JP6900316B2 - 生物学的障壁を穿通するマイクロ穿通器 - Google Patents

Description

本発明は、角質層の如き生物学的障壁上に配置されて化粧、瘢痕治療の如き種々の目的で、又は全身治療又は部分治療若しくは予防接種の目的で活性剤を投与するために生物学的障壁を穿通するのに使用することができる装置に関するものである。

経皮薬投与の分野及び美容皮膚科では、多年にわたって、マイクロニードル（極細針）は、興味のある研究トピックであった。それは、第1のマイクロニードル製品が現れたこの美容の分野であった。皮膚上を転がされるバレルから延びるマイクロニードルを有するバレルの如き装置を使用する治療は、世界中のサロン及びクリニックで現在提供されており、傷跡やストレッチマーク（皮膚線条）や皺の治療での使用を見出している。マイクロニーディリングは、レーザや他の美容処理より種々の有利性があり、少なくともマイクロニードルは、それほど高価ではないということはない。マイクロニードルは、薬やワクチンの経皮投与の研究に用いられているが、信頼性があって再生可能な穿通を得るのに困難性を発生する「釘のベッド（辛い境遇）」効果とともに、製造やスケールアップの完全性によって制限がある。また、この製造方法は、既存のパッチや他の製剤と一体化するのが本質的に難しい構造体を作る。既存の傷跡治療や経皮薬治療に一体化することができ、全体の配列又は針に対して信頼性を有して穿通を得ることができ、低価格で、製造が簡単な装置を作ることができる必要性が存在する。これらの問題に対する部分的な回答は、本発明者による特許番号ＷＯ２００６/０１８６４２に記載されている。この特許では、可撓性があって裏当てされたマイクロニードルシステムは、接着剤の如き治療性材料の層を構築することによって高いアスペクト比の構造体を印刷することにより作られた。このため、ニードル材料は裏当て材料とは異なっていたマイクロニードル装置が得られ、また、裏当て薄膜の柔軟性によって、辛い境遇作用を低減するために、各針を個々に背後から押すことができることになる。しかし、この技術に関しては幾つかの固有の問題があり、その問題は、十分に鋭いと同時に、皮膚を破ることがないように、剪断力に耐えるのに十分に丈夫で強いチップを得るのに大きな困難性を含んでいる。更に、「針」が配置された薄膜の柔軟性が針にも伝わって、生物学的障壁を穿通する代わりに一側に倒れることになる。

本発明は、皮膚の如き生物体の治療を目的とし、更に、製薬、化粧又は免疫剤又は生物学的障壁を穿通する他の物体を投与することができる低価格で侵襲性が小さい装置を提供して先の方法論に関する問題を克服するものである。障壁は、固形の裏当てされたマイクロニードルより高い再現性を有し、従来のニードルに代わる苦痛が少なく低スキルの代替物を許す角皮層である。美的な創傷治癒治療では、生物学的な障壁は、表皮又は真皮である。皮膚は、傷の場合のように完全ではなく、傷跡や乾癬又は他の病変の場合には厚くなっている。

発明を解決するための手段

本発明の第１の態様によれば、生物学的障壁を穿通する装置であり、この装置は、第１の側と第２の反対の側とを有するフレキシブル基板を含み、この装置は、更に、複数のマイクロペネトレイター装置（マイクロ穿通装置）を含み、各マイクロペネトレイター装置は、ヘッドと生物学的障壁に穿通するため前記ヘッドから延びる第１と第２の突起とを含み、前記第１と第２の突起は、前記第１の側に向けて前記フレキシブル基板を少なくとも部分的に貫通し、前記ヘッドは、前記第１と第２の突起を間隔あける細長いアームを含んでいる。

他の限定では、これも、生物学的障壁を穿通する装置であるが、この装置は、生物学的障壁接触面を形成する第１の側と第２の反対の側とを有するフレキシブル基板を含み、この装置は、更に、複数のマイクロペネトレイター装置を含み、各マイクロペネトレイター装置は、それぞれ、ヘッドと、前記ヘッドから延びて生物学的障壁に穿通するための第１と第２の突起を含み、前記第１と第２の突起は、前記第１の側に向けて前記フレキシブル基板を少なくとも部分的に貫通している。

前記基板の第２の側に力を掛けると、複数の突起は、生物学的障壁内に突き込む。従って、使用時には、マイクロペネトレイター装置の１つ以上の突起は第１の側から生物学的障壁内に突入する。

マイクロペネトレイター装置が独立した運動をすることができることは、制限されたとしても、「辛い境遇」作用を克服するのには望ましい。その結果、掛けられた力を集中し、それによって、装置の穿通が著しく簡単になる。従って、基板が柔軟であることは重要である。従って、使用時には、基板は、生物学的障壁の解剖幾何学に一致する。必須ではないが、望ましいことは、第１の側が生物学的障壁接触面であることである。基板も、力の印加に自動的に幾何学的であるように一致することが好ましく、それは、ユーザーのファインダーが力の印加に大きな制御を付与する有利性がある。

装置の一部のみを作動する能力、即ち、１つ以上の固形のマイクロペネトレイターを作動する能力は、他のものに対する影響を制限し、これは、(装置が、例えば、薬を投与するのに用いられる場合)、治療又は投薬は、いつでも、投与される薬の一部のみを施すことによって制御することができることを意味する。これは、また、同じ装置を使用して、次の服用に適用することができることを意味する。それに代えて、特に、装置全体が透明な場合には、ユーザーが、例えば、装置の上部に圧力を掛けることによって、皺あるいは傷跡の如き傷又はその特徴の線に倣わせることによって、マイクロペネトレイターの独立した活性化が非常に正確な治療を許す。その後、この圧力は、生物学的障壁の非常に特定の領域内へ所要な固形マイクロペネトレイターを作動することができる。使用時には、印加された力を集中するように、１つ以上マイクロペネトレイターが連続して又は群をなして押される。これは、手、指又は種々の手動加圧手段によって行うことができ、手動手段は、限定的ではないが、ローラー、ボール、針及び刃によって行うことができる。

従って、認識されることであるが、隣接したマイクロペネトレイター装置による穿通の深さは、フレキシブル基板の第２の側の力の位置に依存して変化する。第２の側に力を掛けると、第１の側から突き出る複数の突起が、力が加えられる地点で生物学的障壁に穿通することができる。フレキシブル基板を設けることによって、この基板は、生物学的障壁の体構造の幾何学形状に一致することができる。これ、更に、隣接した突起間の穿通の深さは、固有の柔軟性により相互に部分的にのみ依存し、大きな表面積に力を拡散することの「辛い境遇」作用が弱められる。

ヘッドから延びる第１と第２の突起を含むと限定されているマイクロペネトレイター装置を設けると、使用時に突起が安定する。これは、第１と第２の突起が生物学的障壁に接触すると、それらが側方に偏向することがなく、マイクロペネトレイター装置間の不規則な穿通に至ったり最悪の場合穿通が生じないようになったりする側方への偏向がなくなる。

フレキシブル基板は、マイクロペネトレイター装置に対して異なる材料から成っているのが有益である。

認識されることであるが、第１と第２の突起は、チップ（先端）まで延びており、このチップは、使用していない場合でも、第１の側を貫通し、又はこのチップは、第２の側に力が加えられるまで、フレキシブル基板内に保持されていてもよい。

フレキシブル基板は、例えば、有機性モノマー又はシリコーン・モノマーを使用して生産された重合体フィルムから成っている。代表的な例は、限定的ではないが、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリメチルシロキサン又は他のシリコーン、セルローズ誘導体、ヒドロゲル、親水コロイド、アルギン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン又は任意にフッ素処理された有機性ポリマー又はシリコーン・ポリマーを含んでいる。これらは、ゲル・シート、発泡体又はフィルムとすることができる。フレキシブル基板は、エラストマー及び／又は弾力性があって変形可能であるのが好ましい。このフレキシブル基板は、生物学的障壁へ投与されるべき薬の如き材料を保持する複数のへこみ又はポケットを形成している材料から成っている。この材料は、発泡体の形態でもよい。好ましくは、基板材料は、シリコーンゴムであることが解った。

フレキシブル基板は、更に、金属元素、例えばチタン、金、アルミニウムのフィルムから成っていてもよい。

第１と第２の突起は、ヘッドに対して垂直を突出しているのが有利である。このようにして、少なくとも２つの突起がヘッドに対して垂直に突出しているのが有利であることを意味する。しかし、認識されることであるが、マイクロペネトレイター装置が追加の突起を含んでいる場合、これらの追加の突起は、第１と第２の突起から遠ざかるか又はその突起に向けて分岐して突出していてもよい。第１と第２の突起は、有益には、縦の長さを含み、また、ヘッドは、この縦の長さにほぼ直角に延びているのが有益である。マイクロペネトレイター装置は、第３と第４の突起を含んでいるのが好ましい。

第１と第２の突起は、第１の側から突出しているのが有益である。１つの態様では、第１と第２の突起は、第２の側に力を掛ける時のみ、第１の側から突出することができる。

第１と第２の突起は、第１の側に対して垂直に突出するのが有益である。このようにすると、側部間の偏差の機会を最小にするので、生物学的障壁と接触するように押し込まれた時、突起の安定性が改善される。

ヘッドは、フレキシブル基板に埋め込まれていてもよい。従って、ユーザーには、フレキシブル基板の第２の側は、ヘッドを含んでいないように見える。さもなければ、ヘッドは、第２の側に衝合するように設けられた衝合面を含んでいてもよい。このようなヘッドであると、第１と第２の突起がフレキシブル基板を介してまっすぐに押すことができないで、第１と第２の突起が使用後に生物学的障壁に入り込んだままとなる可能性を回避することができる。

衝合面は、第２の側に付着されているのが有益である。この衝合面は、ヘッドの形状に基づいて種々の形態とすることができる。

ヘッドと第１及び第２の突起は、単一片の材料から作られるのが有益である。ヘッドと第１及び第２の突起は、単一片の材料から変形されるのが有益である。第１と第２の突起は、所定の形状に曲げられるのが好ましい。ヘッドと第１及び第２の突起は、細長いロッドの単一片から作られるのが有益である。この細長いロッドは、ワイヤーから形成されるのが有益である。マイクロペネトレイターは、ステープル（Ｕ字形くぎ）の形態であるのが有益である。ヘッドは、直線であるのが好ましい。第１と第２の突起は、ほぼ平行であるのが好ましい。

ヘッドと第１及び第２の突起は、金属材料から作られるのが有益である。この金属材料は、例えば、銅、銀、亜鉛及び合金とすることができる。

フレキシブル基板は透明であるのが好ましい。

ヘッドは、フレキシブル基板にほぼ平行に延びているのが有益である。このヘッドは、フレキシブル基板の第２の側にほぼ平行に延びているのが有益である。ヘッドは、第１のアームと第２のアームとを含んでいる十字の形態であるのが有益である。このようにすると、使用時にフレキシブル基板に力が加えられると、少なくとも、第１と第２の突起が基板に対して左右に偏向することがなく有利であるように、ヘッドに重要な安定性を付与する。更に望ましいことであるが、第１でと第２の突起は、第１のアームから突出し、第３と、好ましくは第４の突起が第２のアームから突出している。第１と第２アームは、好ましくは、十字の形態である。追加の突起が設けられてもよいことが理解されることと思う。特に製造の容易性の目的から、第１でと第２の突起は、第１のアームの遠方端から突出し、第３と第４の突起は、第２のアームの遠心端から突出しているのが有益である。

第１と第２アームは、オーバーラップしている第１と第２アームのオーバーラップ領域を含んでいるのが有益であり、また、第１と第２のアームは、このオーバーラップ領域で連結されるのが有益である。従って、一実施例のマイクロペネトレイターは、ヘッドがオーバーラップしている第１と第２のアームを含んでいる１対のステープルの形態とすることができる。

第１と第２アームは、有益には、相互に垂直である。

第１と第２の隣接するマイクロペネトレイター装置は、相互に独立しているのが有益である。従って、好ましくは、第１と第２のマイクロペネトレイター装置は、相互に対して固定されていないで、基板を介して繋がっている。第１と第２のマイクロペネトレイター装置は、間隔があいているのが有益である。第１のマイクロペネトレイター装置の細長いアームは、隣接する第２のマイクロペネトレイター装置の細長いアームに平行であるのと直角であるのとの間に配向されるのが更に有益である。これは、隣接するマイクロペネトレイター装置が突起を含まない領域を最小限にするように基板に取付けられるので、第１と第２のアームを十字の形態で有する装置に特に有益である。従って、突起は、ほぼ均一に間隔をあけるのが有利である。

基板は、シリコーンゴムから成っているのが有益である。このような基板材料は、基板に有益な特性を付与することが分かった。この材料は、十分な柔軟性を有し、その固有の流動性により接着性を有し、従ってユーザーの皮膚に接着することができ、ユーザーの皮膚が装置を皮膚の他の領域と連通するアプリケータとして用いられるのに有利である。

基板の物理的性質は、第１の側と第２の反対の側との間で可変である。これは、基板を多層化することによって達成され、又は、恐らく、基板材料の処理によって達成することもできる。例えば、基板材料の一側を、例えば、基板の付着性を得るようにプラズマによって処理してもよい。基板の第２の側が第１の側より高レベルの付着性があるのが有益である。これは、基板がユーザの指に付着してこの指がアプリケータとして有益に使用されるが、通常、生物学的障害と接触する第1の側には過剰に付着することがないことを意味する。

第２の側は、凹面を有するのが有益である。これは、製造後の基板の処理によって達成することができる。有益なことであるが、この凹面は、基板のどちら側を指と接触させ、どちら側が治療に用いられるかがユーザーに明らかであることを意味する。本発明においては、これは、突起の小寸法化とユーザが正しくない治療側を選択する虞とによって特に重要である。

第１と第2の突起の少なくとも一部は、湾曲部を有するのが有利である。この湾曲部は、複数の繰返しの湾曲部を含んでいてもよい。有益には、第１及び、好ましくは第２の突起は、螺旋形である。第１及び、好ましくは第２の突起が曲がっていることに関連した利点は、薬の如き液体が生物学的障壁に形成された孔に一層よく供与されることである。更に、典型的には鋼の如き金属で作られる突起に付着すべき薬の如き、生物学的障壁内に供与される物体を得るのは難しいかもしれない。このようにして生じる問題は、障壁に押し込まれる際に、材料が簡単にはげ落ちることである。従って、固形薬の如き固形物が湾曲部に付着されると、生物学的障壁内への供与能力を改善する。この湾曲部は、固形又は半固形あるいは液体の薬等が入るスペーサ、くぼみ又はポケットを付与する。繰返しの湾曲部は、第１、好ましくは第２の突起をねじることによって有益に達成される。これは、物質の保持能力を改善する。

それに代えて、又はそれに加えて、生物学的障壁に物質を保持する能力を改善するために、追加の突起が設けられ、この突起は、第１の及び／又は第２の突起の少なくとも一方が生物学的障壁に穿通するためにこの追加の突起と連通するように設けられている。この追加の突起は、第１及び／又は第2の突起に物理的に連通しているのが好ましい。好ましくは、追加の突起は、第1及び／又は第2の突起に隣接している。有益には、１つの実施例では、追加の突起は、第１及び／又は第２の突起の少なくとも１つの周りに包まれている。有益には、第１及び第２の突起の各々は、追加の突起と連通している。有益には、追加の突起は、ヘッド部分が介在する第１と第2の追加の突起エレメントから成っており、これらの第１と第２の追加の突起エレメントは、第１と第２の突起間をそれぞれ連通するように設けられている。追加の突起の目的は、生物学的障壁を通して液体の任意の固体を移送するのを補助することである。薬は、例えば、固体でも液体でもよい。追加の突起は、有益には、第１及び／又は第２の突起の少なくとも一方と絡み合っている。

第１と第２の突起は、有益には、穿通チップまで延びており、第１と第２の突起の少なくとも一方は、このチップに隣接する開口まで延びているキャビティを有する。チップの開口は、不均衡である端縁によって限界されている。これは、生物学的障壁に穿通するのを補助するために突起をある角度でカットすることにより達成される。キャビティは、使用前に密封され、開口は、フレキシブル基板に圧力をかける際に形成されることは理解されることと思う。

１つの実施例では、フレキシブル基板の第１の側は、その中に薬又は生物学的活性剤を保持する。これは、生物学的障壁に適用する際に、第１と第２の突起が生物学的障壁を穿通し第１の側に保持された薬又は生体物質が第１と第２の突起によって形成される開口を経て供与されることを意味する。

１つの実施例では、第１と第２の突起は、薬又は生物学的活性剤が堆積されていてもよい。

フレキシブル基板の第１の側の表面は、薬又は生体物質の受入れる複数の凹部を有するように波打たせてもよい。

フレキシブル基板の第１の側の表面は、部分生物学的障壁の体構造の幾何学の形態となるように事前形成されていてもよい。例えば、フレキシブル基板の第１の側は、ユーザーの目の直下に着座する如き輪郭を有してもよい。目が生物学的障壁である場合、基板は、それ自体、目自体の表面に着座する如き輪郭の第１の側を有する。

複数のマイクロペネトレイターは、それぞれのヘッドによって結合されていてもよい。従って、ヘッドは、有効に、フレーム構造体を形成する。結合されたヘッドの構成体は、フレキシブル基板の第２の側に隣接している層を有効に形成している。

ブリッジ部は、マイクロペネトレイター装置間を延びて設けられているのが有益である。このブリッジは、第２の側の方向に力を掛けると、砕かれるように設けられており、従って、複数のマイクロペネトレイター装置は、一体に連結される。数は、２つ程度と少ないが、この数は、著しく大きくてもよい。一つの実施例では、マイクロペネトレイター装置は、１ユニットを形成するように他のステープル構造と連結されるステープル構造から成っている。共同結合されたヘッドのネットワークを設けると、マイクロペネトレイターが生物学的障壁への穿通ではなく、押された時の側に単に落ち込むという、フレキシブル基板と作用することに関連した重要な問題が克服される。このような構造は、堅く、容易に押し込むことができない小さな領域を形成する。共同結合されたヘッドを構成することは、単一の大きなマイクロペネトレイター装置を製造するか、その代わりに複数の小さなマイクロペネトレイター装置を一体に結合することによって達成することができる。

複数のマイクロペネトレイター装置を一体に連結して１ユニットとする手段の他の例は、射出成形、成型硬化、ワイヤ成形加工、曲げ加工、打ち抜き加工、切断加工、ミリング加工及び３Ｄプリンティングを用いて形成される硬直した構造を含んでいるが、それらに限定されない。このような硬直構造は、フレキシブル基板に接合されるか、少なくとも１つの マイクロペネトレイターに接続されるだけでもよい。この硬直構造は、マイクロペネトレイターの横運動や回転運動も制限し、第２の側が破損するのを保護する。

フレキシブル基板は、更に、第２の側に隣接したマイクロペネトレイターキャリアー層から成っていてもよく、この場合、第１と第２の突起は、このキャリアー層から延びている。キャリアー層は、フレキシブル基板より堅くてもよい。これは、フレキシブル基板は、キャリアー層が装置の硬さを確保しつつ、生物学的障壁の体構造の幾何学形状に一層容易に一致するように一層柔軟とすることができることを意味する。キャリアー層は、マトリックスから成っており、マトリックスは、その内部に複数の開口を含んでいてもよい。このようにすると、マイクロペネトレイター装置のヘッドの硬さを増加させる。マトリックスは、有益には、ヘッドを保持するキャリアー層の部分間のブリッジの可撓性を付与する。

マイクロペネトレイター装置のヘッドの上方に位置する空洞を形成する構成とすることができる。このようにすると、第１と第２の突起にかけられる力を増加する方法が提供される。空洞は、力を掛けると、急に開いて、力を掛ける速度を増加する。これは、「発泡ビニールシート」パッケージングに類似しており、発砲薄膜が突然破損すると、指の迅速な加速を生ずる。

フレキシブル基板は、マイクロペネトレイター装置のヘッドの上方に位置してフレキシブル基板より高い剛性の材料から成っている構成体を有する。また、フレキシブル基板は、マイクロペネトレイター装置のヘッドの上方に位置してフレキシブル基板の第２の側から突出する構成体を有する。凹んだ構成体（複数）が設けられてもよく、この構成体は、外力を掛けると、突出する構成体にスナップインしてユーザーに突起を施す速度を増加することができる。

この装置は、例えば、ユーザーの指から直接加えられた力によって皮膚に施され、又は機械的なアプリケータが機械的な力を加えるために、装置の一部に設けられている。例えば、装置は、ローラー上に設けられてこのローラー上に保持されるか、転がり落ちて装置を皮膚に残したままとする。力を蓄え急激にこの力を掛けるために、ばね又は弾性エレメントの如きエネルギー蓄積装置の設置の如き他の機械的なアプリケータが想定される。圧縮ガス又は液体を力供給源としてもよい。

また、本発明の第１の態様によれば、生物学的障壁に美容処理方法を施す方法であって、前記方法は:
生物学的障壁に隣接して前記した装置を位置決めし、
前記第１と第２の突起が生物学的障壁に穿通せしめるように前記装置の第２の側に力を掛ける
工程から成っている方法である。

この装置は、好ましくは、生物学的障壁に接触するように位置する。好ましくは、第２の側が生物学的障壁に接触するように位置する。

また、本発明の第１の態様によれば、生物学的障壁を通して薬剤を供給する方法であって、前記方法は:
生物学的障壁に隣接して前記した装置を位置決めし、前記装置は前記薬剤を供給するように保持しており、
第１と第２の突起が生物学的障壁に穿通せしめて前記生物学的障壁を通して前記薬剤を供給するように装置の第２の側に力を掛ける
工程から成っている方法である。

装置は、好ましくは、生物学的障壁に接触するように位置する。好ましくは、第２の側が生物学的障壁に接触するように位置する。

第１と第２の突起は、互いに異なる直径を有していてもよい。第１と第２の突起は、また、異なる深さまで穿通するか、装置の一部を他の部分までに穿通することができるように、異なる長さを有していてもよい。

第１と第２の突起は、針形、尖形、彫刻刀形又はナイフ形とすることができる。好ましい実施例では、マイクロペネトレイターは、突起の縦長に対して垂直でない角度でカットされたワイヤーから形成される。このワイヤーは、ステープル形に曲げてもよく、このワイヤーは、可撓性のある薄膜に押し込まれる。このワイヤーは、円、矩形、三角形を含んでいる実用上任意の横断面形とすることができ、扁平なストリップとすることができる。

マイクロペネトレイターは、ワイヤカッティング、成型、エンボス、押し出し、絞り加工、型押し、エッチング、機械加工を含んでいるが、それに限定されない種々の方法で形成することができる。これらのマイクロペネトレイターは、独立して形成してもよいし、一体に接続された２つ以上のユニットとして形成してもよい。もし、一体に接続される場合、マイクロペネトレイターは、カッティング、機械加工、型押し、ウイークニング(weakening)、エッチング、いくつか又は全ての接続片のレーザーカッテイングの如き修正加工によって順次一体に又は部分的に独立して形成される。

第１と第２の突起は、フレキシブル基板の表面から突出してもよいし、第２の側に力を掛ける表面だけを残してフレキシブル基板内に埋め込まれていてもよい。それに代えて、第１と第２の突起は、薄膜内にそれ自体埋め込まれるチューブ又は外被によって部分的に囲まれていてもよい。突起の長さは、例えば、穿通が深かったり浅かったりする異なった皮膚治療のために変更してもよく、例えば、専門の皮膚治療において、穿通器は、１ｍｍ以上の深さまで皮膚に入る必要があってもよい。従って、第１と第２の突起は、３ｍｍ〜０ｍｍ、一層好ましくは、１.５ｍｍと１００μｍの間に装置の第１の側から突出してもよい。

装置の第１の表面は、非水平な形態で組み立てられてもよく、それによって、生物学的障壁接触層に、落ち込み、突出、溝又は他の形状が現われる。これらの落ち込み形状は、ある領域では、マイクロペネトレイターのチップに相応する。これらの落ち込み又はカップ形状は、突起の穿通を補助し、又は液体の移動を阻止し且つ、その液体をマイクロペネトレイターに接近して保持するのに役立つ。

第１と第２の突起は、また、突起の長さに沿って液体が流下するのを可能にしたり、１つの領域から他の領域に薬剤を含んでいる液体を移動するように突起の長さに沿って移動するのを可能にしたりするように処理し又は形成することができる。これは、チップ又はチップによって形成される孔に液体を供給したり、逆にチップから一層離れた位置に液体を移動することである。この目的のために、マイクロペネトレイターは、多孔性材料又は灯心材料を含んでいるか、それに代えて、中空チューブ又は一連のチューブを含んでいる。更に他の実施例では、２本のワイヤー又はそれと同様の構造体を一体か接近して巻き付けて、連結された流体通路を形成している。

本発明の第２の態様を述べると、第１の態様に関して述べられた特徴が第２の態様にも有益であることが注目される。

本発明の第２の態様によれば、生物学的障壁の穿通装置が提供されるが、この装置は、生物学的障壁に穿通するための複数の突起を保持する第１の層と外向きの面を有する可撓性の第２の層とを有する基板を備え、複数の突起は、外向きの面に向けて第２の層を少なくとも部分的に延びている。

複数の突起が外向きの面の後方から突き出ることは理解されることと思う。外向きの面は、好ましくは、皮膚接触面である。

基板材料及びその構造と同様に、マイクロペネトレイター装置は、第１の態様に関して記述された形態とするのが更に有益である。

可撓性を有する第２の層が生物学的障壁の体構造の幾何学的形状に一致することができることは、理解されることと思う。更に、使用時には、複数の突起が第２の層の外向きの面から外方に延びていることが理解されることと思う。しかし、使用されていない場合には、複数の突起は、必ずしも可撓性の第２の層から盛り上がっている必要はない。第１の層に力が加えられるまで、複数の突起のチップは可撓性の第２の層内で終わっている。

本発明の第２の態様に関連した有益性は、第１の層が複数の突起を保持していると、第１の層に力が加えられた場合に、横方向の偏向を制限するように、これらの突起が安定させられるということである。しかし、第２の層は、皮膚の体構造の幾何学的形状に一致するように作用する。

第１と第２の層は、有益には、異なる材料から成っており、第２の層は、第１の層より厚いことが好適である。突起は、有益には、第１の層にほぼ垂直に延びている。

第１の層は、突起が延びている複数の第１の領域と第１の領域の中間にある複数の第２の領域とを備えているのが有益である。第１の層は、複数の突起が延びているマトリックスを形成していてもよい。第２の領域は、第１の領域間を延びているウェブ部分(複数)を含んでいるのが有益である。これらのウェブ部分は、第１の領域より堅さが低いことが有益である。有益には、ウェブ部分には固有の可撓性があり、これは、第１の層に力を掛けると、他の突起から部分的に独立して掛けられた力の真下又は付近でこれらの突起を作動することを意味する。

第２の領域は、有益には、更に複数のアパーチュア（口径）を含んでいる。第１の層をこのようにすると、十分な堅さが得られるので、力が掛けられても突起は横方向に偏向することがないが、ウエブ部分と好ましくは口径をけると、治療が施される際に十分な可撓性が得られる。

突起は、それぞれ、更に、ヘッドを含んでおり、このヘッドは、第１の層によって保持される。ヘッドは、衝合面を含んでいてもよく、また、第１の層は、第２の層から離れて面する上面を有し、衝合面は、第１の層のこの上面に衝合するように設けられている。他の実施例では、ヘッドは、第１の層に埋め込まれていてもよい。それに代えて、突起は、第１の層と一体に形成されていてもよい。

更に、本発明の第２の態様によれば、美容処理を施す方法が提供される。本発明の第２の態様は、生物学的障壁に美容処理を施す方法であり、この方法は:
生物学的障壁に隣接して前記した装置を位置決めし、
突起を生物学的障壁に穿通させるために、装置の第１の層に力を加える
工程とから成っている。

装置は、好ましくは、生物学的障壁に接触して位置される。好ましくは、第２の側が生物学的障壁に接触して位置される。

また、本発明の第２の態様によれば、生物学的障壁を横切って薬剤を供給する方法であって、この方法は：
生物学的障壁に隣接して前記した構成を有し、供給すべき薬剤を保持している装置を位置決めし、
突起が生物学的障壁に穿通せしめて生物学的障壁を通して薬剤を供給するために、前記装置の第１の層に力を加える：。
工程を備えている。

装置は、好ましくは、生物学的障壁に接触して位置する。好ましくは、第２の側が生物学的障壁に接触して位置する。

本発明の第３の態様を以下に述べる。

第３の態様によれば、生物学的障壁を穿通するための装置が提供され、この装置は、第１の側と第２の反対の側とを有するフレキシブル基板を含み、この装置は、更に、複数のマイクロペネトレイター装置を含み、各マイクロペネトレイター装置は、ヘッドとこのヘッドから生物学的障壁に穿通するチップまで延びる突起とを備え、前記突起は、前記第1の側に向けて少なくとも部分的にフレキシブル基板を貫通し、また前記ヘッドとチップとの中間で少なくとも部分的に曲げられている。

フレキシブル基板は、生物学的障壁の体構造の幾何学的形状に一致するように構成されているのが好ましい。第１の側は、好ましくは、生物学的障壁接触面を形成する。マイクロペネトレイター装置と基板の構造は、第１の態様に関して記載された如き形態を有するのが有益である。

フレキシブル基板の第２の側へ力を掛けると、突起は、第１の側から突き出る。従って、この突起は、生物学的障壁に穿通する（突き刺さる）。１つの実施例では、第２の反対の側に力を掛けると、突起は、第１の側から突き出るだけである。他の実施例では、力が加えられるかどうかに関係なく、少なくとも突起のチップが第２の反対の側から延びている。

突起は、有益には、第１の側から突き出ている。

突起が、ヘッドとチップとの中間で、少なくとも部分的に曲がった状態で設けられると、生物学的障壁を介して、薬剤又は他の生物学的衝撃付与剤を供与するのが助けられる。固形物は、湾曲部に一層よく保持され、液体は、生物学的障壁に形成された孔を通して一層よく供与される。

湾曲部は、有益には、複数の繰り返しの湾曲部から成っている。突起は、ねじられているのが有益である。突起は、螺旋巻きされていてもよい。

追加の突起は、生物学的障壁を穿通するために設けられており、この追加の突起は、突起が生物学的障壁を穿通する追加の突起と連通するように設けられている。この追加の突起は、突起と物理的に連通しているのが有益である。追加の突起は、好ましくは、少なくとも部分的に曲げられている。追加の突起は、突起の回りを包み、ヘッドから延びているのが有益である。追加の突起は、突起と絡み合っているのがよい。

本発明の第３の態様の好ましい特徴は、第１と第２の態様に関して既に述べられていることは、理解されることと思う。第３の態様は、ヘッドから延びる複数の突起を含んでいる。しかし、各ヘッドから延びる単一の突起が第１と第２の態様に関して記述された特徴を有することができるように設けられていることが理解される。例えば、突起内にくぼみを設けたり、薬又は生物学的活性剤を保持する突起の特徴を有したりすることを単に例として掲げることができる。

本発明の第３の態様によれば、次の工程を含んでいる生物学的障壁に美容処理を施す方法が提供される。
生物学的障壁に隣接して請求項３８乃至４９のいずれかによる装置を位置決めする工程及び
突起を生物学的障壁に穿通させるため、装置の第１の層に力を掛ける工程。

本発明の第３の態様によれば、次の工程を含んでいる生物学的障壁を通して薬剤を供給する方法が提供される。
生物学的障壁に隣接して請求項３８乃至４９のいずれかによる装置を皮膚接触面を位置決めし、前記装置は供給されるべき前記薬剤を保持している工程及び
突起を生物学的障壁に穿通させて前記生物学的障壁を通して前記薬剤を供給するため、前記装置の第１の層に力を掛ける工程。

本発明の態様の装置は、パッチ試験用アレルゲンの如き薬剤を供給するための診断目的に使用され、このパッチ試験の反応によって、内科医は、病状の欠如又は経過の存在を決定することができる。それに代えて、マイクロペネトレイターを用いて、グルコースの如き化学薬品のレベルを決定するために皮膚から体液(余分な細胞液)を分析する装置までの通路を形成することができる。

１つの実施例では、マイクロペネトレイターは、中空チューブから成っている。これらは、生物学的障壁への穿通を補助するために角度を付けてカットすることができる。これらのチューブは、マイクロペネトレイターユニットを形成する連続的なステープルの形態であり、それに加えて／又は、他のマイクロペネトレイターと連結して異なる連結手段による単一のマイクロペネトレイターユニットを形成してもよい。この連結手段は、その場で形成することができ、又は射出成形、プレス、型押し又はカッティングを含んでいるが、これらに限定されない種々の手段によって事前に形成してもよい。中空チューブは、末端が開いていて液体又は気体をチューブの下流に流れるようにしてもよいし、閉じていてもよい。これらのチューブは、液体又は固体を収納していてもよいし、懸濁液及びゲルを含んでいる他の構成物を収納していてもよい。この液体又は固体は、圧力によって、又はもっと受動的には、毛管作用、拡散、浸透、分解、膨張等によって生物学的障壁内へリリースすることができる。突起は、実用上、任意の寸法、高さでナノメートルからミリメートルまでとする。最も好ましくは、突起は、長さでΙΟΟμｍと４０００μｍとの間にある。突起は、実用上、任意の密度（一平方センチメータ当たりインプラントの数）を有し、１装置当たり１つの突起から、1平方センチメータ当たり数千までとする。例えば、装置自体は、任意の寸法又は形状とすることができ、例えば、円形、卵形又はストリップの形態とすることができる。

本発明による装置は、「生物学的障壁」に適用することを意図している。此処に用いられているように、「生物学的障壁」という用語は、外部環境から人体又は動物を隔離する生体表面を意味し、皮膚(頭皮も含んでいる)、眼、口裏、鼻通路、歯肉、陰茎亀頭、女性の外陰部又は傷、切れ目を含んでいる。「生物学的障壁」は、皮膚及び／又は粘膜の如き上皮組織を含み、更に、例示的に、傷ついた皮膚を含んでいる。此処に用いられているように、「皮膚」という用語は、当業界の通常の意味を有し、即ち、身体の内的環境と外的環境のとの間の体構造的障壁を付与する上皮組織である。皮膚は、身体の外側表面を形成するように露出されているのが好ましい。本発明による装置を使用して通常横切られる皮膚の最外層は、角皮層として知られている。

皮膚を横切って薬剤を供給することは、当業界では、「経皮的供与」と呼ばれている。従って、本発明による装置は、経皮的供与に役立つ。

本発明による装置は、獣医学、即ち動物の健康と、医学、即ち、人間の健康への適用の両方に役立つ。この装置は、更に、例えば、外観のみを改善するが、治療効果を有しないように意図される薬剤を供与するために純粋な化粧方法に使用することができる。従って、本発明は、化粧方法を含んでいる。化粧用の薬剤は、半永久的メークアップ、入れ墨又は身元確認の目的でヒアルロン酸、ボツリヌス毒素又は有色の合成物の如き真皮/表皮の充填物を含んでいるが、それらに限定されない。

明らかなことであるが、本発明による装置は、活性薬剤を用いることなく、純粋に生物学的障壁に小さい傷（マイクロウーンズ）を形成するのに用いることができる。皮膚において、マイクロウーンズは、癒し反応を引き起こし、コラーゲン誘導、傷跡治療及び他の美容処理に使用される。

本発明の幾つかの態様は、生物学的障壁を横切って超えて薬剤を供与することに関連している。本発明の１つの実施例は、ワクチンの供与を含んでいる。「ワクチン」という用語は、特定の疾病への免疫を確立するか改善するために使用される薬剤を意味することで当業界には周知である。ワクチンは、予防又は治療に役立ち、また、従来のＤＮＡワクチンを含んでいる。好ましい実施例では、ワクチンは、将来の伝染の影響を防いだり改善したりする予防に役立つ。

また、本発明の幾つかの態様は、生物学的障壁に、又はこの障壁を横切ってエネルギーを伝達するのに使用することができる。これは、アブレーション、凝固、加熱等の如き障壁の構造変化を生成するのに役立つことができる。エネルギーは、電気エネルギー、無線周波数エネルギー、熱エネルギー又は冷気エネルギー、光を含む電磁エネルギーを含んでいる任意の形式とすることができるが、これらに限定されない。このエネルギーは、また、検診及び診断の目的に使用することができる。１つの実施例における装置は、穿通深さを決定する手段を含んでいて、生物学的障壁中への穿通の所定深さでアクションが引き起こされる。他の実施例では、マイクロペネトレイター/マイクロパーフォレイター装置又はその突起は、その長さの一部か穿通深さまで外被でカバーされるか保護される。これは、望んでいない領域でのエネルギー損害から生物学的障壁を保護する。突起は、ファイバー光フィラメント又はマイクロパーフォレイター内の鏡又は反射面の如き焦点合わせ又は伝送手段を収納している。光は、マイクロパーフォレイターの下流に沿って診断又は治療の目的で供給される。これは、生物学的障害の最上層なしで済ませるのに有利であり、また、生物学的障壁の最外層が光又は他のエネルギーに対して望ましくない領域となる場合、これらのエネルギーは、例えば、屈折又は反射によって、その影響又は信号の強度を減少する。このエネルギーも、生物学的障壁への一時的刺激を生成したり、活性化合物が、例えば、イオン導入を使用して、生物学的障壁に入ったり出たりするのを補助するのに使用してもよい。

装置は、複数の層の合成物から成っており。こ合成物を通しての少なくとも１つは、部分的に又は完全に埋め込まれたマイクロパーフォレイターを有している。これは、皮膚に最も近い層が粘着性を有するか、幾つかの領域において粘着性を有する場合に有用であると考えられる。皮膚上の代表的な粘着剤は、アクリル酸塩、ハイドロゲル及びシリコーン接着剤を含んでいる。これは、生物学的障壁が圧力を受けると変形する能力を低下し、それによって、マイクロパーフォレイターの穿通に抵抗するのに有用である。この面から、最外層が非接着性であるか、より好ましくは摩擦が低いのが一層有益である。

フレキシブル基板は、経皮パッチを有するか収納しており、その多数のデザインは、知られており、タンク、マトリックス及び薬品を接着性を有して含んでいる。それに代えて又はそれに付加して、装置は、生物学的障壁に、又はこの障壁から液体を通過するためのマイクロフルイディック（細液的）(microfluidic)な通路を含んでいる。この装置は、ミキシング手段を含んでいるタンク、又は外生の液体あるいは装置内に保持された液体の添加によって再構成することができる乾燥状態の生物学的活性剤を含んでいる。

装置内の層は、また、液体を保持するか、外生の液体を受け入れるのに用いて、使用時に、この層からの液体がマイクロプロジェクション(細突起)又は他の孔を経てこの層から生物学的障壁に向けて通過するようにしている。

他の態様では、生物学的障壁との接触用であってマイクロペネトレイターを含んでいる装置が提供され、この装置は、使用時に、前記生物学的障壁に穿通する。この装置は、少なくとも１つのフレキシブル層と、鋭い先端部を有するマイクロパーフォレイターとから成っており、マイクロパーフォレイターの先端は、少なくとも部分的に少なくとも１つのフレキシブル層を貫通して装置の末端に力が加わると、マイクロパーフォレイターは、生物学的障壁に押し込まれ、これらのマイクロパーフォレイターは、フレキシブル基板に対して異なった材料から構成され、マイクロペネトレイターの個々又はそのグループが他のマイクロペネトレイターから独立して移動できる場合、マイクロペネトレイターの末端側は、近い端部側よりも相当に大きく、それは、他のマイクロペネトレイターンに取付けられることによるか、大きな構造体を形成するか大きな構造体に接続されるかのいずれかによる。

これらのマイクロペネトレイター又はそのそれぞれは、金属から作ることができる。
マイクロペネトレイターはワイヤーから形成してもよい。
マイクロペネトレイターは横断面を平坦にしてもよい。
少なくとも１つのマイクロペネトレイターは、尖った端部となるように形成されていてもよい。
少なくとも１つのマイクロペネトレイターは、刃又は彫刻刀の形状を有していてもよい。
突起（複数）は、生物学的障壁又は身体に穿通する長さで等しくなっている。
突起は、等しい長さでなくてもよい。
マイクロプロジェクション（細突起）は、捻じれていてもよい。
マイクロプロジェクション（細突起）は、多数の金属ストリップ片から成っていてもよいし、ワイヤーを結合して形成してもよい。
少なくとも１つのマイクロプロジェクション（細突起）は、互いに捩じられた２つ以上のエレメントから成っていてもよい。
マイクロパーフォレイターは、ステープルの形状を有していてもよい。
マイクロパーフォレイターは、きわめて接近しているか接触している1つ以上のステープルから成っていてもよい。
マイクロパーフォレイターは、装置の少なくとも１つのフレキシブル層に接合されていてもよい。
１つ以上のマイクロプロジェクション（細突起）又はステープルは、１ユニットを形成するように接合されてもよい。
少なくとも１つのフレキシブル層は、エラストマーであってもよいし、弾性変形可能であってもよい。
多層は、平行に積み重ねられてもよい。

積み重ね層の間又は内部に、ギャップ、発泡体又は他の充填空間があってもよく、これらには液体又はゲルを配置するか注入することができ、それによって、液体は、マイクロプロジェクション（細突起）に隣接してかマイクロプロジェクションを介して通過し、従って、生物学的障壁内又は上に入り込む。

少なくとも１つの層は、薬剤又は生物学的活性剤を収納している、
液体は、マイクロプロジェクション（細突起）に隣接して流下し、従って、生物学的障壁内又は上に付着されることになる。

層（複数）は、経皮パッチを収納するか含んでいてもよい。
エネルギーは、マイクロパーフォレイタ―を通して移送されることができる。
エネルギーは、電気的エネルギーでもよいし、熱エネルギーでもよい。

少なくとも１つのマイクロパーフォレイターは、使用時に、マイクロパーフォレイターが通り抜けるように、フレキシブル薄膜に少なくとも部分的に埋め込まれている中空構造体に関連させてもよい。

この中空構造体は、拡散又は直接噴射によって生物学的膜に入り込むことができる固体又は液体を収納している。

薬剤は、固体、液体又はゲルの形態で、少なくとも１つのマイクロパーフォレイターに付着するか、塗布される。

薄膜割れの如き圧力作動された破損、凸面から凹面への変化の如き構造変化、ばね又は他の付勢手段、電磁力、ローラー、針、ゴムぞうきん又は外部の機械的な力付与器（機械的アプリケータ）のいずれか１つによってマイクロパーフォレイターが移動せしめられる。

他の態様では、次の工程を含んでいる生物学的障壁を横切って薬剤を供与する方法が提供される。
先行する請求項のいずれかによる装置に生物学的障壁を接触させて前記薬剤を供与する工程と,
固形のマイクロパーフォレイターに原動力を提供するための手段を作動する工程。
薬剤は化粧用の薬剤であってもよい。

本発明は、予防接種かもしれないし、傷跡の改善かもしれない療法に使用することができる。

本発明の幾つかの態様を、例示的にのみ、添付図面を参照して述べる。

図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の実施例による装置の典型的な実施例を示し、図１Ａは、作動前であり、図１Ｂは、作動中である。 図２Ａは、本発明の典型的な実施例によるが、明瞭性の目的で示された基板のないマイクロペネトレイター装置の概略図、図２Ｂは、本発明の典型的な実施例による装置の概要の上部斜視図、図２Ｃは、図２Ｂで図示の実施例の概要の下側斜視図である。 図３Ａ、図３Ｂは、本発明の他の典型的な実施例を示し、同図Ａは、作動前、同図Ｂは、作動中を示す。 図４は、マイクロペネトレイター装置が作動中である本発明の典型的な実施例の概要の側面図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の更に典型的な実施例であるが、図５Ａは、非作動状態であり、図５Ｂは、作動状態である。 図６Ａ及び６Ｂは、更に典型的な実施例による非作動状態及び作動状態の本発明の更に典型的な実施例を示す。 図７は、本発明の態様の典型的な実施例の概略側面図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の態様による発明の更に典型的な実施例を示す。 図９、本発明の更に典型的な実施例を示す。 図１０は、本発明の態様の更に典型的な実施例の平面図である。 図１１は、指に対する典型的な実施例による装置の概略図である。

図１Ａを参照すると、本発明の典型的な実施例による装置が示されている。この装置２は、作動して生物学的障壁５と接触する前の状態で示されている。装置２は、生物学的障壁接触面４を有するフレキシブル基板３を含んでいる。図示の実施例では、フレキシブル基板の第２の相対する側８に補足層（追加層）6が設けられている。明瞭にする目的で、この実施例では、２つのマイクロペネトレイター装置１０が示されており、各装置１０は、ヘッド１２と第１と第２の突起１４、１６を含んでいる。これらの突起は、チップ１８まで延びており、図示の形態では、それぞれの突起の縦長さに対して垂直でない角度でそれぞれカットすることによって先端部まで尖っている。ヘッド１２は、フレキシブル基板３の第２の側８に衝合する衝合面２０を含んでいる。図示の実施例では、補足層６を設けたことにより、ヘッド１２は、層６内に包み込まれている。また、図示の実施例では、突起１４、１６は、生物学的層５内に穿通するように、第１の側４から突き出ている。このような突起は、第１の側４に隣接してフレキシブル基板３内に保持されているので、力を掛けると、チップ１８が第１の側４を介して生物学的障壁内に穿通せしめられる。

フレキシブル基板３の第１の側４に向けて延びている突起１４、１６と組み合わせて図１に示された層６は、マイクロペネトレイター装置を位置保持する。

図１Ｂに示されているように、矢印２２によって示されているように、力が加えられると、マイクロペネトレイター装置１０は、生物学的障壁５を介して下向きに押される。フレキシブル基板３に固有の可撓性によって、マイクロペネトレイター１０による穿通の深さは、隣接するマイクロペネトレイター装置とは異なる。従って、治療は、所要の正確な位置に合せることができる。また、図１Ｂで示されているように、矢印２２によって示されている方向に力が加えられると、マイクロペネトレイター装置１０は、生物学的障壁５を直接に入り込ませられる。ヘッド１２とこのヘッドから延びる複数の突起１４、１６を設けることによって、横方向の振れが最小限になる。図２に関連して詳細に述べるように、ヘッドから延びる追加の突起を設けることによって安定性が一層改善される。フレキシブル基板３は、補足層６がある場合には、この補足層と同様に弾性を有するのが好ましい。矢印２２によって示された方向に掛けられる力は、ローラー、バイブレータ又は他の形式のパワーによって供給することができ、この力は、少数のマイクロペネトレイター装置１０又は単一のマイクロペネトレイター装置のいずれかを作動させるのに使用することができる。それに代えて、多数の装置を平行して作動してもよいし、単一の装置のすべてのマイクロペネトレイターを作動してもよい。マイクロペネトレイターは、順次に又はランダムに、任意の時間に亘って力動される。

ヘッド１２と第１及び第２の突起１４、１６は、単一片の材料から形成されているのが有益である。この材料は、金属が好適であり、また、第１と第２の突起１４、１６は、ヘッド１２に対しほぼ垂直に延びている。図1に示されているマイクロペネトレイター装置は、ステープルの形態であり、その突起は、等しい長さを有するが、これは、必須でないことが理解されることと思う。図２を参照すると、典型的なマイクロペネトレイター装置が示されている。マイクロペネトレイター装置１０は、第１のアーム２６と第２のアーム２８とから成る十字形のヘッド１２を含んでいる。第１と第２の突起１４、１６は、第１のアーム２６の離れた端部から延びている。第２のアーム２８の離れた端部から第３と第４の突起３０、３２が延びている。ヘッド１２から延びる追加の突起に関連した利益は、一層の安定性が付与される。３つ以上の突起を設けると、改善された安定が付与されることは、理解されるであろう。図示の実施例では、アーム２６、２８は、オーバーラップ領域３４でオーバーラップし、この位置で接着されるのが有益である。第１と第２アーム２６、２８は、相互に垂直である。

図２Ｂを参照すると、ヘッド１２は、フレキシブル基板３の第２の側８に衝合しているのが解る。図２Ｃに示される下方斜視図では、突起１４、１６、３０、３２は、生物学的障壁５に穿通するように、フレキシブル基板３を貫通して突き出ている。

さて、図３Ａ、３Ｂを参照すると、本発明の１つの実施例が示されており、マイクロペネトレイター装置は、２つの突起１４、１６及びヘッド１２を含んでいる。しかし、理解されることと思うが、このマイクロペネトレイター装置は、一例にすぎず、単一の突起をヘッド１２と共に使用してもよい。この単一の突起は、少なくとも部分的に曲げられていてもよい。ヘッド１２の上方に構成体３６が設けられている。この構成体３６は、ヘッド１２と、更にフレキシブル基板３の第２の側８とに接着されている。この構成体を設けると、マイクロペネトレイター１０の動きの横方向の自由度が減少する。図３Ｂを参照すると、生物学的障壁５にマイクロペネトレイター１０を押し込む作動の順序が示され、また、第１と第２の突起１４、１６の横方向の振れが最小であることが示されている。理解されることと思うが、構成体３６は、第２の側８から突出しており、図示の実施例では、構成体３６は、ドーム形をしている。しかし、他の形状の構成体も可能であることは理解されるであろう。更に理解されることと思うが、構成体３６は、フレキシブル基板３より高剛性の材料から成っているのが有益である。

図４を参照すると、本発明の他の典型的な実施例が示されている。これもまた、マイクロペネトレイター装置１０は、ヘッド１２と第１と第２の突起１４、１６とから成っているのが示されている。ヘッドは、種々の形態としてもよいことは理解されるであろう。また、どんな数の突起を利用してもよい。

図４の実施例では、ヘッド１２は、フレキシブル層４０内に設けられている。図示の実施例では、ヘッド１２は、層４０内に設けられているが、このヘッド１２は、突起が貫通して延びるように層４０に衝合して設けられていてもよいことは、理解されることと思う。層４０とフレキシブル基板３との中間に液体が充填されるキャビティ４２が設けられている。通路４４がフレキシブル基板３を貫通しており、突起は、このフレキシビル基板を貫通してフレキシブル基板３を通してその第１の側４までの流路を形成している。図４に示されているように、作動時に、流体は、キャビティ４２から通路４４を通って生物学的障壁５内に移動する。矢印２２によって示されているように掛けられる力によって圧力が増加せしめられると、流体は、通路４４を流下して生物学的障壁へ押し込まれる。

さて、図５を参照すると、本発明の更に他の実施例が示されている。この実施例では、突起１４、１６は、内部にキャビティを有し、これらのキャビティがヘッド１２を介して相互に流体連通するように設けられている。図３に関して述べたのと同様に、圧力を集中させてフレキシブル基板３内のマイクロペネトレイターの横方向の動きを減少するために、構成体３６が設けられている。キャビティ６内には注入物４８がある。これらの注入物は、固体、液体又は他の形態とすることができる。図５Ｂは、力２２を受けて、突起１４、１６が生物学的障壁に打ち込まれるように、生物学的障壁上で作動状態にあるのを示している。一旦、そこでは、注入物は、溶解し、半溶解粒子５０となってキャビティ４６から出る。 図６は、同様の実施例を示すが、キャビティにアクセスする追加の開口５２が設けられている。キャビティは、一点以上で開いていて薬剤の流れを許しているのが有益である。図６Ａには、突起とヘッド用の中空チューブが示されており、注入物４８がその中に配置されている。他の実施例にも適用することができるが、この実施例では変形可能であるように設けられた構成体３６が設けられている。これらは、図３に示された構成体３６と同じか類似しているが、この実施例では、変形可能であることが大きな相違である。これらの構成体内には、キャビティがあってもよい。従って、注入物４８は、キャビティ４６から押されて生物学的障壁５に入ることができる。図６Ｂで示されている如き構成体３６は、潰されたように見え、従ってマイクロペネトレイター装置１０に追加の力を付与している。

図７を参照すると、本発明の第３の態様を特定するが、それに限定されないが、フレキシビル基板３は、生物学的障壁に接触する第１の側と第２の側８とを有するのが示されている。マイクロペネトレイター装置１０は、ヘッド１２を備え、このヘッドから第１の側４に向けて突起１４が突出している。この突起は、ヘッドからチップ１８まで延びており、突起１４の少なくとも一部分は、ヘッド１２とチップ１８との間で曲がっている。典型的な実施例に示されるように、突起は、繰り返しの曲げパターンである。この曲げパターンは、最後の曲げ形状を形成するようにねじられた直線突起であってもよい。、突起１４の横断面は、非円形であってもよい。突起に曲げ部分を形成すると、生物学的障壁５に薬剤又は生物学的物質を移送するのを補助する。

生物学的障壁を通して薬剤又は生物学的物質を移送するのを促進するために、更なる追加の突起を用いてもよい。追加の突起は、突起１４の回りに包まれるか、突起と絡み合うか、その両方であってもよい。追加の突起は、ヘッドから延びている。

図８Ａ、図８Ｂを参照すると、更なる実施例が示されており、この実施例では、少なくとも１つの突起１４が少なくとも部分的に曲がっている。この実施例では、第１と第２のマイクロペネトレイター１０が設けられていてこの突起がそれぞれ絡み合っている。

さて、図９を参照すると、本発明の態様による更に他の実施例が示されている。この実施例は、再び、ヘッド１２が埋め込まれた追加層６を用いているのが示されている。繰り返して述べると、この追加の層は、必須でもないし、マイクロペネトレイター装置１０の精密な形状でもない。しかし、この実施例では、フレキシビル基板３の第１の側にうねり（起伏）６０が設けられている。従って、生物学的障壁接触面は、彫り込まれて装置の接触面に施される液体又は固体を供給するのに有利である。これは、特に、アレルギー診断パッチ又はワクチンパッチの如き免疫応答を得る目的に有利である。うねり、従ってそれによって形成されるへこみは、フレキシビル基板３に設けられるのが有益であり、１つ以上の突起１４，１６がこのへこみ６０を通して延びている。

図１０を参照すると、本発明の典型的な実施例の平面が示されている。この平面図には、フレキシブル基板３が示されている、第１の層を有効に形成するフレキシブル基板３と平行に第２の層７０が層状に設けられている。第２の層７０は、第１の層の上部に設けられている。層７０は、図１０に示されるように、紙面内に突出する複数の突起を保持している。既に述べた実施例のいずれかに記載された形態を有する１つ以上の突起を含む種々の形状の突起が用いられる。これらの突起は、第１の層７０と一体に形成するか、ヘッド１２が見える図１０に示すように形成される。ヘッド１２から延びる突起は、第１の層と第２の層とを貫通して突出し、次いで生物学的障壁内に入り込んでいる。複数の第１の領域７２が設けられており、この領域から突起が延びていて複数の第２の領域７４によって分離されている。第２の領域７４も複数の開口７４ａを含んでいるのが有益である。第１の領域は第２の領域よりも堅さが大きく、これは、突起が生物学的障壁内に挿入する際に突起が横振れすることがないのを確保し、また第１の層７０に力が掛けられると、第２の領域が曲がることができるので、掛けられた力の位置に適切に従って生物学的障壁の特定の領域に治療が施される。

他の実施例において、隣接する領域に重大な衝撃を与えることなく、生物学的障壁の特定の領域の正確な施術を可能するように力を掛けた時に、第２の領域は、壊れたり割れたりするように設けられている。

本発明の更に他の実施例が示されている図１１を参照すると、この実施例では、装置は、指先の体構造のプロフィールに特に適合するように形成されている。従って、基板３の第２の側８は、くぼんでいるのが有利である。有益には、基板３は、シリコーンゴムであるので、薬剤は、指先の外形に容易に適合する。反対の第１の側４は、突出しているのが有利であり、使用時に、指は、皮膚を横切って転動して突起１４，１６を皮膚に接触して穿通が生ずる。有益には、先端縁８は、曲がっていて、指先の先端縁に反映し、一方、後端縁は、特定の要求に基づいて、ほぼ直線か曲がっているかすることができる。

いずれの実施例でも、マイクロペネトレイター装置の１つ以上の突起は、切り目、ポケット、孔、のこぎり歯又はうねりを有する。更に、これらの突起は、他の金属の如き他の材料が被覆されていてもよい。他の実施例では、突起は、その遠端に達する前に、終わっている被覆を有してもよく、それによって突起は、被覆材料から延びている。被覆は、例えば、潤滑性を増すために設けられている。

いずれの実施例でも、生物学的障壁に付与すべき薬剤が突起間に分離して保持され、支持されるように、突起は、相互に十分に接近して位置決めされることは理解されるであろう。薬剤は、例えば、薬品を含む明細書に記載された種々の薬剤とすることができる。

本発明の態様を例示的にのみ記載したが、特許請求の範囲によって付与された保護の範囲から逸脱することなく、種々の変形を行うことができることは、当業者には理解されることと思う。

Claims (32)

1. 生物学的障壁に穿通して前記生物学的障壁にマイクロウーンズを形成する装置であって、第１の側と第２の反対の側とを有するフレキシブル基板を含み、前記装置は、更に、複数のマイクロペネトレイター装置を含み、各マイクロペネトレイター装置は、ヘッドと生物学的障壁に穿通するため前記ヘッドから延びる第１と第２の突起とを含み、前記第１と第２の突起は、前記第１の側に向けて前記フレキシブル基板を少なくとも部分的に貫通し、前記ヘッドは、前記第１と第２の突起を間隔をあける細長いアームを含み、第１と第２の隣接したマイクロペネトレイター装置は、相互に独立しており、前記ヘッドは、前記基板に埋め込まれてカプセル化されている装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、前記フレキシブル基板は、前記マイクロペネトレイター装置とは異なる材料から成っている装置。
3. 請求項１に記載の装置であって、前記第１と第２の突起は、前記ヘッドに対して垂直を突出している装置。
4. 請求項３に記載の装置であって、前記第１と第２の突起は、前記第１の側から突出している装置。
5. 請求項１乃至4のいずれかに記載の装置であって、前記アームと前記第１と第２の突起とは、単一の長い曲げエレメントから形成されている装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の装置であって、前記ヘッドと前記第１と第２の突起とは、金属材料から作られている装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の装置であって、前記アームは、第１のアームから成り、前記ヘッドは、更に、第２のアームから成っており、前記第１と第２のアームは、十字形に位置している装置。
8. 請求項７に記載の装置であって、前記第１と第２の突起は、前記第１のアームから突出しており、第３と第４の突起が前記第２のアームから突出している装置。
9. 請求項7及び８のいずれかに記載の装置であって、前記第１と第２のアームは、オーバーラップしている前記第１と第２アームのオーバーラップ領域を有し、前記第１と第２アームは、オーバーラップ領域で連結されている装置。
10. 請求項７乃至９のいずれかに記載の装置であって、前記第１と第２のアームは、相互に直角である装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の装置であって、前記基板は、シリコーンゴムから成っている装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載の装置であって、前記基板の物理的性質は、前記第１の側と第２の反対の側との間で可変である装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置であって、前記基板の第２の反対の側は、前記第１の側より高いレベルの接着性を有している装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置であって、前記第２の反対の側が凹面である装置。
15. 請求項1乃至１４のいずれかに記載の装置であって、前記基板は、最先縁と最後縁とを含み、前記最先縁は、指の最先端にほぼ適合するように曲がっている装置。
16. 請求項1乃至１５のいずれかに記載の装置であって、前記第１及び／又は第２の突起の少なくとも一部が湾曲部から成っている装置。
17. 請求項１６に記載の装置であって、前記湾曲部は、複数の繰り返しの湾曲部である装置。
18. 請求項１乃至１７のいずれかに記載の装置であって、追加の突起を含み、前記追加の突起は、前記第１及び／又は第２の突起が生物学的障壁を穿通するための前記追加の突起と連通するように配置されている装置。
19. 請求項１８に記載の装置であって、前記追加の突起は、前記第１及び／又は第２の突起の少なくとも１つと絡み合っている装置。
20. 請求項１乃至１９のいずれかに記載の装置であって、前記第１と第２の突起は、穿通チップまで延びており、前記第１と第２の突起の少なくとも１つは、前記チップ付近の開口まで延びているキャビティを含んでいる装置。
21. 請求項１乃至２０のいずれかに記載の装置であって、前記フレキシブル基板の第１の側は、薬及び／又は生物学的活性剤を保持している装置。
22. 請求項１乃至２１のいずれかに記載の装置であって、前記第１と第２の突起は、薬剤及び／又は生物学的活性剤を保持し、前記薬剤及び／又は生物学的活性剤が付着されている装置。
23. 請求項１乃至２２のいずれかに記載の装置であって、前記フレキシブル基板の第１の側の表面は、波打ちされている装置。
24. 請求項１乃至２３のいずれかに記載の装置であって、複数のマイクロペネトレイターがそれぞれのヘッドによって相互に接合されている装置。
25. 請求項２４に記載の装置であって、マイクロペネトレイター装置間を延びるブリッジ部分を備え、前記ブリッジ部分は、前記第２の反対の側の方向に力を掛けると、偏向及び／又は破砕するように設けられている装置。
26. 請求項１乃至２５のいずれかに記載の装置であって、前記フレキシブル基板は、前記第２の反対の側に位置するマイクロペネトレイターキャリアー層を更に含み、前記第１と第２の突起は、前記キャリアー層から延びている装置。
27. 請求項２６に記載の装置であって、前記キャリアー層は、前記フレキシブル基板より堅い装置。
28. 請求項２６及び２７のいずれかに記載の装置であって、前記第１と第２の突起は、前記キャリアー層を貫通して延びている装置。
29. 請求項２６乃至２８のいずれかに記載の装置であって、前記キャリアー層は、マトリックスから成っている装置。
30. 請求項１乃至２９のいずれかに記載の装置であって、前記マイクロペネトレイター装置のヘッドの上方に位置するキャビティを形成する構成体を含んでいる装置。
31. 請求項１乃至３０のいずれかに記載の装置であって、前記フレキシブル基板は、マイクロペネトレイター装置のヘッドの上方に位置する構成体を含み、前記構成体は、前記フレキシブル基板よりも高い剛性を有する材料から成っている装置。
32. 請求項１乃至３１のいずれかに記載の装置であって、前記フレキシブル基板は、マイクロペネトレイター装置のヘッドの上方に位置した構成体を含み、前記構成体は、前記フレキシブル基板の第２の反対の側から突出している装置。
    

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