JP2022504856A - マイクロ構造体 - Google Patents
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Abstract
マイクロ構造体が提供される。本発明の実施例に係るマイクロ構造体は基板上に形成され薬物を含むティップ部；および基板とティップ部との間に形成され、ティップ部が皮膚に挿入された後に基板とティップ部との間を分離させるものの、外力によって物理的に分離させたり化学物質によって化学的に分離させる分離部；を含む。
Description
本発明はマイクロ構造体に関し、特に、皮膚内への薬物の伝達に利用され得るマイクロ構造体に関する。
一般的に、病気の治療または美容のための薬物を身体内に伝達するために錠剤形またはカプセル剤形の経口投与や注射針（ｎｅｅｄｌｅ）を利用する。最近ではマイクロニードル（ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅ）を含む多様なマイクロ構造体が開発された。現在まで開発されたマイクロ構造体は、主に生体内への薬物の伝達、採血、体内分析物質の検出などに使われてきた。
生分解性マイクロ構造体は皮膚に挿入されるとすぐに溶解せず、使われた物質によってすべてが溶解するまで水分から数十分が所要される。したがって、マイクロ構造体が皮膚に挿入されて皮膚内で溶解する間、マイクロ構造体の皮膚離脱を防ぐために皮膚に固定できるパッチを使った。
しかし、従来のマイクロパッチは対象者の皮膚状態により異なるパッチ適用時間が要求される。この時、マイクロパッチの付着時間の増加に伴い、適用対象者に皮膚の刺激、および炎症などの副作用をもたらす。
また、汗や体温の上昇によって、マイクロ構造体に含まれた薬物が皮膚内に吸収される前に一部が皮膚の外で溶融してパッチ内に残存するため、皮膚に伝達される薬物の量が不均一となって定量伝達の目的を達成することができない。
したがって、マイクロパッチの長時間の付着時間、薬物の伝達の低効率、および薬物の伝達量の不均一を解消できるマイクロ構造体の必要性が増加している。
前記のような従来技術の問題点を解決するために、本発明の一実施例は皮膚に挿入された後、マイクロ構造体を短時間内に基板から分離できるマイクロ構造体を提供しようとする。
また、本発明は皮膚に堅固に挿入されて正確な薬物の伝達が可能であり、外力によって皮膚から離脱しないマイクロ構造体を提供しようとする。
前記のような課題を解決するための本発明の一側面によると、薬物を含むティップ部；および基板と前記ティップ部との間に形成され、前記ティップ部が皮膚に挿入された後に前記基板と前記ティップ部との間を分離させるものの、外力によって物理的に分離させたり化学物質によって化学的に分離させる分離部；を含むマイクロ構造体が提供される。
一実施例において、前記基板または前記ティップ部の一側上に形成されるベース部をさらに含み、前記分離部は前記ベース部と前記ティップ部との間または前記基板と前記ベース部との間に形成され、前記ティップ部が皮膚に挿入された後に前記ベース部と前記ティップ部との間または前記基板と前記ベース部との間を分離させることができる。
一実施例において、前記分離部は生分解性高分子および糖類の中から選択された一つ以上を含むことができる。
一実施例において、前記分離部は前記化学物質によって溶解するのに所要する時間が５分未満であるか、前記化学物質によって３分内に単位体積当たり７０％以上が溶解され得る。
一実施例において、前記化学物質は前記基板と前記皮膚との間に流入したり前記ティップ部が前記皮膚に挿入される前に前記皮膚上に塗布され得る。
一実施例において、前記化学物質は水、水溶液、および注射可能なエステルのうち選択されたいずれか一つ以上を含み、前記水溶液は炭素数１－４の無水または含水低級アルコール、アセトン、エチルアセテート、クロロホルム、１，３－ブチレングリコール、ヘキサン、ジエチルエーテルおよびブチルアセテートのうち選択された一つ以上を含み、前記注射可能なエステルは非水溶性剤、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、油状成分、およびエチルオレートのうち選択された一つ以上を含み、油状成分として使われ得るオイルは植物性オイル、鉱物性オイル、シリコン油および合成油のうち選択されたいずれか一つ以上を含むことができる。
一実施例において、前記分離部は両側の断面より中央部の断面が小さい面積を有することができる。
一実施例において、前記分離部は前記ティップ部または前記基板との結合力より小さな力によって破断し得る。
一実施例において、前記分離部は前記ティップ部が前記皮膚から離脱する力より小さな力によって破断し得る。
一実施例において、前記外力は前記分離部に対して水平方向または垂直方向に加えられ得る。
一実施例において、前記分離部は生分解性物質を含むことができる。
一実施例において、その断面が小さくなるように形成され得る。
一実施例において、前記ティップ部はその垂直断面が尖端部に行くほど小さく形成されるか、その垂直断面が連続的な曲率からなるキャンドルの形状を有することができる。
一実施例において、前記基板は前記分離部に対応する部位に一定厚さを有する突出部が形成され、断面上水平な直線、傾いた斜線、または中央が膨らんだり凹んだ曲線からなり得る。
本発明の他の側面によると、基板上に形成され第１断面を有するベース部；前記ベース部の前記第１断面より小さい第２断面を含み、前記基板から遠くなる方向に延びるように前記ベース部上に形成された分離部；および前記分離部の前記第２断面より広い第３断面を含み、前記基板から遠くなる方向に延びるように前記分離部上に形成されたティップ部を含み、前記ベース部、前記分離部および前記ティップ部の外側面は前記基板から遠くなる方向に連続した曲率を有するマイクロ構造体が提供される。
一実施例において、前記ベース部は前記基板から遠くなる方向に行くほど面積が狭くなり、前記第２断面は前記基板から遠くなる方向から見る時、前記分離部の中央部分に位置し、前記分離部の断面のうち最も狭い断面であり、前記第３断面は前記分離部の前記基板から遠い一端部面より広い断面を有し、前記基板から遠くなる方向から見る時、前記ティップ部の断面のうち最も広い断面であり、前記ティップ部は前記ティップ部の前記第３断面から前記基板から遠くなる方向に行くほど狭くなる断面を有するように上端部が尖っている形態からなり得る。
一実施例において、前記ベース部、前記分離部および前記ティップ部は一体に形成されるか、前記ベース部および前記ティップ部は互いに異なる物質で形成され得る。
一実施例において、前記第１断面の直径は１０～１，０００ｕｍであり、第２断面の直径は５～５００ｕｍであり、前記基板から前記第２断面までの延長長さは５０～１，０００ｕｍであり、前記第３断面の直径は１００～５００ｕｍであり、前記第３断面から前記ティップ部の端部までの距離は１００～１，０００ｕｍであり、前記基板から前記ティップ部の端部までの全体の延長長さは２００～２，０００ｕｍであり得る。
一実施例において、前記ティップ部は前記基板から遠くなる方向に前記分離部の一端部から前記第３断面まで第１延長長さに位置した第１体積領域、前記第３断面から前記第１延長長さの２倍の延長長さに位置した第２体積領域および前記第２体積領域の上部に位置した第３体積領域を含み、前記第１体積領域および前記第２体積領域を合わせた体積は前記第３体積領域の２～１０００倍の体積であり、前記ティップ部が前記ベース部および前記分離部の体積より１．５～１００倍の体積を有し、前記ベース部から前記ティップ部までの全体の高さ方向に上位６０％の高さ範囲の体積が全体体積の６０～９０％であり得る。
本発明の一実施例に係るマイクロ構造体は、皮膚に挿入時の体内に挿入されるティップ部の断面の広さを分離部の断面の広さより広く形成することによって、マイクロ構造体の分離部が物理的または化学的に切断された状態で大きな体積のティップ部が皮膚内に維持され得るため、多くの薬物を皮膚内に伝達させることができ、ティップ部が皮膚内に挿入された状態で抜けずに皮膚によく固定され得る。
また、本発明の一実施例に係るマイクロ構造体は、分離部が基板と薬物を含むティップ部を物理的または化学的に分離させることによって、薬物が含まれたティップ部が短時間内に分離されたりティップ部とともにベース部も短時間内に分離され得るため、マイクロパッチの付着時間を短縮できるため皮膚の刺激および炎症などの発生可能な副作用を減少させることができ、使用安定性および便宜性を増進させることができる。
また、本発明の一実施例に係るマイクロ構造体は、マイクロパッチの付着時間が短縮されるため長時間の使用による汗、発熱、および皮膚への固定が容易でないなどによる薬物の皮膚への吸収率の低下を防止することができるため適用対象者ごとに同一の薬物吸収率および効能を提供するとともに、適用対象者の皮膚状態、適用部位および環境にかかわらず薬物を伝達できるため物質の供給性を向上させることができる。
また、本発明の一実施例に係るマイクロ構造体は、薬物を皮膚内に投入するために別途のシューティングデバイスを使用しないため、無痛症および無刺激の長所を最大化することができる。
また、本発明の一実施例に係るマイクロ構造体は、薬物が含まれたティップ部が皮膚内に完全に挿入され、皮膚外での溶解によってマイクロパッチに残存物が存在せずすべて皮膚内に吸収されるため、薬物の定量伝達を可能とすることができる。
また、本発明の一実施例に係るマイクロ構造体は、ティップ部の薬物がマイクロパッチに残らないため、既存のマイクロパッチに比べて衛生的に優秀であり、適用対象者のバイオハザード（ｂｉｏｈａｒｚａｒｄ）、生体威嚇性廃棄物およびこれによる二次被害の発生度を最小化することができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は多様な異なる形態で具現され得、ここで説明する実施例に限定されない。図面で本発明を明確に説明するために説明に関わらない部分は省略し、明細書全体を通じて同一または類似する構成要素については同一の参照符号を付した。
以下では、図面を参照して本発明の実施例に係るマイクロ構造体をより詳細に説明することにする。図１は本発明の第１実施例に係るマイクロ構造体の断面図であり、図２は本発明の第２実施例に係るマイクロ構造体の断面図であり、図３は本発明の第３実施例に係るマイクロ構造体の断面図である。
図１を参照すると、本発明の第１実施例に係るマイクロ構造体１２０は略円錐の形状からなり得る。マイクロ構造体１２０は分離部１２２、およびティップ部１２４を含む。ここで、ベース部１２６が選択的に形成され得る。
一例として、マイクロ構造体１２０ａは図１（ｂ）に図示された通り、ベース部１２６が基板１１０と分離部１２２との間に形成され得る。他の例として、マイクロ構造体１２０ｂは図１（ｃ）に図示された通り、ベース部１２６が分離部１２２とティップ部１２４との間に形成されてもよい。
ここで、分離部１２２、ティップ部１２４、およびベース部１２６はその形成順序により基板１１０からティップ部１２４の尖端部側に行くほどその断面が小さくなるように形成され得る。特に、ティップ部１２４はその断面が前記尖端部に行くほど小さく形成され得る。
この時、マイクロ構造体１２０、１２０ａ、１２０ｂは基板１１０に形成されてマイクロパッチ１００、１００ａ、１００ｂを形成することができる。
図２を参照すると、本発明の第２実施例に係るマイクロ構造体２２０は第１実施例に係るマイクロ構造体１２０と類似しているが、分離部２２２が両側の断面より中央部の断面が小さい面積を有することができる。マイクロ構造体２２０は分離部２２２、およびティップ部２２４を含む。ここで、ベース部２２６が選択的に形成され得る。
一例として、マイクロ構造体２２０ａは図２（ｂ）に図示された通り、ベース部２２６が基板２１０と分離部２２２との間に形成され得る。他の例として、マイクロ構造体２２０ｂは図２（ｃ）に図示された通り、ベース部２２６が分離部２２２とティップ部２２４との間に形成されてもよい。
この時、マイクロ構造体２２０、２２０ａ、２２０ｂは基板２１０に形成されてマイクロパッチ２００、２００ａ、２００ｂを形成することができる。
図３を参照すると、本発明の第３実施例に係るマイクロ構造体３２０は略キャンドルの形状からなり得る。すなわち、マイクロ構造体３２０は垂直断面上において連続的な曲率を有するように形成され得る。マイクロ構造体３２０は分離部３２２、およびティップ部３２４を含む。ここで、ベース部３２６が選択的に形成され得る。
一例として、マイクロ構造体３２０ａは図３（ｂ）に図示された通り、ベース部３２６が基板３１０と分離部３２２の間に形成され得る。他の例として、マイクロ構造体３２０ｂは図３（ｃ）に図示された通り、ベース部３２６が分離部３２２とティップ部３２４の間に形成されてもよい。
ここで、ティップ部３２４は分離部３２２から一定距離までは断面が増加していて尖端部に行くほど断面が減少するキャンドルの形状を有することができる。
特に、図３（ｂ）において、本実施例でベース部３２６は基板に接する第１断面を具備し、第１断面、すなわち基板３１０に接するベース部３２６の直径の長さが１０～１，０００ｕｍであり得る。ただし、ベース部３２６の直径の長さはこれに制限されるものではない。
本実施例で、ベース部３２６は基板３１０から遠くなる方向に行くほど断面の面積が狭くなるように形成され得る。基板３１０から遠くなる方向にベース部３２６の延長長さは１０～５００ｕｍであり得るが、これに制限されるものではない。ベース部３２６の上部面はベース部３２６の第１断面より狭い面積の断面を有することができ、このとき、ベース部３２６の上部面の断面の直径は５～７５０ｕｍであり得る。
図３（ｂ）から見る時、ベース部３２６の上部、すなわち、基板３１０から遠くなる方向側に、ベース部３２６の端部には分離部３２２が位置する。
分離部３２２は前記ベース部３２６の上部面から連続的にまたは不連続的に延びるように形成され得、ベース部３２６の第１断面より小さい第２断面を含むことができる。分離部３２２は断面が円形である円柱の形態からなり得る。
本実施例で分離部３２２は基板３１０から遠くなる方向から見る時、分離部３２２の中央部分で最も狭い面積の断面を有するように形成され得る。本実施例で分離部３２２の中央部分に位置して分離部３２２の断面のうち最も狭い面積の断面を第２断面と規定して説明する。
本実施例で、第２断面の直径は５～５００ｕｍであり得る。
本実施例で分離部３２２は分離部３２２の延長方向から見る時、第２断面を中心に対称となるように形成され得るが、このような形態は分離部３２２を遠心力などによって引っ張ることによって形成される形態であり得る。
一方、基板３１０から分離部３２２の第２断面までの延長長さは５０～１，０００ｕｍであり得、分離部３２２の延長長さは５０～１，０００ｕｍであり得る。
本実施例で、分離部３２２の上端面の長さはベース部３２６の上部面の断面の直径と同一に形成され得、その上部にはティップ部３２４が形成され得る。ティップ部３２４は分離部３２２と連続的または非連続的に連結され得、分離部３２２から延びた円形の断面を有する柱の形態からなり得る。
ティップ部３２４は分離部３２２の第２断面より広い面積を有する第３断面を具備する。本実施例で、第３断面はティップ部３２４を形成する横断面のうち最も広い面積を有する断面と規定され得る。本実施例で第３断面の直径は１００～５００ｕｍであり得る。この時、基板から第３断面までの距離は１００～１，０００ｕｍであり得、第３断面から前記ティップ部３２４までの尖端部までの距離は１００～１，０００ｕｍであり得る。また、ベース部３２６の延長長さは１００～１，０００ｕｍであり得る。
これに伴い、ティップ部３２４は第３断面より狭い断面を有する下部から延長方向に行くほど断面の広さが広くなっていて第３断面で最も広い断面を有し、第３断面を通り過ぎて延長された部分は次第に断面の広さが狭くなるように形成されてティップ部３２４の延長方向の一端部で尖っている形態となるように形成される。すなわち、ティップ部３２４はその垂直断面が連続的な曲率からなるキャンドルの形状を有することができる。
本実施例で、ティップ部３２４は前記基板３１０から遠くなる方向に、前記分離部３２２の一端部から前記第３断面までの第１延長長さに位置した第１体積領域、前記第３断面から前記第１延長長さの２倍の延長長さに位置した第２体積領域および前記第２体積領域の上部に位置した第３体積領域を含むことができる。第２体積領域の上端面の長さは分離部３２２の上端面の長さより同一または小さくてもよい。この時、前記第１体積領域および前記第２体積領域を合わせた体積は前記第３体積領域の２～１０００倍の体積であり得る。そして、ティップ部３２４がベース部３２６および分離部３２２の体積より１．５～１００倍の体積を有することができる。本実施例で、ティップ部３２４はマイクロ構造体３２０ａが皮膚に挿入された状態で皮膚の内部に注入される薬物を含有した部分であり得、ティップ部３２４の大きさが大きいほど皮膚内に注入され得る薬物の量が多くなり得る。
これに伴い、ベース部３２６、分離部３２２およびティップ部３２４を含む本実施例に係るマイクロ構造体は全体としてキャンドル（ロウソクの火）の形態をなすように形成される。
この時、ベース部３２６、分離部３２２およびティップ部３２４の外側面は基板３１０から遠くなる方向に連続した曲面からなり得る。すなわち、前記外側面は基板３１０から遠くなる方向に連続した曲率を有することができる。しかし、ベース部３２６、分離部３２２およびティップ部３２４の製造工程によってベース部３２６、分離部３２２およびティップ部３２４が不連続な面を有するように形成されてもよい。
この時、基板３１０からマイクロ構造体のティップ部３２４の尖端部までの全体の延長長さは２００～２，０００ｕｍであり得るが、これに制限されるものではない。
本実施例に係るマイクロ構造体３２０ａは内部が満たされた形態からなり得、その内部に皮膚に投与するための薬物を含有するように形成され得る。
ここで、本実施例に係るマイクロ構造体３２０ａは、皮膚に挿入される薬液の種類、薬物が投与されなければならない皮膚内皮層に深く挿入するための力の大きさなどによって、皮膚に挿入されるマイクロ構造体３２０ａの挿入深さを異ならせることができる。一例として、力の大きさは０．００１Ｎ以上であり得る。
マイクロ構造体３２０ａが皮膚に多様な深さで挿入された場合であっても、マイクロ構造体３２０ａはティップ部３２４の最も広い断面を有する第３断面部分が皮膚の表皮層より深い位置に配置されなければならない必要がある。
万一、ティップ部３２４の最も広い断面を有する第３断面部分が皮膚の表皮層を通って皮膚の内部に入らない場合には、マイクロ構造体３２０ａが皮膚の弾力によって皮膚の内部に刺されずに皮膚から皮膚の外側に離脱し得る。
本実施例に係るマイクロ構造体３２０ａはマイクロ構造体３２０ａが形成された基板３１０を皮膚に加圧して、マイクロ構造体３２０ａの最も広い断面を有する部分、すなわちティップ部３２４が皮膚の内部に挿入されるようにした状態でマイクロ構造体３２０ａの分離部３２２を破断させることによって、マイクロ構造体３２０ａが皮膚の内部に位置するようにすることができる。
本実施例に係るマイクロ構造体の説明において、マイクロ構造体をベース部、分離部３２２およびティップ部３２４に区別して説明し、ベース部、分離部３２２およびティップ部３２４の一断面の長さを例示的に説明したが、マイクロ構造体が単一の材料で製作されて一体に形成された場合、ベース部、分離部３２２およびティップ部３２４は明確に区画されない可能性もあるところ、本実施例で説明した各断面の長さは例示的なものであることを当業者であれば容易に理解できるであろう。また、製造工程により図３（ａ）のようにマイクロ構造体にベース部３２６が形成されなくてもよい。
これによって、ティップ部３２４、分離部３２２およびベース部３２６の長さ、幅および断面の広さを調節して多様な皮膚投入深さを決定することができ、薬物が投与される量を調節できるため、多様な形態のマイクロ構造体を提供することができる。
また、ティップ部３２４と皮膚の接触面積が増加するため、ティップ部３２４の体液による溶解がさらに早く進行され得、皮膚との結合力が増加し得る。したがって、相対的に小さな物理的な力によってティップ部３２４が皮膚の外に離脱することなく分離部３２２が破断し得る。また、ティップ部３２４は中央部が膨らんだ形状を有するため内部の体積が増加し、そのため含まれる薬物の量を増加させることができる。
この時、マイクロ構造体３２０、３２０ａ、３２０ｂは基板３１０に形成されてマイクロパッチ３００、３００ａ、３００ｂを形成することができる。
しかし、本発明でマイクロ構造体の形状はティップ部１２４、２２４、３２４を分離するための分離部１２２、２２２、３２２を含むのであれば、これに特に限定されない。
本発明で、前記マイクロ構造体は、化学物質のような溶媒を通じて分離部１２２、２２２、３２２の化学的溶解を通じて分離させたり、外力による分離部１２２、２２２、３２２の物理的な破壊を通じて分離させることによって、既存のマイクロパッチの限界を克服し、薬物の伝達正確性と便宜性および安全性を向上させることができる。
また、前記マイクロ構造体はティップ部１２４、２２４、３２４が皮膚に挿入された後にティップ部１２４、２２４、３２４の分離が短時間内になされるため、皮膚を通じて伝達しようとする薬物の供給性を向上させることができる。
本発明で前記マイクロ構造体に利用され得る薬物は特に制限されない。例えば、前記薬物は化学薬物、蛋白質医薬、ペプチド医薬、遺伝子治療用核酸分子、ナノ粒子、機能性化粧品の有効性分および美容成分などを含む。
また、本発明に利用され得る薬物は例えば、抗炎症剤、鎮痛剤、抗関節炎剤、鎮痙剤、抗うつ病剤、抗精神病薬物、神経安定剤、抗不安剤、麻薬拮抗剤、抗パーキンソン疾患薬物、コリン性アゴニスト、抗癌剤、抗血管新生抑制剤、免疫抑制剤、抗ウイルス剤、抗生剤、食欲抑制剤、鎮痛剤、抗コリン剤、抗ヒスタミン剤、抗片頭痛剤、ホルモン剤、冠状血管、脳血管または末梢血管拡張剤、避妊薬、抗血栓剤、利尿剤、抗高血圧剤、心血管疾患治療剤、美容成分（例えば、シワ改善剤、皮膚老化抑制剤および皮膚美白剤）等を含むが、これに限定されるものではない。
ここで、前記マイクロ構造体を形成する分離部１２２、２２２、３２２、ティップ部１２４、２２４、３２４およびベース部１２６、２２６、３２６は同一の材料を利用して一体に形成されたり、他の物質で形成され得る。
本発明で利用されるマイクロ構造体を形成する材料は生体適合性または生分解性物質を含む。ここで、用語「生体適合性物質」は実質的に人体に毒性がなく、化学的に不活性であり、免疫原性がない物質を意味する。本明細書で用語「生分解性物質」は生体内で体液または微生物などによって分解され得る物質を意味する。
具体的には、本発明で利用され得る生体適合性および／または生分解性物質は、例えばポリエステル、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡｓ）、ポリ（α－ヒドロキシ酸）、ポリ（β－ヒドロキシ酸）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－バリレート；ＰＨＢＶ）、ポリ（３－ヒドロキシプロピオネート；ＰＨＰ）、ポリ（３－ヒドロキシヘキサノエート；ＰＨＨ）、ポリ（４－ヒドロキシ酸）、ポリ（４－ヒドロキシブチレート）、ポリ（４－ヒドロキシバリレート）、ポリ（４－ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（エステルアミド）、ポリカプロラクトン、ポリラクチド、ポリグリコライド、ポリ（ラクチド－ｃｏ－グリコライド；ＰＬＧＡ）、ポリジオキサノン、ポリオルトエステル、ポリエーテルエステル、ポリアンヒドライド、ポリ（グリコール酸－ｃｏ－トリメチレンカーボネート）、ポリホスホエステル、ポリホスホエステルウレタン、ポリ（アミノ酸）、ポリシアノアクリレート、ポリ（トリメチレンカーボネート）、ポリ（イミノカーボネート）、ポリ（タイロシンカーボネート）、ポリカーボネート、ポリ（タイロシンアリーレート）、ポリアルキレンオキサレート、ポリホスファゼン、ＰＨＡ－ＰＥＧ、エチレンビニルアルコールコポリマー（ＥＶＯＨ）、ポリウレタン、シリコン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイソブチレンとエチレン－アルファオレフィン共重合体、スチレン－イソブチレン－スチレントリブロック共重合体、アクリル重合体および共重合体、ビニルハライド重合体および共重合体、ポロビニルクロライド、ポリビニルエーテル、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニリデンハライド、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニリデンクロライド、ポリフルオロアルケン、ポリパーフルオロアルケン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルケトン、ポリビニルアロマティクス、ポリスチレン、ポリビニルエステル、ポリビニルアセテート、エチレン－メチルメタクリレート共重合体、アクリロニトリル－スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂とエチレン－ビニルアセテート共重合体、ポリアミド、アルキド樹脂、ポリオキシメチレン、ポリイミド、ポリエーテル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリル酸－ｃｏ－マレイン酸、キトサン、デキストリン、セルロース、ヘパリン、ヒアルロン酸、アルギネート、イヌリン、澱粉またはグリコーゲンであり、好ましくはポリエステル、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡｓ）、ポリ（α－ヒドロキシ酸）、ポリ（β－ヒドロキシ酸）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－バリレート；ＰＨＢＶ）、ポリ（３－ヒドロキシプロピオネート；ＰＨＰ）、ポリ（３－ヒドロキシヘキサノエート；ＰＨＨ）、ポリ（４－ヒドロキシ酸）、ポリ（４－ヒドロキシブチレート）、ポリ（４－ヒドロキシバリレート）、ポリ（４－ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（エステルアミド）、ポリカプロラクトン、ポリラクチド、ポリグリコライド、ポリ（ラクチド－ｃｏ－グリコライド；ＰＬＧＡ）、ポリジオキサノン、ポリオルトエステル、ポリエーテルエステル、ポリアンヒドライド、ポリ（グリコール酸－ｃｏ－トリメチレンカーボネート）、ポリホスホエステル、ポリホスホエステルウレタン、ポリ（アミノ酸）、ポリシアノアクリレート、ポリ（トリメチレンカーボネート）、ポリ（イミノカーボネート）、ポリ（タイロシンカーボネート）、ポリカーボネート、ポリ（タイロシンアリーレート）、ポリアルキレンオキサレート、ポリホスファゼン、ＰＨＡ－ＰＥＧ、キトサン、デキストリン、セルロース、ヘパリン、ヒアルロン酸、アルギネート、イヌリン、澱粉またはグリコーゲンである。
この時、マイクロ構造体は前記のような薬物の粘性組成物をスポッティングによって形成することができる。ここで、用語「粘性組成物」は形状が変化してマイクロ構造体を形成できる能力を有する組成物を意味する。
分離部１２２、２２２、３２２は基板１１０、２１０、３１０上に形成されたり（図１～図３の（ａ）（ｃ）参照）、ベース部１２６、２２６、３２６上に形成され（図１～図３の（ｂ）参照）、ティップ部１２４、２２４、３２４が皮膚に挿入された後に化学物質によって溶解して基板１１０、２１０、３１０とティップ部１２４、２２４、３２４との間（図１～図３の（ａ）参照）、ティップ部１２４、２２４、３２４とベース部１２６．２２６．３２６との間（図１～図３の（ｂ）参照）または基板１１０、２１０、３１０とベース部１２６、２２６、３２６との間（図１～図３の（ｃ）参照）を化学的に分離させることができる。
前記化学物質は水、水溶液、および注射可能なエステルのうち選択されたいずれか一つ以上を含み、前記水溶液は炭素数１－４の無水または含水低級アルコール、アセトン、エチルアセテート、クロロホルム、１，３－ブチレングリコール、ヘキサン、ジエチルエーテルおよびブチルアセテートのうち選択された一つ以上を含み、前記注射可能なエステルは非水溶性剤、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、油状成分、およびエチルオレートのうち選択された一つ以上を含むことができる。ここで、油状成分として主に使用され得るオイルは植物性オイル、鉱物性オイル、シリコン油および合成油のうち選択されたいずれか一つ以上を含むことができる。
この時、分離部１２２、２２２、３２２は化学物質に対する溶解度がティップ部１２４、２２４、３２４および／またはベース部１２６、２２６、３２６の溶解度より大きくてもよい。
このように、分離部１２２、２２２、３２２は溶媒として付加される前記化学物質によって容易に溶解してティップ部１２４、２２４、３２４が分離されるように、溶解度が高い物質で形成され得る。一例として、分離部１２２、２２２、３２２はヒアルロン酸またはカルボキシメチルセルロースのような生分解性高分子、およびグルコースまたはスクロースなどのような糖類の中から選択された一つ以上を含むことができる。
また、分離部１２２、２２２、３２２は化学物質によって完全に溶解せず、その一部がティップ部１２４、２２４、３２４の一側に残存したり（図１～図３の（ａ）（ｃ）参照）、ベース部１２６、２１６、３２６の一側に残存する場合（図１～図３の（ｂ）参照）、皮膚によって溶解できるように生分解性物質を含むことができる。
この時、分離部１２２、２２２、３２２は前記化学物質によって溶解して基板１１０、２１０、３１０とティップ部１２４、２２４、３２４との間を分離させたり（図１～図３の（ａ）参照）、ベース部１２６、２２６、３２６とティップ部１２４、２２４、３２４との間（図１～図３の（ｂ）参照）を分離させたり、基板１１０、２１０、３１０とベース部１２６、２２６、３２６との間を分離させるのに（図１～図３の（ｃ）参照）所要する時間が５分未満であり得る。すなわち、分離部１２２、２２２、３２２は一定時間内に基板１１０、２１０、３１０とティップ部１２４、２２４、３２４が完全に分離されたり（図１～図３の（ａ）参照）、ベース部１２６とティップ部１２４、２２４、３２４が完全に分離されたり（図１～図３の（ｂ）参照）、基板１１０、２１０、３１０とベース部１２６、２２６、３２６が完全に分離され得るように（図１～図３の（ｃ）参照）、前記化学物質によって溶解され得る。ここで、分離部１２２、２２２、３２２が溶解するのに所要する時間が５分以上である場合、既存のマイクロパッチのように、使用者によっては皮膚の刺激、および炎症などの副作用をもたらし得る。
この時、分離部１２２、２２２、３２２を形成する物質と前記化学物質の種類および濃度は、分離部１２２、２２２、３２２が一定時間内に充分に基板１１０、２１０、３１０とティップ部１２４、２２４、３２４との間を分離させたり（図１～図３の（ａ）参照）、ベース部１２６とティップ部１２４、２２４、３２４との間を分離させたり（図１～図３の（ｂ）参照）、基板１１０、２１０、３１０とベース部１２６、２２６、３２６との間を分離させることができる（図１～図３の（ｃ）参照）程度に溶解するように選択され得る。
また、分離部１２２、２２２、３２２は前記化学物質によって３分内に単位体積当たり７０％以上が溶解され得る。ここで、分離部１２２、２２２、３２２は完全に溶解せずとも、小さな外力によって基板１１０、２１０、３１０とティップ部１２４、２２４、３２４との間を分離させたり（図１～図３の（ａ）参照）、ベース部１２６、２２６、３２６とティップ部１２４、２２４、３２４との間を分離させたり（図１～図３の（ｂ）参照）、基板１１０、２１０、３１０とベース部１２６、２２６、３２６との間を分離させることができる（図１～図３の（ｃ）参照）。すなわち、分離部１２２、２２２、３２２は単位体積当たり７０％以上溶解すると、基板１１０、２１０、３１０およびティップ部１２４、２２４、３２４との結合力が弱くなったり（図１～図３の（ａ）参照）、ベース部１２６、２２６、３２６およびティップ部１２４、２２４、３２４との結合力が弱くなったり（図１～図３の（ｂ）参照）、基板１１０、２１０、３１０およびベース部１２６、２２６、３２６との結合力が弱くなるため（図１～図３の（ｃ）参照）、小さな外力によっても破断し得る。
ここで、分離部１２２、２２２、３２２の一定の体積が溶解するのに所要する時間が３分以上である場合、既存のマイクロパッチのように、使用者によっては皮膚の刺激、および炎症など副作用をもたらし得る。
また、分離部１２２、２２２、３２２の単位体積当たり７０％未満が溶解する場合、分離部１２２、２２２、３２２を破断させるための外力が分離部１２２、２２２、３２２とティップ部１２４、２２４、３２４の結合力より大きいか（図１～図３の（ａ）参照）、分離部１２２、２２２、３２２とティップ部１２４、２２４、３２４またはベース部１２６、２２６、３２６との結合力より大きいか（図１～図３の（ｂ）参照）、分離部１２２、２２２、３２２と基板１１０、２１０、３１０またはベース部１２６、２２６、３２６との結合力より大きいか（図１～図３の（ｃ）参照）、ティップ部１２４、２２４、３２４と皮膚の結合力より大きくなると、ティップ部１２４、２２４、３２４が皮膚から離脱し得る。
この時、分離部１２２、２２２、３２２を形成する物質と前記化学物質の種類および濃度は、分離部１２２、２２２、３２２が一定時間内に一定量以上溶解して小さな外力によっても破断し得るように選択され得る。
ティップ部１２４、２２４、３２４は前記のような薬物を含むことができる。また、ティップ部１２４、２２４、３２４は皮膚に挿入された後、搭載された薬物が皮膚に容易に伝達されるように体液による溶解性が高い物質であり得る。すなわち、ティップ部１２４、２２４、３２４は生体適合性物質または生分解性物質を含むことができる。
ベース部（１２６．２２６、３２６）は断面が円形である円柱の形態で基板１１０、２１０、３１０または分離部１２２、２２２、３２２上に形成され得る。ここで、ベース部１２６、２２６、３２６は基板１１０、２１０、３１０から分離部１２２、２２２、３２２側に行くほど断面積が小さくなるように形成され得るが、これに限定されない。この時、ベース部１２６、２２６、３２６は化学物質によって溶解しないか、分離部１２２、２２２、３２２に比べて溶解度が小さい物質で形成され得る。
このようなベース部１２６、２２６、３２６はティップ部１２４、２２４、３２４が皮膚１に完全に挿入され得るように支持力を提供する機能を有する。したがって、ベース部１２６、２２６、３２６はティップ部１２４、２２４、３２４に含まれる薬物を含まないことができる。これによって、ティップ部１２４、２２４、３２４が皮膚１に完全に挿入されることによって、皮膚１で投与される薬物の量を一定に維持および管理することができる。
代案として、ベース部１２６、２２６、３２６がティップ部１２４、２２４、３２４上に形成される場合、ティップ部１２４、２２４、３２４と一体に形成されたり、ティップ部１２４、２２４、３２４の薬物を含むことができる。これによって、ティップ部１２４、２２４、３２４にのみ薬物を含む場合に比べて皮膚１に投与される薬物の量を増加させることができる。
以下、図４～図８を参照して、分離部１２２、２２２、３２２が化学的に分離されることによって前記マイクロ構造体が皮膚１内に挿入される過程を説明する。
図４は図１のマイクロ構造体が皮膚に挿入された状態を図示した断面図であり、図５は図２のマイクロ構造体が皮膚に挿入された状態を図示した断面図であり、図６は図３のマイクロ構造体が皮膚に挿入された状態を図示した断面図であり、図７は図４で分離部が化学的に分離される過程を説明するための断面図であり、図８は図６で分離部が化学的に分離される過程を説明するための断面図である。
図４～図６を参照すると、ティップ部１２４、２２４、３２４が皮膚１内に挿入されるように前記マイクロパッチを皮膚１に密着させる。この時、ティップ部１２４、２２４、３２４が皮膚１内に十分に挿入されると同時に基板１１０、２１０、３１０の全体に対して均一に挿入され得るように、基板１１０、２１０、３１０を均一な力で加圧する。
この時、図４～図６の（ａ）に図示された通り、ベース部１２６、２２６、３２６がない場合、ティップ部１２４、２２４、３２４のみが皮膚１に挿入され得る。
これと同様に、図４～図６の（ｂ）に図示された通り、ベース部１２６、２２６、３２６が基板１１０、２１０、３１０上に形成される場合、ティップ部１２４、２２４、３２４のみが皮膚１に挿入され得る。この時、ベース部１２６、２２６、３２６はティップ部１２４、２２４、３２４が皮膚１に完全に挿入され得るように支持力を提供することができる。
また、図４～図６の（ｃ）に図示された通り、ベース部１２６、２２６、３２６が分離部１２２、２２２、３２２上に形成される場合、ティップ部１２４、２２４、３２４とともにベース部１２６、２２６、３２６は皮膚１に挿入され得る。この場合、ベース部１２６、２２６、３２６は生分解性物質を含むことができる。
しかし、これに限定されず、ベース部１２６、２２６、３２６は皮膚１に挿入されずにティップ部１２４、２２４、３２４のみが皮膚１に挿入されてもよい。
図７および図８を参照すると、前述したような化学物質１０が基板１１０、３１０と皮膚１との間に流入して化学物質１０により数分内に分離部１２２、３２２が溶解される。ここで、第２実施例に係るマイクロ構造体２２０、２２０ａ、２２０ｂは、化学物質１０により分離部２２２が除去された後の状態が第１実施例に係るマイクロ構造体１２０、１２０ａ、１２０ｂと実質的に同一であるので、ここで図面および説明は省略する。
この時、図７および図８の（ａ）に図示された通り、ベース部１２６、３２６がない場合、分離部１２２、３２２が溶解して基板１１０、３１０は残存物がないこともある。
これと同様に、図７および図８の（ｃ）に図示された通り、ベース部１２６、３２６が分離部１２２、３２２上に形成される場合、分離部１２２、３２２が溶解して基板１１０、３１０は残存物がないこともある。
また、図７および図８の（ｂ）に図示された通り、ベース部１２６、３２６が基板１１０、３１０上に形成される場合、分離部１２２、３２２が溶解して基板１１０、３１０は残存物としてベース部１２６、３２６が残ることもある。
ここで、化学物質１０は前記マイクロ構造体が皮膚に挿入された状態で基板１１０と皮膚１との間に投入され得る。他の例として、化学物質１０はティップ部１２４、３２４が皮膚１に挿入される前に先に皮膚１上に塗布され得る。
この時、分離部１２２、３２２の溶解速度および溶解量は分離部１２２、３２２を形成する物質および化学物質１０の種類および濃度により決定され、決定された条件によって、分離部１２２、３２２が一定時間内に完全に溶解されてもよく、小さな外力によって分離可能な程度に溶解されてもよい。
このように、分離部１２２、３２２は化学物質１０により完全溶解したり一定量以上溶解することによって、ティップ部１２４、３２４が分離されたり（図７および図８の（ａ）参照）、基板１１０、３１０に形成されたベース部１２６、３２６とティップ部１２４、３２４が分離されたり（図７および図８の（ｂ）参照）、ベース部１２６、３２６が分離されるため（図７および図８の（ｃ）参照）、ティップ部１２４、３２４が皮膚１に挿入された状態で基板１１０、３１０を除去することができる。
この時、分離部１２２、３２２が化学物質１０により完全溶解せず、一定量のみ溶解する場合、基板１１０、３１０とティップ部１２４、３２４が完全に分離されないか（図７および図８の（ａ）参照）、ベース部１２６、３２６とティップ部（１２４、３２４）が完全に分離されないか（図７および図８の（ｂ）参照）、基板１１０、３１０とベース部１２６、３２６が完全に分離されないが（図７および図８の（ｃ）参照）、基板１１０、３１０に小さな外力を印加することによって分離部１２２、３２２を破断させてもよい。
これによって、ティップ部１２４、３２４が短時間内に基板１１０、３１０から分離され得るため、前記マイクロパッチの付着時間を短縮することができる。したがって、既存のマイクロパッチの長時間の適用による皮膚跡および炎症などの発生可能な副作用を減少させたり防止することができるため、使用安定性および便宜性を増進させることができる。
併せて、既存のマイクロパッチの長時間の使用による汗、発熱、および皮膚への固定が容易でないなどによる薬物の皮膚吸収率の低下を防止できるため、適用対象者ごとに同一の薬物吸収率および効能を提供することができる。
また、前記マイクロパッチの付着時間が短いため、適用対象者の皮膚の状態、適用部位および環境にかかわらず薬物を伝達することができ、物質の供給性を向上させることができる。
さらに、前記マイクロパッチの付着時間が短いにも関わらず薬物を皮膚内に投入するための別途のシューティングデバイスを使う必要がないため、無痛症および無刺激の長所を最大化することができる。
したがって、薬物が含まれたティップ部１２４、３２４は皮膚１内に十分に挿入された状態で溶解して薬物が皮膚１内に吸収され得る。
これによって、薬物が含まれたティップ部１２４、３２４が皮膚１の外で溶解して基板１１０、３１０に残存物が存在せずすべて皮膚内に吸収されるため、薬物の定量伝達を可能とすることができる。したがって、前記マイクロ構造体は薬物の定量投与を保障できるため、投与量に相対的に敏感なワクチンのような予防接種分野で適用され得る。
併せて、ティップ部１２４、３２４の薬物が基板１１０、３１０に残らないため、既存のマイクロパッチに比べて衛生的に優秀であり、適用対象者のバイオハザード（ｂｉｏｈａｒｚａｒｄ）、生体威嚇性廃棄物およびこれによる二次被害の発生度を最小化することができる。
一方、本発明は小さな物理的な力によって容易に分離されるマイクロ構造体を提供することができる。
再び図１～図３を参照すると、分離部１２２、２２２、３２２はティップ部１２４、２２４、３２４が皮膚に挿入された後、外力によって物理的に基板１１０、２１０、３１０とティップ部１２４、２２４、３２４との間を分離させたり（図１～図３の（ａ）参照）、ベース部１２６、２２６、３２６とティップ部１２４、２２４、３２４との間を分離させたり（図１～図３の（ｂ）参照）、基板１１０、２１０、３１０とティップ部１２４、２２４、３２４との間を分離させることができる（図１～図３の（ｃ）参照）。ここで、分離部１２２、２２２、３２２に印加される外力は分離部１２２、２２２、３２２に対して水平方向または垂直方向に加えられ得る。
この時、外力が分離部１２２、２２２、３２２に水平方向に印加される場合は、基板１１０を皮膚と平行な方向に押す場合であり得る、また、外力が分離部１２２、２２２、３２２に垂直方向に印加される場合は、基板１１０を皮膚の反対側に引っ張る場合であり得る。
好ましくは、分離部２２２、３２２はベース部２２６、３２６または基板２１０、３１０との境界面およびティップ部２２４、３２４との境界面の断面より中央部の断面が小さい面積を有するため、小さな物理的な力によっても容易に破断し得る。一例として、分離部２２２、３２２はベース部２２６、３２６およびティップ部２２４、３２４に比べて幅が小さく、断面上凹んだ形状を有し得る。
この時、分離部２２２、３２２は基板２１０、３１０およびティップ部２２４、３２４との結合力より小さな力によって破断したり（図２および図３の（ａ）参照）、ベース部２２６、３２６およびティップ部２２４、３２４との結合力より小さな力によって破断したり（図２および図３の（ｂ）参照）、基板２１０、３１０およびティップ部２２４、３２４との結合力より小さな力によって破断し得る（図２および図３の（ｃ）参照）。
すなわち、分離部２２２、３２２は基板２１０、３１０およびティップ部２２４、３２４との結合力より小さな力が印加される場合、基板２１０、３１０とティップ部２２４、３２４から分離されずに両側が基板２１０、３１０とティップ部２２４、３２４に堅固に固定された状態となるため、印加された外力によって容易に破断し得る（図２および図３の（ａ）参照）。
これと同様に、分離部２２２、３２２はベース部２２６、３２６およびティップ部２２４、３２４との結合力より小さな力が印加される場合、ベース部２２６、３２６とティップ部２２４、３２４から分離されずに両側がベース部２２６、３２６とティップ部２２４、３２４との間に堅固に固定された状態となるため、印加された外力によって容易に破断し得る（図２および図３の（ｂ）参照）。
同様に、分離部２２２、３２２は基板２１０、３１０およびベース部２２６、３２６との結合力より小さな力が印加される場合、基板２１０、３１０とベース部２２６、３２６から分離されずに両側が基板２１０、３１０とベース部２２６、３２６との間に堅固に固定された状態となるため、印加された外力によって容易に破断し得る（図２および図３の（ｃ）参照）。
併せて、分離部２２２、３２２はティップ部２２４、３２４が皮膚から離脱する力より小さな力によって破断し得る。すなわち、分離部２２２、３２２はティップ部２２４、３２４が皮膚から離脱する力より小さな力が印加される場合、ティップ部２２４、３２４が皮膚から離脱せずに両側が基板２１０、３１０とティップ部２２４、３２４との間に堅固に固定された状態となったり（図２および図３の（ａ）参照）、ベース部２２６、３２６とティップ部２２４、３２４との間に堅固に固定された状態となったり（図２および図３の（ｂ）参照）、基板２１０、３１０とベース部２２６、３２６との間に堅固に固定された状態となるため、（図２および図３の（ｃ）参照）印加された外力によって容易に破断し得る。
一例として、分離部２２２、３２２はその強度が０．０１～１００Ｎであり得る。ここで、強度が０．０１Ｎ未満である場合、ティップ部２２４、３２４が皮膚に挿入される過程でティップ部２２４、３２４が皮膚に十分に挿入される前に分離部２２２、３２２が破断し得る。また、強度が１００Ｎ以上である場合、ティップ部２２４、３２４と皮膚が結合する力より大きいため、分離部２２２、３２２が破断する前にティップ部２２４、３２４が皮膚から離脱し得る。
この時、ベース部２２６、３２６が形成される場合、ベース部２２６、３２６は皮膚にティップ部２２４、３２４を挿入した後に物理的な力を加える時、基板２１０、３１０または分離部２２２、３２２から脱着されずに分離部２２２、３２２が破断する程度の力を伝達するために強度の高い物質で形成され得る。
一方、分離部２２２、３２２は外力が充分でないため完全に破断していない場合にも、分離部２２２、３２２と基板２１０、３１０の結合力、分離部２２２、３２２とベース部２２６、３２６の結合力または分離部２２２、３２２とティップ部２２４、３２４の結合力によって、基板２１０、３１０、ベース部２２６、３２６またはティップ部２２４、３２４との境界面で分離され得る。
一例として、図２および図３の（ｂ）に図示された通り、ベース部２２６、３２６が基板２１０、３１０上に形成される場合、分離部２２２、３２２とベース部２２６、３２６の結合力はベース部２２６、３２６と基板１１０の結合力より小さくてもよい。この場合、印加される外力によって分離部２２２、３２２が破断せずともベース部２２６、３２６との境界面または境界面付近でベース部２２６、３２６から分離され得る。
この時、分離部２２２、３２２は完全に破断して除去されず、ティップ部２２４、３２４の一部に残存され得る。したがって、分離部２２２、３２２は皮膚によって溶解するように生分解性物質を含むことができる。
また、分離部２２２、３２２とティップ部２２４、３２４の結合力は分離部２２２、３２２とベース部２２６、３２６の結合力より小さくてもよい。この場合、印加される外力によって分離部２２２、３２２が破断せずともティップ部２２４、３２４との境界面または境界面付近でティップ部２２４、３２４から分離され得る。
以下、図９および図１０を参照して、分離部２２２、３２２が物理的に分離されることによって前記マイクロ構造体が皮膚１内に挿入される過程を説明する。
図９は図４で分離部が物理的に分離される過程を説明するための断面図であり、図１０は図６で分離部が物理的に分離される過程を説明するための断面図である。
再び図４および図６を参照すると、ティップ部２２４、３２４が皮膚１内に挿入されるように前記マイクロパッチを皮膚１に密着させる。この時、ティップ部２２４、３２４が皮膚１内に十分に挿入されると同時に基板２１０、３１０の全体に対して均一に挿入され得るように、基板２１０、３１０を均一な力で加圧する。
図９および図１０を参照すると、基板２１０、３１０に水平方向または垂直方向に物理的に力（Ｆ）を加え、印加された力（Ｆ）によって分離部２２２、３２２が破断する。この時、水平方向に物理的な力を加えることは、パッチを適用後に指でこする場合のように水平方向に繰り返し力を加えることと、パッチを指で垂直に印加しながら時計回りまたは反時計回り方向に回す場合のように水平方向と共に垂直方向に力を加えることを含むことができる。また、垂直方向に物理的な力を加えることは、パッチを皮膚から分離する場合とパッチを皮膚に圧着して圧力を場合、および前述したように、垂直方向と共に水平方向に力を加えることを含むことができる。ここで、第１実施例に係るマイクロ構造体１２０、１２０ａ、１２０ｂは分離部１２２が破断した後の状態が第２実施例に係るマイクロ構造体２２０、２２０ａ、２２０ｂと実質的に同一であるため、ここで図面および説明は省略する。
この時、分離部２２２、３２２を破断させるために外部から印加された物理的な力（Ｆ）は、前記マイクロ構造体の形態、材質および大きさなどによって大きさが決定され、決定された条件によって分離部２２２、３２２を破断させてもよく、基板２１０、３１０またはティップ部２２４、３２４との境界面から分離されたり、ベース部２２６、３２６またはティップ部２２４、３２４との境界面から分離されたり、基板２１０、３１０またはベース部２２６、３２６との境界面から分離されてもよい。
このように、分離部２２２、３２２は外部から印加された力（Ｆ）によって破断したり、基板２１０、３１０から分離されたり、ベース部２２６、３２６から分離されることによって基板２１０、３１０とティップ部２２４、３２４が分離されるため、ティップ部２２４、３２４が皮膚１に挿入された状態で基板２１０、３１０を除去することができる。
この時、分離部２２２、３２２が外部から印加された力（Ｆ）によって破断せず、基板２１０、３１０から分離されたりベース部２２６、３２６から分離される場合、分離部２２２、３２２は少なくとも一部がティップ部２２４、３２４とともに皮膚１に挿入されるが、生分解性物質を含むため皮膚１によって溶解され得る。
代案として、ティップ部２２４、３２４の一側に残存したり、ベース部２２６、３２６の一側に残存する分離部２２２、３２２は、化学物質を皮膚に塗布することによって化学物質によって溶解させてもよい。
一方、第３実施例に係るマイクロ構造体３２０ａは、第１実施例および第２実施例に係るマイクロ構造体のような形状を有する従来のマイクロ構造体に比べて、多量の薬物を貯蔵することができる。これは本実施例に係るマイクロ構造体３２０ａのティップ部の形態的な特徴によるものである。従来のマイクロ構造体が高さ方向にティップ部に該当する上位６０％の高さ範囲に含有できる薬物は略３１％程度に過ぎないか、本実施例に係るマイクロ構造体３２０ａは６０％程度であって、従来のマイクロ構造体より多量の薬物をティップ部の内部に含有することができる。この時、マイクロ構造体３２０ａが含有できる薬物の比率はティップ部および分離部の形態によって変わり得る。一例として、マイクロ構造体３２０ａは高さ方向に上位６０％の高さ範囲に全体体積の６０～９０％の体積を有することができるが、これに制限されるものではない。
また、マイクロ構造体３２０ａはティップ部３２４が分離部３２２より広い断面を有するように形成され、球状または楕円状に近い形態で形成されて内部に多量の薬物を貯蔵することができ、ティップ部３２４が皮膚の内部に完全に挿入された状態で、分離部３２２を横方向に切断してティップ部３２４が皮膚の内部に位置固定されるようにするため、皮膚の内部に多量の薬物を注入させ得る長所を有する。
また、従来のマイクロ構造体の場合、マイクロ構造体の内部に薬物が位置した状態で薬物が皮膚の内部に浸透するまで長い時間の間基板を含むマイクロ構造体を皮膚に接触させなければならない問題があったが、マイクロ構造体３２０ａはティップ部３２４が皮膚の内部に挿入された状態で、速かに分離部３２２を切断してティップ部３２４を皮膚の内部に位置させることができるため、ティップ部３２４を皮膚に挿入するために基板３１０を皮膚に接触させる時間を減らすことができる。
また、マイクロ構造体３２０ａはティップ部３２４の最も広い断面を有する部分が皮膚に挿入された状態で皮膚からよく抜けない。マイクロ構造体３２０ａは弱い力で皮膚から抜こうとすると、皮膚から抜けずに皮膚を持ち上げて支持する。これは皮膚にマイクロ構造体３２０ａのティップ部３２４が挿入された後、皮膚の弾力によってティップ部３２４が皮膚の内部に固定され得るためである。
皮膚の内部に挿入されたマイクロ構造体３２０ａのティップ部３２４は皮膚の内部に固定され、分離部３２２の断面と比較する時、ティップ部３２４の最も広い断面が広いほど皮膚から抜け難く形成される。すなわちティップ部３２４が大きく広いほど、ティップ部３２４を皮膚の内部から抜くための力の大きさが大きくなることになる。これと比較する時、従来のマイクロ構造体は皮膚の内部にマイクロ構造体の尖頭部分が挿入された状態で基板側に行くほど断面が広くなるため、小さな力によっても容易にマイクロ構造体が皮膚から抜けたり離脱し得る。
これと比較する時、マイクロ構造体３２０ａはティップ部３２４が皮膚の内部に挿入された状態で容易に皮膚から抜けないため、ティップ部３２４が皮膚の内部に挿入された状態で分離部３２２を横方向に破断してティップ部３２４が皮膚の内部に挿入された状態を維持するようにすると、ティップ部３２４の内部の薬物が皮膚の内部に浸透できるため、容易にマイクロ構造体の薬物を皮膚の内部に投与できる長所を有する。
また、マイクロ構造体３２０ａは基板、すなわちマイクロ構造体が結合されたパッチを皮膚に接触させた後すぐに、あるいは短い時間経過後に所定の力でパッチを分離させるため、使用者がマイクロ構造体を利用して薬物を投与する時に簡便な長所を有するが、従来のマイクロ構造体はマイクロ構造体に含まれた薬物が皮膚内に持続的に注入され、それ以上注入がなされない時までパッチを皮膚に接触させていなければならないため使用が不便な短所を有する。
また、従来のマイクロ構造体を具備したパッチはマイクロ構造体の薬物を皮膚の内部に注入するために、パッチあるいは基板に粘着性物質を塗布したり付着して使用時に皮膚に付着させた状態を維持しなければならないため、使用者が使用中に異物感を感じたり、パッチあるいは基板を皮膚から引き離す時に苦痛を感じる場合があるが、マイクロ構造体３２０ａを具備した基板あるいはパッチは、マイクロ構造体が皮膚に刺された後に基板あるいはパッチを所定の力でマイクロ構造体と分離させるため、別途の粘着性物質あるいは粘着層を具備せずとも使用が簡便な長所を有する。
一方、マイクロ構造体１２０、２２０、３２０は突出部が形成された基板上に形成され得る。図１１は本発明の第１実施例に係るマイクロ構造体の変形例の断面図であり、図１２は本発明の第２実施例に係るマイクロ構造体の変形例の断面図であり、図１３は本発明の第３実施例に係るマイクロ構造体の変形例の断面図である。
図１１を参照すると、略円錐の形状を有するマイクロ構造体１２０、１２０ａ、１２０ｂは突出部１１２が備えられた基板１１０ａに形成され得る。この時、基板１１０ａはマイクロ構造体１２０、１２０ａ、１２０ｂに対応する部位（（ａ）（ｃ）の分離部１２２または（ｂ）のベース部１２６）ベース部に突出部１１２が形成され得る。ここで、突出部１１２は基板１１０ａの一面から一定の厚さで形成され得る。これによって、マイクロ構造体１２０、１２０ａ、１２０ｂは基板１１０ａによる支持力が増加するため、皮膚にさらに容易に挿入され得る。
また、突出部１１２はマイクロ構造体１２０、１２０ａ、１２０ｂが形成される面が任意の形状からなり得る。一例として、突出部１１２はマイクロ構造体１２０、１２０ａ、１２０ｂが形成される面が断面上水平な直線、一側または両側に傾いた斜線、中央が膨らんだり凹んだ曲線からなり得る。これによって、マイクロ構造体１２０、１２０ａ、１２０ｂは突出部１１２との結合力が減少するため、基板１１０ａから容易に分離され得る。
図１２を参照すると、略円錐の形状を有し、中央の一部が凹んだ形状を有するマイクロ構造体２２０、２２０ａ、２２０ｂは突出部２１２が備えられた基板２１０ａに形成され得る。この時、基板２１０ａはマイクロ構造体２２０、２２０ａ、２２０ｂに対応する部位（（ａ）（ｃ）の分離部２２２または（ｂ）のベース部２２６）に突出部２１２が形成され得る。ここで、突出部２１２は基板２１０ａの一面から一定の厚さで形成され得る。これによって、マイクロ構造体２２０、２２０ａ、２２０ｂは基板２１０ａによる支持力が増加するため、皮膚にさらに容易に挿入され得る。
また、突出部２１２はマイクロ構造体２２０、２２０ａ、２２０ｂが形成される面が任意の形状で形成され得る。一例として、突出部２１２はマイクロ構造体２２０、２２０ａ、２２０ｂが形成される面が断面上水平な直線、一側または両側に傾いた斜線、中央が膨らんだり凹んだ曲線からなり得る。これによって、マイクロ構造体２２０、２２０ａ、２２０ｂは突出部２１２との結合力が減少するため、基板２１０ａから容易に分離され得る。
図１３を参照すると、略キャンドルの形状を有するマイクロ構造体３２０、３２０ａ、３２０ｂは突出部３１２が備えられた基板３１０ａに形成され得る。この時、基板３１０ａはマイクロ構造体３２０、３２０ａ、３２０ｂに対応する部位（（ａ）（ｃ）の分離部３２２または（ｂ）のベース部３２６）に突出部３１２が形成され得る。ここで、突出部３１２は基板３１０ａの一面から一定の厚さで形成され得る。これによって、マイクロ構造体３２０、３２０ａ、３２０ｂは基板３１０ａによる支持力が増加するため、皮膚にさらに容易に挿入され得る。
また、突出部３１２はマイクロ構造体３２０、３２０ａ、３２０ｂが形成される面が任意の形状で形成され得る。一例として、突出部３１２はマイクロ構造体３２０、３２０ａ、３２０ｂが形成される面が断面上水平な直線、一側または両側に傾いた斜線、中央が膨らんだり凹んだ曲線からなり得る。これによって、マイクロ構造体３２０、３２０ａ、３２０ｂは突出部１１２との結合力が減少するため、基板３１０ａから容易に分離され得る。
このような構成によって、本発明はマイクロパッチの付着時間を短縮することができるため、皮膚の刺激および炎症などの発生可能な副作用を減少させることができ、使用安定性および便宜性を増進させることができる。
また、本発明は汗、発熱、および皮膚への固定が容易でないなどによる薬物の皮膚吸収率の低下を防止できるため均一な薬物吸収率および効能を提供するとともに、適用対象者の皮膚の状態、適用部位および環境にかかわらず薬物を伝達できるため物質の供給性を向上させることができる。
また、本発明は薬物を皮膚内に投入するために別途のシューティングデバイスを使用しないため、無痛症および無刺激の長所を最大化することができる。
また、本発明は薬物が含まれたティップ部が皮膚内に完全に挿入され、皮膚外での溶解によってマイクロパッチの残存物が存在せずすべて皮膚内に吸収されるため、薬物の定量伝達を可能とすることができる。
また、本発明はティップ部の薬物がマイクロパッチに残らないため、既存のマイクロパッチに比べて衛生的に優秀であり、適用対象者のバイオハザード（ｂｉｏｈａｒｚａｒｄ）、生体威嚇性廃棄物およびこれによる二次被害の発生度を最小化することができる。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明の思想は本明細書に提示される実施例に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同一思想の範囲内で、構成要素の付加、変更、削除、追加などによって他の実施例を容易に提案することができ、これも本発明の思想範囲内に属すると言える。
Claims (18)
- 薬物を含むティップ部；および
基板と前記ティップ部との間に形成され、前記ティップ部が皮膚に挿入された後に前記基板と前記ティップ部との間を分離させるものの、外力によって物理的に分離させたり化学物質によって化学的に分離させる分離部；を含む、マイクロ構造体。 - 前記基板または前記ティップ部の一側上に形成されるベース部をさらに含み、
前記分離部は前記ベース部と前記ティップ部との間または前記基板と前記ベース部との間に形成され、前記ティップ部が皮膚に挿入された後に前記ベース部と前記ティップ部との間または前記基板と前記ベース部との間を分離させる、請求項１に記載のマイクロ構造体。 - 前記分離部は生分解性高分子および糖類の中から選択された一つ以上を含む、請求項１に記載のマイクロ構造体。
- 前記分離部は前記化学物質によって溶解するのに所要する時間が５分未満であるか、前記化学物質によって３分内に単位体積当たり７０％以上が溶解する、請求項１に記載のマイクロ構造体。
- 前記化学物質は前記基板と前記皮膚との間に流入したり前記ティップ部が前記皮膚に挿入される前に前記皮膚上に塗布される、請求項１に記載のマイクロ構造体。
- 前記化学物質は水、水溶液、および注射可能なエステルのうち選択されたいずれか一つ以上を含み、前記水溶液は炭素数１－４の無水または含水低級アルコール、アセトン、エチルアセテート、クロロホルム、１，３－ブチレングリコール、ヘキサン、ジエチルエーテルおよびブチルアセテートのうち選択された一つ以上を含み、前記注射可能なエステルは非水溶性剤、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、油状成分、およびエチルオレートのうち選択された一つ以上を含み、油状成分として使われ得るオイルは植物性オイル、鉱物性オイル、シリコン油および合成油のうち選択されたいずれか一つ以上を含む、請求項１に記載のマイクロ構造体。
- 前記分離部は両側の断面より中央部の断面が小さい面積を有する、請求項１に記載のマイクロ構造体。
- 前記分離部は前記ティップ部または前記基板との結合力より小さな力によって破断する、請求項１に記載のマイクロ構造体。
- 前記分離部は前記ティップ部が前記皮膚から離脱する力より小さな力によって破断する、請求項１に記載のマイクロ構造体。
- 前記外力は前記分離部に対して水平方向または垂直方向に加えられる、請求項１に記載のマイクロ構造体。
- 前記分離部または前記ベース部は生分解性物質を含む、請求項１または請求項２に記載のマイクロ構造体。
- 前記ティップ部はその垂直断面が尖端部に行くほど小さく形成されるか、その垂直断面が連続的な曲率からなるキャンドルの形状を有する、請求項１に記載のマイクロ構造体。
- 前記基板は前記分離部に対応する部位に一定厚さを有する突出部が形成され、
断面上水平な直線、傾いた斜線、または中央が膨らんだり凹んだ曲線からなる、請求項１に記載のマイクロ構造体。 - 基板上に形成され第１断面を有するベース部；
前記ベース部の前記第１断面より小さい第２断面を含み、前記基板から遠くなる方向に延びるように前記ベース部上に形成された分離部；および
前記分離部の前記第２断面より広い第３断面を含み、前記基板から遠くなる方向に延びるように前記分離部上に形成されたティップ部を含み、
前記ベース部、前記分離部および前記ティップ部の外側面は前記基板から遠くなる方向に連続した曲率を有する、マイクロ構造体。 - 前記ベース部は前記基板から遠くなる方向に行くほど面積が狭くなり、
前記第２断面は前記基板から遠くなる方向から見る時、前記分離部の中央部分に位置し、前記分離部の断面のうち最も狭い断面であり、
前記第３断面は前記分離部の前記基板から遠い一端部面より広い断面を有し、前記基板から遠くなる方向から見る時、前記ティップ部の断面のうち最も広い断面であり、
前記ティップ部は前記ティップ部の前記第３断面から前記基板から遠くなる方向に行くほど狭くなる断面を有するように上端部が尖っている形態で形成される、請求項１４に記載のマイクロ構造体。 - 前記ベース部、前記分離部および前記ティップ部は一体に形成されるか、前記ベース部および前記ティップ部は互いに異なる物質で形成される、請求項１４に記載のマイクロ構造体。
- 前記第１断面の直径は１０～１，０００ｕｍであり、
第２断面の直径は５～５００ｕｍであり、
前記基板から前記第２断面までの延長長さは５０～１，０００ｕｍであり、
前記第３断面の直径は１００～５００ｕｍであり、
前記第３断面から前記ティップ部の端部までの距離は１００～１，０００ｕｍであり、
前記基板から前記ティップ部の端部までの全体の延長長さは２００～２，０００ｕｍである、請求項１４に記載のマイクロ構造体。 - 前記ティップ部は前記基板から遠くなる方向に前記分離部の一端部から前記第３断面まで第１延長長さに位置した第１体積領域、前記第３断面から前記第１延長長さの２倍の延長長さに位置した第２体積領域および前記第２体積領域の上部に位置した第３体積領域を含み、前記第１体積領域および前記第２体積領域を合わせた体積は前記第３体積領域の２～１０００倍の体積であり、
前記ティップ部が前記ベース部および前記分離部の体積より１．５～１００倍の体積を有し、
前記ベース部から前記ティップ部までの全体の高さ方向に上位６０％の高さ範囲の体積が全体体積の６０～９０％である、請求項１４に記載のマイクロ構造体。
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