KR20160067194A - 침투제 전달 시스템 및 그의 사용방법 - Google Patents

Abstract

침투제 조성물을 대상의 생체막을 통해 형성된 적어도 하나의 경로를 거쳐 대상에 전달하기 위한 패치, 시스템 및 방법이 개시된다. 패치는 매트릭스, 매트릭스내에 분산된 적어도 하나의 친수성 침투제를 포함하며, 이때 침투제의 적어도 일부는 대상으로부터 받은 생물학적 수분 및 매트릭스내에 분산된 적어도 하나의 침투 증강제에 용해될 수 있다. 침투제 조성물을 대상의 피부층을 통해 형성된 적어도 하나의 경로를 거쳐 대상에 전달하기 위한 시스템 및 방법이 또한 개시된다.

Description

침투제 전달 시스템 및 그의 사용방법{PERMEANT DELIVERY SYSTEM AND METHODS FOR USE THEREOF}

우선권 주장

본 출원은 2008년 3월 31일 출원된 미국 임시 특허출원 제61/040,744호의 이점을 청구하며, 그의 전체내용은 본 원에 참고로 원용된다. 본 출원은 또한 2008년 6월 25일 출원된 미국 임시 특허출원 제61/133,101호의 이점을 청구하며, 그의 전체내용은 본 원에 참고로 원용된다.

발명의 분야

본 발명은 일반적으로 경피 침투제 전달 분야, 및 보다 구체적으로 상기 경피 침투제를 사용하기 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.

발명의 배경

경피 약물 전달 시스템은 지난 20 년간 다양한 치료 처방용으로 시판되어 오고 있다. 경피 전달 시스템은 전형적으로, 폐쇄 환경을 조성하고, 백킹(backing) 표면을 통해 약물이 손실되는 것을 방지하는 외측 불침투성 백킹층과 접착제 및/또는 속도 조절막으로 기능하는 내측 중합층으로 구성된 두 중합층 사이에 약물 저장소 또는 약물-폴리머 매트릭스가 샌드위치된 다층 중합 라미네이트로 제조된다. 약물 저장소 디자인과 관련하여는, 저장소가 백킹과 속도 조절막 사이에 샌드위치된다. 약물은 마이크로다공성(microporous) 또는 비다공성(nonporous)일 수 있는 속도 조절막을 통해서만 방출된다. 약물 저장소 구획에서 약물은 용액, 현탁액 또는 겔 형태일 수 있거나, 고체 폴리머 매트릭스에 분산될 수 있다. 중합막의 외측 표면상에 약물과 상용성인 저알레르기성 접착제 폴리머 박층이 도포될 수 있다.

약물 매트릭스 디자인으로는, 매트릭스 분산 시스템 및 접착제내 약물 시스템(drug-in-adhesive system)의 두가지 형태가 있다. 접착제내 약물 시스템에서, 약물 저장소는 약물을 접착제 폴리머에 분산시킨 후, 불침투성 백킹층 상에 접착제를 용융시키거나(핫-멜트(hot-melt) 접착제의 경우), 용매 캐스팅(solvent casting)에 의해 약물 처리된 폴리머 접착제를 스프레딩함으로써 형성된다. 저장소 상부에 약물 처리되지 않은 접착제 폴리머층이 도포된다. 매트릭스 분산 시스템의 경우에, 약물은 친수성 또는 친유성 폴리머 매트릭스에 균질하게 분산되며, 용매 캐스팅 또는 압출에 의해 약물-불침투성 백킹층상에 고정된다. 약물 저장소 측에 접착제를 도포하는 대신, 주변 접착제 형성이 적용된다.

가장 일반적인 경피 제품은 사실상 친유성으로서 피부 외층, 즉 각질층의 리피드 이중층을 통해 용해 및 확산되는 소분자 약물(< 500 달톤)을 함유한다. 대부분의 경피 제품은 친수성 또는 수용성 염 형태가 아닌 친유성 베이스 형태의 약물을 함유한다. 경피 전달은 전형적으로 적당한 크기의 패치 영역을 통해 충분히 유동되도록 소분자로 제한된다. 경피 유동을 증가시키기 위해, 화학적 침투 증강제가 경피 제제에 첨가된다. 그러나, 화학적 침투 증강제의 사용은 친수성 또는 수용성 약물, 또는 1000 달톤 보다 큰 임의 분자를 치료적 수준으로 충분히 유동시키는데 성공적이지 않았다.

따라서, 침투제를 대상에 치료적 전달 비율로 경피 전달하기 위한 개량된 방법, 시스템 및 장치가 요망된다.

발명의 개요

본 발명은 대상의 생체막을 통해 침투제를 전달하기 위한 장치, 시스템 및 방법을 제공한다.

제 1 측면으로, 본 발명은 매트릭스, 적어도 하나의 친수성 침투제 및 매트릭스내에 분산된 적어도 하나의 침투 증강제를 함유하며, 이때 친수성 침투제의 적어도 일부는 대상으로부터 받은 생물학적 수분에 용해될 수 있는 패치에 관한 것이다.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 친수성 침투제는 생물활성제(bioactive agent)이다. 특정 구체예에 있어서, 친수성 침투제는 단백질이다. 다른 특정 구체예에 있어서, 친수성 침투제는 소분자이다. 일 구체예에 있어서, 친수성 침투제는 엑세나티드 (exenatide), 펜타닐 시트레이트, 하이드로모르폰 또는 인슐린으로부터 선택된다.

본 발명의 다른 구체예에 있어서, 침투 증강제는 pH 조절제이다. 특정 구체예에 있어서, 침투 증강제는 시트르산이나트륨, 숙신산 및 트리스로부터 선택된다.

본 발명의 또 다른 구체예에 있어서, 매트릭스는 폴리머 매트릭스이다. 일 구체예에 있어서, 폴리머 매트릭스는 단일 폴리머를 함유한다. 특정 구체예에 있어서, 폴리머는 수불용성 폴리머 및 수용해성 폴리머로부터 선택된다. 에틸렌 비닐 아세테이트 및 에틸 셀룰로스가 전형적인 수불용성 폴리머이다. 폴리비닐 알콜이 전형적인 수용해성 폴리머이다.

그밖의 다른 본 발명의 구체예에 있어서, 폴리머 매트릭스는 2 이상의 폴리머를 함유한다. 일 구체예에 있어서, 2 이상의 폴리머는 수불용성 폴리머, 수용해성 폴리머 및 이들의 조합물로부터 선택된다. 특정 구체예에 있어서, 폴리머 매트릭스는 에틸렌 비닐 아세테이트 및 에틸 셀룰로스를 함유한다. 다른 특정 구체예에 있어서, 폴리머 매트릭스는 에틸렌 비닐 아세테이트 및 폴리비닐 알콜을 함유한다.

본 발명의 다른 구체예에 있어서, 친수성 침투제는 약 5 분 내지 약 7 일 범위의 투여 기간동안 대상에 전달된다. 일 구체예에 있어서, 친수성 침투제는 약 7 일의 투여 기간동안 대상에 전달된다. 다른 구체예에 있어서, 친수성 침투제는 약 3 일의 투여 기간동안 대상에 전달된다. 또 다른 구체예에 있어서, 친수성 침투제는 약 12 내지 약 36 시간 범위의 투여 기간동안 대상에 전달된다. 그밖의 또 다른 구체예에 있어서, 친수성 침투제는 약 24 시간의 투여 기간동안 대상에 전달된다.

본 발명의 또 다른 구체예에 있어서, 패치는 또한 용해도 조절제를 포함한다. 일 구체예에 있어서, 용해도 조절제는 염이다. 특정 구체예에 있어서, 용해도 조절제는 염화나트륨 및 황산암모늄으로부터 선택된다.

특정 구체예에 있어서, 본 발명은 대상의 생체막을 통해 엑세나티드를 전달하기 위한 패치에 관한 것으로서, 상기 패치는 엑세나티드 및 적어도 하나의 침투 증강제를 함유하는 폴리머 매트릭스를 포함하며, 상기 엑세나티드의 적어도 일부는 대상으로부터 받은 생물학적 수분에 용해된다. 특정 구체예에 있어서, 침투 증강제는 pH 조절제이다. 일 구체예에 있어서, pH 조절제는 숙신산이다. 다른 특정 구체예에 있어서, 폴리머 매트릭스는 에틸렌 비닐 아세테이트 및 에틸 셀룰로스를 함유한다. 특정 구체예에 있어서, 엑세나티드는 약 5 시간 내지 약 7 일 범위의 투여 기간동안 대상에 전달된다. 대상에 전달된다. 일 구체예에 있어서, 엑세나티드는 약 24 시간, 약 3 일 또는 약 7 일의 투여 기간동안 대상에 전달된다.

그밖의 다른 특정 구체예에 있어서, 본 발명은 대상의 생체막을 통해 인슐린을 전달하기 위한 패치에 관한 것으로서, 상기 패치는 인슐린 및 적어도 하나의 침투 증강제를 함유하는 폴리머 매트릭스를 포함하며, 상기 인슐린의 적어도 일부는 대상으로부터 받은 생물학적 수분에 용해된다. 특정 구체예에 있어서, 침투 증강제는 pH 조절제이다. 특정 구체예에 있어서, pH 조절제는 트리스이다. 다른 특정 구체예에 있어서, 폴리머 매트릭스는 에틸렌 비닐 아세테이트 및 폴리비닐 알콜을 함유한다. 특정 구체예에 있어서, 인슐린은 약 5 시간 내지 약 7 일 범위의 투여 기간동안 대상에 전달된다. 대상에 전달된다. 일 구체예에 있어서, 인슐린은 약 24 시간, 약 3 일 또는 약 7 일의 투여 기간동안 대상에 전달된다.

제 2 측면에 따라, 본 발명은 엑세나티드 및 적어도 하나의 침투 증강제를 함유하는 패치에 관한 것이다. 침투 증강제는 본 발명의 제 1 측면과 관련하여 상술된 임의의 침투 증강제일 수 있다. 특정 구체예에 있어서, 침투 증강제는 pH 조절제이다. 일 구체예에 있어서, 패치는 폴리머 매트릭스를 함유하며, 여기에서 폴리머는 본 발명의 제 1 측면과 관련하여 상술된 임의의 폴리머일 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 패치는 침투제 저장소를 함유한다. 또 다른 구체예에 있어서, 패치는 용해도 조절제를 추가로 포함하며, 여기에서 용해도 조절제는 본 발명의 제 1 측면과 관련하여 상술된 임의의 용해도 조절제일 수 있다. 그밖의 다른 구체예에 있어서, 엑세나티드는 일정 투여 기간동안 대상에 투여되며, 이때 투여 기간은 본 발명의 제 1 측면과 관련하여 상술된 임의의 기간일 수 있다.

제 3 측면에 따라, 본 발명은 적어도 하나의 침투제 및 숙신산 및 트리스로부터 선택되는 적어도 하나의 pH 조절제를 함유하는 패치에 관한 것이다. 침투제는 본 발명의 제 1 측면과 관련하여 상술된 임의의 침투제일 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 패치는 폴리머 매트릭스를 함유하며, 여기에서 폴리머는 본 발명의 제 1 측면과 관련하여 상술된 임의의 폴리머일 수 있다. 또 다른 구체예에 있어서, 패치는 침투제 저장소를 함유한다. 그밖의 다른 구체예에 있어서, 침투제는 일정 투여 기간동안 대상에 투여되며, 이때 투여 기간은 본 발명의 제 1 측면과 관련하여 상술된 임의의 기간일 수 있다.

특정 일 구체예에 있어서, 본 발명은 침투제 저장소, 엑세나티드, 및 숙신산 및 트리스로부터 선택되는 적어도 하나의 pH 조절제를 함유하는 패치에 관한 것이다.

다른 특정 구체예에 있어서, 본 발명은 침투제 저장소, 인슐린, 및 숙신산 및 트리스로부터 선택되는 pH 조절제를 함유하는 패치에 관한 것이다.

제 4 측면에 따라, 본 발명은 대상의 생체막을 통해 침투제를 전달하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 상기 시스템은 포레이터 및 패치를 포함하며, 상기 패치는 매트릭스 및 적어도 하나의 친수성 침투제 및 매트릭스내에 분산된 적어도 하나의 침투 증강제를 함유하고, 친수성 침투제의 적어도 일부는 상기 포레이터에 의해 형성된 하나 이상의 마이크로기공을 통해 대상에 의해 제공된 생물학적 수분에 용해될 수 있다.

일 구체예에 있어서, 포레이터는 가열식 포레이터이다. 다른 구체예에 있어서, 포레이터는 기계식 포레이터, 레이저 포레이터 및 유압식(hydraulic) 포레이터로부터 선택된다.

친수성 침투제, 침투 증강제, 다양한 폴리머 성분을 포함하는 매트릭스, 추가의 용해도 조절제 및 투여 기간을 비롯하여, 본 발명의 제 1 측면과 관련하여 상술된 다양한 구체예가 본 발명의 제 4 측면에도 적용될 수 있다.

특정 구체예에 있어서, 본 발명은 대상의 생체막을 통해 엑세나티드를 전달하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 포레이터 및 패치를 포함하며, 상기 패치는 엑세나티드 및 적어도 하나의 침투 증강제를 함유하는 폴리머 매트릭스를 포함하고, 엑세나티드의 적어도 일부는 대상에 의해 제공된 생물학적 수분에 용해되며, 약 5 분 내지 약 7 일 범위의 투여 기간에 걸쳐 대상에 전달된다. 특정 구체예에 있어서, 포레이터는 가열식 포레이터이다. 다른 특정 구체예에 있어서, 침투 증강제는 pH 조절제이다. 일 구체예에 있어서, pH 조절제는 숙신산이다. 다른 특정 구체예에 있어서, 폴리머 매트릭스는 에틸렌 비닐 아세테이트 및 에틸 셀룰로스를 함유한다. 다른 특정 구체예에 있어서, 엑세나티드는 약 24 시간, 약 3 일 및 약 7 일로부터 선택되는 투여 기간에 걸쳐 대상에 전달된다.

다른 특정 구체예에 있어서, 본 발명은 대상의 생체막을 통해 인슐린을 전달하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 포레이터 및 패치를 포함하며, 상기 패치는 인슐린 및 적어도 하나의 침투 증강제를 함유하는 폴리머 매트릭스를 포함하고, 인슐린의 적어도 일부는 대상에 의해 제공된 생물학적 수분에 용해된다. 특정 구체예에 있어서, 포레이터는 가열식 포레이터이다. 다른 특정 구체예에 있어서, 침투 증강제는 pH 조절제이다. 일 구체예에 있어서, pH 조절제는 트리스이다. 다른 특정 구체예에 있어서, 폴리머 매트릭스는 에틸렌 비닐 아세테이트 및 폴리비닐 알콜을 함유한다. 다른 특정 구체예에 있어서, 인슐린은 약 24 시간, 약 3 일 및 약 7 일로부터 선택되는 투여 기간에 걸쳐 대상에 전달된다.

제 5 측면에 따라, 본 발명은 대상의 생체막을 통해 엑세나티드를 전달하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 이 시스템은 포레이터 및 패치를 모두 포함하고, 상기 패치는 엑세나티드 및 적어도 하나의 침투 증강제를 함유한다. 포레이터는 본 발명의 제 4 측면과 관련하여 상술된 임의의 포레이터일 수 있다. 특정 구체예에 있어서, 포레이터는 가열식 포레이터이다. 다른 구체예에 있어서, 포레이터는 기계식 포레이터, 레이저 포레이터 및 유압식 포레이터로부터 선택된다.

침투 증강제, 다양한 폴리머 성분을 포함하는 매트릭스, 추가의 용해도 조절제 및 투여 기간을 비롯하여, 본 발명의 제 2 측면과 관련하여 상술된 다양한 구체예가 본 발명의 제 5 측면에도 적용될 수 있다.

제 6 측면에 따라, 본 발명은 대상의 생체막을 통해 엑세나티드를 전달하기 위한 시스템으로서, 이 시스템은 포레이터 및 패치를 둘다 포함하며, 상기 패치는 적어도 하나의 침투제, 및 숙신산 및 트리스로부터 선택되는 적어도 하나의 pH 조절제를 함유한다.

침투 증강제, 다양한 폴리머 성분을 포함하는 매트릭스, 추가의 용해도 조절제 및 투여 기간을 비롯하여, 본 발명의 제 3 측면과 관련하여 상술된 다양한 구체예가 본 발명의 제 6 측면에도 적용될 수 있다. 일 구체예에 있어서, 패치는 침투제 저장소를 함유한다.

제 7 측면에 따라, 본 발명은 생체막에 하나 이상의 마이크로기공을 형성하고, 패치를 침투제가 전달되도록 하나 이상의 마이크로기공과 물리적으로 접촉하여 위치시키는 단계를 포함하는, 대상의 생체막을 통해 침투제를 전달하는 방법에 관한 것으로서, 상기 패치는 폴리머 매트릭스 및 적어도 하나의 친수성 침투제 및 매트릭스내에 분산된 적어도 하나의 침투 증강제를 포함하며, 친수성 침투제의 적어도 일부는 상기 포레이터에 의해 형성된 하나 이상의 마이크로기공을 통해 대상에 의해 제공된 생물학적 수분에 용해될 수 있다.

일 구체예에 있어서, 가열식 포레이션(poration) 장치에 의해 하나 이상의 마이크로기공이 형성된다. 다른 구체예에 있어서, 열 천공 장치, 레이저 삭마 장치 및 유압식 장치로부터 선택되는 장치에 의해 하나 이상의 마이크로기공이 형성된다. 특정 구체예에 있어서, 생체막을 열적으로 제거하기에 충분한 에너지를 생체막에 전달하도록 생체막과 실질적으로 물리적으로 접촉하여 위치한 열 전도 소자에 의해 하나 이상의 마이크로기공이 형성된다.

침투제, 침투 증강제, 다양한 폴리머 성분을 포함하는 매트릭스, 추가의 용해도 조절제 및 투여 기간을 비롯하여, 본 발명의 제 1, 2 및 3 측면과 관련하여 상술된 다양한 구체예가 본 발명의 제 7 측면에도 적용될 수 있다.

본 발명의 추가의 측면이 이하 상세한 설명, 도면 및 청구항에서 일부 설명될 것이며, 부분적으로는 상세한 설명으로부터 유추할 수 있거나, 본 발명을 실시함으로써 습득할 수 있다. 상기 일반적인 설명 및 이하 상세한 설명은 예시적인 것으로서 설명만을 목적으로 하고, 개시된 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다.

본 원 명세서의 일부를 구성하고 이에 포함되는 도면은 본 발명의 특정 측면을 예시하며, 설명과 함께 본 발명의 원리를 제한없이 설명하고자 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 침투제 전달 패치의 측면도를 나타낸다.
도 2는 천공으로 표면적이 증가된 본 발명의 일 측면에 따른 침투제 전달 패치의 측면도를 나타낸다.
도 3 은 저장소 또는 매트릭스가 적층 배열로 위치한 다수의 전달 저장소 또는 매트릭스를 포함하는 본 발명의 일 측면에 따른 침투제 전달 패치의 측면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 예시적인 침투제 전달 패치를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 측면에 따른 전기 삼투 펌프 어셈블리의 개략도를 나타낸다.
도 6은 제 1, 제 2 및 제 3 전극 어셈블리를 추가로 포함하는 본 발명의 일 측면에 따른 예시적인 경피 침투제 전달 패치를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 침투제 전달 저장소에 대한 예시적인 시험관내 방출 키네틱을 나타낸 차트이다.
도 8은 본 발명의 일 측면에 따른 침투제 전달 저장소 또는 매트릭스에 대한 예시적인 약동학 프로필 데이터를 나타낸 차트이다.
도 9는 본 발명에 따른 침투제 전달 저장소에 대해 무모(hairless) 래트에서 혈청 약물 농도에 대한 폴리머 및 펜타닐 시트레이트의 로딩 변화 효과를 나타낸 것이다.
도 10은 위약 또는 약물-함유 필름 적용 후 무모 래트에서 펜타닐 혈청 농도를 나타낸다.
도 11은 침투 증강제로 트리스를 함유하는 인슐린 제제에 수용해성 폴리머인 폴리비닐 알콜(PVA)을 첨가한 후 효과 입증을 보여주는 차트이다.
도 12는 침투 증강제로 트리스를 함유하는 인슐린 제제에 에틸 셀룰로스(EC), 수-불용성 폴리머를 첨가한 후 효과 입증을 보여주는 차트이다.
도 13은 무모 래트에서 엑세나티드 전달에 대한 다양한 침투 증강제의 효과를 입증하는 차트이다.
도 14는 엑세나티드의 전달 연장을 위해 만들어진 제제에서 24시간에 걸친 숙신산(succinic acid, SA) 및 에틸 셀룰로스의 효과를 나타내는 차트이다.
도 15는 숙신산 및 시트르산이나트륨 필름으로부터의 엑세나티드 방출을 조절하는 에틸 셀룰로스의 효과를 나타낸다.
도 16은 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA) 및 대상 침투 증강제를 함유하는 엑세나티드 필름으로부터의 엑세나티드 시험관내 방출에 관한 침투 증강제 조성물의 효과를 나타내는 차트이다.
도 17은 기공 침투성 유지에 관한 침투 증강제 동일성의 효과를 나타낸다.

본 발명은 아래의 상세한 설명, 실시예, 특허청구범위, 및 그들의 전,후술 설명을 참조하여 더욱 쉽게 이해될 수 있다.

본 발명의 조성물, 장치, 시스템, 및/또는 방법이 개시 및 설명되기 전에, 본 발명은 달리 특정되지 않는 한 개시되는 특정 물건, 장치, 시스템, 및/또는 방법에 제한되지 않음이 이해되어야 한다. 또한 본 원에서 사용되는 용어는 특정 측면을 설명하기 위한 목적일 뿐 제한하려는 것이 아님이 이해되어야 한다.

아래 본 발명의 설명은 현재 알려진 구체예에 있어서 본 발명의 최선의 교시로서 제공된다. 당업자는 본 발명의 유리한 결과를 여전히 확보하면서, 설명된 구체예에 다수의 변화가 가해질 수 있음을 인식할 것이다. 또한 본 발명에서 요구하는 이익의 일부는 다른 특징들을 이용하지 않고 본 발명의 일부 특징을 선택함으로써 얻어질 수 있음이 명백할 것이다. 따라서, 당업자들은 본 발명에 대한 다수의 변경 및 개조가 가능하고, 특정 환경에서는 오히려 바람직할 수 있으며, 본 발명의 일부라는 것을 인식할 것이다. 그러므로, 아래의 설명은 본 발명의 본질에 대한 실례로서 제공되는 것이지 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

본 원에서, 단수형 지칭들 "하나 또는 한" 및 "그"는 문맥상 분명한 다른 언급이 없는 한 복수를 포함한다. 따라서, 예를 들어, "생물활성제"를 포함하는 패치란 문맥상 분명한 다른 언급이 없는 한, 둘 이상의 생물활성제를 갖는 측면들을 포함한다.

본 원에서 범위는 "약" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 다른 하나의 특정 값까지로 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 또 다른 측면은 그 하나의 특정값으로부터 및/또는 그 다른 하나의 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 값들이 근사치로 표현될 경우, 선행사 "대략" 또는 "약"의 사용에 의해, 그 특정 값은 다른 측면을 형성함이 이해될 것이다. 또한 각 범위들의 종점은 나머지 종점과 관련되어서, 그리고 나머지 종점과 독립적으로 의미가 있음이 이해되어야 한다.

본 원에서, "임의의" 또는 "임의로"란 이어서 설명되는 사건 또는 상황이 발생하거나 발생하지 않을 수 있고, 그 설명이 상기 사건 또는 상황이 발생하거나 발생하지 않는 실례들을 포함함을 의미한다.

본 원에서, 한 성분의 "중량 퍼센트(weight percent)" 또는 "중량 기초 퍼센트(percent by weight)"는, 특별히 반대로 언급되지 않는 한, 그 성분이 포함된 제형 또는 조성물의 전체 중량을 기준으로 한 것이다.

본 원에서, "유효한", "유효량" 또는 "~에 유효한 상태"란 기능 또는 특성을 수행할 수 있도록 효과적인 양으로 적용되는 양 또는 상태를 말한다. 이후에서 지적되듯이, 요구되는 정확한 양 또는 특정 상태는 인식되는 변수, 예를 들어 사용되는 물질 및 관측되는 절차적 조건에 의존하여, 일 구체예로부터 다른 구체예까지 변할 것이다. 따라서, 정확한 "유효량" 또는 "~에 유효한 상태"를 일일이 열거하는 것이 항상 가능한 것은 아니다. 그러나, 적절한 유효량 또는 유효한 상태는 통상적인 실험만으로도 당업자를 통해 쉽게 결정될 것임이 이해되어야 한다.

본 원에서, 침투제의 "치료량" 또는 "치료적으로 유효량"은 원하는 결과를 제공할 수 있는 침투제의 양을 말한다. 원하는 결과는 침투제 투여의 예측된 것, 예상밖의 것, 또는 의도되지 않은 결과일 수도 있다.

본 원에서, "패치"란 비제한적인 예에서, 통상적인 약물 저장소(reservoir), 약물 매트릭스 패치 또는 경피적 약물 전달 기술의 사용에 적합한 임의의 다른 패치 형태를 포함할 수 있다. 약물 저장소형의 일 구체예에 있어서, 저장소가 백킹과 속도 조절막 사이에 끼워 넣어질 수 있다. 약물은 마이크로다공성 또는 비다공성일 수 있는 속도 조절막을 통해서만 방출된다. 약물 저장소부에서, 약물은 예를 들어, 비제한적으로 용액, 현탁액, 겔 또는 고체 골격에 분산된 형태일 수 있다. 생체막의 외표면 상에 약물-적합성, 저자극성 접착폴리머 박층이 임의로 적용될 수 있다. 약물 매트릭스형의 일 구체예에 있어서, 흔히 알려진 두 가지 형태, 접착제내 약물 시스템 및 매트릭스 분산 시스템이 포함된다. 접착제 내 약물 시스템의 일 구체예에 있어서, 약물 저장소는 접착폴리머에 약물을 분산한 다음, 약물을 포함한 접착 폴리머를 용매 캐스팅하거나 불침투성 백킹층 상에 용융(속건성 접착제의 경우)시켜 펼침으로써 형성될 수 있다. 저장소의 상면에, 약물을 포함하지 않은 접착폴리머층이 적용될 수 있다. 매트릭스 분산 시스템의 일 구체예에 있어서, 약물은 친수성 또는 친유성 폴리머 매트릭스에 균일하게 분산되고 약물-불침투성 백킹층 상에 고정된다. 다른 구체예에 있어서는, 약물 저장소 면에 접착제를 적용하는 대신, 주변 접착제를 형성하도록 적용된다. 상기의 통상적인 약물 저장소 및 약물 매트릭스형 패치를 비롯한, 피부 상에 배치될 수 있는 모든 패치 형태들이 본 발명의 구체예로서 포함될 것이다.

본 원에서, "친수성 침투제"란 수분친화성을 갖는 침투제를 말한다. 일 측면에서, 수분은 피하 체액 내에 존재하거나 피하 체액에 의해 제공될 수 있다. 피하 체액은 세포 내 및/또는 세포 외 체액일 수 있다. 일 측면에서, 친수성 침투제는 적어도 실질적으로 수용해성이어서 물 또는 수분 공급원, 예를 들어 피하 체액과 접촉하면 친수성 침투제가 적어도 실질적으로 피하 체액에 용해되는 것일 수 있다. 다른 측면에서, 친수성 침투제는 피하 체액에 실질적으로 용해되지는 않지만 피하 체액 내에서 미립자 친수성 침투제의 현탁액을 형성하는 것일 수 있다. 또한 본 원에서, 친수성 침투제 조성물은 본 원에 설명된 것과 같은 하나 이상의 친수성 침투제를 포함할 수 있다.

본 원에서, "피하 체액(subcutaneous fluid)" 또는 "생물학적 수분(biological moisture)"은, 비제한적으로 수분, 혈장, 혈액, 하나 이상의 단백질, 조직액, 피부조직액, 임의의 피부층으로부터의 체액, 땀, 혈청, 림프액, 및/또는 그들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 본 발명에 따른 피하 체액은 물을 포함하는 수분 공급원이다.

본 원에서, "비-생물분해성"이란 피하 체액과 접촉시 실질적으로 분해, 용해 또는 침식되지 않는 물질, 화합물 또는 조성물을 말한다. 일 측면에서, 비-생물분해성 물질, 화합물 또는 조성물은 실질적으로 수불용성 물질, 화합물, 또는 조성물일 수 있다.

본 원에서, "침투제 사용효율(permeant utilization)"이란 소정의 침투제 투여기간 동안 패치에서 대상 내로 경피적으로 전달되는, 침투제 전달 패치 내에 포함된 초기 침투제 내용물의 퍼센티지를 말한다.

본 원에서, "대상(subject)"은 체액이 얻어질 수 있는 적어도 하나의 생체막을 가진 임의의 생물을 말한다. 일 측면에서, 전형적인 생체막은 이를 통해 피하 체액이 얻어질 수 있는 적어도 하나의 피부층이다. 예를 들어, 일 측면에서, 대상은 식물일 수 있다. 또한, 다른 측면에서, 대상은 동물일 수 있다. 일 측면에서, 동물은 포유류일 수 있다. 다른 측면에서, 동물은 비-포유류일 수 있다. 동물은 또한 변온동물, 예를 들어 어류, 파충류 또는 양서류일 수 있다. 또한, 동물은 항온동물, 예를 들어 인간, 농장 동물, 가축, 또는 실험용 동물일 수도 있다. 따라서, 본 발명은 임의의 특정 대상 또는 대상들의 그룹과 관련된 용도로 제한되지 않음이 이해되어야 한다.

본 원에서, "생체막"은 세포 내에서 또는 세포 주변에서 장벽으로 작용하는 것으로 둘러싸거나 분리하는 층을 포함한다. 일부 측면에서, 생체막은 지질-유리 분자 및 간헐적인 인터트와인드 단백질(intertwined protein)로 구성된 지질이중층일 수 있다. 본 원에서, 생체막은 또한 세포가 외부 환경과는 다른 화학적 또는 생화학적 환경을 유지할 수 있는 둘러싸인 공간 또는 구획을 정의한다. 일부 측면에서, 생체막은 선택적-침투 구조일 수 있는데, 이에 의해 그 구조를 통과하려는 원자 및 분자의 크기, 전하, 및 기타 화학적 특성들이 통과가능 여부를 결정할 것이다. 일 측면에서, 생체막은 점막일 수 있다. 전형적인 점막은, 비제한적으로 입, 잇몸, 위장, 목(경부), 질, 직장, 비강, 볼 및 눈의 생체막을 포함할 수 있다. 다른 측면에서, 생체막은 피부층일 수 있다.

본 원에서, "피부층"은 임의의 하나 이상의 표피층일 수 있다. 예를 들어, 일 측면에서, 피부층은 피부의 최외곽층, 즉 각질층을 포함한다. 다른 측면에서, 피부층은 흔히 과립층, 유극층(말피기층), 및 기저층으로 정의되는 하나 이상의 각질층 아래 표피층을 포함할 수 있다. 각질층 아래에 가려진 표피층을 통한 전달 또는 침투제의 흡수에 본질적으로 저항이 거의 없다는 점을 당업자는 인식할 것이다. 그러므로, 본 발명의 일 측면에서, 대상의 피부층에 형성된 적어도 하나의 통로는 대상의 각질층에서의 통로이다.

본 원에서, "증강제", "화학적 증강제", "투과 증강제", "침투 증강제", "침투 증강제" 등은 생체막을 가로질러 또는 조직액 내에서 침투제, 분석물 또는 다른 분자의 유동을 증가시키는 모든 증강제를 포함한다. 모든 셀 엔벨로프 디스오더링(cell envelope disordering) 화합물, 용매 및 임의의 기타 화학적 증강제가 포함되는 것으로 의도된다. 또한 pH 조절제, 가용성 조절제(이온강도 조절제, 염석제(salting-out agent) 및 수용해성 폴리머를 포함) 및 필러가 포함되는 것으로 의도된다. 또한 비제한적으로 음파 에너지 적용, 기계적 흡입, 압력, 또는 조직의 국소적 변형, 소노포레시스, 이온토포레시스, 또는 일렉트로포레이션을 비롯한 모든 활성력(active force) 증강제 기술이 포함된다. 경우에 따라서는, 친수성 침투제가 (침투제로서의 역할과 더불어) 동시에 또는 별개로서 침투 증강제로 작용할 수 있다. 하나 이상의 증강제 기술들이 순차적으로 또는 동시에 결합될 수 있다. 예를 들어, 화학적 증강제가 먼저 적용되어 모세혈관 벽을 침투화시킨 후, 이온토포레틱 또는 음파 에너지 필드가 적용되어 모세혈관(상)을 둘러싸고 구성하는 조직으로 침투제를 활발하게 이동시킨다.

본 원에서, "경피적(transdermal)" 또는 "피부경유(percutaneous)"는 하나 이상의 피부층 내로, 그 피부층을 거쳐 침투제가 통과하여 침투제의 효과적인 치료적 혈액 수준 또는 국소적인 조직 수준을 달성하는 것을 포함한다.

본 원에서, "형성된 개구부", "인공 개구부" 또는 "마이크로기공(micropore)"은 그것을 통하여 체액을 전달 또는 추출하기에 적절한 크기인 임의의 생체막 상 신체적 틈을 의미한다. 따라서 "형성된 개구부", "인공 개구부", "마이크로기공"은 생체막 내에 또는 그것을 통하여 원하는 깊이로 형성된 작은 구멍, 개구부 또는 틈을 말한다. 일 구체예에 있어서, 마이크로기공이란 피부 표면에 생물학적 체액이 생기게 하는 임의의 피부 마모 기술의 결과물을 말한다. 일 구체예에 있어서, 개구부는 미국특허 제5,885,211호 및 제7,141,034호에 개시된 바와 같은 열에너지 전도를 거쳐 형성될 수 있고, 상기 미국특허의 교시는 본 원에서 참조로서 원용된다. 또한 기계적 절차, 파이로테크닉(pyrotechnic) 절차, 또는 고주파 제거(radio frequency ablation)의 사용을 통해 개구부가 형성될 수 있다. 일부 측면에서, 구멍 또는 기공의 크기는 예를 들어, 직경이 대략 1-1000, 5-700, 10-500, 50-300, 100-250, 50-100, 또는 70-90 미크론일 수 있다. 구멍 또는 기공은 임의의 형상, 예를 들어, 원통, 실트, 홀, 정사각형, 골(trough), 크레이터 등의 형상일 수 있다. 단순화 차원에서 마이크로기공이란 용어가 단수형으로 사용되지만, 장치, 시스템 및 방법들을 통해 많은 다수의 개구부 또는 기공들을 형성할 수 있음이 이해되어야 한다.

본 원에서, "포레이션", "마이크로포레이션", 또는 그와 유사한 임의의 용어는 조직 또는 생체막, 예를 들어 피부 또는 점막, 또는 생물의 외층 내에 또는 그것을 통하여 작은 구멍 또는 틈 (이후 "마이크로기공"으로도 지칭됨)을 형성하여, 선택된 목적을 위해 적어도 하나의 침투제가 생체막의 한쪽에서 다른 쪽으로 통과하도록 생체막의 장벽 특성을 감소시키는 것을 의미한다. 바람직하게는 그렇게 형성된 구멍 또는 "마이크로기공"은 직경이 대략 1-1000 미크론이며, 하부 조직에 불리한 영향을 미침이 없이 각질층의 장벽 특성을 깨기에 충분하도록 생체막 내로 확장된다. 다른 구체예들에 있어서, 그렇게 형성된 구멍 또는 마이크로기공은 직경이 대략 1-1000, 5-700, 10-500, 50-300, 100-250, 50-100, 또는 70-90 미크론이다. 단순화 차원에서 "마이크로기공"이란 용어가 단수형으로 사용되지만, 본 발명의 장치는 다수의 인공 개구부들을 형성할 수 있음이 이해되어야 한다. 포레이션은 선택된 목적을 위해, 또는 특정의 내과적 내지 외과적 절차를 위해 신체에 대한 생체막의 장벽 특성을 감소시킬 수 있다. 본 원에서 언급되는 마이크로포레이션 절차는 마이크로기공의 전형적인 최소 크기에 의해 일렉트로포레이션으로 형성되는 개구부과 원칙적으로 구별되며, 일반적으로 가로가 약 1 미크론 이상이고 깊이가 적어도 약 1 미크론 이상이다. 반면 일렉트로포레이션으로 형성된 개구부는 전형적으로 임의의 치수가 수 나노미터에 불과하다. 그럼에 불구하고, 일렉트로포레이션은 침투제가 더 깊은 조직층을 향해 마이크로기공을 통과한 후, 생물의 외층 아래 목표 조직에 의한 선택된 침투제의 흡수를 촉진하는데 유용하다. 본원의 목적상, "포레이션" 및 "마이크로포레이션"은 상호교환적으로 사용된다.

"마이크로포레이터" 또는 "포레이터"는 마이크로포레이션 장치를 위한 구성요소이다. 마이크로포레이터 또는 포레이터의 예는, 비제한적으로: 생체막에의 직접 접촉을 거쳐 열 에너지를 전도 전달할 수 있어 마이크로기공을 형성하기에 충분한 깊이로 생체막 일부를 제거하는 하나 이상의 필라멘트를 구비한 장치를 포함하는 열 포레이션 장치, 생체막과 실질적으로 신체적 접촉상태에 놓여져 상기 생체막을 열적으로 제거하기에 충분한 에너지를 생체막에 전달하는 열 전도 엘리먼트, 및 임의로 가열된 국소 염료/흡수제 층; 전기기계적 작동기, 미소란셋(microlancet), 및 고체, 중공 미소바늘 또는 란셋의 배열을 포함하는 기계적 제거장치; 고주파 제거기, 음파 에너지 제거기; 레이저 제거 시스템; 고압 체액 제트 천공기를 포함하는 유압식 천공(hydraulic puncture) 장치; 피부 표면의 신체적 마모를 이용한 기술들; 피부 발리스틱(ballistic) 전달 장치; 등을 포함한다. 그 전부가 참조로서 원용되는, 미국특허 제7,141,034호에 개시된 바와 같은 박막 조직 인터페이스는 포레이터의 추가적인 예이다. 본 원에서, "마이크로포레이터" 및 "포레이터"는 상호교환적으로 사용된다.

"박막 조직 인터페이스(Thin Film Tissue Interface)" 또는 "TFTI"는 저항체를 통한 전류의 통과로 생성되는 열 에너지를 이용하여 마이크로기공을 형성하는 장치, TFTI 장치의 제조방법 및 기능적 작동을 가리키는 말로 사용된다. TFTI 장치는 광범위한 생체막에 하나 이상의 마이크로기공을 형성한다. TFTI는 분석물 모니터링, 침투제 예를 들어, 치료제 또는 문신 색소의 전달 향상을 위한 인간 피부의 열적 마이크로포레이션을 포함하는 용도를 가진다. TFTI는 신속하고 효과적으로 생체막 표면에 마이크로기공의 패턴 또는 배열을 형성하는 능력이 특징이다. 패턴은 다양한 기공 밀도를 가진 임의의 마이크로기공의 기하학적 간격일 수 있다. 일 구체예에 있어서, 기공 밀도는 0.2 ㎟ 당 1 기공이고, 기공 밀도는 0.005-800, 0.01-500, 0.1-500, 1-300, 10-200, 25-100 및 50-75 ㎠를 포함하여, 수 ㎟-수백 ㎠ 초과에 이르는 전 포레이션 면적에 걸칠 수 있다. TFTI 장치는 생체막과 컨트롤러 사이에 인터페이스를 형성할 수 있도록 얇고, 신축성이며, 합치될 수 있는 구조로 설계된다. 또한, TFTI는 컨트롤러 자체와 통합될 수 있고 이러한 통합 장치는 생체막에 접촉할 수 있다. 컨트롤러부는 TFTI 내의 각 포레이션 요소, 전극 또는 기타 능동 부품 예를 들어, 압력-탐촉자(piezo-transducer)에 요구되는 전기적 신호를 공급하여 포레이션 또는 기타 TFTI의 기능 예를 들어, 비제한적으로 이온토포레시스, 소노포레시스, 일렉트로포레이션, 또는 접촉조직의 임피던스 측정을 하게 한다. TFTI는 신축성이고 목표 생체막의 형상에 합치될 수 있다. TFTI는 매우 얇고 가볍게 제조되고, 패치와 분리되거나 통합식으로 사용될 수 있으며, 또한 엄빌리컬 케이블(umbilical cable)을 통해 컨트롤러 또는 전류 소스에 연결될 수 있어, 더욱 사용자 친화적인 환경을 제공한다. 하나 이상의 조절가능한 능동 부가적 유동증강 특성들, 예를 들어, 비제한적으로 압력 모듈레이션, 기계적 조작, 이온토포레시스, 전기-삼투, 소노포레시스 또는 일렉트로포레이션이 TFTI로 통합될 경우, 이러한 부가적 유동조절 특성의 활성화는 사전프로그램식, 컨트롤러로의 입력을 통한 사용자 조절식, 또는 자동식, 침투제의 주입속도가 선택된 분석물 또는 기타 측정가능한 생물 특성의 측정된 수준의 기능에 따라 조절되는 폐회로식으로 원격 컨트롤러 모듈에 의해 조절될 수 있다. 기타 측정가능한 특성은 심박수, 혈압, 체온, 호흡, 및 피부 표면 전도도를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 구체예에 있어서, 생물의 조직액 또는 혈청 내 포도당 농도의 실시간 측정에 기초하여 인슐린 주입속도를 조절하는 것이 유용하다. 다른 구체예에 있어서, 일부 치료 화합물, 특히 좁은 치료창(therapeutic window, 부정적 효과가 과도하게 견딜 수 없는 것이 되었을 경우에 대한 유효 약물 수준을 정의함)을 갖는 치료 화합물에 있어서, 이러한 화합물의 생물 내에서의 측정가능한 수준에 기초하여 주입속도를 조절하는 것이 바람직하며, 이로 인해 환자의 체질량 또는 신진대사와 관계없이 약물 농도를 요구되는 치료영역 내로 달성 및 유지하는 매우 정확하고 자가 적응적인 방법을 제공할 수 있다. TFTI의 설계 및 제조에 있어서, 다기능 제공을 위해 TFTI를 포함하는 다수의 전기전도성 트레이스(trace)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 저항성 포레이션 엘리먼트로 전류의 단펄스를 전달하여 열적 사이클링(thermal cycling)을 유도하는데 사용되는 트레이서가 마이크로포레이션의 폐회로 피드백 제어를 위해서 또는 마이크로기공 형성 후 수행되는 이온토포레시스나 일렉트로포레이션 절차를 위한 전극으로서의 증강 통합을 위해서 사용될 수 있다.

본 원에서 "이온토포레시스(iontophoresis)"는 2 이상의 전극의 사용을 통하여 조직 표면으로 외부 전기장의 적용 및 약물의 이온화된 형태 또는 이온 전달(전기-삼투)과 연관된 물 흐름으로 운반되는 이온화되지 않은 약물의 조직 또는 생물학적 유체 또는 분석물(analyte)의 유사 추출물로의 전달을 가리킨다.

본 원에서 "전기천공법(electroporation)"은 미소공보다 수 자릿수(orders of magntude) 작은 세포벽 내의 개구(opening)의 전류 흐름을 통한 발생을 가리킨다. 전기천공법으로 형성되는 개구는 전형적으로 어느 치수로도 단지 수 나노미터, 예를 들면 1 내지 10 나노미터이다. 일 예에서, 전기천공법은 침투제가 마이크로기공을 통하여 조직의 더 깊은 층으로 통과한 후에 개체의 외층 하부의 표적 조직에 의한 선택된 침투제의 세포 흡수(uptake)를 촉진하는데 유용하다.

본 원에서 "소노포레시스(sonophoresis)" 또는 "소니피케이션(sonification)"은 압전 수정 또는 다른 전기기계 소자에 교류를 통과시켜 진동시킴으로써 발생하는 음파 에너지를 가리키고, 일반적으로 초음파로서 기술되는 주파수를 포함할 수 있다. 약물 분자에 대한 피부의 침투성을 증가시키기 위한 음파 에너지의 사용은 소노포레시스 또는 포노포레시스(phonophoresis)라고 명명되었다.

본 발명은 부분적으로 생체막의 침투성을 증가시키는 것을 통하여 개발된 경피 전달에 대한 새로운 접근법에 기초한다. 일부 측면에 따르면, 침투성은 막의 적어도 하나의 층을 통하여 인위적인 개구 또는 경로의 형성을 통한 막의 물리적 변경으로써 얻어질 수 있다. 이러한 개구는 막을 통한 유체 소통(communication) 또는 접근을 제공할 수 있다. 예를 들면, 생체막이 각질 피부층인 경우 형성된 개구가 각질층 밑의 표피 및 진피 피부 조직의 수화된, 살아있는 층에 대한 접근 및 유체 소통을 제공할 수 있다. 그 목적을 달성하기 위하여, 이들 개구 또는 미소공은 이를 통하여 침투제가 확산될 수 있거나, 유체가 펌핑되거나, 미세입자가 전달되거나 또는 개체 내로부터 유체가 피부의 표면으로 나올 수 있는 수성 채널 또는 형성된 경로로서 여겨질 수 있다. 이 유형의 미소공 및 유체 흐름의 양방향성 특성을 활용함으로써 본 발명의 일 측면은 이하에서 상세하게 기술되는 경피 침투제 전달의 향상된 장치, 시스템 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 대상의 생체막을 통해 형성된 적어도 하나의 경로를 통하여 생물활성제의 대상 내로의 흐름(flux)을 일으키기 위하여 패치, 또는 패치 및 포레이터를 포함하는 시스템이 제공된다. 패치는 매트릭스를 포함한다. 매트릭스는 생체막에 접촉하기 위하여 조정된 표면을 가지고, 매트릭스는 생체막을 통하여 형성된 적어도 하나의 경로로부터 생물학적 수분을 흡수하거나 또는 받아들이기 위하여 추가로 조정될 수 있다. 침투제 조성물은 매트릭스 내에 배치된다. 침투제 조성물은 용해되지 않은 친수성 침투제를 포함하고, 상기 친수성 침투제는 적어도 하나의 생물활성제를 포함할 수 있으며, pH 조절제 같은 적어도 하나의 침투성 촉진제를 추가로 포함할 수 있다. 일 구체예에 있어서, 침투제 조성물의 친수성 침투제가 대상 내로 전달된다. 다른 구체예에 있어서, 침투제 조성물의 친수성 침투제 및 침투성 촉진제 모두가 대상 내로 전달된다. 일부 구체예에 있어서, 생물활성제는 적어도 하나의 침투성 촉진제의 기능 또한 제공할 수 있다.

일 구체예에 있어서, 패치의 하부 표면이 대상의 생체막을 통해 형성되는 적어도 하나의 경로와의 유체 소통(fluid communication) 내에 위치할 경우 침투제 조성물은 피하 유체와 같은 생물학적 수분과 접촉할 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 용해되지 않은 친수성 침투제의 적어도 일부분과, 일부 예에서는 침투성 촉진제의 적어도 일부분까지도 대상으로부터의 접촉된 생물학적 수분 내에서 용해되거나 현탁액을 형성할 수 있다. 다음의 설명에 제한되는 것은 아니지만, 일 구체예에 있어서 일단 수분의 유효 양이 매트릭스 내의 침투제 조성물과 접촉을 하면, 유체가 후속적으로 적어도 일부분의 침투제를 생체막을 통하여 대상 내로 다시 전달하기 위한 확산 경로를 제공하는 것으로 생각된다. 또 다른 측면에서 제한 없이, 패치의 하부 표면이 대상의 생체막을 통해 형성되는 적어도 하나의 경로와의 유체 소통 내에 위치할 경우 침투제 조성물의 적어도 일부분이 대상으로부터 피하 유체의 유효 양을 이끌어 낼 수 있을 정도로 침투제 조성물이 피하 유체에 대한 친화도를 가질 수 있다.

일 구체예에 있어서, 매트릭스는 패치의 하부 표면이 대상의 생체막을 통해 형성되는 적어도 하나의 경로와의 유체 소통 내에 위치할 경우 생체막에 접촉하기 위하여 조정된 표면을 가지고, 생체막을 통하여 형성된 적어도 하나의 경로로부터 생물학적 수분을 흡수 또는 다르게는 받아들이기 위하여 추가로 조정될 수 있다. 매트릭스는 적어도 하나의 폴리머를 포함할 수 있고, 2 이상의 폴리머를 포함할 수 있다. 폴리머 또는 복수의 폴리머는 수용해성 또는 수불용성 폴리머일 수 있다. 단일 매트릭스가 수용해성 및 수불용성 폴리머 모두를 포함할 수도 있다. 수용해성 폴리머의 비제한적인 예는 폴리에틸렌 글리콜(PEG 또는 PEO 또는 POE), 폴리비닐 알코올(PVA 또는 PVOH), 및 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 포함한다. 수불용성 폴리머의 비제한적인 예는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 및 에틸 셀룰로스(EC)를 포함한다. 예시적인 비제한적 측면에서, 매트릭스 물질은 패치의 대략 1 중량% 내지 약 99 중량%를 차지할 수 있고, 이는 패치의 약 25 중량%, 약 30 중량%, 약 35 중량%, 약 40 중량%, 약 45 중량%, 약 50 중량%, 약 55 중량%, 약 60 중량%, 약 65 중량%, 약 70 중량%, 약 75 중량% 및 약 80 중량%의 양을 포함한다. 부가적으로, 매트릭스 물질은 이들 수치에서 유래하는 중량 퍼센트의 임의의 범위 내의 임의의 양을 차지할 수 있다. 예를 들면, 예시적인 비제한적 측면에서, 매트릭스 물질은 패치의 약 1 내지 약 60 중량%, 패치의 약 20 내지 60 중량%, 패치의 약 20 내지 약 40 중량%, 또는 패치의 약 1 내지 약 40 중량%의 범위일 수 있다.

본 발명의 측면에 따르면, 매트릭스는 수불용성 폴리머 물질 또는 폴리머 물질의 조합을 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 일 측면에서, 매트릭스는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 코폴리머, 에틸 셀룰로스(EC), 폴리에틸렌, 폴리에틸 아크릴레이트, 및 에틸렌 및 에틸 아세테이트의 코폴리머 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일 측면에서 매트릭스는 0% 내지 대략 60%(이는 비닐 아세테이트 퍼센트로서 약 0%, 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55% 및 60% 및 이 수치들로부터 유래하는 임의의 퍼센트 범위를 포함)의 범위에서 비닐 아세테이트의 상대적 퍼센트를 갖는 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머를 포함할 수 있다. 또 다른 측면에서, 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머는 약 40% 비닐 아세테이트를 포함한다.

상기를 종합하자면, 침투제 조성물은 적어도 하나의 친수성 침투제를 포함하고, 친수성 침투제는 적어도 하나의 생물활성제, 및 비제한적 예로 pH 조절제 같은 적어도 하나의 침투성 촉진제를 포함한다. 일부 구체예에 있어서, 친수성 침투제는 침투성 촉진제로서의 기능을 동시에(그의 침투제로서의 기능과 함께) 또는 별개로 수행할 수 있다. 또한, 침투제 조성물은 선택적으로 투여에 적절한 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 침투제는 선택적으로 용해도 조절제, 필러(이것은 일부 경우 생체적합 필러를 의미할 수 있다), 또는 바람직한 경피 전달을 제공 또는 강화용으로 적절한 임의의 다른 관용적으로 알려진 물질을 추가로 포함할 수 있다. 용해도 조절제 및 필러의 예는 뒷부분에서 기술될 것이다. 일 측면에서, 친수성 침투제는 패치의 약적으로 약 1 중량% 내지 대략 약 99 중량%를 차지할 수 있고, 이는 패치의 약 5 중량%, 약 10 중량%, 약 15 중량%, 약 20 중량%, 약 25 중량%, 약 30 중량%, 약 35 중량%, 약 40 중량%, 약 45 중량%, 약 50 중량%, 약 55 중량%, 약 60 중량%, 약 65 중량%, 약 70 중량%, 및 약 75 중량%, 및 이들 수치로부터 유래되는 중량 퍼센트의 임의의 범위를 포함한다.

본 원에서, "생물활성제"는 임의의 약물, 화학물질, 또는 원하는 생물학적 또는 약리학적 효과를 유도할 수 있는 생물학적 물질을 포함한다. 효과는 국소 마취 효과를 제공하는 것처럼 국소적일 수도 있고 전신적일 수도 있다. 이러한 물질은 피부를 포함하는 체표면 및 막을 통과하는 것을 포함하는 체내로 정상적으로 전달되는 화합물의 넓은 클래스를 포함한다. 이를 위하여, 일 측면에서, 생물활성제는 소분자 물질일 수 있다. 다른 측면에서, 생물활성제는 거대분자 물질일 수 있다. 일반적으로, 예시적인 생물활성제는 다음의 것들을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다: 항생제 및 항바이러스제 같은 항감염제; 진통제 및 진통제 복합제; 식욕억제제(anorexics); 구충제; 항관절염제; 항천식제; 항경련제; 항우울제; 항당뇨제; 지사제; 항히스타민; 항염증제; 항편두통 제제; 항구토제; 항종양제; 항혈관형성 약물; 항파키슨제 약물; 항가려움제; 항정신병제; 해열제; 항연축제(antispasmodics); 항콜린제; 교감신경작용제; 크산틴 유도체; 칼륨 및 칼슘 채널 차단제, 베타-차단제, 알파-차단제 및 항부정맥제를 포함하는 심혈관 제제; 항고혈압제; 이뇨제 및 항이뇨제; 일반 심장, 말초, 및 뇌를 포함하는 혈관확장제; 중추신경계통 흥분제; 혈관수축제; 충혈제거제를 포함하는 기침 및 감기 제제; 코르티코스테로이드를 포함하는 에스트라디올(estradiol) 및 다른 스테로이드 같은 호르몬; 면역억제제; 근육이완제; 부교감신경억제제; 정신자극제; 진정제; 신경안정제; 항섬유근육통 약물(anti-fibromyalgia drug); 항건선 약물(anti-psoriasis drug); 골 재흡수 억제제(bone resorption inhibitors); 골 강도를 보강시키는 약제; 골 취약(fragility)을 감소시키는 약제; 항실금(anti-incontinence) 약물; 항불임증(anti-infertility) 약물; 항말단비대증(anti-acromegaly) 약물; 항부종(anti-edema) 약물; 항비만 약물; 골 재흡수 억제제; 마취제; 항불안제; 진정제; 근육이완제; 아세틸콜린에스터라아제 저해제; ACE 저해제; 항응고제; 마약제; 항강박증제(anti-obsessional); 항대식증제(anti-bulimic); 항구토제; 항불안제; NSAIDs; 항류마티스제; 갑상선저하증 약물 트리트먼트; NMDA 수용체 길항제; NMDA 수용체 작용제; 부분적인(partial) NMDA 수용체 길항제; ADHD 트리트먼트; 항연축(anti-spasmodic) 약물; 항경련 약물; 편두통 예방(migraine prophlaxis) 약물; 양성 전립선 비대 약물; 진정제; 아편제; 폐동맥승압(pulmonary arterial hypertension) 약물; 수면제; 골다공증 약물; 항염증 약물; 당뇨 혈당 조절(diabetic glycemic control) 약물; 다발경화증 약물; 저혈소판증 약물; 및 골수 재구성 약물.

본 발명의 측면에 따르면, 생물활성제는 이들의 크기 및 전하 때문에 지금까지의 관용적인 기술로는 경피 전달이 어렵다고 알려진 펩티드, 폴리펩티드, 단백질, 핵산, 또는 다른 거대분자를 하나 이상 포함할 수 있다. 본 발명에 따라 전달될 수 있는 거대분자의 예는 다음의 것을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다: 올리고뉴클레오타이드, siRNA, RNAi, 안티센스 분자, 3중 나선 분자, CpG 올리고머, 증강인자 디코이(enhancer decoy), 항체, LHRH, LHRH 유사체(예컨대 고세레린( goserelin), 류프롤리드(leuprolide), 부세렐린(buserelin), 트립토렐린(triptorelin), 고나도렐린(gonadorelin), 나파렐린(napharelin) 및 류프롤리드(leuprolide)), GHRH, GHRF, 인슐린, 인슐리노트로핀(insulinotropin), 칼시토닌(calcitonin), 옥트레오티드(octreotide), 엔돌핀, TRH, NT-36 (화학명: N-[[(s)-4-옥소-2-아제티디닐]-카르보닐]-L-히스티디1-L-프로린아미드), 리프레신(liprecin), 뇌하수체호르몬(예로, HGH, HMG, HCG, 데스모프레신 아세테이트(desmopressin acetate) 등), 폴리클 류테오이드(follicle luteoids), 알파-ANF, 방출인자 같은 성장인자(GFRF), 베타-MSH, GH, 소마토스타틴(somatostatin), 브라디키닌(bradykinin), 소마토트로핀(somatotropin), 혈소판유래 성장인자(platelet-derived growth factor), 아스파라기나아제(asparaginase), 블레오마이신 설페이트(bleomycin sulfate), 키모파파인(chymopapain), 콜레시스토키닌(cholecystokinin), 융모생식선자극호르몬, 부신피질자극호르몬(ACTH), 에리스로포이에틴(erythropoietin), 에포프로스테놀(epoprostenol)(혈소판 응집 억제제), 글루카곤(glucagon), 히루딘(hirudin) 및 히루로그(hirulog) 같은 히루딘 유사체, 히아루로니다아제(hyaluronidase), 인터루킨-2, 메노트로핀(menotropin)(우로폴리트로핀(urofollitropin)(FSH) 및 LH), 옥시토신, 스트렙키나아제(streptokinase), 조직 플라스미노겐 활성제(tissue plasminogen activator), 우로키나아제(urokinase), 바소프레신, 데스모프레신, ACTH 유사체, ANP, ANP 제거 억제제, 안지오텐신 II 길항제, 항이뇨호르몬 작용제, 항이뇨호르몬 길항제, 브라디키닌 길항제, CD4, 세레다아제(ceredase), CSI's, 엔케팔린(enkephalin), FAB 단편, IgE 펩티드 억제인자, IGFI, 신경영양인자(neurotrophic factor), 콜로니 자극 인자, 부갑상선 호르몬 및 작용제, 부갑상선 호르몬 길항제, 프로스타글란딘 길항제, 사이토카인, 림포카인, 펜티게티드(pentigetide), 단백질 C, 단백질 S, 레닌(renin) 저해제, 티모신 알파-I, 혈전용해제, TNF, GCSF, EPO, PTH, 헤파린, 저분자량 헤파린, 에녹사파린(enoxaparin)(Lovenox 또는 Clexane), 합성 헤파린, 백신, 바소프레신 길항제 유사체, 인터페론-알파, -베타 및 -감마, 알파-I 안티트립신(재조합), 및 TGF-베타; 유전자; 펩티드; 폴리펩티드; 단백질; 올리고뉴클레오티드; 핵산; 및 다당류, 글루카곤-유사 펩티드-1 유사체, 및 아밀린 유사체.

본 원에서 사용된 용어 "펩티드"는 임의의 길이의 펩티드를 언급하고, 단백질을 포함한다. 용어 "폴리펩티드" 및 "올리고펩티드"는 본 원에서 특정 크기가 달리 언급되지 않는 이상 특정하게 의도된 크기 한정 없이 사용된다. 활용될 수 있는 예시적인 펩티드는 다음의 것을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다: 옥시토신, 바소프레신, 부신피질자극 호르몬, 표피성장인자, 프로락틴, 룰리베린(luliberin) 또는 황체형성호르몬분비호르몬, 성장 호르몬, 성장호르몬 방출인자, 인슐린, 소마토스타틴, 글루카곤, 인터페론, 가스트린, 테트라가스트린, 펜타가스트린, 우로가스트론(urogastrone), 세크레틴, 칼시토닌, 엔케팔린, 엔돌핀, 앤지오텐신, 레닌, 브라디키닌, 바시트라신, 폴리믹신(polymixin), 콜리스틴, 티로시딘(tyrocidin), 그라미시딘(gramicidine), 및 합성 유사체, 변형 및 이들의 약제학적으로 활성인 단편, 단일클론항체 및 가용성 백신(soluble vaccine). 활용될 수 있는 펩티드 또는 단백질 약품에 대한 유일한 제한은 기능성 하나라고 생각된다.

하나 이상의 아미노 그룹을 갖는 펩티드 및 단백질 약품의 예는 항암제, 항혈관형성제(anti-angiogenic agent), 혈관형성촉진제(pro-angiogenic agent), 항생제, 항구토제, 항바이러스제, 항염증 및 진통제, 마취제, 항궤양제, 고혈합 치료용 약제, 고칼슘혈증 치료용 약제, 고지질혈증 치료용 약제 등을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니고, 이들 각각은 적어도 하나의 일차, 이차 또는 삼차 아민 그룹을 분자 내에 갖으며, 바람직하게는 인슐린, 칼시토닌, 성장 호르몬, 과립구집락자극인자(G-CSF), 에리스로포이에틴(EPO), 골형태형성 단백질(BMP), 인터페론, 인터루킨, 혈소판유래 성장인자(PDGF), 혈관내피성장인자(VEGF)), 섬유모세포성장인자(FGF), 신경성장인자(NGF), 우로키나아제 등과 같은 펩티드, 단백질 또는 효소가 언급될 수 있다. 단백질 약품의 추가적인 예는 다음의 것을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다: 인슐린, 알파-, 베타-, 및 감마-인터페론, 인간 성장 호르몬, 알파- 및 베타-I-전환성장인자, 과립구집락자극인자(G-CSF), 과립구대식구집락자극인자(G-MCSF), 부갑상선호르몬(PTH), PTH 유사체(Teriparatide, Ostabolin-C), 인간 또는 연어 칼시토닌, 글루카곤, 소마토스타틴, 혈관작용성 장펩티드(VIP) 및 이것의 활성 N-말단 단편, LHRH 유사체, 엔도스타틴, 앤지오스타틴, 트롬보스폰딘(thrombospondin), 아나킨라(Anakinra)(IL-IRA)(Kineret), 알레파셉트(Alefacept)(Amevive), 알데스류킨(Aldesleukin)(Proleukin), 칼시토닌(Calcitonin)(Miacalcin), 코르티코트로핀(Corticotropin)(부신피질자극호르몬/Acthar), 에팔리주맙(Efalizumab) (Raptiva), 에포에틴 알파(Epoetin Alfa)(Epogen), 에타네르셉트(Etanercept)(Enbrel), 엑센딘-4(Exendin-4) 또는 엑세나티드(Exenatide)(Byetta), 필그라스팀(Filgrastim)(Neupogen), 폴리트로핀( Follitropins)(Gonal-F), 그라티라머 아세테이트(Glatiramer Acetate)(Copaxone), 인간 성장 호르몬(소마트로핀(Somatropin), 노르디트로핀(Norditropin)), 게노트로핀(Genotropin), 뉴트로핀(Nutropin)), 인터페론 베타 Ia(Avonex, Rebif), 인터페론 베타 Ib(Betaseron), 메노트로핀(Menotropins)(Pergonal, Repronex), 옥트레오티드(Octreotide)(Sandostatin), 오프렐베킨(Oprelvekin)(Neumega), 사그라모스팀( Sagramostim)(Leukine), 테리파라티드(Teriparatide)(Forteo), 티로트로핀 알파(Thyrotropin Alpha)(Thyrogen), 인슐린, 흡입형 인슐린(Exubera), 인슐린 아스파르트(aspart)(Novolog), 인슐린 글루리신(glulisine)(Apidra), 인슐린 리스프로(lispro)(Humalog), 이소판(Isophane) 인슐린, 인슐린 디터머(detemir)(Levemir), 인슐린 글라진(glargine)(Lantus), 인슐린 징크 익스텐디드(zinc extended)(Lente, Ultralente), 프람린티드 아세테이트(Pramlintide acetate)(Symlin), 성장호르몬, 소마토트로핀(Genotropin, Humatrope, Norditropin, NorlVitropin, Nutropin, Omnitrope, Protropin, Siazen, Serostim, Valtropin), 메카세르민(Mecasermin)(Increlex), 메카세르민 린파베이트( Mecasermin rinfabate)(IPlex), 인자 VIII(Bioclate, Helixate, Kogenate, Recombinate, ReFacto), 인자 IX(Benefix), 안티트롬빈 III(Thrombate III), 농축 단백질 C(protein C concentrate)(Ceprotin), 베타-글루코-세레브로시다아제(beta-Gluco-cerebrosidase)(Cerezyme, Ceredase), 알글루코시다아제-알파(Alglucosidase-alpha)(Myozyme), 라로니다아제(Laronidase)(Aldurazyme), 이두르설파제(Idursulfase)(Elaprase), 갈설파제(Galsulfase)(Naglazyme), 아갈시다아제-베타(Agalsidase-beta)(Fabrazyme), 알파-1-프로테인나아제 저해제 (alpha-1 -Proteinase inhibitor)(Aralast, Prolastin), 락타아제(Lactaid), 췌장 효소(리파제, 아밀라아제, 프로테아제)(Arco-Lase, Cotazym, Creon, Donnazyme, Pancrease, Viokase, Zymase), 아데노신 디아미나아제(Adagen), 혼합 면역글로불린(Pooled immunoglobulins)(Octagam), 인간 알부민(Albumarc, Albumin, Albuminar, AlbuRx, Albutein, Flexbumin, Buminate, Plasbumin), 에리스로포이에틴, 에포에틴-알파(Epoetin-alpha)(Epogen, Procrit), 다르베포에틴-알파(Darbepoetin-alpha)(Aranesp), 필그라스팀(Filgrastim)(과립구집락자극인자; G-CSF)(Neupogen), 페그필그라스팀(Pegfilgrastim)(Peg-G-CSF)(Neulasta), 사그라모스팀(Sargramostim)(과립구대식구집락자극인자; GM-CSF)(Leukine), 오프렐베킨(Oprelvekin)(인터루킨 11; IL-11)(Neumega), 인간 난포자극호르몬(FSH)(Gonal-F, Follistim), 인간 융모생식선자극호르몬(HCG)(Ovidrel), 루트로핀-알파(Lutropin-alpha)(Luveris), 타입 I 알파-인터페론, 인터페론 알파콘 1(interferon alfacon 1)(Infergen), 인터페론-알파-2a(Roferon-A), 페그인터페론-알파-2a(Pegasys), 인터페론-알파-2b(Intron A), 페그인터페론-알파-2b(Peg-Intron), 인터페론-알파-n3(Alferon N), 인터페론-베타-1a(Avonex, Rebif), 인터페론-베타-1b(Betaseron), 인터페론-감마-1b(Actimmune), 알데스류킨(Aldesleukin) (인터페론 2 (IL2)), 표피세포유래 흉선세포 활성인자(ETAF)(Proleukin), 알테플라제(Alteplase)(조직 플라스미노겐 활성자; tPA)(Activase), 레테플라제(Reteplase) (tPA의 결실 돌연변이단백질(mutein))(Retavase), 테넥테플라제(Tenecteplase)(TNKase), 우로키나제(Abbokinase), 인자 VIla(NovoSeven), 드로트레코긴-알파(Drotrecogin-alpha)(활성화된 단백질 C)(Xigris), 연어 칼시토닌(Fortical, Miacalcin), 테리파라티드(Teriparatide)(인간 부갑상선 호르몬 잔기 1-34)(Forteo), 옥트레오티드(Octreotide)(Sandostatin), 디보테르민-알파(Dibotermin-alpha)(재조합 인간 골 형태형성 단백질 2; rhBMP2)(Infuse), 재조합 인간 골 형태형성 단백질 7(rhBMP7)(Osteogenic protein 1), 히스트레린 아세테이트(Histrelin acetate)(생식선자극호르몬 분비 호르몬; GnRH)(Supprelin LA, Vantas), 팔리퍼민(Palifermin)(각질세포 성장인자; KGF)(Kepivance), 베카플러민( Becaplermin)(혈소판유래성장인자; PDGF)(Regranex), 트립신(Granulex), 네시리타이드(Nesiritide)(Natrecor), 보툴리눔 독소 타입 A(Botox), 보툴리눔 독소 타입(Myoblock), 콜라게나아제(Santyl), 인간 디옥시리보뉴클레아제 I, 도르나아제-알파(dornase-alpha)(Pulmozyme), 히알루노니다아제(Hyaluronidase)(소(Amphadase, Hydase), 양(Vitrase)), 히알루노니다아제(인간 재조합)(Hylenex), 파파인(Accuzyme, Panafil), L-아스파라기나아제(ELSPAR), 페그-아스파라기나아제(Oncaspar), 라스부리카아제(Rasburicase)(Elitek), 레피루딘(Lepirudin)(Refludan), 비발리루딘(Bivalirudin)(Angiomax), 스트렙토키나아제(Streptokinase)(Streptase), 아니스트레프라아제(Anistreplase)(플라스미노겐 스트렙토키나아제 활성제 복합제(anisoylated plasminogen streptokinase activator complex); APSAC)(Eminase), 베바시주맙(Bevacizumab)(Avastin), 세툭시맙(Cetuximab)(Erbitux), 파니투무맙(Panitumumab)(Vectibix), 알렘투주맙(Alemtuzumab)(Campath), 리툭시맙(Rituximab)(Rituxan), 트라스투주맙(Trastuzumab)(Herceptin), 아바타셉트(Abatacept)(Orencia), 아나킨라(Anakinra)(Antril, Kineret), 아달리무맙(Adalimumab)(Humira), 에타네르셉트(Etanercept)(Enbrel), 인플릭시맙(Infliximab)(Remicade), 알레파셉트(Alefacept)(Amevive), 에팔리주맙(Efalizumab)(Raptiva), 나탈리주맙(Natalizumab)(Tysabri), 에쿨리주맙(Eculizumab)(Soliris), 항흉선세포 글로불린(토끼)(Thymoglobulin), 바실리시맙(Basiliximab)(Simulect), 다클리주맙(Daclizumab)(Zenapax), Muromonab-CD3(Orthoclone, OKT3), 오말리주맙(Omalizumab)(Xolair), 팔리비주맙(Palivizumab)(Synagis), 엔푸비르티드(Enfuvirtide)(Fuzeon), 애브식시맙(Abciximab)(ReoPro), 페그비소만트(Pegvisomant)(Somavert), Crotalidae 다가 면역 Fab(Crotalidae polyvalent immune Fab)(양)(Crofab), 디곡신 면역 혈청 Fab(Digoxin immune serum Fab)(양)(Digifab), 라니비주맙(Ranibizumab)(Lucentis), 데니류킨 디프티톡스(Denileukin diftitox)(Ontak), 이브리투모맙 튜세탄(Ibritumomab tiuxetan)(Zevalin), 겜투주맙 오조가마이신(Gemtuzumab ozogamicin)(Mylotarg), 토시투모맙(Tositumomab)(Bexxar), ¹³¹I-토시투모맙(¹³¹I-tositumomab)(Bexxar 1-131), 간염 B 표면 항원(Engerix, Recombivax HB), HPV 백신(Gardasil), OspA(LYMErix), 항-Rhesus(Rh) 면역글로불린 G (Rhophylac), 재조합 결핵 진단액(Recombinant purified protein derivative)(DPPD), 글루카곤(GlucaGen), 성장호르몬방출호르몬(GHRH)(Geref), 세크레틴(ChiRhoStim(인간 펩티드), SecreFlo(돼지 펩티드)), 갑상선자극호르몬(TSH), 티로트로핀(thyrotropin)(Thyrogen), 카프로맙 펜데티드(Capromab pendetide)(ProstaScint), 인듐-111-옥트레오티드(Indium-111-octreotide)(OctreoScan), 사투모마브 펜데타이드(OncoScint), 아르시투모마브(CEA-scan), 노페투모마브(Verluma), 압시타이드(Acutect), 임시로마브 펜테테이트(Myoscint), 테크네티움 파놀레소마브(NeutroSpec), 세트로렐릭스 아세테이트, 옥시토신 길항제(atosiban, Barusiban), 로미플로스팀(NPlate), 황체형성 호르몬, 소마토스타틴 수용체 작용제, 펩티딜-프롤릴 아이소머라제 저해제(Cyclosporin A), 저분자량 헤파린(Lovenox), 틴자파린, 달테파린, 데시루딘(Iprivasc), 폰다파리눅스(Arixtra), 이드라파리눅스, 바이오틴화 이드라파리눅스(SSR 126517), AVE5026, SR 123781, 당단백질 IIb/IIIa 저해제(엡티피바타이드: 인테그릴린, 항체 압식시마브, 비-펩티드 티로피반), 인간 B-유형 나트륨이뇨 펩티드(Nesiritide: Natrecor), 연어 칼시토닌, 아르기닌 바소프레신 수용체 2 작용제(Desmopressin), HIV 융합 저해제(GP41 결합 작용제: 엔푸비르타이드)를 포함한다.

필요한 경우, 생물활성제는 용해되지 않은 무수 친수성 염으로서 전달 저장소 내에 존재할 수 있다. 이를 위하여, 본 원에서 "친수성 염" 및 유사한 용어는, 생물활성제, 약물 또는 약제학적 약제의 이온 형태, 예를 들어 그의 소듐, 포타슘, 암모늄, 트리메타민, 또는 다른 양이온염, 그의 설페이트 또는 다른 음이온염, 염기성 약물의 산 부가염, 및 산성 약물의 염기 부가염을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 이러한 염의 설명적 예는 소듐 디클로페낙, 소듐 크로몰린, 소듐 아시클로비어, 소듐 암피실린, 소듐 와파린, 케토롤락 트로메타민, 아밀로리드 HCl, 에페드린 HCl, 록사핀 HCl, 티오틱센 HCl, 트리플루오페리진 HCl, 날트렉손 HCl, 날록손 HCl, 날부핀 HCl, 부스피론 HCl, 부프리프리온 HCl, 페닐에프린 HCl, 톨라졸린 HCl, 클로르페니라민 말리에이트, 페닐프로판올아민 HCl, 클로니딘 HCl, 덱스트로메토르판 HBr, 메토프롤롤 숙시네이트, 메토프롤롤 타르트레이트, 에피네프린 바이타르트레이트, 케토토핀 푸마레이트, 아트로핀 설페이트, 펜타닐 시트레이트, 트라마돌 HCl, 아포모르핀 설페이트, 프로프라놀롤 HCl, 핀돌롤 HCl, 리도카인 HCl, 테트라사이클린 HCl, 옥시테트라사이클린 HCl, 테트라카인 HCl, 디부카인 HCl, 테르부탈린 설페이트, 스코폴아민 HBr, 브롬페니라민 말리에이트 및 하이드로모르폰 HCI을 포함한다.

또 다른 측면에서, 생물활성제는 소분자 치료제일 수 있다. 이러한 소분자 치료제의 설명적 예는 아시트레틴(Soriatane), 아미트리프틸린(Elavil), 알렌드로네이트 소듐, 아르피프라졸(Abilify), 베타네콜 HCl(Urecholine), 브로모크립틴(Parlodel), 부메타니드(Bumex), 부피바카인(Marcaine), 부프레노르핀(Buprenex), 부스피론(BuSpar), 세티리진 HCl, 시탈로프람(Celexa), 클로라제페이트(Tranxene), 클로미프라민 HCl, 사이클로벤자프린(Flexeril), 도네페질(Aracept), 독사조신(Cardura), 에날라프릴(Vasotec), 에녹사파린(Lovenox), 에스시탈로프람(Lexapro), 펠로디핀(Plendil), 펜타닐(Sublimaze, Duragesic), 플루옥세틴(Prozac, Sarafem), 포시니프릴, 갈란타민 HBr(Reminyl, Razadyne ER), 글리피지드(Glucotrol), 그라니세트론(Kytril), 할로페리돌(Haldol), 하이드로코돈 바이타르트레이트, 하이드로코르티손 아세테이트, 하이드록시진 HCl, 이스라디핀(DynaCirc), 케토롤락(Acular, Toradol), 레플루노미드(Arava), 레보티록신(Levoxyl, Levothroid, Synthroid), 리시노프릴(Prinivil, Zestril), 로라제판(Ativan), 록사핀(Loxitane), 멜록시캄(Mobic), 메만틴(Namemda), 메틸페니데이트(Ritalin, Concerta), 메티마졸(Tapazole), 메토클로프라미드(Reglan), 메톨라존(Mykrox, Zaroxolyn), 미르타자핀(Remeron), 몬텔루카스트, 날부핀(Nubain), 네오스티그민(Prostigmin), 노르트리프틸렌 HCl, 올란자핀(Zyprexa), 온단세트론(Zofran), 옥시부티닌 클로라이드(Ditropan XL), 옥시코돈 HCl, 옥시모르폰(Numorphan), 팔로노세트론(Aloxi), 팔리페리돈, 팔리페리돈 팔미테이트, 파록세틴(Paxil), 페르골리드(Permax), 페르페나진(Triaflon), 페니토인 소듐, 프라미펙솔(Mirapex), 프로클로르페라진(Compazine), 프로사이클리딘(Kemadrin), 프로메타진 HCl, 프로파놀롤 HCl, 프로트리프틸린(Vivactil), 라미프릴, 리스페리돈(Risperdal), 로피니롤(Requip), 로시글리타존(Avandia), 셀레길린(Eldepryl)(R-(-)-Deprenyl hydrochloride), 탐술로신(Flomax), 테마제팜(Restoril), 티에틸페라진(Torecan), 티아가빈(Gabitril), 티몰롤, 트라마돌, 트레프로스티닐 소듐(Remodulin), 트로피세트론(Novaban), 와파린 소듐, ATI 5923, 졸피뎀 타르트레이트 및 DPP-4 저해제(시타글립틴(Januvia), 빌다글립틴(Galvus), 삭사글립틴(BMS477118), 알로글립틴(SYR-322), 데나글립틴(Redona), PHXl149, TA-6666, GRC 8200/EMD 675992, MP513, PSN9301, R1579, BI 1356, PF-734200, ALS 2-0426, TS-021, AMG221, ABT-279, SK-0403, KRP-104, SSR162369, ARI2243, S 40010, PT-630, SYR-619, E3024, A-899301)를 포함한다.

또 다른 측면에서, 생물활성제는 주사 투여로서 관용적으로 공지된 치료 약제일 수 있다. 이러한 치료 약제의 설명적 예는 아데노신, 플루오로우라실, 알프로스타딜, 아미카신 설페이트, 아미오다론, 아지트로마이신, 블레오마이신, 카보플라틴, 세프트리악손, 시프로플록사신, 시스플라틴, 다카르바진, 다우노루비신 HCl, 데페록사민 메실레이트, 데스모프레신 아세테이트, 덱사메타손 소듐 포스페이트, 디피리다몰, 독소루비신 HCl, 에날라프릴라트, 에피루비신 HCl, 플루코나졸, 플루다라빈 포스페이트, 플루마제닐, 포스페니토인 소듐, 그라니세트론 HCl, 할로페리돌 데카노에이트, 할로페리돌, 이다루비신 HCl, 이포스파미드, 이리노테칸 HCl, L-시스테인 HCl, 류코보린 칼슘, 류프롤리드 아세테이트, 메드록시프로게스테론 아세테이트, 메스나, 메틸프레드니솔론 아세테이트, 메토클로프라미드, 미톡산트론, 노르에피네프린 바이타르트레이트, 옥트레오티드 아세테이트, 온단세트론, 온솔®(paclitaxel), 옥시토신, 파미드로네이트 디소듐, 판쿠로늄 브로마이드, 프로메타진 HCl, 프로포폴, 설파메톡사졸 및 트리메토프림, 테르부탈린 설페이트, 테스토스테론 사이피오네이트, 토브라마이신, 토포사르®(Etoposide), 베쿠로늄 브로마이드, 빈카사르 PFS®(Vincristine Sulfate), 비노렐빈 타르트레이트, 자노사르®(Streptozocin), 아브락산, 악트렐, 아덴소칸, 알림타, 아메비브, 아미카신, 안제메트, 아리미덱스, 아릭스트라, 아로마신, 아바스틴, 아보넥스, 베타세론, BICNU, 보톡스, 캄파스, 캄프토사르, 카소덱스, 씨누, 세레자임, 세트로티드, 코팍손, 코페구스, 사이톡산, 데포 테스토스테론, 도부타민, 독실, 엘리가르드, 엘록사틴, 엘스파르, 엔브렐, 에르비툭스, 에타이올, 파브라자임, 파슬로덱스, 폴리스팀, 푸제온, 가니렐렉스(Antagon), 겜자르, 게노트로핀, 게노트로핀 민퀵, 글리벡, 고날-F, 허셉틴, 헥살렌, 휴마트로프, 휴미라, 하이캄틴, 인페르겐, 인푸모르프, 인트론 A, 키네레트, 쿠반, 리오르 인트라, 루센티스, 루프론 페디아트릭, 마쿠겐, 마툴란, 메노푸르, 무스타르겐, 마이오블록, 나비-HB, 뉴메가, 뉴포겐, 넥사바르, 노르디트로핀, 누트로핀, 누트로핀 AQ, 오렌시아, 오비드렐, 페가시스, 페그-인트론, 펜탐, 프로가르프, 프롤류킨, 풀모자임, 레베톨, 레비프, 레클라스트, 레플루단, 레미케이드, 레프로넥스, 레블리미드, 리바팍, 리바비린, 리스페르달 콘스타, 리툭산, 로페론-A, 사이젠, 산도스타틴 LAR, 세로스팀, 스프라이셀, 수프렐린 LA, 수텐트, 시나기스, 신트로이드, 타르세바, 타시그나, 타목시펜, 탁소테레, 테모다르, 테브트로핀, 탈로미드, 타이로겐, 토비, 투베르솔, 타이사브리, 타이케르브, 벨케이드, 베사노이드, 비다자, 빈블라스틴, 빈크리스틴, 비리아드, 비스타이드, 비타민 K, 비비트롤, 젤로다, 조메타, 아드베이트, 알파네이트, 알파닌, 아라네스프, 베불린, 베네픽스, 에포겐, 포르테오, 프라그민, 헬릭세이트, 헤모필, 휴메이트, 하이에이트, 코에이트, 코게네이트, 류킨, 로베녹스, 모노클레이트, 모노닌, 마이오크리신, 뉼라스타, 뉴메가, 노바렐, 노보세븐, 프로크리트, 크로필닌, 랍티바, 레베트론, 레콤비네이트, 레팍토, 카베르젝트, D.H.E. 45, 조프란, 바이로 D, 프로트로핀, 델라테스트릴, 플레낙시스, 헤모필-M, 모나르크-M, 프로플렉스 T, 히알간, 수파르츠, 신비스크, 엘렌스, 졸라덱스, 페르고날, 카르이뮨, 감이뮨 N, 감마가르드, 감마르, 이베에감, 판글로불린, 폴리감 및 베노글로불린을 포함한다.

침투제 조성물의 생물활성제 비율은 패치 총 중량의 대략 1 중량% 내지 대략 99 중량%, 예를 들어, 패치의 약 5 중량%, 약 10 중량%, 약 15 중량%, 약 20 중량%, 약 25 중량%, 약 30 중량%, 약 35 중량%, 약 40 중량%, 약 45 중량%, 약 50 중량%, 약 55 중량%, 약 60 중량%, 약 65 중량%, 약 70 중량%, 및 약 75 중량%의 부가적 양을 점할 수 있다. 또한, 생물활성제는 이들 수치로부터 유도된 임의의 범위의 중량 백분율의 양, 예를 들어 약 1 내지 약 10 중량% 범위의 양, 약 1 내지 약 30 중량%, 또는 약 1 내지 약 60 중량% 범위의 양까지도 점할 수 있다.

일 측면에 따라, 본 발명은 엑세나티드 및 적어도 하나의 침투성 증진제를 함유하는 패치를 제공한다. 침투성 증진제는 본 원에 기술된 임의의 침투성 증진제일 수 있다. 특정 구체예에 있어서, 침투성 증진제는 pH 조절제이다. 특정 구체예에 있어서, pH 조절제는 시트르산이나트륨, 숙신산 또는 트리스로부터 선택된다. 일 구체예에 있어서, 패치는 중합체 매트릭스를 함유하며, 여기에서 중합체는 본 발명의 첫 번째 측면에 관하여 상기 기술한 임의의 중합체일 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 패치는 저장소 매트릭스를 함유한다. 또 다른 구체예에 있어서, 패치는 용해도 조절제를 추가로 포함하며, 여기에서 용해도 조절제는 본 발명의 첫 번째 측면에 관하여 상기 기술한 임의의 용해도 조절제일 수 있다. 추가의 구체예에 있어서, 엑세나티드는 투여 기간 동안 대상에게 전달되며, 여기에서 투여 기간은 본 발명의 첫 번째 측면에 관하여 상기 기술한 임의의 기간일 수 있다. 특정 구체예에 있어서, 엑세나티드는 약 24 시간, 약 3 일 또는 약 7 일로부터 선택된 투여 기간 동안 대상에게 전달된다.

일 구체예에 있어서, 매트릭스 내에 배치된 침투제 조성물은, 생체막을 통해 형성된 적어도 하나의 경로가 존재하는 생물학적 환경의 pH의 선택적 조절, 매트릭스에 의해 수용된 생물학적 수분의 pH의 선택적 조절, 또는 이들의 조합을 위한 수단을 포함할 수 있다. 상기한 바와 같이, pH 조절 수단은 매트릭스 내에 배치된 pH 조절제일 수 있다. 대상의 생체막을 통해 형성된 적어도 하나의 경로와 유체 소통을 하면서 매트릭스의 표면이 위치할 경우에 대상으로부터 수용한 생물학적 수분에 용해되도록 pH 조절제를 적합시킬 수 있다. pH 조절제를 매트릭스 내에 제공함으로써, 접촉된 생물학적 수분의 적어도 일부를 비-생리적 pH로 조정하고, 예를 들어 생물활성제일 수 있는 친수성 침투제의 용해도를 유지한다. 추가로 일부 측면에 따라 pH 조절제는 또한, 적어도 약 12 시간, 적어도 약 18 시간, 적어도 약 24 시간, 적어도 약 3 일, 또는 적어도 약 7 일의 침투제 투여 기간 동안, 접촉된 생물학적 수분을 비-생리적 pH에 유지할 수 있다. 다른 측면에서는 침투성 증진제가 약 1, 약 3, 약 5, 약 7, 약 10, 약 15, 약 20, 또는 약 30 분 내에 작용함으로써, pH와 무관한 기전을 통해 수 시간 동안 유동(flux)을 증가시킬 수 있다. 다른 구체예에 있어서는, 매트릭스 내에 생물활성제를 적재하는 것만으로도 12 시간, 18 시간, 24 시간, 적어도 3 일, 및 적어도 7 일, 및 이를 초과하여 연장된 투여 기간 동안 생체막 내에 형성된 경로의 기공 침투성을 유지하기에 충분하다. 그러나, 이는 모든 경우 또는 모든 생물활성제에 대해 언제나 사실인 것은 아니다. 형성된 경로가 포함된 생물학적 환경의 pH 수준을 생리적 pH와 다르게 조정함으로써, 형성된 경로의 침투성을 증진 또는 연장할 수 있음을, 본 발명의 방법 및 장치에 따라 결정하였다. 이론에 의해 한정하려는 것은 아니나, pH 또는 생물학적 환경의 다른 양상을 생리적 수준과 다르게 유지하면 생체막의 교란에 반응하여 촉발되는 과정들을 지연시킬 수 있는 것으로 생각되고 있다. 킬레이트화가 이들 pH 조절제의 유효성에 기여할 가능성도 있다. pH 조절제는 모두 pH를 조절할 수 있지만, pH 조절 그 자체가 필연적으로 침투성 증진을 유발하는 기전은 아닐 수 있음에 주의해야 한다. 또한, pH 조절제는 침투성 증진제의 한 유형일 뿐이며, 모든 침투성 증진제가 본 발명의 일부로 간주됨을 이해해야 한다.

통상적으로 생리적 pH는 대략 7.4로 공지되어 있다. 그러므로, 본 원에서 비-생리적 pH는 7.4가 아닌 임의의 pH 수치, 예를 들어 7.3 이하의 pH 수치 또는 7.5 이상의 pH 수치를 지칭한다. 이를 위하여, pH 조절제의 존재에 의해 달성하고자 하는 pH의 목적 수준은, 적어도 부분적으로, 전달하고자 하는 특정 생물활성제에 의존함을 이해해야 한다. 일부 측면에서는, 산성 비-생리적 pH 수준을 얻기 위해 pH 조절제를 선택할 수 있다. 예를 들어, 산성 비-생리적 pH는 2 내지 6의 범위, 예를 들어 약 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5의 pH 수준 및 이들 수치로부터 유도된 임의 범위의 pH 수준일 수 있다. 대안적으로, 다른 측면에서는, 염기성 또는 알칼리성 비-생리적 pH 수준을 얻기 위해 pH 조절제를 선택할 수 있다. 예를 들어, 염기성 비-생리적 pH는 8 내지 10의 범위, 예를 들어 약 8.5, 9 또는 9.5의 pH 수준일 수 있다.

적합한 pH 조절제의 예시적이며 비한정적인 예는 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄(TRIS), 트리신, 4-(2-하이드록시에틸)-1-피페라진에탄설폰산(HEPES), N,N-비스(2-하이드록시에틸)-2-아미노에탄설폰산(BES), 2-(N-몰폴리노)에탄설폰산(MES), 이미다졸, 2-아미노-2-메틸-l,3-프로판디올(AMPD), 아미노산, 예를 들어, 라이신, 아르기닌, 히스티딘, 아스파르트산, 글루탐산 및 글리신; 아미노당, 예를 들어, 글루코사민 및 갈락토사민; 우론산 및 알돈산, 예를 들어, 글루코론산 및 글루콘산; 모노카복실산, 예를 들어 글리콜산 또는 락트산, 디카복실산, 예를 들어, 타르타르산, 말론산, 말레산, 푸마르산, 말산, 숙신산 및 그의 모노소듐 염 또는 트리카복실산, 예를 들어, 시트르산 및 그의 일, 이 및 삼나트륨 염; 완충 특성을 가진 무기염, 예를 들어, 인산일나트륨, 인산일칼륨, 인산이나트륨, 인산이칼륨트, 인산산일칼륨, 중탄산나트륨 및 탄산나트륨을 포함한다.

pH 조절제는, 상기와 같이 목적하는 수준의 pH 조절을 달성할 수 있는 임의의 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 침투제 조성물의 pH 조절제 비율은 패치 총 중량의 대략 1 중량% 내지 대략 99 중량%, 예를 들어, 패치의 약 5 중량%, 약 10 중량%, 약 15 중량%, 약 20 중량%, 약 25 중량%, 약 30 중량%, 약 35 중량%, 약 40 중량%, 약 45 중량%, 약 50 중량%, 약 55 중량%, 약 60 중량%, 약 65 중량%, 약 70 중량%, 및 약 75 중량%의 부가적 양을 점할 수 있다. 또한, pH 조절제는 이들 수치로부터 유도된 임의의 범위의 중량 백분율의 양, 예를 들어 약 1 내지 약 10 중량% 범위의 양, 약 1 내지 약 30 중량%, 약 30 내지 약 60 중량%, 또는 약 1 내지 약 60 중량% 범위의 양까지도 점할 수 있다.

일 측면에 따라, 본 발명은 적어도 하나의 침투제, 및 숙신산 또는 트리스로부터 선택된 적어도 하나의 pH 조절제를 함유하는 패치를 제공한다. 침투제는 본 원에 기술된 임의의 침투제일 수 있다. 특정 구체예에 있어서, 침투제는 인슐린, 하이드로모르폰, 엑세나티드 또는 펜타닐 시트레이트로부터 선택된다. 다른 구체예에 있어서, 패치는 중합체 매트릭스를 함유하며, 여기에서 중합체는 본 발명의 첫 번째 측면에 관하여 상기 기술한 임의의 중합체일 수 있다. 또 다른 추가의 구체예에 있어서, 패치는 침투제 저장소를 함유한다. 또 다른 추가의 구체예에 있어서, 침투제는 투여 기간 동안 대상에게 전달되며, 여기에서 투여 기간은 본 발명의 첫 번째 측면에 관하여 상기 기술한 임의의 기간일 수 있다. 특정 구체예에 있어서, 침투제는 약 24 시간, 약 3 일 또는 약 7 일로부터 선택된 투여 기간 동안 대상에게 전달된다.

일 구체예에 있어서, 침투제 조성물은 첨가제를 포함하며, 여기에서 첨가제는 용해도 조절제, 충진제 또는 양자 모두를 포함할 수 있다. 첨가제는 매트릭스 내에 함유된 생물활성제가 매트릭스로부터 방출되는 속도를 선택적으로 조절하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 매트릭스로부터 생물활성제가 방출되는 속도를 조절하기 위한 수단은, 매트릭스가 수용한 생물학적 수분 내에 생물활성제의 용해를 조절할 수 있는 용해도 조절제일 수 있다. 일부 측면에서, 예시적인 용해도 조절제는 특정 생물활성제의 등전점(isoelectric point)과 관련하여 용액의 pH를 선택적으로 조절하는 약제를 포함할 수 있다. 용액의 pH를 생물활성제의 등전점으로 유지하거나 이에 상대적으로 근접하게 유지함으로써, 생물학적 수분과 같은 매질 내에서의 특정 생물활성제의 용해도를 최소화할 수 있다. 평형 원리에 따라, 생체막을 통해 형성된 적어도 하나의 경로에 의해 용해된 생물활성제의 일부가 대상에게 전달되면, 매트릭스 내에 잔류하는 생물활성제의 용해되지 않은 추가의 일부가 수용된 생물학적 수분 내에 용해될 수 있다. 따라서, 생물활성제의 등전점과 관련하여 용액의 목적하는 pH를 최적화함으로써 생물활성제의 용해 속도를 선택적으로 조절할 수 있다. 이 방식으로 생물활성제의 일부가 생물학적 수분에 용해되는 속도를 조절함으로써, 생물활성제의 볼러스(bolus) 또는 분출적(burst) 전달을 방지하고 연장된 전달 프로파일을 얻을 수 있다. 이를 위하여, 본 발명의 일부 측면에 따라, 매트릭스가 수용한 생물학적 수분에 생물활성제의 적어도 일부가 용해 또는 현탁되는 속도를 조절함으로써 매트릭스 내에 함유된 생물활성제가 매트릭스로부터 방출되는 속도를 선택적으로 조절하기 위한 수단으로서 본 원에서 앞서 기술한 pH 조절제 또한 기능할 수 있음을 이해해야 한다. 대안적 구체예에 있어서는, 생물활성제의 높은 용해도를 유지하기 위하여 용해도 조절제를 사용할 수 있다. 일부 구체예에 있어서는, 패치 적용 기간에 걸쳐 서방성 약물 전달을 유지하기 위하여, 중합체 또는 중합체의 배합물을 사용하여 패치로부터의 방출을 조절해야 한다.

대안적 측면에서, 용해도 조절제는 용액의 이온 강도를 선택적으로 조절하는 이온 강도 조절제일 수 있다. 당업자라면 인식할 수 있듯이, 생물학적 수분과 같은 매질 내에서 특정 생물활성제의 용해도는 적어도 부분적으로 매질 자체의 이온 강도에 의존할 수 있다. 이를 위하여, 매트릭스가 수용한 생물학적 수분의 이온 강도를 증가시킴으로써, 특정 생물활성제의 용해도를 감소시켜 생물활성제의 볼러스 또는 분출적 전달을 저해할 수 있다. 평형 원리에 따라, 생체막을 통해 형성된 적어도 하나의 경로에 의해 용해된 생물활성제의 일부가 대상에게 전달되면, 매트릭스 내에 잔류하는 생물활성제의 용해되지 않은 추가의 일부가 수용된 생물학적 수분 내에 용해될 수 있다. 이 방식으로 생물활성제의 일부가 생물학적 수분에 용해되는 속도를 조절함으로써 연장된 전달 프로파일을 얻을 수 있다.

이 정의에 의한 이온 강도 조절제는, 산물이 전기적 중성이 되도록 음이온 및 양이온으로 이루어진 이온성 화합물의 염을 포함할 수 있다. 염 형성 양이온은 소듐, 포타슘, 마그네슘, 철, 칼슘, 암모늄 또는 피리디늄을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 염의 음이온은 아세테이트, 카보네이트, 클로라이드, 시트레이트, 니트레이트, 하이드록사이드, 포스페이트 또는 설페이트를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 음이온 및 양이온의 조합에 의해 생성된 이온성 염은 시트르산나트륨(1가, 2가, 또는 3가 염), 인산칼륨, 황산나트륨, 인산암모늄 또는 황산암모늄, 염화나트륨 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

또 다른 추가의 측면에서, 용해도 조절제는 염석제(salting-out agent)일 수 있다. 본 원에서 염석제는 임의의 생체적합성 재료, 화합물, 또는 바람직하게는 1 M 이상의 염 농도에 상응하는 높은 이온 강도의 용액을 생성시킬 수 있는 다가(높은 수용해성의) 염을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 측면에서 염석제는 암모늄, 황산나트륨 또는 칼륨, 인산이나트륨 또는 이칼륨, 인산삼나트륨, 시트르산이나트륨디 또는 시트르산삼나트륨, 숙신산나트륨과 같은 디카복실산의 이나트륨 염을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

구체예에 기술된 염석제는 매트릭스 내부의 생물활성제의 용해 속도를 조절한다. 완충제 및 가소제와 같은 약제는 활성 약제의 수용해도를 증진 또는 방해할 수 있다. 수불용성 중합체 매트릭스에 사용될 경우에 일부 약제들은 그의 용해도 효과로 인해 생물활성제의 용해 속도를 조절할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 활성 약제의 수용해도를 방해하는 약제는 용해 매질 내로 활성 약제가 용해되는 속도를 감소시킨다.

특정 수용해성 폴리머가 용해도 조절제로서 기능할 수 있는 것으로 이해된다.

임의의 용해도 조절제는 생물활성제가 매트릭스에 의해 수용된 생물학적 수분 내에서 원하는 속도로 용해될 수 있게 하는 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 존재한다면, 침투성 조성물 중 용해도 조절제 부분은 전체 패치 중량의 약 1 중량% 내지 약 99 중량%을 차지할 수 있으며, 패치 중량의 약 5 중량%, 약 10 중량%, 약 15 중량%, 약 20 중량%, 약 25 중량%, 약 30 중량%, 약 35 중량 %, 약 40 중량%, 약 45 중량%, 약 50 중량%, 약 55 중량%, 약 60 중량%, 약 65 중량%, 약 70 중량%, 및 약 75 중량%을 부가적 함량으로 포함할 수 있다. 부가적으로, 용해도 조절제는 이들 값에서 유래되는 임의 범위의 중량 퍼센트 함량으로 존재할 수 있으며, 예컨대, 약 1 내지 약 10 중량%, 약 1 내지 약 30 중량%, 약 30 내지 약 60 중량%, 또는 심지어 약 1 내지 약 60 중량%으로 존재할 수 있다.

상술한 바와 같이, 생물활성제가 매트릭스에 흡수되거나 수용된 생물학적 수분내로 용해되는 속도를 조절함으로써, 필요에 따라, 생물활성제의 버스트 또는 볼러스 전달을 방지할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 연장된 전달 프로파일은 치료량의 생물활성제가 특정 투여 기간 후, 생체막의 하나 이상의 형성된 경로와 유체 소통되는 매트릭스내에 잔류할 수 있도록 보증함으로써 성취된다. 예를 들면, 특정 측면에 따르면, 치료양의 미용해 생물활성제는, 매트릭스의 표면이 적어도 12 시간; 적어도 18 시간, 적어도 24 시간, 적어도 36 시간 또는 심지어 7일간의 투여 기간 동안 형성된 하나 이상의 경로와 유체 소통하도록 위치된 후에도, 매트릭스내에 위치되어 남아 있을 수 있다. 상술한 바와 같이, 이러한 남아있는 치료양의 생물활성제는 결국 용해도 조절제의 존재에 따라 생물학적 수분내로 용해된다. 그러나 연장된 기간을 초과하여 매트릭스내 남아있는 치료양 덕분에, 볼러스 또는 버스트 전달은 방지될 수 있으며, 따라서 연장된 시간동안 생물활성제가 원하는 흐름을 성취할 수 있도록 한다.

본 발명은 또한 볼러스 전달 프로파일이 요망될 때 전달을 개선하는데도 사용될 수 있다. 일 구체예에 있어서, 에녹사파린 및 기타 저분자량 헤파린 화합물과 같은 생물활성제가 본 발명의 방법을 사용함으로써 볼러스로서 보다 효과적으로 전달된다. 투여 시간은 약 5, 4, 3, 2, 1 분이거나, 또는 1 분 미만일 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 투여 시간은 5분 이상 또는 12 시간 이상일 수 있다.

임의의 용해도 조절제 이외에, 본 침투성 조성물은 하나 이상의 필러를 포함할 수 있다. 예시적 필러로서, 하나 이상의 부형제, 흡습제, 삼투제, 항치유제, 항응고제, 항염제, 항균제, 항자극제, 재상피화저해제(reepitheliating inhibitory agent), 아산화질소 생성저해제, 멜라닌형성저해제, 도징제(dosing agent), 에몰리언트, 가소제, 보습제, 킬레이트화제 등을 포함할 수 있다. 친수성 침투제 자체가 상술된 하나 이상의 필러의 기능을 나타낼 수도 있다. 하나의 필러가 상술된 하나 이상의 필러의 기능을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 제한 없이, 부형제는 항염제로서 및/또는 심지어 흡습제로서 기능할 수도 있다. 하나 이상의 필러는, 존재하는 경우, 패치의 대략 1 중량% 내지 대략 99 중량%를 차지하며, 패치의 약 5 중량%, 약 10 중량%, 약 15 중량%, 약 20 중량%, 약 25 중량%, 약 30 중량%, 약 35 중량%, 약 40 중량%, 약 45 중량%, 약 50 중량%, 약 55 중량%, 약 60 중량%, 및 약 65 중량%의 부가량을 포함하며, 나아가 이들 값에서 도출되는 임의 범위의 용량퍼센트를 포함한다.

본 원에 사용된 항치유제(anti-healing agent)는 예컨대, 항응고제(anti-coagulants), 항염제(anti-inflammatory agents), 세포 이동 저해제, 재상피화저해제, 삼투제, 및 염석제(salting-out agents)를 포함할 수 있다. 적합한 항응고제는 예컨대, 헤파린, 저분자량 헤파린, 합성 헤파린, 펜토산 폴리설페이트, 시트르산, 시트레이트염, EDTA, 및 2000 내지 10,000 달톤의 분자량을 갖는 덱스트란을 포함할 수 있다. 적합한 항염제는 예컨대, 하이드로코티존 소듐 포스페이트, 베타메타손 소듐 포스페이트, 및 트리암시놀론 소듐 포스페이트를 포함할 수 있다. 적합한 세포이동저해제는 예컨대, 라미닌 및/또는 관련 펩티드를 포함할 수 있다.

여기에서, 삼투제는 용액내에서 약 2000 킬로파스칼 이상의 삼투압을 생성할 수 있는 생체적합성 물질, 화합물 또는 조성 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제한 없이, 일 측면에서 삼투제는 용액내에서 원하는 삼투압을 생성하기에 충분한 고농도의 염화나트륨과 같은 생체적합한 염 또는 글루코스와 같은 중성화합물, 또는 글리세린과 같은 양성이온들을 포함할 수 있다. 예를 들면 일 측면에서 삼투제는, 용액에서, 약 2000 킬로파스칼 이상의 삼투압을 생성할 수 있다. 다른 측면에서 삼투제는 약 3000 킬로파스칼 이상의 삼투압을 생성할 수 있다.

이를 위해, 대체 측면에서, 생물활성제는 상술한 하나 이상의 필러의 기능성을 제공할 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들면, 제한 없이, 생물활성제는 전술한 항-치유효과를 나타낼 수 있다. 특히, 일 측면에서, 생물활성제는. 용액 또는 현탁액에서, 대상의 피부를 통한 하나 이상의 형성된 경로의 치유 과정을 저해할 수 있도록, 약 2000 킬로파스칼 이상의 삼투압을 생성할 수 있다.

본 원에서, 흡습제는, 침투제에 존재시 대상으로부터 전달 저장소내로 피하 유체(subcutaneous fluid)를 끌어 오는 것을 증강하도록, 피하 유체에 대한 친화성을 갖는 생체적합한 물질, 화합물 또는 조성을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 제한 없이, 일 측면에서 본 발명에 따라 사용될 수 있는 적합한 흡습제는 만니톨이다. 흡습성이 있는 필러 물질을 첨가함으로써, 치료된 피부로부터 삼출되는 유체의 흡입제로서 작용하여, 유체를 저장소내로 그리고 생물활성제와 접촉하게 보내도록 돕고, 동시에 저장소의 피부면으로부터 더 많은 생물활성제가 도달할 수 있는 저장소의 몸체로 더 많은 확산 채널을 생성하도록 도울 수 있다. 이러한 필러 물질은, 용해 및/또는 현탁된 후 대상내로 생물활성제가 전달되는 것을 저해하는 것을 최소화하도록 선택되어야 한다.

일 측면에서, 필러는 글리세린, 프로필렌 글리콜(PG), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 최소한 필러의 일부로 삽입되는 경우, 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜은 하나 이상의 보습제, 흡습제, 에몰리언트, 가소제, 항균제, 피부투과촉진제, 및/또는 항-자극제로서 기능할 수 있다. 나아가, 글리세린 및 프로필렌글리콜은 상술되는 바와 같이 매트릭스로부터 생물활성제의 방출속도를 증가시키고, 생물활성제의 활용을 증가시키는데 효과적으로 사용될 수 있다. 사용되는 경우, 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜은 통상 패치의 대략 0.0 중량% 내지 대략 5.0 중량%의 양으로 존재하며, 약 0.5 중량%, 약 1.0 중량%, 약 1.5 중량%, 약 2.0 중량%, 약 2.5 중량%, 약 3.0 중량%, 약 3.5 중량%, 약 4.0 중량%, 약 4.5 중량%, 및 전술한 중량퍼센트로부터 유래되는 어떤 범위들의 양도 포함한다.

다른 측면에서, 필러는 접촉하는 유체의 pH가 산성으로 유지되도록 선택될 수 있다. 이로써 제한없이, 박테리아, 효모 및 곰팡이를 포함하는 다양한 미생물에 대한 내재적인 항균효능을 부여할 수 있다. 또한 하나 이상의 항균제를 폴리머 필름 제제에 추가하여 필름의 항균활성을 더 증강시킬 수 있다.

일 구체예에 있어서, 포레이터 및 본 발명에 따른 패치를 포함하는 예시적 패치나 시스템은 대상의 피부층을 통해 형성된 하나 이상의 경로를 통해 대상내로 침투제를 경피 흡수시키는 방법을 제공한다. 일 측면에서, 이 방법은 대상이 피부층과 같은 생체막을 통해 형성된 하나 이상의 경로를 포함하는 경피 침투제 투여 부위를 갖도록 제공하는 것을 포함한다. 전술한 바와 같이 대상은 하나 이상의 생체막을 갖는 어떠한 살아있는 유기체일 수 있으며, 이 생체막은 막내 형성된 하나 이상의 경로를 통해 생물활성제가 전달되거나 투여될 수 있다. 예시적인 대상은 예컨대 인간과 같은 포유류일 수 있다. 다른 측면에서, 대상은 비-포유류일 수 있다. 또 다른 측면에서, 본 발명의 방법 및 시스템은 식물에 사용될 수 있다.

미용해 침투성 조성물을 포함하는 무수 저장소 디자인을 사용하는 본 발명을 실행함으로써, 제품의 저장 안정성을 개선하고, 많은 경우 냉장의 필요성을 감소시킨다. 예를 들면, 단백질, 펩티드 또는 백신 항원의 경우, 제품 저장시 냉장할 필요가 없다면, 제품 분배 네트워크 전반에 걸쳐 냉장할 필요성이 없게 되므로, 이점을 갖는다. 백신 패치의 경우, 이는 신뢰성 있는 저온유통체계(reliable cold chain)가 요구됨이 없이 전 세계로 백신을 분배할 수 있게 기여한다. 무수 제제의 사용은 기타 여러 이점을 제공하는데, 물을 함유하지 않은 제제가 갖는 내재적 항균 활성이나, 안정한 침투제 용액을 유지하는데 필요한 농축이 요구되지 않기 때문에 물리적으로 더 작은 저장소를 제공할 수 있는 능력을 들 수 있다. 또한 본 발명은 면역반응을 편리하게 부스팅할 수 있는 수단으로서 어쥬번트(펩티드 뿐 아니라 통상 비-침투분자와 같은)를 항원과 함께 동일한 패치내에서 함께 전달하는 구체예도 제공할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 구체예에 따른 장치는 매트릭스(20)를 포함하며, 이는 상면(22)과 반대편에 바닥면(24)을 갖는다. 상술한 침투성 조성물은 매트릭스내에 더 배치된다. 일 구체예에 있어서, 친수성 침투제 및 pH 조절제와 같은 침투 증강제를 포함하는 침투성 조성물은, 매트릭스의 바닥면이 대상의 생체막을 통해 형성되는 하나 이상의 경로와 유체 소통되도록 위치될 때, 생체 수분과 접촉할 수 있게 된다. 유효량의 생체 수분이 매트릭스와 접촉하면, 수분은 곧 확산 경로를 제공하여, 친수성 침투제의 최소한 일부와 임의의 침투 증강제의 최소한 일부가 생체막을 통해 대상내로 들어가도록 한다. 예를 들면, 일 측면에서 제한 없이 침투성 조성물은, 매트릭스의 바닥면이 대상의 피부층을 통해 형성된 하나 이상의 경로와 유체 소통되도록 위치될 때, 침투성 조성물의 적어도 일부가 대상으로부터 유효량의 피하 유체를 끌어낼 수 있도록 피하 유체에 대해 친화성을 가진다. 본 발명의 실행시, 일 측면에서, 매트릭스내에 위치된 미용해 친수성 침투제는 대상으로부터 끌려온 피하 유체와 접촉할 때까지 경피적으로 비활성이거나 경피 전달에 이용될 수 없다. 또한 고도의 친수성 약물 형태를 사용하는 통상의 이식 또는 경구 전달 시스템은 통상 생성되는 PK 프로파일에서 버스트 효과가 관찰된다. 그러나, 본 발명의 침투성 조성물은, 피부 표면에 친수성 침투성 매트릭스를 유지하고 매트릭스, 친수성 침투제 및 특정한 방출속도를 보증할 수 있는 pH 조절제와 같은 침투 증강제를 제공함으로써, 이러한 버스트 효과를 제거할 수 있다.

예시적 측면에서, 매트릭스는, 매트릭스의 바닥면과 적어도 일부가 소통하는 복수개의 도관(conduit)이 서로 연결된 복수의 상호 연결된 도관들로 정의되는 다공성을 갖도록 구조화되고 배열된다. 이 측면에 따라, 미용해 친수성 침투제 및 임의의 pH 조절제와 같은 침투 증강제는 매트릭스의 복수개의 도관중 최소한 일부에 위치할 수 있다. 이로써, 이러한 예시적 매트릭스는 매트릭스내 위치된 침투제 및 임의의 pH 조절제와 같은 침투 증강제의 적어도 일부를 용해 또는 현탁하도록, 생체막을 통해 형성되는 하나 이상의 경로를 통해 인입된 생물학적 수분을 사용하도록 응용되며, 이로써 미용해 물질들이 생체막을 통해 대상내로 확산 또는 이송되도록 한다.

본 침투성 조성물이 매트릭스로부터 피부 조직내로 분산되고 이동하는데 다양한 기전의 이송이 영향을 줄 수 있다. 일 구체예에 있어서, 매트릭스내 위치된 침투제는 마이크로-미립자 형태로부터 떠나 통상 주변 조직내 용액 또는 현탁상으로 됨으로써 방출되어 유기체에 의해 이용가능하게 된다. 용액 또는 현탁액에서, 확산은 마이크로-입자 침투제가 처치된 외층을 통해 피부의 살아있는 층내로 또는 이를 통해 대상으로 수송되는 기전을 제공한다. 시간에 따라 과정이 계속됨에 따라 패치를 떠나 피부로 이동되는 침투에 의해 형성된 공간이 매트릭스 몸체를 관통하는 채널을 형성하고, 이로써 매트릭스 표면에 최초 존재했던 것보다 더 많은 침투제에 부가적으로 도달할 수 있도록 한다. 따라서, 매트릭스가 대상의 피부층을 통해 형성되는 하나 이상의 경로와 소통하도록 위치함으로써 피하 유체는 유효량 또는 유효수준의 수화를 매트릭스에 공급하여 침투제를 용해하거나 현탁할 수 있다. 이와 같이, 용액 또는 현탁액내 상대적으로 고농도의 침투제가 공급될 수 있으며, 이는 또한 피부의 살아있는 조직층과 소통한다. 다시 한번, pH 조절제와 같은 침투 증강제가 및 이 과정 및 이 출원을 통해 기술된 모든 과정의 어느 하나, 복수 또는 모든 단계에서 동반될 수 있다.

본 발명에 따른 패치를 형성함으로써, 종래의 경피 전달 장치, 시스템 및 경피 침투제 전달에 알려진 방법에 의해 실현되지 못했던 상당히 높은 수준의 침투제 활용이 성취된다. 종래의 경피 제품은 패치내 존재하는 생물활성제의 약 30 내지 40% 보다 더 많은 양을 이용하기 어려웠다. 그러나, 통상의 잔여 분석법을 사용하여 측정시, 본 발명의 전달 매트릭스는, 일 측면에서 대략 10% 내지 대략 100%의 침투제 활용을 나타내고, 약 15%, 약 20%, 약 25%, 약 30%, 약 35%, 약 40%, 약 45%, 약 50%, 약 55%, 약 60%, 약 65%, 약 70%, 약 75%, 약 80%, 약 85%, 약 90% 및 약 95%의 침투제 활용을 나타내며, 이들 값들로부터 유래되는 어떠한 범위의 활용도 포함한다.

부가적으로 본 발명의 실행에 있어서, 본 발명에 따른 전달 매트릭스는 매트릭스내 위치된 미용해 침투제를 계속적으로 용해하거나 현탁함으로써 비교적 일정하고, 비교적 높은 화학적 전위 구동력을 유지하며, 따라서 하나 이상의 형성되는 경로와 소통하는 현탁 또는 용해된 침투제가 연장된 투여 기간동안 포화 수준 또는 거의 포화수준으로 존재할 수 있게 한다. 매트릭스를 침투성 담체로서 사용함으로써, 필요한 유체 부피를 최소한으로 유지하면서, 처치된 피부 부위의 면적에 걸쳐 형성된 복수개의 경로 사이의 공간을 불활성이나 효과적으로 기공성인 매트릭스로 효과적으로 "충진"할 수 있다. 반면, 종래 방법 및 장치는, 침투제가 미용해의 무수 고형으로 존재할 때보다 침투제를 피부에 들어가게 하는 동일한 삼투적 구동력을 얻기 위해, 훨씬 다량의 침투제를 요한다. 통상의 순수한 액체 또는 겔화된 수성 제제는, 침투제가 미용해 무수 고형으로 존재하고, 마이크로기공을 통해 몸에 의해 제공되는 물 외에는 없는 때보다, 처치되는 피부 부위를 덮고 생물활성제가 피부에 들어가게 하는데 요구되는 동일한 포화수준을 얻기 위해서, 훨씬 다량의 생물활성제가 필요하다. 일 측면에서, 본 시스템의 기능은, 피부의 최상층이 노화 기간 동안 피하 유체가 대상으로부터 나와 생물활성제를 용해하거나 현탁하고, 용해되거나 현탁된 생물활성제가 동일한 수성 채널을 통해 몸으로 이동하게 하기에 충분한 정도로 침투적으로 바뀜으로써 제공되는 피부의 수성채널에 의해 가능해진다.

본 발명의 전달 매트릭스는 그 안에 위치하는 하나 이상의 미용해 친수성 침투제를 갖는 고형 매트릭스를 제공하기 위한 통상의 공지수단에 의해서 제조될 수 있다. 예를 들면, 폴리머 매트릭스, 폴리머 및 친수성 침투성 조성물, 나아가 침투 증강제(pH 조절제와 같은), 용해도 조절제, 및/또는 께 건식-혼합된다. 침투제가 복수 성분을 포함하는 경우, 복수의 침투성 조성뭉 성분은, 필요한 경우, 미리 혼합하여 침투성 조성성분을 균일하게 혼합한 후, 폴리머 매트릭스 물질과 혼합한다. 이러한 침투제를 미리 혼합하는 것은, 필요한 경우, 예컨대 통상의 로티세리 믹서(rotisserie mixer) 상에서 수행될 수 있다.

믹싱 시스템의 온도 세팅은 특정 폴리머 물질이 연화되어 반죽이 될 수 있는 정도로 높되, 특정 침투제 성분의 용융을 유발할 정도로 높아서는 안 된다. 이러한 조건은 물론 특정 폴리머 매트릭스 물질 및 그 안에 위치될 침투제의 성질에 의존한다. 따라서 본 기술분야의 숙련가는 과도한 실험없이 이러한 공정 파라미터를 쉽게 얻을 수 있다. 생성되는 열-반죽 혼합물은 예컨대 필름 시트 절단 또는 다른 원하는 형상 예컨대 원형, 타원형, 장방형, 정방형 또는 어떠한 원하는 형상으로 되게 하는 것을 포함하는 전달 장치의 개개의 투여량(dosage) 형태가 되도록 공정화된다.

침투제 전달 장치는 또한 원하는 두께로 제조될 수 있으며, 두께는 대략 0.01 mm 내지 대략 30 mm의 범위일 수 있으며, 약 0.05, 약 0.1, 약 0.5, 약 1.0, 약 5.0, 약 10.0, 약 15.0, 약 20.0 및 약 25.0 mm의 두께이거나 또는 이들 값으로부터 유래되는 임의 범위의 두께일 수 있다. 예컨대 두께는 약 0.01 mm 내지 약 10.0 mm, 또는 약 0.5 mm 내지 약 1.0 mm일 수 있다. 이를 위해, 본 발명을 시행함에 있어, 원하는 두께는 예컨대, 특정 매트릭스 성분 및/또는 주어진 침투제 조성 전달 장치에 대한 원하는 전달 파라미터에 의존할 수 있다. 예를 들면, 일면에서, 더 긴 투여 시간을 제공하기 위해 더 두꺼운 전달 필름을 제공하는 것이 요망될 수 있다. 따라서 본 기술분야의 숙련가는 단순한 일상적인 실험을 통해 쉽게 특정 전달 장치 치수의 주문제작 및 적정화를 이룰 수 있다.

일 구체예에 있어서, 이 공정은 일정량의 열-반죽 혼합물을 실질적으로 균일한 두께로 멜트-프레싱(melt-pressing)하고, 통상적인 다이 커팅법을 사용하여 최종 전달 다바이스 형상을 형성함으로써 달성될 수 있다. 또는 혼합 공정은, 가열된 혼합물을 실질적으로 균일한 너비와 두께의 리본을 형성하는 다이를 통해 압출하고, 리본을 원하는 길이로 썰어, 예컨대 직각의 투여량 형태를 형성하거나 리본으로부터 최종 투여량 형태로 다이 커팅함으로써 달성될 수 있다. 일 구체예에 있어서, 압출된 리본을 다이 커팅법을 사용하고, 다이 커팅 공정후 남는 리본의 과잉 "가장자리"를 혼합/압출 장비의 원료공급장치내로 돌아가 재순환되게 함으로써, 원료성분의 혼합에서 거의 제로의 손실 공정을 달성하면서 최종 장치 투여량 형태를 형성하도록 공정 기계를 구성할 수 있다.

대안적으로, 폴리머 및 침투제의 실질적으로 균일하고 균질한 분포가 달성될 때까지 극저온 밀링된 폴리머 분말이 침투제 및 임의의 다른 성분과 혼합될 수 있다. 이어서 생성된 혼합물은 열간 또는 냉각 프레스 형성되거나, 최종적으로 원하는 전달 장치 형상으로 용융 압출될 수 있다.

또 다른 측면에서, 매트릭스 물질이 예를 들어, 메틸렌 클로라이드, 메틸-t-부틸 에테르, 메틸 에틸 케톤, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, 에탄올, 아세톤 또는 이들의 2원/3원 혼합물과 같은 유기 용매로 용해되는 종래의 용매 캐스팅 공정이 사용될 수 있다. 이어서 용해된 침투제 및 임의의 다른 성분은 용해된 폴리머 매트릭스 물질에 첨가될 수 있고, 이어서 결과적인 현탁액이 원하는 크기 및 형상을 갖는 폼(form)에 부어질 수 있다. 이어서 메틸렌 클로라이드와 같은 용매는 증발될 수 있거나 그렇지 않으면 침투제 전달 장치를 제공하도록 제거될 수 있다.

당업자들이 인식하는 바와 같이, 생물활성제(들), (pH 조절제와 같은) 침투 증강제(들), 용해도 조절제(들), 필러 성분(들) 및 매트릭스 물질의 상대적인 양은 원하는 기간 또는 효과적인 투여 기간뿐 아니라 대상에 침투제의 원하는 유량 속도를 제공하도록 모두 조정될 수 있다. 예를 들어, 침투제는 생물활성제의 소정량에 대한 양으로, 투여제와 같은 필러 성분을 포함할 수 있고, 이는 소정의 생물활성제의 경피 투여량을 제공할 수 있다. 대안적으로, 침투제 조성 그 자체는 소정의 고체 매트릭스의 양에 대한, 양 및 조성으로 존재할 수 있고, 이는 소정의 경피 침투제 확산 속도를 제공할 수 있다.

일 측면에서, 무수 저장소 내에 위치한 용해된 침투제의 농도는 피부에서의 마이크로기공으로부터 획득된 피하 유체와 같은, 수분 공급원에 노출 시에 수분이 용해된 침투제를 용해시키거나 현탁시킬 것이어서 마이크로기공을 통해 대상에 전달되도록 필요로 하는 원하는 양의 침투제가 용해되거나 이들 채널 및 마이크로기공을 통하여 대상의 피부로 현탁되거나 확산될 때까지 수성 채널이 계속해서 매트릭스내에서 그를 통해 발생하여 매트릭스 전체에 걸쳐 형성되도록 하는 원하는 통계적인 확률을 제공하도록 설계된다. 적절한 비율을 선택함으로써, 매트릭스로 계속해서 더 이동함에 따라, 실질적으로 매트릭스에서의 모든 침투제는 용액 전면에 의해 형성된 이들 수성 채널을 통해 접근가능할 것이라는 것을 보장하도록 구성될 수 있다.

또한, 임의의 용해도 조절제 및/또는 필러는 생물활성제의 방출 속도를 제어하고, 피부 조직에서 생물활성제의 용해도를 변경시키며, 면역 반응을 향상시키는 것, 염증 반응, 부종 또는 홍진을 억제하는 것, 조직 내에서 특정 pH 범위를 유지하는 것 등과 같으나 이에 한정되지 않는 오염된 조직 내의 선택된 생리 현상을 억제하거나 향상시키도록 장치에 포함된다. 이 때문에, 피부 조직 생물활성제를 흡수할 수 있는 가장 느린 속도보다 더 한정된 방출 속도를 제공하도록 전달 장치를 구성함으로써, 시스템은 일반적으로 생물활성제 전달 속도에 영향을 미치는 상호 간 또는 내부의 대상 가변성에 관계없이 극히 반복가능하도록 제조될 수 있다.

일 구체예에 있어서, 매트릭스로부터 약물의 방출은 다양한 폴리머종의 첨가를 통해 제어될 수 있다. 이들 폴리머는 매트릭스의 다공성에 영향을 미칠 수 있고, 이에 의해 침투제 또는 침투 증강제(들)에 대한 간극 유체의 이용가능성을 제한하며, 이에 따른 침투제 및/또는 침투 증강제(들) 전달의 제어를 제공한다. 특히, 수용해성 종일 때의 이들 폴리머는 또한 침투제 및/또는 침투 증강제(들)에 대한 간극 유체의 이용가능성을 제한할 수 있고, 이에 의해 필름으로부터 이들의 방출을 제어할 수 있다. 예를 들어, 침투제 또는 침투 증강제(들)의 용해를 위하여 요구된 간극 유체는 수용해성 폴리머의 용해에 의해 부분적으로 소비될 수 있고, 이에 따른 다른 수용해성 종의 전달을 제어한다. 대안적으로, 수용해성 폴리머의 용해는 또한 전달 또는 용해를 제어하는 수단으로서 작용할 수 있는 필름 환경에서의 점성의 증가를 초래할 수 있다. 대안적으로, 폴리머의 용해는 침투제 또는 침투 증강제(들)의 효과적인 농도가 용해된 폴리머의 부재에서보다 낮고, 이에 의해 전달 속도를 낮추는 필름 환경을 초래할 수 있다.

또한 본 발명의 장치는 단일 전달 패치를 포함하는 양상에 한정되지 않고 복수 개의 전달 패치를 포함하는 양상을 더 구체화하는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 도 3에서 설명된 바와 같이, 일 측면에서 본 발명의 장치는 적층된 배열로 위치된 복수 개의 전달 매트릭스 또는 저장소를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 예를 들어, 전달 매트릭스 또는 저장소(20)는 제한 없이 적층된 배열로 위치된 3 개의 침투제 전달 매트릭스(또는 저장소들; 20(a), 20(b), 20(c))를 포함할 수 있다.

대안적으로, 본 발명에 따른 장치는 인접하거나 나란한 관계로 위치된 복수 개의 매트릭스를 포함할 수 있다. 또 다른 측면에서, 본 발명에 따른 장치는 복수 개의 적층된 매트릭스 및 복수 개의 인접한 전달 매트릭스의 조합을 포함할 수 있다. 다층으로 이루어진 복수 개의 전달 매트릭스를 제공함으로써, 각각의 층이 용해 전면에 의해 연속적으로 연결됨에 따라, 소정의 방출 속도는 소정의 침투제 투여 기간에 걸쳐 변경될 수 있고, 이에 따라 당업계에서 통상의 기술 중 하나가 대상에서 침투제의 결과적인 PK 프로파일을 맞추도록 한다. 예를 들어, 일 측면에서, 적어도 2 개의 매트릭스가 상이한 치수 특성을 포함하는 복수 개의 전달 매트릭스가 제공될 수 있다. 다른 측면에서, 각각 그 위에 침착된 상이한 침투제 조성을 갖는, 적어도 2 개의 매트릭스가 제공될 수 있다. 또 다른 측면에서, 복수 개의 매트릭스 각각이 상이한 침투제 조성을 포함하는 복수 개의 전달 매트릭스가 제공될 수 있다는 것이 고려된다.

또 다른 측면에서, 복수 개의 침투제 전달 매트릭스는 박동성 생물활성제 전달의 소정의 패턴을 제공하도록 정렬될 수 있다. 이는 전달 매트릭스가 몇몇은 침투제를 포함하고 몇몇은 침투제를 포함하지 않는, 복수 개의 매트릭스 층으로 구성되는 완전 수동 확산 시스템으로 완성될 수 있다. 따라서, 용액 전면이 매트릭스를 통하여 이동함에 따라, 생물활성제는 단지 이를 포함하는 층이 용액 전면의 엣지에 존재하는 주기 동안에 전달될 것이다. 이들 다중 층들에서의 생물활성제 함량을 지정하는 것은 유입을 조정하여 최적화할 수 있는 경피 전달 시스템을 제공한다. 예를 들어, 인슐린 전달 시스템은 대상의 글루코스 물질대사의 자연 활동 일주기를 돕도록 구성될 수 있고, 이에 따라 프로그래밍된 경향으로 투여 주기에 걸쳐 전달된 생물활성제의 양을 변경하여 더 양호한 치료를 제공한다.

침투제 방출 속도 제어를 제공하는 추가적인 방법은 매트릭스의 물리적인 설계를 변경하는 것, 용해 전면이 매트릭스로 이동함에 따라 형성된 확산 경로의 비틀림을 변경하는 것, 무수 폴리머 또는 다른 매트릭스 물질의 선택, 또는 매트릭스 내의 특정된 멤브레인 또는 층과 같은 특정 속도-제한 메커니즘의 추가에 의함을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 구체예에 있어서, 폴리머 매트릭스는 피부 접촉면 상에서 피부 접촉면의 표면 영역을 증가시키도록 설계된 조직으로 형성될 수 있다. 매트릭스와 피부 사이의 표면 영역을 증가시킴으로써, 패치와 마이크로기공 사이에서 유체 인터페이스로의 생물활성제의 방출의 초기 속도는 더 많은 생물활성제의 초기 유량을 초래하면서, 더 커질 것이다. 조직화된 표면 근처의 매트릭스 내의 생물활성제가 대폭 감소됨에 따라, 폴리머 매트릭스로 관통하는 수성 다공성이 매트릭스로 더 연장되고, 증가된 표면 영역의 효과가 감소되어 감에 따라 생물활성제의 유량은 늦어질 것이며, 또한 용해 전면은 매트릭스의 몸체로 이동한다. 예시적인 표면 영역 향상은 파상 요철, 천공, 일 깊이 또는 깊이의 조합 모두에서 조합을 갖는, 부분적으로 홀을 통과하거나 전체적으로 홀을 통과하는 매트릭스로 연장하는 일련의 홀(hole), 부분적인 홀과 전체적인 홀의 조합을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 본질적으로, 마이크로기공을 통하여 부여된 용해 유체에 노출된 표면 영역을 변경하는 매트릭스의 물리적인 형성은 마모 주기 동안에 다양한 시간 지점에서 유량을 맞추기 위하여 사용될 수 있었다. 이런 방식으로 매트릭스를 형성하기 위하여 몇몇의 유용한 공정들은 압출, 스탬핑(stamping), 캐스팅(casting), 펀칭(punching), 다이-컷팅(die-cutting), 롤링(rolling), 융용, 레이저 머시닝(laser machining), 밀링(milling), 에칭(etching) 또는 호빙(hobbing) 공정 또는 이들의 어떠한 조합을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 층에서의 매트릭스의 조직화 및 천공은 다른 층들 사이에 샌드위치된 내부층뿐 아니라, 특히 피부의 표면 상에 위치된 층에 가해질 수 있다. 도 2를 참조하여, 향상된 바닥 표면 영역을 갖는 예시적인 전달 매트릭스가 도시된다. 도시된 바와 같이, 전달 매트릭스(20(d))는 일련의 선형 천공(28)을 포함하는 조직화된 바닥 표면(22)을 포함할 수 있다.

여기서 설명된 장치는 연장된 투여 기간동안 경피성으로 침투제를 전달하기 위하여 사용될 수 있다는 것이 본 발명을 실시함에 있어 인정될 것이다. 이 때문에, 여기서 설명된 바와 같은 전달 매트릭스는 약 1 분, 약 5 분, 약 10 분, 약 12 분, 약 15 분, 약 18 분, 약 20 분, 약 24 분, 약 30 분, 약 36 분, 약 45 분, 약 50 분 및 약 1 시간, 약 5 시간, 약 9 시간, 약 10 시간, 약 12 시간, 약 15 시간, 약 18 시간, 약 20 시간, 약 24 시간, 약 30 시간, 약 36 시간, 약 45 시간, 약 50 시간, 약 100 시간, 약 150 시간, 약 200 시간, 약 250 시간, 약 300 시간 및 약 350 시간의 투여 기간을 포함하는, 약 5 분부터 약 400 시간 이상까지의 범위에 있는 소정의 투여 기간에 걸쳐 침투제를 대상에 경피성으로 전달하기 위하여 사용될 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 장치는 약 5 분 내지 약 1 시간, 약 1 시간 내지 약 6 시간, 약 6 내지 약 12 시간, 약 12 내지 약 30 시간, 약 30 내지 약 50 시간, 약 50 내지 약 80 시간, 약 80 내지 약 120 시간 및 심지어 약 120 내지 180 시간의 소정 투여 기간 동안 소정량의 침투제를 경피성으로 통하여 전달하기 위하여 사용될 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 본 발명의 장치는 약 1일, 약 3일, 또는 약 7일의 소정의 투여 기간 동안 소정량의 침투제를 경피성으로 전달하기 위하여 사용될 수 있다.

이 때문에, 원리에 의해 한정되도록 의도되지 않는 동시에, 몇몇의 측면에서 본 발명의 장치에 의해 달성된 상대적으로 긴 투여 기간은 연장된 시간의 주기동안 포화점 근처에서 용해되거나 현탁된 침투제를 유지함으로부터 기인하는 높은 삼투압 확산 구배의 결과일 수 있다. 이런 상대적으로 높은 삼투압 확산 구배 그 자체가 연장된 투여 기간을 달성하는 능력을 더 향상시키는 대상의 피부층에서의 개구를 통하여 형성된 경로에 항치유 영향을 제공할 수 있다는 것이 더 신뢰된다. 따라서, 본 발명의 전달 장치는 사실상 어떠한 원하는 투여 기간에 걸쳐 소정 레벨의 침투제를 전달하도록 구성되고 정렬될 수 있다는 것이 인정되어야 한다.

본 발명의 일 양상에 따른 예시적인 장치가 도 4에 도시된다. 도시된 바와 같이, 예시적인 장치는 상기에 설명된 바와 같이 전달 매트릭스 또는 저장소(20)를 포함하는, 경피 패치 어셈블리를 제공한다. 전달 매트릭스는 상부 표면 및 반대편의 바닥 표면을 갖도록 구성되고 정렬된다. 안쪽으로 대면하는 표면을 갖는, 백킹 지지층(30; backing support layer)은 적어도 부분적으로 전달 매트릭스의 상부 표면에 연결된다. 일 측면에서, 전달 매트릭스를 대상의 피부에 방출가능하게 부착시키기 위하여, 백킹 지지층은 전달 매트릭스를 넘어 주변으로 연장되도록 크기화되고 형상화될 수 있다. 또한, 주변 연장 백킹 지지층의 안쪽으로 대면하는 표면의 적어도 일부는 그 위에 침전된 접착층(50)을 더 포함할 수 있다. 당업계에서 통상의 기술 중 하나로 인정될 것임에 따라, 매트릭스의 주변을 넘어 연장되는 백킹층의 적어도 일부 상에 침전되는 접착층은 주변 접착 부착 시스템을 제공할 수 있다.

대안적으로, 전달 매트릭스는 대상의 피부에 직접 방출가능하게 부착되도록 하기에 충분히 엉성한 피부 접촉면을 갖기 위하여 설계될 수 있다는 것이 또한 고려된다. 이는 패치의 총 크기를 최소화할 수 있고, 패치 마모 주기의 기간 (예를 들어 1, 2, 3 또는 7일) 동안 패치를 피부에 부착하기에 충분한 접착력을 유지하도록 주변 접착제에 따른 의존성을 감소시킬 수 있다. 이러한 매트릭스가 예를 들어, 제조 공정 파라미터뿐 아니라 폴리머, 친수성 침투제 및/또는 침투 증강제의 백분율을 최적화함으로써 획득될 수 있다는 것이 본 원에 개시된 발명의 실시에서 인정될 것이다. 이러한 최적화는 과도한 실험에 대한 필요없이 당업계의 통상의 기술 중 하나에 의해 결정될 수 있다.

백킹 지지층(30)은 일 측면에서 적어도 실질적으로 폐쇄될 수 있다. 대안적으로, 백킹 지지층은 적어도 부분적으로 반침투성일 수 있다. 이 때문에, 몇몇의 경우에, 예를 들어, 3M Tegaderm® 제품과 같은 반침투성 백킹은 일반적으로 더 긴 마모 주기 동안 더 높은 사용자 공차를 갖는 증기 침투성 백킹으로서 추가된 사용자 편리성을 제공할 수 있다. 게다가, 피부로의 약물의 방출 속도는 특정 평균 증기 침투율(MVTR)을 갖는 반침투성 백킹 지지층을 설계함으로써 필름을 통하는 수분 이동 속도를 제어함으로써 제어될 수 있다. 다른 경우에는, 더 완벽하게 폐쇄되는 백킹은 형성된 경로(들)을 사이를 둘러싸는 온전한 피부를 통해 경피 수분 손실 뿐 아니라, 패치 어셈블리 아래의 적어도 하나 형성된 경로로부터 접근가능한 피하 유체로부터 매트릭스의 최대 수화를 보장하기 위하여 바람직할 수 있다. 대안적으로, 백킹은 필름의 수화를 촉진하도록 완전히 폐쇄되게 제조될 수 있고 이에 따라 피하 유체와 접촉할 수 있는 반면에, 주변 접착제는 더 양호한 접착성과 같은 더 양호한 마모 특성 및/또는 더 적은 자극을 허용하도록 반침투성으로 제조될 수 있다.

패치 어셈블리는 장치가 사용될 때까지 환경 요소로부터 전달 매트릭스의 하부 표면의 적어도 일부를 보호하도록 크기화되고 형상화된 박리성 보호 방출층(40)을 더 포함할 수 있다. 일 측면에서, 보호 방출층은 그 위에 침전된 접착층을 갖는 주변 연장 백킹 지지층의 적어도 일부에 떼어낼 수 있게 고정될 수 있다. 인정될 것임에 따라, 본 양상에 따른 배출층의 위치시킴은 전달 매트릭스의 바닥 표면에 대한 보호를 제공할 뿐 아니라, 백킹 지지층의 주변 연장부 상에 침전된 접착층에 대한 보호층을 더 추가할 수 있다. 이어서 전달 매트릭스, 백킹 지지층, 접착층 및 보호 방출층을 포함하는 패치 어셈블리는 개별적인 파우치에 위치될 수 있고 밀봉되어 폐쇄될 수 있다.

일 구체예에 있어서, 본 발명에 따른 예시적인 전달 매트릭스는 대상의 피부층을 통하는 적어도 하나 형성된 경로를 통하여 대상으로의 침투제의 경피 유량을 야기하는 방법을 제공한다. 일 측면에서, 본 방법은 피부층을 통하는 적어도 하나 형성된 경로를 포함하는 경피 침투제 투여 부위를 갖는 대상을 제공하는 단계를 포함한다. 여기서 사용된 바와 같이, 대상은 경피 침투제 투여를 할 수 있는 적어도 하나의 피부층을 갖는 어떠한 생물일 수 있다. 이 때문에, 대상은 예를 들어 인간과 같은 포유류일 수 있다. 대안적인 측면에서, 대상은 비포유류일 수 있다. 또 다른 측면에서, 본 발명의 방법 및 시스템은 식물에 사용될 수 있다.

경피 침투제 투여 부위는 대상의 피부층을 통하는 적어도 하나 형성된 경로로 구성된다. 경로는 대상의 피부층을 통하는 경로를 제공하는 어떠한 현재의 공지된 수단에 의해 형성될 수 있다. 유기체의 피부의 최외각층, 일반적으로 인간에 있어서 각질층 아래의 피부의 생존가능 세포층과 생물활성제 또는 매트릭스 사이의 유체 연결을 허용하는 약 1 내지 약 100 미크론의 깊이, 약 50 내지 약 100 미크론의 깊이, 약 70 내지 약 90 미크론의 깊이, 약 20 내지 약 80 미크론의 깊이, 약 100 내지 약 400 미크론의 깊이, 약 200 내지 약 300 미크론의 깊이, 및 약 250 내지 약 500 미크론의 깊이를 포함하는 1 내지 500 미크론의 깊이, 및 약 1 내지 약 500 미크론의 가로, 약 100 내지 약 1000 미크론의 가로, 약 200 내지 약 600 미크론의 가로, 및 약 400 내지 약 800 미크론의 가로를 포함하는 1 내지 1000 미크론의 가로의 크기 범위 내에서 피부에 하나 이상의 작고 인공적인 개구 또는 마이크로기공을 형성하는 방법일 수 있다. 이들 마이크로기공들은 피하 유체가 마이크로기공을 통해 피부의 표면으로 흐르도록 할 수 있다.

예시적인 측면에서, 한정하는 것으로 의미되지 않으나 대상의 피부에서의 경로 또는 마이크로기공은 열 천공 장치를 가하고, 마이크로-니들(micro needle), 란셋 또는 블레이드, 레이저 삭마, 라디오 주파수 또는 전기적 삭마, 전기적 천공 또는 삭마, 및/또는 유압식 제트로 피부를 기계적으로 천공함으로써 형성될 수 있다. 기계적인 방법에 의해 경로를 생성하는 방법은 각질층을 통해 트랙 또는 경로를 긁거나 피부를 천공하도록 고체 마이크로니들(micoro-needdle) 또는 "피라미드(pyramid)"와 같은 돌출부의 사용을 포함한다. 피부 치료는 침투성을 증가시키도록 피부의 초음파 처리 또는 음향 에너지, 전기 천공법, 테이프 스트리핑(tape stripping), 연마 스트리핑 또는 연마 처리, 가스 제트 연마 처리, 피부를 적절하게 침투성이 있도록 하는 기계적 처리, 파우더젝트(PowderJect) 약학 PLC, 화학적 처리 또는 열 처리에 의해 설명된 바와 같은 장치를 통해 피부에 고속 비활성 입자의 가함에 의한 마이크로 천공의 가함과 같은 방법을 또한 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 원하는 마이크로기공들을 형성하는 예시적인 시스템, 장치 또는 방법은 미국특허 제5,885,211호, 제6,527,716호, 제6,597,794호, 제6,611,707호, 제6,692,456호, 제6,708,060호 및 제6,711,435호 및 미국공개특허 제2004-0220456호, 제2004-0039342호, 및 제2004-0039343호에서 설명되고, 이들 모두는 참조에 의해 전체적으로 원용된다.

보호 방출층의 제거 후에, 이어서 패치 어셈블리는 용해된 친수성 침투제를 포함하는 침투제 전달 매트릭스가 대상의 피부층을 통하여 적어도 하나 형성된 경로와 유체 연결하도록 본 원에 설명된 바와 같이, 대상의 피부층을 통하여 적어도 하나 형성된 경로를 갖는 침투제 투여 부위 위에 전달 매트릭스의 바닥 표면을 적어도 실질적으로 같은 코-로케이션하는(co-locate) 방식으로 대상의 피부 상에 위치될 수 있다. 마이크로포레이션 피부 부위에 대한 패치의 활성 연역의 코-로케이션(co-location)을 단순화하는 다양한 방법들은 예를 들어, 이들 표시가 참조 지점으로 사용될 때 사용자가 패치를 올바른 위치에 위치시키도록 하는 마이크로포레이션 방법의 적용 후에 남겨진 시각적인 표시의 시스템과 같은 일체화된 시스템 설계로 포함될 수 있다. 이들 표시는 염료 또는 잉크 또는 심지어 피부 상에 일시적인 패턴을 남기는 기계적 조직에 의해 단순하게 형성되는 것; 천공이 달성되고 천공 시스템이 피부 부위로부터 제거될 때, 작은 '힌지' 요소가 고정 패치 뒤에 남겨져 패치가 꺾어지고(folded over) 힌지가 180도로 가요된(flexed) 때에 필요로 하는 코-로케이션이 보장되도록 하는 경향으로 패치가 천공 시스템에 일시적으로 부착되는 꺾어진 코-로케이션 시스템; 패치의 적절한 위치를 위한 필요로 하는 안내를 제공하는 천공기 시스템의 제거 후에 주변 인디케이터(indicator)의 로케이터 링(locator ring)이 피부 상에 남겨지는 것; 연속적으로 천공 시스템을 가하고, 이를 제거하며 이어서 사용자에 대하여 완전히 투명하고 임의로 심지어 숨겨지는 경향으로 패치를 적용하는 완전히 자동화된 어플리케이터(applicator) 시스템이 사용되는 것; 천공 요소가 생체적합하고, 패치의 피부측으로 직접 일체화되며, 천공 공정이 달성된 후에 저장소 아래에 피부에 대하여 자리잡아 남겨지도록 설계되는 완전 일체화된 시스템이 사용되는 것과 같으나 이에 한정되지 않는 마커(marker)로 형성될 수 있다. 따라서, 일 구체예에 있어서, 포레이터는 충분히 다공성이어서 필요한 유체의 흐름이 마이크로기공으로부터 매트릭스로 들어가게 하고, 용해되거나 분산된 생물활성제가 매트릭스로부터 포레이터 뒤에/가로지르거나 마이크로기공으로 들어가게 한다.

일 구체예에 있어서, 침투제 전달 매트릭스는 적어도 하나의 형성된 경로와 유체 소통이 유지되어 적어도 하나의 형성된 경로를 통해 대상으로부터 유효량의 피하 유체를 끌어당기고, 이어서 형성된 경로를 통해 침투제의 적어도 일부를 원하는 흐름으로 경피로 전달한다. 이를 위해서, 적어도 하나의 형성된 경로를 통해 끌어당겨진 피하 유체는, 매트릭스 내에 배치된 침투제의 적어도 일부를 용해시키고/거나 분산시키는 과정을 개시할 수 있고, 이어서 이용가능한 확산 경로를 제공하여 피부 내 적어도 하나의 형성된 경로를 통하여 침투제가 경피로 확산하여 대상에 들어가게 한다. 일단 침투제가 대상의 이용가능한 피부층으로 경피로 전달되면, 침투제는 국소적으로 활성이거나 순환계에 흡수되어 전신적으로 분포될 수 있다. 예를 들어, 일 측면에 있어서, 침투제는 림프계에 흡수될 수 있다.

본 원에 기재된 원동력(driving forces)에 근거한 수동적 화학적 확산 외에도, 추가의 침투 증강제가 본 발명의 침투제 전달 매트릭스와 함께 또한 사용될 수 있다고 생각된다. 예를 들어, 제한하는 것은 아니지만, 본 발명의 전달 매트릭스는 능동 힘(active force) 증강제 기술, 예컨대 음파 에너지, 기계적 흡입, 압력의 적용, 또는 소노포레시스, 이온토포레시스 또는 일렉트로포레이션을 포함하는 조직의 국소 변형과 함께 사용될 수 있다.

또한, 대상의 피부 내 적어도 하나의 형성된 경로를 통한 침투제의 경피 침투제 흐름을 증강시키기 위해 추가의 기전력(electromotive forces)을 또한 침투제에 적용할 수 있다. 기전력의 사용은 보다 큰 고분자 약제, 예컨대 단백질, 펩티드, 및 심지어 유전자의 치료량을 마이크로포레이션 피부를 통해 경피 전달하는데 특히 유용할 수 있다. 더욱이, 이러한 능동 전달 모드는, 다른 측면에 있어서 수동적 확산 뿐인 시스템을 통한 동량의 흐름에 종종 필요한 것보다 보다 적고/적거나 작은 경로로 이용될 수 있다. 따라서, 일 측면에 있어서, 능동 기전력의 사용은 제거되는 피부의 용량을 감소시킬 수 있어서 사용자에 대하여 시스템이 보다 적게 침습한다.

이를 위해서, 일 측면에 있어서, 본 발명의 침투제 전달 매트릭스는 전자-삼투-펌프(electro-osmotic-pump, EOP) 어셈블리를 제공하도록 구성될 수 있다. 이 측면에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 표면 및 반대 하부 표면을 가진 마이크로포레이션 전달 매트릭스 20(d)는, 상부 표면과 전기 소통하도록 위치한 하나 이상의 제1 전극의 어셈블리 (60) 및 하부 표면과 전기 소통하도록 위치한 하나 이상의 제2 전극의 어셈블리 (70)을 추가로 포함할 수 있다. 전극 어셈블리는 당업자에게 알려진 기존의 전극 침착 기술, 예컨대, 예를 들면, 스퍼터링(sputtering), 전자-침착, 또는 전자-레스(less) 침착에 의해서 제공될 수 있다. 제1 및 제2 전극 어셈블리를 전압 또는 전류 소스(V)와 선택적 또는 조절가능하게 전기 소통하도록 배치함으로써 완전한 회로를 만들 수 있다. 마이크로다공성 매트릭스 내 침투제에 적절히 분극된 전기장을 일정하게 적용함으로써 마이크로다공성 매트릭스의 개구부 근처에 침투제의 축적(build up)을 유도하여, 확산 구배 유도된 경피 제제에 대하여 상대적인 부스트를 대상에 제공할 수 있다.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명에 따른 전자-삼투-펌프 어셈블리는, 전달 매트릭스로부터 멀리 떨어져서 배치되고 대상의 피부와 전기 소통하도록 위치하게끔 적합화된 제3 또는 카운터 전극을 추가로 포함할 수 있다. 제3 또는 카운터 전극의 도입은 기전력을 적용하는 것을 가능케 하고, 상기 기전력은 침투제가 마이크로포레이션 전달 매트릭스의 하부 표면으로부터 대상의 피부 내 적어도 하나의 형성된 경로와 일치하는 포커스에 측면으로 이동하는 것을 증강시킬 수 있다. 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 이 측면은 추가의 경피 흐름 효율성을 제공할 수 있는데, 이는 붕괴되지 않은 층(stratum) 각질(corneum) 층을 여전히 가지고 피부의 이용가능한 층에 개방된 형성된 경로를 가지지 않는 피부의 손상되지 않은 부위를 통해서는 필연적으로 제로(zero) 흐름일 것이기 때문이다.

사용에 있어서, 상술한 3-전극 어셈블리는 전자-삼투 펌프 어셈블리 내의 다양한 전극 어셈블리의 선택적 온-오프 사이클링에 따라 작동될 수 있다. 예를 들어, 제1 전자-삼투 펌프 사이클에서, 상대적으로 고 농도의 생물활성제를 전달 매트릭스의 하부 표면내 마이크로다공성 개구부에 근접하여 생성하기 위하여 제1 및 제2 전극 어셈블리 사이에 회로를 완성함으로써 전자-삼투 펌프(EOP)를 활성화할 수 있다. 제2 전자-운송 사이클 동안, 제1 및 제2 EOP 전극 어셈블리 중 어느 하나 또는 양자 모두는, 경피로 전달될 특정의 생물활성제 상의 총 전하와 동일한 전극으로 충전될 수 있다. 이후, 전달 매트릭스로부터 멀리 떨어져서 위치할 수 있고 피부 표면과 소통하는 제3 전극 어셈블리는 카운터 전극으로서 작동될 수 있다. 이러한 전자-운송 모드에 있어서, 생물활성제에 가해진 전자-반발력은 생물활성제를 대상의 마이크로기공 속으로 능동적으로 운반할 수 있다.

물론, 이러한 전자-운송 모드(electro-transport mode, ETM) 및 전자-삼투-펌프 모드(electro-osmotic-pump mode, EOP)는 온-오프 방식으로, 또는 오프와 최대 강도 사이의 어느 레벨로도 조절될 수 있음을 이해해야 한다. ETM의 양 및 지속 시간을 특정의 예시적 한도, 예컨대, 예를 들면, 10 ms 온 및 50 ms 오프 내에 유지함으로써, ETM 동안 대상의 피부 조직을 통해 흐르게 될 평균 전류는 충분히 낮은 레벨로 유지되어, ETM의 오프-시간 동안 국소 pH의 어떤 시프트도 전기장이 존재하지 않을 때의 피부 조직 내의 정상 마이크로-유체 작용 및 이온의 자연 확산에 의해 중화될 수 있다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 이것은 모든 움직이는 종의 균일한 농도를 확립하도록 작동하여 pH를 정상 생리적 상태로 돌릴 수 있다. 따라서, ETM의 온-시간을 오프-시간으로의 이러한 변경은 피부 조직의 정상 pH의 붕괴로 인한 과민증(irritation)을 제거할 수 있다.

EOP 모드 또는 사이클 및 ETM 모드 또는 사이클의 구체적인 의무 사이클은, 경피로 전달될 특정의 침투제 및 EOP와 ETM 양자 모두에 적용되는 전류 레벨에 의존함을 이해해야 한다. 이용가능한 조직의 pH가 어떤 소정의 경계 내에 머물도록 하는 계략적 계산을 할 수도 있지만, 실제로, 이러한 의무 사이클은 작은 pH 센서를 패치 아래에 단순히 배치하여 상이한 의무 사이클의 효과를 모니터링함으로써 실험적으로 결정될 수 있다. 본 발명의 추가의 구성은 pH 센싱 요소를 패치 내로 도입하는 것으로, 이로부터 생성된 아웃풋(output)을 시스템 조절자에 대한 피드백 신호로 사용하여 국소 피부 생리학, 환경적 인자, 또는 국소 환경에 영향을 미칠 수 있는 다른 힘에 있어서 대상-대-대상 다양성에 무관하게, pH가 프로그램된 경계 내에 머물도록 하는 폐쇄-루프 컨트롤 회로를 제공한다.

도 6을 참조하여, 3-전극 삼투 펌프 어셈블리를 추가로 포함하는 예시적 패치 어셈블리를 도시한다. 도시된 바와 같이, 예시적 장치는 본 명세서에 상술한 바와 같은 마이크로포레이션 전달 매트릭스를 포함하는 경피 패치 어셈블리를 포함한다. 전달 매트릭스는 상부 표면 및 반대 하부 표면을 갖도록 조작되고 배열된다. 내부에서 접하는 표면을 가진, 백킹 지지층은 전달 매트릭스의 상부 표면에 적어도 부분적으로 연결된다. 마이크로포레이션 전달 저장소는 상부 표면 및 반대 하부 표면을 포함한다. 제1 전극 어셈블리 (60)은 상부 표면과 전기 소통하도록 배치되고, 제2 전극 어셈블리 (70)은 하부 표면과 전기 소통하도록 배치된다. 제3 또는 카운터 전극 (80)은 전달 매트릭스로부터 멀리 떨어져서 배치되고 대상의 피부와 전기 소통하도록 위치하게끔 적합화된다. 제1, 제2 및 제3 전극 어셈블리 중 적어도 2개를 전압 또는 전류 소스(도시되지 않음)와 선택적 또는 조절가능한 전기 소통하도록 배치함으로써, 제1, 제2 및 제3 전극 중 적어도 어느 2개 사이에서 완전한 회로를 만들 수 있다.

실시예

본 명세서에서 청구하는 장치, 시스템 및 방법이 어떻게 제조되고, 수행되고, 평가되는지에 대한 완전한 개시 및 설명을 당업자에게 제공하기 위하여 하기의 실시예를 기재한다. 이들 실시예는 순전히 본 발명의 예시를 위한 것일 뿐, 본 발명자들이 그들의 발명이라고 간주하는 범위를 제한하려는 것은 아니다. 다르게 지시되지 않는 한, 부(part)는 중량부이고, 온도는 도 C(섭씨) 또는 대기 온도이며, 압력은 대기압이나 대기압에 가까운 것이다.

하이드로모르폰

도 7은 침투제 전달 패치 두께가 본 발명의 다양한 침투제 전달 패치의 시험관내(in vitro) 약물 방출 동력학에 미치는 영향을 보고한다. 4종의 침투제 전달 패치를 본 발명에 따라 제조하였다. 4종의 매트릭스는 각각 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA)를 포함하였다. 생물활성제로서 하이드로모르폰 HCl(HM)을, 충진제 성분으로 만니톨 및 프로필렌 글리콜(PG)을 포함하고 넓이가 약 1.44 cm²인 EVA 매트릭스 내에 침투성 제제를 배치하였다. 제1 패치는 약 1.00 mm의 두께를 가지고 약 67 mg의 하이드로모르폰을 포함하였다. 제2 패치는 약 0.50 mm의 두께를 가지고 약 25 mg의 하이드로모르폰 HCl을 포함하였다. 제3 패치는 약 0.44 mm의 두께를 가지고 약 22 mg의 하이드로모르폰을 포함하였다. 제4 패치는 약 0.22 mm의 두께를 가지고 약 11 mg의 하이드로모르폰 HCl을 포함하였다.

상기 4종의 패치를 각각 사용하는 시험관내 테스트를 약 24 시간의 투여 기간 동안 수행하였다. 기존의 분석 수단을 사용하여, 24-시간 투여 기간에 걸친 4종의 침투제 전달 패치 각각에 대한 축적된 하이드로모르폰 HCl 방출 및 하이드로모르폰 HCl의 상대적 퍼센트는 도 7에 도시된 플롯으로 보고된다.

도 8은 4종의 서로 다른 무모 래트 대상의 복부 상에 테스트된 본 발명의 예시적 침투제 전달 장치에 대한 평균 약물동력학 프로파일(PK profile)을 보고한다. 침투성 패치는 약 1.4 밀리미터의 두께를 가지고 매트릭스 물질로서 약 40% 비닐 아세테이트 성분을 가지는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 50 중량%를 포함하는 필름이었다. 침투성 조성물은 생물활성제로서 (침투성 패치의 총 중량%에 대하여 상대적으로) 25 중량%의 하이드로모르폰 HCl, 및 추가의 충진제 성분으로 (침투성 패치의 총 중량%에 대하여 상대적으로) 25 중량%의 만니톨을 포함하였다. 24-시간 투여 기간의 작용 결과, 무모 래트 내 평균 혈청 하이드로모르폰 농도는 도 8에 보고된다.

펜타닐 시트레이트

도 9는 서로 다른 농도의 펜타닐 시트레이트를 포함하는 본 발명의 침투제 전달 패치에 대한 평균 펜타닐 시트레이트 혈청 레벨 PK 프로파일을 보고한다. 특히, 10% 펜타닐 시트레이트에 대하여 하기에 개시된 것과 유사한 과정으로 제조된 전달 패치에 대한 평균 펜타닐 시트레이트 혈청 레벨 PK 프로파일의 비교를 도시하고 있다.

생물활성제로서 10% 펜타닐 시트레이트를 포함하는 예시적 침투제 전달 패치의 제조:

패치를 제조하기 위하여, 만니톨을 사용 전에 200 메쉬 체를 이용하여 체친다. 이후, 약 3000 mg의 펜타닐 시트레이트 및 약 18450 mg의 만니톨을 바이알에 충진하고, 이 혼합물을 적어도 6시간 동안 블렌드하여 패치를 제조할 수 있다. 상기 펜타닐 시트레이트 및 만니톨의 블렌드된 혼합물에 약 40% 비닐 아세테이트 성분을 포함하는 약 8550 mg의 에틸렌 비닐 아세테이트를 첨가한다. 충진된 물질을 계속 교반하고 온도 조절되는 컨테이너에서 약 80 ℃ 내지 120 ℃ 범위 내의 온도로까지 가열한다. 혼합물이 반죽-유사 점도(consistency)를 달성하면, 혼합물을 3M®으로부터 입수가능한 스카치팩 백킹(Scotchpak backing)과 같은 백킹 필름으로 전달한다.

백킹 물질 상에 올리고 나면, 반죽-유사 물질은 백킹 층과 보호 방출 라이너 층(예컨대, 역시 3M®으로부터 입수가능한, 1521 단일-측 폴리에틸렌 필름) 사이에서 압축되어, 원하는 두께를 가진 패치를 제공할 수 있다. 패치 물질을 냉각시킨 후에, 얻어지는 필름을 절단하여, 예를 들면, 약 1 cm²의 표면적을 가지는 패치를 제공할 수 있다. 상기의 과정에 따라 제조된 패치는, 예를 들면, 패치 당 약 3.8 mg의 펜타닐 시트레이트의 생물활성제 농도를 포함할 수 있다. 예시적 패치를 테스트 대상에 적용하기 전에, 보호 방출 층을 먼저 제거하여 매트릭스의 하부 표면을 노출시킨다.

도 9는, 본 발명의 일 측면에 있어서, 펜타닐 시트레이트가 피부 내 마이크로기공을 통해 전달될 수 있고 정상-상태(steady-state) 레벨이 전달 패치의 펜타닐 함량에 의해 조절될 수 있음을 보여준다.

펜타닐 추적

펜타닐 추적 연구를 위해, 무모 래트의 복부를 다시 마이크로천공하고, 이어서 해당 필름 또는 용액을 적용하였다. 패치(필름 또는 용액)를 소정의 특정 시간(즉, 적용 후 12 시간)에 제거하고, 약 200 uL의 포화된 펜타닐 시트레이트 용액으로 채워진 차후의 또는 추적 액체 저장소 패치로 투여 부위를 커버하였다. 무모 래트의 꼬리 정맥으로부터 혈액 샘플을 제거하였다(전형적으로 패치 교체 후 6-10 시간 또는 마이크로기공 이후 18-22 시간). 펜타닐 분석을 위해 혈액 샘플로부터 혈청을 분리하였다.

이러한 펜타닐 추적 연구에 의해 생성된 데이터는 도 10에 나타낸다. 제제(x-축 상에 나열된)의 어느 하나를 적용한 후 12 시간 후에, 포화된 펜타닐 시트레이트 용액으로 부위를 커버하고 혈액 샘플링을 개시하였다. y-축은 펜타닐 용액 적용 후 6-10 시간에 도달한 평균 혈청 펜타닐 레벨을 나타낸다. 대조군 막대는, 새로이 마이크로포레이션 피부에 포화된 펜타닐 시트레이트 용액을 적용한 후 6-10 시간에 얻어진 레벨을 나타낸다. 새로이 마이크로다공성 부위를 EVA 단독으로 만들어진 필름으로 12 시간 동안 커버함으로써 펜타닐의 전달이 방지되었음이 데이터로부터 명백하다. 부위를 EVA/만니톨로 만들어진 필름으로 커버하였을 경우, 또는 포화된 만니톨 용액으로 커버하였을 경우, 동일한 유사한 결과가 얻어졌다. 한편으로, 부위를 펜타닐 또는 하이드로모르폰을 함유하는 필름으로 먼저 커버할 경우, 펜타닐 레벨이 대조군에 대하여 얻어진 것에 대하여 약 60% 및 85%에서 관측되었다.

인슐린

도 11은 침투 증강제로서 트리스를 함유하는 인슐린 제제에 수용해성 폴리머인 폴리비닐 알코올(PVA) 첨가시의 효과를 보여주는 차트를 보고한다. 상기 폴리머의 첨가는, 필름으로부터 약물 및/또는 침투 증강제의 방출을 조절함으로써 인슐린 전달의 연장된 프로파일을 가져올 수 있다. 매트릭스 스캐폴드는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)를 포함한다.

도 12는 침투 증강제로서 트리스를 함유하는 인슐린 제제에 수불용성 폴리머인 에틸 셀룰로스(EC) 첨가시의 효과를 보여주는 차트를 보고한다. 상기 폴리머의 첨가는, 필름으로부터 약물 및/또는 침투 증강제의 방출을 조절함으로써 인슐린 전달의 연장된 프로파일을 가져올 수 있다. 매트릭스 스캐폴드는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)를 포함한다.

엑세나티드

도 13은 무모 래트 내 엑세나티드 전달에 대한 다양한 침투 증강제의 효과를 보여주는 차트를 보고한다. 동물을 복부에서 마이크로천공하고 20OuL의 엑세나티드 용액 (10.5 mg/mL) 및 해당 약제(3% w/v)를 함유하는 패치를 부위 상에 적용하였다. 4 시간마다 새로운 용액을 부위 상에 재-적용하고 24 시간에 걸친 엑세나티드 레벨을 위해 혈액을 샘플하였다. 시트르산이나트륨이 24 시간 기간 동안 계략적으로 정상 레벨을 제공한 반면, 숙신산 또는 말레산의 사용은 증강된 레벨을 제공하였다.

도 14는 24 시간에 걸쳐 엑세나티드의 연장된 전달을 달성하도록 설계된 제제에서 숙신산(SA) 및 에틸 셀룰로스(EC)의 효과를 보여주는 차트를 보고한다. 30% 숙신산 제제는 57% 시트르산이나트륨(DiNaCitrate)을 함유하는 제제에 대하여 상대적으로 보다 높은 Cmax 및 곡선 아래 면적(area under the curve, AUC)를 제공한다. 매트릭스 스캐폴드는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)를 포함한다.

도 15는 폴리머 및/또는 침투 증강제의 시험관내 엑세나티드 방출에 대한 효과를 보여주는 차트를 보고한다. 침투 증강제의 종류(identity) 또는 조성물은 필름의 용출 프로파일을 변형하도록 변경될 수 있다. 예를 들어, 30% 에틸 셀룰로스-함유 필름은 45% 에틸 셀룰로스-함유 필름 보다 빠른 속도로 엑세나티드를 방출한다.

도 16은 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 및 해당 침투 증강제를 함유하는 엑세나티드 필름으로부터 엑세나티드의 시험관내 방출에 미치는 침투 증강제 조성물의 효과를 보여주는 차트를 보고한다. 시트르산이나트륨의 퍼센트를 증가시킬 경우, 필름으로부터 엑세나티드 방출 속도를 느리게 하는 효과를 나타낸다.

기공 침투 증강제

도 17은 침투 증강제 종류가 기공 침투성의 유지에 미치는 효과를 보고한다. EVA 및 ~70%의 나열된 침투 증강제로 중합성 필름을 제조하였다. 무모 래트를 마이크로천공하고, 필름을 마이크로다공성 부위에 12 시간 동안 적용한 후, 중합성 필름을 펜타닐 시트레이트 용액을 함유하는 액체 저장소 패치로 교체하고 혈액 펜타닐 레벨을 모니터하였다. 침투 증강제 부존재시(즉, 100% EVA만을 함유하는 필름), 펜타닐 용액의 적용 후에 달성된 펜타닐 레벨은 <5 ng/mL 이었으나, 도시된 바와 같이, 침투 증강제를 포함할 경우 유의적으로 보다 높은 펜타닐 레벨을 나타내었다. 최종 패치 제거 후, 부위의 피부 pH를 오른쪽 축 상에 참고로 나타내었다. 이것은, 침투 증강제 종류가 기공 침투성의 유지에 미치는 영향을 스크린하는 방법의 하나의 비제한적인 예에 불과함을 이해하여야 한다. 다른 침투 증강제뿐만 아니라 다른 방법들도 사용되고 테스트될 수 있다.

Claims (22)

1. 대상의 생체막을 통해 형성된 하나 이상의 경로를 통해 침투제를 전달하기 위한 패치(patch)로서,
   a) 매트릭스;
   b) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 친수성 침투제(permeant);
   c) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 침투 증강제(permeability enhancer); 및
   d) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 수용해성 폴리머를 포함하며,
   여기에서 상기 친수성 침투제의 적어도 일부분은 상기 하나 이상의 형성된 경로를 통해 대상으로부터 받은 생물학적 수분(biological moisture)에 용해가능한 것인, 패치.
2. 대상의 생체막을 통해 형성된 하나 이상의 경로를 통해 침투제를 전달하기 위한 패치(patch)로서,
   a) 매트릭스;
   b) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 친수성 침투제;
   c) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 침투 증강제; 및
   d) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 용해도 조절제를 포함하며,
   여기에서 상기 친수성 침투제의 적어도 일부분은 상기 하나 이상의 형성된 경로를 통해 대상으로부터 받은 생물학적 수분에 용해가능한 것인, 패치.
3. 대상의 생체막을 통해 침투제를 전달하기 위한 시스템으로서,
   a) 포레이터(porator); 및
   b) 패치를 포함하며,
   여기에서 상기 패치는
   i) 매트릭스,
   ii) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 친수성 침투제,
   iii) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 침투 증강제; 및
   iv) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 수용해성 폴리머를 포함하며,
   여기에서 상기 친수성 침투제의 적어도 일부분은 상기 포레이터에 의해 형성된 마이크로기공(micropore)을 통해 대상으로부터 받은 생물학적 수분에 용해가능한 것인, 시스템.
4. 대상의 생체막을 통해 침투제를 전달하기 위한 시스템으로서,
   a) 포레이터; 및
   b) 패치를 포함하며,
   여기에서 상기 패치는
   i) 매트릭스,
   ii) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 친수성 침투제,
   iii) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 침투 증강제; 및
   iv) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 용해도 조절제를 포함하며,
   여기에서 상기 친수성 침투제의 적어도 일부분은 상기 포레이터에 의해 형성된 마이크로기공을 통해 대상으로부터 받은 생물학적 수분에 용해가능한 것인, 시스템.
5. 친수성 침투제가 생물활성제(bioactive agent)인, 제1항 또는 제2항의 패치 또는 제3항 또는 제4항의 시스템.
6. 제5항에 있어서, 생물활성제가 단백질 약물인, 패치 또는 시스템.
7. 제5항에 있어서, 생물활성제가 엑세나티드(exenatide), 인슐린, 하이드로모르폰, 및 펜타닐 시트레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 패치 또는 시스템.
8. 침투 증강제가 pH 조절제인, 제1항 또는 제2항의 패치 또는 제3항 또는 제4항의 시스템.
9. 제8항에 있어서, pH 조절제가 숙신산, 시트르산이나트륨, 시트르산삼나트륨 및 트리스(tris)로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 패치 또는 시스템.
10. 매트릭스가 적어도 하나의 수불용성 폴리머를 포함하는, 제1항 또는 제2항의 패치 또는 제3항 또는 제4항의 시스템.
11. 제10항에 있어서, 수불용성 폴리머가 에틸렌 비닐 아세테이트 및 에틸 셀룰로스로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 패치 또는 시스템.
12. 수용해성 폴리머가 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 알코올 및 폴리비닐피롤리돈으로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 제1항의 패치 또는 제3항의 시스템.
13. 용해도 조절제가, 친수성 침투제의 등전점(isoelectric point)과 관련하여 생물학적 수분의 pH를 선택적으로 조절하는 약제, 이온 강도 조절제 및 염석제로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 제2항의 패치 또는 제4항의 시스템.
14. 용해도 조절제가 시트르산나트륨, 염화나트륨 및 황산암모늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 제2항의 패치 또는 제4항의 시스템.
15. 용해도 조절제가, 산물이 전기적 중성이 되도록 아세테이트, 카보네이트, 클로라이드, 시트레이트, 니트레이트, 하이드록사이드, 포스페이트 또는 설페이트로부터 선택되는 음이온, 및 소듐, 포타슘, 마그네슘, 철, 칼슘, 암모늄 또는 피리디늄으로부터 선택되는 양이온을 함유하는 이온성 화합물의 염; 황산암모늄, 황산나트륨, 황산칼륨, 인산이나트륨, 인산이칼륨, 인산삼나트륨, 시트르산이나트륨, 시트르산삼나트륨, 및 디카복실산의 이나트륨염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 제2항의 패치 또는 제4항의 시스템.
16. 친수성 침투제가 5 분 내지 24 시간의 범위에 걸친 투여 기간 동안 대상에 전달되는, 제1항 또는 제2항의 패치 또는 제3항 또는 제4항의 시스템.
17. 패치가 매트릭스 분산 시스템에 따라 구성되는, 제1항 또는 제2항의 패치 또는 제3항 또는 제4항의 시스템.
18. 제17항에 있어서, 친수성 침투제가 친수성 또는 친유성 폴리머 매트릭스 내에 균질하게 분산되고 약물-불침투성 백킹층상에 고정되는, 패치 또는 시스템.
19. 제2항 또는 제4항에 있어서, 포레이터가 가열식 포레이터, 기계식 포레이터, 레이저 포레이터, 유압식 포레이터, 생체막과 실질적으로 물리적 접촉상태에 놓여져 상기 생체막을 열적으로 제거하기에 충분한 에너지를 생체막에 전달하는 열 전도 엘리먼트, 및 박막 조직 인터페이스 장치로 이루어지는 군으로부터 선택되는 시스템.
20. 비-인간 대상의 생체막을 통해 침투제를 전달하는 방법으로서,
    a) 생체막에 하나 이상의 마이크로기공을 형성하는 단계; 및
    b) 패치를 상기 하나 이상의 마이크로기공과 물리적으로 접촉되도록 위치시키는 단계를 포함하며,
    여기에서 상기 패치는
    i) 매트릭스,
    ii) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 친수성 침투제,
    iii) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 침투 증강제, 및
    iv) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 수용해성 폴리머를 포함하고,
    여기에서 상기 친수성 침투제의 적어도 일부분은 상기 포레이터에 의해 형성된 마이크로기공을 통해 대상으로부터 받은 생물학적 수분에 용해가능한 것인, 방법.
21. 비-인간 대상의 생체막을 통해 침투제를 전달하는 방법으로서,
    a) 생체막에 하나 이상의 마이크로기공을 형성하는 단계; 및
    b) 패치를 상기 하나 이상의 마이크로기공과 물리적으로 접촉되도록 위치시키는 단계를 포함하며,
    여기에서 상기 패치는
    i) 매트릭스,
    ii) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 친수성 침투제,
    iii) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 침투 증강제, 및
    iv) 매트릭스 내에 배치된 적어도 하나의 용해도 조절제를 포함하고,
    여기에서 상기 친수성 침투제의 적어도 일부분은 상기 포레이터에 의해 형성된 마이크로기공을 통해 대상으로부터 받은 생물학적 수분에 용해가능한 것인, 방법.
22. a) 생체막 내에 적어도 하나의 마이크로기공을 형성하기 위해 적용되는 마이크로포레이션 장치; 및
    b) 적어도 하나의 마이크로기공을 통해 추출된 피하 체액 내에 함유된 분석물을 모니터링하기 위해 적용되는 모니터링 장치를 포함하는,
    경피 모니터링 시스템.

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