JP2017023404A - マイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ及び先端部材 - Google Patents

マイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ及び先端部材 Download PDF

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宏之 永井
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Abstract

【課題】マイクロニードルを皮膚に安定に穿刺するための操作性のよりデバイスを提供する。
【解決手段】マイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ1は、マイクロニードルパッチを皮膚に貼付するためのアプリケータであって、本体5、バネ伸縮レバー7、弾性体9、止め機構11、打ち込みスイッチ13を備える。バネ伸縮レバーは、本体に対して移動可能に装着され、先端にマイクロニードルパッチを装着可能である。弾性体は、バネ伸縮レバーに付勢力を与えるための部材である。止め機構は、本体に対して弾性体の付勢力を作用させる状態でバネ伸縮レバーを止めるための機構である。打ち込みスイッチは、止め機構とバネ伸縮レバーの係合を解除するための部材である。また、付勢力付与機構は、バネ伸縮レバーが本体の先端側に移動することでマイクロニードルパッチが皮膚に押し当てられた状態で、さらにバネ伸縮レバーに付勢力を付与する。
【選択図】図2

Description

本発明は、マイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ及び先端部材に関する。
人間の皮膚は、厚さ10〜30μmの層状構造を持つ角質層と、厚さ約50〜200μmの表皮組織層と、厚さ約2〜5mmの真皮組織層とから構成されている。この内、角層と表皮は高度なバリアー機能を要しているために分子量の大きな薬剤は経皮的な吸収はほとんど期待できない。反面、真皮内には浅層の真皮乳頭層に緻密な毛細血管網が構築されているのが特長であり、かつ表皮内に免疫感作に重要な役割を果たすランゲルハンス細胞が存在して、表皮と真皮浅層に存在する物質に対して免疫感作のはじめの段階が進行することが知られている。この点から薬剤を経皮的に効果的に投与するためには、薬剤を真皮層に直接投与することが望ましい。そのような薬剤投与を可能とする方法として、多数のマイクロニードルを有するマイクロニードルパッチが使用される。
マイクロニードルパッチは、基板と、基板の一面に形成された複数のマイクロニードルとを有している。マイクロニードルの長さは例えば30μm以上である。マイクロニードルパッチが皮膚に貼布されると、マイクロニードルの鋭利な先端部が強固な角質層を局所的に破壊することで、表皮を貫通させてマイクロニードルの大部分が真皮内に刺入されてマイクロニードルに含有させた薬剤を真皮層に適切に投与できる。
マイクロニードルを効果的に皮膚へ穿刺するためのデバイス(すなわち、補助器具)も開発されてきた(例えば、特許文献1を参照)。
デバイスとしては、バネの弾性力を利用して、マイクロニードルを皮膚に穿刺する構造を持つインパクト付加型アプリケータが提案されている。
図21及び図22を用いて、従来のインパクト付加型アプリケータを説明する。図21は、従来技術のアプリケータの断面図である。図22は、従来技術のアプリケータの断面斜視図である。従来のアプリケータ201は、マイクロニードルパッチを皮膚に押し当ててマイクロニードルを真皮内へと刺入させるためのデバイスである。具体的には、アプリケータ201は、マイクロニードルパッチを皮膚に打ち込むに十分な付勢力を発生可能である。アプリケータ201は、本体203を有している。本体203は、筒状部材である。本体203は、先端側に接触部203aを有している。具体的には、接触部203aは、本体203の先端部の開口部分回りの枠状部分である。
アプリケータ201は、バネ伸縮レバー205を有している。バネ伸縮レバー205は、本体203に対して本体延長方向に移動可能に装着されている。具体的には、バネ伸縮レバー205は、本体203内に配置されている。バネ伸縮レバー205の先端205aには、マイクロニードルパッチを装着可能である。バネ伸縮レバー205は、本体5内で本体延長方向に長く延びている。なお、バネ伸縮レバー205の後端205bは、本体203の後端壁の貫通穴からさらに後側に突出して延びている。
アプリケータ201は、弾性体207を有している。弾性体207は、バネ伸縮レバー7に付勢力を与えるための部材である。弾性体207によって、マイクロニードルを皮膚の所定の深さまで確実に打ち込めるようになる。具体的には、弾性体207は、本体203内に配置され、本体延長方向に圧縮された状態でバネ伸縮レバー205に付勢力を付与する。弾性体207は、本体203の後端壁と、バネ伸縮レバー205との間で圧縮可能である。
特許第5663792号
しかし、例えば上記のバネの弾性力利用のデバイスであるアプリケータ201を用いたマイクロニードルの穿刺方法では、例えばバネ伸縮レバー205を手で引っ張って弾性体207を圧縮することで弾性力を発生させる動作が必要になる。そのため、上記動作のたびに弾性体207の圧縮量が変動してしまい、つまり適切な荷重を一定して発生させることが難しかった。したがって、マイクロニードルのマイクロニードルが皮膚の真皮内まで十分に刺入されない事態が発生しやすく、その結果、薬剤の安定投与が困難であった。
本発明の課題は、マイクロニードルを皮膚に穿刺するためのデバイスの操作性を向上させることで、薬剤の真皮内への安定投与を実現することにある。つまり、本発明により真皮内に直接投与して効果を発揮する事が確認されている薬剤を確実に投与することが可能となると投与薬剤の効果を発現させる観点から極めて重要な意味を持つ。また、本発明によりマイクロニードルに付加された薬剤が真皮内に容易にかつ安定して投与されると真皮内に拡散して初期の効果を効率よく発揮可能である。また、全身の血管内に吸収されて効果を発現することを目的とする薬剤は、真皮内に投与された後、真皮乳頭層に存在する毛細血管網から投与された薬剤が全身の血管内に吸収され、期待される薬効を発揮することが期待される。その観点からもマイクロニードルに付加した薬剤の全量を確実に真皮内に投与する技術の確立は極めて重要である。
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明に係るマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータは、マイクロニードルパッチを押し付け皮膚に貼付するためのインパクト付加型アプリケータであって、本体と、駆動体と、弾性体と、止め機構と、解除部材とを備えている。
駆動体は、本体に対して移動可能に装着され、先端にマイクロニードルパッチを装着可能である。
弾性体は、駆動体に付勢力を与えるための部材である。
止め機構は、弾性体の付勢力を本体に対して作用させる状態で駆動体を止めるための機構である。
解除部材は、止め機構と駆動体の係合を解除するための部材である。
このアプリケータでは、最初に、駆動体の先端にマイクロニードルパッチを装着し、次に、止め機構によって、弾性体の付勢力を本体に対して作用させる状態で駆動体を止める。この状態でアプリケータを皮膚に対して適切な向き及び位置に配置する。最後に、解除部材を操作することで止め機構と駆動体の係合を解除する。すると、弾性体の付勢力によって駆動体が移動し、その結果、マイクロニードルパッチが皮膚に穿刺される。
このアプリケータでは、止め機構によって駆動体を望む付勢力を発生する位置に止めた状態にできる。つまり、アプリケータにおいて、弾性体の駆動体に対する付勢力を設定した状態を維持できる。以上より、安定的な薬剤投与が実現される。詳細には、マイクロニードルパッチから皮膚に作用する荷重の再現性が向上する。従来であれば、アプリケータの位置決めの際に例えば片手でアプリケータを把持固定し、もう一方の手でバネを圧縮することで弾性力を発生させていたが、本実施形態ではそのような動作が不要になる。つまり、本実施形態では、片手で簡単にアプリケータを操作できる。それにより、例えば、手振れが減る、刺入治療部位の位置決め、刺入方向の決定も正確になる、もう一方の手で皮膚を伸ばして平面度を向上できる、などの効果が得られる。その結果、アプリケータの皮膚に対する位置決めが正確かつ容易になる。
止め機構は、弾性体の付勢力の大きさが異なる状態になるように、複数段階の止め状態を実現できてもよい。
このアプリケータでは、マイクロニードルパッチが皮膚に穿刺されるときの衝撃力を目的に応じて容易に変更可能である。
駆動体は、マイクロニードルパッチが装着される押し付け部を有していてもよい。
本体は、押し付け部が本体の延長方向移動するように押し付け部を案内する内周面を有しかつ駆動体の移動方向に延びる先端部を有していてもよい。
このアプリケータでは、駆動体の押し付け部は、本体の先端部の内周面に沿って移動する。したがって、押し付け部の移動中の姿勢が打ち込み面に対して平行に正確に保たれる。その結果、マイクロニードルパッチが皮膚に当たるときのパッチの並んだ平面の皮膚に対する平行度が高くなり、それによりマイクロニードルパッチが垂直に打ち込まれ、薬剤投与の効率が高くなる。
押し付け部は、基体と、マイクロニードルパッチが装着される装着部と、基体と装着部との間に配置された衝撃吸収用低剛性部材と、を有していてもよい。
このアプリケータでは、衝撃吸収用低剛性部材が基体と装着部との間に設けられているので、押し付け部がマイクロニードルパッチを皮膚に押し付けるときに、衝撃吸収用低剛性部材によってマイクロニードルパッチがねじれる動作を行ない、さらに平面性を高めることが可能になる。その結果、マイクロニードルが皮膚に穿刺される割合が高くなる。
マイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータは、付勢力付与機構をさらに備えてもよい。付勢力付与機構は、駆動体が本体の先端側に移動することでマイクロニードルパッチが皮膚に押し当てられた状態で、さらに駆動体に付勢力を付与してもよい。
このアプリケータでは、マイクロニードルパッチが皮膚に押し付けられた後に、さらに、付勢力付与機構によってマイクロニードルパッチに荷重を付与できる。これにより、皮膚の弾性による反発力が作用したとしても、マイクロニードルを最初に刺さった深さに維持できるのみでなく、薬剤を含有したマイクロニードル先端部が確実に真皮内に適切な真皮の深部にまで刺入させることを可能とする。その結果、例えば薬剤を真皮内に確実に投与できる。
付勢力付与機構は、駆動体に設けられた被付勢部と、被付勢部に付勢力を付与可能な付勢部材とを有していてもよい。
本発明の他の見地に係る先端部材は、マイクロニードルパッチを皮膚に貼付させるためのインパクト付加型アプリケータに装着されるものであって、枠状本体と、接触部と、取り付け部とを備えている。
接触部は、枠状本体に設けられ皮膚に接触するための部分である。
取り付け部は、枠状本体に設けられ、インパクト付加型アプリケータの先端に着脱自在に嵌められるための部分である。
この先端部材では、先端部材がインパクト付加型アプリケータに着脱自在であるので、マイクロニードルパッチを皮膚に穿刺する行為を行うごとに先端部材を交換することができる。つまり、先端部材は1回のみ使用の使い捨て部材として利用される。このように毎回新たな先端部材を用いることで、インパクト付加型アプリケータの先端を消毒する作業が不要になる。
先端部材は、枠状本体に取り付けられたマイクロニードルパッチをさらに備えていてもよい。
この先端部材では、枠状本体にマイクロニードルパッチが取り付けられているので、先端部材とともにマイクロニードルパッチの脱着ができ、それにより作業が簡単になる。
本発明に係るマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータでは、マイクロニードルを皮膚に穿刺するためのデバイスの操作性が向上しており、そのため薬剤の安定投与が実現される。
本発明の第1実施形態におけるマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータの斜視図。 アプリケータの断面図。 アプリケータの断面斜視図。 アプリケータの断面図。 アプリケータの断面斜視図。 アプリケータの先端部分の断面図。 アプリケータの先端部分の断面図。 本発明の第2実施形態におけるマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータの先端部分の斜視図。 アプリケータの先端部分の断面図。 アプリケータの先端部分の断面図。 本発明の第3実施形態におけるマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータの先端部分の斜視図。 アプリケータの先端部分の断面図。 アプリケータの先端部分の断面図。 アプリケータの先端部分の正面図。 本発明の第4実施形態におけるマイクロニードルパッチ用付勢力付与機構内蔵アプリケータの断面図。 付勢力付与機構内蔵アプリケータの断面図。 各アプリケータによる投与率の推移を示したグラフ。 従来技術において使用後のマイクロニードルパッチの状態を示す写真。 発明品(打ち込みのみ)において使用後のマイクロニードルパッチの状態を示す写真。 発明品(打ち込み+押し込み)において使用後のマイクロニードルパッチの状態を示す写真。 従来技術のアプリケータの断面図。 従来技術のアプリケータの断面斜視図。
1.第1実施形態
(1)アプリケータの構成の概要
図1〜図5を用いて、本発明の一実施形態に係るマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ1(以下、「アプリケータ1」という)を説明する。図1は、本発明の第1実施形態におけるマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータの斜視図である。図2及び図4は、アプリケータの断面図である。図3及び図5は、アプリケータの断面斜視図である。
アプリケータ1は、マイクロニードルパッチ3(図6及び図7)を皮膚に押し当てマイクロニードルを真皮内へと刺入させるためのデバイスである。具体的には、アプリケータ1は、マイクロニードルパッチ3を皮膚に打ち込むに十分な付勢力を発生可能である。
マイクロニードルパッチ3は、図6及び図7に示すように、基板3aと、基板3aの片面に形成された多数のマイクロニードル3bとを有している。マイクロニードル3bは、微小突起の集合体であって、薬剤成分等を微小突起の表面に塗布したり、又は薬剤そのもので微小突起を構成したりしている。例えば、マイクロニードル3bは、全体高さが30〜1000μmであり、先端側部分が水分に反応する自己溶解性の薬剤層である。マイクロニードル3bが皮膚に穿刺されると、マイクロニードル3bの薬剤を付与した先端部分のみ若しくは全体が折れて体内に残り、それにより薬剤が体内に投与される。
アプリケータ1は、本体5を有している。本体5は、アプリケータ1において基本的な構造を実現している。具体的には、本体5は、筒状部材である。本体5は、先端側に接触部31を有している。本体5は、後端側に後端壁33を有している。具体的には、接触部31は、本体5の先端部43の開口部分回りの枠状部分である。接触部31は、全周に渡って一定の幅を有している。この実施形態では、先端部43の開口部は矩形であるが、その形状は特に限定されない。後端壁33は、本体5の後端に形成された壁部であり、貫通穴33aを有している。
アプリケータ1は、バネ伸縮レバー7(駆動体の一例)を有している。バネ伸縮レバー7は、本体5に対して本体延長方向(本体5の軸方向)に移動可能に装着されている。具体的には、バネ伸縮レバー7は、本体5内に配置されている。バネ伸縮レバー7の先端には、マイクロニードルパッチ3を装着可能である。バネ伸縮レバー7は、本体5内で本体延長方向に長く延びている。なお、バネ伸縮レバー7の後端は、本体5の後端壁33の貫通穴33aからさらに後側に突出して延びている。バネ伸縮レバー7の後端には、例えば操作用つまみとしてのナット35が固定されている。なお、ナット35の重量を増すことで、バネ伸縮レバー7の質量を増加させる結果、衝撃力を高めることができる。
アプリケータ1は、弾性体9を有している。弾性体9は、バネ伸縮レバー7に付勢力を与えるための部材である。弾性体9によって、マイクロニードル3bを皮膚の所定の深さまで確実に打ち込めるようになる。具体的には、弾性体9は、本体5内に配置され、本体延長方向に圧縮された状態でバネ伸縮レバー7に付勢力を付与する。この実施形態では弾性体9は圧縮コイルスプリングであるが、弾性体の種類は特に限定されない。弾性体は、他の種類のバネ、若しくは電動式、気動式などの付勢力発生装置であってもよい。弾性体9は、本体5の後端壁33と、バネ伸縮レバー7に固定された支持部材37との間で圧縮可能である。
アプリケータ1は、止め機構11を有している。止め機構11は、本体5に対して弾性体9の付勢力を作用させる状態でバネ伸縮レバー7を止めるための機構である。
アプリケータ1は、打ち込みスイッチ13(解除部材の一例)を有している。打ち込みスイッチ13は、止め機構11とバネ伸縮レバー7の係合を解除するための部材である。
(2)アプリケータの機能の概要
さらに、図6〜図7を用いて、アプリケータ1の基本動作を説明する。図6及び図7は、アプリケータの先端部分の断面図である。
図6の状態では、バネ伸縮レバー7は本体5内に収納されている。そこで、図7に示すように、バネ伸縮レバー7を本体5の先端側に移動させ、さらに、バネ伸縮レバー7の先端にマイクロニードルパッチ3を装着する。次に、図2及び図3に示すように、止め機構11によって、本体に対して弾性体9の付勢力を作用させる状態でバネ伸縮レバー7を止める。この状態でアプリケータ1を皮膚に対して適切な向き及び位置に配置する。最後に、打ち込みスイッチ13を操作することで止め機構11とバネ伸縮レバー7の係合を解除する。すると、図4及び図5に示すように、弾性体9の付勢力によってバネ伸縮レバー7が移動し、その結果、マイクロニードルパッチ3のマイクロニードル3bが皮膚に穿刺される。
このアプリケータ1では、止め機構11によってバネ伸縮レバー7を止めた状態にできる。つまり、アプリケータ1において、弾性体9のバネ伸縮レバー7に対する付勢力を予め設定した状態を維持できる。以上より、繰り返し、同一条件での安定的な薬剤投与が実現される。
より詳細には、マイクロニードルパッチ3が皮膚に作用する荷重の再現性が向上する。従来であれば、アプリケータ1の位置決めの際に例えば片手でバネを圧縮することで弾性力を発生させていたが、本実施形態ではそのような動作が不要になる。つまり、本実施形態では、片手で簡単にアプリケータ1を操作できる。それにより、例えば、手振れが減る、向き及び位置が正確になる、もう一方の手で皮膚を伸ばして平面度を向上できる、などの効果が得られる。その結果、アプリケータ1の皮膚に対する位置決めが正確かつ容易になる。より具体的には、皮膚に対するマイクロニードルパッチ3の平行度を高めた状態でマイクロニードルパッチ3を皮膚に押し当てることができる。
以上のようにマイクロニードル3bを皮膚に穿刺するためのデバイスの操作性が向上することで、マイクロニードル3bの薬剤投与の効率が向上する。例えば、従来品であればマイクロニードルの全体の30%程度のみが皮膚に刺さって折れている、本実施形態では少なくとも全体の70%、多くの場合は全体の90%以上が皮膚に刺さって折れるという結果が得られる。また、その結果は、再現性が高く、つまりパッチ3当たりの投与量が安定化される。
また、アプリケータ1を皮膚に対して押し付けながらマイクロニードルパッチ3を皮膚に打ち込むことができるので、マイクロニードル3bをより確実に皮膚に穿刺できる。従来であればアプリケータを両手で操作しなければならなかったので、アプリケータを適切な付勢力で皮膚に押当てることが困難であった。
(3)止め機構
止め機構11は、弾性体の付勢力の大きさが異なる状態になるように、複数段階の止め状態を実現できる。具体的には、止め機構11は、バネ伸縮レバー7に形成された係合部21を有している。係合部21は、複数の歯としての突起部23を有している。複数の突起部23は、バネ伸縮レバー7の片側の面に本体延長方向に並んで形成されている。また、複数の突起部23の形成位置は、バネ伸縮レバー7の本体延長方向中間部分である。突起部23は、先端側が本体延長方向に直交する平面の一部である平坦面であり、後端側が傾斜面である。なお、この実施形態では、突起部23の数は5であるが、通常は1〜10であり、望ましくは2〜6であり、特に限定されない。また、常に一定の付勢力を付与する目的であれば1でも良い。
止め機構11は、さらに、複数の突起部23に係合可能な歯止めとしての爪部材25を有している。爪部材25は、図2〜図5に示すように、突起部23の平坦面に当接可能な部材である。爪部材25は、突起部23に係合することでバネ伸縮レバー7が先端側に移動することを防止する第1位置(図2及び図3)と、突起部23から離れることでバネ伸縮レバー7が先端側に移動すること許容する第2位置(図4及び図5)との間で移動可能である。
爪部材25がいずれの突起部23に係合するかで、バネ伸縮レバー7の本体5に対する本体延長方向における位置が決められる。つまり、爪部材25がいずれの突起部23に係合するかで、弾性体9の圧縮量が決まり、したがって弾性体9の反発力が決まる。この実施形態では、弾性体9の反発力を複数段階に設定できる。具体的には、バネ伸縮レバー7の後端に設けられたナット35をつかんで引っ張ることで、バネ伸縮レバー7を後側に移動させ、突起部23に爪部材25を1つずつ乗り越えさせることで、バネ伸縮レバー7の係合位置を変更できる。このとき、爪部材25は、突起部23の傾斜面に沿って移動しては当該突起部23から外れて、次の突起部23に係合する。
なお、ストッパーを設けることで、バネ伸縮レバー7の本体延長方向後側への移動を制限してもよい。その場合は、弾性体9による反発力をある値以上大きくできないように予め設定できる。
(4)解除部材
打ち込みスイッチ13は、止め機構11とバネ伸縮レバー7の係合を解除するための部材である。打ち込みスイッチ13は、爪部材25を移動させることで、爪部材25をバネ伸縮レバー7の突起部23から離脱させるための部材である。具体的には、打ち込みスイッチ13は、本体5の表面の一部に形成され、人の指によって押し込み可能なスイッチ構造である。打ち込みスイッチ13は、本体延長方向に延びる形状を有しており、先端部分に爪部材25が固定されている。
このアプリケータ1では、マイクロニードルパッチ3のマイクロニードル3bが皮膚に穿刺されるときの衝撃力を目的に応じて容易に変更可能である。例えば、骨が近くにある皮膚に対しては付勢力を小さく設定し、骨が離れている皮膚に対しては付勢力を大きく設定することが好ましい。
具体的には、爪部材25は、バネ伸縮レバー7が貫通する穴を有しており、穴縁において突起部23に対向する側に係合爪25aを有している。係合爪25aは、本体延長方向先端側に傾斜面を有しており、本体延長方向後端側に本体延長方向に直交する平面の一部である平坦面を有している。係合状態において、係合爪25aの平坦面は、突起部23の平坦面に当接可能である。移動状態において、係合爪25aの傾斜面は、突起部23の傾斜面に当接可能である。
具体的には、打ち込みスイッチ13は、本体5において、バネ伸縮レバー7の突起部23が形成された面と反対側部分に形成されている。打ち込みスイッチ13は、本体延長方向の一方の端部のみが本体5に固定されており、したがって本体延長方向の他方の端部がバネ伸縮レバー7側に押し込まれると、全体が弾性変形可能である。
具体的には、打ち込みスイッチ13は、爪部材25が形成された側の端部の表面に指で押すことを容易にするための突起13aを有している。
具体的には、打ち込みスイッチ13及び爪部材25は一体の部材として形成されている。また、本体5において打ち込みスイッチ13及び爪部材25が形成されている部分は、本体5の他の部分とは別部材の半割形状の部材として構成されており、本体5の他の部分に着脱可能になっている。
(5)押し付け部
バネ伸縮レバー7は、マイクロニードルパッチ3が装着される押し付け部41を有している。押し付け部41は、レバー7本体の先端に設けられている。
本体5の先端部43は、バネ伸縮レバー7の移動方向に延びており、押し付け部41の外周縁に実質的に一致する内周面43aを有している。このようにして、押し付け部41の外周縁(本体延長方向に厚みを有している)は、先端部43の内周面43aにガイドされている。つまり、押し付け部41は、本体5の先端部43の内周面43aに沿って移動する。したがって、押し付け部41の移動中の姿勢が正しく保たれる。その結果、マイクロニードルパッチ3が皮膚に当たるときの平行度が高くなり、それにより薬剤投与の均一性が向上し、治療効率が高くなる。
図6及び図7に示すように、押し付け部41は、基体45を有している。基体45は、バネ伸縮レバー7の先端に形成された板状部分である。この実施形態では、基体45は、概ね矩形の板状である。
押し付け部41は、マイクロニードルパッチ3が装着される装着部47を有している。装着部47は、基体45の主面に固定される板状の部材である。装着部47は、ネジ51によって基体45に固定されている。ただし、装着部の固定方法は特に限定されない。
装着部47は、例えば、磁石又は磁石を含んだ部材である。マイクロニードルパッチ3は、基板3aと、多数のマイクロニードル3bを有している。基板3aは、磁性体を含んでおり、装着部47に着脱自在である。例えば、基板3aには、鉄粉が混ぜられた材料が用いられる。このようにフィルム等の貼付剤を用いていない場合は、粘着剤等の不純物が肌に接触しない。
なお、マイクロニードルパッチ3の装着部47への着脱方法は特に限定されない。例えば、粘着テープなどの接着剤、固定材を用いてもよい。
マイクロニードルパッチ3が装着部47とほぼ同じ形状(面積)であるので、マイクロニードルパッチ3への付勢力2により生ずる圧力を均等にできる。
押し付け部41は、基体45と装着部47との間に配置された低剛性部材49を有している。低剛性部材49は、衝撃吸収用の部材である。低剛性部材49は、基体45及び装着部47より剛性が低い。言い換えると、2つの高剛性の部材の間に低剛性の層が確保されている。低剛性部材49は、平面状の部材であってもよいし、平面に凹凸を有する部材であってもよい。また、低剛性部材49は、複数の異なる層が組み合わされて構成されてもよい。
低剛性部材49の材料の種類としては、主に、ゴム、スポンジ、フェルト、これらのゴム・スポンジ・フェルトの混合材料がある。ゴムとしては、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムがある。低剛性部材49のゴム硬度は、例えば、20〜50である。スポンジとしては、ウレタン、ポリエチレン、シリコーンがある。フェルトとしては、羊毛、その他の動物の毛、ウールなどの天然素材、レーヨン、ポリエステルなどの合成繊維がある。
以上に述べたように低剛性部材49が基体45と装着部47との間に設けられているので、押し付け部41がマイクロニードルパッチ3を皮膚に押し付けたときに、低剛性部材49によってマイクロニードルパッチ3がねじれる動作を行うことが可能になる。その結果、ねじれることで生ずる歪曲動作によって、マイクロニードル3bが折れ、皮膚に薬剤を含有したマイクロニードル先端部が確実に真皮内に適切に残る割合が高くなる。
押し付け部41は、止め機構11によって、本体5内において複数の穿刺準備位置に配置可能である。また、押し付け部41は、本体5の先端部43の接触部31付近の穿刺位置に配置可能である。
図6では、押し付け部41は、穿刺準備位置に配置され、マイクロニードルパッチ3が装着されていない。図7では、押し付け部41は、穿刺位置に配置され、マイクロニードルパッチ3が装着されている。
なお、押し付け部41に重量が大きな材料を用いたり、別に重りを付加したりすることで、バネ伸縮レバー7の反動によるアプリケータ1全体、特に非可動性の本体5の振動、跳ね返りを防止・軽減することが可能となる。
本体5、バネ伸縮レバー7等は例えば金属、樹脂からなり、金型、3Dプリンタ、成形装置及び他の装置によって製造可能である。
2.第2実施形態
図8〜図10用いて、第2実施形態のアプリケータ101を説明する。図8は、本発明の第2実施形態におけるマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータの先端部分の斜視図である。図9は、アプリケータの先端部分の断面図である。図10は、アプリケータの先端部分の断面図である。
アプリケータ101は、マイクロニードルパッチ103を皮膚に貼付するためのデバイスであり、基本的な構造は第1実施形態と同じである。
アプリケータ101は、本体105の先端に装着される先端部材102を有している。
先端部材102は、枠状本体104を有している。
先端部材102は、接触部106を有している。接触部106は、枠状本体104に設けられ皮膚に接触するための部分である。具体的には、接触部106は、枠状本体104の開口部周囲の枠状部分である。この実施形態では、枠状本体104の開口部は矩形であるが、その形状は特に限定されない。
先端部材102は、取り付け部108を有している。取り付け部108は、枠状本体104に設けられている。取り付け部108は、アプリケータ101の本体105の先端に着脱自在に嵌められるための部分である。
以上に述べたように先端部材102はアプリケータ101に着脱自在であるので、マイクロニードルパッチ103を皮膚に穿刺するごとに先端部材102を交換できる。したがって、アプリケータ101の先端を消毒する作業が不要になる。また、1台のアプリケータ101を複数回使用できるので、短時間で多数の患者を治療可能な点に加え、経済的でもある。
取り付け部108の構造を具体的に説明する。取り付け部108は、枠状本体104から一方向に延びる板状部分である。この実施形態では、一対の枠状本体104は、対向する2辺に設けられている。取り付け部108は、外側に凸となる形状の係合部108aを有している。それに対して、本体105の対応する位置には、凸部105aが形成されている。また、凸部105aの両側には、側方支持部105cが形成されている。
例えば、図9の状態から先端部材102を本体105に近づけていくと、取り付け部108が先端部材102の外側に移動し、図10に示すように、さらに係合部108aが凸部105aを乗り越えて移動する。このとき、本体105の先端面105bが枠状本体104の着座面104aに当接する。以上のようにして、先端部材102を本体105に装着できる。
これにより、先端部材102は、本体105の先端にがたつかない状態で装着される。また、先端部材102は、本体105の先端から外すには所定以上の力が必要になるので、先端部材102が本体105の先端から脱落しにくい。また、取り付け部108Aが側方支持部105cに当接するので、先端部材102Aが本体105Aに対して側方に移動することも生じにくい。
この実施形態では、予め載置しておいた先端部材102に対して、上からアプリケータ101を押し込むだけで先端部材102を装着できる。つまり、装着作業性が良い。
なお、先端部材を本体に着脱自在に装着する方法は、本実施形態の前述の構造に限定されない。例えばアプリケータ本体内側に嵌合する四角形に突出した補強板を持っていても良い。
本実施形態に記載の先端部材は、第1実施形態のアプリケータに対して着脱自在にできるが、他の構造のアプリケータに着脱自在にしてもよい。
3.第3実施形態
図11〜図13用いて、第3実施形態のアプリケータ101Aを説明する。図11は、本発明の第3実施形態におけるマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータの先端部分の斜視図である。図12は、アプリケータの先端部分の断面図である。図13は、アプリケータの先端部分の断面図である。
アプリケータ101Aは、マイクロニードルパッチ103Aを皮膚に貼り付けるためのデバイスであり、基本的な構造は第2実施形態と同じである。
アプリケータ101Aは、本体105Aの先端に装着される先端部材102Aを有している。
先端部材102Aは、枠状本体104Aを有している。
先端部材102Aは、接触部106Aを有している。接触部106Aは、枠状本体104Aに設けられ皮膚に接触するための部分である。具体的には、接触部106Aは、枠状本体104Aの開口部周囲の枠状部分である。この実施形態では、枠状本体104Aの開口部は矩形であるが、その形状は特に限定されない。
先端部材102Aは、取り付け部108Aを有している。取り付け部108Aは、枠状本体104Aに設けられている。取り付け部108Aは、アプリケータ101Aの本体105Aの先端に着脱自在に嵌め固定するための部分である。
先端部材102Aは、枠状本体104に取り付けられたマイクロニードルパッチ103Aを有している。
図14を用いて、マイクロニードルパッチ103Aの装着方法を説明する。図14は、アプリケータの先端部分の正面図である。接触部106Aの各内側辺には、中心側に延びる円形又は球形の突起106Bが形成されている。マイクロニードルパッチ103Aの各辺は、突起106Bに当接して支持されている。固定のための突起106Bの数は通常は総数4箇所(各辺1箇所)であり、総数で2〜16箇所(各辺0〜4箇所)迄可能であるが2〜4箇所が望ましい。
このような構造によって、マイクロニードルパッチ103Aの脱着が容易である。
以上に述べたように先端部材102Aはアプリケータ101Aに着脱自在であるので、マイクロニードルパッチ103Aを皮膚に穿刺するごとに先端部材102Aを交換できる。したがって、アプリケータ101Aの先端を消毒する作業が不要になる。また、1台のアプリケータ101Aを複数回使用できるので、経済的である事に加え、連続して多数の患者を治療する際にも望ましい。
取り付け部108Aの構造を具体的に説明する。取り付け部108Aは、枠状本体104Aから一方向に延びる板状部分である。この実施形態では、一対の枠状本体104Aは、対向する2辺に設けられている。取り付け部108Aは、外側に凸となる形状の係合部108aを有している。それに対して、本体105Aの対応する位置には、凸部105aが形成されている。また、凸部105aの両側には、側方支持部105cが形成されている。
例えば、図12の状態から先端部材102Aを本体105Aに近づけていくと、取り付け部108Aが先端部材102Aの外側に移動し、図13に示すように、さらに係合部108aが凸部105aを乗り越えて移動する。このとき、本体105の先端面105bが枠状本体104Aの着座面104aに当接する。以上のようにして、先端部材102Aを本体105Aに装着できる。
これにより、先端部材102Aは、本体105Aの先端にがたつかない状態で装着される。また、先端部材102Aは、本体105Aの先端から外すには所定以上の力が必要になるので、先端部材102Aが本体105Aの先端から脱落しにくい。また、取り付け部108Aが側方支持部105cに当接するので、先端部材102Aが本体105Aに対して側方に移動することも生じにくい。
以上に述べたように枠状本体104Aにマイクロニードルパッチ103Aが取り付けられているので、先端部材102Aとともにマイクロニードルパッチ103Aの脱着ができ、それにより作業が簡単になる。特に、この実施形態では、人の手がマイクロニードルパッチ103Aのマイクロニードル103b側の面に触れることがないので、マイクロニードルパッチ103Aの衛生状態が保たれる。
また、この実施形態では、装着部47に磁石又は磁石を含んだ材料を用いる必要がない。さらに、マイクロニードルパッチ103Aの基板103aに鉄粉等を混ぜる必要がない。
この実施形態では、予め載置しておいた先端部材102Aに対して、上からアプリケータ101Aを押し込むだけで先端部材102Aを装着できる。つまり、装着作業性が良い。さらに同様のはめ込み式先端部を巾はそのままで横にマイクロニードルパッチ2〜12個分以上を連結させた先端部材を作製し、装着後に片方の端から横にスライドさせることで連続して繰り返しての順次投与が可能となる。マイクロニードルパッチの連結方向に関して、列状、半円形、円形状、球状でも良い。さらにベルト状に固定して作製したマイクロニードルパッチを順次移動させながら打ち込みを連続的に行う方法もある。この場合、マイクロニードルパッチはベルト状の支持テープに固定されたものを駆動して位置を固定し直して打ち込み可能である。この動力としては手動式、電動式、気動式など駆動法の中から選択できる。
また、複数のマイクロニードルパッチをスペーサを介して積層した状態でアブリケータに充填収納し、順次下方のマイクロニードルパッチから連続的に打ち込む手法をとってもよい。その場合スペーサは枠状の物でもよいし、マイクロニードルパッチと一体化した形状としてもよい。
また、マイクロニードルパッチ103が皮膚に極めて近い位置に固定した上でバネ伸縮レバー7がマイクロニードルパッチの背面を直接打撃することでマイクロニードル先端部が表皮を貫通して真皮内に挿入留置できるので、マイクロニードルパッチ103の打込み時に、皮膚に届くまでの間にマイクロニードル103bが傾きにくい。つまり、皮膚面とパッチ面の平行度が高くなり、かつマイクロニードル103bが皮膚面に垂直に穿刺されることにより、マイクロニードル103bによる薬剤の真皮内投与が確実にできる。
なお、先端部材を本体に着脱自在に装着する方法は前記実施形態に限定されない。
本実施形態に記載の先端部材は、第1実施形態のアプリケータに対して着脱自在にできるが、他の構造のアプリケータに着脱自在にしてもよい。
4.第4実施形態
図15及び図16を用いて、第4実施形態のアプリケータ1を説明する。図15及び図16は、本発明の第4実施形態における付勢力付与機構内蔵マイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータの断面図である。
アプリケータ1は、マイクロニードルパッチ3を皮膚に貼り付けるためのデバイスであり、基本的な構造は第1実施形態と同じである。
マイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ1は、付勢力付与機構121を有している。付勢力付与機構121は、押し付け部41が本体5の先端側に移動することでマイクロニードルパッチ3が皮膚に押し当てられた状態で、さらにバネ伸縮レバー7に付勢力を付与する機構である。
このアプリケータ1では、マイクロニードルパッチ3が皮膚に押し付けられた後に、さらに、付勢力付与機構121によってアブリケータ本体を皮膚に強く押し当てマイクロニードルパッチに荷重を再付与できる。これにより、皮膚の弾性による反発力が作用したとしても、マイクロニードルを最初に刺さった深さに維持し、さらに真皮の深部へとマイクロニードル先端部を刺入し、破断して留置可能である。その結果、例えば薬剤を真皮に確実に投与できる。本実施形態では、マイクロニードルに付加された薬剤が真皮内に容易にかつ安定して投与されると真皮内、特に真皮乳頭層に存在する毛細血管網から投与された薬剤が全身の血管内に吸収され、期待される薬効を発揮することが期待される。さらに本実施形態で表皮内、表皮直下の真皮乳頭層にワクチンなどの免疫感作性のあるワクチンなどの物質を投与する方法が確立されると、ワクチンなどによる免疫獲得が容易・確実で短時間の処置で可能とする技術の確立とつながる。
付勢力付与機構121は、バネ伸縮レバー7に設けられた被付勢部123と、被付勢部123に付勢力を付与可能な付勢部材としての爪部材25とを有している。被付勢部123は、突起部23よりバネ伸縮レバー7の本体延長方向後側に形成されている。被付勢部123は、突起部23と同様に、先端側が本体延長方向に直交する平面の一部である平坦面であり、後端側が傾斜面である。被付勢部123の位置は、図16に示すように、打ち込みスイッチ13によって止め機構11の係合解除されることでバネ伸縮レバー7が最も先端側に移動したときに、爪部材25に対応する位置である。
この実施形態では、バネ伸縮レバー7を本体5の先端側に移動させ、さらに、バネ伸縮レバー7の先端にマイクロニードルパッチ3を装着する。次に、図15に示すように、止め機構11によって、本体に対して弾性体9の付勢力を作用させる状態でバネ伸縮レバー7を止める。この状態でアプリケータ1を皮膚に対して適切な向き及び位置に配置する。最後に、打ち込みスイッチ13を操作することで止め機構11とバネ伸縮レバー7の係合を解除する。すると、図16に示すように、弾性体9の付勢力によってバネ伸縮レバー7が移動し、その結果、マイクロニードルパッチ3のマイクロニードル3bが皮膚に穿刺される。
図16に示す状態では、被付勢部123は、爪部材25に対応する位置にある。そして、指が打ち込みスイッチ13から離されると、打ち込みスイッチ13の弾性力によって、爪部材25の係合爪25aが付勢力付与機構121により被付勢部123に再度固定して付勢(二次加圧)する。これより、バネ伸縮レバー7に対して本体延長方向先端側への力成分が作用することで、押し付け部41がさらにマイクロニードルパッチ3を皮膚に押し付ける。このように、弾性体9の付勢力によって押し付け部41がマイクロニードルパッチ3を皮膚に打ち込んだ(一次加圧)後に、さらに爪部材25によって荷重を加えることによって押し付け部41がマイクロニードルパッチ3を確実に皮膚に押し付け(二次加圧)ることでさらに真皮内に刺入した付加薬剤を付与したマイクロニードル先端部を破断し、上述の優れた効果が得られる。
本実施形態の変形例として、爪部材25からの被付勢部123への弾性力による荷重を小さく又はゼロに近く設定しておき、付勢力付与機構の一部として、操作者が指で爪部材25を押すことで上記押し付け部41からマイクロニードルパッチ3への押し付け荷重を発生させてもよい。
他の変形例としては、爪部材25からの被付勢部123への荷重をある値に設定しておき、それに操作者が指で爪部材25を押すことで、押し付け部41からマイクロニードルパッチ3に作用する押し付け荷重を増やしてもよい。
さらに他の変形例としては、被付勢部に付勢力を付与可能な付勢部材としては、他の構造、例えば爪部材以外のコイルバネ、板バネ、ゴム成形品さらにアクチュエータを用いてもよい。なお、付勢部材に他の構造を用いた場合でも、操作者の指による上記同様の押し付け荷重を発生可能な構造を採用してもよい。
図17〜図20を用いて、実施例を説明する。図17は、各アプリケータによる投与率の推移を示したグラフである。図18は、従来技術において使用後のマイクロニードルパッチの状態を示す写真である。図19は、発明品(打ち込みのみ)において使用後のマイクロニードルパッチの状態を示す写真である。図20は、発明品(打ち込み+押し込み)において使用後のマイクロニードルパッチの状態を示す写真である。
実施例では、下記の3種類のアプリケータを用いて実験を行い、その結果を比較した。なお、各アプリケータの本体、弾性部材、バネ伸縮レバー、ニードルパッチの基本構造は共通である。
<1>従来(図21、図22の従来技術に対応)
<2>止め機構を有するアプリケータ(第1〜第3実施形態に対応)
<3>付勢力付与機構を有するアプリケータ(第4実施形態に対応)
<1>従来のアプリケータ
図17に示すように、従来のアプリケータでは、パッチに存在するマイクロニードルの折れ方が均一ではなく、偏った部分のみが折れることが多かった。また、1パッチ当たりに存在するマイクロニードルの折れた割合=投与率が30%以下と低く、マイクロニードルの折れた部分の高さ=破断高さも約550μm前後の全高に対して、平均182.9μmという低い傾向にあった。これは真皮層に確実に打ち込むという目的から、好ましいことではない。
さらに、図18に示すように、従来のアプリケータでは、残っているマイクロニードルが高く、全体を見ても破断高さが均一ではない。
<2>止め機構を有するアプリケータ
図17に示すように、止め機構を有するアプリケータ(打ち込みのみ)では、皮膚に対して垂直に打ち込むことができるなどの効果から、マイクロニードルパッチ上のマイクロニードルの折れの均一性が改善されたことが確認できた。その結果として、投与率は70%に改善され、破断高さも平均262.5μmとより深く、確実に真皮層への投与が実現できることとなった。
さらに、図19に示すように、マイクロニードルの破断高さが大きくなり、全体的に同様の折れが実現できていることが確認できた。しかし、図19の囲み線部分で示すように、外周部の一部で折れていない部分などが確認された。
<3>付勢力付与機構を有するアプリケータ
図17に示すように、付勢力付与機構を有するアプリケータ(打ち込み+押し込み)では、打込み後にニードルを二次加圧により押し付けることによって、より均一な破断が実現し、投与率は95(より良い値)%となった。破断高さも310.2μmとより根元まで折れる結果を得ることができた。
さらに、図20に示すように、図19に比べて、外周部の一部でも折れている部分が増加し、打ち込みの均一性も向上した。
5.実施形態の特徴
マイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ1(マイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータの一例)は、マイクロニードルパッチ3(マイクロニードルパッチの一例)を皮膚に貼り付けるためのアプリケータであって、本体5(本体の一例)と、バネ伸縮レバー7(駆動体の一例)と、弾性体9(弾性体の一例)と、止め機構11(止め機構の一例)と、打ち込みスイッチ13(解除部材の一例)を備えている。バネ伸縮レバー7は、本体5に対して移動可能に装着され、先端にマイクロニードルパッチ3を装着可能である。弾性体9は、バネ伸縮レバー7に付勢力を与えるための部材である。止め機構11は、本体5に対して弾性体9の付勢力を作用させる状態で駆動体を止めるための機構である。打ち込みスイッチ13は、止め機構11とバネ伸縮レバー7の係合を解除するための部材である。
6.他の実施形態
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
当然ながら、第1実施形態と第2実施形態は互いに組み合わせ可能であり、さらに、第1実施形態と第3実施形態は互いに組み合わせ可能である。さらに、第4実施形態に第2実施形態又は第3実施形態を互いに組み合わせてもよい。
本発明は、マイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ及び先端部材に広く適用できる。
1 :マイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ
3 :マイクロニードルパッチ
3a :基板
3b :マイクロニードル
5 :本体
7 :バネ伸縮レバー
9 :弾性体
11 :止め機構
13 :打ち込みスイッチ
21 :係合部
23 :突起部
25 :爪部材
31 :接触部
33 :後端壁
33a :穴
35 :ナット
37 :支持部材
41 :押し付け部
43 :先端部
43a :内周面
45 :基体
47 :装着部
49 :低剛性部材
51 :ネジ
101 :アプリケータ
101A :アプリケータ
102 :先端部材
102A :先端部材
103 :マイクロニードルパッチ
103A :マイクロニードルパッチ
103a :基板
103b :マイクロニードル
104 :枠状本体
104A :枠状本体
104a :着座面
105 :本体
105A :本体
105a :凸部
105b :先端面
106 :接触部
106A :接触部
108 :取り付け部
108A :取り付け部
108a :係合部
121 : 付勢力付与機構
123 : 被付勢部

Claims (8)

  1. マイクロニードルパッチを押し当て皮膚に貼付するためのインパクト付加型アプリケータであって、
    本体と、
    前記本体に対して移動可能に装着され、先端にマイクロニードルパッチを装着可能な駆動体と、
    前記駆動体に付勢力を与えるための弾性体と、
    前記駆動体を前記本体に対して前記弾性体の付勢力を作用させる状態で止めるための止め機構と、
    前記止め機構と前記駆動体の係合を解除するための解除部材と、
    を備えたマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ。
  2. 前記止め機構は、前記弾性体の付勢力の大きさが異なる状態になるように、複数段階の止め状態を実現できる、請求項1に記載のマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ。
  3. 前記駆動体は、前記マイクロニードルパッチが装着される押し付け部を有し、
    前記本体は、前記押し付け部が前記本体の延長方向に移動するように前記押し付け部を案内する内周面を有しかつ前記駆動体の移動方向に延びる先端部を有している、請求項1又は2に記載のマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ。
  4. 前記押し付け部は、基体と、前記マイクロニードルパッチが装着される装着部と、前記基体と前記装着部との間に配置された衝撃吸収用低剛性部材と、を有している、請求項3に記載のマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ。
  5. 前記駆動体が前記本体の先端側に移動することで前記マイクロニードルパッチが皮膚に押し当てられた状態で、さらに前記駆動体に付勢力を付与する付勢力付与機構をさらに備えている、請求項1〜4のいずれかに記載のマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ。
  6. 前記付勢力付与機構は、前記駆動体に設けられた被付勢部と、前記被付勢部に付勢力を付与可能な付勢部材とを有している、請求項5に記載のマイクロニードルパッチ用インパクト付加型アプリケータ。
  7. マイクロニードルパッチを皮膚に貼り付けるためのインパクト付加型アプリケータに装着される先端部材であって、
    枠状本体と、
    前記枠状本体に設けられ皮膚に接触するための接触部と、
    前記枠状本体に設けられ、前記インパクト付加型アプリケータの先端に着脱自在に嵌められるための取り付け部と、
    を備えた先端部材。
  8. 前記枠状本体に取り付けられたマイクロニードルパッチをさらに備えている、請求項7に記載の先端部材。
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