KR20180131630A - 미세바늘 어레이 조립체 및 그러한 조립체를 갖는 유체 전달 장치 - Google Patents

미세바늘 어레이 조립체 및 그러한 조립체를 갖는 유체 전달 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180131630A
KR20180131630A KR1020187034189A KR20187034189A KR20180131630A KR 20180131630 A KR20180131630 A KR 20180131630A KR 1020187034189 A KR1020187034189 A KR 1020187034189A KR 20187034189 A KR20187034189 A KR 20187034189A KR 20180131630 A KR20180131630 A KR 20180131630A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
channel
resistance
microneedle array
channels
Prior art date
Application number
KR1020187034189A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102441109B1 (ko
Inventor
앤드류 티. 베이커
러셀 에프. 로스
Original Assignee
소렌토 쎄라퓨틱스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 소렌토 쎄라퓨틱스, 인코포레이티드 filed Critical 소렌토 쎄라퓨틱스, 인코포레이티드
Publication of KR20180131630A publication Critical patent/KR20180131630A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102441109B1 publication Critical patent/KR102441109B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0019—Injectable compositions; Intramuscular, intravenous, arterial, subcutaneous administration; Compositions to be administered through the skin in an invasive manner
    • A61K9/0021—Intradermal administration, e.g. through microneedle arrays, needleless injectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
    • A61M2037/0023—Drug applicators using microneedles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
    • A61M2037/003—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles having a lumen
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
    • A61M2037/0046—Solid microneedles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
    • A61M2037/0053—Methods for producing microneedles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
    • A61M2037/0061—Methods for using microneedles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2206/00—Characteristics of a physical parameter; associated device therefor
    • A61M2206/10—Flow characteristics

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

미세바늘 어레이 조립체가, 복수의 미세바늘을 갖는 미세바늘 어레이를 포함한다. 분배 매니폴드는, 복수의 저항 채널에 유동 연통 커플링된 유체 공급 채널을 포함한다. 저항 채널의 각각은 미세바늘 어레이의 미세바늘의 각각의 하나에 유동 연통 커플링된다. 저항 채널은, 공급 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항보다 약 5배 내지 약 100배 더 큰 범위인, 각각의 저항 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항 값을 갖는다.

Description

미세바늘 어레이 조립체 및 그러한 조립체를 갖는 유체 전달 장치
본 개시 내용은 일반적으로 유체 전달 장치, 보다 특히 유체 전달 장치의 미세바늘 조립체와 함께 이용하기 위한 미세유체 분배 매니폴드에 관한 것이다.
미세바늘 조립체를 이용하여 약을 경피적으로 전달하기 위한 수 많은 장치가 개발되었다. 미세바늘 조립체는 큰 통상적인 바늘에 비해서, 환자가 느끼는 통증의 양을 감소시키는 것을 돕는다. 바늘을 이용한 약의 통상적인 피하(그리고 종종, 근육-내) 전달은 한번에 다량의 약을 전달하도록 동작하고, 그에 의해서 종종 약의 생체이용률의 급증을 생성한다. 일부 약에서 이는 큰 문제가 되지 않으나, 많은 약물은 환자의 혈류 내에서 정상 상태 농도를 가질 때 장점을 갖는다. 경피 전달 장치는 긴 기간에 걸쳐 실질적으로 일정한 비율로 약물을 서서히 투약할 수 있다. 그러나, 미세바늘 조립체의 각각의 미세바늘을 통해서 전달되는 약의 양이 동일하지 않을 수 있다. 대안적으로, 경피적 약물 전달 장치가 약물을 다양한 비율로 투약할 수 있다. 따라서, 경피적 약물 전달 장치는 통상적인 피하 약물 전달 방법에 비해서 몇 가지 장점을 제공한다.
일 양태에서, 미세바늘 어레이 조립체가 제공된다. 미세바늘 어레이 조립체는, 복수의 미세바늘을 포함하는 미세바늘 어레이, 및 공급 채널을 포함하는 분배 매니폴드를 포함한다. 공급 채널은 복수의 저항 채널에 유동 연통 커플링된다. 각각의 저항 채널은 복수의 미세바늘의 각각의 하나에 유동 연통 커플링된다. 복수의 저항 채널의 각각의 저항 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항 값은, 공급 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항보다 약 5배 내지 약 100배 더 큰 범위이다.
다른 양태에서, 유체 전달 장치가 제공된다. 유체 전달 장치는 유체를 포함하는 저장부, 및 미세바늘 어레이 조립체를 포함한다. 미세바늘 어레이 조립체는 상류 측에 형성된 복수의 유체 채널 및 하류 측으로부터 연장되는 복수의 미세바늘을 갖는 미세바늘어레이를 포함한다. 각각의 미세바늘은 복수의 유체 채널의 각각의 하나에 유동 연통 커플링된다. 미세바늘 어레이는 또한, 복수의 유체 채널에 유동 연통 커플링된 공급 채널을 갖는 분배 매니폴드를 포함한다. 복수의 유체 채널의 각각의 유체 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항 값은, 공급 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항보다 약 5배 내지 약 100배 더 큰 범위이다.
또 다른 양태에서, 미세바늘 어레이 조립체가 제공된다. 미세바늘 어레이 조립체는 복수의 미세바늘을 갖는 미세바늘 어레이를 포함한다. 복수의 미세바늘의 각각의 미세바늘은 개구를 포함한다. 미세바늘 어레이는 또한 분배 매니폴드를 포함하고, 분배 매니폴드는 유입구 채널, 분배 매니폴드의 하류 표면 내에 형성된 복수의 공급 채널, 및 복수의 배출구 채널을 포함한다. 각각의 공급 채널은 유입구 채널 및 복수의 배출구 채널의 각각의 하나에 유동 연통 커플링된다. 유입구 채널과 복수의 배출구 채널의 각각의 배출구 채널 사이의 압력 강하는 실질적으로 동일하다.
도면 전체를 통해서 유사한 특징부가 유사한 부분을 나타내는 첨부 도면을 참조하여 이하의 구체적인 설명을 검토할 때, 개시 내용의 이러한 그리고 다른 특징, 양태, 및 장점이 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 예시적인 유체 전달 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유체 전달 장치의 카트릿지 및 기계적 제어부의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 유체 전달 장치와 함께 이용하기 위한 예시적인 미세바늘 어레이 조립체의 분해 개략도이다.
도 4는 도 3의 미세바늘 어레이 조립체의 개략적 횡단면도이다.
도 5는 도 3의 미세바늘 어레이와 함께 이용하기 위한 분배 매니폴드의 개략적 평면도이다.
도 6은, 공급 채널의 예시적인 프로파일을 도시한, 선 A-A 주위에서 취한 분배 매니폴드의 단면도이다.
도 7은 미세바늘 어레이 조립체의 일부 및 그 내부의 유체 유동에 대한 저항의 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 유체 전달 장치와 함께 이용하기 위한 다른 예시적인 미세바늘 어레이 조립체의 분해 개략도이다.
도 9는 도 8의 미세바늘 어레이 조립체의 확대된, 부분적인 개략적 횡단면도이다.
도 10은, 분배 매니폴드를 포함하는, 도 8의 미세바늘 어레이 조립체와 함께 이용하기 위한 미세바늘 어레이의 후방 표면의 개략적 평면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 유체 전달 장치와 함께 이용하기 위한 다른 예시적인 미세바늘 어레이 조립체의 분해 개략도이다.
도 12는 도 11의 미세바늘 어레이 조립체의 확대된, 부분적인 개략적 횡단면도이다.
도 13은 도 11의 미세바늘 어레이 조립체와 함께 이용하기 위한 분배 매니폴드의 후방 표면의 개략적 평면도이다.
달리 표시되지 않는 한, 본원에서 제공된 도면은 개시 내용의 실시예의 특징을 예시하기 위한 것이다. 이러한 특징은, 개시 내용의 하나 이상의 실시예를 포함하는 매우 다양한 시스템에서 적용될 수 있을 것으로 생각한다. 따라서, 도면은, 본원에서 개시된 실시예의 실시를 위해서 요구되는, 당업자에게 알려진 모든 통상적인 특징을 포함한다는 것을 의미하지 않는다.
이하의 명세서 및 청구범위에서, 이하의 의미를 가지는 것으로 규정되어야 하는 많은 수의 용어를 언급할 것이다. 문맥에서 달리 명백하게 기재되어 있지 않는 한, 단수 형태("a", "an", 및 "the")가 복수의 대상을 포함한다. "포함하는", "포괄하는", 및 "구비하는"이라는 용어는 포괄적으로 의도된 것이고 나열된 요소 이외의 부가적인 요소가 있을 수 있다는 것을 의미한다. "선택적" 또는 "선택적으로"는, 후속 설명되는 이벤트 또는 상황이 발생되거나 발생되지 않을 수 있다는 것, 그리고 설명이, 이벤트가 발생되는 상황 및 이벤트가 발생되지 않는 상황을 포함한다는 것을 의미한다.
명세서 및 청구범위 전체를 통해서 본원에서 사용된 바와 같은 근사적인 언어는(Approximating language), 관련되는 기본적인 기능의 변화를 초래하지 않고 변경할 수 있는 임의의 정량적 표시를 수정하기 위해서 적용될 수 있다. 따라서, "약", "대략적으로" 및 "실질적으로"와 같은, 용어 또는 용어들에 의해서 수정된 값은 구체적으로 기재된 정확한 값으로 제한되지 않는다. 적어도 일부 경우에, 근사적인 언어는 값을 측정하기 위한 기구의 정밀도에 상응할 수 있다. 여기에서 그리고 명세서 및 청구범위 전체를 통해서, 범위 제한들이 조합 및/또는 상호 교환될 수 있고; 그러한 범위가 식별되고, 문맥 또는 언어가 달리 표시하지 않는 한, 그에 포함된 모든 하위-범위를 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 상향, 하향, 상부, 하부, 상단, 하단 등과 같은 위치 용어는 상대적인 위치 관계를 표시하기 위해서 단지 편의상 사용된 것이다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 예시적인 유체 전달 장치(10)(예를 들어, 약물 전달 장치)의 단면도이다. 예시적인 실시예에서, 유체 전달 장치(10)는, 함께 커플링되어, 수용부(12), 카트릿지(14), 및 기계적 제어부(16)를 포함하는 유체 전달 장치(10)를 형성하는 복수의 하위조립체 구성요소를 포함한다. 수용부(12), 카트릿지(14), 및 기계적 제어부(16)의 각각이 첨부 도면에서 전반적으로 표시되어 있다. 수용부(12)는 도 1에 도시된 바와 같이, 유체 전달 장치(10)의 본체를 형성하고 카트릿지(14)에 활주 가능하게 커플링된다. 또한, 기계적 제어부(16)는 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 카트릿지(14)에 커플링된다.
예시적인 실시예에서, 수용부(12)는 일반적으로 절두원추형 형상으로 형성되고 내부에 형성된 내측부 공간(20)을 갖는 외부 본체(18)를 포함한다. 외부 본체는 중앙 축("A")을 중심으로 실질적으로 대칭적으로 형성된다. 본체(18)의 상부 테두리(22)는 내측부 공간(20)에 대한 개구부(24)를 형성한다. 내부 표면(26)은 테두리(22)로부터 본체(18)의 기부 벽(28)을 향해서 일반적으로 수직 하향 연장되고 그리고 내측부 공간(20) 주위로 연장된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 외부 본체(18)는 기부 벽(28)으로부터 테두리(22)까지 상향 연장될 때 일반적으로 내향 경사지는 곡선형 외부 표면(30)을 포함한다. 노치(notch)(32)가 내측부 공간(20) 주위에서 연장되고, 내부 표면(26)과 기부 벽(28)의 교차부에 형성된다. 노치는 일반적으로 수직인 외부 벽(34) 및 일반적으로 수평인 상부 벽(36)을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 수용부(12)는 내측부 공간(20) 내에서 본체(18)에 커플링된 제어부 지지 구조물(40), 및 본체(18)의 노치(32)에 커플링된 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)을 더 포함한다. 또한, 제어부 지지 구조물(40)은 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)에 커플링된다.
제어부 지지 구조물(40)은 노치(32)의 수평 상부 벽(36)을 넘어서 수직 하향 연장되는 하부 환형 벽 부분(44)을 포함한다. 하부 벽 부분(44)은 하부 벽 부분(44)으로부터 반경방향 외향 연장되고 노치(32)의 수평 상부 벽(36)과 결합되도록 구성된 플랜지 부분(46)을 포함한다. 플랜지 부분(46)은 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)의 적어도 일부와 결합 및 커플링되도록 구성된 복수의 래치 부재(56)를 포함한다. 상부 벽 부분(48)에서, 제어부 지지 구조물(40)은 내부 사면형 표면(50), 및 본체(18)의 내부 표면(26)으로부터 반경방향 내향 연장되는 복수의 이격된 가요성 탭(52)을 포함한다. 가요성 탭(52)의 각각은 가요성 탭의 자유 단부에서 내향 연장 돌출부(54)를 포함한다. 내향 연장 돌출부(54)는 카트릿지(14)와 결합되도록 구성된다.
예시적인 실시예에서, 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)은 본체(18)의 내측부 공간(20)을 가로질러 수평으로 연장되는 일반적으로 평면형인 본체 부분(60)을 포함한다. 주변 벽(62)이 본체 부분(60)의 주변부 주위에서 수직 상향 연장되고, 노치(32)의 수직 외부 벽(34)과 결합되도록 구성된 외부 표면(64)을 포함한다. 특히, 주변 벽(62)은 수직 외부 벽(34)에 실질적으로 평행하게 형성되고 억지 끼워맞춤(interference fit)을 통해서 수직 외부 벽(34)에 커플링되는 크기를 갖는다. 본원에서 사용된 바와 같이, "억지 끼워맞춤"이라는 문구는, 수직 외부 벽(34)과 주변 표면(60) 사이의 타이트함(tightness)에 관한 값, 즉 구성요소들 사이의 반경방향 간극의 양을 의미한다. 간극의 음의 양은 일반적으로 압력 끼워맞춤(press fit)으로 지칭되고, 간섭의 크기는 그러한 끼워맞춤이 가벼운 억지 끼워맞춤 또는 억지 끼워맞춤인지의 여부를 결정한다. 소량의 양의 간극은 느슨한 또는 미끄럼 끼워맞춤으로 지칭된다.
미세바늘 어레이 지지 구조물(42)은 또한 본체 부분(60)의 중앙 부분에 근접하여 위치된 수직 상향 연장 중앙 벽(66)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 중앙 벽(66)은 카트릿지(14)에 커플링되도록 구성된 상부 테두리(68)를 포함한다. 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)은 또한, 본체 부분(60)으로부터 수직 하향 연장되는 프레임 부분(70)을 포함한다. 프레임 부분(70)은 미세바늘 어레이 조립체(80)를 장착 공간(72) 내에 위치된 장착 표면(74)에 커플링시키기 위한 장착 공간(72)을 형성한다.
또한, 도 1을 계속 참조하면, 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)은 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)로부터 상향 연장되는 장착부(84)에 커플링된 적어도 하나의 캐뉼라(82)를 포함한다. 특히, 캐뉼라(82)의 하부 부분은, 장착부(84)와의 억지 끼워맞춤을 통해서 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)을 통해서 연장되는 유체 통로(86)와 유체 연통되게 커플링된다. 대안적으로, 캐뉼라(82)는, 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)이 본원에서 설명된 바와 같이 기능할 수 있게 하는, 임의의 적합한 체결 기술, 예를 들어, 접착제 결합을 이용하여 장착부(84)에 커플링될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 캐뉼라(82)의 상부 부분이 날카롭게 뾰족해지고 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)로부터 멀리 상향 연장되며, 그에 따라 캐뉼라(84)가 카트릿지(14)의 일부를 천공할 수 있다. 예시된 바와 같이, 캐뉼라(82)는 장착부(84)에 커플링되고 유체 통로(86)를 밀봉하도록 구성된 밀봉 가스켓(88)을 통해서 상향 연장된다.
예시적인 실시예에서, 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)은 본체(18)의 기부 벽(28) 및 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)의 하부 표면의 적어도 일부에 커플링된 접착제 층(92)의 실질적으로 전체에 걸쳐 연장되는 보호용 제거 종이 배면부(protective release paper backing)(90)를 포함한다. 접착제 층(92)은 유체 전달 장치(10)를 사용자의 피부 표면에 커플링시키도록 구성된다. 분리 종이 배면부(90)는 유체 전달 장치(10)의 사용 전에, 접착제 층(92)이 사용자, 또는 임의의 다른 물체에 커플링되는 것을 방지하도록 구성된다.
도 2는 도 1에 도시된 유체 전달 장치(10)의 카트릿지(14) 및 기계적 제어부(16)의 단면도이다. 예시적인 실시예에서, 카트릿지(14)는 중앙 축("A")을 갖는 중앙 본체(100)를 포함한다. 중앙 본체(100)는 유체 통로(106)를 통해서 함께 유체 연통 커플링된 상부 공동(102) 및 대향 하부 공동(104)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 상부 공동(102)은 중앙 본체(100)의 일반적으로 오목한 본체 부분(108)에 의해서 형성된, 일반적으로 오목한 횡단면 형상을 갖는다. 하부 공동(104)은 오목한 본체 부분(108)의 중앙 부분으로부터 일반적으로 수직 하향 연장되는 하부 벽(110)에 의해서 형성된, 일반적으로 직사각형인 횡단면 형상을 갖는다. 유체 통로(106)의 단부의 상부 부분은 상부 공동(102)의 가장 낮은 지점에서 개방되고, 유체 통로(106)의 대향되는 하부 부분은 하부 공동(104)의 중앙 부분에서 개방된다. 유체 통로(106)의 하부 부분이 하부 공동(104)에서 외향 연장되어, 일반적으로 반전형 깔때기의 횡단면 형상을 형성한다. 다른 실시예에서, 상부 공동(102), 하부 공동(104), 및 유체 통로(106)의 횡단면 형상은, 중앙 본체(100)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의 구성으로 형성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 카트릿지(14)는 중앙 본체(100)에 커플링되도록 그리고 하부 공동(104)을 폐쇄하도록 구성된 하부 밀봉 부재(112)를 포함한다. 하부 밀봉 부재는, 중앙 본체(100)의 하부 벽(100)의 테두리와 밀봉 가능하게 결합되도록 구성된 주변 채널을 포함하는 하부 벽(114)에 의해서 형성된다. 상부 밀봉 벽(116)이 하부 공동(104) 내로 축방향으로 연장된다. 하부 캡(118)은 하부 밀봉 부재(112) 위에서 연장되고 중앙 본체(100)의 하부 벽(110)과 고정 결합되도록 구성된다. 이는, 중앙 본체(100)와의 밀봉 접촉으로 하부 밀봉 부재(112)를 고정하는 것을 돕고, 그에 의해서 하부 공동(104)을 폐쇄하는 것을 돕는다.
하부 캡(118)은 밀봉 부재(112)의 하부 벽(114)에 대한 접근을 가능하게 하는 중앙에 위치된 개구부(122)를 갖는 하부 벽(120)을 포함한다. 하부 캡(118)은 하부 벽(120)의 주위 연부로부터 상향 및 하향 연장되는 수직-연장 벽(124)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 수직-연장 벽(124)의 상부 부분은, 126으로 표시된 바와 같은, 기계적 래칭 연결을 통해서, 중앙 본체(100)의 하부 벽(110)과 결합된다. 다른 실시예에서, 수직-연장 벽(124)은, 하부 캡(118)이, 예를 들어, 억지 끼워맞춤, 접착제 결합, 용접 조인트(예를 들어, 스핀 용접, 초음파 용접, 레이저 용접, 또는 열 적층) 등을 통해서, 하부 벽(110)과 고정적으로 결합될 수 있게 하는, 임의의 연결 기술을 이용하여 중앙 본체(100)의 하부 벽(110)과 결합될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 수직-연장 벽(124)의 하부 부분은 밀봉 부재(130)와 결합되도록 구성된 주변 밀봉 표면(128)을 형성한다. 예시된 바와 같이, 밀봉 부재(130)는 본원에서 설명된 바와 같이, 중앙 벽(66)의 상부 테두리(68)와 마찰 결합되도록 구성된 채널(132)을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 카트릿지(14)는 또한, 중앙 본체(100)에 커플링되도록 그리고 상부 공동(102)을 폐쇄하도록 구성된 상부 밀봉 부재(134) 또는 막을 포함한다. 상부 밀봉 부재(134)는 일반적으로 편평한 밀봉 막으로서 형성되고 주변 융기 부재(136)를 포함하여, 상부 밀봉 부재(134)를 중앙 본체(100)에 밀봉 가능하게 고정하는 것을 돕는다. 상부 캡(138)은 상부 밀봉 부재(134) 위에서 연장되고 중앙 본체(100)와 고정 결합되도록 구성된다. 이는, 중앙 본체(100)와의 밀봉 접촉으로 상부 밀봉 부재(134)를 고정하는 것을 돕고, 그에 의해서 상부 공동(102)을 폐쇄하는 것을 돕는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상부 캡(138)은 상부 밀봉 부재(134)의 주변 융기 부재(136)에 커플링되도록 구성된 내향 연장 플랜지 부재(142)를 갖는 수직-연장 벽(140)을 포함한다. 특히, 플랜지 부재(142)는 중앙 본체(100)의 벽 오목 본체 부분(108)과 협력하여, 상부 밀봉 부재(134)를 그 사이에서 압축하고 밀봉 고정한다. 예시적인 실시예에서, 수직-연장 벽(140)의 하부 단부는 용접 조인트, 예를 들어 스핀 용접, 초음파 용접, 레이저 용접, 또는 열 적층을 통해서 중앙 본체(100)의 커플링 플랜지(144)에 커플링된다. 다른 실시예에서, 수직-연장 벽(140)은 상부 캡(138)이 예를 들어 접착제 결합 등을 통해서 중앙 본체(100)와 고정 결합될 수 있게 하는 임의의 연결 기술을 이용하여 커플링 플랜지(144)에 커플링될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상부 캡(138)은 또한, 수직-연장 벽(140)의 외부 표면 내에 각각 형성된, 상부 및 하부 홈(146 및 148)을 포함한다. 상부 및 하부 홈(146 및 148)은 본원에서 설명된 바와 같이, 본체(18)의 복수의 이격된 가요성 탭(52)에, 그리고, 특히, 가요성 탭(52)의 자유 단부에서 내향 연장 돌출부(54)에 결합되도록 구성된다. 또한, 상부 캡(138)은 또한 수직-연장 벽(140)의 상부 부분에서 복수의 래치 수용 개구부(150)를 포함한다. 래치 수용 개구부(150)는 기계적 제어부(16)에 커플링되어 이를 카트릿지(14)에 고정하도록 구성된다.
도 2를 계속 참조하면, 예시적인 실시예에서, 기계적 제어부(16)는 적어도 제어부 하우징(152), 플런저 부재(154), 및 플런저 부재(154)를 제어부 하우징(152)으로부터 멀리 축방향으로 편향시키기 위해서 제어부 하우징(152)과 플런저 부재(154) 사이에 위치되는 편향 부재(156)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 편향 부재(156)는 압축 스프링이다. 대안적으로, 편향 부재(156)는 기계적 제어부(16)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의 유형의 편향 또는 힘 제공부일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제어부 하우징(152)은 곡선형 또는 돔-형상의 횡단면 프로파일을 갖는 상부 벽(158)을 포함한다. 상부 캡(138)의 래치 수용 개구부(150)와 래칭 결합되도록 구성된 복수의 가요성 탭(160)이 상부 벽(158)으로부터 일반적으로 수직-하향 연장된다. 각각의 가요성 탭(160)은 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 수용 개구부(150)와의 래칭 연결을 제공하기 위해서 가요성 탭(160)의 자유 단부에서 내향 연장 돌출부(162)를 포함한다. 또한, 제어부 하우징(152)은 편향 부재(156) 내로 연장되고 그 배치를 돕기 위해서 상부 벽(158)으로부터 동축적으로 하향 연장되는 편향 부재 안내부(164)를 포함한다.
플런저 부재(154)는 돔형 헤드(168)로부터 동축적으로 수직-상향 연장되는 안내 벽(166)을 포함한다. 예시된 바와 같이, 안내 벽은 편향 부재(156)를 내부에 수용하도록, 그리고 편향 부재 안내부(164) 주위에서 연장되도록 구성된다. 돔형 헤드(168)는 유체 전달 장치(10)의 이용 중에 편향 부재(156)에 의해서 인가되는 힘을 통해서 카트릿지(14)의 상부 밀봉 부재(134)와 결합되도록 구성된다.
도 1과 관련하여 본원에서 설명된 바와 같이, 유체 전달 장치(10)는 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)의 장착 공간(72) 내에 위치된 장착 표면(74)에 커플링된 미세바늘 어레이 조립체(80)를 포함한다. 미세바늘 어레이 조립체(80)가 본원에서 예시적인 유체 전달 장치(10)와 함께 이용되는 것으로 설명되지만, 미세바늘 어레이 조립체(80)가 다른 적합한 유체 전달 디바이스와 함께 이용될 수 있거나 그에 달리 통합될 수 있다는 것을 생각할 수 있다. 예를 들어, 유체 전달 장치(10)는 미세바늘 어레이(80)의 유입구 또는 유입구 채널에 유체를 전달하기 위한 다른 적합한 디바이스로 대체될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 유체 전달 장치(10)와 함께 이용하기 위한 예시적인 미세바늘 어레이 조립체(80)의 분해 개략도이다. 도 4는 도 3의 미세바늘 어레이 조립체(80)의 개략적 횡단면도이다. 예시적인 실시예에서, 미세바늘 어레이 조립체(80)는 접착제 층(176)을 통해서 장착 표면(74)에 결합된다. 미세바늘 어레이 조립체(80)는 미세바늘 어레이(170) 및 막(174)을 포함하고, 그러한 막은 적어도 부분적으로 복수의 미세바늘(178) 및 미세바늘 어레이(170)의 기부 표면(180)에 걸쳐 덮인다. 미세바늘 어레이 조립체(80)는 또한, 미세바늘 어레이(170)의 후방 표면(182)에 걸쳐 연장되고 부가적인 접착제 층(176)에 의해서 그에 결합되는 분배 매니폴드(172)를 또한 포함한다. 분배 매니폴드(172)는 미세바늘 어레이(170)에 유체를 제공하기 위한 유체 분배 네트워크(184)를 포함한다. 분배 매니폴드(172)로부터 공급되는 유체는 액체 약물 제제의 형태일 수 있다. 막으로 덮인 미세바늘(178)은 예를 들어 각각의 미세바늘(178) 내에 형성된 하나 이상의 개구를 통해서 액체 약물 제제를 사용자의 피부 내로 제공하기 위해서, 사용자의 피부를 침투하도록 구성된다.
예시적인 실시예에서, 덮인 막(174)은 중합체(예를 들어, 플라스틱) 필름 또는 기타로 제조될 수 있고, 접착제(176)를 이용하여 미세바늘 어레이(170)에 커플링될 수 있다. 다른 실시예에서, 덮인 막(174)은 엠보싱형 또는 나노-임프린트된(nano-imprinted) 중합체(예를 들어, 플라스틱) 필름을 포함할 수 있거나, 약 5 미크론 두께의 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 필름으로 제조될 수 있거나, 덮인 막이 폴리프로필렌 필름과 같은 임의의 다른 적합한 재료일 수 있다. 미세바늘 어레이 조립체(80)가 일부 실시예에서 덮인 막(174)을 포함하지 않을 수 있다는 것을 생각할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 미세바늘 어레이(170)는 강성, 반-강성, 또는 가요성 재료 시트, 예를 들어, 비제한적으로, 미세바늘 어레이(170)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 금속 재료, 세라믹 재료, 중합체(예를 들어, 플라스틱) 재료, 또는 임의의 다른 적합한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 하나의 적합한 실시예에서, 미세바늘 어레이(170)는 반응성-이온 에칭을 통해서, 또는 임의의 다른 적합한 제조 기술을 통해서 실리콘으로부터 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 미세바늘 어레이(170)는 미세바늘 어레이(170)의 후방 표면(182)으로부터 외향 연장되는 복수의 미세바늘(178)을 포함한다. 미세바늘 어레이(170)는, 유체가 통과 유동할 수 있게 하기 위한, 후방 표면(182) 사이에서 연장되는 복수의 통로(208)를 포함한다. 예를 들어, 예시적인 실시예에서, 각각의 통로(208)는 미세바늘(178)을 통해서뿐만 아니라 미세바늘 어레이(170)를 통해서 연장된다.
각각의 미세바늘 어레이(178)는 기부를 포함하고, 그러한 기부는 후방 표면(182)으로부터 하향 연장되고 후방 표면(182)로부터 거리를 두고 위치된 선단부(210)를 갖는 천공 또는 바늘-유사 형상(예를 들어, 원뿔형 또는 피라미드형 형상 또는 원뿔형 또는 피라미드 형상으로 전이되는 원통형 형상)으로 전이된다. 각각의 미세바늘(178)의 선단부(210)가 미세바늘 어레이(170)로부터 가장 멀리 배치되고, 각각의 미세바늘(178)의 가장 작은 치수(예를 들어, 직경 또는 횡단면 폭)를 형성한다. 또한, 각각의 미세바늘(178)은 일반적으로, 미세바늘(178)이 사용자의 피부에 침투할 수 있게 하기에 충분한 임의의 적합한 길이("L")를 미세바늘 어레이(170)의 기부 표면(180)과 그 선단부(210) 사이에 형성할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 각각의 미세바늘(178)은 약 1000 마이크로미터(um) 미만의 길이(L)를 갖는다. 각각의 미세바늘(178)은 일반적으로 임의의 적합한 종횡비(즉, 각각의 미세바늘(178)의 길이(L) 대 횡단면 폭 치수(D))를 가질 수 있다. 종횡비가 2 초과, 예를 들어 3 초과 또는 4 초과일 수 있다. 횡단면적 폭 치수(예를 들어, 직경)이 각각의 미세바늘(31)의 길이에 걸쳐서 변화되는 경우에, 종횡비가 평균 횡단면 폭 치수를 기초로 결정될 수 있다.
각각의 미세바늘(178)의 채널 또는 통로(208)가, 각각의 미세바늘이 중공형 샤프트를 형성하도록, 미세바늘(178)의 내측부를 통해서 형성될 수 있거나, 미세바늘의 외부 표면을 따라 연장되어 유체가 미세바늘 어레이(170)의 후방 표면(182)으로부터 통로(208)를 통해서 유동될 수 있게 하는 하류 경로를 형성할 수 있고, 그러한 지점에서 유체는 사용자의 피부 상으로, 내로, 및/또는 통해서 전달될 수 있다. 통로(208)는 임의의 적합한 횡단면 형상, 예를 들어, 비제한적으로, 반-원형 또는 원형 형상을 형성하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 각각의 통로(208)는 미세바늘(178)이 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는, "v" 형상과 같은 비-원형 형상 또는 임의의 다른 적합한 횡단면 형상을 형성할 수 있다.
미세바늘 어레이(170)는 후방 표면(182)으로부터 연장되는 임의의 적합한 수의 미세바늘(178)을 일반적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 적합한 실시예에서, 미세바늘 어레이(170) 내에 포함된 미세바늘(178)의 수량이 평방 센티미터(cm2)당 약 10개의 미세바늘 내지 cm2당 약 1,500개의 미세바늘의 범위이다. 미세바늘(178)은 일반적으로 다양한 상이한 패턴들로 배열될 수 있다. 예를 들어, 일부 적합한 실시예에서, 미세바늘(178)이 균일한 방식으로, 예를 들어 직사각형 또는 정사각형 격자로 또는 동심적 원들로 이격될 수 있다. 그러한 실시예에서, 미세바늘(178)의 간격은 일반적으로, 비제한적으로, 미세바늘(31)의 길이 및 폭, 그리고 미세바늘(31)을 통해서 또는 따라서 전달하고자 하는 액체 제제의 양 및 유형을 포함하는, 많은 수의 인자에 따라 달라질 수 있다.
도 5는 도 3의 미세바늘 어레이(170)와 함께 이용하기 위한 분배 매니폴드(172)의 개략적 평면도이다. 도 6은, 공급 채널(192)의 예시적인 프로파일을 도시한, 선 A-A 주위에서 취한 분배 매니폴드(172)의 단면도이다. 예시적인 실시예에서, 분배 매니폴드(172)는 그 내부에 형성된 유체 분배 네트워크(184)를 포함한다. 유체 분배 네트워크는 예를 들어, 분배 매니폴드(172)의 상단 표면(186)과 하단 표면(188) 사이에서 연장되는 복수의 채널 및/또는 개구를 포함한다. 채널 및/또는 개구는 복수의 공급 채널(192)과 유동 연통 커플링된 중앙에 위치된 유입구 채널(190), 및 (도 1에 도시된) 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)의 (도 1에 도시된) 유체 통로(86)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 복수의 공급 채널(192)은 분배 매니폴드(172)를 따라 길이방향으로 연장되는 5개의 실질적으로 평행한, 등간격의 채널(192)을 포함한다. 또한, 하나의 공급 채널(192)이 채널의 중간점을 중심으로 5개의 실질적으로 평행한, 등간격의 채널(192)에 걸쳐 횡방향으로 연장된다. 공급 채널(192)은 유입구 채널(190)에 의해서 공급되는 유체를 분배 매니폴드(172)의 지역에 걸쳐 분배하는 것을 돕는다.
5개의 실질적으로 평행한, 등간격의 공급 채널(192)의 각각은 복수의 저항 채널(194)에 유동 연통 커플링된다. 저항 채널(194)은 공급 채널(192)로부터 멀리 연장되고 채널의 길이방향 길이를 따라 등간격으로 위치된다. 또한, 저항 채널(194)은 각각의 공급 채널(192)의 축을 따라 서로 대칭적으로 형성된다. 저항 채널(194)은 공급 채널(192)의 크기보다 작은 크기를 갖는다. 또한, 저항 채널(194)은 유체를 위한 구불구불한 유동 경로를 생성하도록, 그에 의해서 유체의 유동에 대한 유체 분배 네트워크(184)의 저항 증가를 촉진하도록 형성된다. 저항 채널(194)의 각각의 하나가 배출구 채널(196)에 유동 연통 커플링된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 배출구 채널(196)은 미세바늘 통로(208)를 통해서 유체를 분배하기 위해서 각각의 미세바늘(178)과 정렬된다. 다른 실시예에서, 채널(190, 192, 194, 및 196)은 분배 매니폴드(172)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의 구성으로 형성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 공급 채널(192)은 폭("W") 및 깊이("D")를 갖는 일반적으로 U-형상을 갖는다. 채널의 D/W 비율은 약 0.2 내지 약 2.2 범위에 있도록 구성된다. 일부 실시예에서, 채널, 예를 들어, 공급 채널(192)의 하단에 형성된 모서리(198)가 둥글게 처리되어, 유체가 채널(도 6)을 통해서 유동될 때 유체 내의 기포 형성 감소를 돕는다. 각각의 모서리(198)를 포함한, 채널(190, 192, 194, 및 196)의 크기 및 형상은, 희망 유량, 압력 강하, 및/또는 제조 한계를 기초로, 미리 결정된다.
예시적인 실시예에서, 분배 매니폴드(172)는, 기재를 통해서 형성된 유입구 채널(190)을 포함하는 기부 기재(200), 및 하단 표면(204) 내에 형성된 공급 채널(192) 및 저항 채널(194)을, 배출구 채널(196)이 사이에 형성된 커버 기재(202)에 결합함으로써 형성된다. 유입구 채널(190)은 기재(200)를 통해서 채널 또는 개구를 형성하기 위한 드릴링, 컷팅, 에칭, 및/또는 임의의 다른 제조 기술에 의해서, 기재(200)내에 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 공급 채널(192) 및 저항 채널(194)은 에칭 기술을 이용하여 기재(200)의 하단 표면(204) 내에 형성된다. 예를 들어, 하나의 적합한 실시예에서, 습식 에칭 또는 플루오린화수소산 에칭을 이용하여 공급 채널(192) 및 저항 채널(194)을 형성한다. 마스크가 기재(200)의 하단 표면(204)에 도포되어, 예를 들어 2 마이크로미터 미만의 정확도까지, 채널의 위치를 형성한다. 재료를 하단 표면으로부터 제거하기 위해서, 그에 의해서 공급 채널(192) 및 저항 채널(194)을 형성하기 위해서, 에칭 재료(예를 들어, 플루오린화수소산)가 하단 표면(204)에 도포된다. 일반적으로, 습식 에칭은, D/W 비율이 약 0.5이고 둥근 모서리를 가지는 채널을 초래한다. 다른 적합한 실시예에서, 심도 반응성 이온 에칭(DRIE 또는 플라즈마 에칭)을 이용하여, 깊고, 고밀도인, 그리고 고종횡비의 구조물을 기재(200) 내에 생성할 수 있다. DRIE 에칭은, 가변적인 경사를 갖는 가파른 측벽뿐만 아니라 둥근 모서리를 갖는 측벽을 포함하는 채널이 생성될 수 있게 한다. 대안적으로, 공급 채널(192) 및 저항 채널(194)은 분배 매니폴드(172)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의의 제조 프로세스를 이용하여 하단 표면(204) 내에 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배출구 채널(196)은 기재(202)를 통해서 채널 또는 개구를 형성하기 위한 드릴링, 컷팅, 에칭, 및/또는 임의의 다른 제조 기술에 의해서, 커버 기재(202)를 통해서 형성된다.
예시적인 실시예에서, 기부 기재(200) 및 커버 기재(202)가 면-대-면 접촉으로 함께 결합되어, 분배 매니폴드(172)의 공급 채널(192) 및 저항 채널(194)의 연부를 밀봉한다. 하나의 적합한 실시예에서, 2개의 기재(200 및 202) 사이의 예비 결합을 생성함으로써, 직접적인 결합, 또는 직접적으로 정렬된 결합이 이용된다. 예비 결합은 2개의 기재를 직접 접촉시키기 전에, 결합제를 기재(200)의 하단 표면(204) 및 커버 기재(202)의 상단 표면(206)에 도포하는 것을 포함할 수 있다. 2개의 기재(200 및 202)가 정렬되고 면-대-면 접촉되며 상승된 온도에서 어닐링된다. 다른 적합한 실시예에서, 양극 결합(anodic bonding)을 이용하여 분배 매니폴드(172)를 형성한다. 예를 들어, 기재(200 및 202)가 가열되는 동안, 전기장이 표면(204 및 206)에서 결합 계면에 걸쳐 인가된다. 대안적인 실시예에서, 기재들을 함께 결합하기 위해서 국소화된 가열을 기재(200 및 202)에 인가하는 것을 포함하는, 레이저-보조 결합 프로세스를 이용함으로써, 2개의 기재(200 및 202)가 함께 결합될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기부 기재(200) 및 커버 기재(202)가 유리 재료로 제조된다. 대안적으로, 기부 기재(200) 및 커버 기재(202)가 실리콘으로 제조될 수 있다. 기부 기재(200) 및 커버 기재(202)가 상이한 재료들로 제조될 수 있다는 것, 예를 들어 기재(200)가 유리로 제조되고 기재(202)가 실리콘으로 제조되는 것을 생각할 수 있다. 다른 실시예에서, 기부 기재(200) 및 커버 기재(202)는 분배 매니폴드(172)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의의 재료 및 재료 조합으로 제조될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유체 전달 장치(10)의 동작 중에, 플런저 부재(154)는 편향 부재(156)를 통해서 카트릿지(14)에 압력을 인가하고, 상부 공동(102) 내에 포함된 유체는 캐뉼라(82)를 통해서 유체 통로(86) 내로 유동된다. 유체는 분배 매니폴드(172)의 유입구 채널(190)을 통해서 유동함으로써 유체 통로(86)를 빠져 나가고, 이어서 유체는 공급 채널(192), 저항 채널(194), 및 배출구 채널(196)을 통해서 미세바늘(178)의 통로(208)로 그리고 사용자의 피부 내로 유동된다.
예시적인 실시예에서, 편향 부재(156)가 플런저 부재(154)와 연관되어 기능함으로써, 카트릿지(14)로부터 캐뉼라(82)를 통해서 그리고 유체 통로(86) 내로 유체를 실질적으로 완전히 비운다. 플런저 부재(154) 및 편향 부재(156)는 약 32 킬로파스칼(kPa)(평방 인치당 4.6 파운드(psi)) 내지 약 120 kPa(17.4 psi) 범위의 초기 힘을 제공할 수 있다. 도 1에 도시된 유체 전달 장치(10)는 단지 예로서 제공된다. 즉, 미세바늘 어레이 조립체(80)가 임의의 다른 적합한 디바이스와 함께 이용되거나 그러한 디바이스 내로 달리 통합될 수 있다. 예를 들어, 플런저 부재(154), 편향 부재(156) 및/또는 기계적 제어부(16)가, 유체를 유체 통로(86) 내로 강제하기 위한 다른 적합한 특징부, 또는 기타로 대체될 수 있다.
도 7은 미세바늘 어레이 조립체(80)의 일부 및 그 내부의 유체 유동에 대한 저항의 도면이다. 미세바늘 어레이(170)의 유체 분배 네트워크(184)가 유체로 만충된 것으로 가정한다. 분배 매니폴드(172)를 통해서 유동되는 유체는 압력(Pin) 및 유량(Qin)에서 유입구 채널(190)에 진입하고, 공급 채널(192)로 전달된다. 공급 채널(192)을 통해서 유동되는 유체에 대한 유동 저항은 비교적 작고, 유체가 공급 채널(192)을 따라 유동될 때 R1, R2, 및 R3로 표시된다. 그러나, 유체가 저항 채널(194)에 진입할 때, 유동에 대한 저항은 실질적으로 증가되고, 이는 각각 R4, R5, 및 R6로 표시된다. 예를 들어 하나의 적합한 실시예에서, (저항 값 R4, R5, 및 R6으로 표시되는) 저항 채널(194)을 통한 유동에 대한 저항은 공급 채널(192)을 통한 유동에 대한 저항보다 적어도 약 5배 더 크다. 일부 실시예에서, 저항 채널(194)을 통한 유동에 대한 저항은 공급 채널(192)을 통한 유동에 대한 저항보다 적어도 약 30배 더 크고, 적어도 약 50배 더 크고, 약 5배 내지 약 100배 더 크고, 약 40배 내지 약 100배 더 크고, 또는 약 50배 내지 약 100배 더 크다. 저항 채널(194)의 저항 값 R4, R5, 및 R6은, 부분적으로, 공급 채널(192)의 횡단면 면적보다 상당히 더 작은 횡단면 면적으로 제조된 저항 채널(194)로 인해서, 각각의 저항 값 R1, R2, 및 R3보다 상당히 더 크다. 증가된 저항 값 R4, R5, 및 R6은 저항 채널(194)에 걸친 압력 강하(예를 들어, P4-P1, P5-P2, 및 P6-P3)를 초래하고, 그에 따라 공급 채널(192)을 따른 유체 압력 P1, P2, 및 P3이 실질적으로 같다. 따라서, P1, P2, 및 P3가 실질적으로 같기 때문에, 저항 채널(194)이 본질적으로 동일한 크기로 제조되어 실질적으로 동일한 저항 값 R4, R5, 및 R6을 제공할 수 있다. 미세바늘 어레이(170)의 미세바늘(178)의 각각을 통한 유동 저항은 실질적으로 동일하고 각각 R7, R8, 및 R9로 표시된다. 따라서, 미세바늘(178)에 걸친 실질적으로 동일한 압력 강하(예를 들어, P7-P4, P8-P5, 및 P9-P6)는 실질적으로 동일한 각각의 미세바늘(178)에서의 유량 Q1, Q2, 및 Q3을 초래한다. 예시적인 실시예에서, 각각의 미세바늘(178)을 통한 유량은 약 0.1의 시간당 마이크로리터(μL/hr) 내지 약 20.0 μL/hr 범위이다. 일부 적합한 실시예에서, 각각의 미세바늘(178)을 통한 유량은 약 0.25 μL/hr 내지 약 5.0 μL/hr의 범위, 그리고 바람직하게 약 1 μL/hr이다.
따라서, 예시적인 실시예에서, 저항 채널(194)에 걸친 저항 값을 실질적으로 증가시킴으로써, 저항 값 R1, R2, 및 R3으로 인한 이론적 압력차, 예를 들어 P1, P2, 및 P3가 본질적으로 제거된다. 따라서, 임의의 각각의 미세바늘(178)을 빠져 나가는 유량이 실질적으로 동일하고, 그에 의해서 미세바늘 어레이(170)의 전체에 걸친 실질적으로 동일한 유체의 분배를 돕는다.
예시적인 실시예에서, 유체를 사용자의 피부 내로 분배하기에 충분한 압력을 보장하기 위해서, 미세바늘(178)의 하류 개구부에서의 압력 P7, P8, 및 P9은 약 2 kPa(0.29 psi) 내지 약 50 kPa(7.25 psi)의 범위이고, 하나의 적합한 실시예에서, 약 20 kPa(2.9 psi)인 것이 바람직하다. 일반적으로, 미세바늘(178)에 걸친 압력 강하가 작고, 그에 따라 미세바늘(178)의 양 측 상의 압력이 거의 동일하다. 이러한 것은 미세바늘 어레이 조립체(80)가 미세바늘(178)의 저항 가변성에 실질적으로 둔감할 수 있게 하는데, 이는, 미세바늘(178)에 걸친 저항이 분배 매니폴드(172)에 걸친 저항보다 상당히 작기 때문이다. 예를 들어, 예시적인 실시예에서, 분배 매니폴드(172)에 걸친 압력 강하는 적어도 약 20 kPa(2.9 psi)이고, 이는 공급 채널(192) 내의 압력이 실질적으로 동일해질 수 있게 한다. 따라서, 미세바늘 어레이(170)의 출구에서 20 kPa(2.9 psi)의 배출구 압력을 보장하기 위해서, 공급 채널(192) 내의 압력은 약 32 kPa(4.6 psi) 내지 약 80 kPa(11.6 psi)의 범위이고, 하나의 적합한 실시예에서, 적어도 약 50 kPa(7.25 psi)인 것이 바람직하다.
예시적인 실시예에서, 편향 부재(156)는 (도 2에 도시된) 공동(102) 내의 유체 부피의 적어도 약 90%에 대해서 약 20 kPa(2.9 psi) 이상의 일반적으로 연속적인 배출구 압력을 유지하도록 구성된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 편향 부재(156)는 연속적인 또는 일정한 압력의 디바이스, 예를 들어 (도 2에 도시된) 플런저 부재(154)의 이동 거리에 걸친 일정 힘 코일 스프링으로 구성되며, 그러한 힘은 일반적으로 일정하거나, 힘의 변화가 실질적으로 작다. 일반적으로, 전형적인 코일 스프링은 가변적인 비율을 가질 것이고, 다시 말해서 부하에 대한 스프링의 저항은 압축/연장 중에 달라진다. 따라서, 예시적인 실시예에서, 전형적인 가변 비율의 편향 부재가 이용되는 경우에, 상부 공동(102)의 외부로 유체를 강제하기 위해서 편향 부재가 연장될 때, 유체에 인가되는 힘이 감소되는 경향을 가질 수 있다. 이는, 유체가 사용자의 피부 내로 분배되도록 보장하는데 있어서 바람직한 20 kPa(2.9 psi)의 압력 미만으로 떨어진 미세바늘 어레이(170)의 출구에서의 배출구 압력을 초래할 수 있다. 다른 실시예에서, 편향 부재(156)는 2개의 평행한 스프링을 포함한다. 예를 들어, 편향 부재(156)는 제1 길이를 갖는 작은 힘 스프링, 및 작은 힘 스프링의 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖는 큰 힘 스프링을 포함할 수 있다. 그러한 구성은, 편향 부재(156)가 제1 기간 동안 높은 압력이고 제2 기간 동안 압력이 감소된 압력 프로파일을 가질 수 있게 한다.
일반적으로 일정한 배출구 압력을 유지하는 것에 더하여, 일반적으로 연속적인 사용자의 피부 내로의 유체의 충진 비율을 돕기 위해서, 증가된 초기 압력(Pin)을 가지는 것이 바람직하다. 편향 부재(156)가 일반적으로 일정한 압력 디바이스가 아닌 경우, 또는 편향 부재에 의해서 인가되는 초기 압력이 비교적 낮은 경우에, 사용자의 피부 내로의 유체의 유량이 시간에 따라 실질적으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 감소되는 압력량의 낮은 초기 압력은 사용자의 피부 내로의 초기의 증가된 유체의 충진 유량이 기간 동안 느려지는 및/또는 중단되는 것을 초래할 수 있다. 많은 약은 환자의 혈류 내에서 정상 상태 농도일 때 유리하고, 그에 따라 일반적으로 연속적인 충진률을 유지하는 것이 바람직하다. 미세바늘 어레이(170)의 출구에서 20 kPa(2.9 psi)의 희망 배출구 압력을 여전히 유지하면서, 이러한 편향 부재의 초기 압력을 증가시키는 것은 일반적으로 연속적이고 일반적으로 지속적인 충진률을 유지하는데 도움이 된다.
도 8은 도 1에 도시된 유체 전달 장치(10)와 함께 이용하기 위한 다른 예시적인 미세바늘 어레이 조립체(220)의 분해 개략도이다. 미세바늘 어레이 조립체(220)가 본원에서 예시적인 유체 전달 장치(10)와 함께 이용되는 것으로 설명되지만, 미세바늘 어레이 조립체(220)가 다른 적합한 유체 전달 디바이스와 함께 이용될 수 있거나 그에 달리 통합될 수 있다는 것을 생각할 수 있다. 예를 들어, 유체 전달 장치(10)는 미세바늘 어레이(220)의 유입구 또는 유입구 채널에 유체를 전달하기 위한 다른 적합한 디바이스로 대체될 수 있다. 도 9는 도 8의 미세바늘 어레이 조립체(220)의 개략적 횡단면도이다. 예시적인 실시예에서, 미세바늘 어레이 조립체(220)는 접착제 층(222)을 통해서 장착 표면(74)에 결합된다. 미세바늘 어레이 조립체(220)는 미세바늘 어레이(224) 및 막(226)을 포함하고, 그러한 막은 적어도 부분적으로 복수의 미세바늘(228) 및 미세바늘 어레이(224)의 기부 표면(230)에 걸쳐 덮인다. 미세바늘 어레이 조립체(220)는 또한, 미세바늘 어레이(224)의 후방 표면(234)에 걸쳐 연장되고 그에 결합되는 분배 매니폴드(232)를 또한 포함한다. 분배 매니폴드(232)는 미세바늘 어레이(224)에 유체를 제공하기 위한 유체 분배 네트워크(236)를 포함한다. 분배 매니폴드(232)로부터 공급되는 유체는 액체 약물 제제의 형태일 수 있다. 막으로 덮인 미세바늘(228)은 예를 들어 각각의 미세바늘(228) 내에 형성된 하나 이상의 개구(238)를 통해서 액체 약물 제제를 사용자의 피부 내로 제공하기 위해서, 사용자의 피부를 침투하도록 구성된다.
예시적인 실시예에서, 덮인 막(226)은 도 3 및 도 4와 관련하여 본원에서 설명된 덮인 막(174)과 실질적으로 동일하게 형성된다. 덮인 막(174)에서와 같이, 미세바늘 어레이 조립체(220)가 일부 적합한 실시예에서 덮인 막(226)을 가지지 않을 수 있다는 것을 생각할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 미세바늘 어레이(224)는 강성, 반-강성, 또는 가요성 재료 시트, 예를 들어, 비제한적으로, 미세바늘 어레이(224)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 금속 재료, 세라믹 재료, 중합체(예를 들어, 플라스틱) 재료, 또는 임의의 다른 적합한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 하나의 적합한 실시예에서, 미세바늘 어레이(224)는 반응성-이온 에칭을 통해서, 또는 임의의 다른 적합한 제조 기술을 통해서 실리콘으로부터 형성될 수 있다.
도 10은, 분배 매니폴드(232)를 포함하는, 도 8의 미세바늘 어레이 조립체(220)와 함께 이용하기 위한 미세바늘 어레이(224)의 후방 표면(234)의 개략적 평면도이다. 예시적인 실시예에서, 분배 매니폴드(232)는 그 내부에 형성된 유체 분배 네트워크(236)를 포함한다. 유체 분배 네트워크는, 예를 들어, 분배 매니폴드(232)의 상단 표면(240)과 하단 표면(242) 사이에서 연장되는 복수의 채널 및/또는 개구를 포함한다. 채널 및/또는 개구는 공급 채널(246)과 유동 연통 커플링된 중앙에 위치된 유입구 채널(244), 및 (도 1에 도시된) 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)의 (도 1에 도시된) 유체 통로(86)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 공급 채널(246)은 분배 매니폴드(232)를 따라서 길이방향으로 연장된다. 공급 채널(246)은 유입구 채널(244)에 의해서 공급되는 유체를 분배 매니폴드(232)의 지역에 걸쳐 분배하는 것을 돕는다.
공급 채널(246)은 미세바늘 어레이(224)의 후방 표면(234) 내에 형성된 복수의 공급 홈통(248)에 유동 연통 커플링된다. 공급 홈통(248)은 공급 채널(246)로부터 멀리 연장되고, 공급 홈통(248)의 각각이 실질적으로 동일한 유체 배출구 압력을 가질 수 있게 하는 유체 유동에 대한 저항을 생성하도록 형성된다. 예를 들어, 일 예에서, 공급 채널(246)은 유체를 위한 구불구불한 유동 경로를 형성하고, 그에 의해서 채널의 길이를 통해서 유체의 유동에 대한 공급 홈통(248)의 저항의 증가를 돕는다. 공급 홈통(248)의 각각의 하나는, 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 미세바늘(228) 내에 형성된 개구(238)에 유동 연통 커플링된다. 다른 실시예에서, 채널(246 및 248)은 분배 매니폴드(232)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의 구성으로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 공급 채널(246) 및 공급 홈통(248)은 도 6에서 설명된 공급 채널(192)에 대해서 본원에서 설명된 바와 같이, 일반적으로 실질적으로 직사각형인 형상을 갖는다.
유입구 채널(244)은 분배 매니폴드를 통해서 채널 또는 개구를 형성하기 위한 드릴링, 컷팅, 에칭, 및/또는 임의의 다른 제조 기술에 의해서, 분배 매니폴드(232) 내에 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 공급 채널(246)은 에칭 기술을 이용하여 분배 매니폴드(232)의 하단 표면(242) 내에 형성된다. 예를 들어, 하나의 적합한 실시예에서, 습식 에칭 또는 플루오린화수소산 에칭을 이용하여 공급 채널(246)을 형성한다. 예를 들어, 마스크가 분배 매니폴드(232)의 하단 표면(242)에 도포되어, 예를 들어 2 마이크로미터 미만의 정확도까지, 채널의 위치를 형성한다. 본원에서 설명된 바와 같이, 재료를 하단 표면으로부터 제거하기 위해서, 그에 의해서 공급 채널(246)을 형성하기 위해서, 에칭 재료(예를 들어, 플루오린화수소산)가 하단 표면(242)에 도포된다. 다른 적합한 실시예에서, DRIE 또는 플라즈마 에칭을 이용하여 공급 채널(246)을 생성할 수 있다. 대안적으로, 공급 채널(246)은 분배 매니폴드(232)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의의 제조 프로세스를 이용하여 하단 표면(242) 내에 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 공급 홈통은, 공급 채널(246)에 대해서 설명된 것과 동일한 에칭 기술을 이용하여 미세바늘 어레이(224)의 후방 표면(234) 내에 형성된다.
예시적인 실시예에서, 분배 매니폴드(232) 및 미세바늘 어레이(224)가 면-대-면 접촉으로 함께 결합되어, 공급 채널(246) 및 공급 홈통(248)의 연부를 밀봉하고 공급 채널(246) 및 공급 홈통(248)을 폐쇄한다. 하나의 적합한 실시예에서, 본원에서 설명된 바와 같이, 분배 매니폴드(232)와 미세바늘 어레이(224) 사이의 예비 결합을 생성함으로써, 직접적인 결합, 또는 직접적으로 정렬된 결합이 이용된다. 다른 적합한 실시예에서, 양극 결합을 이용하여 분배 매니폴드(232)를 미세바늘 어레이(224)에 결합시킬 수 있다. 대안적인 실시예에서, 분배 매니폴드(232) 및 미세바늘 어레이(224)를 함께 결합하기 위해서 국소화된 가열을 그에 인가하는 것을 포함하는, 레이저-보조 결합 프로세스를 이용함으로써, 분배 매니폴드(232) 및 미세바늘 어레이(224)가 함께 결합될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 분배 매니폴드(232)가 유리 재료로 제조된다. 대안적으로, 분배 매니폴드(232)는 실리콘으로 제조될 수 있다. 미세바늘 어레이(224)가 실리콘으로 제조된다. 그러나, 다른 실시예에서, 미세바늘 어레이(224)는 유리 재료로 제조될 수 있다. 분배 매니폴드(232) 및 미세바늘 어레이(224)는 미세바늘 어레이 조립체(220)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의의 재료 및 재료 조합으로 제조될 수 있다는 것이 생각된다.
이러한 실시예에서, 유체를 미세바늘 어레이(224)의 후방 표면(234)에 형성된 공급 홈통(248)에 분배하기 위해서, 유체가 유입구 채널(244)을 통해서 공급 채널(246)에 진입하고 공급 채널(246)을 따라 유동하여 공급 채널을 충진한다. 분배 매니폴드(232)의 유입구 채널(244)로부터 미세바늘(228)의 통로(238)까지의 유량이 모든 미세바늘(228)에서 동일하도록, 각각의 개별적인 미세바늘(228)을 위한 각각의 개별적인 공급 홈통(248)이 상이한 길이를 갖는다.
도 11은 도 1에 도시된 유체 전달 장치(10)와 함께 이용하기 위한 다른 예시적인 미세바늘 어레이 조립체(250)의 분해 개략도이다. 미세바늘 어레이 조립체(250)가 본원에서 예시적인 유체 전달 장치(10)와 함께 이용되는 것으로 설명되지만, 미세바늘 어레이 조립체(250)가 다른 적합한 유체 전달 디바이스와 함께 이용될 수 있거나 그에 달리 통합될 수 있다는 것을 생각할 수 있다. 예를 들어, 유체 전달 장치(10)는 미세바늘 어레이(250)의 유입구 또는 유입구 채널에 유체를 전달하기 위한 다른 적합한 디바이스로 대체될 수 있다. 도 12는 도 11의 미세바늘 어레이 조립체(250)의 개략적 횡단면도이다. 예시적인 실시예에서, 미세바늘 어레이 조립체(250)는 접착제 층(252)을 통해서 (도 1에 도시된) 장착 표면(74)에 결합된다. 미세바늘 어레이 조립체(250)는 도 3 및 도 4와 관련하여 본원에서 설명된 미세바늘 어레이(170)와 실질적으로 동일한 구성의 미세바늘 어레이(254), 및 적어도 부분적으로 복수의 미세바늘(258) 및 미세바늘 어레이(254)의 기부 표면(260)에 걸쳐 덮인 막(256)을 포함한다. 미세바늘 어레이 조립체(250)는 또한, 미세바늘 어레이(254)의 후방 표면(264)에 걸쳐 연장되고 그에 결합되는 분배 매니폴드(262)를 또한 포함한다. 분배 매니폴드(262)는 미세바늘 어레이(254)에 유체를 제공하기 위해서, 복수의 채널(274) 및/또는 개구(272 및 276)를 포함하는, 유체 분배 네트워크(266)를 포함한다. 막으로 덮인 미세바늘(258)은 예를 들어 각각의 미세바늘(258) 내에 형성된 하나 이상의 개구(268)를 통해서 유체를 사용자의 피부 내로 제공하기 위해서, 사용자의 피부를 침투하도록 구성된다.
예시적인 실시예에서, 덮인 막(256)은 도 3 및 도 4와 관련하여 본원에서 설명된 덮인 막(174)과 실질적으로 동일하게 형성된다. 덮인 막(174)에서와 같이, 미세바늘 어레이 조립체(250)가 일부 적합한 실시예에서 덮인 막(256)을 가지지 않을 수 있다는 것을 생각할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 미세바늘 어레이(254)는 강성, 반-강성, 또는 가요성 재료 시트, 예를 들어, 비제한적으로, 미세바늘 어레이(254)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 금속 재료, 세라믹 재료, 중합체(예를 들어, 플라스틱) 재료, 또는 임의의 다른 적합한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 하나의 적합한 실시예에서, 미세바늘 어레이(254)는 반응성-이온 에칭을 통해서, 또는 임의의 다른 적합한 제조 기술을 통해서 실리콘으로 제조된다.
도 13은 도 11의 미세바늘 어레이 조립체(250)와 함께 이용하기 위한 분배 매니폴드(262)의 후방 표면(264)의 개략적 평면도이다. 예시적인 실시예에서, 분배 매니폴드(262)는 그 내부에 형성된 유체 분배 네트워크(266)를 포함한다. 유체 분배 네트워크는, 예를 들어, 분배 매니폴드(262)의 상단 표면(270)과 후방 표면(264) 사이에서 연장되는 복수의 채널 및/또는 개구를 포함한다. 채널 및/또는 개구는 복수의 공급 채널(274)과 유동 연통 커플링된 중앙에 위치된 유입구 채널(272), 및 (도 1에 도시된) 미세바늘 어레이 지지 구조물(42)의 (도 1에 도시된) 유체 통로(86)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 공급 채널(274)이 분배 매니폴드(262)를 따라서 연장되어, 유체를 위한 구불구불한 경로를 형성하고, 그에 의해서 공급 채널(274)의 저항 증가를 돕는다. 공급 채널(274)은 유입구 채널(272)에 의해서 공급되는 유체를 분배 매니폴드(262)의 지역에 걸쳐 분배하는 것을 돕는다.
공급 채널(274)의 각각이 배출구 채널(276)에 유동 연통 커플링된다. 도 12에 도시된 바와 같이, 각각의 배출구 채널(276)은 미세바늘(258)의 통로(268)를 통해서 유체를 분배하기 위해서 각각의 미세바늘(258)과 일반적으로 정렬된다. 다른 실시예에서, 공급 채널(274) 및 배출구 채널(276)은 분배 매니폴드(262)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의 구성으로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 공급 채널(274)은 도 6에서 설명된 공급 채널(192)에 대해서 본원에서 설명된 바와 같이, 일반적으로 실질적으로 직사각형인 형상을 갖는다.
유입구 채널(272)은 분배 매니폴드를 통해서 채널 또는 개구를 형성하기 위한 드릴링, 컷팅, 에칭, 및/또는 임의의 다른 제조 기술에 의해서, 분배 매니폴드(262) 내에 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 채널(274)의 세트를 분배 매니폴드(262) 내로 몰딩함으로써, 공급 채널(274)이 분배 매니폴드(262)의 하단 표면(268) 상에 형성된다. 대안적으로, 공급 채널(274)은 분배 매니폴드(262)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의의 제조 프로세스를 이용하여 하단 표면(268) 내에 형성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 분배 매니폴드(262) 및 미세바늘 어레이(254)가 면-대-면 접촉으로 함께 결합되어, 공급 채널(274)의 연부를 밀봉하고 공급 채널을 폐쇄한다. 하나의 적합한 실시예에서, 본원에서 설명된 바와 같이, 분배 매니폴드(262)와 미세바늘 어레이(254) 사이의 예비 결합을 생성함으로써, 직접적인 결합, 또는 직접적으로 정렬된 결합이 이용된다. 다른 적합한 실시예에서, 양극 결합을 이용하여 분배 매니폴드(262)를 미세바늘 어레이(254)에 결합시킬 수 있다. 대안적인 실시예에서, 분배 매니폴드(262) 및 미세바늘 어레이(254)를 함께 결합하기 위해서 국소화된 가열을 그에 인가하는 것을 포함하는, 레이저-보조 결합 프로세스를 이용함으로써, 분배 매니폴드(262) 및 미세바늘 어레이(254)가 함께 결합될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 분배 매니폴드(262)가 폴리디메틸실록산(PDMS) 중합체로 제조된다. 대안적으로, 분배 매니폴드(232)는 미세바늘 어레이 조립체(250)가 본원에서 설명한 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의의 재료 및 재료 조합으로 제조될 수 있다.
이러한 실시예에서, 유체를 각각의 개별적인 미세바늘(258)에 분배하기 위해서, 유체는 유입구 채널(272)을 통해서 공급 채널(274)에 진입하고 공급 채널(274)을 따라 유동하고 공급 채널(274)을 충진한다. 분배 매니폴드(262)의 유입구 채널(272)로부터 미세바늘(258)의 통로(268)까지의 총 유동 저항이 모든 미세바늘(258)에 대해서 동일하도록, 각각의 공급 채널(274)은 실질적으로 동일한 길이이다. 따라서, 각각의 미세바늘(258)에 대한 저항이 실질적으로 동일하기 때문에, 유량은 또한 모든 미세바늘(258)에 대해서 실질적으로 동일하다. 개별적인 공급 채널(274)의 경로는, 그러한 채널이 연결되는 각각의 미세바늘(258)의 위치를 기초로 결정된다.
본원에서 구체적으로 설명된 장치, 시스템, 및 방법은, 미세바늘 어레이 조립체가, 미세바늘 조립체의 각각의 미세바늘을 통해서 실질적으로 동일량의 약을 분배할 수 있게 한다. 미세바늘 조립체와 함께 이용하기 위한 미세유체 분배 매니폴드는, 각각의 공급 채널 내의 총 유동 저항이 실질적으로 동일해질 수 있게 하고, 그에 의해서 동등해진 유량을 발생시킬 수 있는 유체 공급 채널 특징부를 포함한다. 또한, 긴 기간에 걸친 실질적으로 일정한 유체의 유량이 가능하도록, 그에 의해서 사용자의 혈류 내의 유체의 정상 상태 농도를 촉진하도록, 유동 채널의 저항 수준이 구성될 수 있다.
미세유체 분배 매니폴드를 위한 장치, 시스템, 및 방법의 예시적인 실시예가 구체적으로 전술되어 있다. 본원에서 설명된 장치, 시스템 및 방법은 설명된 구체적인 실시예로 제한되지 않고, 그 대신, 장치, 시스템의 구성요소, 및/또는 방법의 단계는, 본원에서 설명된 다른 구성요소 및/또는 단계와 독립적으로 그리고 별개로 이용될 수 있다. 예를 들어, 방법은 또한 다른 유체 전달 장치, 시스템 및 방법과 조합되어 이용될 수 있고, 본원에서 개시된 장치, 시스템, 및 방법 만으로 실질적으로 제한되지 않는다. 그렇지 않고, 예시적인 실시예는 많은 유체 전달 적용예와 관련하여 구현되고 이용될 수 있다.
비록 개시 내용의 여러 실시예에 관한 구체적인 특징이 일부 도면에 도시되어 있고 다른 도면에 도시되어 있지 않을 수 있으나, 이는 단지 편의를 위한 것이다. 개시 내용의 원리에 따라, 도면의 임의의 특징이 참조될 수 있고, 및/또는 임의의 다른 도면의 임의의 특징과 조합되어 청구될 수 있다.
이러한 기술된 설명은, 최적의 모드를 포함한, 실시예를 개시하기 위해서 그리고 또한 당업자가, 임의의 디바이스 또는 시스템을 제조 및 이용하는 것 그리고 임의의 포함된 방법을 실시하는 것을 포함하여, 실시예를 실시할 수 있게 하기 위해서 예를 이용하였다. 개시 내용의 특허받을 수 있는 범위가 청구범위에 의해서 규정되고, 당업자에게 안출될 수 있는 다른 예를 포함할 수 있을 것이다. 그러한 다른 예가 청구범위의 문헌적 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 포함하는 경우에, 또는 그러한 다른 예가 청구범위의 문헌적 언어와 사소한 차이를 가지는 균등한 구조적 요소를 포함하는 경우에, 그러한 다른 예가 청구범위의 범위 내에 포함되도록 의도된다.
본 개시 내용의 범위로부터 벗어나지 않고도 전술한 실시예에서 여러 가지 변화가 이루어질 수 있기 때문에, 전술한 설명에 포함되고 첨부 도면에 도시된 모든 것이 예시적인 것으로 해석되어야 하고 제한적인 의미를 가지지 않도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 미세바늘 어레이 조립체이며:
    복수의 미세바늘을 포함하는 미세바늘 어레이; 및
    복수의 저항 채널에 유동 연통 커플링된 공급 채널을 포함하는 분배 매니폴드로서, 각각의 저항 채널이 복수의 미세바늘의 각각의 하나에 유동 연통 커플링되는, 분배 매니폴드를 포함하고,
    복수의 저항 채널의 각각의 저항 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항 값은, 공급 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항보다 약 5배 내지 약 100배 더 큰 범위인, 미세바늘 어레이 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 저항 채널의 각각의 저항 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항 값은, 공급 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항보다 적어도 약 30배 더 큰, 미세바늘 어레이 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    복수의 저항 채널의 각각의 저항 채널은, 유체 유동에 대한 저항 채널의 저항을 증가시키기 위해서, 유체 유동을 위한 구불구불한 유동 경로를 형성하는, 미세바늘 어레이 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    분배 매니폴드는, 공급 채널 및 복수의 저항 채널을 형성하기 위해서 커버 기재에 커플링된 기부 기재를 포함하는, 미세바늘 어레이 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    분배 매니폴드는 공급 채널에 유동 연통되게 상류에 커플링된 유입구 채널 및 복수의 배출구 채널을 더 포함하고, 복수의 배출구 채널의 각각의 배출구 채널은 저항 채널의 각각의 하나에 유동 연통되게 하류에 커플링되는, 미세바늘 어레이 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    유입구 채널과 복수의 배출구 채널의 각각의 배출구 채널 사이의 압력 강하가 실질적으로 동일한, 미세바늘 어레이 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    분배 매니폴드가 유리, 실리콘, 및 폴리디메틸실록산(PDMS) 중합체 중 하나 이상으로 제조되는, 미세바늘 어레이 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    복수의 미세바늘의 각각의 미세바늘의 출구에서의 유체 유동의 압력이 약 2 kPa 내지 약 50 kPa의 상기 범위에 있는, 미세바늘 어레이 조립체.
  9. 유체 전달 장치이며:
    유체를 포함하는 저장부; 및
    미세바늘 어레이 조립체를 포함하고, 미세바늘 어레이 조립체는:
    상류 측 내에 형성된 복수의 유체 채널 및 하류 측으로부터 연장되는 복수의 미세바늘을 포함하는 미세바늘 어레이로서, 각각의 미세바늘이 복수의 유체 채널의 각각의 하나에 유동 연통 커플링되는, 미세바늘 어레이; 및
    복수의 유체 채널에 유동 연통 커플링된 공급 채널을 포함하는 분배 매니폴드를 포함하고,
    복수의 유체 채널의 각각의 유체 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항 값이, 공급 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항보다 약 5배 내지 약 100배 더 큰 범위에 있는, 유체 전달 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    복수의 유체 채널의 각각의 유체 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항 값은, 공급 채널을 통한 유체 유동에 대한 저항보다 적어도 약 30배 더 큰, 유체 전달 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    복수의 유체 채널의 각각의 유체 채널은, 유체 유동에 대한 유체 채널의 저항을 증가시키기 위해서, 유체 유동을 위한 구불구불한 유동 경로를 형성하는, 유체 전달 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    유체의 적어도 일부를 저장부로부터 미세바늘 어레이 조립체를 향해서 유동시키기 위한 편향 부재를 더 포함하는, 유체 전달 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    편향 부재는, 유체의 유체 부피의 적어도 약 90%가 저장부로부터 유동될 때까지, 복수의 미세바늘의 각각의 미세바늘의 출구에서 유체 유동의 압력을 약 20 kPa(2.9 psi) 이상으로 유지하도록 구성되는, 유체 전달 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    분배 매니폴드는 공급 채널 및 저장부에 유동 연통되게 상류에 커플링된 유입구 채널을 더 포함하는, 유체 전달 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    유입구 채널과 복수의 미세바늘의 각각의 미세바늘 사이의 압력 강하가 실질적으로 동일한, 유체 전달 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    분배 매니폴드가 유리, 실리콘, 및 폴리디메틸실록산(PDMS) 중합체 중 하나 이상으로 제조되는, 유체 전달 장치.
  17. 제9항에 있어서,
    복수의 미세바늘의 각각의 미세바늘의 출구에서의 유체 유동의 압력이 약 2 kPa 내지 약 50 kPa 범위에 있는, 유체 전달 장치.
  18. 미세바늘 어레이 조립체이며:
    복수의 미세바늘을 포함하는 미세바늘 어레이로서, 복수의 미세바늘의 각각의 미세바늘이 개구를 포함하는, 미세바늘 어레이; 및
    분배 매니폴드로서, 유입구 채널, 분배 매니폴드의 하류 표면에 형성된 복수의 공급 채널, 및 복수의 배출구 채널을 포함하고, 각각의 공급 채널이 유입구 채널 및 복수의 배출구 채널의 각각의 하나에 유동 연통 커플링되는, 분배 매니폴드를 포함하고,
    유입구 채널과 복수의 배출구 채널의 각각의 배출구 채널 사이의 압력 강하가 실질적으로 동일한, 미세바늘 어레이 조립체.
  19. 제18항에 있어서,
    복수의 공급 채널의 각각의 공급 채널은, 유체 유동에 대한 공급 채널의 상기 저항을 증가시키기 위해서, 상기 유체 유동을 위한 구불구불한 유동 경로를 형성하는, 미세바늘 어레이 조립체.
  20. 제18항에 있어서,
    분배 매니폴드가 유리, 실리콘, 및 폴리디메틸실록산(PDMS) 중합체 중 하나 이상으로 제조되는, 미세바늘 어레이 조립체.
KR1020187034189A 2016-04-29 2017-04-17 미세바늘 어레이 조립체 및 그러한 조립체를 갖는 유체 전달 장치 KR102441109B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662329444P 2016-04-29 2016-04-29
US62/329,444 2016-04-29
PCT/US2017/027891 WO2017189259A2 (en) 2016-04-29 2017-04-17 Microneedle array assembly and fluid delivery apparatus having such an assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180131630A true KR20180131630A (ko) 2018-12-10
KR102441109B1 KR102441109B1 (ko) 2022-09-07

Family

ID=60159995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187034189A KR102441109B1 (ko) 2016-04-29 2017-04-17 미세바늘 어레이 조립체 및 그러한 조립체를 갖는 유체 전달 장치

Country Status (8)

Country Link
US (2) US11311708B2 (ko)
EP (2) EP3448494B1 (ko)
JP (3) JP7048924B2 (ko)
KR (1) KR102441109B1 (ko)
CN (2) CN113730790A (ko)
AU (2) AU2017258750B2 (ko)
CA (1) CA3022378A1 (ko)
WO (1) WO2017189259A2 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10751484B2 (en) * 2017-01-26 2020-08-25 Allergan Industrie, Sas Needle array device
WO2019107092A1 (ja) 2017-11-30 2019-06-06 久光製薬株式会社 アプリケータ、カートリッジ、およびアプリケーション・キット
GB201819943D0 (en) 2017-12-08 2019-01-23 Immodulon Therapeutics Ltd Immunotherapeutic treatment of cancer
AU2019293157A1 (en) 2018-06-25 2021-01-28 Immodulon Therapeutics Limited Cancer therapy
JP2023505231A (ja) 2019-12-05 2023-02-08 ソレント・セラピューティクス・インコーポレイテッド リンパ管送達デバイスによる抗ｐｄ－１または抗ｐｄ－ｌ１治療剤の投与による癌の処置方法
GB201919428D0 (en) 2019-12-30 2020-02-12 Immodulon Therapeutics Ltd Immunotherapeutic treatment of cancer
GB202004007D0 (en) 2020-03-19 2020-05-06 Immodulon Therapeutics Ltd Coronavirus
JP2023552674A (ja) 2020-11-06 2023-12-19 イモデュロン セラピューティクス リミテッド がん治療のためのマイコバクテリア免疫療法
EP4243842A1 (en) 2020-11-10 2023-09-20 Immodulon Therapeutics Limited A mycobacterium for use in cancer therapy
EP4281167A1 (en) 2021-01-22 2023-11-29 Sorrento Therapeutics, Inc. Device for microliter-scale lymphatic delivery of coronavirus vaccines
WO2022192594A2 (en) 2021-03-11 2022-09-15 Sorrento Therapeutics, Inc. Nucleic acid molecules and vaccines comprising same for the prevention and treatment of coronavirus infections and disease
CN117916264A (zh) 2021-06-09 2024-04-19 索伦托药业有限公司 通过经由淋巴微针递送装置施用抗pd-1或抗pd-l1治疗剂来治疗癌症的方法
AU2022329961A1 (en) 2021-08-18 2024-03-28 Vivasor, Inc. Therapeutic agents targeting the lymphatic system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6637463B1 (en) * 1998-10-13 2003-10-28 Biomicro Systems, Inc. Multi-channel microfluidic system design with balanced fluid flow distribution
JP2015139547A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 Ａｓｔｉ株式会社 マイクロニードルユニットと注射装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54129151A (en) 1978-03-29 1979-10-06 Labatt Ltd John Novel processed gluten product
JPS6239976U (ko) 1985-08-28 1987-03-10
US6689100B2 (en) 2001-10-05 2004-02-10 Becton, Dickinson And Company Microdevice and method of delivering or withdrawing a substance through the skin of an animal
US7470266B2 (en) * 2003-09-16 2008-12-30 I-Flow Corporation Fluid medication delivery device
US20070043320A1 (en) 2005-02-09 2007-02-22 Kenany Saad A Microstream injector
EP1852142B1 (en) 2006-05-03 2010-07-07 Centre National de la Recherche Scientifique Fluid dispensing system
US20080081114A1 (en) * 2006-10-03 2008-04-03 Novellus Systems, Inc. Apparatus and method for delivering uniform fluid flow in a chemical deposition system
WO2009038198A1 (ja) 2007-09-19 2009-03-26 Kabushiki Kaisha Toshiba 燃料電池
ES2860755T3 (es) 2009-12-16 2021-10-05 Becton Dickinson Co Dispositivo de auto inyección
US9339956B2 (en) * 2009-12-18 2016-05-17 3M Innovative Properties Company Molding thermotropic liquid crystalline polymers
WO2011116388A1 (en) * 2010-03-19 2011-09-22 Nanostar Health Corporation Body fluid sampling/fluid delivery device
NL2004835C2 (en) 2010-06-07 2011-12-08 Univ Leiden Process for extracting materials from biological material.
US8696637B2 (en) * 2011-02-28 2014-04-15 Kimberly-Clark Worldwide Transdermal patch containing microneedles
WO2014126888A2 (en) * 2013-02-12 2014-08-21 Electrochemical Oxygen Concepts, Inc. Dressing for wound treatment
US10183156B2 (en) 2013-02-28 2019-01-22 Sorrento Therapeutics, Inc. Transdermal drug delivery device
US10544036B2 (en) * 2013-04-30 2020-01-28 The Governing Council Of The University Of Toronto Microfluidic devices and methods for the extrusion of tubular structures
MX2015015273A (es) 2013-05-23 2016-02-18 Kimberly Clark Co Microagujas con geometrias mejoradas de seccion transversal de canal abierto.
DK3851153T3 (da) * 2016-04-29 2022-11-21 Sorrento Therapeutics Inc Mikrokanylerækkesamling og medicinindgivelsesanordning
US10569010B2 (en) * 2016-12-16 2020-02-25 Sorrento Therapeutics, Inc. Fluid delivery apparatus having a gas extraction device and method of use

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6637463B1 (en) * 1998-10-13 2003-10-28 Biomicro Systems, Inc. Multi-channel microfluidic system design with balanced fluid flow distribution
JP2015139547A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 Ａｓｔｉ株式会社 マイクロニードルユニットと注射装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109475727B (zh) 2021-10-22
US11745002B2 (en) 2023-09-05
AU2017258750A1 (en) 2018-11-15
US11311708B2 (en) 2022-04-26
JP7410995B2 (ja) 2024-01-10
CN113730790A (zh) 2021-12-03
AU2017258750B2 (en) 2021-09-30
JP2022043301A (ja) 2022-03-15
CN109475727A (zh) 2019-03-15
AU2021290375B2 (en) 2024-03-28
EP3831438A1 (en) 2021-06-09
CA3022378A1 (en) 2017-11-02
WO2017189259A2 (en) 2017-11-02
JP2022066546A (ja) 2022-04-28
EP3448494B1 (en) 2021-01-06
US20200353234A1 (en) 2020-11-12
JP2019518502A (ja) 2019-07-04
EP3448494A4 (en) 2019-12-25
AU2021290375A1 (en) 2022-02-03
EP3448494A2 (en) 2019-03-06
WO2017189259A3 (en) 2017-12-07
KR102441109B1 (ko) 2022-09-07
JP7048924B2 (ja) 2022-04-06
US20220211989A1 (en) 2022-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180131630A (ko) 미세바늘 어레이 조립체 및 그러한 조립체를 갖는 유체 전달 장치
US20220040465A1 (en) Microneedle array assembly, drug delivery device and method for administering liquid across a broad area at low pressure
KR20190088072A (ko) 가스 추출 디바이스를 갖는 유체 전달 장치 및 그 이용 방법
KR20190088076A (ko) 유체 전달 장치 및 조립 방법
KR102590629B1 (ko) 유체 전달 장치용 어플리케이션 디바이스 및 그 이용 방법
KR20190088073A (ko) 유체 전달 장치용 부착 밴드 및 그 이용 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant