JP2023099101A - 皮膚へのおよび皮膚を通した磁気補助送達 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年10月31日に出願の米国仮特許出願第62/579,544号の優先権を主張し、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書で相互交換可能に使用される「治療(therapy)」および「治療(treatment)」という用語は、疾患または障害の任意の治療を網羅し、例えば、疾患または障害を治癒すること、疾患または障害を有するとは未だ診断されていないが、疾患にかかりやすい可能性がある対象において疾患または障害の発生を防止すること、疾患または障害を阻害すること、疾患または障害を軽減すること、予防効果を提供すること、有益な免疫学的効果を発展させること、および疾患または障害に苦しむ対象の生活の質を改善することを含む。
本実施例では、および図3に示されるように、ラットの手の真下に永久磁石を使用して、皮膚を通して血管に酸化鉄ナノ粒子を送達する。ラットの手を0.4テスラの小さい矩形磁石上にテープで留めた。手の上方表面をイソプロパノールで洗浄し、風燥させた。次いで、手の甲の中心にマーカーで印をつけた。PEGコーティングを有する4マイクロリットル(4μL)の直径10nmの酸化鉄ナノ粒子を、印をつけた円の中心に適用した。皮膚を通して血管内に粒子を引き込むために、磁石を手の下に残した。
磁石の構成:本出願は、磁石を磁気(例えば酸化鉄)粒子の真下に配置して、皮膚を通してそれらを誘導することを含む。本出願はまた、磁石の構成を粒子上に置き、粒子を皮膚に押し込むことについて開示する。かかる磁石の構成は、皮膚の近くに保持されたデバイス内にあってもよいか(図3b)、またはデバイス自体が、フィルム、シート、もしくはパッチの形態で皮膚上に直接配置してもよい(図3cのように)。磁石デバイスを直接皮膚上に配置する場合、磁石デバイスを適用する前に粒子を皮膚上に配置してもよいか、または(例えば、皮膚上に適用する直前に磁石デバイス内に滑り入れる薄型カートリッジとして)磁石デバイスとともにおよび磁石デバイス内で粒子の配置を一体化してもよい。
図6は、適切な磁石配置による磁場の例示的な配置を示す。A)有利な磁場および磁気勾配。得られる鎖は、その意図した運動に沿って矢のように並んでいる。B)効果の少ない磁石配置では、鎖は意図した運動に対して垂直に揃い、皮膚を通って移動する能力が低減する。
本出願はまた、磁気パッチまたはその使用を含む。磁場の当業者は、粒子の近くの小さい磁石が、さらに遠くに配置されるより大きい磁石よりも強い力を生み出すことができることを認識するであろう。皮膚への磁気注入のために、粒子および皮膚の真上に磁石を配置することが可能であるので、図5C、ラベル3Cに示されるように、薄膜(磁気パッチ)内部に小さい磁石を使用することが有利であり得る。パッチ、ステッカー、包帯、またはフィルムは、付着治療薬を用いる磁気ナノ粒子と、多くの小さい磁気インジェクタの集合体との両方を収容することができる。この磁石+粒子の組み合わせのシステムは、粒子+治療薬を皮膚に送達するための便利なパッチとして皮膚に適用することができる。治療薬を皮膚へおよび皮膚を通して送達するためのかかる一体型磁石+粒子パッチシステムについて開示する。
皮膚層を通した最良の薬物送達のために、粒径、濃度、印加される磁場強度、および媒体添加剤を選択するために、発明の実験研究を行った。図3は、生きたラットの無傷の手の皮膚を通るナノ粒子の磁気送達のための研究について記載する。本研究では、可能な限り粒子の近くに強力な永久磁石を配置し(ラットの手の真下)、非常に小さい磁気粒子(直径10nm)を使用した。したがって、皮膚へおよび皮膚を通して効果的に磁気送達するための、皮膚磁気薬物送達設計空間の1つの限界(最も小さい粒子、強力かつ近辺にある磁石は、高い磁場および勾配を作り出す)を試験した。これは、皮膚へのおよび皮膚を通した磁気送達を可能にする発明の一実施形態である。他の実施形態を選択するために、皮膚磁気薬物送達空間のマッピングを開始するために、以下の追加の実験研究も行った。
図8A~図8Cは、粒径および濃度に対する粘性媒体中の粒子速度を示す、データを示す。図8A、図8B、および図8Cは、t=0~240秒での粒径に対する磁気ナノ粒子速度を示す。異なる磁気粒子は異なる記号で表す。各粒子タイプについて、速度を3つの異なる濃度i)0.075mg[鉄]/mL、ii)0.15mg[鉄]/mL、およびii)0.3mg[鉄]/mLで測定した。各条件で、3回測定を行った。各期間の線形回帰fitモデルを提供する(R2値は、t=0~60秒で0.2~0.3、60~120秒で1~1.1、および120~240秒で2.0であった)。
上の凝集運動に関する研究は、皮膚層へおよび皮膚層を通して最大限に送達するための粒径、濃度、および磁場構成をどのように選択するかに関する第1の発明についての理解を提供した。しかしながら、これらの実験は、依然バリア層を含まなかった。追加したバリアを含む微小流体顕微鏡環境での別の研究設定を行った。このバリアは、密度および細孔サイズを制御することができるアガロースゲルであり、この研究設定では、緊密に架橋したアガロースゲルを使用して、皮膚層によって表される強靭なバリアを模した。本研究は、粒子濃度および磁場強度が皮膚様バリアを通る輸送にどのように影響を与えるかを評価することに焦点を当てた。結果は驚くべきものであり、明らかではなく、図9を参照されたい。
図10は、緊密な細胞の連結を有する細胞層を通る磁気粒子送達の割合を示す。かかる細胞層は、皮膚における上皮バリア層の組成を模している。このバリアを通して送達された粒子の量を、誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS)によって測定した。
以下の項目は、国際出願時の特許請求の範囲に記載の要素である。
(項目1)
磁化可能な(強磁性、フェリ磁性、常磁性、または超常磁性)ナノ粒子を磁場によって作用させ、かかる粒子を皮膚へおよび皮膚を通して誘導させる、誘導治療剤を皮膚に誘導するためのシステム。
(項目2)
前記薬剤が、皮膚へまたは皮膚を通して誘導される、項目に記載のシステム。
(項目3)
前記磁場が、磁気注入デバイスによって印加される、項目1に記載のシステム。
(項目4)
前記磁場が、磁気引き込みデバイスによって印加される、項目1に記載のシステム。
(項目5)
皮膚パッチであって、磁気インジェクタデバイスおよび磁気ナノ粒子を、皮膚上に粘着/接着することができる少なくとも1つのパッチに組み合わせ、次いで皮膚へおよび皮膚を通して前記粒子を送達する、皮膚パッチ。
(項目6)
前記ナノ粒子を、薬物、タンパク質、または遺伝子を含む治療剤とともに充填することができる、項目1に記載のシステム。
(項目7)
患者を治療するための方法であって、(a)磁場を発生させることが可能な送達デバイスを提供することと、(b)前記デバイスを皮膚の上、下、または側面に配置することと、(c)前記デバイスを介して前記患者の皮膚に前記薬剤を誘導することと、を含み、前記治療剤が、治療部位に誘導される、方法。
(項目8)
前記薬剤が、磁性、超常磁性、フェリ磁性、強磁性、または常磁性である、項目7に記載の方法。
(項目9)
前記薬剤が、磁性、超常磁性、フェリ磁性、強磁性、または常磁性である材料と組み合わせられている、項目7に記載の方法。
(項目10)
前記薬剤を引き込むステップをさらに含む、項目7に記載の方法。
(項目11)
有効量の前記治療剤が、前記磁場によって前記患者の皮膚に押し込まれる、項目7に記載の方法。
(項目12)
有効量の前記治療剤が、前記磁場によって前記患者の皮膚に押し込まれる、項目7に記載の方法。
(項目13)
前記治療剤が、生分解性である、項目7に記載の方法。
(項目14)
前記デバイスが、少なくとも2つの磁気素子がある角度で配置されている複数の磁気素子を備える、項目7に記載の方法。
(項目15)
前記患者の中間皮膚内に前記薬剤を配置するステップをさらに含む、項目7に記載の方法。
(項目16)
皮膚の表面から皮膚に前記薬剤を押し込むステップをさらに含む、項目9に記載の方法。
Claims (16)
- 磁化可能な(強磁性、フェリ磁性、常磁性、または超常磁性)ナノ粒子を磁場によって作用させ、かかる粒子を皮膚へおよび皮膚を通して誘導させる、誘導治療剤を皮膚に誘導するためのシステム。
- 前記薬剤が、皮膚へまたは皮膚を通して誘導される、請求項に記載のシステム。
- 前記磁場が、磁気注入デバイスによって印加される、請求項1に記載のシステム。
- 前記磁場が、磁気引き込みデバイスによって印加される、請求項1に記載のシステム。
- 皮膚パッチであって、磁気インジェクタデバイスおよび磁気ナノ粒子を、皮膚上に粘着/接着することができる少なくとも1つのパッチに組み合わせ、次いで皮膚へおよび皮膚を通して前記粒子を送達する、皮膚パッチ。
- 前記ナノ粒子を、薬物、タンパク質、または遺伝子を含む治療剤とともに充填することができる、請求項1に記載のシステム。
- 患者を治療するための方法であって、(a)磁場を発生させることが可能な送達デバイスを提供することと、(b)前記デバイスを皮膚の上、下、または側面に配置することと、(c)前記デバイスを介して前記患者の皮膚に前記薬剤を誘導することと、を含み、前記治療剤が、治療部位に誘導される、方法。
- 前記薬剤が、磁性、超常磁性、フェリ磁性、強磁性、または常磁性である、請求項7に記載の方法。
- 前記薬剤が、磁性、超常磁性、フェリ磁性、強磁性、または常磁性である材料と組み合わせられている、請求項7に記載の方法。
- 前記薬剤を引き込むステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 有効量の前記治療剤が、前記磁場によって前記患者の皮膚に押し込まれる、請求項7に記載の方法。
- 有効量の前記治療剤が、前記磁場によって前記患者の皮膚に押し込まれる、請求項7に記載の方法。
- 前記治療剤が、生分解性である、請求項7に記載の方法。
- 前記デバイスが、少なくとも2つの磁気素子がある角度で配置されている複数の磁気素子を備える、請求項7に記載の方法。
- 前記患者の中間皮膚内に前記薬剤を配置するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 皮膚の表面から皮膚に前記薬剤を押し込むステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
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