RU2022103973A - Технологии для игл с микроканалами - Google Patents

Claims (36)

1. Устройство, содержащее:

основу, имеющую первую поверхность и вторую поверхность;

резервуар, сформированный в первой поверхности основы;

множество микроструктур, выступающих из второй поверхности основы до вершины, при этом каждая из упомянутых микроструктур содержит канал доставки, продолжающийся от резервуара к вершине и сквозь стенку каждой из упомянутых микроструктур; и

первый и второй электрод, причем упомянутый первый электрод находится в контакте с упомянутым резервуаром, и упомянутый второй электрод располагается на дистальной вершине 128 микроструктуры;

при этом упомянутый резервуар выполнен с возможностью удерживания заданного средства, выбранного из группы, состоящей из пептидов, белков, углеводов, молекул нуклеиновых кислот, липидов, органических молекул и биологически активных неорганических молекул.

2. Устройство по п.1, в котором каждая из упомянутых микроструктур содержит несколько каналов доставки для обеспечения возможности доставки средств в несколько слоев клеток одновременно, когда микроструктуры введены в ткань субъекта, при этом упомянутая вершина является тупоконечной или заостренной, и канал располагается не по центру вершины.

3. Устройство по п.1, в котором микроструктура имеет аспектное отношение, определяемое как частное от деления длины микроструктуры на диаметр канала доставки, свыше 3, в некоторых случаях, имеет высоту от около 200 мкм до около 1000 мкм, и канал доставки составляет от около 50 нм до около 5000 нм в диаметре.

4. Устройство по п.1, в котором резервуар содержит компонент обратной связи.

5. Устройство по п.4, в котором упомянутый компонент обратной связи регулирует высвобождение упомянутого заданного средства на основании определения физиологического сигнала.

6. Устройство, содержащее стержень, продолжающийся от проксимального конца до дистального конца, при этом стержень ограничивает основной канал внутри стержня, продолжающийся от проксимального конца к дистальному концу, и основной канал открыт на проксимальном конце и закрыт на дистальном конце, при этом стержень дополнительно ограничивает один или более микроканалов, причем каждый из упомянутых одного или более микроканалов продолжается от основного канала сквозь стенку стержня, и каждый из упомянутых одного или более микроканалов имеет диаметр от 1 до 1000 микрометров.

7. Устройство по п.6, в котором стержень состоит из кремния, нержавеющей стали, пластика или любого их сочетания.

8. Устройство по п.6, в котором основной канал имеет диаметр от 10 до 1000 микрометров и длину по меньшей мере один миллиметр.

9. Устройство по п.6, в котором стержень содержит (i) первую пластину из кремния, ограничивающую нижнюю стенку и две боковые стенки основного канала, и (ii) вторую пластину из кремния, присоединенную к первой пластине из кремния, при этом вторая пластина из кремния ограничивает верхнюю стенку основного канала.

10. Устройство по п.6, в котором на стержень нанесено покрытие из нитрида титана.

11. Устройство по п.6, дополнительно содержащее множество стержней, при этом каждый из множества стержней имеет внешнюю поверхность, которая является электропроводной, и каждые из множества стержней электрически соединены друг с другом,

причем каждый из множества стержней продолжается от проксимального конца до дистального конца, каждый из множества стержней ограничивает основной канал внутри соответствующего стержня, продолжающийся от проксимального конца к дистальному концу, и основной канал открыт на проксимальном конце и закрыт на дистальном конце,

а также каждый из множества стержней дополнительно ограничивает один или более микроканалов, причем каждый из упомянутых одного или более микроканалов продолжается от основного канала сквозь стенку соответствующего стержня, и каждый из упомянутых одного или более микроканалов имеет диаметр от 1 до 1000 микрометров.

12. Устройство по п.11, дополнительно содержащее множество электродов, причем каждый из множества электродов электрически соединен с каждым из множества электродов, при этом множество электродов располагается рядом с множеством стержней таким образом, что, когда между множеством стержней и множеством электродов прикладывается напряжение, создается электрическое поле перпендикулярно оси каждого из множества стержней.

13. Устройство по п.6, дополнительно содержащее электрод, который электрически изолирован от стержня, при этом электрод располагается рядом со стержнем таким образом, что, когда между стержнем и электродом прикладывается напряжение, создается электрическое поле перпендикулярно оси стержня.

14. Устройство по п.6, дополнительно содержащее шприц, при этом шприц сообщается по текучей среде с основным каналом.

15. Способ изготовления устройства, при этом способ содержит следующие этапы, на которых:

создают основной канал в первой кремниевой пластине с использованием фотолитографии, причем основной канал имеет глубину по меньшей мере 10 микрометров и длину по меньшей мере 5 миллиметров;

присоединяют вторую кремниевую пластину к первой кремниевой пластине после создания основного канала;

производят травление второй кремниевой пластины, чтобы создать один или более микроканалов, причем каждый из упомянутых одного или более микроканалов продолжается от основного канала сквозь вторую кремниевую пластину, и каждый из упомянутых одного или более микроканалов имеет диаметр меньше, чем 1000 микрометров.

16. Способ по п.15, в котором травление второй кремниевой пластины содержит травление второй кремниевой пластины методом глубокого реактивного ионного травления.

17. Способ по п.15, дополнительно содержащий осаждение покрытия из нитрида титана на по меньшей мере одну поверхность первой кремниевой пластины или второй кремниевой пластины.

18. Способ доставки терапевтической композиции в клетки пациента, при этом способ содержит следующие этапы, на которых:

обеспечивают устройство по п.11, в котором упомянутая терапевтическая композиция содержится в основных каналах упомянутого множества стержней;

вводят упомянутое множество стержней в ткани пациента;

вводят электрод в пациента рядом с упомянутым множеством стержней; и

прикладывают напряжение между электродом и упомянутым множеством стержней, чтобы создать нанопоры в по меньшей мере некоторых клетках, расположенных между упомянутым множеством стержней и электродом.

19. Способ по п.18, в котором стержень имеет длину по меньшей мере один миллиметр.

20. Способ по п.18, дополнительно содержащий этап приложения силы, которая перемещает упомянутую терапевтическую композицию из основных каналов упомянутого множества стержней и в упомянутый один или множество микроканалов.

21. Способ по п.18, в котором этап приложения напряжения между электродом и множеством стержней содержит подачу двух или более импульсов напряжения между электродом и множеством стержней, при этом каждый из упомянутых двух или более импульсов имеет длительность менее 2000 миллисекунд.

22. Способ по п.21, в котором упомянутую силу создают шприцом, размещенным с сообщением по текучей среде с основными каналами упомянутого множества стержней, при этом перемещение плунжера в упомянутый шприц создает давление, чтобы вынуждать терапевтическую композицию истекать из основного канала, по упомянутым одному или более микроканалам и из стержня.