酸ナトリウムま
たはリン酸カルシウム、硫酸カルシウム、クエン酸、酒石酸、グリシン、高分子
量ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、およびそれらの組み合わせが挙げられる
。さらに、荷電脂質および／または界面活性剤を薬学的組成物中に含むことが所
望され得る。このような物質は、安定剤、抗酸化剤として使用され得るか、また
は投与の部位での局所的な刺激作用の可能性を減少させるために使用され得る。
適切な荷電脂質としては、限定はされないが、ホスファチジルコリン（レシチン
）などが挙げられる。界面活性剤は、代表的には、非イオン性、アニオン性、カ
チオン性または両性の界面活性剤であり得る。適切な界面活性剤の例としては、
例えば、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（登録商標）界面活性剤およびＴｒｉｔｏｎ（登録商
標）界面活性剤（ＵｎｉｏｎＣａｒｂｉｄｅＣｅｍｉｃａｌｓａｎｄＰ
ｌａｓｔｉｃｓ，Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴ）、ポリオキシエチレンソルビタン（例
えば、ＴＷＥＥＮ（登録商標）界面活性剤（ＡｔｌａｓＣｈｅｍｉｃａｌＩ
ｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ））、ポリオキシエチレンエ
ーテル（例えば、Ｂｒｉｊ）、薬学的に受容可能な脂肪酸エステル（例えば、硫
酸ラウリルおよびその塩（ＳＤＳ）などの物質が挙げられる。

【００２０】用語「分析物」は、本明細書中で、その最も広い意味で使用され、物理的分析
、化学的分析、生化学的分析、電気化学的分析、光化学的分析、分光光度分析、
旋光分析、比色分析、または放射測定分析において検出および／または測定する
ことを所望する、任意の特定の物質または成分をいう。検出可能なシグナルは、
直接的または間接的のいずれかで、このような物質から得られ得る。いくつかの
適用においては、分析物は、目的の生理学的分析物（例えば、生理学的に活性な
物質）（例えば、グルコース）または生理学的作用を有する化学薬品（例えば、
薬物または薬理学的薬剤）である。

【００２１】本明細書中で使用される場合、用語「サンプリング」は、任意の生物系からの
、膜を通した（一般的には、皮膚または組織を通した）物質（代表的には、分析
物）の抽出を意味する。

【００２２】（Ｂ．一般的方法）本発明の１つの実施形態においては、管腔を含む本体を有する針なしシリンジ
デバイスが提供される。この管腔の上流端部は、急激に管腔内に放出され得るガ
ス圧の供給源に接続されるか、または接続されるように配置される。この管腔の
下流端部は、外転可能なダイヤフラムの後ろで終端し、このダイヤフラムは、デ
バイスから送達されるべき粒子を収容するための凹面を提供する最初の内転した
位置と、外転した、外向きの凸面の位置との間で移動可能である。外転可能なダ
イヤフラムは、エネルギー付与されたガス流が管腔内に放出される場合に、ダイ
ヤフラムがその内転した位置からその外転した位置まで移動するように配置され
、それによって、ダイヤフラムから標的表面に向かって粒子を発射する。

【００２３】本体は、任意の適切な弾力性の物質（好ましくは、医療用等級のプラスチック
）から作製され得、これは、任意の所望の構成に射出成形され得る。さらに、任
意の数の適切なエネルギー付与手段が、このデバイスに動力を供給するために使
用され得る。例えば、圧縮されたガスのリザーバを含むチャンバは、管腔の上流
端部に（接して）配置され得る。ガスは、弁（例えば、ばね荷重ボール弁または
ピストン弁）によってエネルギー付与チャンバから放出され得、この弁は、代表
的には、機械的手段または手動操作のいずれかによって（例えば、シリンジの２
つの部品の、お互いに関する移動によって）作動される。あるいは、エネルギー
付与チャンバは、上流の供給源または対応する（局所または遠隔の）供給源から
のガス圧の制御された増加を備えるように適応され得る。例えば、加圧されたガ
ス流の放出は、膜を介した圧力差が、膜を破壊し、そしてガスを管腔内に急激に
放出するに十分となるまで、破壊可能な膜の後ろで圧力を増加させることによっ
て達成され得る。これらのエネルギー付与手段および他の適切なエネルギー付与
手段によって提供される衝撃波の速度は、駆動ガスが空気よりも軽い（例えば、
ヘリウム）場合に増加し得る。

【００２４】しかし、針なしシリンジデバイスは、圧縮されたガスの供給源を含むガスシリ
ンダーを用いて動力を与えられることが好ましい。このようなガスシリンダーは
、代表的には、アルミニウムまたはいくつかの他の適切な金属もしくは合金から
深絞りされ、そして他のデバイスおよび器具（例えば、空気ピストンまたは飲料
ディスペンサー）の範囲の動力供給における使用を見出されている。ガスシリン
ダーに合う針なしシリンジデバイスは、シリンダーの一部にブリーチを作製する
ことによって容易に操作され、それによって、圧縮されたガスは、急速にシリン
ダーから抜ける。このブリーチは、ガス供給源のもろい先端部をポキッと折る（
ｓｎａｐｏｆｆ）ために使用される作動ラムまたはピンの作用によって作製さ
れ得る。当然、多くの代替の作用機構が、ガス供給源においてブリーチを作製す
るために使用され得る。例えば、鋭利なピンまたは針が、ガス供給源に孔をあけ
るか、または膜もしくはガス供給源の他の比較的弱い部分を破壊するために使用
され得る。あるいは、トリガー機構が、ガス供給源を閉鎖する弁を開けるために
使用され得る。これらのおよび他の適切な作動スキームおよび作動機構は、本明
細書を読む当業者が容易に想到する。

【００２５】本実施形態の針なしシリンジは、ダイヤフラムが、その最初の、内転した位置
（すなわち、デバイスの使用の前）にある間に、粒子を選択的にダイヤフラムの
外面に保持および固定するように適応されている、以前のこのようなデバイスを
越える有意な改良を示すが、また、ダイヤフラムがその動的位置で移動している
場合（すなわち、デバイスが発射される場合）に、ダイヤフラムの表面から粒子
を容易に放出する。

【００２６】次いで、本発明に従って、増強された粒子保持を提供するダイヤフラムを有す
る、針なしスプリングが、提供される。ここで、このダイヤフラムの外部表面は
、１以上の形態的特徴を含み、これにより、ダイヤフラムが開始位置に存在する
場合に、このダイヤフラムの外部表面上に粒子を選択的に保持する。用語「形態
的」とは、最も広範でかつ一般的な意味で本明細書において使用され、これは、
周りの実質的に平面または滑面な、ダイヤフラムの外部表面と区別可能な任意の
形態または特徴の存在を指す。このような形態または形状は、周りのダイヤフラ
ムの外部表面に対して、高められ得る（例えば、開放状態で）か、または凹所を
有し得る。このような形態的特徴を有するダイヤフラムの外部表面を提供する１
つの利点は、粒子が保持される表面積が増大されることであり、この結果、より
多くの粒子（全てではない）をダイヤフラムとの直接的な接触で固定化し、これ
により、ダイヤフラムの充填容量を増加させる。

【００２７】形態的特徴は、広範な形態を取り得る。例えば、この特性は、粒子を保持する
ための１以上のポケットを形成するか、さもなければそれを含み得る。このよう
なポケットは、ダイヤフラムの外部表面に、１以上の溝、チャネル、トラフ（ｔ
ｒｏｕｇｈ）、中空（ｈｏｌｌｏｗ）、空洞（ｃａｖｉｔｙ）、折り畳み（ｆｏ
ｌｄ）、キンク（ｋｉｎｋ）またはこれらの任意の従来の組み合わせもしくは類
似の特性を提供することによって形成され得る。あるいは、一連の表面の切れ目
（ｃｕｔ）または折り目（ｓｃｏｒｅ）が、ダイヤフラムの外部表面に作製され
、ポケットを提供する。これらの特性は、ダイヤフラムの表面の周りにランダム
に配置され得るか、または整列されたアレイ（例えば、一連の同心環状溝）に配
置され得る。

【００２８】１以上のポケットに粒子を保持する利点は、ダイヤフラムが最初の位置にある
場合、ダイヤフラムが動的位置にある場合と比較して、粒子が保持されるダイヤ
フラムの外部表面が、比較的加圧され、ダイヤフラムの同じ下流表面が比較的張
った状態にあるということである。言い換えれば、ダイヤフラムのスナップ外転
の間に、このポケットの側壁が離れて動き、粒子の有効な保持が減少する傾向に
あり、その結果、粒子が、標的表面の外側により自由に放たれ得る。最初の位置
と動的位置との間をダイヤフラムが移動する際に、このポケットの有効な「開口
」および「閉鎖」が、ダイヤフラムに粒子を充填するのに利用され得る。すなわ
ち、ポケットが、粒子の受容のために「開口」状態となるように、ダイヤフラム
は、外転した「発射（ｆｉｒｅｄ）」位置へ始めに操作され得る。次いで、ダイ
ヤフラムは、最初の「充填」位置または「発射前」位置に徐々に戻され、ポケッ
トを有効に「閉鎖」し、粒子をグリップしそして保持する。あるいは、「発射前
」位置にある間に、このダイヤフラムに粒子が充填され得る。

【００２９】あるいは、形態的特徴は、ダイヤフラムの表面に垂れ下がり、かつ表面から外
側方向に伸長する、１以上の構造を含み得る。例えば、１以上のブリスル（ｂｒ
ｉｓｔｌｅ）、フィンガー（ｆｉｎｇｅｒ）、突起（ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）、
リブ（ｒｉｂ）、フィン（ｆｉｎ）、構造的仕切り（ｓｔｒｕｃｔｕａｌｐａ
ｒｔｉｔｉｏｎ）、リング（ｒｉｎｇ）、またはこれらの任意の組み合わせもし
くは類似の特徴を、ダイヤフラムの外部表面に提供し得る。さらにここで、この
特徴は、ダイヤフラムの表面上にランダムに配置され得るか、または整列された
アレイ（例えば、メッシュ、蜂の巣（ｈｏｎｅｙ−ｃｏｍｂ）、または格子加工
（ｌａｔｔｉｃｗｏｒｋ）として整列される）で提供され得る。これらの特徴
は、ダイヤフラム自体に射出成形され得るか、またはダイヤフラムの表面上にフ
ロックスプレイ（ｆｌｏｃｋ−ｓｐｒａｙｉｎｇ）繊維によって作製される。さ
らなる可能性は、ダイヤフラムの下流表面に繊維またはメッシュを提供すること
である。個々のアレイは、ダイヤフラムの外部表面に垂れ下がりかつそこから伸
長する、単一あるいは一連の同心の環状リブ、フィン、または突起を含む。

【００３０】特に好ましい実施形態において、この形態的特徴は、一連の射出ブリスルを含
む。これらのブリスルは、特に効率的であり、これらは、ダイヤフラムが最初の
「充填」位置にある場合、互いに集中するように配列され得、選択的にブリスル
の間に粒子をグリップしかつ保持し、そしてこのダイヤフラムの動的「発射」位
置で発散し、粒子を効率的に放出する。このブリスルはまた、ダイヤフラムの表
面上により均一にスラリーを分配するのに効率的であることが見出され、このス
ラリーは、目的の治療材（例えば、ペプチドまたはＤＮＡのようないくらかの遺
伝物質）でコートされた金または他の重微粒子を含む。

【００３１】標的組織表面にさらに十分に拡散した粒子分布を提供するために、上記ダイヤ
フラムのいずれかを、中心部に実質的に平らな領域または平面の領域を提供し得
る。このようなダイヤフラムは、シルクハットの形状である断面を取る。ここで
この断片の環状フランジ（例えば、シルクハットの「つば」）を使用して、シリ
ンジ中の位置にダイヤフラムを配置し得る。この実質的に平らまたは平面の部分
は、粒子の平行ストリームまたは発散ストリームを提供する助け、粒子は、適切
な標的表面領域上に均一に衝突する。粒子が発散するのに効率的な標的表面領域
は、ダイヤフラムの平らな領域または平面領域の面積とほぼ等しいか、またはわ
ずかに大きいということが、見出された。

【００３２】このダイヤフラムは、任意の適切な弾力性のある、可撓性ポリマー材料から構
成され得、この材料は、超音速で駆動されるガスにより伝わる衝撃波の衝撃に耐
え得る。このクラスの材料の例としては、例えば、ポリウレタンまたはシリコン
ゴムが挙げられる。適切な可撓性ドーム形状ダイヤフラムの選択は、この明細書
を読んだ当業者の能力の範囲内である。ここで、個々のドームの可撓性は、所与
の厚さの個々の材料によって提供される静的座屈応力によって特徴付けされ得る
。実際に、このダイヤフラムは、プラスチック材料（例えば、スチレン、ポリウ
レタンまたはポリエステルベースの熱可塑性エラストマー（例えば、Ｂａｙｅｒ
により商標名ＤＥＳＭＯＰＡＭ^TM（ポリエステルウレタン）およびＤｕＰｏｎｔ
により商標名ＨＹＴＲＥＬ^TMとして市販されている熱可塑性エラストマー））か
ら一般的に成形される。ダイヤフラムは、任意の適切な技術（例えば、圧縮成形
または熱成形）によって成形され得、ダイヤフラムの外部表面の微粒子局所細部
を提供するのに必要とされ得る精密な側面が、射出成形技術を使用して、実施さ
れ得る。

【００３３】形態的特徴が、ダイヤフラムの外部表面上の繊維によって提供される場合、こ
のダイヤフラムは、ポリマー（例えば、ポリウレタン）を有する１面上に、繊維
（例えば、堅く編まれたナイロンまたはポリエステル繊維（例えば、１ｃｍ当た
り約３４の回数で縦糸および横糸繊維を有する繊維））をコーティングすること
によって形成され得、次いで、得られたコーティング繊維を熱成形によって所望
のダイヤフラム構成に成形する。次いで、この繊維は、選択的に粒子を保持する
ためのポケットおよびダイヤフラムに対してある程度の強度を提供する。

【００３４】所望であれば、針なしシリンジが、ダイヤフラムの凹面に挿入されるプラグを
用いて提供され得、最初の位置にある場合、粒子が、使用の前にダイヤフラムか
ら離れないことさらに確実にする。次いで、このデバイスを発射する前に、この
プラグを取り除く。また、発射前に、このダイヤフラムが粒子を確実に保持する
能力を強化するために、このダイヤフラムの外部表面に、粘着性（すなわち、わ
ずかな接着剤）表面または表面処理を提供し得る。このことに関して、インスタ
ントダイヤフラムを作製するために適した多数のポリマーは、天然の表面粘着性
（例えば、Ｄｅｓｍｏｐａｎ３８５およびエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ
））を既に有する。この粘着性は、ダイヤフラムの外部表面に接着剤コーティン
グ（例えば、トレハロースまたはシリコーンオイル（例えば、ＮｕＳｉｌにより
製造されるシリコーン分散物）を塗布することによって強化され得る。

【００３５】さらに、針なしシリンジデバイスは、構造的な強化または他の特徴を提供し得
、これは、デバイス内の衝撃波または増強圧（ｂｕｉｌｔ−ｕｐｐｒｅｓｓｕ
ｒｅ）の歪みでのダイヤフラムの所望しない破壊を防止するのに役立ち得る。例
えば、ガス抜き穴（例えば、０．５ｍｍ以下の直径）が、ダイヤフラムの後ろ側
での過剰な増強ガス圧を避けるために破砕チャンバまたは衝撃波管に提供され得
る。このことに関して、ダイヤフラムの上流の過渡的な圧力は、粒子の送達の間
にダイヤフラムを外転するのに十分である必要があるが、ダイヤフラムが破壊す
る臨界レベル以下の圧力を維持する様式でガス抜きされ得る。あるいは、ダイヤ
フラムの最も弱いポイントで強化性金属またはポリマープレートまたはグリッド
を取り込むための挿入成形（ｉｎｓｅｒｔ−ｍｏｌｄｉｎｇ）または共成形（ｃ
ｏ−ｍｏｌｄｉｎｇ）技術が使用され得、操作の間におけるダイヤフラムの破壊
の可能性を最小限にする。さらなる代替は、ダイヤフラム材料内に弾性繊維強化
を提供することである。ベースポリマーのマトリクスの中に弾性またはＬｙｃｒ
ａ様繊維を添加することによって、得られるエラストマーの強度を助ける。ダイ
ヤフラムを使用する場合、このような熱可塑性エラストマーは、ダイヤフラムが
、最終状態（ｆｉｎａｌ）（高圧ガスの作用下で弛緩した外転位置）を過ぎて延
びることを防止するが、ガス抜きされる場合、ダイヤフラムが「発射」位置まで
戻って弛緩するのを可能にする。いくらかの場合において、このダイヤフラムは
、元々の挿入位置に戻って弛緩し得る。なおさらなる代替法は、留め具または強
固なキャッチンググリッド（ｃａｔｃｈｉｎｇｇｒｉｄ）をダイヤフラムの下
流に配置することであり、ダイヤフラムが動的外転位置に突然変わる場合、ダイ
ヤフラムの過剰の移動を制限する。よれにより、破壊を防止し、そしてまた、ダ
イヤフラムの減速率を最大にし、最も速い可能な速度での粒子の放出を可能にす
る。この留め具またはキャッチンググリッドは、「発射」位置におけるダイヤフ
ラムと同様のプロフィールを有し、成形された貫通した水きりの形態を取る。

【００３６】管腔（好ましくは、円筒状衝撃波管の形態である）に沿って伝播する衝撃波は
、膜を横切る圧力差が、膜を破壊させ、そして急にガスを管腔中へ放出するに十
分になるまで、圧縮されたガスをエネルギー付与手段から破壊可能な膜の後ろの
破壊チャンバ中に放出することによって生じ得る。駆動ガスは、好ましくは最初
に衝撃波管を充填する駆動ガスより軽い（例えば、それぞれヘリウムおよび空気
または二酸化炭素）。このことは、衝撃波管中を伝播する衝撃波の強度を高める
ことを補助し、従って、ダイヤフラムが外転する速度を増加する。さらに、破壊
チャンバおよび衝撃波管の相対的な寸法は、破壊チャンバから衝撃波管へ通過す
る場合に有意な収縮（領域の減少）を提供するように選択され得る。なぜなら、
このことは衝撃波の強度を大きく高める（容易にその強度を二倍にする）からで
ある。代表的に破壊チャンバの直径は、衝撃波管の直径よりも少なくとも１．５
〜２倍大きく設定される。破壊可能な膜は、適切なポリマー材料（例えば、ポリ
カーボネート（例えば、ＭＡＣＲＡＦＯＬ^TM）、ポリエステル（例えば、ＭＹＬ
ＡＲ（登録商標））などのような材料）から形成される。膜材料および膜材料の
厚さの両方は、特定の破壊圧力を提供するように選択される。

【００３７】針なしシリンジは、破壊チャンバと衝撃波管との間に挿入される先細円筒状セ
クションをさらに備え得る。先細円筒状セクションは、破壊チャンバの直径に一
致するように大きさ決めされている上流開口部、および衝撃波管の減小した直径
に一致するように大きさ決めされている下流開口部を有し、その結果このセクシ
ョンは、下流方向に先細である。好ましい実施形態において、破壊可能な膜は、
ガスの、放出の間の先細セクションを通る安定した膨張を可能にするために、そ
してまた、膜の破壊の後に生じる衝撃波の減衰を遅延するために、先細円筒状セ
クションの下流開口部（狭い方の端部）の上に位置する。ここで、このような減
衰は、衝撃波管を通って逆戻りする反射された膨張波に起因する。先細円筒状セ
クションは、適切な先細の内部形状を有する単純な成形環状部品であり得る。

【００３８】ここで付随する図面を参照すると、本発明に従って構築された針なしシリンジ
が図１に例示される。図１のシリンジは、軸方向に整列して共に接続されそして
シールされている３つのバレル部分２０、２１、および２２を備える。これらの
バレル部分の接続は、任意の適切な圧密結合を介し得、そしてさらにピン、移動
止め、または他の対応する鍵留めまたはスナップ留めの施錠装置によって所定位
置に保持され得る。あるいは、バレル部分は、対応するネジ式結合を使用して共
にネジ留めされ得る。上方バレル部分２０は、最初にエネルギー付与ガス（例え
ば、ヘリウムまたは他の適切なガス）（約２０〜８０ｂａｒ、代表的には約３０
ｂａｒ程度の圧力である）で充填されるリザーバ２３を提供する。中間バレル部
分２１は、破壊チャンバ２４を含む。下方バレル部分２２は、これを通って延び
る管腔を有する細長い本体を備える。管腔の上流端部は、破壊チャンバ２４を介
してリザーバ２３とインターフェイスする。さらに下方バレル部分２２を通って
延びる管腔は、細長い衝撃波管２５を含む。破壊可能な膜２６は（明確さのため
に誇張された厚さの膜が示される）は、上方および中間バレル部分２１と２２と
の間に挟まれ、そしてその縁の周りでシールされている。バレル部分は、一般に
適当に弾性な材料（例えば、射出成形された医学的グレードのポリマー）からな
る。

【００３９】弁棒２７は、リザーバ２３を通って延び、そしてボス２８および２９を通して
滑らせることが可能である。弁棒２７は、最初、その外周の周りに保有するＯリ
ングによってボス２８および２９にシールされている。リザーバ２３の頂部の外
に突出する弁棒２７の端部は、操作ボタン３０を支持する。

【００４０】ダイヤフラム３１は、バレル部分２２を通って延びる管腔の下流端部に位置す
る（ダイヤフラム３１は周辺フランジ３２と共にシルクハットセクションを有す
るように示される）。フランジは、バレル部分２２の下方端部と管状スペーサ３
３（バッキン押さえナット３４によってバレル部分まで引き上げられる）の上方
端部との間にクランプ留めされる。従って、ダイヤフラムは、衝撃波管２５によ
って形成される管腔を通る通路を閉鎖する。

【００４１】ダイヤフラムの外側表面は、最初に粒子を保持するための１つ以上の形態的特
徴を含む。図２に見られるように、このデバイスにおける特定の形態的特徴は、
一連の同心環状リブ３５の形態にあり、ここで、同心リブ間の環状スペースは、
ダイヤフラムの表面上に粒子を保有するためのポケットを形成する。上記で議論
されたように、輸送の間および粒子送達操作を行う前の取り扱いの間の粒子の置
換を回避するように、追加のプラグがダイヤフラムの凹面に取り付けられ得る。
スペーサ３３内にぴったり押し込まれ、そしてダイヤフラムの外側表面に接する
減小した端部分３７を有する、１つのこのようなプラグ３６が図２に示される。
このプラグは、ダイヤフラムが装着されかつ最初の「発射前」位置にある場合に
、粒子をダイヤフラムのポケットの中に、押し込みそしてさらに保持するように
使用され得る。

【００４２】図１および２のシリンジのモジュラー構造は、種々の輸送、貯蔵、および取り
扱いの可能性を与える。例えば、バレル部分２０は、残りのデバイス構成要素と
は別々に保管されそして取り扱われ得、次いで使用の直前にシリンジの残りの部
分に容易に適合され得る。この点において、バレル部分２１および２２は、代表
的には、別々に膜２６およびダイヤフラム３１と共に所定位置に詰め込まれるが
；バレル部分２１および２２は、容易に分離可能であって追加の破壊可能な膜２
６をそれらの間に挟み得、そしてスペーサー部分３３は、バレル部分２２から容
易に分離可能であってダイヤフラム（衝撃波管２５によって提供される管腔に接
する内部表面およびシリンジに対して外向きに接する外部表面を有する）をそれ
らの間に挟み得る。ダイヤフラム３１は、ダイヤフラムの外側表面上に凹面が提
供される最初の位置とダイヤフラムの外部表面が実質的に凸面である動的位置と
の間を移動可能である。バレル部分はまた、容易に分離可能であり、その結果、
１つ以上のシリンジ構成要素が使い捨てユニットとして提供され得る。粒子は、
まず凹面に提供され、そしてダイヤフラム３１の外向きに接する外部表面上に提
供される形態的特徴によって選択的に保持される。

【００４３】使用の際、図１および２の針なしシリンジは、構成要素間に適切な圧密嵌合を
提供し、そして衝撃波管２５は、必要に応じて、ほぼ大気圧（１ｂａｒ）または
わずかに高い圧力（例えば、２〜３ｂａｒ）で駆動ガス（例えば、空気または二
酸化炭素）を予め充填され得る。衝撃波管中の駆動ガスがエネルギー付与手段か
ら放出される駆動ガスよりも重いことは、必要ではないが好ましい。プラグ３６
は除去され、そしてスペーサー３３の開口端部が、処置される標的皮膚もしくは
粘膜表面に近接してかまたは接触して配置される。ボタン３０が押されて弁棒２
７をその座部から駆動し、従って圧縮された駆動ガスをリザーバ２３から破壊可
能なチャンバ２４へと放出する。（ボタン３０がバレル部分２０の端部と隣接す
る前の）棒２７の最大行程は、下方シールリングがボス２９中のその座部から破
壊チャンバ２４へ通過することを可能にするに十分であるが、上方シールリング
がボス２８から出てリザーバ２３へ通過するには十分でない。破壊チャンバ２４
における圧力が十分な値に達すると破壊可能な膜２６は破壊し、ガス衝撃波を放
出する。この衝撃波は、衝撃波管２５を通って伝播し、そしてダイヤフラム３１
の内部表面に接触する。リザーバ２３から破壊チャンバに注ぐ速度は重要でない
が、最終的に破壊チャンバ２４における圧力および膜２６を横切る必然的な圧力
差が、膜を破壊させ、そして衝撃波管２５に沿って超音波の衝撃波を放出させる
。ダイヤフラムの内部表面に対するガス衝撃波の衝撃は、急にダイヤフラムをそ
の最初の位置から動的な外転された（外向きに凸状の）位置へと押しやり、それ
によって粒子をダイヤフラムの外側表面から取り除き、そしてそれらを標的表面
に向かって推進するに充分な力を提供する。これらの粒子は、皮膚または粘膜組
織を横切るそれらの経皮送達に十分な速度でダイヤフラムから加速される。短い
管状スペーサ３３が、ダイヤフラムが標的組織に突き当たらないことを保証する
ように、そして粒子がより拡散し、従って有効な標的領域を増大するように提供
される。スペーサ３３、衝撃波管２５、および／または破壊チャンバ２４には、
各々、発射後にデバイスから残りの圧力を放出するための排出口３８を提供され
得る。

【００４４】ここで、図３〜１２を参照すると、種々の例示的なダイヤフラム構造が示され
ている。例えば、図３Ａ〜３Ｂは、シルクハットの形状をした全体形状を有する
ダイヤフラム３１を示す。図３Ａは、「出発」（すなわち、成形された際の）位
置および「発射」位置にあるダイヤフラムを示す。環状周辺フランジ３２は、針
なしシリンジの２つの部分の間（例えば、図１〜２のデバイスの部分２５と部分
３３との間）にクランプ留めされ得る縁を提供し、従ってダイヤフラムは、図１
および２を参照すると記載されているように、シリンジ中に取り付けられる。ダ
イヤフラムは、その実質的に平坦な外部表面上の複数のブリスル３９と共に統合
的に形成される。これらのブリスルは、端に向かって徐々に環状に外向きに末広
がりになっている。粒子が外部表面上に配置された後、ダイヤフラムは、ブリス
ルに関して、図３Ｂに示されるような「充填」位置へと徐々に内転される。理解
され得るように、これによって、ブリスルはアレイの端に向かって増加する程度
で環状に内向きに集中する。従って粒子は、ダイヤフラムが急に「発射」位置（
ここで粒子が外へ勢い良く放たれる）に外転されるまで、ブリスルの配置によっ
て有意な程度に保持される。

【００４５】図４Ａ〜４Ｃは、より複雑なダイヤフラム形状を示し、そのうち図４Ａは、「
出発」位置にあるダイヤフラムを示し、このダイヤフラムは、粒子を充填される
状態にある開口ポケット４０を有する。図４Ｂは、ポケットが実質的に完全に閉
鎖されている「充填」位置にあるダイヤフラムを示し、そして図４Ｃは「発射」
位置を示す。この実施形態において、形態的特徴（すなわち、ポケット４０）は
、凹ポケットおよびそれを囲むキンクまたは折り畳みの両方を備え、これらはダ
イヤフラムが、自身の上に折れ曲がって充填位置をとり、そしてびっしりと粒子
を保持することを可能にする。

【００４６】図５は、その最初の、「充填」位置におけるダイヤフラム３１を示し、そして
このダイヤフラム３１は、このダイヤフラムの外部表面に垂れ下がりかつこれか
ら伸長するブリスル３９Ａのアレイを有する。この粒子（形態的特徴によっても
たらされるポケット内に収容される）は、さらに、ストッパー４１の形態でかつ
ダイヤフラム３１と類似の形状のプラグによって最初に維持される。このことは
、ダイヤフラム内でこのストッパーの密接な一致を可能にする。さらに、ストッ
パー４１は、このダイヤフラムの周辺フランジと一致する周辺フランジ３２Ａを
有し、従って図１および２中のダイヤフラムと同じ方法で衝撃波管の下流端部に
維持され得る。ストッパー４１におけるシルクハットセクションの実質的に平ら
な中心部分は、弱部４１Ａの１以上のラインで設けられ、この弱部４１Ａは、こ
のストッパーがばらばらになり、そしてそれが外転する場合このダイヤフラムと
供に容易に移動することを可能にし、従ってこのダイヤフラムの外部表面からの
粒子の射出を妨害する。従って、このストッパー４１は、図２中に示されるプラ
グ３６に対する代替として作用し、そしてこのシリンジの使用の前に操作される
必要はない。

【００４７】図６は、その最初の、「充填」位置における、図３のダイヤフラムの改善を概
略的に示し、ここで、ブリスル３９Ｂは、図３中に示されるブリスルよりもより
頑丈でかつ切り株状（ｓｔｕｂｂｙ）である。図７〜１１は、それらの外部表面
上に形態的特徴を含む代替のダイヤフラム構成をなおさらに示し、ここで、各ダ
イヤフラムは、全ラインにおけるその成型されかつ動的な「発射された（ｆｉｒ
ｅｄ）」位置で示され、そしてチェーン状の破線で、それらの最初の、「充填」
位置で示される。図３〜６のダイヤフラムは代表的に、環状で対称的である一方
で、図７〜１１のダイヤフラムは、狭い寸法を横切るセクションに沿って細長く
なることが可能である。

【００４８】特に、図７に示されるダイヤフラムは、中心に配置される中空４２を有し、こ
の中空は、それがその最初の、「充填」位置にある場合、ダイヤフラムの外部表
面上で選択的に粒子を維持するためのポケットを形成する。図８のダイヤフラム
は、１以上のポケットを形成する形態的特徴を含み、ここで、この特定の粒子は
、単一の溝４３（例えば、環状）であるか、または複数の溝（単数または複数）
のいずれかである。図９のダイヤフラムは、このダイヤフラムの外部表面に垂れ
下がりかつそれから外側に伸長するフィンガー突起物（ｆｉｎｇｅｒｐｒｏｊ
ｅｃｔｉｏｎ）またはリブ４４を備える。図１０のダイヤフラムは、フィンガー
またはリブ４４の各側面上に、１以上の溝４５を有することを除いて、図９のダ
イヤフラムと類似である（例えば、このダイヤフラムが、フィンガー４４を備え
る場合、単一の環状の溝４５は、このフィンガーと組み合わせてポケットを達成
するために使用され、そしてこのダイヤフラムがリブ４４を備える場合、複数の
溝４５は、中心リブと組み合わせて複数のポケットを達成するために使用される
）。最終的に、図１１のダイヤフラムは、ポケット４６を達成するために役立つ
キンクまたは折り畳みを備え、このポケットは、ダイヤフラムがその最初の「充
填」位置にある間、実質的に閉鎖される。

【００４９】図１２および１３は、完全穿孔されたキャッチンググリッド４７を含む改善さ
れたスペーサー３３Ａを示し、このキャッチンググリッドは、このシリンジが発
射され、そしてこのダイヤフラムが外転する場合、ダイヤフラムの過伸長および
起こり得る爆発を妨げ、一方でこのグリッドにおける穴は、射出された粒子を実
質的に妨げない。

【００５０】本発明の別の実施形態に従って、増強された粒子拡散および／または粒子ペイ
ロード容量を有する針なしシリンジが、提供される。この針なしシリンジは、そ
れを通じて通過する管腔を有する本体を含み、ここで、この管腔は、上流端部お
よび下流端部を有し、そしてこの管腔の上流端部は、エネルギー付与手段と接合
し得る。代表的に、図１および２のデバイスの構成要素のすべては、複数のダイ
ヤフラムが管腔の下流端部に近接して配置されるという差異を含む。これらのダ
イヤフラムの各々は、管腔および外部表面に面する内部表面を有し、そしてこの
ダイヤフラムは、凹面がそれらの外部表面上で提供される内部位置とダイヤフラ
ムの外部表面が実質的に凸面である動的位置との間で移動可能である。複数のダ
イヤフラムを使用することにより、標的の拡散および／または可能な全粒子ペイ
ロードは、有意に増加される。

【００５１】ここで図１４〜１６を参照すると、本発明に従って構築される種々のデバイス
の下流位置が、示される。例えば、図１４は、軸整列において、図１〜２のデバ
イスの構成に類似の単一のダイヤフラム３１およびスペーサー３３を含む衝撃波
管２５を線で示す。しかし、図１５Ａ〜１５Ｂは、衝撃波管２５が送達ヘッド４
８へ広がる改善を示し、この送達ヘッドは、環状のアレイで配置される複数（３
つの）ダイヤフラム３１を収容する。この構成において、この衝撃波管を通って
伝播される単一の衝撃波は、３つのダイヤフラムすべてを同時に外転させるため
に使用され、従ってより大きな標的表面積にわたって３倍のペイロードの粒子を
送達する。本明細書を読み取ることにより当業者に理解されるように、このデバ
イスのセットアップは、２つ以上の異なる粒子組成物を同時に送達するために使
用され得、例えば、１つは、皮膚試験において、接触アレルギーのパターンを送
達することが望ましく、または粒子分布を広げるために使用されかつ単一の粒子
組成物のペイロードを増大させるために使用され得る。関連した実施形態におい
て、図１６Ａ〜１６Ｂに示されるように、複数のダイヤフラム３１は、直線状の
アレイで配置され得る。さらに、この送達ヘッドは、９０〜１８０℃の範囲であ
り得る角θで、衝撃波管２５の中心軸と整列され得る。

【００５２】図１５〜１６の複数のダイヤフラムヘッドデバイスは、標準的な、ドーム形状
のダイヤフラムと一致され得るか、または本発明で記載されるような増強された
粒子の維持を提供するダイヤフラムと一致され得る。さらに、破壊可能部材の種
々の位置決め、先細円筒状セクションの使用、および本発明の単一ダイヤフラム
デバイスに関して詳細に上記される相対的破壊チャンバ／衝撃波管寸法が、それ
らの送達性能を増強または最適化するためにこれらの複数のダイヤフラムデバイ
スを用いて使用され得る。

【００５３】本発明のなおさらなる実施形態に従って、ハイパワーの針なしシリンジが、提
供される。この針なしシリンジは、有効な組み合わせで、（ａ）それを通じて通
過する管腔を備える本体、（ｂ）上流開口部および下流開口部を有する破壊チャ
ンバであって、ここで、この破壊チャンバの上流開口部は、エネルギー付与手段
と接合するために適応される破壊チャンバ、（ｃ）この破壊チャンバと管腔との
間に位置する先細円筒状セクションであって、ここで、この先細円筒状セクショ
ンが、破壊チャンバの下流開口部と流体連絡する上流開口部および管腔の上流端
部と流体連絡する下流開口部を有し、さらにここで、この先細円筒状セクション
の下流開口部が、破壊可能膜によって閉鎖される、先細円筒状セクション、およ
び（ｄ）管腔の下流端部に近接して配置されるダイヤフラム、を有する。対象デ
バイスの実施形態の構成要素の間の位置関係のダイヤグラムが、図１７に示され
、ここで、このダイヤグラム３１、衝撃波管２５を含む管腔、破壊可能な膜２６
、先細円筒状セクション５、破壊チャンバ２４、エネルギー付与手段２３、ピス
トン２７、およびボタン３０は、本発明の他のデバイスの実施形態に関して本明
細書中で実質的に上記される通りである。

【００５４】上記のデバイスに関して、このダイヤフラムは、管腔および外部表面に面する
内部表面を有し、ここで、このダイヤフラムは、凹面がダイヤフラムの外部表面
上に提供される内部位置と、ダイヤフラムの外部表面が実質的に凸面である動的
位置との間で移動可能である。この針なしシリンジは、本発明の他の実施形態と
同じ様式で組立てられかつ操作され、以前のこのようなデバイスと約２倍のパワ
ーの衝撃波エネルギー付与力を提供する。

【００５５】本発明の針なしシリンジの各々は、粉末の治療化合物および組成物の経皮的送
達、インビトロおよびエキソビボの両方で、生存細胞への遺伝物質の送達（例え
ば、遺伝子治療または核酸ワクチン接種）、および皮膚、筋肉、血液またはリン
パへのバイオ医薬品の送達、のために使用され得る。このシリンジはまた、器官
表面、固体腫瘍および／または外科的腔（例えば、腫瘍切除後の腫瘍ベッドまた
は腔）に治療剤、薬物、免疫原、および／または生物製剤を送達するために手術
と組み合わせて使用され得る。さらに、本デバイスは、生物学的系からの非侵襲
性または低侵襲性の、分析物のサンプリングのために、概して不活性な粒子の経
皮的送達において使用され得る。理論的に、実際、実質的に固体の粒子形態で調
製され得る任意の薬剤は、本発明のデバイスを用いて安全でかつ容易に送達され
得る。

【００５６】上記の針なしシリンジシステムからの粒子の送達は、ほぼ０．１〜２５０μｍ
の範囲のおおよそのサイズを有する粒子を用いて概して行われる。薬物送達のた
めに、最適な粒子サイズは、通常、少なくとも約１０〜１５μｍ（代表的な細胞
のサイズ）である。遺伝的送達のために、最適な粒子サイズは、概して１０μｍ
より実質的に小さい。約２５０μｍより大きい粒子はまた、上部制限が、粒子の
サイズが皮膚細胞対して有害な損傷を引き起こす地点である、このデバイスから
送達され得る。送達された粒子が標的表面を貫通する実際の距離は、粒子サイズ
（例えば、ほぼ球形の粒子形状を装う名目上の粒子の直径）、粒子密度、粒子が
表面を嵌入する初期速度、および標的化皮膚または筋肉組織の密度および運動粘
度に依存する。この点で、針なし注入の際に使用するための最適な粒子密度は、
概して約０．１と２５ｇ／ｃｍ³との間の範囲であり、好ましくは約０．９と１
．５ｇ／ｃｍ³の範囲であり、そして注入速度は、約１５０〜３０００ｍ／秒の
範囲であり得る。

【００５７】従って、新規な針なしシリンジ送達システムおよびこれを使用するための方法
が、開示される。この対象発明の好ましい実施形態が、詳細に記載されてきたけ
れども、明らかな改変が、添付の特許請求の範囲によって規定される通りの本発
明の精神および範囲から逸脱することなくなされ得ることが、理解される。

【００５８】本発明に従って構築されたシリンジのいくつかの例が、添付の図面にて例証さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施形態を通る軸方向断面図である。

【図２】図２は、安全プラグを加えた図１のシリンジの下部の断面透視図である。

【図３】図３は、異なるダイヤフラムの実施形態の線図である。

【図４】図４は、異なるダイヤフラムの実施形態の線図である。

【図５】図５は、異なるダイヤフラムの実施形態の線図である。

【図６】図６は、異なるダイヤフラムの実施形態の線図である。

【図７】図７は、異なるダイヤフラムの実施形態の線図である。

【図８】図８は、異なるダイヤフラムの実施形態の線図である。

【図９】図９は、異なるダイヤフラムの実施形態の線図である。

【図１０】図１０は、異なるダイヤフラムの実施形態の線図である。

【図１１】図１１は、異なるダイヤフラムの実施形態の線図である。

【図１２】図１２は、図１のようなシリンジの下部を通る軸方向断面図であり、キャッチ
ンググリッドを示す。

【図１３】図１３は、図１２に示される部分の軸方向で示されるような立面図である。

【図１４】図１４は、種々のダイヤフラムの構成およびアレイを模式的に示す。

【図１５】図１５は、種々のダイヤフラムの構成およびアレイを模式的に示す。

【図１６】図１６は、種々のダイヤフラムの構成およびアレイを模式的に示す。

【図１７】図１７は、本発明のさらなる実施形態を通る軸方向断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ミルワード，フウリチャードイギリス国オーエックス４５ジーイーオックスフォード，グレイターレイズ，グレノーブルロード，スパローウェイ 10 (72)発明者ナブルシ，サミウムヒブイギリス国シーエム22 ７キューティーハーツ，ビショップスストートフォード，ガストングリーン，ミルレーン，ヘリオットコッテージ（番地なし) (72)発明者フィリップス，モニシャジェーンイギリス国オーエックス３０エイダブリューオックスフォード，ヘッディントン，コニストンアベニュー 77 Ｆターム(参考） 4C066 AA10 BB10 CC07 DD05 EE14 FF02 GG12 GG15 HH05 KK15 KK16 KK19 NN03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】脊椎動物被検体の標的組織表面へと粒子を加速するための針
なしシリンジであって、以下：（ａ）本体であって、該本体中に管腔を有し、該管腔が上流端部および下流端
部を有し、そして該管腔の上流端部がエネルギー付与手段とインターフェイスし
得る、本体；ならびに（ｂ）ダイヤフラムであって、該管腔の下流端部に近接して配置されており、
該管腔に面する内部表面および外部表面を有し、最初の位置と動的位置との間を
移動可能であり、該最初の位置では、該ダイヤフラムの外部表面上に凹面が提供
され、該動的位置では、該ダイヤフラムの外部表面が実質的に凸面であり、該ダ
イヤフラムの外部表面が１つ以上の形態的特徴を備え、該特徴が、該ダイヤフラ
ムが最初の位置にある場合に、該ダイヤフラムの外部表面上に選択的に粒子を保
持することに特徴がある、ダイヤフラム、を備える、シリンジ。
【請求項２】請求項１に記載のシリンジであって、前記ダイヤフラムの外
部表面上の前記１つ以上の形態的特徴が、粒子を保持するためのポケットを含む
、シリンジ。
【請求項３】請求項２に記載のシリンジであって、前記ポケットが、前記
ダイヤフラムの外部表面の溝、チャネルまたはトラフにより提供される、シリン
ジ。
【請求項４】請求項２に記載のシリンジであって、前記ポケットが、前記
ダイヤフラムの外部表面上の１つ以上の表面の切れ目または折り目により提供さ
れる、シリンジ。
【請求項５】請求項２に記載のシリンジであって、前記ポケットが、前記
ダイヤフラム中の折り畳みまたはキンクにより提供される、シリンジ。
【請求項６】請求項１に記載のシリンジであって、前記ダイヤフラムの外
部表面上の１つ以上の形態的特徴が、該ダイヤフラムの外部表面から垂れ下がり
、そして外部に延びる構造を含む、シリンジ。
【請求項７】請求項６に記載のシリンジであって、前記ダイヤフラムの外
部表面が、前記ダイヤフラムから垂れ下がりかつ該ダイヤフラムから外部に延び
る１つ以上のブリスルを備える、シリンジ。
【請求項８】請求項７に記載のシリンジであって、前記ダイヤフラムの外
部表面が、１つ以上のリブ、フィンまたは構造的仕切りを備え、該１つ以上のリ
ブ、フィンまたは構造的仕切りが、該ダイヤフラムから垂れ下がりかつ該ダイヤ
フラムから外部に延びる、シリンジ。
【請求項９】請求項７に記載のシリンジであって、前記ダイヤフラムの外
部表面が、１つ以上の環状のリブ、フィンまたは構造的仕切りを備え、該１つ以
上の環状のリブ、フィンまたは構造的仕切りがダイヤフラムから垂れ下がりかつ
該ダイヤフラムから外部に延びる、シリンジ。
【請求項１０】請求項１〜９のうちのいずれか１項に記載のシリンジであ
って、前記ダイヤフラムの外部表面の中央領域が実質的に平らまたは平面である
、シリンジ。
【請求項１１】請求項１〜１０のうちのいずれか１項に記載のシリンジで
あって、前記ダイヤフラムが、シルクハットの形状の全体の構成を有する、シリ
ンジ。
【請求項１２】請求項１〜１１のうちのいずれか１項に記載のシリンジで
あって、前記ダイヤフラムが、該ダイヤフラムの内部表面または外部表面に取り
付けられているかまたは接着されている、骨組で補強されている、シリンジ。
【請求項１３】請求項１〜１２のうちのいずれか１項に記載のシリンジで
あって、前記管腔の下流端部に配置されているかまたは該管腔の下流端部にわた
って配置されている留め具を、前記ダイヤフラムがその動的な外向きの凸位置へ
と移動する場合に該留め具が該ダイヤフラムの過度の移動を防止するようにさら
に備える、シリンジ。
【請求項１４】請求項１〜１３のうちのいずれか１項の記載のシリンジで
あって、前記管腔が細長い円筒状衝撃波管を備える、シリンジ。
【請求項１５】請求項１４に記載のシリンジであって、前記衝撃波管がア
パーチャを、該アパーチャからガスを排出するために備える、シリンジ。
【請求項１６】請求項１４に記載のシリンジであって、破壊チャンバをさ
らに備え、該破壊チャンバが第１の開口部および第２の開口部を有し、該第１の
開口部がエネルギー付与手段とインターフェイスするように適合されており、そ
して該第２の開口部が、前記管腔の上流端部と流体連絡している、シリンジ。
【請求項１７】請求項１６に記載のシリンジであって、前記破壊チャンバ
の第２の開口部が、破壊可能な膜により閉じられている、シリンジ。
【請求項１８】請求項１４に記載のシリンジであって、以下：（ａ）破壊チャンパであって、上流開口部および下流開口部を備え、該破壊チ
ャンバの上流開口部がエネルギー付与手段とインターフェイスするように適合さ
れている、破壊チャンバ；ならびに（ｂ）該破壊チャンバと前記管腔との間に挿入された先細円筒状セクションで
あって、上流開口部および下流開口部を備え、該上流開口部が該破壊チャンバの
下流開口部と流体連絡しており、そして該下流開口部が該管腔の上流端部と流体
連絡しており、そしてさらに、該先細円筒状セクションの下流開口部が、破壊可
能な膜により閉じられている、先細円筒状セクション、をさらに備える、シリンジ。
【請求項１９】請求項１８に記載のシリンジであって、前記破壊チャンバ
が、前記衝撃波管の直径より少なくとも約１．５倍大きい直径を有する、シリン
ジ。
【請求項２０】請求項１〜１９のうちのいずれか１項に記載のシリンジで
あって、前記ダイヤフラムの外部表面が指触乾燥の形である、シリンジ。
【請求項２１】脊椎動物被検体の標的組織表面へと粒子を加速するための
針なしシリンジであって、以下：（ａ）本体であって、該本体中に管腔を有し、該管腔が上流端部および下流端
部を有し、そして該管腔の上流端部がエネルギー付与手段とインターフェイスし
得る、本体；ならびに（ｂ）複数のダイヤフラムであって、該管腔の下流端部に近接して配置されて
おり、該ダイヤフラム各々が該管腔に面する内部表面および外部表面を有し、該
ダイヤフラムは、最初の位置と動的位置との間を移動可能であり、該最初の位置
では、該ダイヤフラムの外部表面上に凹面が提供され、そして該動的位置では、
該ダイヤフラムの外部表面が実質的に凸面である、ダイヤフラム、を備える、シリンジ。
【請求項２２】請求項２１に記載のシリンジであって、前記複数のダイヤ
フラムがアレイの状態で配置されている、シリンジ。
【請求項２３】請求項２２に記載のシリンジであって、前記複数のダイヤ
フラムが直線状アレイの状態で配置されている、シリンジ。
【請求項２４】請求項２１〜２３のうちのいずれか１項に記載のシリンジ
であって、前記管腔の下流端部が、前記複数のダイヤフラムの上流表面の後ろの
チャンバへと拡大する、シリンジ。
【請求項２５】請求項２１〜２４のうちのいずれか１項に記載のシリンジ
であって、前記ダイヤフラムの少なくとも１つの外部表面の中心領域が、実質的
に平らまたは平面である、シリンジ。
【請求項２６】請求項２１〜２５のうちのいずれか１項に記載のシリンジ
であって、前記ダイヤフラムの少なくとも１つの外部表面が、１つ以上の形態的
特徴を備え、該１つ以上の形態的特徴が、該ダイヤフラムが最初の位置にある場
合に、該ダイヤフラムの外部表面上に選択的に粒子を保持する、シリンジ。
【請求項２７】請求項２６に記載のシリンジであって、前記ダイヤフラム
の外部表面上の１つ以上の形態的特徴が、粒子を保持するためのポケットを含む
、シリンジ。
【請求項２８】請求項２７に記載のシリンジであって、前記ダイヤフラム
の外部表面上の１つ以上の形態的特徴が、該ダイヤフラムの外部表面から垂れ下
がりかつ外部へと延びる構造を含む、シリンジ。
【請求項２９】請求項２１〜２８のうちのいずれか１項に記載のシリンジ
であって、前記管腔が細長い円筒状衝撃波管を備える、シリンジ。
【請求項３０】請求項２９に記載のシリンジであって、前記衝撃波管がア
パーチャを、該アパーチャからガスを排出するために備える、シリンジ。
【請求項３１】請求項２９に記載のシリンジであって、第１の開口部およ
び第２の開口部を有する破壊チャンバをさらに備え、該第１の開口部がエネルギ
ー付与手段とインターフェイスするように適合されており、そして該第２の開口
部が、前記管腔の上流端部と流体連絡している、シリンジ。
【請求項３２】請求項３１に記載のシリンジであって、前記破壊チャンバ
の第２の開口部が、破壊可能な膜により閉じられている、シリンジ。
【請求項３３】請求項２９に記載のシリンジであって、以下：（ａ）上流開口部および下流開口部を有する破壊チャンバであって、該破壊チ
ャンバの上流開口部がエネルギー付与手段とインターフェイスするように適合さ
れている、破壊チャンバ；ならびに（ｂ）該破壊チャンバと前記管腔との間に挿入された、先細円筒状セクション
であって、上流開口部および下流開口部を有し、該上流開口部が該破壊チャンバ
の下流開口部と流体連絡しており、そして該下流開口部が該管腔の上流端部と流
体連絡しており、そしてさらに、該先細円筒状セクションの下流開口部が破壊可
能な膜により閉じられている、先細円筒状セクション、を備える、シリンジ。
【請求項３４】請求項３１〜３３のうちのいずれか１項に記載のシリンジ
であって、前記破壊チャンバが、前記衝撃波管の直径より少なくとも約１．５倍
大きい直径を有する、シリンジ。
【請求項３５】脊椎動物被検体の標的組織表面へと粒子を加速するための
針なしシリンジであって、以下：（ａ）本体であって、該本体中に管腔を有し、該管腔が上流端部および下流端
部を有する、本体；（ｂ）上流開口部および下流開口部を有する破壊チャンバであって、該破壊チ
ャンバの上流開口部がエネルギー付与手段とインターフェイスするように適合さ
れている、破壊チャンバ；（ｃ）該破壊チャンバと該管腔との間に挿入された先細円筒状セクションであ
って、上流開口部および下流開口部を有し、該上流開口部が該破壊チャンバの下
流開口部と流体連絡しており、そして該下流開口部が該管腔の上流開口部と流体
連絡しており、そしてさらに、該先細円筒状セクションの下流開口部が破壊可能
な膜により閉じられている、先細円筒状セクション；ならびに（ｄ）該管腔の下流端部に近接するように配置されたダイヤフラムであって、
該管腔に面する内部表面および外部表面を有し、最初の位置と動的位置との間を
移動可能であり、該最初の位置では、該ダイヤフラムの外部表面上に凹面が提供
され、そして該動的位置では、該ダイヤフラムの外部表面が実質的に凸面である
、ダイヤフラム、を備える、シリンジ。
【請求項３６】請求項３５に記載のシリンジであって、前記管腔が細長い
円筒状衝撃波管を備える、シリンジ。
【請求項３７】請求項３６に記載のシリンジであって、前記破壊チャンバ
が、前記衝撃波管の直径より少なくとも約１．５倍大きい直径を有する、シリン
ジ。