JP2005537057A - 微小突起物アレイ及びそれを用いて物質を組織内に送達する方法 - Google Patents

Abstract

流体を保持するか又は配向するパターンを有する改善された微小突起物擦過装置、並びに、物質を皮膚内に送達するための特定の設計パラメータ及び方法である。半球形、チャネル付き、パターン形成済み、及び段付きを含めて、こうした装置の種々の構成が開示される。

Description

本発明は、動物、特に人間の表皮などの組織を擦過するための装置及び方法に関する。より特に、本発明は、擦過用微小突起物を含むアレイと、こうしたアレイを用いて人間の表皮の角質層を擦過し、それにより物質の皮内送達又は試料採取を促進するための方法とに向けられる。

（関連出願）
本出願は、全体が引用により本明細書に組み入れられる、２００２年８月２９日に出願された米国特許仮出願番号第６０／４０６，６９４号の優先権を主張する。本出願はまた、本出願と同時に出願された米国特許出願連続番号第１０／ 号（代理人事件整理番号Ｐ−５３６９Ａ ７７６７−１９１６７０）及び米国特許出願連続番号第１０／ 号（代理人事件整理番号Ｐ−５３７０ ７７６７−１７４１９０）に関連する。

皮膚を通じた身体への物質の送達は、典型的には侵襲的なものであり、皮内（ＩＤ）注射、筋肉内（ＩＭ）注射又は皮下（ＳＣ）注射を容易にする針及び注射器を必要とするものであった。これらの方法は、被術者に痛みを与え、熟練者の技能を必要とし、出血を生じさせることが多い。角質層、すなわち厚さ約１０μｍから２０μｍの角化細胞の薄い外層を擦過する装置を使用することによって、これらの欠点を克服するための取り組みがなされてきた。生物活性物質は、露出した生存表皮に送達される。

この技術は、生物活性物質を身体中に吸収させ、送達させるために、該物質を、神経網を避けて血管及びリンパ系のごく近くに置くものである。

ワクチンの局所送達の場合、表皮自体は、抗原提示細胞が豊富であるため特に望ましい標的である。相対的に、表皮下の真皮層は抗原提示細胞をあまり含まない。さらに、角質層及び表皮は神経又は血管を含まないため、この方法は、抗原に反応する能力がある皮膚層にアクセスできると共に、本質的に痛みも出血もないという利点を有する。

先行技術では、物質を身体に送達する目的で角質層を崩壊させる様々な装置及び方法が報告されている。例えば、カールソンらに付与された特許文献１に教示されるように、穿刺によって角質層に穴を開けることができる。この特許は、ツベルクリン反応検査及びアレルギー検査に使用される装置に見られるような小径の尖叉を、ポリヌクレオチド又はオリゴヌクレオチドで被覆し、こうした物質を皮膚内に送達するのに用いることができることを教示する。こうした装置を用いる方法は、尖叉で皮膚を穿刺し、その結果として被覆された物質を皮内に注入することを必要とするものである。

特許文献２、特許文献３、及び特許文献４は、切開によって角質層を裂くことを教示する。

米国特許第５，６７９，６４７号明細書 米国特許第５，００３，９８７号明細書 米国特許第５，８７９，３２６号明細書 米国特許第３，９６４，４８２号明細書

本発明は、擦過用微小突起物（「微小アレイ」又は「微小アブレーダ」）を含むアレイと、こうした微小アレイを用いて、動物の表皮、特に人間の表皮の角質層内を擦過する方法とに向けられる。本発明の微小アレイは、プラテンと、該プラテン上の不規則なパターンを含むパターンに空間的に配列された微小突起物とを備える。微小突起物が上に又は中に配置されたプラテンの形状、個々の微小突起物の形状及び寸法、並びに微小突起物の空間的配列も、本発明に含まれる。

本発明の一態様は、身体によって薬剤が吸収され利用されることができる十分な深さまで皮膚の角質層を通じた薬剤送達を高めるために、皮膚上の送達部位を準備する方法及び装置に向けられる。こうした準備は、微小擦過装置全体、又は微小擦過装置の１つ又は複数の擦過用微小アレイに回転運動を与えて角質層を崩壊させる装置を使用することによって行われる。あるいは、直線的な動きを用いて角質層を崩壊させることができる。

本発明は、不規則な配列及びパターン形成した配列のアレイの微小突起物と、１つ以上の生物活性物質の送達と同時に皮膚を擦過する方法と、を提供する。こうした生物活性物質には、ワクチン、調合薬、神経伝達物質、アレルゲン、鎮痛薬、核酸、アミノ酸、アミノ酸誘導体、ペプチド、又はポリペプチドが含まれるが、これらに限定されるものではない。本発明によって、多くの生物活性物質を送達することができる。例えば、核酸は、角質層の擦過と同時に送達されると、促進された遺伝子発現を示し、発現タンパク質に対するより一層の免疫反応を引き起こすことが発見された。同様に、擦過と同時に送達されるアレルゲンは、従来のアレルゲン試験法と比べて激しい免疫反応を引き起こす。生物活性物質は、例えば、該生物活性物質を擦過に先立って表皮の標的領域に置くことによって、擦過と同時に又は擦過直前に、送達することができる。

一般に、本発明に係る微小アレイが、少なくとも１つの主面を有するプラテンを備える。この面は、不規則にあるいは１つ以上のパターン及び配列で上に又は中に最適に配列され、液体物質を保持して角質層に送達すると同時に角質層を擦過するのに適した複数の微小突起物を有する微小突起物面である。本発明に係る微小突起物は、所望の組織又は標的組織を擦過するのに十分ないずれかの設計とすることができるが、少なくとも１つの掻取り端を有することが好ましく、当業者が認識する種々の方法によって形成され得る。

プラテンはまた、第２の主面すなわち取付面を含み、この面は、例えばユーザが把持するように配置されるか又は把持するようになった、アレイを皮膚に当てて皮膚に擦過溝を生成するために用いられるハンドル又は装置などのベース又は他の面に、該プラテンを取り付けるのに適している。好ましい使用法では、１つの微小アレイ又は複数の微小アレイは、皮膚上で回転させられる。

プラテンはさらに、使用の際にアレイの効果的な使用に悪影響を与えないような所望の表面形状を有するように成形されるか又は形成されるプラテン縁部を備える。本発明のこうした実施形態における縁部の好ましい形状には、微小突起物面を取付面に接続する傾斜、放射状、又は弧が含まれる。標的領域内の皮膚を伸長させることが望ましい他の実施形態においては、ベースと微小アレイとの間の移行部が皮膚をより大きく伸長させるように、該微小アレイに切り立った縁部を形成することができる。

少なくとも１つの掻取り端を含むことが好ましい複数の微小突起物が、プラテンの微小突起物面上に取り付けられるか、又は別の方法で該表面上に若しくはその中に配置される。微小突起物は、互いに間隔をおいて配置され、不規則に配列されるか、又は、所定の液体保持間隔に加えて、所望の物質を標的部位すなわち擦過部位内に維持するか又は保持することによって角質層又は他の層内への該物質の送達効率を最大にするように構成されたパターンで、配列される。微小アレイはさらに、効率的で一様な擦過部位が生じるように、擦過用微小突起物を擦過されることになる面に向かわせ、所定の及び規制された方法で角質層を擦過するために該微小アレイを使用するときには、アレイ上の又はその中の流体保持間隔とともに、送達されることになる物質を該微小アレイの範囲内すなわち擦過部位内に保持するのを助けることによって、該物質の移動又はずれを最小にするようになっている。

プラテンはまた、アブレーダが皮膚に押し当てられたときに皮膚の表面との接触を高めるようにするために、半球形にすることができる。半球形のプラテン、したがってアブレーダは、該アブレーダが皮膚に押し当てられたときに生成されるくぼみに合う。この半球形のアブレーダは、回転させて又は直線的に使用されたときに、擦過を向上させることができる。

従って、本発明の目的は、表皮などの組織を崩壊させるのに適し、擦過されることになる部位からのワクチン及び薬物などの物質の移動を最小にするのに最適な微小突起物アレイを提供することである。

同様に、本発明の目的は、様々な形状、長さ、及び幅を持ち、様々に組み合わせて、標的組織の特定の深さに送達されることが望ましい１つ以上の特定の物質のずれを最小にして該物質を標的領域内に保持するのに適するように、所定のパターンでアレイ内に又はその上に配置された微小突起物を提供することである。

これらの及び他の目的に従って、本発明は、物質を効率的に組織内に送達するためのアレイ状の微小突起物を提供する。

皮膚組織は、ワクチン及び遺伝子治療剤の送達のための絶好の標的部位を与える。遺伝子ワクチン及び従来型ワクチンのいずれの場合も、皮膚は、この組織内で見られる抗原提示細胞（ＡＰＣ）及びＡＰＣ前駆物質、特に表皮ランゲルハンス細胞（ＬＣ）の濃度が高いため、絶好の送達部位である。皮膚疾患、皮膚病及び皮膚癌の治療のために、幾つかの遺伝子治療剤が設計される。このような場合、治療剤を罹患した皮膚組織に直接送達することが望ましい。さらに、皮膚細胞は、エンコードされたタンパク質又はたんぱく質群が皮膚から離れた部位で活性化する遺伝子治療剤のための絶好の標的である。このような場合、皮膚細胞（例えば、ケラチン生成細胞）は、真皮乳頭層を介して体循環に迅速に吸収され得る治療タンパク質を生成する「バイオリアクタ」として機能することができる。他の場合には、皮膚から離れた疾患の治療のために、ワクチン又は治療剤を体循環に直接アクセスさせることが望ましい。このような場合には、真皮乳頭層を通じて全身に分布させることができる。

薬物又はワクチンの送達に対する抵抗を含む皮膚の一次バリア特性は、角質層と呼ばれる表皮の最外層に備わっている。表皮の内側の層は、一般的に、通常は顆粒層、マルピーギ層、及び胚芽層として区別される３つの層を含む。薬物若しくはワクチン又は他の物質が角質層の下に出現すると、本質的には、皮膚の次の層への拡散及び身体による最終的な吸収に対する抵抗力はない。

物質を生存表皮内に又は生存表皮を通して送達することは、幾つかの物質、特に幾つかのワクチンの身体による吸収を容易にするための効果的な方法となる可能性がある。本発明は、主に、より大量の生物活性物質又は薬剤のより迅速な吸収が起こるように、物質、特に薬剤を生存表皮内に又は生存表皮を通して送達することを容易にするための装置及び方法に向けられる。

ここで用いられるとき、「擦過する」という用語は、過剰な皮膚刺激を引き起こしたり、病原菌に対する皮膚のバリアを損なったりすることなく、皮膚の透過性を高めるために角質層の少なくとも一部を除去することをいう。これは、離れた穴の間に崩壊していない角質層領域を有する、角質層を通る穴を形成する「穿刺」とは異なるものである。

ここで用いられるとき、「侵入する」とは、角質層を完全に通り抜けて隣接層内に入ることなく、該角質層に入ることをいう。これは、角質層を完全に突き抜けて、皮膚の下層の界面を露出させるようにすることができないということではない。一方、貫通とは、角質層を完全に通り抜けて、角質層の下の隣接層に入ることをいう。

ここで用いられるとき、「取り付けられる」又は「取り付け」とは、固定するか、又は別の方法で１つの構成要素が別の構成要素に取り外し不可能に取り付けられるようにする、いずれかの手段又は方法をいう。この取り付けは、部品／構成要素の単一の、又はそうでなければ一体的な部品若しくは集合体として、個々の構成要素を共成型した形態又は別の方法で共に形成した形態をとることもできる。

本明細書と同日に出願された同時係属中の米国特許出願連続番号第１０／ 号（代理人事件整理番号７７６７−１９１６７０）は、好ましい回転装置に向けられており、その内容の全体は引用によりここに組み入れられる。

本発明の微小アレイは、微小突起物と、微小突起物の間隔と、他の流体保持機能又は流体配向機能とを備え、直線的に擦過するだけでなく、回転させて又は円形に角質層を擦過して、患者の角質層を通した物質の投与を促進するように特に構成されるものである。

本発明に係る微小アブレーダのアレイ面を回転させるための回転方法及び装置は、皮膚を擦過して表皮層内の表面積を増加させ、抗原提示細胞（ＡＰＣ´ｓ）、毛細管ドレナージ、又はリンパ・ドレナージ現象のいずれかによって直接取り込むことにより、被術者の身体内への物質、すなわち薬物又はワクチンの送達効果を改善することができる。好ましい実施形態においては、装置は、皮膚を擦過し、それにより角質層を貫通することなく角質層に侵入することができる。

好ましくは、所望の微小突起物のアレイを含む擦過面が、所望の皮膚領域に押し当てて回転させられる。本発明の結果として得られる皮膚の円形の擦過は、角質層を崩壊して生存表皮層の表面積を増加させ、送達される物質の、擦過面又は擦過部位の範囲からの移動又はずれを最小にし、投与濃度の著しい増加が達成されるようにする。本発明の微小アレイ構成は、円運動で用いられるときに、回転させて又は円形に擦過された領域内に投与量を維持しやすい。結果として、物質が付着部位から押し出されないため、本発明による円形又はスピン送達を用いることによって投与量をより狭い領域に限定し、結果的に身体の限られた部分に送達される物質を増加させることができる。例えば、本発明の一実施形態によれば、物質を１ｃｍ^２の円内に閉じ込めることができる。すなわち、実質的に直線状の往復技術を用いることによって擦過される面積は、円技術を用いて擦過される面積と比べて、約２倍広くなる可能性がある。被術者又は送達される物質に応じて、より狭い又はより広い擦過面積を用いて円形に送達することができ、微小アレイの構成が投与量を擦過部位から「押し出す」ことも、その位置をずらすこともないため、直線技術を用いたときと比べて、同じ擦過面でより狭い面積を擦過することになる。あるいは、各々がより狭い擦過面積を持つ皮膚の表面上の多数の部位を用いることもできる。

好ましい実施形態においては、本発明に係る微小アレイの各々のアレイはプラテンを含み、該プラテンの上に又は中に、微小突起物が配置されるか又は取り付けられる。このように、プラテンは、プラテン縁部と、１つ以上の微小突起物を上に又は中に装着するか、成型するか、固定するか、取り付けるか、又は別の方法で保持するのに適した微小突起物面とを含む。別の好ましい実施形態においては、プラテンは、該プラテンをベース又は他の面に取り付けるのに適した、プラテン縁部によって微小突起物面に接続される取付面をさらに含むことができる。

微小突起物の長さ及び厚さは、投与される特定の物質と、装置が使用されることになる場所の角質層の厚さとに基づいて選択される。好ましくは、微小突起物は、実質的に角質層を貫通すなわち通り抜けることなく、角質層に侵入する。微小突起物は、約５００ミクロンまでの長さを有することができる。適切な微小突起物は、約５ミクロンから約５００ミクロンの長さを有する。例示的な実施形態における微小突起物は、概ねピラミッド形状を有し、装置の面に対して垂直である。これらの形状は、擦過が所望の深さまで生じることを保証するという特定の利点を有する。好ましい実施形態においては、微小突起物は、中実の部材である。代替的な実施形態においては、微小突起物を中空にすることができる。

微小突起物１４を均一な間隔で縦横に配列して、擦過の際に皮膚に接触させ、角質層に侵入させるためのアレイを形成することができる。あるいは、微小突起物の極性アレイを利用することができる。皮膚の表面上又は組織内のいずれかに投与される物質に応じて、微小突起物の間の間隔を変えることができる。典型的には、微小突起物の横列は、１ミリメートル（ｍｍ）当たり約２から約１０の密度となるような間隔で配置される。一般的に、縦列と横列とは、１ｍｍ^２当たり約４から約１００の微小突起物密度となるように、アレイにおける微小突起物の間隔に実質的に等しい距離だけ間隔をあけて配置される。別の実施形態においては、微小突起物を円形パターンで配列することができる。さらに別の実施形態においては、微小突起物を不規則なパターンで配列することができる。縦横に配列されるときは、微小突起物の中心間の距離は、微小突起物の長さの少なくとも２倍であることが好ましい。一実施形態においては、微小突起物の中心間の距離は、微小突起物の長さ±１０ミクロンの２倍である。より広い間隔、すなわち、微小突起物の長さの３倍、４倍、５倍、及びそれより大きな倍数も含まれる。さらに、上述のように、微小突起物の構成は、微小突起物の高さが、それらの突起物が皮膚内に侵入する深さと比べて大きくなるようにすることができる。

本発明に係る微小突起物アレイのプラテンは、特に微小突起物面とプラテンとが一体的に形成される場合に、取付面と微小突起物面との間、すなわち、微小突起物面から、プラテンが固定されるか、成形されるか、又は別の方法で取り付けられる面までの間で測定した厚さを有することができる。プラテンの厚さは、必要に応じて、均一又は不均一にすることができる。例えば、幾つかの用途では、プラテンは、微小突起物アレイが表皮を擦過するのに用いられるときの圧力を変化させるか、又はベースの相補的な凹部にはめ込むために、楔形状にすることができる。あるいは、プラテンは、段付きにするか、又は様々な高さ及び深さの平坦部から構成することができる。本発明に係るアレイは、１つ以上の物質を動物の表皮などの組織内に送達するのに有用であり、特に、ホスト内に吸収させるためにワクチンなどの１つ以上の物質を角質層に送達するのに有用である。

本発明の方法を用いて投与されることになる物質は、擦過する前に又は擦過と同時に皮膚に付着させることができる。物質は、薬学的に許容可能ないずれかの形態で皮膚内に送達することができる。一実施形態においては、物質を皮膚に付着させ、次に、擦過装置を、皮膚及び物質上で円形にひねるか又は動かしながら皮膚に押し当てる。所望の結果を得る擦過を生じさせる最小限の下向きの力を用いることが好ましい。効果的な送達を達成するのに必要な擦過を得る力及び回転の量は、送達されることになる薬物又はワクチンに応じて決まる。当業者の一人であれば、通常の試験を通して、適切な量の薬物又はワクチンの送達を達成するための適切な力及び回転（従って、結果として生じる擦過）の量を決定することができるであろう。

一実施形態においては、物質を、乾燥形態で擦過面又はその隣接面に付着させるか、又は、付着に先立って送達装置の又はその内部の貯蔵リザーバ内に収容することもできる。この実施形態においては、物質によって被覆された擦過装置の使用前に、又は使用と同時に、還元液を皮膚の送達部位に付着させることができる。次に、物質が同時に又は後で皮膚の表面上で還元液に溶解して、擦過と同時に送達されるように、擦過面を皮膚に押し当てて回転させるか又は皮膚上で円形にこする。

一実施形態においては、還元液は、擦過装置に又は内部に収容され、該装置が擦過のために皮膚に当てられたときにプラテンの開口部を通して放出され、物質を溶解することができる。円形又は直線の擦過運動を用いるときに液体が擦過領域内部に閉じ込められるため、付着することになる物質の必要量に応じて、還元液の量を減らすこともできる。

本発明によれば、例えば、溝又は他の開口といった皮膚の崩壊が、被術者の皮膚上に円形に形成されることになる。微小アブレーダの擦過面領域が、プラテンにくぼみ又はチャネルを含む、長方形、正方形、又は他の形状の微小突起物アレイから構成される場合には、これらのチャネルは、微小アブレーダ装置を回転させるか又はひねるときに還元液又は活性物質を擦過される領域内に保持するように働き、その結果、回転する微小アブレーダの擦過面の遠心力による液体損失量を最小にすることができる。さらなる実施形態においては、チャネルを、プラテンの通路を介してアブレーダ内部のリザーバと交差させるか又は流体連通させることができるため、希釈／還元流体の液体物質は、擦過される領域内に留まりやすくなる。このように、円形擦過方法は、使用する還元液の量をより少なくすることができる可能性があり、物質も捕捉し、物質の取り込みのための表面積増加を示すことにもなる溝をアブレーダに形成することにより、従来の擦過方法で知られるような物質の急速な散逸を避けることになるため、物質損失が減少することを示唆するものである。

本発明に係る微小突起物アレイの形状は、標的組織内への物質の送達効率及び有効性を最適化する要因によって決定される。これらの要因として、送達されることになる物質の性質、物質が送達されることになる組織の性質、及び微小アレイが対象とする使用方法が挙げられる。例えば、人間の皮膚の変形に対する弾性及び抵抗は、本発明によって考慮される多くの形状の１つを特定の用途に対して選択するか又は適合させる際に考慮されるべき要因である。考慮されるべき別の要因は、アレイが取り付けられているベースの性質に関する要因、及びそのベースがどのように標的組織と相互作用するかに関する要因である。しかしながら、最も重要なことは、微小アレイに与えられる運動の方向は、該微小アレイが、皮膚を擦過し、投与されている物質を擦過部位に保持する機能をどの程度果たすかということに影響を与えるということである。

例えば上から見て、プラテン縁部に関するプラテンの全体形状は、重要な役割を果たす場合があり、多くの用途に適合させることができる。例えば、本発明に係る微小突起物アレイの幾つかの実施形態においては、プラテン縁部には角がない。そのような角のないプラテン縁部の例として、円、２つの焦点を有するような楕円、腎臓形、自由曲線、及び他の曲線が挙げられる。プラテン縁部は、接着剤で取り付けるのに適するように、滑らかにするか、傾斜を付けるか、リッジを付けるか、歯状にするか、又は粗くすることができる。本発明のプラテンは、上から見て、正方形、三角形、四角形、五角形、六角形、七角形、九角形、十角形、又は他のいずれかの規則的な若しくは不規則な多角形形状などの多角形とすることもできる。

本発明に係る微小突起物アレイの他の態様によれば、取付面は、アレイをベースに取り付けるための取り付け手段を含む。本微小突起物アレイと共に用いるためのベースは、微小アレイの取付面の対応する取り付け手段に係合するように作成され、構成される。適切な取り付け手段には、接着剤、ヒートステーク、ヒートシールタブ、スプライン、歯、スロット、スリット、グリッド、タブ、ピン、ドエル、リブ、ラグ、フランジ、ノッチ、スナップ、ねじ山、並びに、フック及びループファスナ対のフック及びループの少なくとも一方、のうちの１つ以上が含まれる。幾つかの好ましい実施形態においては、アレイの取付面は、ベースに対してアレイを位置合わせする位置合わせ手段を含むことができ、このベースは、該位置合わせ手段に係合するように作成され、構成される。

位置合わせ手段には、例えば、ヒートステーク、ヒートシールタブ、スプライン、歯、スロット、スリット、グリッド、タブ、ピン、ドエル、リブ、ラグ、フランジ、ノッチ、スナップ、並びに、フック及びループファスナ対のフック及びループの少なくとも一方、が含まれる。本発明のさらなる態様によれば、位置合わせ手段は、取り付け手段を含むことができる。例えば、微小突起物アレイの取付面に配置されたヒートステークを、対応するベース上で１つの配置にのみ合うように作成して構成し、該アレイをベースに対して所望の位置に合わせて取り付けられるようにすることができる。

成型、オーバーモールド、スタンピング、又は当該技術分野において認知されている別の方法などによって、プラテンを他の面又は装置と一体的に形成することもできる。これらの場合には、ベース面からプラテンの微小突起物面までの距離がプラテンの厚さであり、この厚さがプラテン縁部を構成する。

本発明に係る微小突起物アレイは、プラテンの微小突起物面が所望の形状のいずれかとなるように作成されるが、該アレイを用いて円形に又は回転させて擦過するときに、付着した液体物質の移動又はずれが最小になるように構成される。例えば、プラテンの微小突起物面は、実質的に平坦、凹形、凸形、円筒形、又は他の弓形の形状とすることができる。同様に、プラテンの取付面も、実質的に平坦、凹形、凸形、円筒形、又は弓形などの所望の形状のいずれかとすることができる。弓形プラテンの例として、微小突起物アレイ面が、放物面、球面、柱面、又は楕円面の少なくとも一部分に近いものが挙げられる。

プラテンの微小突起物面が実質的に平坦である本発明の最も好ましい実施形態においては、プラテンの取付面は、同じく平坦であり、該微小突起物面に実質的に平行に配置される。微小アレイ面と取付面とが共に実質的に平坦である他の実施形態においては、該取付面を微小突起物面に対して非平行に配置し、それにより楔形のプラテンを形成することができる。楔形のプラテン面、又はプラテンが配置されるアブレーダ装置面は、回転させて擦過する用途に使用するのに好ましい形状の１つである。

本発明に係るプラテンの弓形状は実質的にレンズ状の形状を含み、すなわち、プラテンの形状は、幾つかの種類の光学レンズの１つの形状に近い。本発明に係るレンズ形状の一例は、プラテンの取付面が実質的に平坦で、アレイ面が凸形となっている平凸である。レンズ形状の他の例には、取付面の弧とアレイ面の弧とが交差し、その結果鋭利な縁部を形成する収束メニスカス形状、及び、取付面の弧とアレイ面の弧とが交差しない分散メニスカス形状が含まれる。分散メニスカス・レンズ形状では、プラテン縁部におけるそれぞれの弧の間の距離は、中心から遠くで測定されるにつれて増加する。本発明に係る別の弓形状は、プラテンの弓形状が、あたかも円柱周りに形成されるように作られ、単一の軸の周囲のみに弧を描くという意味で、円柱状の湾曲である。

他の好ましい実施形態によれば、微小突起物面は、微小突起物ベース間に配置された１つ以上のチャネルを含むことができる。微小突起物面は、微小突起物ベース間に複数の連続又は不連続のチャネルを含むこともでき、このチャネルは、１つの方向か又は２つ以上の方向に配置され、しがって必要に応じて交差しないものとすることも、交差するものとすることもできる。他の好ましい実施形態においては、微小突起物面は、微小突起物ベース間に配置された少なくとも１つの凹部を含む。凹部又は凹部群は、微小アレイがそれぞれの受容者の皮膚上で回転させられるときに、活性物質、アジュバント、基剤、希釈剤、又は、物質若しくは基剤の溶剤といった材料を受け取るか又は蓄えるように作成し、構成することができる。

他の実施形態においては、プラテンの微小突起物面は、その面上に又は面内に、微小突起物がないか、又は、その密度すなわち面積当たりの微小突起物の数が隣接する領域より少ない領域を含むことができる。微小突起物のない領域又はその密度が小さい領域は、送達されることになる液体物質の大部分を、擦過領域若しくは擦過部位に向けて若しくはその内部に、又は好ましくは微小アレイ自体の範囲内に、保持するか又は方向付ける働きをする。

本発明に係る微小突起物を備えるプラテンには、ワクチンなどの活性物質を標的組織内に送達して、その物質の大部分を標的部位内部に積極的に保持するか又は閉じ込めるように、十分な長さと適切な形状とを持ち、特定の間隔を置いて配置された微小突起物が形成される。

本発明に係るプラテンは、少なくとも１つの微小突起物を含む。本発明の幾つかの好ましい実施形態においては、プラテンは、数十又は数百の微小突起物を含む。これらの微小突起物は、微小突起物のない領域、又は微小突起物の密度が高い領域及び低い領域を持つパターンを含む特定の様々なパターンで、プラテン上に配置される場合がある。好ましい記述では、微小突起物の各々は、ｉ）ベース中心部及びベース外周部を有する微小突起物ベースと、ｉｉ）微小突起物先端部と、ｉｉｉ）該ベース中心部から該微小突起物先端部までの微小突起物の長さを有する縦軸線とを含む。幾つかの好ましい実施形態においては、ベース外周部はベース辺縁部を含み、該ベース辺縁部は、縁部長さを有する縁部を含む。

幾つかの好ましい実施形態においては、微小突起物の縦軸線の幾つか又はすべては、プラテンの微小突起物面に対して実質的に垂直に配置される。他の実施形態においては、微小突起物の縦軸線の幾つか又はすべては、プラテンの微小突起物面に対して実質的に非垂直に配置される。このように、本発明に係る微小突起物を、プラテンの表面に対して様々な方法で配置することができる。

好ましい実施形態においては、微小突起物の長さは、微小突起物が表皮の角質層内に侵入するように意図された深さより長い。このような、微小突起物の長さが侵入するように意図された深さと比べて長い実施形態においては、深さを制御する１つの手段は、該微小突起物自体の形状、及び該微小突起物がプラテン上に形成される密度である。このように、微小アレイが用いられることになる標的組織に応じて、該微小アレイに加えられる圧力によって微小突起物の先端部が角質層内に侵入し、該微小突起物の長さが角質層の深さより長くてもそれ以上侵入しないような密度で、所望の微小突起物が形成され、分散される。例えば、高さと比較して幅の広いベースを有する円錐台の微小突起物の場合には、該微小突起物の弧面が標的組織に入る角度が急激に増加することによって、円錐台の広がった側面により生じる急激な圧力増加のため、微小突起物がその全体の深さまで侵入しなくなる。

本発明は、微小突起物の長さについて多くの置換形を提供する。本発明の幾つかの実施形態においては、微小突起物の長さは、互いに実質的に均一である。他の実施形態においては、微小突起物の長さは、互いに不均一である。このように、所望の使途及び侵入深さに応じて、本発明の微小アレイを特定の使途に適した寸法で製造することができる。例えば、微小突起物の長さがプラテン縁部から微小突起物アレイ中心部にかけて長くなり、それによって微小突起物の先端部が、例えば球体、円柱又は楕円体の一部などの概ね所望の形状になるように、該微小突起物の長さを該プラテン縁部から該微小突起物アレイ中心部にかけて変化させて作ることができる。他の用途においては、例えば、プラテン自体が半球形であり、微小突起物の相対的な長さを、微小突起物先端部の半球形の程度がプラテンの半球形より小さくなるようにする場合には、微小突起物の長さを、プラテン縁部からアレイ中心部にかけて次第に短くすることが望ましい場合がある。

本発明の微小突起物は、その目的とする使途に適した長さで設けられる。例えば、人間の表皮の角質層内に侵入させる際に使用する場合には、長さは、５ミクロンから５００ミクロンの範囲内であることが好ましい。微小突起物の長さは、５０ミクロンから３００ミクロン、又は１４０ミクロンから２５０ミクロンの範囲内であることがより好ましく、１６０ミクロンから２２０ミクロンの範囲内であることが最も好ましい。

本発明のさらに付加的な態様によれば、微小突起物の形状と、プラテンに対する該微小突起物の関係とを、該微小突起物が組織内に侵入する深さが制御されるように調整することができる。例えば、微小突起物は、該微小突起物の長さが複数の微小突起物の組織内への侵入深さを決定しないように、プラテンの微小突起物面上に又はその中に作成され、構成される。逆に、微小突起物を、該微小突起物の長さが複数の微小突起物の組織内への侵入深さを決定するように、プラテンの微小突起物面上に又はその中に作成し、構成することができる。

このように、微小突起物の長さ、形状、掻取り端の数、及び密度を制御することによって、侵入の深さ、組織の崩壊の程度、及び液体保持容量が、物質を標的組織内に送達するのに望ましい範囲になるようにすることができる。本発明の微小突起物は、単一の長さ又は多様な長さを、不規則に又は一定のパターンで配列させることができる。微小突起物のパターン形成されたアレイを使用する実施形態においては、プラテン、微小突起物、又はその両方を、組織に対して該アレイを配向するのに適した１つの方向性のある記号又は模様を形成するように配列するか又は配置することができる。こうした記号及び模様の例として、例えば、矢印、三角形、Ｖ字形パターン、星印、飛行機のプロペラ、及び他の記号を挙げることができ、これらの記号及び模様は、方向性を持たせて配列されるか又はプラテンの縁部上に若しくはその近傍に配置され、それによりベース上の微小突起物アレイの適切な位置、又は、装置を組織に対して動かすべき１つ又は複数の方向のいずれかを示す。

このように、本発明の微小突起物は、装置の特定の用途に応じて、実質的に均一又は不均一な長さのものとすることができる。プラテンの縁部の変形体も、本発明の範囲内である。プラテンの縁部は、平坦なベースに対してすべての箇所で垂直な面を形成するように、例えば弧状又は円筒形の滑らかなものとするか、又は、レンズ状のプラテンにおける収束メニスカスによって形成されるような鋭利なものとすることができる。

微小突起物は、投与されている物質と反応しないプラスチック材料から製造することができる。適切なプラスチック材料のリストの一部として、例えば、当該技術分野において知られている、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエステル、及びポリカーボネートが挙げられる。あるいは、微小突起物を、ステンレス鋼、タングステン鋼、ニッケル合金、モリブデン、クロム、コバルト、チタン、及びそれらの合金などの金属、又は、シリコン、セラミクス、及びガラスポリマーなどの他の材料から製造することができる。金属の微小突起物は、当該技術分野において知られているような、シリコン・ウエハのフォトリソグラフィ・エッチング又は先端にダイヤモンドのついたミルを用いる微細加工と同様の様々な技術を用いて、製造することができる。微小突起物はまた、当該技術分野において知られているような標準的な技術を用いるシリコン・ウエハのフォトリソグラフィ・エッチングによって製造することができる。例えば、引用によりここに組み入れられる２００２年７月１２日出願の米国特許出願第１０／１９３，３１７号に記載されるように、微小突起物を射出成形工程によってプラスチックで製造することもできる。当業者であれば、微小突起物を作成する他の代替的な方法を認識するであろう。

特定の用途ついて望ましい場合には、送達されることになる物質を、組織内への送達に適したいずれかの形態の微小突起物の幾つか又はすべての上に与えることができる。例えば、物質は、乾燥させたコーティング若しくは部分的に乾燥させたコーティング、液体、ゲル、粉末、ビード、又はエマルジョンの形態で与えられる場合がある。

本発明は、非円形パターンの微小突起物も提供する。例えば、本発明に係るパターンは、各々が軸線を有する微小突起物の列からなるパターンを含む。微小突起物は、幾つかの列に対して互いにずらすことができる。それぞれの列の各々にある微小突起物を、列の軸線に対して同じ向きに配向するか、又は異なる向きに配向することができる。

本発明に係る微小突起物アレイは、取付面から微小アレイ面までプラテンを通る孔をさらに含むことができる。この孔は、例えば、プラテン中央部、プラテン縁部付近、又はその間のどこかといった、プラテンの任意の場所に配置することができる。この孔の寸法は、物質をプラテンの微小突起物面の近くに又はその上に供給するのに十分な所望の寸法のいずれかとすることができる。幾つかの実施形態においては、プラテンは、微小突起物の間に又はそれらを通して配置され得る複数の孔を含む。こうした実施形態においては、複数の孔は、不規則に、又は、ベース上に若しくはその中に配置される１つ以上の空隙に対応するように配列されるようなパターンで、配置することができる。他の実施形態においては、プラテン内に配置されたチャネル、又はプラテン内に配置された凹部と連通するように、複数の孔を配置することができる。さらに別の実施形態においては、複数の孔を、プラテンの縁部近くに配置することができる。

本発明の微小突起物は、標的組織内への物質の効果的な送達に適したいずれかの形状にすることができる。１つの特定の好ましい実施形態においては、微小突起物は、該微小突起物のベースから該微小突起物の先端部まで延びる弧面を各々が含む円錐台である。好ましくは、本発明の円錐台微小突起物の各々は、３つ以上の弧面を含む。より好ましくは、各々の円錐台微小突起物は３つから６つまでの弧面を含み、該弧面のいずれか２つの交差部分は、各々の円錐台が少なくとも１つの掻取り端を含むように掻取り端を形成する。本発明の幾つかの好ましい実施形態においては、弧面の少なくとも幾つかは、化学エッチング又は成型によって形成される溝又はバンプなどの加工面を含む。弧面に形成された溝の場合には、それらの溝を、プラテンの微小突起物面に実質的に平行又は非平行な角度で、配置することができる。さらに、こうした弧面に形成された溝又はテクスチャを、送達されることになる物質などの材料、希釈剤、又は物質などの成分を受け取り、保持するように作成し、構成することができる。

各々の微小突起物の軸線は、微小突起物のそれぞれのベースの中心からそのそれぞれの先端部の中心を貫いて配置される。本発明の微小突起物は、該微小突起物の長さと比べて相対的に広いか又は相対的に狭いベースを有することができる。したがって、微小突起物のそれぞれの先端部間の距離を、該先端部の相対密度を説明するのに用いることができる。例えば、微小突起物が、４つの微小突起物の先端部が正方形の４つの角を形成する正方形グリッドなどのグリッド状に配置されるときは、それぞれの先端部間の距離を密度インジケータとして用いることができる。本発明に係る微小アレイ・グリッドの好ましい一実施形態においては、微小突起物の先端部間の距離は、好ましくは１００ミクロンから８５０ミクロンの範囲若しくは１８０ミクロンから５００ミクロンの範囲であり、より好ましくは３８０ミクロンから４５０ミクロンの範囲である。他の実施形態と同様に、本発明によって考慮されるパターンは、平坦な又は湾曲した表面上に配置することができ、異なる長さの微小突起物を含むことがある。

本発明に用いる微小突起物は、平らな先端部を含むように形成される場合がある。例えば、平らな先端部は、酸エッチング、又は、成形後の平坦化若しくは当業者に公知の他の方法による結果として得ることができる。平らな先端部を、微小突起物の縦軸線に実質的に直角に配置するか、又は縦軸線に対して鋭角で配置することができる。本発明の幾つかの実施形態においては、平らな先端部は、弧面と該平らな先端部との間の交差部分に形成されるメサ構造を含む。メサ面は、微小突起物の縦軸線に実質的に直角に又は縦軸線に対して鋭角に、配置することができる。さらに、メサ構造は、例えば弧面と平らな先端部のメサとの交差部分によって形成される少なくとも１つの掻取り端、又は、１つ以上の弧面とメサ構造の平らな面との交差部分によって形成される掻取りリムを含むことができる。好ましくは、弧面及びメサ面といったいずれか２つの面の交差部分は、掻取り端を微小突起物に形成する。

本発明の他の有利な特性によれば、微小突起物は、円錐台以外の形状を有することができる。例えば、微小突起物は、各々がプレートの取付面に実質的に直角に配置される中心軸を有する直円錐などの円錐を含むことができる。このような円錐形の微小突起物は平らな先端部を含む場合があり、該平らな先端部は、該微小突起物の縦軸線に実質的に直角に又はその軸線に対して鋭角に、配置される場合がある。円錐形の微小突起物の平らな先端部は、実質的に平坦なメサ面を有するメサ構造を含むことができる。好ましくは、メサ面は、微小突起物の縦軸線に実質的に直角に、又は微小突起物の縦軸線に対して鋭角に、配置される。好ましくは、メサ構造は、メサ面と微小突起物の軸の少なくとも１つの面との交差部分によって形成される、少なくとも１つの掻取り端又は掻取りリムを含む。

さらなる利点として、本発明は、本発明の微小突起物アレイを用いて、例えばワクチン、アレルゲン、又は免疫原を人間の皮膚の角質層に送達するというように、１つ以上の物質を標的組織内の所望の深さに送達するための方法を提供する。好ましい一実施形態においては、本発明に係る方法は、Ｉ）複数の微小突起物を上に又は中に取り付けるのに適した微小突起物面、及び、該微小突起物面を取付面すなわちアブレーダのベース面に接続するプラテン縁部を含むプラテンと、２つ以上の該微小突起物の間に位置するチャネル間隔と、該プラテンの該微小突起物面の中に又は上に取り付けられた複数の微小突起物とを備え、該微小突起物の各々が少なくとも１つの掻取り端を含むことを特徴とするマイロ突起物アレイを準備し、ＩＩ）該微小突起物アレイを組織の表面上で又は表面を横切って円運動で動かして、該表面の擦過を行うステップを含む。

本方法は、送達されることになる物質又は物質群が、微小突起物の少なくとも幾つかの上に、又は、溝若しくはチャネルなどの該微小突起物ベース間の空間若しくは空隙に与えられる変形体を含む。本方法の他の好ましい実施形態においては、微小突起物アレイは、皮膚又は他の組織をより効率的に擦過するのに用いることができるように、ベース又はハンドルに取り付けられる。

ここで、図１から図８を参照して、本発明の例示的な実施形態を説明する。ここで開示されるように、本発明のプラテン、微小突起物、及びパターンの置換形は、本明細書で例示するには多すぎる。それにもかかわらず、当業者であれば本開示から理解することになるように、本発明の微小アブレーダの多くのバリエーションを、過度の実験を伴うことなく本明細書を参照して実施することができる。

図１を参照すると、微小突起物アレイ１０１は、複数の三角錐台の微小突起物１０が上に配置された、プラテン縁部１０７を有する実質的に平坦なプラテン１０２を含む。微小突起物１０は、平行な列に位置合わせされ、微小突起物１０のそれぞれのベース縁部が概ね直線になるように各々が配向される。三角錐台の微小突起物１０は、接着剤、熱溶接、電子ビーム溶接によってプラテン１０２の微小突起物取付面１０５に取り付けられるか、又は、当業者であれば分かるように、該プラテン１０２と共成型するか若しくは別の方法で一体的に作成することができる。あるいは、リソグラフィ形式のプロセスを用いて、円錐形台の微小突起物を作成することができる。典型的には、本発明に係るプラテンのようなプラテンは、約１ｃｍ^２から約４ｃｍ^２の表面積を有する。本発明は、小さなメサで終端する三角錐台の微小突起物１０に限定されるものではなく、先のとがったタイプの微小突起物にも適用することができる。メサの種類のさらなる設計は、引用によりここに組み入れられる米国特許第６，３３１，２６６号明細書に記載されている。

図２は、図１に示される微小突起物アレイの斜視図であり、実質的に平坦な取付面１０３を、上に又は中に配置させた多数の三角錐台微小突起物１０を有する実質的に平坦な微小突起物面１０５と接続する、傾斜付きのプラテン縁部１０７を示すものである。図３は、図１及び図２に示される微小突起物アレイの側面図であり、傾斜付きのプラテン縁部１０７によって実質的に平坦な微小突起物取付面１０５に接続された実質的に平坦な取付面１０３を示す。図３はまた、多数の三角錐台微小突起物１０及びそれらの互いの相対間隔を示す。

図４は、円形の又は回転させる用途に用いるために構成された本質的に正方形又は長方形の微小突起物の微小アレイ１０１を示し、プラテン１０２を含むものである。この実施形態のプラテン１０２及び微小突起物取付面１０５は、微小突起物を含む領域１０６と、いずれの微小突起物もない領域１０８とからなる。領域１０６及び１０８は、図４に示されたものと比べて大きいか又は小さいプラテン１０２の割合を構成してもよく、依然として本発明の範囲内となり得る。微小突起物のない領域１０８と微小突起物を含む領域１０６との組み合わせによって、微小アレイ１０２には２枚羽根のプロペラの外観が与えられていることが注目される。複数の羽根を持つ他の設計、すなわち多数の微小突起物を含む領域及び微小突起物のない領域（又は微小突起物の密度を減少させた領域）を構成することも可能であり、これは依然として本発明の範囲内である。

図５は、アレイ１０１の代替的な実施形態を示す。示されたアレイの形状は円であるが、特定の用途について望ましいいずれかの形状を有することができる。領域１５５は、微小突起物１０がなく、単に微小突起物がない領域とするか又は凹部もない領域とすることができ、擦過の際に付着することになる液体物質のための供給リザーバとして機能する。領域１５５は、擦過の際に又はその前に活性物質を供給するための、下にある物質供給リザーバ（図示せず）への流体通路（図示せず）を含むこともできる。

図６は、図５のアレイのさらに修正された実施形態を示す。図６のアレイは、図５のリザーバ領域１５５を含むが、流体物質を最小限の流体移動でアレイの範囲内に保持するように、該物質を保持し、方向付けるのに役立つチャネル１５８も含む。

図５及び図６の微小突起物１０の配置は、弓形であり、投与されることになる液体物質を擦過部位内に又は最も好ましくはアレイ自体の範囲内に保持するのに役立つように構成される。

図７は、擦過装置の下層ベースに取り付けられるか又はそれと一体的に形成されたプラテンを持つ微小アレイの好ましい実施形態を示すものであり、この擦過装置は、先にその内容が引用により組み入れられ、本出願と同時に出願された同時係属中の出願連続番号第１０／ 号（代理人事件整理番号Ｐ−５３６９Ａ ７７６７−１９１６７０）で開示され、請求されている。この実施形態においては、プラテン縁部１０７は約２０°から約７０°、より好ましくは約３０°から約６０°の角度で傾斜が付けられ、微小突起物面１０５からベース１６０までの距離を含む。微小突起物面１０５は、１ｃｍ^２当たりおよそ４００の微小突起物密度となる約２００μから約８００μの微小突起物間の間隔を持つ個々の擦過用微小突起物１０の層（図８には示さず）を含む。微小突起物面１０５はまた、すべての半径において等しいスイープ面積を与える逆テーパを有する。微小突起物面が、半径が増加するにつれて幅広くなるか又は均一な幅であるとすると、円形に擦過される領域の外縁部は、回転軸により近い領域と比べて、大きく擦過されることになる。プラテン１０２は、付加的な傾斜付き縁部１１１も含む。この実施形態においては、微小突起物のない空間１０８はリザーバとして機能する。この実施形態においては、流体物質供給ポート１６２は、内部の流体貯蔵リザーバ（図示せず）から、投与されることになる物質を供給する。

プラテン縁部１０７と組み合わせた微小突起物のない領域１０８、並びに微小アレイの形状及び構成は、回転中に生成される遠心力を打ち消して、液体物質を該アレイの中心部に向けて引き寄せ、方向付けることになる。

図８は、本発明の代替的な実施形態を示すものであり、図１の形態と似ているが、図８の実施形態と図１の実施形態との違いは、この実施形態が微小突起物１０の極性アレイを使用し、必要に応じて異なる設計の半径方向最外リング１８０を有することである。本発明のこの実施形態は、この場合には中心から半径方向３列目にある前方リング１８２と実質的に同数の微小突起物を持つ最外リング１８０上の減少させた微小突起物１０数を利用する。この設計は、最外リング１８０の微小突起物１０の間の間隔が大きくなるという効果がある。あるいは、アレイの微小突起物中心部を、薬物リザーバに流体連通する薬物流出ポートと置き換えることもできる。

図９は、本発明の代替的な実施形態を示すものであり、先の実施形態と同様のプラテン１０２設計に基づいている。図１の実施形態との違いは微小突起物１０のパターンにあり、この実施形態においては、このパターンは、極性性質をもつ反復パターン設計である。図にはブロック１９０が示されており、これは、次に複製され、プラテン１０２の半径方向中心部の周りに回転させられる微小突起物１０をグループ化したものである。プラテン１０２の半径方向中心部におけるブロック１９０の頂点は、およそ６０°の角度を有する。プラテン１０２の表面全体にわたって完全なパターンの微小突起物を形成するために、ブロック１９０を６回回転させて複製し、示されるような３６０°のパターンを形成する。こうした設計の利点の１つは、隣接するブロック１９０の間にチャネルを形成することができるように、角度「Ａ」を選択できることである。例えば、微小突起物のブロックが、８６°の角度「Ａ」をもつように形成され、さらにおよそ３６０°周りに４回回転させて複製されるとすると、隣接するブロック間には４°の微小チャネルが存在することになる。プラテンの通路を介してアブレーダの内部リザーバと流体連通するこれらの微小チャネルは、流体を方向付けるのに使用され、そのため、希釈／還元流体の液体物質は、擦過領域内に留まるようになる。第２の例においては、１８０°のブロック角度「Ａ」を用い、微小突起物を円形プラテンの直径（又は弦）から離れた位置に配置することができる。これを複製して回転させ、合計２回複製すると、プラテンの直径を横切って単一の帯状微小チャネルが形成される。この微小チャネルは、薬物送達のために利用するか、あるいは、プラテンをハンドルに組み込むための方向性のある組立構造として利用することができる。

図１０は、プラテン面１０５が様々な高さの多数のプラテン面１０５Ａから１０５Ｄである、本発明の別の実施形態を示す。図に示されるように、プラテン１０５Ｂはプラテン面１０５Ａと比べて高いが、このことは必須ではなく、プラテン面１０５Ｂの高さをプラテン面１０５Ａと比べて低くするといったように、逆にすることもできる。この図では、合計４つのプラテン面が示されるが、所望の擦過効果に応じて、より多くの又はより少ないプラテン面を本発明に使用することができる。プラテン面は、１０７Ａから１０７Ｄとして示される多数の縁部によって相互接続される。プラテン面１０５Ａから１０５ｎ．ｓの各々の間の高さの差は、５μｍから１０００μｍまで、好ましくは２５μｍから５００μｍまで、より好ましくは７５μｍから２００μｍまでである。微小突起物１０のパターンは、この用途で検討される設計レイアウトのいずれかとすることができるが、極性を持つ型式の設計を使用することが好ましく、このパターンは、擦過処理及び薬物送達処理が最良に実行されるように種々のプラテン面１０５Ａから１０５ｎ全体にわたって使用される。

図１１は、レンズ状に形成されたプラテンの顕微鏡写真である。微小突起物アレイ１０１は、先の実施形態の実質的に平坦なアレイがレンズ形微小突起物アレイに形成されるように形成される。その形成は、図１２Ａ及び図１２Ｂから分かるように、微小突起物の劣化がないようにする。図１２Ａは実質的に平坦な微小突起物アレイ１０１を示すものであり、該アレイは図１２Ｂのレンズ状微小突起物アレイに形成される。図１２Ｂは、当初の予想よりも微小突起物１０の形状及び形態の劣化がなく、プラテン面１０５の劣化がないことを示している。顕微鏡写真の中の物体１０５１は、異物であり、本発明の作用には無関係である。

図１１の微小突起物アレイ１０１を形成するための概略的な工程は、以下の通りである。頂部ブロック及び底部ブロックを有する分割式固定具を使用して、図１２Ａの微小突起物アレイを保持する。実質的に平坦な微小突起物アレイ１０１を、微小突起物１０を下に向けた状態で、底部ブロックに固定して設置する。微小突起物アレイ１０１を、該微小突起物アレイ１０１を塑性変形させることができる温度まで均一に加熱した後、頂部ブロックの成形マンドレルを該微小突起物アレイ１０１の上に下ろす。頂部ブロックを底部ブロックの上に下ろして、停止地点に到達させた後、微小突起物アレイ１０１は、成形マンドレルの形状に塑性形成される。次のステップでは、レンズ形状であることが好ましい成形マンドレルの幾何形状が実質的に維持される温度まで、微小突起物アレイ１０１を冷却する。図１１で分かるように、この工程は、微小突起物アレイ１０１の中心部から該微小突起物アレイ１０１の縁部にかけて、全体の高さがおよそ０．０４０インチ（１．０２ｍｍ）から０．１０インチ（２．５４ｍｍ）まで変化する僅かに半球形の部分を作る。概説した工程は、造形された微小突起物アレイを形成するための工程の代表的なものであるが、これは唯一の工程ではなく、当業者であれば、工程の順序及びパラメータを変更して、実質的に同じ結果、すなわち頂点及びプラテン面の損傷が最小限の成形微小突起物アレイを得ることができる。

図１３は、プラテン１０２の全表面に対する薬物リザーバの流体連通を高めるように微小チャネル３０５を設計した本発明の別の実施形態を示す。薬物オリフィス３６２は、薬物リザーバに流体連通し、直径はおよそ０．００８インチ（０．２０３ｍｍ）である。微小突起物１０がないことに加えて、微小チャネル３０５は、必要に応じて、該微小チャネル３０５の流体誘導特性を高めるようにプラテン１０２内にくぼませられている。微小チャネル３０５は、幅がおよそ０．０１１インチ（０．２７９ｍｍ）であり、オリフィス３６２から半径方向に延びる。オリフィス３６２は、薬物リザーバに流体連通し、同時に微小チャネル３０５に連通する。代替的に、多数のプラテン設計を使用して、微小チャネルを形成することができる。

微小アレイの形状及び構成以外に、様々な特徴を作る材料が、アレイが擦過し、流体移動を制限する作用をどの程度良好に果たすかということに影響を与える。材料が疎水性で、投与される物質が水ベースである場合には、この材料の性質はアレイの設計特性を相殺する可能性があり、アレイが水を多く含む材料で作られた場合には、該アレイは、より多くの流体を移動させることができるであろう。当然のことながら、必要に応じ、材料の性質を変えて、より疎水性にするか又はより親水性にするように、材料処理を行うことができる。

幾つかの実施形態を示して本発明を説明してきたが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲で定められる本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更及び修正を行うことができることを理解するであろう。

本発明に係る円形微小アレイの上面図である。 図１に示されるものと同様の微小突起物アレイの斜視図である。 図２に示されるアレイの側面図である。 回転用途のために構成された、本発明の微小アレイの一実施形態の上面図である。 円形用途又は回転用途のための微小アレイの別の実施形態の上面図である。 図５に示すアレイの、チャネルが付加された別の実施形態の上面図である。 微小突起物のない領域と微小突起物を含む隆起面とを含む微小アレイの好ましい実施形態の斜視図である。 微小アレイの別の実施形態の上面図である。 微小アレイの別の実施形態の上面図である。 微小アレイの別の実施形態の上面図である。 半球形状の微小アレイの別の実施形態の顕微鏡写真である。 半球形工程前の図１１の実施形態の顕微鏡写真である。 図１１の実施形態の詳細な顕微鏡写真である。 送達の際に薬物を流すための微小チャネルを含む本発明の別の実施形態の顕微鏡写真である。

Claims (14)

1. 流体物質を組織内に回転させて送達するための微小突起物アレイであって、
   複数の微小突起物を上に又は中に取り付けるのに適した微小突起物面と、厚さを有するプラテン縁部とを含む少なくとも１つのプラテンと、
   前記プラテンの前記微小突起物面の中に又は上に取り付けられ、各々が少なくとも１つの掻取り端を含む複数の微小突起物と、
   前記微小突起物の間の間隔と、該微小突起物の間の１つ以上の凹部と、微小突起物のない１つ以上の領域と、微小突起物密度を低下させた１つ以上の領域と、前記物質を前記アレイの内部に向けて方向付けるのに適したパターンで前記プラテンに取り付けられた微小突起物の１つ以上の領域と、該プラテンの微小突起物取付面の１つ以上のチャネルと、これらの組み合わせとからなる群から選択される、少なくとも１つの流体物質保持手段と、
   を備えることを特徴とするアレイ。
2. 前記物質を方向付けるのに適した取り付けられた微小突起物のパターンは、微小突起物密度の異なる領域を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアレイ。
3. 前記微小突起物の各々は、
   ベース中心部及びベース外周部を有する微小突起物ベースと、
   微小突起物先端部と、
   前記ベース中心部から前記微小突起物先端部までの微小突起物長さを有する縦軸線と、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のアレイ。
4. 前記微小突起物面は、前記微小突起物ベース間に配置された複数のチャネルを備えることを特徴とする、請求項１に記載のアレイ。
5. 前記微小突起物長さは、前記プラテン縁部からアレイ中心部にかけて変化することを特徴とする、請求項１に記載のアレイ。
6. 前記プラテン縁部の前記厚さは、該プラテン縁部の最も外側の部分から前記プラテンの中心部にかけて変化することを特徴とする、請求項３に記載のアレイ。
7. 前記少なくとも１つのプラテンは、回転式アブレーダ装置の表面と一体であることを特徴とする、請求項１に記載のアレイ。
8. ２つ以上のプラテンをさらに備え、該プラテンに又はその上に微小突起物が取り付けられていること特徴とする、請求項１に記載のアレイ。
9. 前記少なくとも１つの流体物質保持手段は、前記２つ以上のプラテンの間に配置されること特徴とする、請求項８に記載のアレイ。
10. アブレーダ装置を介して物質を皮膚内に送達するための方法であって、
    擦過用微小突起物の少なくとも１つのアレイであって、アブレーダ・ハウジングと前記アレイを回転させるのに適した機械的回転手段とを備えるアブレーダ装置に取り付けられたアレイを、被術者の皮膚上の送達部位に位置決めし、
    前記被術者の角質層を貫通することなく前記角質層を崩壊させ、該角質層に実質的に侵入させるのに十分な力で、微小突起物の前記アレイを該被術者の皮膚に当てて機械的に回転させ、
    前記アレイの前記機械的回転に先立って、又はそれと同時に、液体物質を前記送達部位における前記被術者の皮膚に付着させ、
    前記アブレーダ装置を前記送達部位から取り外す、
    ステップを含み、
    前記少なくとも１つの微小突起物アレイは、中に又は上に取り付けられた複数の微小突起物を有する微小突起物面と、厚さを有するプラテン縁部とを含む少なくとも１つのプラテンをさらに備え、該微小突起物アレイは、前記微小突起物の間の間隔と、該微小突起物の間の１つ以上の凹部と、微小突起物のない１つ以上の領域と、微小突起物密度を低下させた１つ以上の領域と、前記物質を該アレイの内部に向けて方向付けるのに適したパターンで前記プラテンに取り付けられた微小突起物の１つ以上の領域と、該プラテンの微小突起物取付面の１つ以上のチャネルと、これらの組み合わせとからなる群から選択される少なくとも１つの流体物質保持手段をさらに備えることを特徴とする方法。
11. 前記アブレーダ・ハウジングは、前記微小突起物のアレイを囲み、上部ハウジングと、下部ハウジングと、内側ハウジングと、外側ハウジングと、それらの組み合わせとからなる群から選択される少なくとも１つのハウジング要素を備え、前記少なくとも１つのハウジング要素の少なくとも１つは、該微小突起物アレイの機械的回転の際には静止しており、前記アブレーダ装置が前記被術者の皮膚に当てて位置決めされたときには、前記少なくとも１つの静止ハウジング要素は、該微小突起物アレイを前記送達部位の皮膚に当てて機械的に回転させる際に該送達部位の皮膚が動きにくくすることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記機械的回転の際に、前記アブレーダ装置を所定の大きさの力で前記被術者の皮膚上の前記送達部位に当てるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
13. 前記アブレーダ・ハウジングは、前記送達部位における前記被術者の皮膚に解放可能に取り付けられ、前記微小突起物アレイを機械的に回転させる際に前記皮膚を張った状態に保つことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
14. 前記物質は、前記アブレーダ装置が前記送達部位に位置決めされた後で、該送達部位における患者の皮膚に付着させられることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
    

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