図1及び2は、本発明による突起11,21を備えたパッチ10,20の断面を示す。突起11,21は、以下ではマイクロ針として言及されるだろう。
マイクロ針11,21は、人間または動物の体の生物学的膜に穴をあけるために配置される。最も重要な膜は皮膚であるだろうが、内部膜のような他の膜も同様に考えられる。皮膚に関して、本発明で意図される皮膚に穴をあけるという表現は、表皮の少なくとも角質層を通しての侵入を言う。
上記を考慮すると、遠位側及び遠位方向という用語は、(穴をあけられる)目標膜でのまたはそれに向けての位置または方向を示す。近位側及び近位方向いう用語は、目標膜とは反対のまたはそれから離れる位置または方向を示す。
マイクロ針11,21は、ベース表面12,22から突出または突き出し、かつ先端13,23で終わる。マイクロ針11,21及び先端13,23は、遠位方向にまたはそれに沿って配向される。従って、先端13,23は、考えられる生物学的膜の穴あけが可能であるようなものであるべきである。ベース表面12,22と先端13,23の間の距離(すなわち針の長さ)は、特に意図された侵入の深さに依存し、皮膚の神経支配部に穴をあけるのを避けるために好ましくは2000μmより小さいかまたはそれに等しく、好ましくは1500μmより小さいかまたはそれに等しく、好ましくは1000μmより小さいかまたはそれに等しい。前記距離(長さ)は、角質層に十分に侵入するために好ましくは少なくとも100μm、より好ましくは少なくとも200μm、より好ましくは少なくとも500μm、最も好ましくは少なくとも700μmである。
ベース表面では、(ベース表面に局所的に平行な)マイクロ針の断面は、1000μmより小さいかまたはそれに等しい外部直線寸法(例えば外部直径)を持つことができる。マイクロ針の断面は、ベース表面で250μmより大きいかまたはそれに等しい外部直線寸法を持つことができ、この寸法は500μmより大きいかまたはそれに等しいものであることができる。ベース表面では、マイクロ針の断面は100μm〜600μm、好ましくは150μm〜600μm、より好ましくは150μm〜500μm、さらにより好ましくは150μm〜400μmの範囲にある外部直線寸法を持つことができる。
マイクロ針の外部形状は、その最も広い解釈では円錐形形状を持つことができる(すなわち、多角形(ピラミッド)、円形などのいずれかの形状のベースを持つ)。それは双曲面形状のものであることができる。これらの形状は、先端端部で切頭されるかまたは丸くされることができる。他の形状、または上記形状の組み合わせも可能である。マイクロ針の外部形状は、有利には直円錐の形状を持つことができる。円錐先端は、切頭されるかまたは丸くされることができる。
隣接マイクロ針11,21間の相互距離は、(中心線間で測定すると)好ましくは500μm〜2000μmの範囲にある。
各マイクロ針11,21は内部中空部14,24を与えられており、その周りに外殻111,211が配置されている。外殻111,211は遠位側で中空部の覆いまたはカバーを形成し、従ってマイクロ針11,21の壁を形成する。中空部14,24はベース表面12,22に向けて開放しており、マイクロ針の長さの少なくとも50%、好ましくは少なくとも55%、好ましくは少なくとも60%、好ましくは少なくとも75%に沿って延びる。
本発明によれば、外殻111,211は、特にベース表面12,22(の遠位側)と先端13,23の間で、実質的に一定の厚さを持つ。従って、外殻の厚さは、マイクロ針の軸に沿った方向及び中心線の周りで接線方向の両方で実質的に一定である。強度の理由のため、先端は、外殻に比べて増大した厚さを持つことができる。
本発明では、厚さは、平均値についての厚さ変動(正及び負の方向の両方)が有利には20μmを越えない、有利には15μmを越えない、有利には10μmを越えない、有利には7.5μmを越えないときに実質的に一定として言及されるだろう。有利には、平均値についての厚さ変動(正及び負の方向の両方)は、最小の許容可能な変動が上に示された絶対値の中から選択されることができるにもかかわらず、平均値の15%を越えない、有利には平均値の10%を越えない、有利には平均値の5%を越えない。
従って、中空部14,24は一定断面の通路または導管ではなく、有利にはベースから先端まで寸法が減少する、変動する断面寸法を持つ。従って、それは円筒状ではない。この節での断面という用語は、マイクロ針の軸または中心線に対して垂直な面内で考えられるべきである。従って、マイクロ針の断面は、マイクロ針の中心線または軸に沿って寸法が変わる。
中空部14,24は、マイクロ針11,21の外部形状と同じ形状を持つことができる。中空部14,24は、その最も広い解釈では円錐形形状(すなわち多角形(ピラミッド)、円形などのいずれかの形状を持つ)を持つことができる。それは双曲面形状のものであることができる。他の形状、または上記形状の組み合わせも可能である。
有利には、中空部の形状は、中心線のような軸にまたは近位−遠位軸16に沿ってマイクロ針の外部形状の線状並進により得られることができる。後で説明されるように、これは製造を経済的にすることができる。
先端13,23は、外殻の一つの終端(遠位端)を形成する。他端では、外殻はベース表面12,22内で終わる。外殻は、穴あけ力に耐えるためにそれ自身の十分な強度を与える厚さを持つことができる。
一定厚さの外殻を持つマイクロ針の利点は、皮膚に穴をあけるとき、応力集中が避けられることである。なぜならそれらは外殻に渡って均一に分散するからである。これはまた、比較的薄い外殻を持つマイクロ針を設計可能にする。
上記利点は、マイクロ針の中心線(特に近位−遠位軸16と平行な中心線)を中心に線対称のような線対称形状を持つ外殻に対し特に当てはまる。
外殻がそれぞれ一定の厚さを持つ限り、同じパッチ内に異なる厚さを持つ異なるマイクロ針が設けられることができることに注目することは好都合であるだろう。しかし、全てが同じ外殻厚さを持つマイクロ針を同じパッチ上に設けることが有利であるだろう。
外殻の厚さは、使用される材料のタイプ、及び目標膜の丈夫さに依存することができる。有利には、外殻は、150μmより小さいかまたはそれに等しい、有利には120μmより小さいかまたはそれに等しい、有利には100μmより小さいかまたはそれに等しい厚さを持つ。外殻の厚さは有利には10μmより大きいかまたはそれに等しい、有利には20μmより大きいかまたはそれに等しい、有利には30μmより大きいかまたはそれに等しい。好ましくは、外殻は150μm〜10μm、好ましくは120μm〜20μm、好ましくは100μm〜30μmの範囲の厚さを持つ。
外殻111,211は、その外(遠位)表面上に、中空部14,24と流体連通している(少なくとも一つの)穴15,25を与えられている。本発明によれば、穴15は、図11に関して示されるように、通路150の出口を構成し、それは中空部から穴まで外殻111を通して延びる。通路150は長さLを持ち、それは外殻111の厚さt及び外殻に対する通路の配向に依存する。
薬物、薬剤、または医学もしくは化粧品用途のためのいずれかの他の物質であることができる液体配合物は、中空部14,24から通路150及び穴15,25を通過することにより経皮的に投与される。
本発明の一態様によれば、穴15,25は先端に設けられず、その横に設けられる。好ましくは、穴の中心はマイクロ針の軸上に垂直な投影で測定されたときに先端13,23に対して少なくとも35μm、好ましくは少なくとも50μmだけ片寄っている。一方では、これは、最適な侵入を得るためにより自由に先端を設計することを可能にする。他方では、それは、膜に穿孔するかまたは穴をあけるときに穴15,25の詰まりを防止するかまたは少なくとも減少することができる。
穴15,25は、好ましくは150μmより小さいかまたはそれに等しい、好ましくは120μmより小さいかまたはそれに等しい、好ましくは100μmより小さいかまたはそれに等しい(最大)断面寸法を持つ。穴15,25の寸法は、好ましくは10μmより大きいかまたはそれに等しく、好ましくは15μmより大きいかまたはそれに等しく、好ましくは20μmより大きいかまたはそれに等しく、断面で30μmより大きくまたはそれに等しくすることができる。穴の前記寸法は直径のような線状寸法に関係する。
通路150は、有利には穴15と実質的に同じ断面寸法を持つ。有利には、穴の寸法、及び通路は、実質的に円形である。
本発明の一態様によれば、通路は、マイクロ針110の軸160に対して傾斜して配向され、それは、有利には近位−遠位方向と一致する。通路150は、有利にはマイクロ針の軸160に対して少なくとも15°、有利には少なくとも25°、有利には少なくとも30°の角度βの下に配向される。通路配向の角度βは、有利には90°より小さいかまたはそれに等しく、有利には90°より小さく、有利には80°より小さいかまたはそれに等しく、有利には75°より小さいかまたはそれに等しい。
有利には、通路150は外殻111に対して実質的に垂直に配向され、その場合、その長さLは外殻の厚さtに等しい。
穴の通路は、少なくとも20μm、少なくとも30μm、少なくとも40μm、または少なくとも50μmの長さを持つことができ、この長さは少なくとも外殻の厚さであるが、より大きくすることもできる。
所定長さLを持つ穴通路を設けることは、異なるマイクロ針中で排出速度をより均一にすることを助けることができる。穴15,25の寸法または直径及びその通路の長さLは、異なるマイクロ針中で排出速度の良好な均一性が流れ抵抗をあまり大きく増やすことなく(従って排出速度を−絶対値で−許容レベルに保って)得られることができるように選ばれることができる。実際に、穴(及び通路)より寸法が有意に大きい中空部を設けることにより、針の長さまたは位置への流れ抵抗の依存性は大きく低下される。これは、マイクロ針の排出速度を均一にかつパッチ上のそれらの位置から独立させる。
ベース表面での中空部14,24の寸法は、好ましくは80μm〜450μmの範囲にある。中空部の寸法は450μmをより大きくすることができる。例えば、中空部は、ベース表面で950μmより小さいかまたはそれに等しい寸法を持つことができる。それはさらに、400μmより小さいかまたはそれに等しくすることができる。それは100μmより小さいかまたはそれに等しくすることができる。中空部の寸法は、ベース表面で測定された断面の最大寸法を言う。
40μm〜100μmの範囲にある寸法または直径、及び20μm〜100μmの通路長さを持つ穴に対して、改善された結果がこれに関して得られることができる。
有利には、穴15,25の寸法は、中空部の寸法の半分より小さいかまたはそれに等しい。穴の寸法に対する好ましい範囲は、上に示されたように規定された中空部の寸法では、中空部の寸法の0.1〜0.5倍である。穴の寸法は、中空部の寸法の少なくとも0.15倍であることができる。
WO2010/117602に記載されたマイクロ針では、中空部が穴に直接排出することに注目することが好都合であるだろう。従って、これらのマイクロ針は、本発明で考えられる流体通路を含まない。逆に、DE102008052749では、流体通路は、軸方向に、近位−遠位方向に平行に、配向されており、実際に先端で排出する。
先端は、角質層を通しての滑らかな侵入を可能にするために鋭いことが好ましい。好ましくは、先端13,23は、50μmより小さいかまたはそれに等しい、好ましくは25μmより小さいかまたはそれに等しい、好ましくは15μmより小さいかまたはそれに等しい、好ましくは10μmより小さいかまたはそれに等しい湾曲の半径を持つ。
先端は、少なくとも10μm、好ましくは少なくとも15μmの湾曲の半径を持つことができる。
より大きな先端半径は、記載されるような異なる長さのマイクロ針の配置に関して、低い穴あけ力に対して適性をなお与える。しかし、有利なことは、より大きな先端半径を持つマイクロ針が製造することがより経済的であることである。
図11を参照すると、マイクロ針が切頭円錐として形成される場合に、先端は平坦であり、上に示された寸法範囲は先端の半径(rt)に適用される。
先端角度(例えば円錐角度α)は、好ましくは60°より小さい。それは、45°より小さく、または40°より小さくすることができる。円錐角度は、好ましくは少なくとも30°である。
マイクロ針11,21は、多角形(四角形、三角形、長方形、六角形など)、円形または長円形形状を持つ配列のような規則的なパターンにより配置されることができる。パッチ10,20は、少なくとも三つ、好ましくは少なくとも五つ、好ましくは少なくとも九つのマイクロ針11,21を含むことができる。列内に配置された(パッチ10,20上に設けられた)マイクロ針の数は、好ましくは100個より小さいかまたはそれに等しい。パッチ10,20は、好ましくは9〜36個のマイクロ針11,21を含む。
図1を参照すると、ベース表面12は平坦であることができ、マイクロ針11は同じ長さを持つことができる。結果として、先端13を通して描かれる表面は面17である。
図2は、本発明の一態様による代替装置を示す。この態様によれば、マイクロ針21は、マイクロ針の先端23を通して描かれることができる表面27が凸状形状を持つ、すなわち遠位で外向きに曲がっているように配置される。表面27は、少なくとも一つの方向に沿って凸状であり、好ましくは二つの直交方向に沿って凸状である。
マイクロ針の先端23が、凸状である仮想表面27内に配置されるという事実は、ベース表面22に対する垂線、好ましくは近位−遠位軸16と一致する垂線に投影すると、前記先端が垂線に沿って異なる位置(高さ)に配置されることを意味する。この装置は、マイクロ針21が生物学的膜とまず接触し、生物学的膜中への侵入/穴あけを始める瞬間が異なるマイクロ針に対し異なることができるという意味で、生物学的膜の異なる針による時間ずらしの穴あけまたは侵入を可能にする。結果として、穴あけ力は、侵入が容易になるように少数の針上に集中されることができる。しかし、いったん全てのマイクロ針が生物学的膜に侵入/穴あけされたら、結果は、少なくとも一瞬にそれらの全てが膜に一緒に侵入/穴あけすることであることは注目されるべきである。
好ましくは、表面27の凸性は、最も遠位の先端と最も近位の先端の間の距離が軸16上に投影すると少なくとも50μm、好ましくは少なくとも75μm、より好ましくは少なくとも100μmであるようなものである。
最も遠位の先端と最も近位の先端の間の最大距離は、マイクロ針21の長さ及び膜の弾性に依存する。それは、全てのマイクロ針が単一の作用で少なくとも予め決められた深さまで膜に侵入することができるようなものであるべきである。前記最大距離は、好ましくは2000μmより小さいかまたはそれに等しく、好ましくは1000μmより小さいかまたはそれに等しく、好ましくは500μmより小さいかまたはそれに等しく、好ましくは300μmより小さいかまたはそれに等しい。
好ましくは、表面27の凸性は、仮想表面27の全ての湾曲の(有限)半径が同じ側に、(すなわちマイクロ針の側(近位側)に)位置するようなものである。
凸状仮想表面内のマイクロ針の先端の示された配置は、ベース表面22に凸状表面の形をとらせることにより得られることができる。マイクロ針21は、実質的に等しい長さを持つことができる。
図3は、図2の態様に代わる本発明のさらに別の態様による装置を表わす。マイクロ針31を与えられたパッチ30のベース表面32は平坦であり、異なる長さのマイクロ針31がその上に設けられており、従って針の先端33を通して描かれた仮想表面37は上に示されたように凸状である。
図3の装置の利点は、後で明らかとなるように、液体分配ユニットに組み立てることがより容易であることである。また、平らな(平坦な)ベース表面32のために製造することがより容易でありかつより費用効果的である。
さらに、図3の装置は、本発明で提案されたように中空部34、外殻311及び穴35を持つマイクロ針形状の完全な利点をとる。実際に、流れ抵抗は主として穴により決定され、穴の寸法はマイクロ針の長さから独立しているから、図3のようなパッチ30は、異なる針の長さにもかかわらずマイクロ針に渡って均一な流れ分配を得ることを可能にする。これは、通路が中空部及び穴の代わりに針を通して設けられるときには当てはまらないだろう。
非平坦(凸状)ベース表面27と異なる長さのマイクロ針31の組み合わせも可能である。代替的に、ベース表面は、最も内部のマイクロ針が長過ぎること(従って弱過ぎること)を避けるために階段形状であることができる。
パッチ10,20,30上に配置されたマイクロ針11,21,31は互いに平行に配向されること(すなわち、それらの軸または中心線が平行であり、有利には近位−遠位軸16に平行であること)が好ましい。
本発明によるマイクロ針のパッチは、高分子材料、特に熱可塑性材料から作られる。射出成形可能材料から作られたパッチ及びマイクロ針は、最も費用効果的であるだろう。パッチは、射出成形、圧縮及びトランスファー成形、熱成形及び例えばUS3964482に記載されたような深絞りのような既知の製造技術により作られることができる。
マイクロ針のための好適な材料は、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン及びそれらの変形である。ポリカーボネートが好ましい。
マイクロ針を与えられたパッチは、ベース表面が生物学的膜の侵入時の変形に耐えるのに十分な強さを持つことを意味する自立またはそうでないかのいずれかであることができる。後者の場合、装填時にその形状を保持することができるようにそれは支持されることが必要である。従って、ベース表面を支持するために及び全パッチを延長することによりベース表面の近位側に裏層が設けられることができる。
裏層は好ましくは多孔性である。これは図5に与えられ、そこではベース表面22を支持するために及び液体をそれに通過させながら全パッチ20を延長することによりベース表面22の近位側に多孔性裏層53が設けられる。図5は、図2のようなパッチと組み合わせた多孔性裏層を表現するが、裏層は、本発明によるいかなるパッチに対しても、従って図1及び3のそれぞれのようなパッチ10及び30に対しても設けられることができることは明らかである。
本発明によるマイクロ針を持つパッチは、アプリケーター上に設けられることができ、使い捨てであってもなくてもよい。
図4を参照すると、パッチ10,20,30のいずれも本発明による注入装置で使用されることができる。パッチは、典型的には、注射器42または液体配合物43の他の供給手段に取り付けるための保持器41内に置かれる。保持器41とパッチ10,20,30の組み合わせは使い捨てであることができる。
図4の装置に対する改良において、本発明の装置は、液体配合物を含む使い捨てカートリッジを受けるために配置されることができる。典型的には、かかるカートリッジは、液体配合物を排出するために穴をあけられることが必要であるだろう。本発明の一態様によれば、図5に表わされたように拡散ユニット50が設けられ、それは、カートリッジとマイクロ針21のパッチ20の間の界面としての役目をする。
遠位側には、拡散器50は、本発明の態様による中空マイクロ針21を与えられたパッチ20を含む。パッチ20は、保持器51において周囲に収容される。保持器51中に拡散器キャップ52がねじ込まれ、それがパッチ20をその周囲の周りで液密的に封止する。
拡散器キャップ52は、近位側により大きな針54を与えられている。針54は、拡散器キャップ52から近位方向に延び、液体配合物(図示せず)を含むカートリッジに穴をあけるために配置される。より大きな針54は中空(管状)であり、拡散器50内の内部に拡散器キャップ52とパッチ20の間に設けられている液体分配マニホールド55への液体連通通路541を与える。マニホールド55は、液体配合物を異なるマイクロ針21上に均一に分配する役目をする。
パッチ20を支持するために柄(Stalks)56がマニホールド55内に設けられることができる。恐らく、パッチ20を支持するために柄56に加えてまたはそれの代わりに多孔性裏層53が設けられることができる。かかる裏層は、特に凸状ベース表面22を支持するために特に好適でありうる。
利点として、拡散器50は、いったん液体配合物を含むカートリッジが置かれたら、注入装置上にねじ込むためのねじキャップ内の挿入体としてまたは挿入体としてでなくのいずれかで、使い捨て可能なユニットとして設けられることができる。ねじキャップをねじ込むことにより、拡散器50の管状針54は、カートリッジに穴をあけさせることができ、従って液体が排出され、分配マニホールド55を介してマイクロ針11に供給されることができる。
本発明の別の態様によれば、図6A−Eに表わされたもののような注入装置が与えられる。注入装置60は、本発明によるマイクロ針のパッチと共に使用されることに限定されない。それはマイクロ針のいかなるパッチと共にも使用されることができる。しかし、本発明の態様によるパッチと一緒の使用は、示されたような有利な効果を提供するだろう。
注入装置60は上方部分61と下方部分62を含み、それらの両方は円筒形本体として形成されることができる。下方部分62は上方部分61から遠位方向に延び、カートリッジを受けるために凹所の形の座部621を含む。下方部分62の遠位端622には、マイクロ針のパッチを取り付けるための手段が設けられる。例えば、下方部分62は、遠位端622に、キャップをその上にねじ込むための雄ねじを与えられることができる。キャップは、マイクロ針のパッチを含むことができる。
好ましくは、注入装置60は、遠位端622に取り付けるためのキャップは、図5に関して上に示されたもののような、カートリッジに穴をあけるための管状針を与えられた拡散ユニットを含むことができる。キャップを注入装置60の下方部分の上に取り付けることにより(例えばねじ込むことにより)、カートリッジは穴をあけられ、液体はそこから排出されることができる。
注入装置60の上方部分61は、下方部分62内に位置するカートリッジを排出するための手段63を含む。好ましくは、かかる手段は、上方部分61に対して内部のシャフト(通路)611内に移動可能に配置された部材631、及び部材631と一緒に動くようにそれに取り付けられた少なくとも一つの心棒632を含む。部材631は、部材631と心棒632をシャフト611に沿ってカートリッジ(座部621)の方向に動かすためにばね633によりばね負荷されている。心棒632は、シャフト611の軸に対して横方向または斜め方向の配向を取るように偏倚される。
図6A−Eの例では、二つのかかる心棒632が設けられ、部材631と一緒に動くために部材631にその遠位側で(すなわちカートリッジの方の側に)取り付けられる。心棒632は、それらの遠位端が互いに離れるように向くように偏倚される(例えば、ばね負荷される)。心棒632は、逆Vの形状(図6B,E参照)を採用する。
遠位端では、上方部分61は、台612のような、心棒632のための保持手段を含み、その上に心棒632の遠位端が載るように配置される。心棒632が台612上に載るとき、ばね633は負荷(圧縮)され、部材631は近位位置に維持される。台612は心棒632と一直線にかつカートリッジの座部621への通路を与える貫通穴613を与えられている。貫通穴613は、台612上の心棒632の載置位置間に設けられ、心棒632を通過させる寸法を持つ。
上方部分の本体61に沿った縦スリット614を通して設けられた押しボタン64は、それらを偏倚力に対して変位するために心棒632と接触するように配置される。そうすることにより、心棒の遠位端は、貫通穴613の前方で終わるように究極的に台612を離れるだろう。後者の位置では、心棒632は、貫通穴613と一直線に配向され、従って通過することができる。この位置では、ばね631は、負荷を除去されることができ、部材631と心棒632を遠位方向に(カートリッジに向けて)動かすことができるだろう。
縦スリット614内でスライドするために配置されたスライド65が設けられることができ、それは部材631の移動方向に平行に配向される。スライド65(及びスリット614)は、心棒632が設けられているシャフト614へのアクセスを与える。スライド65は、好ましくは部材631と心棒632の組み合わせから独立して動くように配置される。押しボタン64は、スライド65に取り付けられても取り付けられなくてもよく、心棒632に取り付けられても取り付けられなくてもよい。
注入装置60は、好ましくは心棒632と係合するために配置された係合手段をさらに含む。この係合手段は、心棒632の凹みまたは穴と係合するために配置されたピン状部材66から形成されることができる。部材66は、心棒の配向に対して横方向に配置され、心棒632に向けて偏倚される(例えば、ばね661によりばね負荷される)。
心棒係合手段の目的は、心棒632(及び部材631)を載置位置に戻すように動かすことであり、そこではばね633は負荷され、心棒632は台612上に載る。
心棒係合手段66は、スライド65上に設けられることができる。心棒係合手段66は、好ましくは心棒から解放可能である。これは、スライド65を部材と心棒の組み合わせ631−632から独立して動かすことを可能にするだろう。これに代えて、心棒係合手段66及び恐らくスライド65は、部材と心棒の組み合わせ631−632と一緒に動くように配置されることができる。
注入装置は、好ましくは横断方向に沿って部材631に取り付けられかつ上方部分の本体61から縦スリット615を通して延びるピン67から形成されたレベル表示器を含むことができる。レベル表示器67は、特に心棒係合手段66及びスライド65及び押しボタン64が部材と心棒の組み合わせ631−632と一緒に動くように配置されていない場合に、注入装置60の使用者に部材631の位置の表示を与えるように使用される。
注入装置60の使用は、図7を参照することにより説明される。第一工程Aでは、装置60は、引っ込んだ部材631と心棒632を持つ、載置位置にある。心棒の遠位端は台612上に載り、それはばね633に負荷した状態を保つ。注入装置のこの位置では、カートリッジ71は、遠位開口622を通して座部621内に挿入されることができる。
カートリッジ71は、注入される液体配合物を含む。それは、好ましくは一端に移動可能な底壁72を含み、反対端に穿孔可能な閉鎖膜73を含むタイプのものである。カートリッジ71は、心棒632の方に向けられたその底壁72で挿入される。
次の工程Bでは、マイクロ針を含むキャップ74は、遠位端622で注入装置上にねじ込まれて座部621を閉じる。キャップ74は、一端に(中空)マイクロ針のパッチを与えられ、他端に管状針を与えられた拡散器75を含む。管状針は、キャップがねじ込まれるときにカートリッジの閉鎖膜73を穿孔する。拡散器75は内部分配マニホールドを含み、それは液体配合物をマイクロ針の上に分配するのを可能にする。
注入装置は、今や使用される状態にある。次の工程Cでは、注入装置は目標膜76(例えば皮膚)上に付与され、従ってマイクロ針はそれに穴をあけ、たぶんその中に侵入する。液体配合物の漏れを防ぐために、全てのマイクロ針(カートリッジ71と流体連通している)が皮膚76に穴をあけ/侵入するべきである。
いったんマイクロ針が目標位置に到達したら、操作者/使用者は、液体配合物の注入を開始することができる。そうするために、操作者は、押しボタン64を矢印により示された方向に押す。従って、押しボタン64は、二つの心棒632をそれらの偏倚力に対して(すなわち互いに向けて)、これらが台612から解放されかつ貫通穴613に面するまで押圧する。そうすることにより、心棒係合手段66はまた、心棒632から解放される。心棒632及び部材631は自由に動くことができる。この作用は、工程Dに関して説明されるようにカートリッジ71の自動排出を開始する。
工程Dでは、いったん心棒632が台を離れたら、押しばね633が心棒632を穴613を通して動かすように強制し、カートリッジの底壁72と接触させるだろう。ばね633は、そのとき心棒632上に力を及ぼし続け、底壁71をカートリッジの反対端に向けて動かし、それにより液体配合物をカートリッジから排出するだろう。排出された液体配合物は、拡散器75に流れ、そこからそれは皮膚76中に注入される。
押しボタン64は、好ましくは心棒632に取り付けられず、好ましくは心棒632及び取り付けられた部材631を押しボタン64をその位置に残しながら動かすことができる。これは、操作者が心棒632が作業位置の方に動いた直後に(工程C)押しボタンを解放または自由にすることに注意する必要がないという利点を持つ。また、液体配合物の注入/排出は、操作者による不注意な妨害の危険(それは、操作者が不注意に心棒を保持し、押しボタンが部材631の通過を妨げたときに当てはまるだろう)なしに、自動的に実施される。
いったんカートリッジが空になったら、注入装置は皮膚から除去される。キャップ74はひねってはずされ、処分されることができる。空のカートリッジを除去するために、まず心棒が引っ込められなければならない。これは、工程Eに示されるように実施される。スリット614内で可動なスライド65は、例えば心棒632の凹所634中への固定によって、心棒632と係合するように配置された心棒係合手段66を与えられている。凹所634は心棒内の穴またはフックであることができる。心棒係合手段66は、心棒632に向けて例えばばね661により偏倚されている係合ピン662を含む。
スライド65は、係合ピン662が凹所634中に固定するまで、工程Eで矢印により示されるようにスリット614に沿って下向きに(カートリッジの方に)動かされる。スライド65は、今や心棒63に取り付けられる。スライド65を工程Fで矢印により示されるように上向きに動かすことは、心棒632をカートリッジから引っ込めること、及び工程Aで示されるように載置位置中にそれらを戻すことを可能にする。同時に、ばね633は、続く使用のために負荷をかけられる。後者の位置では、空のカートリッジ71は、装置60から除去されることができる。
スライド65の手動操作は、押しボタン64がスライド65に取り付けられるときにそれがハンドルとして使用されることができるように容易化される。
本発明による注入装置は、二つの心棒632について述べられた。しかし、同じ操作が一つの(偏倚された)心棒、または二つより多い心棒により得られることができることは注目されるべきである。
たとえ注入装置が各心棒のための一つの押しボタンと係合手段により述べられたとしても、それらは、(一つ以上の心棒と係合するために)単一の押しボタン及び係合手段により機能性を損失することなしに構成されることができる。
任意選択的に、例えばUS2008/183144から知られるような皮膚緊張手段が注入装置60上に設けられることができる。
最後に、本発明による注入装置が中空マイクロ針を持つ全ての種類のパッチと共に使用されることができることは注目されるべきである。それらはまた、マイクロ針のパッチの代わりに単一の注入針により使用されることができる。
本発明の一態様によれば、本発明により考えられたマイクロ針のパッチを製造するための方法が提供される。この製造方法は、有利には射出成形法であり、そこでは射出成形可能な材料が型中に射出され、それは、図8に示されたように、マイクロ針83のパッチの近位及び遠位の表面をそれぞれ規定する二つの挿入体(雄型挿入体81及び雌型挿入体82)を基本的に含む。
雄型挿入体81は突起811を含み、それらはマイクロ針の中空部に対応する。それは、金属から作られることができ、マイクロ機械加工のような適切な技術により形成されることができる。中空部は好ましくは円錐形状を持つので、突起811はまた、かかる形状を持つだろう。
雌型挿入体82は、マイクロ針の外部形状に対応する凹所821を含む。凹所の寸法及び形状(例えば鋭い先端)は、雌型挿入体82の製作を挑戦的な仕事とする。雌型挿入体82は、有利には図9に関して説明されるように複製技術によって作られることができる。
まず、工程910では、雌型挿入体82の雄型91は、例えばマイクロ機械加工により製造される。雄型91の上部表面911は、マイクロ針の外部形状に、従って雌型挿入体82の内部型表面(凹所の側)に対応する。
雄型91は、エポキシ材料のような高分子材料で複製される。複製は次のように実施されることができる。シリコーンのような弾性材料が雌型92の周りに成形され、工程920で雌型部の雄型圧痕91を得る。雄型圧痕91は雌型92から取り出され、工程930でエポキシのような(液体)高分子材料931により(凹所の側で)満たされる。高分子材料931は、特に工程940での凹所の鋭い谷での空気のいかなる混入932も避けるために、例えば脱ガスにより好適に状態調節されることができる。硬化及び取り出し後に、雄型91の複製93が工程950で得られる。
実際の雌型部82は、次いで複製93に基づいて、好ましくは電着法により製作される。かかる方法は、それが挿入体の内部表面として複製93の外部表面を非常に正確に複製することができるという利点を持つ。好適な電着法は、例えばニッケルによる電鋳である。例えば、複製93は、工程960で金属蒸着技術により薄い金属層961によりまず覆われる。続いて、金属層961はさらに、電鋳法により金属で覆われ、工程970で雌型部82を形成する。複製93は、例えば溶解により容易に除去されることができ、工程980で雌型部82を得る。
二つの挿入体81と82は、次いで射出成形装置内で組み立てられ、射出成形によりマイクロ針のパッチを製造する。
射出成形法は、成形時の空気取り込みが避けられるのを確実にするために好適に状態調節される。おそらく、射出成形は、空気取り込みを避け、かつマイクロ針の先端が希望のように成形されるのを確実にするために減圧下に実施される。
本発明の態様によるマイクロ針11,21,31を得るために、雄型挿入体81の突起811及び雌型挿入体82の凹型821は、挿入体が組み立てられるとき、各凹所821と対応する突起811の間に、少なくとも凹所のベース表面と突起の先端の間に、実質的に一定の隙間が得られるように、対応して造形される。
従って、挿入体81と82を持つ組み立てられた射出型は、中空であるが行き止まりのマイクロ針の射出成形されたパッチを得ることを可能にする。これは、射出成形法を通して得られたマイクロ針が(遠位側に向いた)いかなる穴または出口もなしの未使用の手をつけていない外殻を含むことを意味する。従って、マイクロ針の非多孔性の(または液密の)パッチが射出成形により得られる。従って、射出成形により得られたマイクロ針の中空部14,24,34は、近位側の方以外に開口を含まない。
穴及び通路は、後でのみ、射出型から行き止まりのマイクロ針のパッチの取り出しに続く工程で、形成される。穴及び通路は、この続く工程で、例えばレーザー光線、好ましくはエキシマーレーザーによるアブレーションによって外殻に穿孔することにより形成される。
穴及び通路をレーザーアブレーションまたは他のいかなる技術を通して形成するとき、レーザー光線または他の穿孔手段は、好ましくは近位−遠位軸に対して傾斜下で、図11に関して上で規定された有利な傾斜角度(角度β)で、マイクロ針の外殻上に入射される。
通路及び穴を先端から偏ってかつマイクロ針の軸に対して傾斜下で形成する利点は、出口または穴を開くいかなる操作もマイクロ針の先端に許すことである。例えば、レーザーアブレーションの場合、レーザー線によりマイクロ針に導入される熱は、先端の変形の危険を起こさないだろう。これは、例えばDE102008052749では当てはまらず、そこでは穴及び通路は、先端に非常に接近し、同じ配向を持つ。
実質的に一定の厚さの外殻を持つマイクロ針を製造するさらなる利点は、例えば通路を開口するためのレーザー線の位置決めの正確さの要求が緩和されることである。なぜならわずかな位置決めの誤差の場合であっても、通路が外殻を通して完全に穿孔されることが常に確実にされるからである。これは、外殻の厚さが一定でないときは当てはまらないだろう。
本発明による方法のさらに別の利点は、型ができるだけ簡単に保たれ、追加の細長い突起が設けられる必要がないことである。さらに、突起と凹所の間のいかなる嵌合接触も避けられ、従って挿入体が現在の中空マイクロ針のための挿入体より長い寿命を持つことができる。
有利な実施態様では、雄型挿入体81の突起811と雌型挿入体82の凹所821は、同一の形状及び寸法を持つ。すなわち、それらは同じ原型により得られる。図10を参照すると、雌型挿入体1020の凹所1021は、雄型挿入体1010の突起1011の同一雌型圧痕である。すなわち、二つの雄型挿入体1010は、突起1011と凹所1020の間に、いかなる隙間もなしに完全な整合を得るために雌型挿入体1020内に完全に挿入されることができる。雄型及び雌型挿入体のそれぞれのベース表面1012と1022の間に隙間があること(図10に示されず)に注目することが好ましいだろう。
型を組み立てるとき、凹所1021と突起1011の壁間に実質的に一定の隙間CLを得るように互いから距離Gで二つの型挿入体を配置することが十分であるだろう。雄と雌挿入体1010,1020のそれぞれの先端1013と1023の間、及び雄及び雌挿入体のそれぞれのベース面1012と1022の間の隙間Gは、CLと異なることができる。図10の例の場合のように、GはCLより大きい:CL=G sin(α/2)、αは円錐角である。唯一の原型が型挿入体を製造するために必要であるので、型製造費用は実質的に減少されることができる。例えば、図9を参照すると、雄型挿入体91は、原型として使用されることができ、雌型挿入体82は上で説明された方法工程910−980により製造されることができる。
挿入体81,82のベース表面は、好ましくは平坦であるか、または階段状になっている。
雄挿入体の突起及び雌挿入体の凹所の「谷」は、本発明の態様により上述のようなマイクロ針のパッチを与えるために凸状/凹状表面内に好適に配置されることができる。