JP5053330B2 - 動物の皮膚を通して物質を供給または引き抜くマイクロデバイスインターフェース - Google Patents

Description

本発明は、患者の皮膚を通して物質を供給または引き抜くマイクロデバイスインターフェースに関し、特に患者の皮内に対して薬物などの物質を供給または引き抜く装置に関するものである。本発明はまた、マイクロ針アレイの穿刺性を向上するための装置に関するものである。

調合薬剤および薬物などの物質の皮内サンプリングおよび供給を行うために、様々なデバイスが提案されている。カニューレを用いた皮下サンプリングおよび供給方法は効果的ではあるが、通常カニューレは痛みを引き起こすので、より痛みの少ない方法の開発が求められる。

皮膚はいくつかの層でできており、上部複合層（upper composite layer）は上皮層である。皮膚の最外層は角質層であり、身体に微粒子や様々な物質が進入するのを防ぐとともに、身体から検体（analyte）が出て行くのを防ぐバリアとしての性質を有していることがよく知られている。角質は緻密な角質化細胞残留物（compacted keratinized cell remnant）であって、１０〜３０μｍの厚みをもつ。角質は防水膜を形成し、様々な物質の侵入や、様々な複合物の外部への移動から身体を保護している。

角質の自然な不浸透性によって、ほとんどの調合薬剤および他の物質の皮膚を通した投与が妨げられる。皮膚の浸透性を向上し、様々な薬物の皮膚を通した拡散性を増して身体が利用できるようにするために、多くの方法および装置が提案されている。いくつかの方法および装置によれば、皮膚の浸透性を増すか、あるいは皮膚を通して薬剤を導くのに用いられる力ないしはエネルギを増すことによって、皮膚を通した薬物の供給性が向上する。

皮膚を通した様々な物質のサンプリングまたは供給の他の方法では、角質を通した微小孔または切れ目を形成している。角質の穿孔と、角質内およびその下への薬物の供給とによって、多くの薬物を効果的に投与することが可能となる。同様に、角質に形成された切れ目または孔を通して、身体からいくつかの物質を引き抜くことも可能となる。角質の穿孔を行うための装置は、一般に複数のマイクロ針またはブレードを含み、これは表皮を完全には貫通せずに角質の穿孔を行うための長さを有している。これら装置の例はGodshallらの特許（特許文献１）、Leeらの特許（特許文献２）および特許文献３に開示されている。

米国特許第５，８７９，３２６号明細書 米国特許第５，２５０，０２３号明細書 国際公開９７／４８４４０号公報

上記装置はμｍサイズの針またはブレードを含んでおり、身体内に対して物質を効果的に供給またはサンプリングすることができる。しかしながら、これらの針およびブレードは数μｍから数百μｍまでの長さを持ち、概して皮膚に均一な深さに穿刺（penetrate）されるものではない。皮膚の自然な弾力および復元力によって、皮膚が穿孔（pierce）されずに変形するだけの結果となることもしばしばである。よって、マイクロ針アレイを皮膚に当接させたとき、最外側の針が皮膚を貫く一方、最内側の針は皮膚を貫かないか、または最外側の針より浅く穿刺されているだけとなってしまう。

この結果、物質のサンプリングおよび投与を行うための従来方法および装置は、ある程度の効果しか示し得ない。従って、産業界においては、様々な薬物やその他の物質の投与およびサンプリングのために装置を改善する必要性がなお存在している。

患者の皮膚を通した物質の皮内サンプリングおよび供給を行うための方法および装置が提供される。患者の皮膚を通し皮内に対して物質の供給および引き抜きを行うための装置を製造および組み立てる方法も提供される。特に、薬剤やワクチンなどの調合薬剤を、皮膚の角質内またはその下の十分な深さに供給するための方法および装置が提供される。ここで、調合薬剤とは、身体内に吸収されて利用されるものである。

例示される本発明の実施形態においては、マイクロデバイスインターフェースが設けられる。このインターフェースは上面および底面を有する本体を具える。底面は第１および第２の表面領域を有する。第１表面領域は第２表面領域に対して本体から盛り上がっている。底面上の第１表面領域内に窪みが形成される。流体を本体に対して流入および流出させるための開口が本体に形成される。

さらなる実施形態では、窪みは開口および本体と流体連通し、かつ皮膚穿刺デバイスを受容するのに適したものとなっている。

例示される他の実施形態においては、患者の皮膚の少なくとも１層を通して皮内に対し物質の供給または引き抜きを行うための装置が提供される。このデバイスは、底面と、底面から間隔をおいた上面と、側縁と、幅とを有する本体を具える。本体は、上面と底面との間に延在する高さを有し、この高さは幅より小さい。本体には側縁からチャネルが延在し、このチャネルは、好ましくは底面と実質的に平行に延在する軸を有する。皮膚穿刺デバイスが底面に接続され、チャネルと流体連通する。

例示される他の実施形態においては、デバイスは、上底と、底面と、側縁とを有する本体を具える。底面は第１平面に位置する第１表面領域と、第２平面に位置する第２表面領域とを有する。第１表面領域は第２表面領域から外側に離れている。少なくとも１つの皮膚穿刺部材が底面の第１表面領域から延在し、これは患者の皮膚の表面を穿刺するように方向づけられる。

例示される他の実施形態においては、デバイスは、上底と、底面と、少なくとも１つの側縁とを有する本体を具える。皮膚穿刺部材が本体に接続され、これは底面から外側に延在している。底面は皮膚穿刺部材を取り囲む第１表面領域を有する。第１表面領域はまた、デバイスからの漏出を示すための漏出インディケータを含む。

患者の皮膚の少なくとも１層を通して皮内に対し物質の供給または引き抜きを行うための方法も提供される。この方法は、少なくとも１つの皮膚穿刺デバイスをもつ底面がある本体を有するデバイスを用意する工程と、皮膚穿刺デバイスを囲んで第１平面内に位置する第１表面領域を用意する工程と、第２平面内に位置する第２表面領域を用意する工程とを具える。第１表面領域は第２表面領域から外側に離れている。少なくとも１つの皮膚穿刺デバイスが目標位置である患者の皮膚上に位置づけられる。皮膚穿刺穿刺デバイスが皮膚を穿刺するため、および、第２表面領域が皮膚と接触するために、十分な圧力がデバイスに対して加えられる。そして物質は目標位置および患者に対して供給される。

従って、物質の皮内サンプリングおよび供給を行うための方法および装置が提供される。この方法および装置によって、実質的に痛みを伴わずに、皮膚を穿刺して物質のサンプリングまたは供給を行うことができるようになる。デバイスの構造は薄形（low profile）であり、患者に与える安心感を向上する。加えて、デバイスは射出成形により一体成形品として容易に製造することができる。

本発明の利点および顕著な特徴は、以下の詳細な説明から明らかとなる。ここでは、添付図面と関連して、本発明の好適な実施形態が開示される。

本発明の第１の実施形態に係り、患者の皮膚を通して物質のサンプリングまたは供給を行うためのデバイスを示す斜視図である。 図１のデバイスを拡大して示す斜視図である。 図１の装置の側面図であり、デバイスの底面から延在する皮膚穿刺部材を示している。 図１の装置の端面図であり、支持部に接合された皮膚穿刺部材を図３の右側から見た状態で示している。 支持部の底面方向斜視図であり、皮膚穿刺部材を受ける支持部の窪みを示している。 デバイスの底面図であり、皮膚穿刺部材用の支持部の窪みおよび皮膚穿刺部材への物質供給用のスロットを示している。 患者の皮膚と接触するデバイスを示す側断面図である。 支持部に接続された皮膚穿刺デバイスの拡大側断面図である。 図８のデバイスの断面図であり、支持部に対する皮膚穿刺デバイスの接着部を示している。 第２実施形態における皮膚穿刺デバイスを一部断面で示す側面図である。 本発明の他の実施形態における皮膚穿刺デバイスを一部断面で示す側面図で 図１のデバイスの側面図であり、デバイスが皮膚を穿刺した状態を示している。 デバイスの上方からの斜視図であり、供給目標領域からの漏出を検知するシステムを示している。

患者の皮膚中またはそれを通して、物質をサンプリング、モニタリングまたは供給するための皮内デバイスが提供される。特に、サンプリング、モニタリングまたは供給デバイス、および、患者の皮膚の角質内またはその下に関して物質をサンプリングまたは投与する方法が提供される。

ここで用いられる穿刺（penetrate）という語は、完全に貫通することなく皮膚の層に進入することを言う。穿孔（piercing）は皮膚の層を完全に貫通することを言う。

本発明の実施形態に係るデバイスおよび方法は、調合薬剤を含む様々な物質を患者、特に人間の患者に投与するのに用いて好適なものである。ここで用いられる調合薬剤とは、生物活性（biological activity）を有する物質を含み、これは身体の膜および表面を通して供給可能なものである。例示すれば、抗生物質、抗ウィルス薬、鎮痛薬、麻酔薬、食欲抑制薬（anorexics）、抗関節炎薬（antiarthritics）、抗欝薬（antidepressants）、抗ヒスタミン剤、抗炎症薬、抗新生物薬、ＤＮＡワクチンを含むワクチンおよびその他が含まれる。プロテイン、ペプチドおよびそのフラグメントを含むその他の物質を患者に皮内供給することもできる。プロテインおよびペプチドは、自然のもの、合成されたもの、あるいは組み換えにより生成されたものとすることができる。

デバイスおよび方法は、身体内の物質の引き抜きまたは身体内の物質のレベルのモニタリングのために用いられるものとすることもできる。モニタリングもしくは引き抜き可能な物質を例示すれば、血液、間質液あるいはプラスマが含まれる。引き抜かれた物質は、続いて検体（analyte）、グルコース、薬剤およびその他に関し分析されるものでもよい。

概して、装置は上部表面および底部表面を有する本体を含んでいる。本体には開口が設けられる。患者に対し供給または引き抜かれる物質はその開口を通る。本体の底部表面は患者に接触する。底部表面には盛り上がった領域が設けられる。その盛り上がった領域に少なくとも１つの皮膚穿刺部材が配置される。皮膚穿刺部材は開口と流体連通する。使用時には、デバイスは患者の皮膚の目標位置に配される。デバイスが患者の皮膚に付けられたとき、盛り上がった領域が皮膚に押圧される皮膚穿刺部材を保持する正味の押圧力（net pressure）を生じ、これによって漏出が防止されるとともに、患者に対する物質の供給または引き抜きの効率が確保される。漏出ディテクタを底部表面に設け、デバイスからの漏出が示されるようにすることもできる。

図面を参照し、本発明の実施形態の例を説明する。本体１０および皮膚穿刺デバイス１４を有するデバイス１０が示されている。デバイス１０は、身体内の物質レベルをモニタリングするためのデバイス、身体からサンプルを引き抜くためのデバイス、あるいは身体に物質を供給するためのデバイスとすることができるが、他のものでもよい。

図１〜図７は本発明の一実施形態を示し、これは患者の皮膚を通して物質を供給または引き抜くためのものである。デバイス１０は特に人間の患者の皮膚を通して物質を供給またはサンプリングするのに適したものであるが、他の動物について用いても好適なものでもある。

デバイス１０は、患者の真皮の選択された層を所要の深さに穿刺するために構成されている。穿刺の所要深さは、通常、供給または引き抜かれる物質および目標位置によって決定される。本発明の調合薬剤供給のための一実施形態では、デバイスには少なくとも１つの皮膚穿刺部材が設けられ、これは角質を穿孔するが角質の下の真皮層を実質的に穿孔しない長さを有している。このようにして物質が供給され、身体に吸収されて利用されるので、患者には実質的に痛みや不快感が生じない。

図面を参照するに、本体１２は好適には薄い形状（low profile）を有し、患者の皮膚に対して平らに置かれるものとなっている。薄形とすることで皮膚への取り付けが容易となり、患者に対する障害も少ない。薄形の形状はデバイスの高さを減らすことで実現できる。図１に示す実施形態においては、本体１２はほぼ円板形状となっているが、他の実施形態として本体１２が非円形または他の形状を有していてもよい。図１に示すような本体１２は円形外側縁１６、上面１８および底面２０を有している。外側縁１６は好ましくは面取りされた、もしくは丸みを帯びた表面２８を有する。好ましくは、接続部材２２が本体１２に一体に形成されている。それを除いて、上面１８をほぼ平坦なものとすることができる。接続部材２２は図２に示すように流路２４を形成する。流路１２４は開放された入口端２６を有する。好ましくは、流路２６の軸は本体１２の面にほぼ平行に延在する。これにより、本体は実質的に平らで扁平な構造を維持する。接続部材２２および流路２４を他の構成として本体１２内の開口を形成するようにしてもよいことは勿論である。

本体１２の底面２０は窪み３０を含んでいる。窪み３０は皮膚穿刺デバイス１４を受容するのに適したものとなっている。図５および図７に示されているように、流路２４が入口２６と窪み３０との間に延在し、皮膚穿刺デバイス１４に物質を供給するために、または、患者から引き抜かれた物質を適切な回収容器に導くために用いられる。

図２および図５を参照するに、底面２０は、皮膚穿刺デバイス１４を支持するために窪み３０が形成された第１表面領域３２を含んでいる。好適な実施形態においては、第１表面領域３２は実質的に平坦な表面であり、底面２０の中央部に位置づけられる。図示の実施形態では、窪み３０が底面２０の中央部に位置づけられるとともに、第１表面領域３２によって囲まれている。

底面２０はまた第２表面領域３４を含んでいる。本体１２の中心軸に関し、第１表面領域３２は第２表面領域３４から突出する方向（radially outwardly）に好ましい間隔をおいている。すなわち、第１表面領域３２は第２表面領域３４に対して盛り上がっている。好ましくは、第２表面領域３４は平坦な２次元表面であり、第１表面領域３２は第２表面領域３４の平面の外側に間隔をおいた平面内にある。図示の実施形態では、第２表面領域３４は第１表面領域３２に隣接している。第２表面領域３４が第１表面領域３２を取り囲み、連続した環状表面を形成していてもよい。他の実施形態として、第２表面領域３４を不連続とすることもでき、第１表面領域３２から分離した要素として形成されていてもよい。

図３および図４に示すように、第１表面領域３２はほぼ平坦であり、第２表面領域３４に対し実質的に平行な平面内にある。他の実施形態としては、第１表面領域３２に対し第２表面領域３４を傾斜させることで、円錐台形状（frustoconical shape）をなすようにすることもできる。また、第２表面領域３４を凸面が形成されるよう傾斜させることもできるし、あるいは凹面が形成されるよう傾斜させることもできる。

第１表面領域３２は、好ましくは斜面３６によって第２表面領域３４につなげられる。よって、第１表面領域３２は、本体１２の平面に関し、上述のように第２表面領域３４の外側に間隔をおいたものとすることができる。第１表面領域３２と第２表面領域３４との間の間隔は、デバイス１０の全体的な寸法と、第１表面領域３２の寸法に関連した第２表面領域３４の幅と、および皮膚穿刺デバイス１４の寸法とに従って変わり得る。典型的には、第１表面領域３２は第２表面領域３４から約２．０ｍｍから５．０ｍｍの距離だけ離れている。好ましくは第１表面領域３２は、詳細は後述するが、皮膚穿刺デバイス１４がほぼ均一に皮膚を穿刺できるようにする距離だけ、第２表面領域３４から外側に距離をおいたものとする。

好ましくは、第２表面領域３４はそれに設けられた接着部３８を含むことができる。接着部は、詳しくは後述するが、好ましくは患者の皮膚の表面にデバイス１０を取り付け可能とする感圧接着剤（pressure sensitive adhesive）である。図示の実施形態では、接着部３８は第２表面領域３４のほぼ全域を覆い、第１表面領域３２を取り囲んでいる。これにより第２表面領域３４を皮膚表面に取り付けることで、第１表面領域３２および皮膚穿刺デバイス１４を取り囲む環状の流体密封シールを形成することができる。上述のように、接着部３８は、好ましくは適切な感圧接着剤の被覆物であり、第２表面領域３２に直接塗布される。他の実施形態として、接着部３８は、第２表面領域３４に接着される一面を有する両面接着テープとすることもできる。好ましくは、デバイス１０は接着部３８を覆うリリースシートを有して包装される。これは使用直前に取り外すことができるものである。

好ましくは、第２表面領域３４は、デバイス１０を患者の皮膚表面に取り付け、物質の供給またはサンプリングの間デバイス１０を定位置に保持するとともに、さらに不要な不快感を患者に与えずに皮膚からデバイス１０を取り外すことができるようにするのに、十分な寸法を有している。第２表面領域３４の幅は、デバイス１０の寸法と第１表面領域３２および第２表面領域３４間の間隔とに従って変更し得る。

上述の実施形態においては、第１表面領域３２は平面形状を有し、第２表面領域３４の平面から外側に間隔をおき、かつこれと平行な平面にあるものとした。他の実施形態においては、本体１２の底面２０が凸形状を有し、これが第１表面領域３２および第２表面領域３４間に広がる連続曲面を形成する。加えて、本体１２の形状および寸法は、患者に供給または患者から引き抜かれる物質、皮膚穿刺デバイスの寸法、および患者の皮膚上の目標部位に従って変更し得るものである。

本体１２は、好ましくは高分子材料の射出成形プロセスによって作成され、一体成形されたものとすることができる。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミン、ポリカーボネートおよびそれらの共重合体を含む好適なポリマーが用いられる。一実施形態においては、本体１２は弾性のある高分子材料で作成され、これによって本体１２が十分な可撓性を有して患者の皮膚の目標領域の輪郭に適合するようにする。従って、本体１２の第１および第２表面領域３２，３４が目標部位に適合することで、確実かつ不快でない取り付けが行われる。

図２、図５および図７を参照するに、皮膚穿刺デバイス１４はベース４０を含み、ベース４０はそれから延在する少なくとも１つの皮膚穿刺部材４２を有している。皮膚穿刺部材４２は、間隔を置いたローおよびカラムの配列をなすよう配置されている。好適実施形態においては、ベース４０は平坦面である底面４４を有し、皮膚穿刺部材４２はベース４０に対し実質的に垂直である。典型的には、皮膚穿刺部材４２は中空針であり、患者の皮膚に、または患者の皮膚から物質を移送するための軸方向通路を有している。

上述のように、本体１２の底面内には窪み３０が設けられている。窪み３０は皮膚穿刺デバイス１４を受容するように寸法が定められていなければならない。図２および図７に示すように、窪み３０は底部表面４７を有し、この底部表面４７と、皮膚穿刺デバイス１４のベースの上面６０との間の空洞部４６を形成している。窪み３０は棚４８を含み、これは窪み３０の周囲に沿って延在する実質的に平坦な底部表面を有して、皮膚穿刺デバイス１４のベース４０の上面６０に結合する。棚４８は、好ましくは第１表面領域３２に対しほぼ平行である。棚４８は、第１表面領域３２に対し実質的に垂直に延在する側壁５０により限界される。側壁５０は第１表面領域３２に対する棚４８の深さを定める。

図７に示す実施形態においては、棚４８は、側壁５０により、皮膚穿刺デバイス１４のベース４０の厚みに実質的に一致した距離だけ、第１表面領域３２から離隔している。これにより、ベース４０の底面４４は、第１表面領域３２と実質的に同一平面に位置する。従って、皮膚穿刺部材４２は、それらの長さにほぼ等しい距離、第１表面領域３２から延在する。他の実施形態としては、皮膚穿刺デバイス１４を窪み３０内に取り付け、ベース４０の底面４４を第１表面領域３２から外側に離れたものとする、または窪ませるものとすることもできる。

図８に示すように、ベース４０を窪み３０内に位置づけることで、皮膚穿刺デバイス１４が本体１２に組み込まれる。典型的には、ベース４０の寸法を窪み３０の寸法より僅かに小とし、棚４８の側壁５０とベース４０の側縁６２との間に小さな間隙が設けられるようにする。接着剤６４がこのギャップに用いられる。そして、接着剤６４は、図９に示すように、接着剤６４の表面張力により棚４８とベース４０の上面６０との間に広がる（wick）。

図５〜図７を参照するに、空洞部４６は開口５２を介して流路２４と流体連通している。流路２４の終端が開口５２である。開口５２は、好ましくは本体１２の平面に対して垂直な長手方向の軸を有し、空洞部４６の側縁部５４に沿って配置される。図７に示すように、空洞部４６は、流路２４および皮膚穿刺部材４２間の流体連通を提供する長さおよび幅を有していなければならない。皮膚穿刺部材４２に供給される、または皮膚穿刺部材から引き抜かれる物質の通過を許容する一方、デッドスペースを最小限にして供給または引き抜かれる物質の浪費を低減するよう、空洞部４６の容積を十分なものとしなければならない。好ましくは、デバイス１０が約５マイクロリットル以下のデッドスペースを有するようにする。

図示の実施形態においては、開口５２は皮膚穿刺デバイス１４の縁に沿って、空洞部４６の一端に位置づけられている。他の実施形態としては、開口５２または他の通路を皮膚穿刺デバイス上方で中心を向くようにしてもよいし、他の位置に設けてもよい。

図８は皮膚穿刺デバイス１４の一実施形態を示す。ここで、皮膚穿刺部材４２は、軸方向に長く、傾斜した先端５６を有する針である。軸方向通路５８は先端５６とベース４０の上面６０との間に延在している。本実施形態では、皮膚穿刺部材４２はベース４０と一体に形成されているが、分離した要素とすることもできる。

皮膚穿刺部材４２は、所望のいかなるパターンでベース４０上に配置されていてもよい。例えば、均一または不均一に間隔をおいたローおよびコラムよりなる配列に皮膚穿刺部材４２が配置されていてもよい。皮膚穿刺部材の数および間隔は、使用目的に従って変更し得るものである。典型的には、皮膚穿刺デバイス１４は約１０から１００本の皮膚穿刺部材を有し、これらはその寸法に従って約０．０５ｍｍから約５ｍｍの距離をもって離隔している。皮膚穿刺部材４２は均一な距離をもって互いに離隔し、均一な長さを有するものとすることができる。

また、皮膚穿刺デバイス１４および皮膚穿刺部材４２を種々の材料で形成することができる。皮膚穿刺デバイス１４の皮膚穿刺部材４２は、適切なシリコンエッチングプロセスまたはミクロ機械加工ステップにより、シリコンで作成されたものとすることができる。さらなる実施形態としては、デバイス１４のベース４０および／または皮膚穿刺部材を、ステンレス鋼、タングステン鋼、および、ニッケル、モリブデン、クロム、コバルトおよびチタンの合金から作成することもできる。あるいは、デバイス１４のベース４０および／または皮膚穿刺部材４２を、セラミック材、ポリマーおよび他の非反応性材料で作成することもできる。ベース４０および皮膚穿刺部材４２は互いに異なる材料で作成されていてもよい。

皮膚穿刺部材４２の長さは、皮膚の所望の穿刺深度が得られるように選択される。皮膚穿刺部材４２の長さおよび厚みは、通常、投与または引き抜かれる物質に基づいて決定されるとともに、デバイスが適用される位置における皮膚の厚みに基づいて決定される。概して皮膚穿刺部材は、ベースから部材先端まで測定したとき、約５０μｍから約４，０００μｍ、好ましくは約２５０から１５００μｍの長さを有する。皮膚穿刺部材は、マイクロ針、マイクロチューブ、中実または中空針、ランセットおよびその他のものであってもよい。一実施形態においては、皮膚穿刺部材は約５００μｍから約１５００μｍの長さを有する約３０ゲージから約５０ゲージの針である。皮膚穿刺部材はほぼ矩形の断面形状を有していてもよい。あるいは、皮膚穿刺部材を三角形、円筒形、ピラミッド型もしくは平らな刃とすることもできる。

所望の結果を得るために、皮膚穿刺デバイス１４を種々の寸法および形状とすることができる。一実施形態においては、皮膚穿刺デバイス１４は約１ｃｍ²から約１０ｃｍ²である。他の実施形態として、皮膚穿刺デバイス１４が約１ｃｍから約５ｃｍの幅および長さを有するものとすることもできる。ベース４０は約２００から４００μｍの厚みを有し得るが、典型的には２５０μｍとすることができる。

概して、デバイスが供給デバイスとして用いられる場合には、シリンジまたは他の流体投与デバイスによって調合薬剤および薬物の溶液が本体内の開口に導入される。他の実施形態として、乾燥ないし凍結乾燥された薬物または調合薬剤が皮膚穿刺部材の外側もしくは内側表面、または皮膚穿刺部材の軸方向通路内に提供されるものでもよい。続いて蒸留水または食塩水などの希釈剤を開口および皮膚穿刺部材の軸方向通路に注入し、薬物または調合薬剤を溶解してもどしてから、患者に薬物が供給されるようにすることもできる。

図１０は他の実施形態の皮膚穿刺デバイス６６を示し、これはベース６８および複数の皮膚穿刺部材７０を有している。この実施形態において、ベース６８には、上面７４と底面７６との間に延在する複数の穴７２が形成されている。皮膚穿刺部材７０は軸方向通路７８を有する中空針として示されている。皮膚穿刺部材７０は穴７２のそれぞれに嵌め入れられる。図１１に示すさらなる実施形態では、皮膚穿刺部材８０がベース８４から延在する複数の中実針８２を含んでいる。複数の穴８６が隣接する針８２の間に設けられ、皮膚の目標領域に物質を供給する。

デバイス１０を供給チューブ８４に接続して、物質が患者に供給されるようにすることができる。この接続はカプリング部２２により行うことができる。図７に示すように、供給チューブ８４は、カプリング部２２に結合するための適切なカプリング８６を一端に含むことができる。カプリング８６はルアー型嵌合部（luer type fitting）やその他のねじ結合部とすることができ、適用されるカプリング部２２を受容するものである。供給チューブ８４の他端は供給デバイス８８に接続することができる。供給デバイス８８は、シリンジ、単位容量供給デバイス（unit dose delivery device）、適切な定量ポンプ、または制御された速度でデバイス１０に物質を供給するための注入デバイスとすることができる。

図１２を参照し、皮膚を通して物質を供給または引き抜くための方法を説明する。デバイス１０は患者の皮膚９０の目標部位に位置づけられている。本体１２は、皮膚穿刺部材４２が皮膚９０の層を穿刺するのに十分な圧力をもって、皮膚９０に対し押圧される。穿刺深度は、皮膚穿刺部材４２の長さ、皮膚穿刺部材４２の間隔および本体１２の寸法に従う。本体１２は、第２表面領域３４および接着部３８が皮膚９０と接触して本体１２が皮膚９０に取り付けられるまで、押圧されなければならない。

上述のように、少なくとも１つの皮膚穿刺部材が配置されている第１表面領域３２は第２表面領域３４から外側に離れている。患者の皮膚は弾力性を有し、皮膚穿刺部材の穿刺に抵抗する。通常皮膚は、皮膚穿刺部材が皮膚を穿刺する前に、皮膚がはじける（taunt）まで、皮膚穿刺部材によって引き伸ばされる。第２表面領域３４の平面から外方に皮膚穿刺部材４２が離れていることによって、第２表面領域３４が皮膚と接触する前に、皮膚穿刺デバイス１４に対して穿刺圧を加えることができる。これにより、皮膚穿刺部材のそれぞれによる均一な皮膚の穿刺が促進される。従って、第２表面領域３４が皮膚９０に取り付けられたときには、圧力が皮膚穿刺部材４２に一定に作用する。第１表面領域３２と第２表面領域３４との間隔は、第２表面領域３４が皮膚９０に取り付けられたときに、皮膚穿刺部材４２により実質的に一定かつ均一な圧力が皮膚に作用するようにするのに十分な距離である。好ましくは、皮膚への第２表面領域３４の取り付けに干渉することなく、この間隔によって十分な穿刺圧が提供されるものである。物質が供給チューブ８８に供給されると、患者に供給するために続いて皮膚穿刺デバイス１４に供給される。他の実施形態では、同様の方法で物質が患者から引き抜かれる。

本発明のさらなる実施形態として、デバイス１０には漏出ディデクタが設けられていてもよい。漏出ディデクタは、デバイス１０を介して供給または引き抜かれる物質が表面に接触したときなどにおいて漏出の可視表示を提供するものであれば、いかなる表面もしくは表面処理部であってもよい。図１３には漏出ディデクタの一例が示されている。本体１２の第１表面領域３２にはつや消しされた肌面（matte surface texture）が設けられている。これは第１表面領域３２につや消しされた外観（frosted appearance）を与えている。つや消し肌は、複数のマイクロスクラッチまたはマイクロテクスチャによって生成される。第１表面領域３２およびマイクロスクラッチが漏出した物質を第１表面領域３２の割れ目内に移送することで、漏出物質が表面に接触した場合の可視化領域が直ちに提供され、これにより漏出が表示されることになる。

例えば、先述したようにデバイス１０が患者の皮膚に対して配置されることで皮膚穿刺部材４２が目標部位の皮膚を穿刺する。本体１２は好ましくは十分な透明度を有する透明または半透明材料で作成され、これにより本体１２の上面１８を通して漏出ディデクタを見ることができるようになっている。供給に対して供給される、または患者から引き抜かれる物質は、流路２４を通して皮膚穿刺デバイス１４に対し、および皮膚の目標領域に対して供給される。皮膚穿刺デバイス１４と皮膚の目標部位との干渉により漏出が生じた場合には、漏出物質が漏出ディテクタの割れ目に引き込まれることで、図１３において符号９２で示すように、漏出の可視表示が提供される。接着部３８を第２表面領域３４上の本体１２の周囲に設けることで、漏出物質を食い止めることができる。

本発明のデバイスは、所要の物質を患者に供給または患者から引き抜くのに十分な時間、皮膚に接触させたままとすることができる。デバイス１０を取り付ける必要のある時間の長さは、供給または引き抜かれる物質、その物質の量、皮膚の目標領域、穿刺深度および皮膚穿刺部材の間隔に従うのが通常である。

以上のように、患者の皮内に関し物質を供給または引き抜く方法およびデバイスが提供される。本発明のデバイスはディスポーザブルな、一度だけ使用されるデバイスとして用いることができる。デバイスを殺菌し、適切な消毒済み容器に保管することができる。好ましくは、底部表面に剥離コーティング（release coating）を有するカバーを設け、皮膚穿刺デバイスおよび接着コーティングが保護されるようにする。この剥離コーティングによって、接着コーティングからカバーを容易に分離できるようになる。調合薬剤または他の物質の皮内供給を行うために、本方法およびデバイスは安全かつ有効に用いることができる。少量のワクチン抗原を効果的に供給するためにワクチンを皮内に導入する上で、本デバイスは特に好適である。マイクロ針の長さ、幅および間隔は、投与される、または必要とされる調合薬剤に従って変更され得るものであり、投与される特定の調合薬剤のために角質層が最適な深さに穿刺されるようにするものである。ワクチンを供給する場合には、最適な皮内供給部位を目標とするべくマイクロ針を寸法づけて、所望の免疫反応を促進するようにする。

本発明を説明するために種々の実施形態を選んだが、当業者であれば、添付の請求の範囲に定義された本発明の範囲を逸脱することなく、本発明に対し種々の付加や変形を行い得ることが理解されよう。例えば、一体のワンピースユニットとしてデバイスの本体を作成することができる。他の実施形態として、別体に成形された部分またはピースを組み合わせて本体を作成することもできる。かかる成形部分は、接着、溶接または機械的締結部の使用によって組み合わせることができる。加えて、皮膚穿刺部材およびデバイスの数は、デバイス上に幾つ設けられるものでもよい。

Claims (5)

1. 皮膚を通して物質を供給または引き抜くための皮膚穿刺デバイスを用いるマイクロデバイスインターフェースであって、
   上面および底面を有し、該底面が第１表面領域および第２表面領域を有している本体であって、前記第２表面領域に関して前記第１表面領域が前記本体から盛り上がっており、前記皮膚と前記皮膚穿刺デバイスとの間からの前記物質の漏出を示すための漏出ディテクタを前記底面が含んでいる当該本体と、
   前記第１表面領域に形成され、前記皮膚穿刺デバイスを配置可能な窪みと、
   前記本体内および本体外に流体を流すために前記本体に形成され、前記窪みと流体連通する開口と、
   を具え、
   前記開口および前記窪みが第２の開口を介して流体連通し、該第２の開口が前記デバイスの平面に対して垂直であるマイクロデバイスインターフェース。
2. 前記窪みに配置された前記皮膚穿刺デバイスをさらに具えた請求項１のマイクロデバイスインターフェース。
3. 前記第２表面領域は患者の皮膚に前記第２表面領域を取り付けるための接着部を含み、これにより前記皮膚の穿刺を行うのに十分な圧力をもって前記皮膚穿刺デバイスが前記皮膚に接触するようにした請求項１または２のマイクロデバイスインターフェース。
4. 前記第１表面領域が
   前記第１表面領域は、前記第２表面領域が前記皮膚に取り付けられたときに前記皮膚穿刺デバイスによる前記皮膚の穿刺が生じるに十分な圧力が前記皮膚に加えられるようにする距離を置いて、前記第２表面領域の外側に離隔している請求項１ないし３のいずれかのマイクロデバイスインターフェース。
5. 前記第２表面領域が前記底面の周囲に配置されている請求項１ないし４のいずれかのマイクロデバイスインターフェース。

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