(57)【要約】患者の皮内に物質を供給するデバイス（１０）であって、本体（１２）と、少なくとも一つのマイクロ針等の皮膚貫入部材を有する皮膚貫入デバイス（１４）とを具えている。本体（１２）は、内部空洞（２２）と、充分な量の物質が患者に供給されたことを表示しかつ供給圧力を発生させて物質を空洞から供給するデバイス（４８、９２、１４８、１５６）とを具えている。この表示デバイスは供給デバイスの外側から見えるようになっている。幾つかの実施形態においては、表示デバイスは弾性を有する膨脹可能なダイアフラムであり、空洞が物質で満たされた場合、供給圧力を発生させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者に物質を供給する皮内供給デバイスであって、
患者に供給するための物質を受け入れるような寸法を有する内部空洞を有するハウジングと、
前記空洞に流体的に連通する皮膚貫入デバイスと、
患者に充分な量の物質を供給したことを示すインジケータと、
を具えた皮内供給デバイス。
【請求項２】
前記インジケータが、充分な量の物質が供給された位置まで可動の少なくとも１つの部分を持つ指標部材を具え、該指標部材が前記位置にあることによって、充分な量の物質が供給されたことを示すようにした請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項３】
前記指標部材の可動部分が前記位置にある場合に、前記可動部分が前記皮内供給デバイスの外部から視認可能である請求項２の皮内供給デバイス。
【請求項４】
前記可動部分が前記位置に向けて弾性的に付勢されている請求項２の皮内供給デバイス。
【請求項５】
前記指標部材が前記位置から膨張可能な弾性部材を具え、該膨張可能な弾性部材の弾性が前記可動部分を前記位置に向けて付勢している請求項４の皮内供給デバイス。
【請求項６】
前記膨張可能な弾性部材の弾性が、充分な量の物質が供給されるまで前記空洞内の物質に対して供給圧力を発生させる手段を具えている請求項５の皮内供給デバイス。
【請求項７】
前記膨張可能な部材が、加圧下で前記空洞に物質を導入することによって膨張可能である請求項６の皮内供給デバイス。
【請求項８】
供給されるべき充分な量の物質が一つのまとまった容積を形成し、前記指標部材が一つのまとまった容積を通って移動し、前記指標部材が通る当該容積が、供給されるべき前記物質の容積に少なくとも等しい請求項２の皮内供給デバイス。
【請求項９】
前記ハウジングが、前記物質を前記空洞に入れる入口をさらに具えている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項１０】
前記入口を通じて前記空洞から前記物質が出て行くことを防ぐために、前記入口に接続された逆止弁をさらに具えている請求項９の皮内供給デバイス。
【請求項１１】
前記膨張可能な弾性部材が、前記ハウジングと一体化されている請求項５の皮内供給デバイス。
【請求項１２】
前記膨張可能な弾性部材がエラストマー材料で作られている請求項１１の皮内供給デバイス。
【請求項１３】
前記ハウジングが天壁を具え、前記膨張可能な弾性部材が該天壁に接続されている請求項５の皮内供給デバイス。
【請求項１４】
前記天壁が開口部を具え、前記膨張可能な弾性部材が該開口部を閉鎖している請求項１３の皮内供給デバイス。
【請求項１５】
前記膨張可能な弾性部材がダイアフラムである請求項５の皮内供給デバイス。
【請求項１６】
前記ダイアフラムがエラストマー材料で作られている請求項１５の皮内供給デバイス。
【請求項１７】
前記膨張可能な弾性部材が前記ハウジングの天壁を形成している請求項１５の皮内供給デバイス。
【請求項１８】
物質を前記空洞に入れる入口をさらに具えている請求項１７の皮内供給デバイス。
【請求項１９】
前記デバイスを前記皮膚の表面に取り付ける取付け機構をさらに具えている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項２０】
前記取付け機構が、前記デバイスを前記皮膚に取り外し可能に接合する接着部を具えている請求項１３の皮内供給デバイス。
【請求項２１】
前記皮膚貫入デバイスが、約５０ミクロンないし約１５００ミクロンの長さの皮膚貫入部材を具えている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項２２】
前記皮膚貫入デバイスが、複数の前記皮膚貫入部材を具えている請求項２１の皮内供給デバイス。
【請求項２３】
前記皮膚貫入デバイスが、約３０ゲージないし約５０ゲージの針である請求項２１の皮内供給デバイス。
【請求項２４】
前記皮膚貫入デバイスが、約５００ミクロンないし約１０００ミクロンの長さを有する皮膚貫入部材を具えている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項２５】
前記皮膚貫入デバイスが、複数の前記皮膚貫入部材を具えている請求項２４の皮内供給デバイス。
【請求項２６】
前記皮膚貫入部材が、約３０ゲージないし約５０ゲージの針である請求項２４の皮内供給デバイス。
【請求項２７】
前記膨脹可能な弾性部材が、患者に供給されるべき物質を受容する寸法を有する内部空洞の少なくとも一部を具えている請求項５の皮内供給デバイス。
【請求項２８】
前記ハウジングが、実質的に非膨脹性の材料で作られた実質的に非膨脹の部分を有する請求項２７の皮内供給デバイス。
【請求項２９】
前記実質的に非膨脹の部分が、前記物質を前記空洞に供給するための入口を具えている請求項２８の皮内供給デバイス。
【請求項３０】
前記入口に接続された逆止弁をさらに具え、物質が前記入口を通じて前記空洞から出て行くことを防ぐようにした請求項２９の皮内供給デバイス。
【請求項３１】
前記ハウジングに連結された可撓性の接着剤コート部材をさらに具え、前記デバイスが前記患者の皮膚に接着により取り付けられるようにした請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項３２】
前記接着剤コート部材が帯である請求項３１の皮内供給デバイス。
【請求項３３】
前記皮膚貫入部材が、前記物質を前記患者に供給するための前記空洞に流体的に連通する軸方向通路を有する針である請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項３４】
前記物質を物質源から前記空洞まで液密に移動させる手段をさらに具えている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項３５】
前記移動手段が、前記ハウジングに入口開口部を具えるとともに、前記液体源を前記ハウジングに取り外し可能に連結する機構を具えている請求項３４の皮内供給デバイス。
【請求項３６】
前記液体源が単位用量薬剤供給デバイスである請求項３４の皮内供給デバイス。
【請求項３７】
前記膨脹可能な弾性ダイアフラムが、前記ハウジングの外壁を形成している請求項３４の皮内供給デバイス。
【請求項３８】
前記外壁が皮膚貫入デバイスの末端に有る請求項３７の皮内供給デバイス。
【請求項３９】
前記ハウジングが底を有し、該底に前記皮膚貫入デバイスが連結されている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項４０】
前記表示部材が、患者に供給するために物質を受け入れるような寸法を有する前記内部空洞の少なくとも一部を具えている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項４１】
患者に物質を供給する皮内供給デバイスであって、
患者に供給するための物質を受け入れるような寸法を有する内部空洞を有するハウジングと、
前記空洞に流体的に連通する皮膚貫入デバイスと、
患者に充分な量の物質を供給したことを示す手段と、
を具えた皮内供給デバイス。
【請求項４２】
患者の皮内に物質を供給する方法であって、
内部空洞を具えたハウジングと前記空洞に流体的に連通する皮膚貫入デバイスとを有する供給デバイスを設けて、前記ハウジングを加圧して前記空洞内に供給圧力を維持し、
前記供給デバイスを患者の皮膚の上の目標領域に位置決めし、充分な力を付与して前記皮膚貫入デバイスを前記患者の皮膚に貫入させ、
物質を前記ハウジングの前記空洞に加圧下で導入し、
該導入圧力を使用して前記供給圧力を前記空洞内に発生させ、
前記物質を前記患者に供給する方法。
【請求項４３】
前記デバイスを設ける工程において、約５０ミクロンないし約１５００ミクロンの長さを有する少なくとも一本のマイクロ針を具えた皮膚貫入デバイスを設け、前記貫入の工程において、前記マイクロ針を前記皮膚に貫入する請求項４２の方法。
【請求項４４】
前記デバイスを設ける工程において、膨脹可能な弾性部材を供給デバイスに設け、前記導入の工程において、前記膨脹可能な弾性部材を膨脹させるのに充分な力で前記空洞に前記物質を導入して前記空洞内に前記供給圧力を発生させ、そして前記物質を前記患者に供給する請求項４２の方法。
【請求項４５】
前記膨脹可能な弾性部材がエラストマー材料で作られたダイアフラムである請求項４４の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質を患者の皮内に供給する方法およびデバイスに関する。また、本発明は単位用量の物質を収納して患者に皮内供給するマイクロ針式供給デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
カニューレを用いた皮下供給デバイスは多くの用途に有効である。しかし、通常、カニューレによって痛みが生じるので、痛みがより少ない供給方法の開発が進められてきた。最近では、マイクロ針を採用した多くの皮内供給デバイスが設計されている。マイクロ針は薬物や薬剤が患者に供給される深さまで皮膚を貫入するように、その長さが選ばれている。
【０００３】
人においては、皮膚は数層からなり、上部の複合層は上皮層を構成している。皮膚の最外層、すなわち角質層は周知の障壁性を有し、微粒子や種々の物質が体内に侵入したり、体液が体外に出ていくことを防止している。非特許文献１を参照のこと。
【０００４】
角質層は約１０〜３０ミクロンの厚さを有する緻密な角質化した細胞残留物（compacted keratinized cell remnant）の複雑な構造物であり、耐水性薄膜を形成し、種々の物質の侵入から人体を防ぐと共に、種々の化合物が体外に出ていくことを防ぐ。
【０００５】
角質層の有する自然の不透過性は、殆どの薬剤その他の物質を皮膚を通じて投与することを妨げる。皮膚の透過性を高め、種々の薬物を拡散させて皮膚を通じて体に利用するための種々の方法やデバイスが提案されている。代表的なものとしては、皮膚の透過性か、皮膚を通じて治療を行うのに使用される力やエネルギーを増大させて、皮膚を通じて薬物を供給し易くしている。非特許文献１を参照のこと。
【０００６】
皮膚を通じて種々の物質を供給する別の方法は、角質層を通じて微細な孔や切り口を形成することによって行われる。角質層を貫入あるいは貫通して角質層の中または下の皮膚に薬物を供給することによって、多くの薬物を効率的に投与することができる。角質層に孔を空けるデバイスは、一般的に、上皮部分を完全に貫通することなく、角質層に孔を空けるように選ばれた長さを有するミクロンサイズの複数の針や刃を具えている。これらのデバイスの例は、Godshallらによる特許文献１、Leeらによる特許文献２および特許文献３に開示されている。
【０００７】
ミクロンサイズの針や刃を具えた前述のデバイスは、該デバイスの孔やチャンネルを通じて物質を流すことによって、体に物質を供給する。これらの従来デバイスの多くは、患者への物質の制御された供給を行うことはできない。
【０００８】
物質の皮内投与のためのこれらの従来方法およびデバイスは、立派な成果を挙げているとは言えない。したがって、体に種々の薬物その他の物質を投与するための改良されたデバイスに対する要望がなおも続いている。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，８７９，３２６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２５０，０２３号明細書
【特許文献３】国際公開９７／４８４４０号公報
【非特許文献１】Bouwstra, et al., (2001) Skin Pjarmacol Appl Skin Physiol, 14 Suppl 1:52-62
【非特許文献２】Moriello, K.A.; Mason, I.S., Handbook of Small Animal Dermatology, Pergamon, 1995, pp. 19-44
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、患者の皮膚を通じて物質を供給するための方法およびデバイスに関する。さらに詳しくは、本発明は薬物やワクチン等の薬剤を皮膚の角質層の下に、薬剤が体に吸収され、利用される深さまで供給する方法およびデバイスに関する。さらに、本発明は、物質を患者の皮膚を通じて皮内供給するデバイスを製造・組立する方法に関する。
【００１１】
従って、本発明の主たる目的は、患者に与える不快感のレベルを低減する薄い形状の（low profile）デバイスを提供することにあり、該デバイスは、患者に物質を導入する皮膚貫入部材を有する。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、患者に実質的な苦痛を与えることなく、単位用量の物質を供給するために皮膚に貫入するデバイスを提供することにある。
【００１３】
本発明のもう一つの目的は、皮膚の角質層を貫通して患者に物質を供給するための、少なくとも一つの微小な皮膚貫入器（例えば、マイクロチューブ、マイクロ針、マイクロ刃またはランセット等）を有するデバイスを提供することにある。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、少なくとも一つの皮膚貫入部材と患者に供給される物質の入ったチャンバとを有する供給デバイスを提供することにある。
【００１５】
本発明のさらにもう一つの目的は、予め計量された薬等の充分な量の物質がチャンバから患者の皮内に供給されたことを示す指標手段と、投与作業の際にチャンバ内に投与を促進する圧力を発生させる機構とを有する皮内供給デバイスを提供することにある。
【００１６】
本発明のもう一つの目的は、患者に物質を供給するためのデバイスであって、非常に小さい容積を有する内部供給チャンネルを持った支持部と、この支持部に接合されて、供給チャンネルに流体的に連通して患者に物質を供給するマイクロな皮膚貫入デバイスとを有するデバイスを提供することにある。
【００１７】
本発明のさらなる目的は、複数の微小な皮膚貫入部材を有する供給デバイスであって、患者に供給するために物質の入った内部チャンネル内に供給促進圧力を発生させ、かつ充分な量の物質が投与された時期を示すための少なくとも一つの弾性壁を具えたデバイスを提供することにある。
【００１８】
本発明のもう一つの目的は、内部チャンバを充填しかつ加圧する機構を有する内部チャンバを有する皮内供給デバイスを提供することにある。
【００１９】
本発明のもう一つの目的は、皮内供給デバイスのために、供給作業中にハウジングを充分に加圧しかつ供給促進圧力を発生させる力によって、液状物質を内部空洞に供給するための液体源を提供することにある。
【００２０】
本発明のさらに別の目的は、内部空洞を有するハウジングと該空洞に流体的に連通した少なくとも一つの皮膚貫入デバイスとを有する供給デバイスを用意することを含む、患者の皮内に物質を供給するための方法を提供することにあり、前記ハウジングは前記空洞に供給促進圧力を維持するために加圧可能であり、前記供給デバイスは患者の皮膚の目標領域に位置決めされ、充分な力が付与されて皮膚貫入デバイスを患者の皮膚に突き刺すように構成されている。物質はハウジングの空洞に導入され、該物質は空洞内に供給促進圧力を発生させる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明のこれらのおよびその他の目的は、患者に供給される物質を受け入れる大きさを有する内部空洞を有するハウジングと、該空洞に流体的に連通する皮膚貫入デバイスと、前記空洞に流体的に連通する弾性的に付勢された可動部材とを具えた皮内供給デバイスを提供することによって、実質的に達成される。この弾性的に付勢された可動部材は、空洞から皮膚貫入部材まで物質を供給するために空洞内に供給促進圧力を発生させ、かつ充分な量の物質が患者に供給されたことを表示する。
【００２２】
本発明の目的と利点は、空洞が物質によって満たされると供給促進圧力を発生させかつ空洞がまだ充分な量の物質を供給していないことを示す、充分な弾性を有する膨張可能な材料で作られた少なくとも一つの部分を有するハウジングを具えた皮内供給デバイスを提供することによって、さらに達成される。皮膚貫入デバイスが前記ハウジングと連結され、前記空洞に流体的に連通している。
【００２３】
本発明は、物質を患者の皮内に供給するデバイスに関する。さらに詳しくは、本発明は、患者の皮膚の角質層の下に物質を投与し、そこで該物質が体に吸収されて利用されるようにした皮内供給デバイスおよび方法に関する。
【００２４】
本明細書において、「貫入（penetrate)」と云う用語は、皮膚層等の目的物に完全にこれを通過することなく入り込むことを意味する。「貫通（pierce）」と云う用語は、皮膚層等の目的物に完全に通過することを意味する。
【００２５】
本発明のこれらのデバイスおよび方法は、患者特に人の患者に薬剤等の種々の物質を投与する際に使用するのに適している。ここで使われている用語で、薬剤（pharmaceutical agent)とは、体膜および体表面、特に皮膚を通じて供給可能な生物学的活性を有す物質を含んだものである。薬剤の例としては、抗生物質、抗ウィルス剤、鎮痛剤、麻酔剤、食欲抑制剤、抗関節炎剤、抗うつ剤、抗ヒスタミン剤、抗炎症剤、抗腫瘍剤、ＤＮＡワクチンを含むワクチン等が挙げられる。患者の皮内に供給可能な他の物質には、蛋白質、ペプチドおよびそれらのフラグメント等が挙げることができる。蛋白質およびペプチドは、自然のもの、合成されたもの、あるいは組み換えにより生成されたものとすることができる。
【００２６】
本発明の供給デバイスは、患者の真皮の選ばれた層に貫入して所望の貫入深さが得られるように構成されている。所望の貫入深さは、供給される物質と体による所望の吸収速度とによって決められる。貫入が少ないと物質が早く体に吸収され、貫入が多いと供給が遅くなる。皮膚貫入部材は約５０ミクロン〜１５００ミクロンの長さを持つようにされている。皮膚貫入部材の配列が使用できるようにもなされている。貫入部材は、神経端に当たって痛みをもたらすことなく角質層を貫通するように構成されている。物質を角質層の下に供給することによって、実質的に患者に痛みや不快感を与えることなく、物質は体に吸収されて利用される。好ましくは、この皮膚貫入部材は、患者が殆どあるいは全く痛みを感じることのない深さ、例えば角質層の下や神経端の上まで皮膚に貫入する長さと直径を有している。
【００２７】
本発明は、デバイスが物質を供給するための供給促進圧力を維持可能な、患者の皮内に物質を供給する皮内供給デバイスに関する。さらに詳しくは、本発明は、患者の皮膚を通じて物質を継続して供給する単位用量の薬剤供給デバイスに関する。
【００２８】
本発明の目的、利点およびその他の顕著な特色は、以下に述べる発明の好適実施形態を開示した説明と添付の図面を参照することによって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１〜図６から明らかなように、符号１０で示される本発明の供給デバイスの第１実施形態は、ハウジング１２と皮膚貫入デバイス１４とを具えている。ハウジング１２は、患者に供給される物質を収納して、皮膚の表面に取り外し可能に取付けられる寸法を有する。皮膚貫入デバイス１４はこのハウジング１２と組み合わされて患者の皮膚に貫入し、これを通じてハウジング１２から物質を皮膚を通して供給する。本発明は、人間および動物の両者に対して角質層を横断して治療薬を供給する用途に使用される。例えば、犬や猫の皮膚科学は、角質層の位置や透過性に関して人間の皮膚科学に類似している。非特許文献２を参照のこと。
【００３０】
ハウジング１２は、天壁１６、底壁１８および天壁１６と底壁１８の間に延びる側壁２０を有して実質的に円形をなしている。天壁１６、底壁１８および側壁２０は、図５および図６に示されているように内部空洞２０を形成している。
【００３１】
底壁１８は実質的に平坦であり、その一部は皮膚貫入デバイス１４によって形成されている。この底壁は周辺部２３を有し、皮膚貫入デバイス１４を受け入れるための中心開口部２４を具えている。開口部２４を取り囲む底壁１８のこの周辺部２３は、受け入れ側壁２８を越えて延在する棚部２６を形成し、この棚部２６と受け入れ側壁２８とは皮膚貫入デバイス１４を受容する寸法を有している。
【００３２】
図１〜図６に示された実施形態の皮膚貫入デバイス１４は、マイクロ針の配列を有している。図４に最も良く示されているように、皮膚貫入デバイス１４は実質的に平らな頂面３２と底面３４を有するベース３０を具えている。マイクロ針の形状の複数の互いに隔離された皮膚貫入部材３６が、底面３４から下方に突出している。図４と図５に示されているように、この皮膚貫入部材３６はほぼ円筒状の側壁３８と傾斜した先端４０とを有している。軸方向の通路４２が傾斜先端４０からベース３０の頂面３２まで各皮膚貫入部材３６を貫通して延びている。この軸方向通路４２は、ハウジング１２の空洞２２と流体的に連通している。代表的な例では、皮膚貫入部材３６は底面３４から垂直に延び、互いに離れた行と列をなす行列状に配置されている。
【００３３】
本発明の好適実施形態においては、皮膚貫入デバイス１４は、ベース３０の底壁３４がハウジング１２の底壁１８の底面と同一平面をなすように、ハウジング１２の底壁１８と連結されている。換言すれば、皮膚貫入デバイス１４の底面３４は、ハウジング１２の底壁１８と同一面をなしている。図４に示されるように、底壁１８の開口部２４は皮膚貫入デバイス１４の外周より僅かに大きく、皮膚貫入デバイスの外周と収容側壁２８との間に小さい間隙を形成している。代表的な例では、皮膚貫入デバイス１４は、接着剤４６をこの間隙に充填することによって、底壁１８に取り付けられている。好ましくは、間隙４４に流入可能な粘度を有するこの接着剤４６は、熱処理されて皮膚貫入デバイス１４を恒久的にハウジング１２に固着可能である。
【００３４】
図３から明らかなように、皮膚貫入デバイス１４は、ハウジング１２の底壁１８の中心に位置する実質的に正方形のベース３０を有する。別の実施形態では、皮膚貫入デバイス１４のベース３０は、ほぼ円形その他の形状をなすものとすることができる。同様に、円形はハウジング１２の好適な形状の一つである。別の例では、ハウジング１２は実質的に正方形その他の矩形あるいは別の形状をなすことも可能である。
【００３５】
好適実施形態においてはハウジング１４は加圧可能であり、このハウジングは、空洞２２から充分な量の物質が患者に供給されたことを示すと共に、供給作業の間、供給促進圧力を提供して物質の供給速度を増進するための、弾性的に付勢された供給部材４８を具えている。この弾性的に付勢された供給部材４８は、充分な量の物質が供給される位置まで移動し、その位置にこの部材４８が存在していることが、充分な量の物質が供給されたことを表示している。その表示機能を勘案して、この弾性的に付勢された供給部材４８は供給デバイス１０の外から見ることができるようになっている。天壁１６はほぼ凹んだ内面５０と、実質的に突出した外面５２と、患者に供給される物質で空洞２２を満たすための機構を具えている。図示された実施形態では、この機構は、連結部材５４の通路を形成する入口ポート５６を有する連結部材５４と、物質の空洞２２への導入は許容するが入口ポート５６を通じての空洞２２からの物質の漏洩は禁止する逆止弁５８とを具えている。別の例として、この機構は、例えば注射器の針によって突き破られる隔壁を具えることができ、この隔壁は針が取り外されるとそれ自体で再密着可能である。その他の機構でも使用可能である。
【００３６】
弾性的に付勢された供給部材４８は、天壁１６に連結されて天壁の開口部６０を閉鎖する弾性的に膨張可能な部材である。本発明の好適実施形態においては、この弾性的に付勢されて膨張可能な供給部材４８は、空洞２２内が加圧された場合に展張し、圧力が解放された場合には通常の形状と寸法とに復帰する弾性材料で作られているダイアフラムである。この弾性材料は、空洞２２から皮膚貫入デバイス１４を経て患者に物質を供給するのに充分な供給圧力を提供する面積と厚さと弾性とを有している。加圧位置から非加圧位置まで移動する際に、弾性的に付勢された供給部材４８は、弾性的に付勢された部材がその非加圧位置にある場合の空洞２２の容積に等しい容積を通じて移動する。
【００３７】
図示の実施形態においては、弾性的に付勢された供給部材４８はほぼ円形状であり、天壁１６に連結されている。別の実施形態においては、弾性的に付勢された供給部材４８は、デバイス１０の供給要件に応じて別の形状をとることができる。さらに、供給部材４８は側壁に連結されてもよい。供給デバイス４８に適した材料は、天然ゴムおよびポリスチレン／ブタジエン共重合物等の合成ゴムである。弾性部材４８は、適宜な接着剤でハウジング１２に取付けられた別部材であってもよく、あるいはハウジング１２と一体的に形成されたものでもよく、ハウジング１２と部材４８とは成形によって単一の部材として作られる。ハウジング１２は頑丈な非膨張材料で作られる。
【００３８】
デバイス１０は、皮膚貫入デバイス１４が所望の深さまで皮膚に貫入するように、患者の皮膚の表面に直接あてがわれる寸法・形状を有している。このデバイス１０はハウジングの両側から延びる可撓性の帯状材料６４を具えている。この帯状材料６４は、底面６８に接着剤６６を有する可撓性ポリマーのフィルムであることが好ましい。帯状材料６４は、ハウジング１２の直径より僅かに小さい幅とハウジング１２を患者の皮膚の表面に固定するのに充分な長さとを有している。代表的なものとして、この接着剤６６は感圧接着剤である。
【００３９】
デバイス１０は、多くの工程によって製造可能な、１回だけ使用されるディスポーザブルな用品として構成されることが好ましい。ハウジング１２は、射出、真空あるいは吹込み成形工程によって高分子材料から作られる。図示の実施形態においては、天壁１６、底壁１８および側壁２０は一体物として形成されている。別の例では、ハウジング１２は別々の要素を接着剤によって接合して組み立てられた液密のハウジングを形成している。
【００４０】
代表的なものとして、このデバイス１０は滅菌状態で製造・包装される。このデバイス１０は投与される物質を使用の直前に充填されるか、あるいは予め充填が行われていたものでもよい。カバーが皮膚貫入デバイス１４に被せられ、貯蔵の際にこのデバイスを保護しそして滅菌状態に維持することが可能である。適宜な剥離シート（図示しない）が接着剤の層６６の上に設けられる。この剥離シートとカバーは使用の直前に除去することができる。
【００４１】
デバイス１０を使用して患者の皮内に物質を供給する方法が図６に示されている。このデバイス１０は患者の皮膚７０の表面に載せられ、皮膚貫入部材３６が皮膚に貫入するまで皮膚に対して下向きに押し付けられる。貫入深さは、貫入部材３６の長さ、幅および間隔によって決まる。皮膚貫入部材３６の間の間隔が不十分であると、皮膚貫入部材の貫入に対する皮膚の抵抗が増加する。この現象は「釘のベッド」とも呼ばれるが、それは、軽業師がこれを利用して危険に見える釘のベッドの上に大きな怪我をすることなく横たわることができるからである。好ましくは、皮膚貫入部材３６は、図６に示されるように、実質的に均等に皮膚７０の表面に貫入する寸法と向きとを有している。図示の実施形態においては、帯状材料６４の端は、ハウジング１２の底壁１８から僅かな距離を隔てた領域において、デバイス１０の側壁に連結されている。この構成によって、図６に示されているように、帯状材料６４が皮膚７０に取付けられた場合に、皮膚７０にハウジング１２の僅かな下向き圧力が維持される。別の例では、帯状材料６４は底壁１８において側壁２０に連結されている。
【００４２】
図５および図６から判るように、連結部材５６は単位用量薬剤供給デバイス７２と連結されるように構成されている。この目的のために、連結部材５６はルアー（Luer）型カラーまたは摩擦適合型（friction fit）連結具を具えることができる。図示の単位用量薬剤供給デバイス７２は、図６に示されているように、外側ハウジング７４と、ヒンジ付き操作部材７６と、液密に連結部材５６と係合するルアー型コネクタその他の構成を有する供給チップ７８を具えている。単位用量薬剤供給デバイス７２は、供給チップ７８に流体的に連通している内部袋（図示しない）も具えている。この単位用量薬剤供給デバイス７２を使用して、患者に供給される予め計量された用量の薬剤でデバイス１０を満たすことができる。その結果、弾性的に付勢された部材４８が再び非膨張・非加圧位置に達すれば、予め計量された用量の薬剤が供給されてしまったことを示す。好適な単位用量薬剤供給デバイスが、UNIJECT の商標で Becton Dickinson Company から市販されている。他の単位用量薬剤供給デバイスも使用可能である。
【００４３】
デバイス１０は、図６に示されるように、患者の皮膚７０の上に位置決めされ、単位用量薬剤供給デバイス７２が連結部材５４に連結される。操作部材７６が内向きに押されて単位用量薬剤供給デバイス７２の内部袋を圧縮し、図６に矢印８０で示されているように、袋に入っている物質をハウジング１２の空洞２２に注入する。物質は充分な力で注入され、弾性的に付勢された部材４８を天壁１６から外向きに膨張させる。次に、単位用量薬剤供給デバイス７２は連結部材５４から取り外され、一方、逆止弁５８が、デバイス１０から連結部材５６を通じて物質が逃げ出すことを防止する。弾性付勢部材４８の弾力性によって、空洞２２内の供給促進圧力が維持され、皮膚貫入部材３６の軸方向通路４２を通って物質をゆっくりと患者の皮内に押し込み、そこで物質は体によって利用される。
【００４４】
弾性的に付勢された部材４８は、物質が供給されるにつれて元の形状および寸法に戻る。弾性付勢部材４８の寸法と弾力性が、供給可能な物質の容量と患者への物質の供給速度とを決める。一定用量の物質が患者に供給された後、弾性付勢部材４８は元の形状と寸法に戻り、それによって、充分な量の物質が供給されたことを示す。次にデバイス１０は患者の皮膚から取り外され、廃棄される。
【００４５】
ハウジング１２は、患者に供給される物質と反応しないプラスチック材料で作られることが望ましい。適当なプラスチック材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネートおよびそれらの共重合物が挙げられる。
【００４６】
皮膚貫入デバイス１４は、技術分野において好適であることが知られている材料でも作ることができる。皮膚貫入部材３６は、機械加工あるいはエッチングされてマイクロ針の配列を形成するシリコンウエハからなるマイクロ針であってもよい。別の例では、皮膚貫入部材は、ステンレス鋼、タングステン鋼のいずれか、ニッケル、モリブデン、クローム、コバルトおよびチタンのいずれかの合金およびその他の非反応性金属で作られてもよい。さらに別の例では、皮膚貫入部材は、セラミック材料、ガラスまたは高分子で作られていてもよい。別の実施形態においては、皮膚貫入デバイス１４は、適当なベースに装着された異なる皮膚貫入部材で形成可能である。
【００４７】
皮膚貫入部材３６は皮膚に所望の深さを得るのに適した長さを有する。皮膚貫入部材の長さと太さは、投与される物質とデバイスが適用される場所の皮膚の厚さとに基づいて選ばれる。皮膚貫入部材は、マイクロ針、マイクロチューブ、中実または中空針、ランセット等であってもよい。一般に、皮膚貫入部材３６は約５０ミクロン〜約１５００ミクロン、好ましくは約５００ミクロン〜１０００ミクロンの長さを有する。一実施形態においては、皮膚貫入部材３６は、ベースに形成された孔に装着された約３０ゲージ〜約５０ゲージの針を具えている。この皮膚貫入部材３６はベース３０に固定され、そこから外向きに延びて約５０ミクロン〜１５００ミクロンの実効長さを有する。円形断面の他に、皮膚貫入部材３６は実質的に正方形の断面形状を持つことができる。他の例として、皮膚貫入部材３６は、三角形、円筒形、角錐形状であってもよく、あるいは平らな刃であってもよい。
【００４８】
皮膚貫入部材３６の配列は、所望の皮膚貫入深さと供給またはサンプリング速度とを得るのに必要な数および大きさの皮膚貫入部材３６を収容するのに充分な幅および長さを有している。皮膚貫入部材３６の配列が使用される場合、この配列の面積は好ましくは約１ｃｍ２〜１０ｃｍ２である。
【００４９】
一般に、このデバイスが供給デバイスとして使用される場合には、薬剤あるいは薬物の溶液が注射器その他の流体供給デバイスによってポート５６に導入される。別の実施形態においては、乾燥あるいは凍結乾燥された薬物や薬剤が、皮膚貫入部材３６の外側表面の空洞２２や皮膚貫入部材の軸方向通路４２内に用意される。次に、蒸留水や食塩水等の希釈剤が空洞２２に注入されて、薬物や薬剤を溶解してこれを再構成する。そして、薬物や薬剤はマイクロ針を通じて患者に供給される。
【００５０】
図７Ａ、図７Ｂおよび図８は、供給デバイス８２の別の実施形態を示す。この実施形態では、供給デバイス８２は、底壁８６と側壁８８とを有するハウジング８４を具えている。複数の互いに間隔を空けて配置された皮膚貫入部材９１を有する皮膚貫入デバイス９０が底壁８６に連結されている。弾性的に付勢された天壁９２が側壁８８に接続され、底壁８６から離れて内部空洞９４を形成している。皮膚貫入部材９１は、患者に物質を供給するために、前述実施形態の皮膚貫入部材３６の様々な形状のすべてを有することができる。
【００５１】
天壁９２は、加圧下に物質が空洞９４に導入される際に展張して空洞９４を拡大することが可能な弾性材料で作られている。前述の実施形態のように、天壁９２は、通路と内部逆止弁とを有する連結部材９６を具え、この連結部材９６は、図５および図６に示されている単位用量薬剤注入デバイス７２等の単位用量薬剤注入デバイスに接続されることができる。底壁８６と側壁８８は頑丈な非膨張材料で作られていることが望ましい。
【００５２】
前述の実施形態のように、供給デバイス８２は、接着剤のコーディング１０２を有する可撓性の帯状材料１００を具えている。図示の実施形態においては、この帯状材料１００は、底壁８６に隣接する側壁８８に連結され、帯状材料１００の底面が底壁８６と同一平面となるようにしている。
【００５３】
供給デバイス８２は皮膚１０６の表面に載せられて下向きに加圧され、皮膚貫入部材９０の針９１を選ばれた深さまで皮膚に貫入させることができる。帯状材料１００は接着剤によって皮膚１０６に取付けられ、デバイス８２を取り外し可能にその位置に固定する。単位用量薬剤注入デバイスが、次に連結部材９６に連結され、決められた用量の薬剤が充分な圧力下に空洞９４に注入されて、図８に示されるように天壁９２を外側に膨らませる。天壁９２の弾力によって、物質を皮膚貫入デバイス９０を通じて皮内に供給するのに充分な供給圧力が生じ、物質はそこで体に吸収されて利用される。天壁が元の非膨張位置に戻ることによって、充分な量の物質が供給されたことが示される。
【００５４】
図９〜図１１は本発明の供給デバイス１１０のもう一つの実施形態を示す。この供給デバイス１１０は、頂面１１４と、凹部１１８を形成する底面１１８と、下向きに開いた内部空洞１２０とを有するハウジング１１２を具えている。凹部１１８は、皮膚貫入デバイス１２６を受けるための周壁１２４と棚部１２２とによって形成されている。
【００５５】
皮膚貫入デバイス１２６は、マイクロ針等の複数の皮膚貫入部材１３０を有するベース１２８を具え、各貫入部材は軸方向の通路を有してベース１２８の底面１３２から外向きに延びている。皮膚貫入部材１３０は、前述の実施形態と同様にベース１２８と一体的に形成されてもよい。あるいは、皮膚貫入部材１３０はベース１２８の各孔に固定された別体の要素であってもよい。ベース１２８は周壁１２４の深さに対応する厚さを有し、ベースの底面１３２がハウジング１１２の底面１１６と同一平面になっている。
【００５６】
図１０および図１１から明らかなように、底面１１６は皮膚貫入デバイス１２６の面積より大きい面積を有し、皮膚貫入デバイス１２６を取り囲む余裕部分を提供する。供給デバイス１１０を患者の皮膚に取り付けるために、感圧接着剤１３６が底面１１６の余裕部分に設けられる。好ましくは、この感圧接着剤１３６は、皮膚貫入デバイス１２６を取り囲む連続した閉鎖ループを形成し、皮膚貫入デバイス１２６が接触している皮膚の供給領域の周囲にシールを形成している。
【００５７】
図９および図１１から明らかなように、空洞１２０に連通した中心通路１４０を有するカラー１３８が、ハウジング１１２の頂面１１４の上方に突出している。逆止弁１４２と連結部材１４４がこのカラー１３８の上に設けられている。頂面１１４の開口部１４６がハウジング１１２に接続された弾性的に付勢された部材１４８によって閉鎖され、空洞１２０を密閉している。この弾性付勢部材１４８の膨張位置が、図９に点線で示されている。弾性付勢部材１４８は、好ましくはハウジング１１２から外側に展張・変形可能なエラストマーで作られ、内部供給促進圧力を発生させて、針１３０を通じた空洞１２０から患者への物質供給を助ける。
【００５８】
図９〜図１１の実施形態の供給デバイス１１０は、比較的薄形の輪郭と小容量の空洞１２０とを有している。この小容量によってデッドスペースが減少し、物質が患者に供給された後にハウジング１１２に残る物質の量を減らすことができる。代表的な例では、ハウジング１１２は、充分な可撓性を有して患者の皮膚の形状に順応する高分子材料で作られる。
【００５９】
供給デバイス１１０は患者の皮膚１５０の表面に載せられ、下向きに加圧されてマイクロ針等の皮膚貫入部材１３０を皮膚に貫入させる。患者に供給されるべき物質は充分な圧力で連結部材１４４と中心通路１４０を通って空洞１２０内に導入され、図１１に点線で示されているように供給部材１４８を膨張させる。患者に供給されるべき物質は、前述の実施形態と同様に単位用量薬剤注入デバイス７２または９８から、あるいは注射器、薬物注入ポンプ、その他の供給デバイスから空洞１２０内に導入される。充分な量の物質が空洞１２０に収納されると、供給デバイスは次に連結部材１４４から分離される。供給部材１４８は、物質を皮膚貫入部材１３０を通じて患者の皮膚に送り込むのに充分な供給促進圧力を発生させる。物質が供給されるに従って、供給部材１４８はその非膨張位置に向けて移動し、その位置に達すると、充分な量の物質が供給されたことが示される。物質が患者に供給され終わると、デバイス１１０は皮膚の表面から剥がされて廃棄される。
【００６０】
図１２〜図１４は本発明による供給デバイス１５２の別の実施形態を示す。この供給デバイス１５２は、ハウジング１５４と膨張可能な供給部材１５６と皮膚貫入デバイス１５８とを具えている。
【００６１】
ハウジング１５４は、薄形の偏平な輪郭を有する実質的に円形の部材であり、頂面１６４に隣接した上棚部１６２を有する中心孔１６０を有している。図１４に示されているように、上棚部１６２には弾性的に付勢された部材１５６が接続されて、孔１６０の上端を閉鎖している。
【００６２】
ハウジング１５４は、孔１６０の下端を取り囲む底面１６８に下棚部１６６も具えている。下棚部１６６は、皮膚貫入デバイス１５８をハウジング１５４に受け入れて装着する凹部を形成している。図１４に示されているように、供給部材１５６と皮膚貫入デバイス１５８は互いに間隔を空けて、ハウジング１５４と共に内部空洞１７０を形成している。
【００６３】
ハウジング１５４は、ハウジング１５４の側面から延びてハウジングとほぼ同一平面をなす連結部材１７２を具えている。カラー１７２は内部空洞１７０に延びる軸方向の内部通路を形成する入口ポート１７６と、逆止弁１７８と、供給デバイスに連結するための連結部材１８０とを具えている。ポート１７６の軸方向通路は、連結部材１８０からハウジング１５４の側面１７４を通って延び、内部空洞１７０に連通している。
【００６４】
ハウジング１５４の底面１６８は、皮膚貫入デバイス１５８の面積より大きい面積を有している。連続した閉鎖ループを形成する感圧接着剤が底面の余裕部分１６８に付与され、皮膚貫入デバイス１５８を取り囲んでいる。好ましくは、接着剤１８２は余裕部分１６８に付与されて充分な表面領域を被覆し、デバイス１５２を患者の皮膚の表面に取り付ける。
【００６５】
弾性付勢部材１５６はエラストマー材料で作られた膨張可能な部材であることが好ましい。図示の実施形態においては、弾性付勢部材１５６は、加圧下で物質が空洞１７０に導入されるときにハウジング１５４から外側に膨張する弾性のあるダイアフラム部材１８４である。このダイアフラム部材１８４の弾性的性質によって、空洞１７０の内部に充分な供給促進圧力が発生する。
【００６６】
前述の実施形態と同様に、皮膚貫入デバイス１５８は、互いに間隔を空けて配置された複数のマイクロ針等の皮膚貫入部材１８８を有するベース１８６を具えている。デバイス１５２を使用して患者の皮内に物質を供給する方法は、図１４から明らかである。供給デバイス１５２は患者の皮膚１７０に載せられて下向きに加圧され、皮膚貫入部材１８８が皮膚１９０に貫入し、接着剤１８２が充分な力で皮膚１９０に接触することで、デバイス１５２を皮膚に取り付けるとともにこのデバイスと皮膚との間に連続したシールを形成し、皮膚貫入デバイス１５８の全周を取り囲む。前記注入デバイス７２のような単位用量薬剤注入デバイスが連結部材１８０に接続され、充分な圧力下で空洞１７０内に物質を導入して図１４に点線で示すように供給部材１８４を外側に膨張させる。この単位用量薬剤注入デバイスは、空洞１７０が満たされた後に取り外される。供給デバイス１５２は、供給部材１８４が皮膚貫入部材１８８を通じて物質を空洞１７０から患者の皮内に供給するのに充分な時間、皮膚１９０と接触を維持している。再び非膨張位置に達することによって、弾性付勢部材１５６は充分な量の物質が供給されたことを示す。次に、供給デバイス１５２は皮膚１９０から分離されて廃棄される。
【００６７】
本発明を説明するために種々の実施形態を選んだが、当業者であれば特許請求の範囲に規定された発明の範囲から逸脱することなく、種々の付加や修正を行うことが可能なことを認識すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る供給デバイスの上面図である。
【図２】図１のデバイスの正面図である。
【図３】図１のデバイスの底面図であり、皮膚貫入デバイスを示す。
【図４】図２のデバイスの拡大部分断面図であり、ハウジングに接合された皮膚貫入デバイス３を示す。
【図５】図１の５−５線に沿った拡大断面図であり、ハウジングの空洞と通常および弛緩状態のダイアフラムを示す。
【図６】図５と同様な断面図であるが、空洞に物質が充分に充填され、供給促進圧力も充分なことの指標である展張状態のダイアフラムを示す。
【図７】図７Ａは本発明の第２実施形態に係る供給デバイスの側断面図であり、デバイスは天壁を形成する膨張可能なダイアフラムを有している。図７Ｂは図７Ａのデバイスの上面図である。
【図８】図７Ａと同様な側断面図であるが、空洞が物質で満たされ、ダイアフラムが展張状態にある。
【図９】本発明の第３実施形態の供給デバイスの上面図であり、天壁の入口ポートと膨張可能なダイアフラムとを示している。
【図１０】図９の供給デバイスの底面図である。
【図１１】図９の１１−１１線に沿った拡大断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る供給デバイスの上面図であり、膨張可能な天壁とハウジングの側面に連結された入口ポートとを示している。
【図１３】図１２のデバイスの底面図であり、マイクロ針アレイを示している。
【図１４】図１２の１４−１４線に沿った拡大断面図であり、マイクロ針アレイと内部チャンバとを示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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2005521527.tif 000018
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