KR20200086695A - 활성 제제의 경피 전달 장치 및 방법 - Google Patents

활성 제제의 경피 전달 장치 및 방법 Download PDF

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로히에 수잔 사피에-시버트
크리스토퍼 번즈
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사이사프 엘티디.
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Abstract

본 발명은 각질층 아래에 전기적 접점(3)을 제공하는 하나의 극성의 침투 전극(2); 상기 침투 전극(2)의 전기적 접점(3)을 위해 상기 각질층(210) 반대면의 피부의 외부 표면(21)에 전기적 접점을 제공하며, 침투 전극의 극성에 대해 반대 극성인 표면 전극(4); 상기 표면 전극(4)의 전기적 접점에 인접한 피부의 외부 표면(21)에 활성 제제를 전달하기 위해 구성된 디스펜서(5);를 포함하는 인간 또는 동물 조직에 활성 제제를 전달하기 위해 구성된, 경피 전달 시스템(1), 상기 상기 경피 전달 시스템(1) 및 상기 경피 전달 시스템(1)을 형성하는데 사용하기 위한 전극 조립체(10)를 사용하여 인체 또는 동물의 신체의 조직에 활성 제제를 전달하는 방법에 관한 것이다.

Description

활성 제제의 경피 전달 장치 및 방법
본 발명은 활성 제제의 경피 전달에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 예를 들어, 전기천공(electroporation) 및/또는 이온 영동(iontophoresis)에 의해 활성 제제를 경피 전달하는 장치에 관한 것이다.
인간 피부의 외층은 각질층 보호 장벽으로, 환경에서 발견되는 유해 오염으로부터 신체를 보호하고, 동시에 피부 아래의 수분 수준을 조절하여 신체의 건조를 방지하고 건강한 세포 성장을 돕는다. 이러한 각질층은 종종 “벽돌 벽”로 설명되고, 피부 세포 또는 각질 세포가 벽돌 및 지방 또는 지질이 회반죽(mortar)의 역할을 한다고 설명된다. 이러한 10-15 μm 보호층은 어떠한 것도 통과시키기 매우 어렵게 만든다.
화학 첨가물, 경피 바늘, 미세 바늘, 피부 절제 또는 연소, 이온 영동, 초음파와 같은 능동적 또는 수동적 방법을 사용하는 것과 같이, 각질층을 통과하도록 하기 위한 다양한 방법이 개발되었다. 보다 구체적인 설명은 Pharmaceutics, 2015, 7, 438-470; Transdermal ) Drug delivery: Innovative 약학적 Developments Based on Disruption of the Barrier Properties of the stratum corneum에서 확인할 수 있다.
종래의 이온 영동 장치는 피부 표면상에 위치된 양극 및 음극을 포함한다. 전기장 및 약학적 조성물 사이의 기전력 반발을 사용함으로써, 상기 약학적 조성물이 상기 각질층의 더 깊은 혈관에 전달된다. 또 다른 이온 영동적 전달 시스템은 약물 침투 능력을 증가시키기 위해 패치에 펄스 전압을 인가하기 위한 두 세트의 금속성 필름을 갖는 전극을 포함한다.
전기 천공법은 세포 막의 투과성을 증가시키기 위해 전기장을 세포에 인가하여 화학물질, 약물 또는 DNA와 같은 활성 성분을 상기 세포 내로 도입하는데 사용되는 기술이다. 원리는, 2개의 전극 사이의 고압 펄스에 의해 생성된 전기장이 고강도 전기장 내에 있는 세포의 플라즈마 막의 일시적인 유전 파괴를 유발하는 것이다. 그 결과, 피부 세포 사이에 모공이 열린다. 종래의 전기 천공은 물리적으로 분리된 전극 사이의 전기장을 사용하며, 그 결과 직류 전류가 상기 전극 사이의 피부 조직을 통해 통과한다.
JP2015-173901은 미세 바늘 어레이, 상기 어레이의 바늘이 없는 표면에 접촉하는 약물 전달층, DC 회로 및 AC 회로를 포함하는 경피 전달 장치를 개시한다. 상기 장치는 하전된 인가된 전기장에 응답하여 약물 분자가 각질층을 가로질러 전달되도록 한다. JP2015-173901의 장치에서, 미세 바늘 각각은 전도성 층으로 전체가 코팅되어 상기 각질층을 가로질러 연장되는 전극을 제공한다. 여기에는 절연된 외면을 갖는 샤프트 및 전도성 팁을 포함하는 미세 바늘, 또는 전기장이 각질층을 가로질러 인가될 수 있도록 각질층의 어느 일면 상에 배치된 전기적으로 절연된 전극의 임의의 다른 배열에 대한 개시가 없다.
WO2016/ 205895은 전기천공 처리를 위해 생물학적 조직에 삽입되도록 구성된 적어도 2개의 인접 전극을 포함하는 전기천공 프로브, 및 상기 프로브에 전기적으로 연결되고 상기 프로브를 통한 전류 전송을 야기하고 상기 프로브 전극에 근접한 생물학적 조직에 불균일한 전기장을 유도하는 하나 이상의 전기적 펄스 시퀀스를 사용하여 상기 전기 천공 프로브를 구성하도록 구성된 펄스 생성기;를 포함하는 전기천공 시스템을 개시한다.
US2006/0009731 는 상부 전극, 하부 전극 및 상기 2개의 전극 사이의 약물 저장 영역을 포함하는 경피 전달 패치를 개시한다. 상기 2개의 전극 사이의 전기장은 약물 저장 영역 내의 극성의 약학적 조성물을 피부속으로 밀어내고, 상기 하부 전극은 피부 표면상의 전기천공을 위한 이온 채널을 생성한다.
접압 바이어스 하에서의 피부의 효과 및 특성은 지난 20년동안 광범위하게 연구되었다. 초기 피부 저항은 50 kΩ 내지 100 kΩ에서 시작되지만 피부 상단을 가로지르는 전압이 증가함에 따라, 상기 피부의 저항은 약 100100 Ω까지 3배 가량 저하된다. 피부 저항이 500 Ω 이상으로 유지될 때 전압 펄스가 인가되는 동안 생성된 모공은 수초 내지 수분 내에 회복된다. 전압이 증가되고, 저항이 500 Ω미만으로 감소됨으로써, 상기 모공은 개방된 상태로 유지되고 세포는 비가역적으로 손상된다. 종래의 전기천공 장치의 문제는 효과적으로 피부 모공을 개방하고 활성 성분의 경피 전달을 허용하기 위해 필요한 전압에서 피부의 손상이 발생될 수 있는 것이다.
US2002/0198512는 내부에 물질 전달 루멘(lumen)을 갖는 바늘의 형태를 갖는 샤프트를 포함하는 주사 장치 사용하여 수행되는 표적 조직 내 세포의 전기천공 방법을 개시한다. 전극 구조물은 상기 루멘과 연통하는 샤프트의 전달 개구부 근처상에 배치된다. 제2 전극 구조물은 상기 샤프트 또는 베이스상의 제 1 전극 구조물에 인접하여 배치되고, 작은 거리에 의해 제1 전극으로부터 분리된다. 미세 바늘 및 전기장을 통해 활성 제제의 주입 결합을 사용하면 상대적으로 낮은 전압을 사용하여 경피 전달을 달성할 수 있다. 중공 미세 바늘을 통한 활성 제제 전달의 단점은 이러한 바늘을 통해 임상적인 많은 양의 약물을 신속하게 투여하는 것이 어렵다는 것이다. 활성 제제를 전달하는 미세 바늘의 용량은 미세 바늘 말단에 있는 작은 크기의 전달 오리피스(orifice) 및 내부의 전달 루멘의 낮은 단면적 의해 제한된다. 바늘 내에 고압 및 조직-바늘 계면에서의 고압 구배에도 불구하고, 활성 제제는 낮은 속도로 미세 바늘의 샤프트를 통해 조직으로 전달될 수 있다.
본 발명은 전술된 문제를 완화시키고자 한다. 특히, 본 발명은 피부를 통한 활성 제제의 빠르고 안정적인 전달을 제공하고자 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명은 2개의 전극 사이에 낮은 전압이 인가되어 피부에 비가역적 손상을 유발하지 않도록 처리한 개선된 전기청공법을 제공하고자 한다. 또한, 본 발명은 환경으로부터의 피부 표면 오염물질, 피부 pH 수준, 모발 두께 및 밀도, 땀의 질 및 양과 같은 피부 표면상의 이상과는 독립적인 효율을 갖는 활성 제제의 경피 전달 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 활성 제제의 경피 전달 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 제 1 측면에서는,
각질층 아래에 전기적 접점을 제공하도록 구성된 하나의 극성의 침투 전극;
피부의 외부표면에 전기적 접점을 제공하도록 구성된 반대 극성의 표면 전극; 및
상기 피부의 외부표면에 활성 제제를 분배하도록 구성된 디스펜서;를 포함한다.
상기 침투 전극은 선택적으로 볼수의 미세 바늘을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 “미세 바늘”의 용어는 약 10 내지 200 μm 길이를 갖는 바늘을 의미한다. 상기 전극 조립체는 표면 전극을 포함하는 피부 접촉 표면을 포함한다. 상기 디스펜서는 피부의 외부 표면에 상기 활성 제제를 분해하도록 구성된 유출부를 포함한다. 상기 미세 바늘은 상기 피부 접촉 표면으로부터 돌출될 수 있고, 인체의 피부로 삽입되도록 구성된다. 상기 미세 바늘의 적어도 하나, 복수 개, 각각은 피부 접촉 표면상의 베이스로부터 팁까지 연장되는 샤프트를 포함할 수 있다. 상기 샤프트의 외면은 전기적으로 절연될 수 있고, 상기 팁은 전기적 접점을 제공할 수 있다. 상기 침투 전극 및 표면 전극은 바람직하게는 서로 전기적으로 절연된다.
이러한 전극 조립체는 피부 접촉 표면이 인체 또는 동물의 신체의 피부와 접촉할 때 상기 미세 바늘이 상기 피부에 삽입되어 상기 미세 바늘의 팁이 적어도 피부 각질층을 침투하고, 상기 표면 전극 및 상기 디스펜서의 유출부로부터 분배된 임의의 활성 제제가 피부의 외부 표면과 접촉하기 유리하게 구성된다.
의심의 여지를 피하기 위해, 만약, 상기 침투 전극이 복수의 미세 바늘을 포함하는 경우, 상기 디스펜서는 전형적으로 활성 제제가 상기 미세 바늘을 통과하지 않고 피부의 외부 표면에 분배하도록 구성된다.
본 발명은 인체 또는 동물의 신체의 조직에 활성 제제를 경피 전달하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따른 전극 조립체의 용도를 제공한다.
본 발명의 제2 측면에서, 본 발명은 인체 또는 동물의 신체의 조직에 활성 제제를 경피 전달하는 방법을 제공한다.
본 발명의 제2 측면의 방법은 예를 들어, 인간 또는 동물의 조직에 활성 제제를 경피 전달하는 방법일 수 있고, 예를 들어, 전기 천공에 의한 방법일 수 있다.
상기 방법은,
인간 또는 동물 신체 피부 각질층 아래에 침투 전극의 전기적 접점을 제공하는 단계;
상기 피부의 외부 표면상에 표면 전극의 전기적 접점을 제공하는 단계;
상기 피부와 접촉하는 활성 제제를 제공하는 단계; 및
상기 각질층을 가로질러 상기 침투 전극 및 상기 표면 전극 사이에 전압 차를 인가하는 단계;를 포함한다.
상기 침투 전극 및 표면 전극의 전기적 접점 사이의 전압 차의 인가는 상기 각질층을 가로지르는 피부 표면으로부터 활성 성분의 전달을 용이하게 하는 것으로 밝혀졌다. 상기 활성 성분은 상기 침투 전극 및 표면 전극의 전기적 접점 사이의 전압 차를 인가함으로써 상기 각질층을 가로지르는 피부 표면으로부터 유리하게 전달된다.
본 발명의 제2 측면에 따른 방법은 본 발명의 제1 측면의 전극 배열 또는 이하에 기재된 본 발명의 제3 측면의 경피 전달 시스템을 사용할 수 있다. 의심의 여지를 피하기 위해, 만약 상기 침투 전극이 복수의 미세 바늘을 포함하는 경우, 상기 활성 제제는 상기 미세 바늘을 통과하지 않고, 상기 피부 각질층을 통해 전달된다.
제3 측면에서, 본 발명은 활성 제제가 상기 디스펜서에 배치된 본 발명의 제 1 측면에 따른 전극 조립체를 포함하는 경피 전달 시스템을 제공한다.
본 발명의 제1 측면의 전극 배열 및 본 발명의 제3 측면의 경피 전달 시스템에서, 상기 디스펜서는 예를 들어 패치 형태일 수 있다. 상기 패치는 사용 중 상기 표면 전극에 인접한 피부 접촉 표면상에 존재하도록 배치될 수 있다. 상기 디스펜서는 바람직하게는 사용 중 피부 표면을 접촉하도록 배치될 수 있고, 선택적으로 상기 활성 제제를 상기 피부의 외부 표면에 전달할 수 있다.
발명의 제3 측면의 경피 전달 시스템은 바람직하게는 본 발명의 제2 측면의 방법에 사용하기에 적합할 수 있다.
본 발명의 제1 측면의 전극 조립체, 본 발명의 제 2 측면의 방법, 본 발명의 제3 측면의 전달 시스템에서, 상기 침투 전극은 선택적으로 인체 또는 동물의 신체의 피부에 삽입되도록 구성된 미세 바늘을 포함할 수 있다. 상기 미세 바늘은 각각 베이스, 샤프트 및 팁을 포함한다. 상기 샤프트는 상기 베이스에서 상기 팁으로 연장되어 있고, 상기 샤프트의 외면은 전기적으로 절연되고, 상기 팁은 전기적 접점을 제공한다.
본 발명의 제2 측면의 방법은 유리하게는, 피부 접촉 표면으로부터 연장된 미세 바늘을 선택적으로 포함하는 본 발명의 제1 측면의 전극 조립체의 디스펜서 내에 활성 성분을 제공하는 단계; 전극 조립체의 피부 접촉 표면을 인체 또는 동물의 신체의 피부와 접촉하도록 배치하여 상기 미세 바늘이 상기 피부로 삽입되고, 상기 표면 전극 및 상기 활성 제제를 상기 피부 표면에 접촉시키는 단계; 및 상기 침투 전극 및 표면 전극의 미세 바늘의 팁 사이에 전압 차를 인가하는 단계;를 포함한다. 본 발명의 제2 측면의 방법은 유리하게는, 인체 또는 동물 신체의 피부에 본 발명의 제3 측면의 경피 전달 시스템의 침투 전극을 삽입하는 단계; 상기 각질층 반대면의 피부 외부 표면상의 표면 전극의 전기적 접점을 상기 침투 전극에 배치하는 단계; 활성 제제를 상기 표면 전극과 인접한 피부의 외부 표면에 전달하기 위해 상기 디스펜서의 유출부를 배치하는 단계; 상기 침투 전극 및 표면 전극 사이에 상기 각질층을 가로지르는(예를 들어, 상기 각질층의 두께를 통해) 전압 차를 인가하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 활성 제제를 예를 들어, 디스펜서의 유출부를 통해, 상기 피부의 표면으로 분배하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 측면의 전극 조립체, 본 발명의 제 3 측면의 전달 시스템에서, 피부의 외부 표면으로의 흡입을 제공하도록 구성된 흡입 헤드가 유리하게 제공된다. 상기 흡입 헤드는 유리하게는, 흡입 영역에 흡입을 인가하도록 구성된다. 상기 흡입 영역 내에 상기 침투 전극 및 표면 전극이 선택적으로 제공되고, 선택적으로 장착된다. 본 발명의 제2 측면의 방법은 유리하게는, 예를 들어 흡입 헤드로부터, 피부의 외부 표면에 흡입을 인가하는 단계를 포함한다. 유리하게는, 상기 흡입 헤드는 상기 침투 전극 및 상기 표면 전극을 둘러싸는 흡입 영역에 흡입을 제공하도록 배치된다. 흡입은 유리하게는 예를 들어 흡입 헤드로부터, 상기 침투 전극에 인접한 피부의 표면에 인가된다.
상기 흡입 헤드는 유리하게는 상기 침투 전극이 상기 피부의 외부 표면을 침투하는 위치 주변의 피부에 흡입을 인가하도록 배치된다. 상기 전극 조립체는 유리하게는 사용 중 인간 또는 동물의 피부의 외부 표면의 영역에 부분 진공을 인가하도록 구성된다. 상기 부분 진공은 유리하게는 상기 흡입 영역에 의해 한정된 영역 내에 있는 피부에 인가된다. 상기 흡입 영역은, 예를 들어, 둘레에 의해 제한될 수 있다. 사용 중, 흡입 영역의 둘레는 유리하게는 피부와 접촉하여 밀봉을 형성한다. 부분 진공은, 예를 들어 둘레에 의해 제한된 영역에, 흡입 헤드를 통해 흡입을 인가함으로써 형성될 수 있다. 상기 침투 전극 및 표면 전극은 유리하게는 흡입 영역, 즉, 흡입 영역의 둘레 내에 제공된다. 상기 흡입 영역의 둘레는 본 발명의 전극 조립체 또는 전달 장치의 피부 접촉 표면의 일부를 구성할 수 있다.
밀봉 부재는 상기 피부 및 상기 흡입 헤드 사이에 밀봉을 형성하기 위해 제공될 수 있으며, 선택적으로 상기 둘레를 형성할 수 있다. 상기 밀봉 부재는 변형가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 흡입 영역 및 상기 피부 사이에 밀봉을 형성하기에 용이하도록 변경 가능할 수 있다. 피부 접촉 표면의 적어도 일부는 상기 흡입 영역 내에 있다. 상기 피부 접촉 표면의 전체는 상기 흡입 영역의 둘레 내에 있을 수 있다.
사용 중, 본 발명의 전극 조립체 또는 전달 시스템의 피부 접촉 표면의 적어도 일부는 상기 표면의 외부 표면과 접촉하는 흡입 영역 내에 있다. 유리하게는, 감소된 압력(예를 들어, 부분 진공)이 상기 흡입 영역 내에 있는 피부 접촉 표면 및 상기 흡입 영역과 인접한 피부의 외부 표면 사이에 인가된다. 상기 흡입 헤드는 하나 이상(예를 들어 3개)의 흡입 노즐을 포함할 수 있다. 상기 흡입 노즐은 유리하게는, 상기 흡입 헤드로부터 공기를 추출해 상기 흡입 영역 내에 있는 압력을 낮출 수 있다. 피부에 대한 흡입의 제공은 상기 침투 전극의 침투를 보조하는 것으로 밝혀졌다. 상기 흡입의 제공은 상기 피부에 흡입 헤드를 부착시킬 수 있다. 상기 피부로의 흡입의 제공은 상기 전극 조립체 또는 전달 시스템 및 상기 피부 사이의 지속적인 접촉의 유지를 용이하게 하며, 이를 통해 활성 제제의 안정적이고 지속적인 전달 및/또는 상기 표면 전극 및 상기 피부의 외부 표면 사이의 지속적인 전기적 접점이 가능한 것으로 밝혀졌다.
상기 침투 전극은 복수의 미세 바늘을 포함할 때, 상기 피부의 외부 표면, 예를 들어 흡입 영역으로의 흡입의 인가는 상기 피부의 외부 표면으로 상기 미세 바늘의 삽입을 용이하게 하는 것을 밝혀졌다. 상기 미세 바늘의 베이스는 유리하게는 상기 흡입 영역 내에 있는 상기 피부 접촉 표면의 일부분으로부터 연장된다. 흡입이 상기 피부에 인가될 때, 상기 피부의 표면, 예를 들어, 상기 흡입 영역의 둘레에 의해 제한되는 상기 피부의 표면 중 일부분은 왜곡될 수 있다. 유리하게는, 상기 피부가 왜곡됨에 따라 상기 미세 바늘은 수직 방법으로 상기 피부를 침투하도록 경사진다. 상기 피부의 표면을 왜곡시키는 흡입의 인가는 유리하게는, 상기 피부를 신장시켜 각질층을 얇게 만들 수 있다. 결과적으로, 상기 활정 제제가 각질층을 가로 질러 이동해야 하는 거리는 감소 되며, 이로 인해 보다 높은 경피 처리를 가능하게 한다. 또한, 결과적으로 상기 각질층 아래에 전기적 접점을 제공하기 위해 상기 침투 전극이 피부에 침투해야하는 깊이가 감소된다.
본 발명의 제1 측면의 전극 조립체 및 본 발명의 제3 측면의 전달 시스템의 침투 및 표면 전극은 유리하게는 서로로부터 전기적으로 절연된다. 또한, 상기 각질층의 상하에 절연된 전극의 제공은 감소된 세기의 전기장을 사용하여 전기천공을 제공하며, 이는 안전성에 이점이 있음을 알 수 있다. 의론에 제한되지 않고, 본 발명자들은 선택적으로 절연된 전극을 각질층의 어느 한 면에 배치함으로써, 제어된 펄스 전기장이 각질층 개방 피부 세포를 가로질러 인가되도록 할 수 있는 전기 이중층 캐패시터가 생성되고, 생물활성 물질과 같은 활성 제제가 하부 피부층, 예를 들어 표피, 진피 및 피하지방층 내로 침투할 수 있다고 예상한다.
본 발명자들은 각질층 아래 배치된 침투 전극의 전기적 접점 및 피부의 외부 표면상에 배치되는 표면 전극 사이에 전위를 인가하는 것이 낮은 전위에서 전기천공을 제공하는 데 효과적임을 알아냈다. 이때, 상기 침투 전극 및 상기 표면 전극의 전기적 접점은 서로로부터 전기적으로 절연된다. 상기 각질층의 어느 한면 상의 전기적 접촉의 위치는, 상대적으로 낮은 전압, 예를 들어 100 V이하를 사용하여 세포 및 지질을 통한 경피 전달 경로를 생성하는 모공의 가역적 개방을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 상기 전기적 접점의 위치는 유리하게는, 상기 각질층을 가로지르는 전기 전하의 효과를 최적화하여 피부의 지속적인 손상 없이 가역적인 모공 개방을 제공할 수 있다.
본 발명의 상기 조립체 및 방법을 사용하여 연장된 기간을 넘어 낮은 전위차의 인가는 활성 제제의 지속적인 연속 전달을 허용하는 인체 및 동물의 신체에 유해하지 않음을 밝혀졌다.
본 발명의 제1 측면의 전극 조립체, 본 발명의 제2 측면의 방법 및 본 발명의 제3 측면의 전달 시스템은 또한 디스펜서에 배치된 활성 제제 및 넓은 접촉면을 가로지르는 피부의 외부 표면의 접촉을 통해 상당한 부피의 활성 성분이 인체 또는 동물의 신체에 전달될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 특히, 본 발명의 전극 조립체, 전달 시스템 및 방법은 각질층을 통해 전달되는 활성 제제의 단위 면적당 부피는 활성 제제의 주입이 중공 미세 바늘을 통해 의존되는 장치에 의해 달성되는 것보다 큼이 밝혀졌다.
미세 바늘을 포함하는 본 발명의 일 측면의 전극 조립체에서, 상기 미세 바늘 팁 및 상기 표면 전극에 의해 제공되는 상기 전기적 접점은 유리하게는 상기 각질층의 어느 일면에 배치되도록 구성되어 상기 각질층을 가로질러 집중되어 있는 2개의 전극 사이에 인가되는 전압 차를 허용한다.
유사하게, 본 발명의 제 3 측면의 경피 전달 시스템에서, 상기 각질층 아래 침투 전극의 전기적 접점 및 상기 표면 전극의 전기적 접점은 상기 2개의 전극 사이에 인가된 전압차가 상기 각질층을 가로질러 집중되도록 한다.
유리하게는, 상기 침투 전극 및 표면 전극 사이의 전압 차의 인가는 전기 이중층 캐패시터의 형성을 용이하게 한다. 이론에 의한 제한 없이, 본 발명자들은 반대 극성을 가지며 상기 각질층의 어느 일면에 배치되는 서로가 전기적으로 절연된 한 쌍의 전극의 제공이 전압이 인가될 때 유리하게는 상기 피부를 가로지르는, 또는 보다 구체적으로는 상기 각질층을 가로지르는 이중층 캐패시터를 생성할 수 있다고 예상한다.
본 발명의 제1 측면의 전극 조립체, 본 발명의 제2 측면의 방법, 본 발명의 제3 측면의 전달 시스템은 유리하게는 상기 침투 전극 및 표면 전극 사이에 전위 차 인가시, 각질층을 가로질러 배향된, 바람직하게는 상기 각질층에 실질적으로 수직한 전기장을 제공한다.
본 발명자들은 본 발명의 제1 측면의 조립체에서, 본 발명의 제2 측면의 방법에서 및 본 발명의 제3 측면의 전달 시스템에서, 각질층의 하부 및 아래에 배치되는 침투 전극 의 전기적 접점 및 상기 피부의 외부 표면상에 배치되는 표면 전극 사이에 전위를 인가하는 것은 상기 각질층에 실질적으로 수직 하도록 배향된 전기장을 제공하는 데 효과적인 것을 알아냈다. 이때, 상기 침투 전극 및 표면 전극의 전기적 접점은 서로로부터 전기적으로 절연된다. 상기 각질층을 가로질러 인가되는 전압 차는 유리하게는 전하 구배를 생성한다. 상기 각질층은 높은 전기 저항을 가지며, 이에 따라 경로를 개방하기 위해, 보다 높은 전압이 요구되기 때문에, 일부 공지된 장치에서와 같이 각질층과 평행하도록 배향된 전기장의 발생은 불리하게 작용한다.
유리하게는, 본 발명의 제1 측면의 전극 조립체가 복수의 미세 바늘을 포함할 때, 상기 미세 바늘의 샤프트는 사용시 피부 접촉 표면에 수직한(법선) 방향이 되도록 구성된다. 유리하게는, 상기 전극 조립체는 상기 침투 전극 및 표면 전극 사이의 전압 차 인가 시, 상기 미세 바늘의 샤프트과 동축으로 배향된 전기장이 제공되도록 구성된다. 서로로부터의 상기 2개 전극의 전기적 절연 및 상기 2개의 전극이 침투하는 조직으로부터의 상기 미세전극의 샤프트의 절연은 상기 각질층에 수직 배향된 전기장을 생성하는데 중요한 것으로 밝혀졌다.
상기 미세 바늘은 유리하게는 상기 각질층에 실질적으로 수직한 방향으로 상기 피부에 침투하도록 배치된다. 이와 같이, 상기 미세 바늘은 최단 거리로 각질층의 깊이를 가로지른다. 본 발명의 전극 조립체 또는 전달 장치가 흡입 인가시 피부 표면을 왜곡시키는 흡입 헤드를 포함할 때, 상기 미세 바늘은 상기 피부의 왜곡을 수용하도록 배향될 수 있다. 예를 들어, 상기 피부가 왜곡될 때, 상기 미세 바늘은 상기 각질층과 실질적으로 수직한 방향으로 왜곡된 피부를 침투하도록 배향될 수 있다. 예를 들어, 상기 미세바늘은 서로에 대해 기울어질 수 있으며, 각각의 미세 바늘은 상기 각질층에 수직한 방향으로 상기 왜곡된 피부를 침투하도록 구성될 수 있다.
상기 각질층의 저항은 사람마다 다를 수 있으며, 피부타입, 수분, 청결도, 땀분비 등에 따라 예를 들어 약 5 x 104 ρ 내지 약 1.5 x 105 ρ(50 kΩ.m 내지 150 kΩ.m)일 수 있다. 이론에 의한 제한 없이, 본 발명자들은 상기 전극이 상기 각질층에 수직한 전기장을 집중시키는(즉, 피부 표면을 따라 전하를 인가하는) 본 발명의 제1 측면의 전극 조립체, 본 발명의 제2 측면의 방법, 본 발명의 제3 측면의 전달 시스템이 상기 전극 사이의 표면상의 표류 용량 및 누설 전류를 제거하는 것으로 밝혀졌다.
종래의 전기 천공 어셈블리에서 사용된 것보다 낮은 전압은 피부 모공을 개방하는 데 보다 효과적인 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 방법 및 전달 시스템은 또한 종래의 전기천공 장치 및 방법에서보다 상기 활성 제제 및 상기 피부 사이를 보다 낮은 접촉 압력에서 작동될 수 있음을 밝혔다.
복수의 미세 바늘이 제공되는 경우, 본 발명의 제1 측면에 따른 전극 조립체의 미세 바늘의 샤프트는 상기 팁으로 전기를 전도할 수 있다. 상기 팁으로 전기를 전도하기 위해 전기 전도성 물질이 상기 샤프트의 내부에 배치될 수 있다. 미세 바늘의 샤프트는 유리하게는 전기적으로 절연된 표면 및 상기 팁과 연결되는 전기 전도성 코어를 포함할 수 있다. 상기 코어는 전기 전도성 물질을 포함한다. 상기 전기 전도성 물질은 바람직하게는 20 ℃에서 적어도 3.0 x 107 σ(S/m)의 전도성을 가지고, 바람직하게는 20℃에서 적어도 4.0 x 107 σ를 갖고, 특히 ℃에서 적어도 5.0 x 107 σ를 가질 수 있다.
전기 전도성 물질은 20 ℃에서 3.0 x 107 내지 1.0 x 1010 σ(S/m) 범위의 전도성을 가질 수 있다. 상기 전기 전도성 물질은 유리하게는 인체 및/또는 동물의 신체에 생체적합할 수 있다. 상기 전도성 물질은 예를 들어, 스테인리스 스틸, 티타늄, 금 또는 이의 합금, 또는 다이아몬드-유사 탄소(diamond-like carbon)를 포함할 수 있다. 상기 전기적 접점 이외의 침투 전극의 외부 표면은 유리하게는 전기적으로 절연된다. 유리하게는 사용시 침투 전극의 극성을 가지며 피부와 접촉하는 전체 전극 조립체의 단지 일부분이 상기 침투 전극의 전기적 접점이다.
본 발명의 제1 측면에서의 전극 조립체 및 본 발명의 제3 측면의 전달 시스템은 표면 전극을 포함한다. 상기 표면 전극은 사용 중, 예를 들어 본 발명의 제2 측면의 방법에 따른 사용시, 피부의 외부 표면을 접촉하도록 구성된다. 상기 표면 전극은 복수의 전기적 접점을 포함할 수 있고, 상기 복수의 전기적 접점 각각은 사용시 상기 피부의 외부 표면을 접촉하고, 전하를 전송하도록 구성된다.
본 발명의 제1 측면의 전극 조립체 및 본 발명의 제3 측면의 전달 시스템은 표면 전극의 전기적 접점 및 상기 활성 제제를 상기 피부로 분배하도록 구성된 디스펜서 유출부를 포함하는 피부 접촉 표면을 포함할 수 있다. 상기 디스펜서는, 예를 들어, 패치 형성로 활성 제제를 피부의 외부 표면에 전달하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 제1 측면의 전극 조립체 및 본 발명의 제3 측면의 전달 시스템의 전체 피부 접촉 표면은 침투 전극의 전기적 접점 및 표면 전극의 전기적 접점보다 전기적으로 절연되어 있을 수 있다.
복수의 미세 바늘을 포함하는 본 발명의 제1 측면의 전극 조립체의 전체 피부 접촉 표면은 상기 미세 바늘의 팁 및 표면 전극보다 전기적으로 절연되어 있을 수 있다. 본 발명의 제1 측면의 전극 조립체 내에 배치되는 상기 미세 바늘의 샤프트 표면은 유리하게는 비전도체일 수 있다. 상기 베이스 및 상기 팁 사이의 미세 바늘의 샤프트의 전체 표면은, 예를 들어 전기적으로 절연되어 있을 수 있다.
상기 전극 조립체 및 전달 시스템의 상기 전기적 접점 이외의 피부 접촉 표면은 선택적으로 전기적으로 비전도성, 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체에 배치된 미세 바늘의 샤프트의 표면은 선택적으로 전기적으로 비전도성, 절연 물질일 수 있다. 절연 물질은 20 ℃에서 적어도 1.0 x 108 ρ(Ω.m)의 저항을 가질 수 있고, 바람직하게는 20 ℃에서 적어도 1.0 x 1010 ρ일 수 있고, 특히, 적어도1.0 x 1012 ρ일 수 있다. 상기 물질은 예를 들어, ZnO, SiN 또는 파릴렌(parylene)을 포함할 수 있다. 본 발명의 제1 측면의 전극 조립체가 복수의 미세 바늘을 포함할 때, 상기 미세 바늘의 샤프트는 유리하게는, 0.02 내지 50 μm 또는 0.05 내지 35 μm, 특히 0.02 내지 20 μm의 최대 폭(또는 원형 단면의 경우에는 직경)을 가질 수 있고, 특히, 0.02 내지 20 μm, 예컨대 0.04 내지 10 μm, 바람직하게는 0.05 내지 8 μm일 수 있다.
상기 침투 전극이 상기 피부로 삽입될 때 불펴함을 최소화하기 위해, 좁은 폭은 예를 들어 25 μm미만, 특히 10 이하가 바람직하다. 본 발명의 제1 측면에서의 전극 조립체에서, 상기 활성 제제는 상기 미세 바늘을 통하지 않고 피부의 외부 표면으로 상기 디스펜서로부터 상기 신체로 전달된다.
종래 장치와 달리, 본 발명의 전극 조립체의 미세 바늘은 상기 퍄프트를 따라 활성 제제를 전달하기 위해 전형적으로 포함되는 도관을 포함하지 않는다. 따라서 상기 미세 바늘의 샤프트는 좁을 수 있고 예를 들어, 25 μm이하의 폭을 가질 수 있다. 본 발명의 제3 측면의 시스템에서, 상기 활성 제제는 상기 각질층을 통한 기계적 삽입을 통하는게 아닌, 상기 피부의 외부 표면을 통해 디스펜서로부터 전달된다.
본 발명의 전달 시스템에서, 피부로의 활성 성분 전달은 큰 접촉 면적을 가로질러 달성될 수 있다. 따라서, 미세 바늘의 샤프트를 통한 전달을 통해 달성될 수 있는 전송 속도를 보다 높게 허용할 수 있다. 본 발명의 전극 조립체 및 전달 시스템에서의 얇은 미세 바늘은 상기 피부 표면을 침투하는 단위cm2 당 보다 많은 바늘 밀도를 허용할 수 있다. 보다 두꺼운 미세 바늘, 예를 들어 상기 샤프트를 통해 활성 제제를 전달하도록 설계된 미세 바늘은 상기 니들 어레이가 너무 밀집되어 있을 경우, 상기 표면을 침투할 수 없다.
본 발명의 제1 측면의 상기 조립체, 본 발명의 제2 측면의 방법 및 본 발명의 제3 측면의 전달 시스템에서, 침투 전극의 전기적 접점은 선택적으로 피부 접촉 표면(즉, 사용시 피부의 외부 표면상에 놓이도록 구성된 표면)으로부터 적어도 10 μm. 바람직하게는 적어도 30 μm이다. 신경 말단이 상기 피부의 상기 표면에 50 μm에 근접할 수 있기 때문에, 상기 침투 전극은 바람직하게는 50 μm 이하로 상기 피부에 침투한다. 피부 접촉 표면으로부터 상기 침투 전극의 전기적 접점이 돌출한 최대 거리는 선택적으로 500 μm이하이며 예를 들어 350 μm이하일 수 있다. 전형적으로 피부 접촉 표면으로부터 상기 침투 전극의 전기적 접점이 돌출한 최대 거리는 200 μm로, 예를 들어 150 μm이하이고, 특히 100 μm이하, 바람직하게는 80 μm이하, 보다 바람직하게는 50μm이하이다. 피부 접촉 표면으로부터 침투 전극의 전기적 접점은 예를 들어 10 내지 500 μm, 예를 들어 10 내지 350 μm일 수 있다. 전형적으로, 상기 침투 전극의 전기적 접점은 10 내지 200 μm이고, 예를 들어 20 내지 150 μm이고, 특히 25 내지 100 μm, 바람직하게는 30 내지 80 μm이다. 상기 침투 전극의 전기적 접점은 가장 근접한 상기 표면 전극의 전기적 접점으로부터 선택적으로 적어도 15 μm, 바람직하게는 적어도 35μm이다. 상기 침투 전극의 전기적 접점으로부터 가장 근접한 표면전극의 전기적 접점의 최대 거리는 선택적으로 200 μm이하, 예를 들어, 150 μm이하, 특히 100 μm이하, 바람직하게는 85 μm이하이다. 침투 전극의 전기적 접점 및 가장 근접한 표면 전극의 전기적 접점 사이의 거리는, 예를 들어, 길이다 10 내지 200 μm, 예를 들어 길이가 20 내지 150 μm, 특히 길이가 25 내지 100 μm, 바람직하게는 길이가 30 내지 80 μm이다.
미세 바늘을 포함하는 본 발명의 제1 측면의 조립체에서, 상기 미세 바늘은 상기 베이스에서 상기 팁까지의 길이가 선택적으로 적어도 10 μm, 바람직하게는 적어도 30 μm이다. 신경 말단은 피부 표면에 50 μm로 가까울 수 있어, 상기 침투 전극의 미세 바늘은 상기 피부에 50 μm 이상으로 침투한다. 침투 전극의 미세 바늘의 최대 길이는 선택적으로 500 μm 이하 또는 350 μm이고, 전형적으로 200 μm이하로 예를 들어 150 μm이고, 특히 100 μm이하, 바람직하게는 80 μm이하, 보다 바람직하게는 50 μm이하이다. 상기 미세 바늘은 예를 들어, 길이가 10 내지 500 μm일 수 있고, 길이가 10 내지 200 μm일 수 있고, 예를 들어, 길이가 20 내지 150 μm일 수 있고, 특히 길이가 25 내지 100 μm일 수 있고, 바람직하게는 길이가 30 내지 80 μm일 수 있다. 상기 미세 바늘은 예를 들어 길이가 10 내지 200 μm일 수 있고, 예를 들어, 길이가 20 내지 150 μm일 수 있고, 특히 길이가 25 내지 100 μm일 수 있고, 바람직하게는 길이가 30 내지 80μm일 수 있다.
유리하게는, 상기 표면 전극의 전기적 접점 및 상기 활성 제제용 디스펜서의 유출부는 상기 피부 접촉 표면을 가로질러 분산될 수 있다. 상기 전극 조립체는 복수의 미세 바늘, 예를 들어 5개 이상의 미세 바늘, 예를 들어 10개 이상, 특히 20개 이상의 미세 바늘을 포함할 수 있다. 유리하게는, 상기 침투 전극은 복수의 미세 바늘을 포함하고, 상기 미세 바늘의 베이스는 상기 피부 접촉 표면을 가로지르는 상기 표면 전극의 전기적 접점 및 디스펜서의 유출부 사이에 배치된다. 유리하게는, 활성 제제용 디스펜서의 유출부의 적어도 일부분은 상기 미세 바늘의 샤프트의 베이스 및 상기 표면 전극의 전기적 접점 사이에 배치된다.
디스펜서의 유출부는 예를 들어, 적어도 하나의 미세 바늘의 베이스를 실질적으로 둘러쌀 수 있다. 상기 활성 제제용 디스펜서의 유출부는 선택적으로 상기 미세 바늘의 베이스 사이에 배치될 수 있다. 상기 미세 바늘은 상기 전극 조립체의 피부 접촉 표면을 가로질러 분산될 수 있다.
상기 미세 바늘은 상기 피부 접촉 표면상에 1 cm2당 적어도 5개의 미세 바늘, 예를 들어 1 cm2당 10개의 미세 바늘, 예를 들어 1 cm2당 20개, 특히 1 cm2당 50개의 밀도로 배치될 수 있다. 상기 복수의 미세 바늘은 선택적으로 일렬로 배치될 수 있다. 상기 표면 전극은 선택적으로 상기 미세 바늘의 열들 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성 제제용 디스펜서의 유출부는 선택적으로 상기 미세 바늘 열의 베이스 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 전극 조립체, 전달 시스템 및 방법은 전압을 인가된에 따라, 피부를 통해 활성 제제의 전달을 허용하는 피부 모공을 개방하는 데 효과적인 것으로 밝혀졌다. 각질층 아래에 전기적 접점을 제공하는 하나의 극성의 침투 전극 및 상기 침투 전극에 대해 상기 각질층 반대면의 피부의 외부 표면에 전기적 접점을 제공하는 반대 극성의 표면 전극의 제공, 예를 들어, 각각이 하나의 극성의 전기적 접점을 제공하는 팁을 갖는 복수의 미세 바늘 및 피부 접촉 표면을 가로질러 분포된 반대 극성의 전기적 접점을 갖는 표면 전극의 제공은 유리하게는 각질층에 수직하게 배향되고 넓은 영역에 걸쳐 균일하게 분포된 전기장을 제공한다. 따라서, 넓은 영역에 걸쳐 피부에 적용되는 활성 제제는 유리하게는 본 발명의 전극 조립체, 전달 시스템 및 방법을 사용하여 피부를 가로질러 전달된다.
본 발명의 전극 조립체, 전달 시스템 및 방법에 의해 전달된 활성 제제는 하전된 분자, 예를들어 이온성 또또는 양쪽성 분자를 포함한다. 상기 활성 제제는 유리하게는 상기 침투 전극의 상기 베이스 주위에 배치된, 예를 들어 상기 침투 전극의 일부분을 구성하는 복수에 미세 바늘의 베이스 주위에 배치된, 디스펜서 유출부(예를 들어, 패치)로부터 피부에 적용된다. 상기 칩투 전극 및 표면 전극의 전기적 접점이 서로 전기적으로 절연되는 것이 매우 중요하다는 것이 밝혀졌다. 예를 들어, 상기 미세 바늘의 샤프트는 상기 전극 조립체를 통해 상기 침투 전극의 전기적 접점에서 상기 표면전극으로 전하의 전도를 방지하기 위해 전기적으로 절연되고, 이를 통해 단락(short circuit)을 생성한다.
본 발명의 전극 조립체 및 전달 시스템은 유리하게는 상기 각질층을 가로지르는 상기 침투 전극의 미세 바늘의 팁 및 상기 표면 전극 사이에 전압차를 인가하도록 구성된 전기 이중층 캐패시터를 포함한다. 선택적으로 상기 전기 이중층 캐패시터는 상기 각질층을 가로지르는 상기 침투 전극의 미세 바늘의 팁 및 상기 표면 전극 사이의 전압 차를 변화시키도록 구성된다.
유리하게는, 본 발명의 전극 조립체 또는 전달 시스템의 침투 전극은 표면이 요철을 갖거나 불규칙하다. 상기 침투 전극의 전기적 접점은 예를 들어, 투과성 표면을 가질 수 있다. 상기 침투 전극의 전기적 접점은 예를 들어 다공성 표면을 가질 수 있다. 상기 침투 전극이 미세 바늘을 포함할 때, 상기 미세 바늘의 팁은 유리하게는 요철 또는 불규칙한 표면을 갖는다. 상기 미세 바늘의 팁은 유리하게는 투과성 표면, 예를 들어 다공성 표면을 가질 수 있다. 상기 침투 전극의 전기적 접점에 대한 요철 또는 불규칙한 표면의 제공은 표면적을 증가시켜 향상된 전기적 접점을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 제1 측면의 전극 조립체 및 본 발명의 제3 측면의 전달 시스템은 특히 활성 제제의 연속 경피 전달에 특히 유용한 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 제2 측면의 방법에서, 상기 활성 제제는 유리하게는 인간 또는 동물의 조직에 연속적으로 경피 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성 제제는 피부를 가로질러 10분 이상, 예를 들어 30분 이상, 특히 1시간 이상동안 연속적으로 전달될 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 전극 조립체는 피부를 가로질러 활성제제를 2시간 이상, 예를 들어 4시간 이상동안 연속적으로 전달하기 위해 사용될 수 있다.
상기 전극 조립체는 피부 표면에 활성 제제를 분배하도록 구성된 디스펜서를 포함한다. 활성 제제가 제1 활성 제제의 전극 조립체의 디스펜서에 배치될 때, 피부의 외부 표면에 활성 제제를 전달하도록 구성된 패치가 형성될 수 있다. 상기 디스펜서는 바람직하게는 유출부를 포함하고, 상기 유출부는 상기 전극 조립체 또는 경피 전달 시스템의 피부 접촉 표면에 배치되고 상기 활성 제제가 상기 피부의 외부 표면에 전달되도록 한다. 의심을 피하기 위해, 상기 전극 조립체는 유리하게는 단지 상기 피부의 외부 표면에 활성 제제를 전달하도록 구성된 디스펜서를 포함하고, 피부의 외부 표면에 위치한 유출부로부터 활성 제제를 전달하도록 구성된 추가의 디드펜서를 포함하지 않는다.
본 발명의 제2 측면의 방법에서, 본 발명의 제2 측면의 방법에서 인체 또는 동물의 신체의 피부 각질층 아래에 침투 전극의 전기적 접점을 제공하는 단계, 유리하게는 상기 전기적 접점이 적어도 상기 각질층을 넘어 연장하도록 상기 인체의 피부에 침투 전극을 삽입하는 단계를 포함한다. 상기 침투 전극이 미세 바늘을 포함할 때, 본 발명의 제2 측면의 방법에서 적어도 인체 또는 동물의 신체의 피부 각질층을 넘어 침투 전극의 전기적 접점을 제공하는 단계는 유리하게는 전기적 접점을 제공하는 미세 바늘의 팁이 적어도 상기 각질층을 넘어 연장하도록 인체 또는 동물의 신체의 피부에 미세 바늘을 삽입하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제1 측면의 전극 조립체 및 본 발명의 제3 측면의 전달 시스템은 상기 침투 전극의 전기적 접점 및 상기 표면 전극의 전기적 접점 사이에 전압 차를 인가하도록 구성된 전기 회로를 포함할 수 있다. 상기 침투 전극이 미세 바늘을 포함할 때, 상기 전극 조립체 및 상기 전달 시스템은 상기 침투 전극의 미세 바늘의 팁 및 상기 표면 전극 사이에 전압 차를 인가하도록 구성된 전기 회로를 포함할 수 있다. 상기 전기 회로는 이중층 캐피시터일 수 있고, 또는 이를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 측면의 방법에서, 전압 차는 침투 전극의 전기적 접점 및 표면 전극의 전기적 접점 사이에 인가될 수 있다. 상기 침투 전극 및 표면 전극의 전기적 접점 사이에 인가되는 전위 차는 유리하게는 100V 미만, 예를 들어 90V 미만, 특히 70 V 미만이다. 일부 실시 예에서, 상기 침투 전극 및 표면 전극 사이에 인가되는 전위 차는 65 V 미만, 예를 들어 60 V 미만, 특히 50 V 미만이다.
일부 실시 예에서, 상기 침투 전극 및 상기 표면 전극 사이에 인가되는 상기 전위 차(예를 들어, 최대 전위 차)는 적어도 5V, 예를 들어 적어도 10V, 특히 적어도20 V 또는 적어도 30 V이다. 본 발명의 제2 측면의 방법에서 상기 각질층을 가로지르는 상기 침투 전극 및 상기 표면 전극의 전기적 접점 사이의 전위차는 변할 수 있다. 본 발명의 제1 측면의 전극 조립체 및 본 발명의 제3 측면의 전달 시스템은 유리하게는 상기 침투 전극(예를 들어, 전기적으로 전도성인 전극 조립체의 미세 바늘의 팁) 및 상기 표면 전극 사이에 인가되는 전압을 변화시키는 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면과 관련하여 설명된 특징들은 본 발명의 다른 측면에 포함될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 본 발명의 제2 측면의 방법은 본 발명의 제1 측면의 전극 조립체에 참조로서 설명된 임의의 특징을 포함할 수있으며 그 역도 동일하다. 유사하게, 본 발명의 제3 측면의 경피 전달 시스템은 본 발명의 제1 측면의 전극 조립체에 참조로서 설명된 임의의 특징이 포함될 수 있고 그 역도 동일하다.
본 발명은 피부를 통한 활성 제제의 빠르고 안정적인 전달을 제공하고자 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명은 2개의 전극 사이에 낮은 전압이 인가되어 피부에 비가역적 손상을 유발하지 않도록 처리한 개선된 전기청공법을 제공하고자 한다. 또한, 본 발명은 환경으로부터의 피부 표면 오염물질, 피부 pH 수준, 모발 두께 및 밀도, 땀의 질 및 양과 같은 피부 표면상의 이상과는 독립적인 효율을 갖는 활성 제제의 경피 전달 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예가 이하의 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 경피 전달 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전극 조립체를 도시한다.
도 3은 사용 중 본 발명의 제1 실시 예에 따른 경피 전달 시스템 및 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전극 조립체를 도시한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전극 조립체를 도시한다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 경피 전달 시스템을 도시한다.
도 6은 사용 중 본 발명의 제4 실시 예에 따른 경피 전달 시스템을 도시한다.
본 발명이 특정 실시 예를 참조하여 설명되고 도시되지만, 당업자는 본 발명은 본 명세서에 특정적으로 도시되지 않은 많은 다른 변형이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 단지 일례로서, 특정 가능한 변형이 설명될 것이다.
도 1에 도시된 제1 실시 예에서, 본 발명은 각질층 아래에 전기적 접점(3)을 제공하도록 구성된 하나의 극성의 침투 전극(2); 상기 침투 전극(2)의 전기적 접점(3)에 대해 상기 각질층 반대면의 피부의 외부 표면에 전기적 접점을 제공하는, 침투 전극(2)의 극성과 반대 극성의 표면 전극(4); 및 상기 표면 전극(4)에 인접한 피부의 외부 표면에 활성 제제를 전달하도록 구성된 패치 형태의 디스펜서(5);를 포함하는, 인간 또는 동물 조직에 활성 제제를 전달하기 위한 경피 전달 시스템(1)을 제공한다.
상기 전달 장치는 또한 사용 중 피부의 외부 표면과 접촉하는 위치에 상기 표면 전극(4) 및 상기 패치(5)를 장착되도록 구성된 장착 부재(6)를 포함한다. 상기 침투 전극(2)은 상기 장착 부재로부터 연장되어 사용 중 상기 침투 전극(2)이 인체 또는 동물의 신체에 삽입되고, 상기 침투 전극(2)의 전기적 접점(3)이 인간 또는 동물의 각질층 아패 위치된다. 하우징(7)은 상기 표면전극(4) 및 상기 침투 전극의 전기적 접점(3) 사이에 전위차를 제공하여 전기장을 생성하도록 구성된 전기 회로를 포함한다. 도 1의 실시 예에서, 상기 표면 전극(4)은 양으로 하전되고, 상기 침투 전극(2)의 전기적 접점은 음으로 하전된다.
도 2에 도시된 제2 실시 예에서, 본 발명은 샤프트(11), 팁(13) 및 베이스(14)를 갖는 미세 바늘을 포함하는 하나의 극성의 침투 전극(2)을 포함하는 활성 제제의 경피 전달을 위한 전극 조립체(10)를 제공한다. 상기 전극 조립체(10)는 또한 상기 침투 전극(2)에 대해 반대 극성인 표면 전극(4)을 포함하는 피부 접촉 표면(12), 및 상기 피부의 외부 표면에 활성 제제를 분배하도록 구성된 디스펜서 유출부(15)를 포함한다.
상기 미세 바늘은 상기 피부 접촉 표면(12)으로부터 돌출되어 인체의 피부 내에 삽입되도록 구성된다. 상기 미세 바늘의 상기 샤프트(11)는 상기 피부 접촉 표면(12)상의 베이스(14)로부터 팁(13)으로 연장된다. 상기 샤프트(11)의 외면은 전기적으로 절연되고, 상기 팁(13)은 전기적 접점(3)을 제공한다.
상기 침투 전극(2) 및 표면 전극(4)은 서로 전기적으로 절연된다. 상기 조립체(10)는 상기 피부 접촉 표면(12)이 인체 또는 동물의 신체의 피부와 접촉할 때, 상기 미세 바늘은 상기 피부에 삽입되어 상기 미세 바늘의 팁(13)이 적어도 상기 피부의 상기 각질층을 넘어 침투하고 상기 표면 전극(4) 및 상기 유출부(15)로부터 분배된 임의의 활성 제제가 상기 피부의 외부 표면과 접촉한다. 상기 전극 조립체(10)는 또한 사용 중 상기 피부의 외부 표면에 접촉하는 위치에 상기 표면 전극(4) 및 유출부(15)를 장착하도록 구성된 장착 부재(6)를 포함한다. 상기 침투 전극(2)의 미세 바늘은 상기 장착 부재(6)로부터 연장되어, 사용 중 상기 미세 바늘이 인체 또는 동물의 신체의 피부로 삽입되고, 상기 팁(13)에 의해 제공되는 전기적 접점(3)이 상기 각질층 아래에 위치된다. 하우징(7)은 상기 표면 전극(4) lac 상기 팁(13)의 전기적 접점 사이에 전위차를 제공하는 전기 회로를 포함한다.
도 3은 사용 중 제1 실시 예의 경피 전달 시스템(1)을 도시한다. 상기 경피 전달 시스템(1)은 제2 실시 예의 전극조립체(10)를 포함한다. 상기 침투 전극(2)의 전기적 접점(3)은 인체 또는 동물의 신체의 피부에 삽입되어 상기 전기적 접 점(3)이 상기 피부 각질층(20) 아래에 위치되고; 상기 표면 전극(4)의 전기적 접점은 상기 피부의 외부 표면(21)상에 있고; 상기 패치(5)의 활성 제제는 상기 피부와 접촉하고; 상기 전압 차는 상기 침투 전극(2) 및 상기 표면 전극(4) 사이에 인가된다. 상기 침투 전극(2)의 전기적 접점 및 표면 전극(4) 사이의 전압 차는 상기 피부 표면으로부터 상기 각질층(20)을 가로질러 활성 성분의 전달을 용이하게 한다.
도 4는 본 발명의 전극 조립체의 제3 실시 예를 도시한다. 상기 침투 전극(2)은 9개의 미세 바늘 어레이를 포함하고, 각각은 샤프트(11) 및 팁(13)을 포함하고, 상기 샤프트(11)는 상기 장착 부재(6)의 피부 접촉 표면(12)으로부터 연장된다. 상기 피부 접촉 표면의 일부분은 복수의 전기적 접점을 갖는 표면 전극(4)에 의해 형성되고, 상기 피부 접촉 표면(12)의 다른 부분은 활성 제제를 분배하도록 구성된 디스펜서의 유출부(15)에 의해 형성된다. 상기 침투 전극(2)의 미세 바늘은 일렬로 배치되고 표면 전극(4)의 전기적 접점은 상기 침투 전극(2)의 상기 미세바늘의 열들 사이에 배치된다. 상기 유출부(15)는 또한, 상기 침투 전극(2)의 미세 바늘의 열들 사이의 접촉 표면(12)을 가로질러 배치된다. 사용 중, 전기장은 상기 침투 전극(2)의 미세 바늘의 전기적 접점(3) 및 반대 극성의 상기 표면 전극(4)의 전기적 접점 사이에 생성된다. 상기 전기장은 상기 침투 전극(2)의 미세 바늘의 샤프트(11)에 실질적으로 평행하도록 배향된다.
도 5에 도시된 추가예에서, 본 발명은 피부 접촉 표면(12)을 갖는 흡입 헤드(30)를 포함하고, 상기 흡입 헤드(30)로부터 복수의 미세 바늘을 갖는 복수의 침투 전극(2)이 연장된 인간 또는 동물 조직에 활성 제제를 전달하기 위한 경피 전달 시스템(1)을 제공한다. 상기 침투 전극(2)의 미세 바늘은 전기적 접점(3)을 갖는 팁을 포함한다. 상기 피부 접촉 표면(12)은 또한 상기 침투 전극(2)의 전기적 접점(3)의 극성과 반대의 극성의 전기적 접점을 갖는 표면 전극(4)을 포함한다. 상기 표면 전극(4)의 전기적 접점은 사용 중 상기 침투 전극(2)의 전기적 접점(3)에 대해 상기 각질층 반대면의 피부의 외부 표면에 전기 전도를 제공한다. 상기 피부 접촉 표면(12)은 또한, 활성 제제를 상기 표면 전극(4)에 인접한 피부의 외부 표면에 전달하도록 구성된 전달 유출부(15), 흡입을 인가하여 흡입 영역을 생성하도록 구성된 흡입 노즐(31), 및 상기 흡입 영역에 둘레를 형성하는 밀봉 부재(32)를 포함한다. 상기 흡입 헤드(30)는 또한 사용중 상기 피부의 외부 표면과 접촉되는 위치에 있는 상기 피부 접촉 표면(12)상에, 표면 전극(4), 유출부(15). 노즐(31), 및 밀봉 부재(32)의 전기적 접점을 장착하기 위해 구성된 장착 부재(6)를 포함한다. 상기 침투 전극(2)의 미세 바늘은 상기 피부 접촉 표면(12)으로부터 연장될 수 있고, 사용 중 상기 침투 전극(2)이 인체 또는 동물의 신체의 피부에 삽입되고, 상기 팁(13)의 전기적 접점(3)은 인간 또는 동물의 각질층 아래에 위치된다. 상기 전달 시스템(1)은 또한, 상기 피부의 표면상의 또는 인접하게 피부 접촉 표면(12)을 배치할 때, 사용자가 상기 시스템(1)을 잡을 수 있도록 하는 핸들 형태의 하우징(7)을 포함한다. 상기 하우징(7)은 전기 회로(도 5에 미도시)를 포함하고, 전위차가 전기장을 생성하는 상기 표면 전극(4) 및 상기 침투 전극(2)의 전기적 접점(3)사이에 인가된다.
예를 들어, 상기 표면 전극(4)은 양으로 하전될 수 있고, 상기 침투 전극(2)은 음으로 하전될 수 있다. 상기 노즐(31)은 작동시 상기 노즐(31)로부터 공기를 빼내는 흡입원(33)에 연결되어, 사용 중 상기 피부 접촉 표면(12) 및 상기 피부 사이의 흡입 영역에 부분 진공을 생성한다. 상기 전달 유출부(15)는 디스펜서의 일부분이며, 상기 디스펜서는 상기 전달 시스템(1)에 의해 전달되는 활성 제제의 저장소(16) 및 상기 저장소(16)에서 유출부(15)로 활성 제제의 흐름을 생성하기 위해 구성된 액츄에이터(17)를 포함한다. 상기 침투 전극(2)의 미세 바늘은 사용 중 각 개별의 미세 바늘이 상기 각질층에 실질적으로 수직한 방향으로 상기 피부에 침투하도록 배향된다.
도 6은 사용 중 제4 실시 예의 경피 전달 시스템을 도시한다. 상기 시스템(1)의 흡입 헤드(30)는 상기 피부 표면(21) 에 대향하여 배치되어 상기 흡입원(33)으로부터 상기 흡입 노즐(15)로 흡입이 인가되고, 이로 인해 상기 피부 표면(21)은 왜곡된다. 상기 피부 표면(21)이 왜곡됨으로써, 상기 피부는 신장되어 상기 흡입 헤드(30)에 인접한 각질층(20)의 두께(t1)는 상기 흡입 헤드(30)로부터 멀리 떨어진 위치에 있는 각질층(20)의 두께(t2)보다 작아진다. 상기 피부 표면(21)이 상기 흡입 헤드(30)의 피부 접촉 표면(12)과 접촉하도록 당겨질 때 상기 침투 전극(2)의 미세 바늘은 각 미세 바늘은 상기 각질층에 실질적으로 수직한 방향으로 상기 각질층에 침투하도록 경사진다. 상기 흡입 영역 주위에 둘레를 형성하는 밀봉 부재(32)는 피부 표면(21)과 접촉 시 변형되어 상기 흡입 영역 주위에 단단한 밀봉을 형성한다.
전술 한 설명에서, 명백하거나 예측 가능한 등가물을 갖는 정수 또는 요소가 언급되는 경우, 그러한 등가물은 개별적으로 제시된 것처럼 본 명세서에 통합된다. 이러한 등가물을 포함하도록 해석되어야 하는 본 발명의 진정한 범위를 결정하기 위한 청구 범위를 참조해야 한다. 또한, 바람직하고, 유리하고, 편리하게 설명되는 본 발명의 정수 또는 특징은 선택적이며 독립항의 범위를 제한하지 않는다는 것을 독자는 이해할 것이다. 더욱이, 이러한 선택적 정수 또는 특징은 본 발명의 일부 실시 예에서 가능한 이점이 있지만, 다른 실시 예에서는 바람직하지 않을 수 있으며, 따라서 없을 수도 있음을 이해해야 한다.

Claims (21)

  1. 각질층 아래에 전기적 접점을 제공하도록 구성된 하나의 극성의 침투 전극;
    피부의 외부 표면에 전기적 접점을 제공하도록 구성된 반대 극성의 표면 전극; 및
    상기 피부의 외부 표면에 활성 제제를 분배하도록 구성된 디스펜서;를 포함하고,
    상기 침투 전극은 피부 접촉 표면으로부터 돌출되고 인체의 피부로 삽입되도록 복수의 미세 바늘을 포함하고, 상기 미세 바늘은 피부 접촉 표면상의 베이스로부터 팁까지 연장되는 샤프트를 포함하고, 상기 샤프트의 외면은 전기적으로 절연되고, 상기 팁은 상기 각질층 아래에 전기적 접점을 제공하는, 활성 제제의 경피 전달을 위한 전극 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 침투 전극 및 표면 전극은 서로 전기적으로 절연되고;
    상기 디스펜서는 상기 피부 접촉 표면에 유출부를 포함하고;
    상기 표면 전극은 상기 피부 접촉 표면상에 배치되는, 활성 제제의 경피 전달을 위한 전극 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 침투 전극의 미세 바늘의 길이는 적어도 10 μm이고, 바람직하게는 적어도 30 μm인, 활성 제제의 경피 전달을 위한 전극 조립체.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 침투 전극의 미세 바늘의 최대 길이는 200 μm이고, 바람직하게는 80 μm이하인, 활성 제제의 경피 전달을 위한 전극 조립체.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전기 전도성 물질이 상기 침투 전극의 미세 바늘의 상기 샤프트의 내부에 배치되어 상기 팁에 전기를 전도하는, 활성 제제의 경피 전달을 위한 전극 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 물질은 티타늄, 금 및 이의 합금을 포함하는, 활성 제제의 경피 전달을 위한 전극 조립체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극 조립체는 상기 침투 전극의 전기적 접점 및 상기 표면 전극의 전기적 접점 사이에 전압 차를 인가하도록 구성된 전기 회로를 포함하는, 활성 제제의 경피 전달을 위한 전극 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기 회로는 상기 침투 전극의 전기적 접점 및 상기 표면 전극의 전기적 접점 사이에 전압 차를 변화시키도록 구성된, 활성 제제의 경피 전달을 위한 전극 조립체.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 사용 중, 상기 각질층에 실질적으로 수직 배향되도록 전기장이 생성되도록 구성되는, 활성 제제의 경피 전달을 위한 전극 조립체.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침투 전극의 전기적 접점은 요철 면을 갖는, 활성 제제의 경피 전달을 위한 전극 조립체.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극 조립체는 피부의 외부 표면에 흡입을 인가하기 위해 구성된 흡입 헤드를 더 포함하는, 활성 제제의 경피 전달을 위한 전극 조립체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 흡입 헤드는 흡입 영역에 흡입을 인가하도록 구성되고, 상기 흡입 영역 내에 상기 침투 전극 및 표면 전극이 장착되는, 활성 제제의 경피 전달을 위한 전극 조립체.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항에 따른 전극 조립체 및 상기 디스펜서 내부에 배치된 활성 제제;를 포함하는, 경피 전달 시스템.
  14. 인체 또는 동물 신체 피부 각질층 아래에 침투 전극의 전기적 접점을 제공하는 단계;
    상기 피부의 외부 표면상에 표면 전극의 전기적 접점을 제공하는 단계;
    상기 피부와 접촉하는 활성 제제를 제공하는 단계; 및
    상기 각질층을 가로질러 상기 침투 전극 및 상기 표면 전극 사이에 전압 차를 인가하는 단계;를 포함하는, 인간 또는 동물의 조직에 활성 제제를 경피 전달하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 침투 전극, 표면 전극 및 활성 제제는 제13항의 경피 전달 시스템에 제공되는, 인간 또는 동물의 조직에 활성 제제를 경피 전달하는 방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15항에 있어서,
    상기 침투 전극 및 상기 표면 전극 사이에 인가된 전압은 100 V미만인, 인간 또는 동물의 조직에 활성 제제를 경피 전달하는 방법.
  17. 제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침투 전극 및 표면 전극 사이의 전압 차의 인가는 전기 이중층 캐피시터(electrical double layer capacitor)를 형성하는, 인간 또는 동물의 조직에 활성 제제를 경피 전달하는 방법.
  18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침투 전극 및 표면 전극 사이의 전압 차는 변화되는, 인간 또는 동물의 조직에 활성 제제를 경피 전달하는 방법.
  19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전압 차를 인가한 상태에서, 상기 각질층에 실질적으로 수직 배향된 전기장이 발생되는, 인간 또는 동물의 조직에 활성 제제를 경피 전달하는 방법.
  20. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 피부의 외부 표면으로 흡입을 인가하는 단계;를 더 포함하는, 인간 또는 동물의 조직에 활성 제제를 경피 전달하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 흡입은 상기 침투 전극 및 상기 표면 전극을 둘러싸는 흡입 영역에 인가되는, 인간 또는 동물의 조직에 활성 제제를 경피 전달하는 방법.
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