KR100500204B1 - Device and method for enhancing transdermal sampling - Google Patents

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KR100500204B1
KR100500204B1 KR10-1998-0710301A KR19980710301A KR100500204B1 KR 100500204 B1 KR100500204 B1 KR 100500204B1 KR 19980710301 A KR19980710301 A KR 19980710301A KR 100500204 B1 KR100500204 B1 KR 100500204B1
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마이클 제이 엔 코미어
펠릭스 티 디우웨스
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Abstract

경피 제제 샘플링 장치 및 방법이 제공된다 (10, 88, 98, 104). 상기 장치는 수집기 (26, 90, 106) 및 제제의 경피 흐름을 증대시키기 위하여 피부를 꿰뚫는 복수개의 마이크로블레이드를 갖는 시트 (6) 를 구비한다.Transdermal formulation sampling devices and methods are provided (10, 88, 98, 104). The apparatus comprises a collector 26, 90, 106 and a sheet 6 having a plurality of microblades which penetrate the skin to increase the transdermal flow of the preparation.

Description

경피 샘플링을 향상시키는 장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR ENHANCING TRANSDERMAL SAMPLING}      DEVICE AND METHOD FOR ENHANCING TRANSDERMAL SAMPLING}

본 발명은 경피 제제 샘플링에 관한 것이다. 좀더 상세하게는, 본 발명은 알콜 및 불법 약제와 같은 남용물질에 한하지 않고 글루코스, 전해질과 같은 제제의 경피 샘플링에 관한 것이다. 본 발명은 경피 샘플링 동안에 제제의 경피 흐름 (flux) 를 향상시키기 위하여 피부를 관통하는 마이크로블레이드 (microblade) 를 이용한다.The present invention relates to transdermal formulation sampling. More specifically, the present invention relates to transdermal sampling of agents such as glucose, electrolytes, and not limited to abuse substances such as alcohols and illegal drugs. The present invention utilizes a microblade that penetrates the skin to enhance the transdermal flux of the formulation during transdermal sampling.

제제의 경피 샘플링에의 관심이 계속 증대하고 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 제제의 경피 샘플링은 상당한 문제점에 직면하고 있다. 많은 경우, 피부를 통한 제제의 흐름이 혈액 또는 인체내 물질의 농도를 신속하고도 정확히 계산하기에 불충분하다.There is a growing interest in transdermal sampling of formulations. Nevertheless, transdermal sampling of such formulations faces significant problems. In many cases, the flow of the agent through the skin is insufficient to quickly and accurately calculate the concentration of blood or substances in the human body.

제제의 경피 샘플링을 증대시키는 하나의 방법은 인체표피를 가로지르는 전류의 인가 또는 "전기운반 (electrotransport)" 에 의존한다. 일반적으로, "전기운반" 은 피부, 점액질막, 손톱 등과 같은 인체표피를 통한 제제의 수송을 지칭한다. 이 제제의 운반은 전위의 인가에 의해 유도 또는 강화되며, 전류를 발생시켜 샘플링하거나 또는 제제의 샘플링을 향상시키게 된다. 인체표피를 통한 제제의 전기운반은 여러가지 방법으로 이루어질 수 있다. 하나의 널리 이용되고 있는 전기운반 방법인 이온침투요법 (iontophoresis) 은 전기유도된 대전 이온의 이동과 관련된다. 또다른 유형의 전기운반 방법인 전기침투법 (electroosmosis) 은 전기장의 영향하에서 막을 통한 제제와 용매의 이동에 관련된다. 또한, 또다른 유형의 전기운반 방법인, 일렉트로포레이션 (electroporation) 은 고전압 전기펄스를 막에 인가하여 형성된 기공을 통한 제제의 수송에 관련된다. 많은 경우, 이들 방법들중의 하나이상이 서로 다른 정도로 동시에 일어날 수도 있다. 경피 샘플링 속도의 증대가 더욱 요구되고 있다.One method of enhancing transdermal sampling of formulations relies on the application or “electrotransport” of current across the human epidermis. In general, "electrotransportation" refers to the transport of an agent through the human epidermis, such as skin, mucous membranes, nails and the like. The transport of this agent is induced or enhanced by the application of a potential, which generates a current to sample or to improve the sampling of the agent. Electrophoresis of the preparation through the human epidermis can be accomplished in a number of ways. One widely used electrotransportation method, iontophoresis, involves the movement of electroinduced charged ions. Another type of electrotransportation method, electroosmosis, involves the movement of the agent and the solvent through the membrane under the influence of an electric field. In addition, another type of electrotransportation method, electroporation, involves the transport of a formulation through pores formed by applying a high voltage electric pulse to the membrane. In many cases, one or more of these methods may occur simultaneously to different degrees. Increasing the transdermal sampling rate is required.

제제 경피 샘플링 속도를 향상시키는 하나의 방법은 피부 침투 강화제로 피부를 전처리하는 것을 수반한다. 여기서, 용어 "침투 강화제 (permeation enhancer)" 는 제제가 샘플링되어지는 인체표피에 가해질 때 그 경피 흐름을 향상시키는 물질을 설명하기 위하여 널리 사용된다. 이 메카니즘은 인체표피의 침투성 증대, 또는 전기운반 샘플링시에 인체표피를 통한 제제의 이동에 대한 인체표피의 전기저항의 감소, 및/또는 전기운반 동안의 인체표피를 통한 친수성 경로의 형성을 수반할 수도 있다.One method of improving formulation transdermal sampling rates involves pretreatment of the skin with a skin penetration enhancer. Here, the term "permeation enhancer" is widely used to describe substances which enhance the transdermal flow when the agent is applied to the human epidermis to be sampled. This mechanism may involve increasing the permeability of the human epidermis, or reducing the electrical resistance of the human epidermis to the movement of the agent through the human epidermis during electrotransport sampling, and / or forming a hydrophilic pathway through the human epidermis during electrotransport. It may be.

경피 약제 투여전에 피부를 기계적으로 구멍을 내어 경피 흐름을 향상시키려는 많은 시도가 이루어지고 있다. 예로서, Gross 등에게 허여된 미국특허 제 5,279,544호, Lee 등에게 허여된 미국특허 제 5,250,023호 및 Gerstel 등에게 허여된 미국특허 제 3,964,482호와 1996년 6월 13일자에 공개된 WO 96/17648 호를 참조할 수 있다. 비록 Gerstel 및 WO 96/17648 호에는 다른 형태의 이용을 개시하고 있지만, 일반적으로, 이들 장치는 관모양 또는 원통형 구조를 이용하여 제제 이송을 위한 피부의 외각층을 꿰뚫지만, 샘플링하지 않는다. 이들 각 장치들은 제조상의 문제, 구조물의 피부에의 제한된 기계적 부착성, 및/또는 바람직하지 못한 피부 통증을 일으킨다.Many attempts have been made to mechanically puncture the skin prior to transdermal drug administration to improve transdermal flow. Examples include U.S. Patent 5,279,544 to Gross et al., U.S. Patent 5,250,023 to Lee et al. And U.S. Patent 3,964,482 to Gerstel et al. And WO 96/17648 published June 13, 1996. See. Although other forms of use are disclosed in Gerstel and WO 96/17648, in general, these devices use tubular or cylindrical structures to penetrate the outer layer of the skin for product delivery, but do not sample. Each of these devices causes manufacturing problems, limited mechanical adhesion of the structure to the skin, and / or undesirable skin pain.

이상 설명한 바와 같이, 경피 흐름을 향상시키기 위하여, 여러가지 화학적, 기계적 수단이 연구되고 있다. 그럼에도 불구하고, 저가이면서도 재현성있게 (즉, 장치간의 현저한 차이없이) 대량생산될 수 있는, 경피 흐름을 증가시키기에 적절한 장치를 제공하는 것이 여전히 요구되고 있다.As described above, in order to improve transdermal flow, various chemical and mechanical means have been studied. Nevertheless, there is still a need to provide a device that is suitable for increasing transdermal flow, which can be mass produced at low cost and reproducibly (ie without significant differences between devices).

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플링 시스템의 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a sampling system according to an embodiment of the present invention.

도 2 는 본 발명에 사용될 수 있는 마이크로블레이드 어레이 장치의 피부 기부측의 확대 사시도이다.2 is an enlarged perspective view of the skin base side of a microblade array device that may be used in the present invention.

도 3 은 본 발명에 사용된 마이크로블레이드 어레이를 제조하는 방법의 개략 설명도이다.3 is a schematic explanatory diagram of a method of manufacturing a microblade array used in the present invention.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 제제 샘플링 시스템의 개략 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a manual formulation sampling system according to one embodiment of the invention.

도 5 는 본 발명에 따른 수동 제제 샘플링 시스템의 다른 실시예의 개략 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of a manual formulation sampling system according to the present invention.

도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 블레이드 어레이를 갖는 "역" 전기운반 제제 샘플링 시스템의 일 실시예의 확대 사시도이다.6 is an enlarged perspective view of one embodiment of a "reverse" electrocarrier formulation sampling system with a blade array in accordance with an embodiment of the present invention.

도 7 은 도 6 의 "역" 전기운반 제제 샘플링 시스템의 저면도이다.FIG. 7 is a bottom view of the “reverse” electrocarrier formulation sampling system of FIG. 6.

도 8 은 도 6 의 "역" 전기운반 제제 샘플링 시스템의 우측 정면도이다.FIG. 8 is a right front view of the “reverse” electrocarrier formulation sampling system of FIG. 6.

도 9 는 도 6 의 "역" 전기운반 제제 샘플링 시스템의 후면 측면도이다.FIG. 9 is a back side view of the “reverse” electrocarrier formulation sampling system of FIG. 6.

도 10 은 도 8 의 조립된 "역" 전기운반 제제 샘플링 시스템의 선 10-10 을 따라 취한 단면도이다.10 is a cross-sectional view taken along line 10-10 of the assembled “reverse” electrocarrier formulation sampling system of FIG. 8.

본 발명은 제제 샘플링 및 모니터링을 위하여 경피 흐름을 증대시키는데 적당한, 재현성이 있으면서도, 대량생산성, 저가의 장비를 제공한다. 본 발명은 피부를 꿰뚫는 복수개의 마이크로블레이드를 구비한다. 이 마이크로블레이드는 통상 약 0.5mm 미만의 길이를 가지며 이보다 더 작은 폭과 두께를 가진다. 이러한 작은 크기에도 불구하고, 피부에 구멍을 내는 마이크로블레이드에 의해 형성된 마이크로슬릿도 매우 재현성있는 크기와 형태를 가질 수 있도록, 마이크로블레이드는 매우 재현성있는 크기와 형태로 형성될 수 있다. 이 마이크로블레이드는 작은 (즉, 블레이드의 폭과 길이에 비해 작은) 두께를 갖기 때문에, 이 마이크로블레이드는 원형 단면을 갖는 피부 관통 마이크로니들 (microneedle) 에 비해 주어진 단면에 대한 조직손상이 덜 발생한다. 본 발명의 장치는 인체표피의 각질층 (stratum corneum) 을 꿰뚫어 제제 (예를 들어, 인체 전해질) 가 취출 (즉, 샘플링 또는 모니터링) 될 수 있는 경로를 형성한다.The present invention provides a reproducible, mass productive, low cost equipment suitable for increasing transdermal flow for formulation sampling and monitoring. The present invention includes a plurality of microblades that penetrate the skin. This microblade is typically less than about 0.5 mm long and has a smaller width and thickness. Despite this small size, the microblades can be formed in a very reproducible size and shape so that the microslit formed by the microblades that puncture the skin can also have a very reproducible size and shape. Because this microblade has a small thickness (ie, smaller than the width and length of the blade), this microblade has less tissue damage for a given cross section than skin penetrating microneedles having a circular cross section. The device of the present invention penetrates the stratum corneum of the human epidermis to form a route through which the formulation (eg, human electrolyte) can be taken out (ie, sampled or monitored).

본 발명의 일면에 따르면, 이 장치는, 일체로 하방으로 연장하는 복수개의 마이크로블레이드를 갖는 시트 및 그 마이크로블레이드에 의해 형성된 피부의 경로를 통해 취출되는 제제를 수집하는, 시트 상부의 수집기 (collector) 를 구비한다. 본 발명의 장치는 인체 분석물질이나 약제의 샘플링, 또는 이 양자와 함께 사용될 수도 있다. 본 발명에 사용하기 위한 수집기 (즉, 샘플링 장치) 로는 Glikfeld 등의 미국특허 제 5,279,543호와 Guy 등의 미국특허 제 5,362,307호에 개시된 "역 (reverse)" 전기운반 장치, Schoendorfer 의 미국특허 제 5,438,984호에 개시된 수동 확산장치, Eckenhoff 등의 미국특허 제 4,756,314호에 개시된 삼투압장치 및 음압 구동장치를 포함하나, 이에 한정되지 않는다.According to one aspect of the invention, the apparatus comprises a sheet with a plurality of microblades integrally extending downwards and a collector on the top of the sheet for collecting the agent taken out through the path of the skin formed by the microblade. It is provided. The device of the present invention may be used with sampling of analyte or drug, or both. Collectors (ie, sampling devices) for use in the present invention include, but are not limited to, "reverse" electric transport devices disclosed in US Pat. No. 5,279,543 to Glikfeld et al. And US Pat. No. 5,362,307 to Guy et al., US Pat. Manual diffusion devices disclosed in, but not limited to, osmotic devices and negative pressure driving devices disclosed in U.S. Patent No. 4,756,314 to Eckenhoff et al.

이하, 도면을 구체적으로 참조하면, 본 발명의 샘플링 장치의 일 실시예가 도 1 에 도시되어 있다. 도 1 은 피부를 꿰뚫는 마이크로블레이드 어레이 부재 (2) 와 결합된 삼투압 수집기 또는 샘플링 장치 (104) 가 도시되어 있다. 이 삼투압 수집기 (104) 는 불투성의 가요성 접착제 오버레이 (100) 에 의해 인체 표피에 부착된다. 수집기 (104) 는 반투성 또는 삼투압 막 (94) 과 선택 제제 감지부 (108) 의 사이에 위치된 (고가용성 염과 같은 삼투압 능동물질이 주입된) 흡수 패드 (106) 로 이루어진다. 반투막 (94) 은 수집되어질 물과 제제에 대해 투과성이며 삼투압 능동 물질에 대해 불투성이다. 여러가지 천연 및 인공 반투성막들로는 삼투막이 당해 기술분야에서 널리 알려져 있다. 적당한 막으로는, 미국특허 제 3,845,770호, 제 3,916,899호, 제 4,077,407호 및 제 4,014,334호로부터 차례로 예시할 수 있으며, 이 모두는 여기에 참조된다.Hereinafter, referring specifically to the drawings, an embodiment of the sampling apparatus of the present invention is shown in FIG. 1 shows an osmotic collector or sampling device 104 associated with a microblade array member 2 that penetrates the skin. This osmotic collector 104 is attached to the human epidermis by an opaque flexible adhesive overlay 100. The collector 104 consists of an absorbent pad 106 (infused with an osmotic active material, such as a high soluble salt), positioned between the semipermeable or osmotic membrane 94 and the optional agent detector 108. The semipermeable membrane 94 is permeable to the water and preparation to be collected and is opaque to the osmotic active material. Osmotic membranes are well known in the art as various natural and artificial semipermeable membranes. Suitable membranes can be illustrated in turn from US Pat. Nos. 3,845,770, 3,916,899, 4,077,407, and 4,014,334, all of which are incorporated herein by reference.

패드 (106) 는, 수집패드내에서 반투막 (94) 을 통한 물의 흡수결과로 형성된 용액의 농도가 의도하는 샘플링 기간에 걸쳐서 포화레벨에서 유지되어지도록, 충분히 융해되지 않은 삼투제 (osmotic agent) 를 통하여 분산시키는 것이 바람직하다. 또한, 패드 (106) 는 실리카 콜로이드, 이온 교환수지, 활성 목탄, 또는 막 (94) 을 통한 제제의 역확산 (back diffusion) 을 방지하기 위하여 수집되어질 제제에 선택적으로 부착될 수 있는 물질과 같은 수집 물질을 분산시켜 포함할 수도 있다.The pad 106 is passed through an osmotic agent that is not sufficiently fused so that the concentration of the solution formed as a result of the absorption of water through the semipermeable membrane 94 in the collection pad is maintained at the saturation level over the intended sampling period. It is preferable to disperse. In addition, the pad 106 may be collected, such as silica colloids, ion exchange resins, activated charcoal, or a substance that can be selectively attached to the formulation to be collected to prevent back diffusion of the formulation through the membrane 94. It may be included by dispersing the substance.

선택 제제 감지부는 여러가지 화학 반응 센서 및 반응 지시약이 될수 있으며, 예를 들어, 글루코스 테스트에 관련되는 칼라 반응지시약 테스트 스트립일 수도 있다. 접착제 오버레이 (100) 는 지시약 (indicator) 을 용이하게 볼수 있도록 지시약의 영역에 절개부 또는 투명 창을 가질 수도 있다. 선택적인 실시예에서, 이 제제 감지부는 부재 (2) 와 패드 (106) 사이에 위치될 수도 있다. 다른 방법으로는, 패드 (106) 및 삼투막 (94) 은 흡수된 유동체뿐만 아니라 제제를 저장하는 하나의 흡수성 하이드로겔 (hydrogel) 층으로 통합될 수 있다. 바람직하기로는, 패드 (106) 는 확장이 없거나, 또는 반투막 또는 삼투막 (94) 내에 캡슐화되어 있어서, 내부에 유동체를 수용할 수 있다.The optional agent detector may be a variety of chemical reaction sensors and reaction indicators, and may be, for example, color reaction indicator test strips related to glucose testing. The adhesive overlay 100 may have an incision or transparent window in the area of the indicator to facilitate viewing of the indicator. In an alternative embodiment, the agent detector may be located between the member 2 and the pad 106. Alternatively, the pad 106 and the osmosis membrane 94 can be integrated into one absorbent hydrogel layer that stores the absorbed fluid as well as the formulation. Preferably, the pad 106 is free of expansion or encapsulated in a semipermeable membrane or an osmotic membrane 94 to accommodate the fluid therein.

부재 (2) 는 제제의 경피 샘플링과 관련하여 사용된다. 여기서, 용어 "샘플링 (sampling)" 은 제제의 취출 또는 제제의 존재 또는 양의 모니터링을 포함하는 것으로 광범위하게 사용된다. 여기서, 용어 "물질" 및 "제제" 는 상호교환적으로 사용되며, 글루코스, 인체 전해질, 알콜, 불법 약제, 합법 약제, 조제약, 혈액 가스 등과 같은, 피부를 통해 샘플링될 수 있는 물질을 광범위하게 포함한다. 제제 수송에 대한 내성과 같은 피부의 주요 장벽 성질은 최외각층 (즉, 각질층) 에 좌우된다. 일반적으로 외피의 내부 구획은 통상, 과립층, 말피기층 (stratum malpighii) 및 배아층 (stratum germinativum) 으로 지칭되는 3층으로 이루어진다. 그 과립층, 말피기층 및 배아층을 통한 제제의 이동에 대한 저항은 없거나 거의 없다. 본 발명의 장치는 제제의 정위치 샘플링을 위해 각질층에 마이크로슬릿을 형성하는데 사용된다.The member 2 is used in connection with the transdermal sampling of the formulation. Here, the term "sampling" is used broadly to include the withdrawal of an agent or monitoring the presence or amount of an agent. Here, the terms "material" and "formulation" are used interchangeably and broadly include substances that can be sampled through the skin, such as glucose, human electrolytes, alcohols, illegal drugs, legal drugs, pharmaceuticals, blood gases, and the like. do. The major barrier properties of the skin, such as resistance to formulation transport, depend on the outermost layer (ie, the stratum corneum). In general, the inner compartment of the shell consists of three layers, commonly referred to as granule layer, stratum malpighii and stratum germinativum. There is little or no resistance to the movement of the formulation through its granular, maldermal and embryonic layers. The device of the present invention is used to form microslits in the stratum corneum for in situ sampling of the formulation.

부재 (2) 는 시트 (6) 의 일면으로부터 하방으로 연장하는 복수개의 마이크로블레이드 (4) (즉, 블레이드 어레이) 를 구비한다 (마이크로블레이드를 나타내기 위해 부재 (2) 의 일부가 역전된 위치에 있는 도 2 를 참조). 마이크로블레이드 (4) 는, 장치에 압력이 가해질 때에 외피의 각질층을 투과하지만 환자의 신경말단과 충분히 접촉되게 피부를 투과하지 않는, 치수와 형태로 형성된다. 이러한 구성에 의해, 마이크로블레이드는 고통스러운 통증이나 출혈을 일으키지 않게 된다. 마이크로블레이드 (4) 는 인체표피에 마이크로슬릿을 형성하여 인체표피를 통한 물질의 샘플링을 증대시키게 된다. 여기에 사용된 용어 "인체표피" 는 일반적으로 동물 또는 인간의 피부를 지칭한다. 환자의 인체표피상에서 샘플링 시스템과 결합하는 부재 (2) 의 배치는, 주사기와 주사바늘 또는 란스 (lance) 와 테스트 스트립으로 혈액이나 샘플을 채취하는 것에 의존함이 없이도 정위치 샘플링 및 모니터링을 가능케 한다. 하나의 바람직한 실시예에서, 이 장치는 당뇨병 환자의 글루코스 레벨을 모니터하도록 설계된다. 제제 (예를 들어, 인체 전해질) 샘플링의 경우에는, 전해질이 인체로부터 마이크로블레이드 (4) 에 의해 절개된 각질층의 마이크로슬릿을 통하여 이동한다. 그 샘플링된 제제는 피부로부터 직접 채취되거나, 또는 제제는 간질액 (interstitial fluid) 및/또는 환자의 땀에 함유될 수도 있으며, 환자의 땀은 제제를 샘플링할 목적으로 채취될 수 있다.The member 2 has a plurality of microblades 4 (ie blade arrays) extending downward from one surface of the sheet 6 (in a position where a part of the member 2 is inverted to show the microblades. See FIG. 2). The microblade 4 is formed in a dimension and shape that penetrates the stratum corneum of the envelope when pressure is applied to the device but does not penetrate the skin in sufficient contact with the nerve endings of the patient. With this configuration, the microblade does not cause painful pain or bleeding. The microblade 4 forms a microslit on the human epidermis to increase the sampling of substances through the human epidermis. The term “human epidermis” as used herein generally refers to the skin of an animal or human. The arrangement of the member 2 in combination with the sampling system on the patient's human epidermis allows for in-situ sampling and monitoring without relying on taking blood or samples with syringes and needles or lances and test strips. . In one preferred embodiment, the device is designed to monitor glucose levels in diabetic patients. In the case of preparation (eg human electrolyte) sampling, the electrolyte travels from the human body through the microslit of the stratum corneum cut by the microblade 4. The sampled preparation may be taken directly from the skin, or the preparation may be contained in interstitial fluid and / or perspiration of the patient, and the perspiration of the patient may be taken for the purpose of sampling the preparation.

일 실시예에서, 개구 (8) 는 블레이드가 하방에 매달린 위치로 전위되기 전에 각 마이크로블레이드에 의해 점유되는 시트 (6) 의 일부분에 대응한다. 나타낸 실시예 (도 2 및 3) 에서, 시트 (6) 에는 마이크로블레이드 (4) 사이에 개구 (8) 가 형성된다. 이 개구 (8) 는, 마이크로블레이드가 시트 (6) 의 평면에 거의 수직한 위치로 절곡되기 전에, 각 마이크로블레이드 (4) 에 의해 점유되는 시트 (6) 의 일부분에 대응한다. 장치당 개구 (8) 의 갯수 및 장치당 마이크로블레이드 (4) 의 갯수는 서로 무관하다. 장치는 둘레에 복수개의 마이크로블레이드 (4) 가 배치된 단지 하나의 큰 개구 (8) 를 가질 수도 있다. 이하 설명된 바와 같이, 개구 (8) 는 전극을 지나 제제 수집용기로 샘플링되어지는 제제의 이동을 향상시키기 위한 제제 취출부재로 덮여질 수 있다.In one embodiment, the opening 8 corresponds to the portion of the sheet 6 occupied by each microblade before the blade is displaced to the suspended position. In the embodiment shown (FIGS. 2 and 3), the sheet 6 is formed with an opening 8 between the microblades 4. This opening 8 corresponds to a portion of the sheet 6 occupied by each microblade 4 before the microblade is bent to a position substantially perpendicular to the plane of the sheet 6. The number of openings 8 per device and the number of microblades 4 per device are independent of each other. The device may have only one large opening 8 with a plurality of microblades 4 arranged around it. As described below, the opening 8 may be covered with a formulation ejection member to enhance the movement of the formulation sampled into the formulation collection vessel past the electrode.

일반적으로, 마이크로블레이드 (4) 는 하나의 재료 (필수적인 것은 아님) 로 형성되며, 적어도 인체표피의 각질층을 꿰뚫기에는 충분히 날카롭고 길다. 일 실시예에서, 이 마이크로블레이드 (4) 및 시트 (6) 는 제제의 이동에 대해 불투성이거나 또는 거의 불투성이다. 각 마이크로블레이드의 폭은 임의의 범위의 폭이 될 수 있다. 통상적으로, 이 마이크로블레이드의 폭은 약 25㎛ 내지 500 ㎛ 의 범위이다. 마이크로블레이드의 길이는 관통될 인체표피의 변화에 영향을 받으며 각질층의 통상의 두께에 대응한다. 통상, 약 20 ㎛ 내지 400 ㎛ 길이이다. 마이크로블레이드 (4) 는, 마이크로블레이드 (4) 를 인체표피를 압박하는데 요하는 삽입력을 더욱 감소시키기 위하여, 경사진 (즉, 각을 갖는) 선단부 (64, 도 2 참조) 를 가질 수 있다. 각 마이크로블레이드의 선단부 (64) 는 모두 동일 각도이거나 또는 인체 표피를 꿰뚫기에 적당하게 서로 다른 각도를 가질 수 있다. 선단부는, 더욱 근접한 단편 (segment) 보다 마이크로블레이드의 길이에 따른 축에 대해 더 작은 각도를 갖는 최말단 단편을 갖는 여러개의 단편들을 가질 수 있다. 다른 방법으로는, 각 마이크로블레이드의 선단부는 예를 들어, 요철형상을 갖는, 아치형 (즉, 곡선형) 일 수 있다.In general, the microblade 4 is formed of one material (not necessarily) and is at least sharp and long enough to penetrate the stratum corneum of the human epidermis. In one embodiment, this microblade 4 and sheet 6 are opaque or nearly opaque to the movement of the formulation. The width of each microblade can be any range of widths. Typically, the width of this microblade is in the range of about 25 μm to 500 μm. The length of the microblade is affected by changes in the human epidermis to be penetrated and corresponds to the normal thickness of the stratum corneum. It is usually about 20 μm to 400 μm in length. The microblade 4 may have an inclined (ie angled) tip 64 (see FIG. 2) to further reduce the insertion force required to press the microblade 4 into the human epidermis. The tips 64 of each microblade may all be at the same angle or at different angles as appropriate to penetrate the human epidermis. The tip may have several fragments with the end segment having a smaller angle with respect to the axis along the length of the microblade than the closer segment. Alternatively, the tip of each microblade may be arcuate (ie curved), for example with an uneven shape.

또한, 부재 (2) 는 인체표피를 통한 연속적인 제제검출이 인체표피의 운동동안에 유지되도록, 인체표피에의 장치 부착성을 향상시킬 수도 있다. 도 2 에 나타낸 실시예에서, 하나 이상의 마이크로블레이드 (4) 상에 바브 (50; barb) 형태의 돌출부는 부재 (2) 및 그와 결합하여 사용되는 임의의 대응하는 장치 또는 구조물을 인체에 고정하는 것을 보조한다. 바브 (50) 는 하나의 마이크로블레이드에서 모든 마이크로블레이드까지 임의의 갯수의 마이크로블레이드상에 존재할 수도 있다. 이 바브 (50) 는 선택적인 것으로, 인체표피와 접촉하여 부재를 지지하는 다른 수단이 사용될 수도 있다. 본 발명은 여러가지 종류의 마이크로블레이드 구성과 결합하여 사용될 수 있으며, 예를 들어, 1997년 12월 24일자로 공개된 WO 97/48440 호를 참조할 수 있으며, 여기 개시된 구성들중 임의의 구성이 본 발명에 이용될 수 있다.In addition, the member 2 may improve the adhesion of the device to the human epidermis, such that continuous formulation detection through the human epidermis is maintained during the movement of the human epidermis. In the embodiment shown in FIG. 2, protrusions in the form of barbs 50 on one or more microblades 4 secure the member 2 and any corresponding device or structure used in connection therewith to the human body. To assist. Barb 50 may be present on any number of microblades, from one microblade to all microblades. This barb 50 is optional and other means of supporting the member in contact with the human epidermis may be used. The present invention may be used in combination with various types of microblade configurations, see, for example, WO 97/48440 published December 24, 1997, any of which are disclosed herein. It can be used in the invention.

본 발명의 임의의 마이크로블레이드 어레이 부재 (2) 용 패턴은 포토 에칭공정으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 이는 1996년 6월 18일자로 출원된 미국 가출원번호 제 60/019,990호를 참조할 수 있으며, 여기 개시된 임의의 방법이 본 발명의 부재 (2) 를 제조하는데 이용될 수 있다. 스테인레스 스틸 또는 티타늄 스틸과 같은 얇은 금속 시트 (6) 는 피부를 꿰뚫는 구조를 갖는 패턴으로 포토 리소그라피법으로 에칭된다. 일반적으로, 통상 약 7㎛ 내지 약 100 ㎛, 바람직하기로는 약 25㎛ 내지 50㎛ 의 두께를 갖는 시트 (6) 의 상부에, 박판 건식 레지스트 또는 습식 레지스트가 도포된다. 이 레지스트는 원하는 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 접촉 및 노광된 후, 현상된다. 이들 공정은 프린트 회로 보드에 대한 제조과 동일한 방법으로 수행된다. 그후, 시트 (6) 는 산성용액을 사용하여 에칭된다. 그 시트에 걸쳐서 패턴이 에칭된 후, 시트 (6) 는 시트 개구 (8) 에 대응하는 복수개의 개구 (56) 을 갖는 다이 (52) 상에 배치된다. 초기에, 시트 (6) 및 다이 (52) 상부에, 시트 (6) 의 개구 (8) 와 다이 (52) 상의 개구 (56) 에 대응하는 복수개의 돌출부 (58) 를 갖는 펀치 (punch, 54) 가 위치된다. 이 초기 단계에서, 마이크로블레이드 (4) 는 시트 (6) 의 나머지 부분과 동일 평면에 존재한다. 그후, 개구 (8) 에, 펀치 돌출부 (58) 가 압입되어, 마이크로블레이드가 구부려져 시트 (6) 의 평면에 거의 수직하게 된다. 최종 구조물은 인접 개구 (8) 를 갖는 마이크로블레이드 (4) 를 갖는다. 일 실시예에서, 이 개구 (8) 는 부재 (2) 가 인체표피에 부착될 때 이를 통해 간질액의 통과를 가능케 한다. 도면에는 사각형 개구 (8) 를 나타내었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 정사각형, 삼각형, 원형 및 타원형을 포함한 어떠한 형태의 개구의 사용도 포함한다.The pattern for any of the microblade array members 2 of the present invention can be produced by a photo etching process. For example, reference may be made to US Provisional Application No. 60 / 019,990, filed June 18, 1996, and any of the methods disclosed herein may be used to make the member (2) of the present invention. The thin metal sheet 6, such as stainless steel or titanium steel, is etched by photolithography in a pattern having a structure that penetrates the skin. Generally, a thin sheet dry resist or a wet resist is applied on top of the sheet 6 having a thickness of usually about 7 μm to about 100 μm, preferably about 25 μm to 50 μm. This resist is developed after contact and exposure using a mask having a desired pattern. These processes are carried out in the same manner as the manufacturing for printed circuit boards. Thereafter, the sheet 6 is etched using an acidic solution. After the pattern is etched over the sheet, the sheet 6 is disposed on the die 52 having a plurality of openings 56 corresponding to the sheet openings 8. Initially, a punch 54 having a plurality of protrusions 58 corresponding to the opening 8 of the sheet 6 and the opening 56 on the die 52, on the sheet 6 and the die 52. ) Is located. In this initial stage, the microblade 4 is coplanar with the rest of the sheet 6. Thereafter, the punch protrusions 58 are pressed into the openings 8 so that the microblades are bent to be almost perpendicular to the plane of the sheet 6. The final structure has a microblade 4 with an adjacent opening 8. In one embodiment, this opening 8 allows passage of the interstitial fluid through it when the member 2 is attached to the human epidermis. Although the rectangular opening 8 is shown in the figures, the invention is not so limited, but includes the use of any type of opening, including squares, triangles, circles and ellipses.

일반적으로, 마이크로블레이드 (4) 는 천공된 후에 시트 (6) 의 표면 (도 2) 에 대해 약 90° 의 각도이나, 인체표피의 통과 및 인체표피에의 부착을 용이하게 할 수 있는, 수직위치로부터 임의의 전후방 각도로 배치될 수도 있다. 또, 바브 (barb), 개구 등의 다른 고정부재가 장치의 고정을 더욱 향상시키기 위하여 경사진 마이크로블레이드에 사용될 수 있다.Generally, the microblade 4 is at an angle of about 90 ° to the surface of the sheet 6 (FIG. 2) after being drilled, but in a vertical position, which can facilitate passage of the human epidermis and attachment to the human epidermis May be arranged at any angle from the front to the back. In addition, other fastening members such as barbs, openings, and the like can be used for the inclined microblades to further improve the fastening of the device.

선택적으로, 부재 (2) 는 시트 (6) 의 인체와 접촉하는 면에 도포된 접착제 또는 여기서 논의된 어떠한 다른 실시예의 부재상의 다른 고정부재를 포함한, 여러가지 수단에 의해 환자의 인체표피에 부착되어질 수도 있다. 또, 장치를 피부와 접촉한 채로 유지시키기 위하여 시계 밴드 또는 탄성 붕대가 사용될 수도 있다. 접착제는, 정상적인 사용자 활동동안에 부재 (2) 가 인체표피상의 정위치에 유지되면서도 소정 착용기간 (예를 들면, 24시간) 후에 무리없이 제거가 가능하도록, 충분한 점성을 가져야 한다. 바람직하기로는, 사용전에 접착제의 일체성을 유지시키기 위하여 적당한 분리 라이너 (release liner) 가 제공된다. 사용시, 이 분리 라이너는 장치가 피부에 부착되기 전에 접착제로부터 벗겨진다.Optionally, member 2 may be attached to the human epidermis of the patient by a variety of means, including adhesive applied to the surface of the sheet 6 in contact with the human body or other fastening members on the members of any other embodiment discussed herein. have. In addition, a watch band or elastic bandage may be used to keep the device in contact with the skin. The adhesive should have sufficient viscosity to allow for easy removal after a period of wear (eg, 24 hours) while the member 2 remains in place on the human epidermis during normal user activity. Preferably, a suitable release liner is provided to maintain the integrity of the adhesive prior to use. In use, this separation liner is peeled off the adhesive before the device is attached to the skin.

도 2 에 잘 나타낸 바와 같이, 마이크로블레이드 (4) 는 그 기부에 가까운, 즉 블레이드가 시트 (6) 에 부착되는 지점에 가까운 블레이드의 폭보다 더 작은 두께를 갖는다. 블레이드의 이런 기하학적 구조는 최소의 블레이드 관통 영역으로 최대 약제 퍼콜레이션 (percolation) 영역을 제공한다. 제제 퍼콜레이션 영역은 블레이드에 의해 각질층에 형성된, 블레이드의 단면적보다 더 작은 미세 슬릿 개구 영역이다. 마이크로블레이드는, 최대 가능 퍼콜레이션 영역을 제공하도록, 최소 단면 영역에 최대가능한 표면 영역을 갖는 형상이된다. 이를 위해, 동일 단면에 대하여 얇은 블레이드가 둥근 돌출부에 보다 더 조직손상이 적고 더 많은 퍼콜레이션 영역을 만들기 때문에, 얇은 마이크로블레이드가 둥근 돌출부보다 더 우수하다. 이것이 바늘 또는 튜브와 같은 종래기술의 둥근 부재보다 더 우수한 주요 이점이다. 또, 얇은 마이크로블레이드는 둥근 돌출부보다 더 적은 삽입력을 요구한다. 각각의 블레이드 폭은 임의의 범위의 폭이 될 수도 있다. 그 폭은 어레이패턴에서 블레이드 마다 다를 수도 있다. 이와 유사하게, 그 폭은 이하 보다 상세하게 설명된 바와 같이, 블레이드의 길이에 따라서 변화될 수 있다. 블레이드 어레이가 삽입된 후, 블레이드와 인체 표피와의 교차점에서의 블레이드 폭은 약 25㎛ 내지 500㎛ 가 바람직하며, 약 50㎛ 내지 약 400㎛ 가 더 바람직하며, 약 100㎛ 내지 300㎛ 가 가장 바람직하다.As well shown in FIG. 2, the microblade 4 has a thickness smaller than the width of the blade near its base, ie near the point where the blade is attached to the seat 6. This geometry of the blades provides the largest drug percolation area with minimal blade penetration area. The formulation percolation area is a micro slit opening area smaller than the cross-sectional area of the blade, formed in the stratum corneum by the blade. The microblades are shaped with the largest possible surface area in the smallest cross-sectional area to provide the maximum possible percolation area. To this end, thin microblades are better than round protrusions because thin blades for the same cross section have less tissue damage and create more percolation area than round protrusions. This is a major advantage over conventional round members such as needles or tubes. Thinner microblades also require less insertion force than round protrusions. Each blade width may be any range of widths. The width may vary from blade to blade in the array pattern. Similarly, the width may vary depending on the length of the blade, as described in more detail below. After the blade array is inserted, the blade width at the intersection of the blade and the human epidermis is preferably about 25 μm to 500 μm, more preferably about 50 μm to about 400 μm, most preferably about 100 μm to 300 μm. Do.

시트 (6) 및 마이크로블레이드 (4) 는, 유리, 세라믹, 강성 폴리머, 금속 및 금속합금과 같은, 블레이드를 제조하기에 충분한 강도와 생산성을 갖는 재료로 제조될 수 있다. 금속 및 금속합금의 예로는, 스테인레스 스틸, 철, 스틸, 주석, 아연, 구리, 백금, 알루미늄, 게르마늄, 니켈, 지르코늄, 티타늄과 니켈, 몰리브데늄 및 크롬으로 이루어진 티타늄 합금, 니켈, 금, 로듐, 티타늄, 백금 등으로 도금된 금속을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다. 유리의 예로는, 미국 뉴욕주 코닝소재의 코닝사로부터 입수가능한 "PHOTOCERAM" 과 같은 불투명 유리를 포함한다. 폴리머의 예로는, 폴리스티렌, 폴리메타크릴레이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, "BAKELITE", 셀룰로우즈 아세테이트, 에틸 셀룰로우즈, 스티렌/아크릴로니트릴 (acrylonitrile) 코폴리머, 스티렌/부타디엔 코폴리머, 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 (ABS) 코폴리머, 폴리비닐 클로라이드 및 폴리아크릴레이트와 폴리메타크릴레이트를 함유한 아크릴산 폴리머와 같은 강성 폴리머를 포함하나, 이에 한정되지 않는다.The sheet 6 and the microblade 4 can be made of a material having strength and productivity sufficient to produce blades, such as glass, ceramics, rigid polymers, metals and metal alloys. Examples of metals and metal alloys are stainless steel, iron, steel, tin, zinc, copper, platinum, aluminum, germanium, nickel, zirconium, titanium alloys consisting of titanium and nickel, molybdenum and chromium, nickel, gold, rhodium And metals plated with titanium, platinum, and the like, but are not limited thereto. Examples of glass include opaque glass, such as "PHOTOCERAM" available from Corning, Inc., Corning, NY. Examples of polymers include polystyrene, polymethacrylate, polypropylene, polyethylene, "BAKELITE", cellulose acetate, ethyl cellulose, styrene / acrylonitrile copolymers, styrene / butadiene copolymers, acrylo Rigid polymers such as, but not limited to, nitrile / butadiene / styrene (ABS) copolymers, polyvinyl chloride, and acrylic acid polymers containing polyacrylates and polymethacrylates.

임의의 부재 (2) 의 실시예의 마이크로블레이드 (4) 및 개구 (8) 의 갯수는, 원하는 유속, 샘플링되는 제제, 사용된 샘플링 장치 (즉, 역 전기운반, 수동확산, 삼투압, 흡입 등), 및 당업자에게 명백한 다른 인자에 따라 변화될 수 있다. 일반적으로, 단위면적당 블레이드의 갯수 (즉, 블레이드 밀도) 가 커질 수록, 피부를 통한 더 많은 제제 수송경로가 있기 때문에, 피부를 통한 제제의 흐름이 더 많이 분포된다. 따라서, 단위 면적당 블레이드의 갯수가 더 작을수록, 경로가 더 적기 때문에, 피부를 통한 제제의 흐름이 보다 집중되게 된다. 본 발명은 약 10 블레이드/cm2 이상이고 약 1000 블레이드/cm2 미만, 바람직하기로는 600 블레이드/cm2 이상, 더욱 바람직하기로는 800 블레이드/cm2 이상의 블레이드 밀도를 갖는다. 이와 유사하게, 제제가 통과하는 단위면적당 개구의 갯수는, 약 10 개구/cm2 이상에서 약 1000 개구/cm2 미만이다. 일 실시예에서, 본 발명은 약 0.005 내지 0.05 〔cm2/인체 표피의 cm2〕, 바람직하기로는, 약 0.01 〔cm2/인체 표피의 cm2〕의 퍼콜레이션 면적을 나타낸다.The number of microblades 4 and openings 8 of the embodiment of the optional member 2 can be determined by the desired flow rate, the agent to be sampled, the sampling device used (ie reverse electrophoresis, passive diffusion, osmotic pressure, suction, etc.), And other factors apparent to those skilled in the art. In general, the larger the number of blades per unit area (i.e. blade density), the more distribution of the formulation flows through the skin, since there are more formulation routes through the skin. Thus, the smaller the number of blades per unit area, the less the path, and the more concentrated the flow of the formulation through the skin. The present invention has a blade density of at least about 10 blades / cm 2 and less than about 1000 blades / cm 2 , preferably at least 600 blades / cm 2 , more preferably at least 800 blades / cm 2 . Similarly, the number of openings per unit area of the agent is passed, at from about 10 apertures / cm 2, greater than about 1000 openings / cm 2 under. In one embodiment, the present invention represents a percolation area of about 0.005 to 0.05 [cm 2 / cm 2] of the human skin, preferably, from about 0.01 [cm 2 / cm 2] of the human body skin.

본 발명의 다른 실시예에는, 수동 경피 샘플링 장치에 부재 (2) 가 사용된다. 2가지 수동 경피 샘플링 장치의 실시예를 도 4 및 도 5 에 나타내었다. 도 4 에서 수동경피 샘플링 장치 (88) 은 바람직하게는 제제에 대하여 불투성인 이면층 (backing layer; 92) 과 심지막 (wicking membrane; 94) 사이에 샌드위치된 저장기 (90) 를 포함한다. 도 4 에서, 저장기 (90) 는 고무 폴리머와 같은, 그 형태를 유지하기에 충분한 점성을 갖는 재료로 형성된다. 만약, 이 저장기 (90) 에 대해 수성 겔과 같은 저점도 재료가 사용되게 되면, 이면층 (92) 및 심지막 (94) 은 누출을 방지하기 위하여 그 테두리 둘레에서 함께 밀봉되게 될 것이다. 마이크로블레이드 어레이부재 (2) 가 막 (94) 하부에 위치된다. 장치 (88) 는 부재 (2) 의 테두리 둘레의 접촉 접착제층 (96) 에 의해 인체 표피에 접착된다. 스트립형 분리 라이너 (미도시됨) 는, 통상적으로는, 접착제층 (96) 의 노출표면을 따라서 제공되며, 장치 (88) 를 인체표피에 부착하기 전에 제거된다.In another embodiment of the present invention, the member 2 is used in a manual transdermal sampling device. Examples of two passive transdermal sampling devices are shown in FIGS. 4 and 5. The passive transdermal sampling device 88 in FIG. 4 preferably comprises a reservoir 90 sandwiched between a backing layer 92 and a wicking membrane 94 that are opaque to the formulation. In FIG. 4, the reservoir 90 is formed of a material having sufficient viscosity to maintain its shape, such as a rubber polymer. If a low viscosity material, such as an aqueous gel, is used for this reservoir 90, the backing layer 92 and the wick 94 will be sealed together around their rim to prevent leakage. The microblade array member 2 is located below the membrane 94. The device 88 is adhered to the human epidermis by a contact adhesive layer 96 around the rim of the member 2. Strip-shaped separation liners (not shown) are typically provided along the exposed surface of the adhesive layer 96 and removed prior to attaching the device 88 to the human epidermis.

선택적으로는, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 경피 샘플링 장치 (98) 는 가요성 접착제 오버레이 (100) 에 의해 인체 표피에 부착될 수 있다. 장치 (98) 는 저장기 (90) 의 일표면에 인접한 불투성 이면층 (102) 을 구비한다. 접착제 오버레이 (100) 는 장치 (98) 를 인체표피상에 지지시킨다. 접착제 오버레이 (100) 는 장치 (98) 의 나머지 부재와 함께 제조되거나, 또는 별도로 제공될 수도 있다. 일부 구성에서는, 이 접착제 오버레이 (100) 가 도 4 에 나타낸 접촉 접착제 (96) 보다 바람직할 수도 있다. 예를 들면, 이는 제제 저장기가 접촉 접착제층 (96) 의 접착성에 악영향을 미치는 (예를 들어, 유성 계면활성 삼투 강화제와 같은) 재료를 포함하는 경우이다. 불투성 이면층 (102) 은 저장기 (90) 보다 약간 더 크며, 이와 같이, 저장기 (90) 에 수집된 제제가 오버레이 (100) 내의 접착제와 상호 부작용하는 것을 방지하게 된다. 장치 (88) 의 막 (94; 도 4 에 도시됨) 과 유사한 심지막 (도 5 에 미도시됨) 은 저장기 (90) 의 피부/점막 표면상에 위치된다. 또한, 통상적으로 스트립형 분리 라이너 (미도시) 는 장치 (98) 에 제공되며, 장치 (98) 를 인체표피에 부착시키기 직전에 제거된다.Optionally, as shown in FIG. 5, the transdermal sampling device 98 may be attached to the human epidermis by a flexible adhesive overlay 100. Device 98 has an opaque backing layer 102 adjacent to one surface of reservoir 90. The adhesive overlay 100 supports the device 98 on the human epidermis. The adhesive overlay 100 may be made with the remaining members of the device 98, or may be provided separately. In some configurations, this adhesive overlay 100 may be preferred to the contact adhesive 96 shown in FIG. 4. This is the case, for example, when the formulation reservoir comprises a material that adversely affects the adhesion of the contact adhesive layer 96 (eg, such as an oily surfactant osmotic agent). The opaque backing layer 102 is slightly larger than the reservoir 90, thus preventing the agent collected in the reservoir 90 from mutually adversely affecting the adhesive in the overlay 100. A wick (not shown in FIG. 5) similar to the membrane 94 (shown in FIG. 4) of the device 88 is located on the skin / mucosa surface of the reservoir 90. In addition, strip-shaped separation liners (not shown) are typically provided in the device 98 and are removed just prior to attaching the device 98 to the human epidermis.

본 발명의 일 실시예는 인체표피를 가로지르는 전류의 인가 또는 "전기운반" 에 의존한다. 일반적으로, 이 전기운반은 피부, 점액질막, 손톱 등과 같은 인체 표피를 통한 제제의 통과를 지칭한다. 제제의 운반은 전위의 인가에 의해 유도 또는 강화되며, 이는 전류의 인가를 유발시켜, "역" 전기운반에 대해, 제제를 샘플링하거나 제제의 샘플링을 향상시키게 된다. 피부로부터의 제제의 전기운반은 여러가지 방법으로 이루어질 수 있다. 하나의 널리 사용되고 있는 전기운반 방법인 이온침투요법은 대전이온의 전기 유도 운반을 수반한다. 비대전된 또는 중성으로 대전된 분자의 경피 운반이 수반되는 전기운반 방법의 또다른 유형인 전기침투법 (예를 들면, 글루코스의 경피 샘플링) 은, 전기장의 영향하에서 막을 통한 제제와 용매의 이동을 수반한다. 전기운반의 또다른 유형인, 일렉트로포레이션은 전기 펄스, 고전압 펄스를 피부에 가하여 형성된 기공을 통한 제제의 통과를 수반한다. 여러가지 경우에 있어서, 이들 방법들의 하나 이상이 동시에 서로 다른 정도로 행해질 수도 있다. 따라서, 여기서 용어 "전기운반" 은, 제제를 실제로 운반시키는 특정 메카니즘에 상관없이, 하나이상의 대전된 또는 비대전된 제제, 또는 그 혼합물의 전기 유도된 또는 강화된 운반을 포함하도록, 가능한 최광의로 해석되어야 한다.One embodiment of the present invention relies on the application or “electrical transport” of current across the human epidermis. In general, this electrotransportation refers to the passage of an agent through the human epidermis, such as skin, mucous membranes, nails and the like. Delivery of the agent is induced or enhanced by the application of a potential, which causes the application of an electric current, which results in sampling or enhancing the sampling of the agent for "reverse" electrotransport. Electrophoresis of the preparation from the skin can be accomplished in a number of ways. One widely used electrotransportation method, ion permeation, involves the electrophoretic transport of charged ions. Another type of electrotransportation method (e.g., transdermal sampling of glucose), which involves transdermal delivery of uncharged or neutrally charged molecules, allows the movement of agents and solvents through the membrane under the influence of an electric field. Entails. Another type of electrotransportation, electroporation, involves the passage of an agent through pores formed by applying electrical pulses, high voltage pulses to the skin. In many cases, one or more of these methods may be performed to different degrees at the same time. Thus, the term “electrotransport” herein, as broadly as possible, encompasses the electrically induced or enhanced delivery of one or more charged or uncharged agents, or mixtures thereof, regardless of the particular mechanism that actually delivers the agent. Should be interpreted.

본 발명은 다양한 전기운반 시스템과 결합하여 사용될 수 있으며, 본 발명은 이에 관하여 한정되지 않는다. 전기운반 약제 샘플링 시스템의 예로는, Glifeld 등의 미국특허 제 5,279,543호 및 Guy 등의 미국특허 제 5,362,307호를 참조할 수 있다.The present invention can be used in combination with various electrical transport systems, and the present invention is not limited in this regard. As an example of an electrocarrying drug sampling system, reference may be made to US Pat. No. 5,279,543 to Glifeld et al. And US Pat. No. 5,362,307 to Guy et al.

일반적으로, 전기운반 장치는 피부, 손톱, 점액질막, 또는 다른 인체표피의 일부와 전기접촉하는 2개 이상의 전극을 이용한다. 경피 제제 샘플링의 경우, 그 2개의 전극들중 하나는 "수용"전극으로 지칭되며, 인체로부터 취출된 후에 제제 (예를 들어, 인체물질) 가 수집되어지는 전극이다. 통상적으로, 제 2 전극은 "대향 (counter) " 또는 "복귀 (return) " 전극으로 지칭되며, 인체를 통하여 전기회로에 까깝게 제공된다. 예를 들어, 샘플링될 제제가 양이온인 경우에는, 캐소드는 수용전극이 되나, 애노드는 회로를 완성하기 위하여 제공된다. 샘플링될 제제가 음이온인 경우에는, 애노드는 수용전극이 되지만, 캐소드는 회로를 완성하기 위하여 제공된다. 샘플링될 제제가 순 전하를 갖지 않는 경우 (예를 들면, 글루코스) 에는, 애노드 또는 캐소드중의 어느 하나, 또는 양 전극이 수용전극으로서 제공된다.In general, an electrical transport device uses two or more electrodes in electrical contact with skin, nails, mucous membranes, or other parts of the human epidermis. In the case of transdermal preparation sampling, one of the two electrodes is referred to as the "receiving" electrode, and is the electrode from which the preparation (eg, human body material) is collected after being taken out of the human body. Typically, the second electrode is referred to as a "counter" or "return" electrode and is provided close to the electrical circuit through the human body. For example, if the agent to be sampled is a cation, the cathode is the receiving electrode, but the anode is provided to complete the circuit. If the agent to be sampled is an anion, the anode becomes the receiving electrode, while the cathode is provided to complete the circuit. If the agent to be sampled does not have a net charge (eg glucose), either the anode or the cathode, or both electrodes are provided as the receiving electrode.

도 6 내지 10 은 본 발명과 결합되어 사용될 수 있는 대표적인 역 전기운반 샘플링 장치 (10) 를 나타낸 것이다.6-10 show representative reverse electrocarrier sampling devices 10 that can be used in conjunction with the present invention.

장치 (10) 는 상부 하우징 (16), 회로보드 어셈블리 (18), 하부 하우징 (20), 제 1 전극 (22), 제 2 전극 (24), 전기전도성 겔 저장기 (26), 전기전도성 겔 저장기 (28) 및 피부-친화성 접착제 (30) 를 포함한다. 상부 하우징 (16) 은 환자 피부상에 장치 (10) 를 고정하는 것을 보조하는 측면 날개 (15) 를 갖는다. 인쇄 회로보드 어셈블리 (18) 는 분리된 부품 (40) 과 배터리 (32) 에 접속된 집적회로 (19) 를 포함한다. 회로보드 어셈블리 (18) 는 개구 (13a 및 13b) 를 관통하는 기둥 (도 1 에 미도시됨) 에 의해 하우징 (16) 에 부착되며, 그 기둥의 단부는 회로보드 어셈블리 (18) 를 하우징 (16) 에 가열 고정시키기 위하여 가열/용융된다. 하부 하우징 (20) 은 접착제층 (30) 에 의해 상부 하우징 (16) 에 부착되며, 접착제층 (30) 의 상부표면 (34) 은 날개 (15) 의 바닥표면을 포함하여, 하부 하우징 (20) 과 상부 하우징 (34) 양자에 부착된다. 회로보드 어셈블리 (18) 의 측면상에 (부분적으로) 나타낸 것은 버튼 셀 배터리 (32) 이다. 또한, 다른 유형의 배터리가 필요에 따라 전원장치 (10) 에 이용될 수도 있다.The device 10 includes an upper housing 16, a circuit board assembly 18, a lower housing 20, a first electrode 22, a second electrode 24, an electrically conductive gel reservoir 26, an electrically conductive gel. Reservoir 28 and skin-friendly adhesive 30. The upper housing 16 has side wings 15 to assist in securing the device 10 on the patient skin. The printed circuit board assembly 18 includes a separate component 40 and an integrated circuit 19 connected to the battery 32. The circuit board assembly 18 is attached to the housing 16 by a pillar (not shown in FIG. 1) passing through the openings 13a and 13b, the end of which being connected to the circuit board assembly 18 by the housing 16. Heat / melt to heat-fix). The lower housing 20 is attached to the upper housing 16 by an adhesive layer 30, and the upper surface 34 of the adhesive layer 30 comprises the bottom surface of the wing 15, so that the lower housing 20 And upper housing 34. Shown (partly) on the side of the circuit board assembly 18 is a button cell battery 32. In addition, other types of batteries may be used in the power supply 10 as needed.

통상적으로, 장치 (10) 는 배터리 (32), 전자회로 (19, 40), 전극 (22, 24), 전도성 겔 저장기 (26, 28), 및 장치 (2) 를 구비하며, 이 모두는 독립 장치로 통합될 수 있다. 회로보드 어셈블리 (18) 의 출력 (도 1 에 미도시됨) 은 하부 하우징 (20) 에 형성된 오목부 (25, 25') 에서 개구 (23, 23') 를 통하여 전기전도성 접착제 스트립 (42, 42') 에 의해 전극 (24 및 22) 과 전기접촉하게 된다. 다음으로, 전극 (22 및 24) 은 도전성 겔 저장기 (26 및 28) 의 상부면 (44', 44) 과 직접 기계적 및 전기적으로 접촉한다. 도전성 겔 저장기 (28) 의 바닥면 (46) 은 장치 (2) 의 복수개의 개구 (29) 를 통하여 환자 피부와 접촉한다. 도전성 겔 저장기 (26) 의 바닥면 (46') 은 접착제층 (30) 의 개구 (8) 를 통하여 환자 피부와 접촉한다. 저장기 (26) 내의 겔은 블레이드가 각질층을 관통하는 경우에 겔이 피부와 접촉하도록 개구 (8) 를 채우는 점성 겔이 바람직하다. 겔과 피부간의 접촉은 운반되어질 제제에 대한 경로를 제공한다. 만약 겔이 초기에 피부와 직접 접촉하지 않게 되면, 통상적으로, 땀이 한정된 영역에 축적되어, 피부로부터의 제제의 운반에 대한 경로를 제공하게 된다.Typically, device 10 includes a battery 32, electronics 19, 40, electrodes 22, 24, conductive gel reservoirs 26, 28, and device 2, all of which are Can be integrated into a standalone device. The output (not shown in FIG. 1) of the circuit board assembly 18 is through the openings 23, 23 ′ in the recesses 25, 25 ′ formed in the lower housing 20 through the electrically conductive adhesive strips 42, 42. Is in electrical contact with the electrodes 24 and 22. Next, the electrodes 22 and 24 are in direct mechanical and electrical contact with the top surfaces 44 ′, 44 of the conductive gel reservoirs 26 and 28. The bottom surface 46 of the conductive gel reservoir 28 contacts the patient skin through the plurality of openings 29 of the device 2. The bottom surface 46 ′ of the conductive gel reservoir 26 contacts the patient skin through the opening 8 of the adhesive layer 30. The gel in the reservoir 26 is preferably a viscous gel that fills the opening 8 so that the gel contacts the skin when the blades penetrate the stratum corneum. Contact between the gel and the skin provides a route to the formulation to be delivered. If the gel does not initially come in direct contact with the skin, sweat typically accumulates in a defined area, providing a route for delivery of the formulation from the skin.

선택적으로는, 장치 (10) 는 환자가 샘플링 또는 모니터링 절차를 스스로 행할 수 있는 형태를 갖는다. 푸시 버튼 스위치 (12) 의 누름시에, 회로보드 어셈블리 (18) 상의 전자회로는 소정길이의 샘플링 기간 동안에 소정의 DC 전류를 전극/저장기 (22,26 및 24,28) 에 가한다. 푸시 버튼 스위치 (12) 는 장치 (10) 의 상부면에 알맞게 위치될 수 있으며, 덮개 (clothing) 를 통하여 용이하게 조작된다. 단기간, 예를 들어, 3초이내의 푸시 버튼 스위치 (12) 의 2단 누름은 샘플링 또는 모니터링 절차용 장치를 활성화시키는데 사용함으로써, 장치 (10) 의 의도하지 않은 활성의 가능성을 최소화시키는 것이 바람직하다. 바람직하기로는, 장치는 불빛을 발하는 LED (14), 및/또는 예를 들어 "비퍼" 로부터의 가청 음향신호에 의해 사용자에게 샘플링 간격의 개시의 청각 또는 시청각 확인을 전달한다. 제제는 소정의 샘플링 간격에 걸쳐서 전기운반에 의해 예를 들어, 환자 팔의 피부를 통해 취출된다.Optionally, the device 10 has a form that allows a patient to perform a sampling or monitoring procedure by themselves. Upon the push of the push button switch 12, the electronic circuit on the circuit board assembly 18 applies a predetermined DC current to the electrodes / stores 22, 26 and 24, 28 for a predetermined length of sampling period. The push button switch 12 can be suitably positioned on the top surface of the device 10 and is easily manipulated through the clothing. Short presses, for example, two-stage presses of the push button switch 12 within three seconds, are used to activate the device for a sampling or monitoring procedure, thereby minimizing the possibility of unintended activation of the device 10. . Preferably, the device conveys an audible or audiovisual confirmation of the start of the sampling interval to the user by means of a glowing LED 14 and / or an audible acoustic signal, for example from a "beeper". The formulation is taken out, for example, through the skin of the patient's arm by electrotransmission over a predetermined sampling interval.

푸시 버튼 스위치 (12), 회로보드 어셈블리 (18) 상의 전자회로 및 배터리 (32) 는 상부 하우징 (16) 과 하부 하우징 (20) 사이에서 접착 "밀봉"된다. 상부 하우징 (16) 은 고무 또는 다른 엘라스토머 재료, 예를 들어 사출성형가능한 에틸렌 비닐 아세테이트로 이루어지는 것이 바람직하다. 하부 하우징 (20) 은, 용이하게 성형되어 오목부 (25, 25') 를 형성하고 절단되어 개구 (23, 23') 를 형성할 수 있는, 플라스틱 또는 엘라스토머 시트 재료 (예를 들면, 폴리에틸렌) 로 이루어지는 것이 바람직하다. 조립된 장치 (10) 는 내수성 (water resistant) (즉, 방말성) 을 갖는 것이 바람직하며, 방수성을 갖는 것이 가장 바람직하다. 시스템은 용이하게 인체에 맞게 변형되어 착용 지점 및 그 둘레에서의 자유운동이 가능하게 하는 낮은 프로파일을 갖는다. 저장기 (26 및 28) 는 장치 (10) 의 피부 접촉측상에 위치되며, 정상 조작 및 사용 동안에 돌발적인 전기 단락을 방지하도록 충분히 격리된다.The push button switch 12, the electronics on the circuit board assembly 18 and the battery 32 are adhesively "sealed" between the upper housing 16 and the lower housing 20. The upper housing 16 preferably consists of rubber or other elastomeric material, for example injection moldable ethylene vinyl acetate. The lower housing 20 is made of plastic or elastomeric sheet material (eg, polyethylene), which can be easily shaped to form recesses 25, 25 ′ and cut to form openings 23, 23 ′. It is preferable to make. The assembled device 10 preferably has water resistance (ie, anti-fog), and most preferably waterproof. The system has a low profile that is easily adapted to the human body to allow free movement at and around the wearing point. The reservoirs 26 and 28 are located on the skin contacting side of the device 10 and are sufficiently isolated to prevent accidental electrical shorts during normal operation and use.

장치 (10) 는 (상부 접착면 (34) 과 인체 접촉 접착면 (36) 을 갖는) 접착제층 (30) 에 의해 환자의 인체표피 (예를 들어, 부피) 에 부착된다. 접착면 (36) 은 장치 (2) 와 저장기 (28) 가 위치된 부분을 제외한 장치 (10) 의 전체 하부면을 덮는다. 접착면 (36) 은, 장치 (10) 가 정상적인 사용자 활동 동안에 인체상의 정위치에 유지되고 소정 착용기간 (예를 들면, 24시간) 후에 적절한 제거를 가능케 하는 접착 성질을 갖는다. 상부 접착면 (34) 이 하부 하우징 (20) 에 부착되어 전극 및 겔 저장기를 하우징 오목부 (25, 25') 내에 보지할 뿐만 아니라 장치 (2) 를 하부 하우징 (20) 에, 하부 하우징 (20) 을 상부 하우징 (16) 에 유지한다. 샘플링 장치의 일실시예에서는, 사용되고 있지 않은 경우에 장치의 일체성을 유지하기 위하여 장치 (10) 상에는 분리 라이너 (미도시됨) 가 있다. 사용시, 이 분리 라이너는 장치를 피부에 붙이기 전에 장치로부터 벗겨진다.The device 10 is attached to the human epidermis (eg, volume) of the patient by an adhesive layer 30 (having an upper adhesive face 34 and a human contact adhesive face 36). The adhesive surface 36 covers the entire lower surface of the device 10 except for the portion where the device 2 and the reservoir 28 are located. The adhesive surface 36 has adhesive properties that allow the device 10 to remain in place on the human body during normal user activity and to allow for proper removal after a predetermined wearing period (eg, 24 hours). An upper adhesive surface 34 is attached to the lower housing 20 to hold the electrode and gel reservoir in the housing recesses 25, 25 ′ as well as to hold the device 2 to the lower housing 20, the lower housing 20. ) In the upper housing 16. In one embodiment of the sampling device, there is a separate liner (not shown) on the device 10 to maintain the integrity of the device when not in use. In use, this separation liner is peeled off the device prior to attaching the device to the skin.

일반적으로, 제제가 샘플링되는 바람직한 형태가, 사용되는 샘플링 시스템의 유형을 결정한다. 즉, 전기운반에 의해 제제를 샘플링하는 전기동력 시스템 또는 확산에 의해 제제가 샘플링되는 "수동" 시스템의 선택은 제제의 유형에 의해 대개 결정될 것이다. 용매에 의해 운반된 대류에 의해 약제를 샘플링하는 삼투압 시스템에서, 제제는 캐리어 용매내에서 충분한 용해성을 갖는 것이 바람직하다. 이경우, 본 발명은 특정 장치에 한정되지 않으며, 본 발명은 여러가지 다양한 삼투압 샘플링 시스템과 결합하여 사용될 수도 있다. 예를 들면, Eckenhoff 등의 미국특허 제 4,756,314호, Theeuwes 등의 미국특허 제 4,655,766호 및 Eckenhoff 의 미국특허 제 4,753,651호에 삼투압 장치가 개시되어 있다. 이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 부재 (2) 는, 역 이온침투요법, 삼투압, 수동 확산, 포노포리시스 (phonophoresis) 및 흡입 (즉, 음압) 을 포함한 공지 샘플링 장치와 함께 사용될 수 있지만 이에 한정되지 않는다.In general, the preferred form in which the formulation is sampled determines the type of sampling system used. That is, the choice of an electromotor system that samples the formulation by electrophoresis or a "manual" system in which the formulation is sampled by diffusion will usually be determined by the type of formulation. In osmotic systems in which the agent is sampled by convection carried by the solvent, it is preferred that the formulation has sufficient solubility in the carrier solvent. In this case, the present invention is not limited to a specific device, and the present invention may be used in combination with various various osmotic sampling systems. For example, osmotic devices are disclosed in US Pat. No. 4,756,314 to Eckenhoff et al., US Pat. No. 4,655,766 to Theeuwes et al. And US Pat. No. 4,753,651 to Eckenhoff. As described above, the member 2 of the present invention can be used with, but not limited to, known sampling devices including reverse iontophoresis, osmotic pressure, passive diffusion, phonophoresis and suction (ie, negative pressure). Do not.

본 발명은 정신 또는 본질적인 특성으로부터 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 실시될 수 있음을 당업자는 알 수 있을 것이다. 따라서, 여기에 개시된 실시예들은 한정한 것이 아니라 모든 관점을 예시한 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범주는 전술한 설명보다는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 이에 그 균등물의 수단과 범위내에 속하는 모든 변형이 포함되도록 하려는 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the embodiments disclosed herein are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing description, and is intended to cover all modifications falling within the scope and range of equivalents thereof.

Claims (8)

제제가 취출될 수 있는 통로를 형성하기 위해, 인체표피의 각질층을 관통하는 장치 (10, 88, 98, 104) 로서As a device (10, 88, 98, 104) penetrating the stratum corneum of the human epidermis, to form a passageway through which the agent can be taken out 하방으로 연장하는 복수개의 마이크로블레이드 (4) 를 갖는 시트 (6); 및A sheet 6 having a plurality of microblades 4 extending downward; And 상기 시트 (6) 상부에, 상기 통로를 통해 상기 제제를 취출하는 수집기 (26, 90, 106) 를 구비하고,On top of the sheet 6, there are collectors 26, 90, 106 for taking the agent out through the passage, 상기 형성된 통로를 통해 취출된 제제에 대한 반응을 지시하는 제제 감지부 (108) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인체표피의 각질층을 관통하는 장치.The apparatus further comprises a formulation detecting unit for instructing a response to the formulation taken out through the formed passageway, the device that penetrates the stratum corneum of the human epidermis. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 수집기 (26, 90, 106) 는 시트의 개구 (8) 를 통하여 인체표피로부터 제제를 샘플링하도록 위치되는 것을 특징으로 하는, 인체표피의 각질층을 관통하는 장치.The collector (26, 90, 106) is characterized in that it is positioned to sample the preparation from the human epidermis through the opening (8) of the sheet, the device penetrating the stratum corneum of the human epidermis. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 수집기는 역 전기운반 장치 (reverse electrotransport; 10) 인 것을 특징으로 하는, 인체표피의 각질층을 관통하는 장치.The collector is a reverse electrotransport (10), characterized in that the penetrating the stratum corneum of the human epidermis. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 수집기는 수동 (passive) 확산 장치 (88, 98) 인 것을 특징으로 하는, 인체표피의 각질층을 관통하는 장치.And the collector is a passive diffusion device (88, 98). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수집기는 삼투압 장치 (104) 인 것을 특징으로 하는, 인체표피의 각질층을 관통하는 장치.And the collector is an osmotic device (104). 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 수집기는, The collector, 시트 (6) 의 개구 (8) 를 가로질러 위치된 반투성막 (94); 및A semipermeable membrane 94 positioned across the opening 8 of the sheet 6; And 상기 반투성막 (94) 상의 흡수 패드 (106) 를 구비하는 것을 특징으로 하는, 인체표피의 각질층을 관통하는 장치.And an absorbent pad (106) on said semipermeable membrane (94). 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 흡수 패드 (106) 는 삼투압 활성재료를 함유하는 것을 특징으로 하는, 인체표피의 각질층을 관통하는 장치.The absorbent pad (106) is a device for penetrating the stratum corneum of the human epidermis, characterized in that it contains an osmotic active material. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제제 감지부 (108) 는 글루코스 센서인 것을 특징으로 하는, 인체표피의 각질층을 관통하는 장치.The agent detecting unit (108) is a glucose sensor, characterized in that penetrating the stratum corneum of the human epidermis.
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