JP4474408B2 - 剥離装置アセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、表皮サンプリング装置および方法に関する。より具体的には、本発明は、分析のために皮膚を無痛かつ無血でサンプル採取する、表皮サンプリング装置および方法に関する。

被験者に関する技術の有効性を実証することは、そのような技術の製品化を成功裏に達成するうえで欠かせない部分である。皮膚に有益な技術などの技術の利点を特定することを目的とした人体試験は、測定可能な効果を視覚化するために、しばしば３ヶ月から６ヶ月間の期間を要する。例えば、レチノイドは、スキンケアにおいて特に効力のある老化防止技術であるが、レチノイドですら、視覚的変化を顕在化させるにはこのような長い期間を要する。例えば１週間などのより短い期間の人体の研究を発展させることができる。こういった短期間の研究は、多数の可能性のある活性状態を選別または評価するために特に有益である。短期人体研究は、皮膚組織サンプルの収集に依存し、この収集は、通常医師によって行われ、全層（真皮および表皮）生検またはシェーブ生検のいずれかのかなり侵襲的な皮膚の生検を行う。これらの侵襲的な皮膚サンプリング方法は、通常、短期間の治療後の長期間の臨床効果を示す可能性がある生物マーカーの多数の検査に、実際必要とされるよりも多くの組織を提供する。

現在使用されるサンプリング技術は、全層パンチ生検、「ニック」（小シェーブ）生検、およびブリスター生検を含む。全層パンチ生検は、真皮よりもさらに延在することのできる、組織片を切除するレーザ刃の円形パンチおよびメスの使用を含む。「ニック」すなわち小シェーブ生検は、皮膚表面のつまみあげられた部分を切除するメスの使用を含み、第３のブリスター生検は、メスにより切除されるブリスターを生成するため、皮膚表面に印加される真空の使用を要する。全層パンチ生検および小シェーブ生検技術は、被験者に相当の不快感を与え、麻酔（医師によって投与される）を必要とし、潜在的な傷害を生じさせる。本質的に手術である処置における皮膚組織の全体的な切除を含むこの種の方法には、米国特許第５，３２５，８５７号、米国特許第５，３９４，８８６号、米国特許第５，３８０，３３７号、および米国特許第５，５７０，７００号などがある。ブリスター生検は、メスにより切除されるブリスターを生成するために、皮膚表面に印加される真空の使用を要する。吸引ブリスター表皮サンプリングは、所望の表皮サンプルを提供するが、この方法は、約２時間のブリスタリング時間を必要とし、その期間の時間変化の間に、ＲＮＡの劣化などの表皮細胞の生化学を引き起こす可能性がある。

陥没または変形した皮膚の治療に使用される皮膚剥離装置および皮膚剥離技術は、本質的にパワーツールであるものを含み、サンプル採取された組織材料の採取と処理を含まない。米国特許第６，４２３，０７８号は、ダイアモンド粒を用いる外科的剥離に関し、米国特許第５，８００，４４６号は、剥離チップに関するが、これらの装置はどちらも、採取できるよりもかなり多くの組織を切除する。

医師の存在を必要とせず、侵襲が最小限であり、無駄な組織を切除せず、最小限の不快感で実施でき、生化学分析に十分な大きさのサンプルを提供する、サンプリング装置および技術が必要とされる。

従来の装置と技術の欠点を軽減するため、新規の表皮サンプリング装置、機器、および技術が、開発された。

第１の態様では、本発明は、個人の皮膚表面から少量の表皮細胞をサンプル採取するための剥離装置アセンブリを提供する。アセンブリは、モータにより動力を供給される剥離装置を含む。剥離装置は、円筒状の中央シャフトを備えるアクチュエータ装置を含み、中央シャフトは、近位端および遠位端を有し、近位端にばねを含む。中央シャフトは、近位端と遠位端との間の選択された位置に、中央シャフトから突出する一体的なハンドルを有する。中央シャフトは、中央シャフトの近位端から遠位端に延在し、かつ中央シャフト内に配置された中央開口部を有する。コレットは、中央シャフト内の近位端に設けられる。中央シャフト内には、コレットとの接続部から遠位端に向かって延びる円筒状のねじ切りロッドも設けられる。

プローブは、アクチュエータ装置の中央開口部内の中央に解放可能に配置されることができ、より具体的には、プローブは、コレットにより解放可能に保持される。プローブは、円筒状のロッドを備え、この円筒状のロッドは、遠位端を有し、円筒状のロッドの断面近位端において剥離面で終端する。剥離面は、適切なテクスチャにされ、表皮細胞の剥離および採取のための小さな断面直径を有する。

剥離面は、複数の山および谷を有する平坦な表面領域を含むことができ、複数の山および谷は、平坦な表面領域から延び、任意の不規則な構造で平坦な表面領域に沿って配置される。山および谷の構造は、パターン化された構造を含むことができる。好ましくは、山は、三角形、矩形、半球形、台形、またはそれらの組合せからなる群から選択される角度を含む、断面幾何学形状を有する。最も好ましくは、谷は、半球形の断面幾何学形状を有する。山および谷の数と寸法は、採取量が剥離量以上であるという基準により決定することができる。

アクチュエータ装置に配置される位置決めスリーブは、プローブの所望の長さが、位置決めスリーブから延在するように設けられる。位置決めスリーブは、中央シャフトよりも大きい直径の円錐台を備える。位置決めスリーブは、近位端および遠位端を有し、円筒状のキャップ部が、近位端に着脱可能に配置される。

別の態様では、本発明は、第１の態様による剥離装置アセンブリを設けることを含む、個人の皮膚表面から少量の表皮細胞をサンプル採取する方法を提供する。剥離面で皮膚表面に対し押圧された後、プローブは、少量の表皮組織サンプルを剥離する。サンプル採取後、プローブをハウジングから解放し、剥離面上のサンプルが分析のために提出される。サンプル採取量は、０．００００１ｃｍ^３から０．００１ｃｍ^３であってよい。ＲＮＡ、タンパク質、ゲノムＤＮＡ、ミネラル、その他の代謝物、およびそれらの組合せの分析などの、生分析を行うことができる。データは、化粧品開発に利用することができる。したがって、剥離アセンブリは、化粧品の開発に使用することができる。

別の態様では、本発明は、剥離アセンブリを含むキットを提供する。キットは、消費者の使用に適しており、医師の援助を必要としない。

本発明の上記およびその他の特徴と利点をより完全に理解するため、好ましい実施形態の以下の説明を参照すべきである。

本発明は、添付の図面を参照する、以下の好ましい実施形態の詳細な説明によって、より適切に理解されるであろう。

本明細書で使用される「備える」という用語は、含む、から作られる、から構成される、からなる、および／または本質的に〜からなる、を意味する。

本明細書で使用される「採取」という用語は、剥離された表皮細胞の細片を捕捉することを指す。

本明細書で使用される「皮膚」という用語は、顔、口（上皮細胞）、首、胸、背中、腕、手、脚、および頭皮の、上または内の皮膚を含む。

本発明の装置と方法は、手動／半自動の機械的に駆動される剥離プローブで、上部皮膚層を切除することを含む。本発明の装置および方法を用い、表皮の基底層を含む表皮が切除されることにより、有効に表皮全体のサンプルを採取することができる。プローブの直径を変化させることにより、様々な量の表皮を得ることができる。本発明の装置と方法を用いて得られる少量の表皮は、ＲＮＡ、タンパク質、ゲノムＤＮＡ、ミネラル、およびその他の代謝物の判定など、様々な生分析用途において非常に有用であることが分かっている。データは、化粧品の開発に使用することができる。したがって、剥離アセンブリは、化粧品の開発に使用することができる。

図１を参照すると、剥離装置アセンブリ１１として本明細書で言及される、個人の皮膚表面から少量の表皮細胞をサンプル採取する装置は、回転ケーブル３０により半自動アクチュエータ駆動装置１３に接続される剥離装置１０を含む。アクチュエータ駆動装置１３は、ねじ駆動部１７を含み、アクチュエータ駆動装置１３に接続されるケーブル部を含む手動スイッチ５２により始動されることができる。

図２を参照すると、剥離装置１０は、アクチュエータ装置１２と、アクチュエータ装置１２と協働するように適切な寸法とされ、かつアクチュエータ装置１２内に中央に解放可能に配置可能なプローブ１４と、アクチュエータ装置１２上に配置されるスリーブ１６とを含む。

アクチュエータ装置１２は、円筒状の中央シャフト２０を含み、この中央シャフト２０は、近位端２２および遠位端２４を有し、プローブ１４の方向でシャフト２０の近位端２２に隣接する位置から延在するばね１５を有する。中央シャフト２０は、近位端２２と遠位端２４との間の選択された位置５０で、好ましくは遠位端２４により近い位置で中央シャフトから突出し、中央シャフトと一体化するハンドル２８を含む。中央シャフト２０は、中央シャフト内に位置する中央開口部３２を有し、中央開口部３２は、大部分が円筒状で、近位端２２に向かうばね１５を超えて円錐台形状であり、プローブ１４を収容し保持することのできるコレット３３を保持するシート３７を形成する。コレット３３は、中央開口部３２内に配置される円筒状のねじ切りドライバロッド３５に接続される。

スリーブ１６は、近位端４４および遠位端４６を有する中央シャフト２０より大きい直径の円錐台４２を含み、円筒状のキャップ部５５は、近位端４４に着脱可能に配置され、プローブ１４の所望の長さ１８をそこから延在させる、１つ以上の空洞を有する。スリーブ１６はさらに、その遠位端４６においてキャップ２６内で終端する。

図１および図２を参照すると、剥離装置１０は、回転ケーブル３０をさらに備え、回転ケーブル３０の一端３１は、開口部３２への挿入とドライバロッド３５との協働により、遠位端４６で剥離装置１０のスリーブ１６内に配置され、回転ケーブル３０の他端３４は、ねじ駆動部１７に接続されることができ、ねじ駆動部１７は、次にスイッチ５２を装備した自動モータ１３に接続されて、自動モータ１３により動力を供給される。

図３を参照すると、プローブ１４は、円筒状のロッド３４を含み、この円筒状のロッド３４は、遠位端３６を有し、かつディスクの形態であることができ剥離のために適切なテクスチャとされる、断面近位端４０において剥離面３８で終端する。以下にさらに述べられるように、適切には、剥離面３８のテクスチャは、微細すぎると機能せず、一方、粗すぎても機能しない。ロッド３４は、表皮組織のサンプルを採取するのに適切な任意の小さな寸法で、コレット３３と協働するように適切な大きさにすることができる。好ましくは、ロッド３４は、断面の直径で約１ｍｍから約１０ｍｍである。円筒状のロッド３４、次に剥離面３８は、好ましくは直径約１．５ｍｍである。

図３を参照すると、プローブ１４の剥離面３８は、平坦な表面領域５６を含み、平坦な表面領域５６は、平坦な表面領域５６に対してそれぞれ上下に延び、不規則なまたはパターン化した構造を含む任意の構造で平坦な表面領域５６に沿って配置される、複数の山５８および谷６０を有する。好ましくは、山５８と谷６０の構造は、製造しやすいようにパターン化、すなわち対称にされる。

山５８および谷６０は、任意の３次元の形状を有することにより、いかなる断面形状をとることもできる。好ましくは、よりよい剥離のために、山５８（または山５８のない場合には谷６０）の断面形状は、三角形、矩形、半球形、台形、または角度を含むその他の幾何学的形状など、平坦な表面領域５６の面に対する角度を含む。より好ましくは、断面幾何学形状は、山５８または谷６０の３次元形状全体において鋭い端部を形成する鋭角を含む。

最も好ましくは、谷６０の断面幾何学形状は、最大性能のため半球状である。

発明の一態様では、剥離面３８は、谷６０のみから構成することができる。別の態様では、剥離面３８は、山５８のみから構成することができる。

山５８および谷６０の数と寸法は、採取量が剥離量以上であるという基準により決定される。本明細書に言及される採取量は、谷６０の容積と山５８間（もしあれば）の介在容積の合計の容積容量を意味することを目的とされ、本明細書に言及される剥離量は、収集された皮膚サンプルの容積を意味することを目的とされる。この基準は、剥離された組織のほぼ全てが採取されることを確実にする。

好ましくは、プローブ１４の回転は、自動的に達成され、複数のサンプリングのための保存と複数プローブへの迅速なアクセスを可能にする。

図１および２を参照すると、組み立てるために、プローブ１４は、剥離装置１０の中央シャフト２０の中央開口部３２内のコレット３３に挿入される。スリーブ１６のキャップ５５は、中央シャフト２０を滑り、プローブ１４の所望の長さ１８を、位置決めスリーブ１６の近位端４４を越えて突出および延在させる。所望の長さ１８は、表皮の下の皮膚層の貫通を避けるように、皮膚に印加されることが望まれる圧力の度合いにより決定される。好ましくは、皮膚の貫通の深度は、１００マイクロメートルである。

分解するために、プローブ１４は、中央シャフト２０の近位端２２の方向にハンドル２８を押し下げることにより、剥離装置１０から解放されることにより、ばね１５に圧力を印加するシャフト２０の運動でコレット３３に圧力を印加し、コレット３３をシート３７から解放させ、部分的に中央開口部３２を抜け出させて、プローブ１４を拡張および解放させる。次に、ハンドル２８が解放されるとき、コレット３３は、シート３７内で跳ね返る。

使用時に、プローブ１４または複数のプローブ１４の殺菌および剥離装置１０の組立後、モータ１３は、手動スイッチ５２で始動され、ねじ駆動部１７を回転させ、次にケーブル３０を回転させることにより、ねじ切りドライバロッド３５を回転させ、ねじ切りドライバロッド３５は、次にプローブ１４を回転させて、剥離面３８で皮膚表面に対し軽く押圧された後、プローブ１４は、皮膚に対する回転運動により少量の表皮組織サンプルを剥離する。

プローブ１４の突出部の所望の長さ１８は、キャップ５５の長さにより調節されることにより、皮膚に印加される圧力の制御を可能とし、皮膚への過剰な貫通を回避し、ならびに神経との接触を回避して痛さの感覚を回避する。また、プローブは、平坦な表面領域５６との皮膚の接触を超えてほとんど貫通しないため、プローブ１４の剥離面３８の平坦な表面領域５６は、剥離の深度をも制御する。回転は、剥離面３８に付着する表皮組織を効果的に切除する。少量の表皮組織、好ましくは０．００００１ｃｍ^３から０．００１ｃｍ^３、より好ましくは０．０００３ｃｍ^３（３００マイクログラム）が切除される。サンプルの採取後、プローブ１４は、中央開口部３２から解放され（分解に関して上述したように）、剥離面３８上または内に回収される表皮サンプルは、分析のために提出されてよい。適切な分析は、生化学マーカー、ＲＮＡ、タンパク質、ゲノムＤＮＡ、ミネラル、およびその他の代謝物などである。

剥離装置１０は、迅速な、ほとんど無血の表皮サンプル切除（生検と異なる）を可能とし、最小限の傷を残す、または全く傷を残さない（外科的生検と異なる）。約２時間を要する吸引ブリスター方法、および約２分間を要するパンチ生検と比較して、剥離は、０．００１秒から６０秒、好ましくは３秒で行うことができる。サンプリングの速度は、リアルタイムサンプルを得る利点を提供し、サンプルの劣化を抑える。

本発明の装置および方法は、有利なことに、効率性、最小限の不快感、過剰な組織切除および傷の回避、および分析のための表皮サンプルを効率的に採取および回収する能力を提供する。サンプル採取された少量の表皮は、結果的に被験者にとって最小限の不快感と、実質的な傷の排除につながる。したがって、装置は、１人の人間からの複数のサンプル採取に役立つ。したがって、装置および方法は、皮膚生物学および製品効能における個々のバリエーションの調査、例えば、製品適用前後に評価される皮膚のゲノム分析を可能にする重要組織のサンプル採取の提供に有益である。装置および方法は、皮膚診断活動にも有益である可能性がある。

この技術は、侵襲が最小限で、現行のサンプル採取方法よりもずっと被験者が許容できるため、臨床検査で広く採用することができる。この技術は、家庭用皮膚サンプル採取／分析キットに適用することができ、使用と分析のための指示を備える剥離装置アセンブリ１１および分析装置を含むことができる。

好ましい実施形態の表皮サンプリング装置の正面図である。 図１の線２−２による断面図である。 図２の表皮サンプリング装置のプローブの斜視図である。 図３の線３−３による断面図である。 図１の表皮サンプリング装置のプローブの剥離面の拡大上面図である。

Claims (7)

1. モータに接続される剥離装置を含む、個人の皮膚表面から少量の表皮細胞をサンプル採取する剥離装置アセンブリであって、前記剥離装置が、
   円筒状の中央シャフトを備えるアクチュエータ装置を備え、該中央シャフトが、近位端および遠位端を有し、前記近位端でばねを含み、前記中央シャフトが、前記近位端と前記遠位端との間の選択された位置で、中央シャフトと一体でありかつ中央シャフトから突出するハンドルを備え、前記中央シャフトが、中央シャフトの前記近位端から前記遠位端に延び、かつ前記近位端でコレットを保持する中央シャフト内に位置する中央開口部と、前記コレットとの接続部から前記遠位端に向かって延びる円筒状のねじ切りロッドとを有し、前記剥離装置がさらに、
   前記アクチュエータ装置の前記中央開口部内に中央に解放可能に配置されることができるプローブを備え、前記プローブが、円筒状のロッドを備え、該円筒状のロッドが、遠位端を有し、かつ円筒状のロッドの断面近位端において剥離面で終端し、前記剥離面が、適切なテクスチャにされ、前記表皮細胞の剥離と採取のために小さな断面直径を有し、前記剥離装置がさらに、
   前記プローブの所望の長さが位置決めスリーブから延在するように、前記アクチュエータ装置に配置された位置決めスリーブを備え、該位置決めスリーブが、前記中央シャフトよりも大きい直径を有する円錐台を備え、近位端および遠位端を有し、円筒状のキャップ部が、前記近位端に着脱可能に配置される、剥離装置アセンブリ。
2. 前記剥離面が、平坦な表面領域を含み、該平坦な表面領域が、平坦な表面領域から延在しかつ任意の不規則な構造で前記平坦な表面領域に沿って配置される複数の山および谷を有する、請求項１に記載の剥離装置アセンブリ。
3. 山および谷の前記構造が、パターン化された構造を含む、請求項２に記載の剥離装置アセンブリ。
4. 前記山が、三角形、矩形、半球形、台形、またはそれらの組合せからなる群から選択される角度を含む、断面幾何学形状を有する、請求項２または３に記載の剥離装置アセンブリ。
5. 前記谷が、半球形の断面幾何学形状を有する、請求項２から４のいずれか一項に記載の剥離装置アセンブリ。
6. 山と谷の数と寸法が、採取量が剥離量以上であるという基準により決定される、請求項２から５のいずれか一項に記載の剥離装置アセンブリ。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の剥離装置アセンブリを含む、キット。

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