(57)【要約】患者の皮膚内に物質を供給するための皮内供給デバイス（１０）は、物質を収納する流体チャンバ（２８）と、少なくとも１つの微小な皮膚貫入部材（７４）と、流体チャンバから微小皮膚貫入デバイスへの物質の流れを制御するためのバルブ（１６）と、を有する。接着部（８４）によってデバイスを取り外し可能に患者の皮膚に取り付け、流体チャンバが単位用量の物質を保持する寸法を有するものとすることができる。いくつかの実施形態においては、流体チャンバは取り外し可能にデバイスのハウジングに結合するものとすることができる。
2005521524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の皮膚内に物質を供給するための皮内供給デバイスであって、
ハウジングと、
該ハウジングに設けられ、前記物質を収納するとともに前記物質の出口を有する流体チャンバと、
前記ハウジングに接続され、前記出口を通る前記物質の流れを制御するバルブ部材と、
前記ハウジングに設けられ、前記チャンバと流体連通して前記物質を前記患者の皮膚内に供給するための皮膚貫入デバイスと、
を具えた皮内供給デバイス。
【請求項２】
前記バルブ部材が前記ハウジングと一体に形成されている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項３】
前記バルブ部材は、前記物質の前記出口を通る流れが許容される開放位置と、前記出口を通る前記物質の流れが阻止される閉塞位置との間で移動可能なバルブエレメントを具えている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項４】
前記ハウジングが前記チャンバの出口に接続される空洞を含み、前記皮膚貫入デバイスが前記空洞に接続されている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項５】
前記皮膚貫入デバイスは通路を有する少なくとも１つの皮膚貫入部材を具え、該通路を通って前記物質が流れることが可能で、前記通路が前記空洞と流体連通する入口を有している請求項４の皮内供給デバイス。
【請求項６】
前記皮膚貫入デバイスは間隔を置いた複数の皮膚貫入部材を具え、その各々が通路を有し、該通路を通って前記物質が流れることが可能で、前記通路の各々が前記空洞と流体連通する入口を有している請求項４の皮内供給デバイス。
【請求項７】
前記皮膚貫入デバイスは通路を有する少なくとも１つの皮膚貫入部材を具え、該通路を通って前記物質が流れることが可能で、前記通路が前記チャンバと流体連通する入口を有している請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項８】
前記皮膚貫入デバイスは間隔を置いた複数の皮膚貫入部材を具え、その各々が通路を有し、該通路を通って前記物質が流れることが可能で、前記通路の各々が前記チャンバと流体連通する入口を有している請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項９】
前記チャンバは、単位用量の前記物質が完全に充填されるように寸法づけられたリザーバを具える請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項１０】
十分な流体圧を前記流体チャンバに加えて患者の皮膚内に前記物質を供給するための可動部材をさらに具えた請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項１１】
前記可動部材は前記流体チャンバの少なくとも一部を画成する変形可能な部材であり、
該変形可能な部材の変形によって前記チャンバに供給圧力が生じるようにした請求項１０の皮内供給デバイス。
【請求項１２】
前記ハウジングが可撓性のある上壁と実質的に剛の底壁とを有してそれらの間に前記リザーバが画成され、前記上壁が変形することで前記リザーバに供給圧力が生じるようにした、請求項９の皮内供給デバイス。
【請求項１３】
前記流体チャンバが前記ハウジングに対して取り外し可能に結合する供給コンテナを具えている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項１４】
前記供給コンテナは供給すべき単位用量の前記物質を収納している請求項１３の皮内供給デバイス。
【請求項１５】
前記流体チャンバは供給すべき単位用量の前記物質を収納している請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項１６】
前記ハウジングが底面を含み、前記皮膚貫入デバイスが前記底面に結合し、前記底面が前記皮膚貫入部材を囲むリブを有し、該リブが患者の皮膚の目標領域の周りに封じ込め領域を与えるようにした請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項１７】
前記バルブ部材は前記閉塞位置と前記開放位置との間の操作を行うために前記デバイスの外に露出する部分を有している請求項３の皮内供給デバイス。
【請求項１８】
前記部分がハンドルを有している請求項１７の皮内供給デバイス。
【請求項１９】
前記ハウジングが前記チャンバの前記出口と接続される空洞を含み、前記皮膚貫入デバイスが前記空洞と接続されている請求項３の皮内供給デバイス。
【請求項２０】
前記バルブエレメントが前記空洞と前記流体チャンバの出口との間に配されている請求項１９の皮内供給デバイス。
【請求項２１】
前記バルブエレメントが前記閉塞位置と前記開放位置との間で回転可能である請求項２０の皮内供給デバイス。
【請求項２２】
前記ハウジングが底面、該底面の窪みを有し、前記皮膚貫入デバイスが前記窪みに取り付けられて、前記皮膚貫入デバイスおよび前記窪みの底面間に前記空洞が画成される請求項４の皮内供給デバイス。
【請求項２３】
前記流体チャンバには前記物質が予充填されている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項２４】
前記流体チャンバには単位用量の前記物質が予充填されている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項２５】
前記ハウジングが上壁と底壁とを有し、それらの間に前記リザーバが画成されている請求項１０の皮内供給デバイス。
【請求項２６】
前記上壁が前記可動部材を含んでいる請求項２５の皮内供給デバイス。
【請求項２７】
前記可動部材が可撓性材料で作成されている請求項２６の皮内供給デバイス。
【請求項２８】
前記可撓性材料が弾性を有する請求項２７の皮内供給デバイス。
【請求項２９】
前記流体チャンバが前記ハウジングに一体に形成されている請求項１の皮内供給デバイス。
【請求項３０】
前記皮膚貫入部材が約５０ミクロンないし約１５００ミクロンの長さを有している請求項５の皮内供給デバイス。
【請求項３１】
前記皮膚貫入部材が約５００ミクロンないし約１０００ミクロンの長さを有している請求項５の皮内供給デバイス。
【請求項３２】
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５の皮内供給デバイス。
【請求項３３】
前記デバイスを患者の皮膚に取り外し可能に取り付けるための接着部をさらに具えた請求項５の皮内供給デバイス。
【請求項３４】
前記バルブ部材の露出部分が前記バルブ部材の位置を示すインジケータを具えている請求項１７の皮内供給デバイス。
【請求項３５】
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に前記流体チャンバと流体連通する軸方向通路を有する針を具えている請求項５の皮内供給デバイス。
【請求項３６】
患者の皮膚内に物質を供給する方法であって、
ハウジングと、出口を有する流体チャンバと、該流体チャンバ内の物質と、前記流体チャンバの前記出口を通る前記物質の移動を制御するための手動操作バルブと、前記チャネルと流体連通する少なくとも１つの皮膚貫入部材と、を含む供給デバイスを患者の皮膚に位置づけ、
前記物質を前記患者に供給するに十分な深さに前記皮膚貫入部材が前記皮膚に貫入するために十分な圧力を加え、
前記バルブを開放し、前記流体チャンバから前記皮膚貫入デバイスを通って前記患者の皮膚内へと前記物質が移動できるようにする方法。
【請求項３７】
前記流体チャンバ内の前記物質に圧力を加えて前記患者の皮膚内への前記物質の移動を補助する請求項３６の方法。
【請求項３８】
前記流体チャンバの少なくとも一部は可動壁で形成され、前記流体チャンバ内の前記物質に前記圧力を加えるステップは前記可動壁への加圧を含む請求項３７の方法。
【請求項３９】
さらに、前記位置づけのステップに先立って前記流体チャンバを前記ハウジングに結合させる請求項３２の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮膚の目標領域において患者の皮内に供給される物質を収納するための流体チャンバを有する皮内供給デバイスに関する。また、本発明は患者の皮膚の内部に物質を供給する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬物および薬剤は様々な方法によって患者に供給される。一般的な方法では、薬物や薬剤はステンレス鋼のカニューレによって皮下供給される。カニューレを用いる皮下のサンプリングおよび供給方法は多くの応用において効果的であるが、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。
【０００３】
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もつ耐水性薄膜であり、好ましくない微粒子や種々の異物が体内に流入するのを阻止する一方、種々の体液が流出するのを防止している。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る。
【０００４】
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させ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、皮膚を通じて薬品を導く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。
【０００５】
皮膚を通じて種々の物質をサンプリングおよび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。角質層を貫い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。同様にして、角質層に形成した孔や切り口を通していくつかの物質を引き抜くことも可能である。角質層に孔を空けるデバイスは、一般的に、表皮を完全に貫通することなく角質層を貫く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。
【０００６】
これらに記されたデバイスはミクロンサイズの針または刃を含んでおり、体に対し物質を効率的に供給できる。しかしながら、これらの針および刃は数ミクロンから数百ミクロンまでの長さを持ち、一般に皮膚に対し均一な深さに貫入（penetrate）するものではない。皮膚の自然な弾力および復元力によって、皮膚を貫通（pierce）せずに針によって変形するだけの結果となることもしばしばである。マイクロ針アレイを皮膚に押圧させたとき、最外側の針が皮膚を貫く一方で、最内側の針は皮膚を貫かないかまたは最外側の針より浅く貫入するだけとなってしまうこともしばしばある。
【０００７】
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、産業界においては体に対し種々の薬物その他の物質を投与およびサンプリングするための改良されたデバイスに対する要望が続いているが、まだ実現されていない。
【０００８】
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、患者の皮膚内への物質の供給および皮内サンプリングを行う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、皮膚の角質層下または内部の、薬剤が体に吸収されて利用されるに十分な深さまで供給するデバイスを通じた、薬物やワクチン等の薬剤の流れを制御するための方法およびデバイスに関する。
【００１０】
よって本発明の目的は、患者に与える不快感のレベルを低減する長さを持つ少なくとも１つの皮膚貫入部材を有するサンプリングまたは供給デバイスを提供することにある。
【００１１】
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、皮膚を通して物質を供給またはサンプリングするために皮膚に貫入する方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、神経終末手前の深さまで皮膚の角質層を貫通するように選択された複数の微小な皮膚貫入器（例えば、マイクロチューブ、針、マイクロ針、刃またはランセット等）を有する供給デバイスを提供することにある。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、供給デバイスの少なくとも１つの微小皮膚貫入部材に対する物質の供給を制御する手動操作バルブを有した供給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、物質を収納したリザーバと、少なくとも１つの微小皮膚貫入部材と、患者に供給を行うために微小皮膚貫入部材に対し物質を供給するリザーバ出口と、を有した予充填型供給デバイスを提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、患者に供給される物質を収納したリザーバ有し、該リザーバの少なくとも一部が、患者に物質を供給するために押圧される可動壁によって画成されている供給デバイスを提供することにある。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は、患者の皮膚の目標領域に物質を供給する少なくとも１つの微小皮膚貫入部材と、該微小皮膚貫入部材を囲んで目標領域の周りに封じ込め領域を形成するリッジと、を有する供給デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のこれらのおよび他の形態は、患者の皮膚内に物質を供給するデバイスを提供することで実現される。そのデバイスは出口を持つ流体チャンバを有するハウジングを具える。バルブ部材がハウジングに結合されて、チャンバの出口を通る物質の流れを制御する。皮膚貫入部材がハウジングに結合され、患者に物質を供給するために流体チャンバと流体連通する。
【００１８】
本発明の目的と利点は、患者に物質を皮内供給するデバイスを提供することによってさらに達成される。そのデバイスは、患者の皮膚に接触するよう寸法づけられた底面を有するハウジングを具える。そのハウジングは、出口をもつ流体チャンバと、該チャンバの出口を通る物質の流れを制御するためにハウジングに結合した手動操作バルブとを有する。微小皮膚貫入部材がハウジングに結合され、チャンバと流体連通する。患者の皮膚内に物質が供給されるようにするに十分な圧力を物質に加える構成が提供される。
【００１９】
本発明の別の目的は、患者の皮膚を通じまたは皮膚内に物質を供給する方法を提供することにある。該方法は、ハウジング；物質を収納し、物質の出口を有する前記ハウジング上の流体チャンバ；前記ハウジングに結合して前記出口を通る物質の流れを制御するバルブ部材；および患者の皮膚内に物質を供給するために前記チャンバと流体連通する前記ハウジング上の皮膚貫入部材、を含む供給デバイスを患者の皮膚に位置づけるステップを具える。微小皮膚貫入部材には十分な圧力が加えられ、これにより患者に物質を供給するのに十分な深さまで皮膚に貫入させる。バルブを開放すると、加圧下で物質が流体チャンバから微小皮膚貫入部材に導入され、さらに物質は患者に供給される。いくつかの実施形態においては、デバイスが皮膚に位置づけられる前に、流体チャンバは取り外し可能にハウジングに結合する。
【００２０】
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】
【００２１】
本発明は、患者の皮膚内に対する物質の供給、サンプリングまたはモニタリングを行うデバイスに関する。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するための供給デバイスおよび方法に関する。
【００２２】
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、皮膚層を完全に通過することを意味する。
【００２３】
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、体膜および体表面を通じて供給可能、特に皮膚内に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。
【００２４】
本発明のデバイスは、主として、皮膚の選択された層内に物質を供給するためのものである。本発明の他の実施形態としては、デバイスを、体内の物質を引き抜く、または体内の物質のレベルをモニタリングするのに適したものとすることができる。モニタリングもしくは引き抜き可能な物質を例示すれば、血液、間質液あるいはプラスマが含まれ、続いてそれらの物質を検体、グルコース、薬物およびその他に関して分析することができる。
【００２５】
図１〜図７を参照するに、本発明の第１実施形態は、皮膚貫入デバイスをもつ支持部材１２とバルブアセンブリ１６とを有するデバイス１０に係る。デバイス１０は、患者の真皮の１以上の選択層に貫入して所望の貫入深さに到達するために構成されている。所要の貫入深さは供給される物質、供給速度および吸収速度によって定まる。深さ１ｍｍの貫入であれば体による摂取性が高い。５ｍｍのオーダーの深さであれば供給は遅くなる。デバイスには１以上の皮膚貫入部材が設けられ、その各々は、角質層の下および表皮の他の層の下にある真皮層に貫入することなく、角質層を貫通する長さを有している。角質層の直下に物質を供給することで、患者に痛みや不快感を実質的にもたらすことなく、物質が吸収され体に利用されるようにすることができる。デバイスは、痛みを引き起こす皮膚内の神経に触れることのない深さまで、真皮に貫入する。各貫入部材は、痛みが低減ないしは最小限にされ、かつ物質が体に吸収される深さに角質層を貫通するのに十分な長さを有する。
【００２６】
図面を参照するに、本体１２はハウジングをなしており、これは患者の皮膚に取り付けられる際に概ね平らな形状を呈する。平らな形状とすることで皮膚への取り付けが容易となり、患者への障害も少なくなる。図１の実施形態に示すように、本体１２は延伸形状を有している。しかし他の実施形態として、本体１２が円形、正方形、矩形またはその他の形状を持つものでもよい。
【００２７】
図１に示すように、本体１２は概ね延伸形状を有するベース１８を含んでいる。本実施形態においては、ベース１８は丸みをつけた前端２０と直線状の後端２２とをもつ概ね平坦な形状を有している。ベース１８はほぼ平らな底面２４および上面２６を有する。ベース１８の上面２６には患者に供給する物質を収納するリザーバが形成される。これについては後に詳述する。
【００２８】
ベース１８は、薬物や薬剤などの物質を供給するために患者の皮膚に対して配置するべく寸法および形状が定められている。図４および図５に示すように、ベース１８は皮膚貫入デバイス１４を受容するよう寸法が定められた窪み３０を有している。窪み３０は皮膚貫入デバイス１４を支持するための側壁３４および棚３２を含む。側壁３４は皮膚貫入デバイス１４を受容するに十分な高さとすることが好ましく、皮膚貫入デバイス１４の外面がベース１８の底面２４のなす平面に位置するようにする。棚３２は皮膚貫入デバイス１４を支持するのに十分な幅を有している。図４に示すように、窪み３０を皮膚貫入デバイス１４の外側と適合する大きさとして、皮膚貫入デバイス１４がベース１８に結合されるようにする。好適実施形態においては、皮膚貫入デバイス１４は適切な接着によりベース１８に結合される。他の実施形態として、皮膚貫入デバイス１４がベース１８と一体に形成ていてもよい。その他の結合構成を用いることも可能である。
【００２９】
図５を参照するに、ベース１８は窪み３０の上に位置する上壁３６を含んでいる。窪み３０はベース１８の底壁２４と上壁３６との間に延びる深さを有しており、これは皮膚貫入デバイス１４の厚みより大きい。窪み３０は上壁３６と皮膚貫入デバイス１４との間に空洞３８を形成している。空洞３８の寸法は、液体の流れを許容する一方でベース１８のデッドスペースを最小にする容量を提供するものとなっている。
【００３０】
リザーバ２８は、本体１２に一体化され、かつベース１８の上壁３６から離隔することで内部チャンバ４２を形成する外壁４０を有している。チャンバ４２は、患者に供給されるに十分な容量、例えば単位用量の物質を収納するべく寸法が定められる。チャンバ４２には物質が予め充填されている。図示の実施形態においては、リザーバ２８の外壁４０は凸型の外面４４と凹型の内面４６とを持つ略ドーム形状を有している。適切な接着あるいは溶接によって外壁４０がベース１８の上面２６に結合し、密封式リザーバの流体封止シールが形成される。
【００３１】
リザーバ２８は空洞３８とチャンバ４２との間に延在するチャネル５０を持つ端壁４８を含み、チャネル５０がチャンバ４２の出口をなしている。外壁４０が可動式の供給部材５２を含むことで、チャンバ４２からチャネル５０を通り空洞３８まで物質を供給するに十分な圧力が加えられるようになる。図示の実施形態において、供給部材５２は可撓部材であり、チャンバ４２に向かって内側に押圧されることで物質を供給することができる。供給部材５２は、初期には内表面５４が窪んでおり、概ね泡のような形状となっている。好ましくは、供給部材５２は弾力性のある可撓性材料で形成され、ユーザが手動で押下することで押圧および変形が可能となっている。本実施形態では、外壁４０は実質的に剛である。
【００３２】
バルブアセンブリ１６がチャネル５０に配置され、チャネル５０を通るチャンバ４２からの物質の流れを制御する。本実施形態では、バルブアセンブリ１６はバルブエレメントすなわちバルブ本体５６を持つ回転式バルブであり、開放位置と閉塞位置との間で操作を行うために供給デバイス１０の外に露出している部分を有する。図示の実施形態では、当該露出部分は作動ハンドル５８を有している。図６を参照するに、バルブ本体５６はほぼ円筒形状を有し、ベース１２の開口部６０内で回転可能である。開口部６０はバルブ本体５６と対応する形状および寸法を有し、ベース１８の上面２６から空洞３８まで延在している。図６に示すように、ハンドル５８がバルブ本体５６の上端６２に結合している。バルブ本体５６の下端６４の開口は空洞３８に位置づけられている。バルブ本体５６の露出部分は、バルブ本体が閉塞位置にあるか開放位置にあるかを示すためのインジケータとして機能する。例えば、図２および図６から理解されるように、供給デバイス１０の長手方向にハンドル５８を位置づけることで、バルブ本体５６が開放位置にあることが示される。一方、供給デバイス１０の横方向にハンドル５８を位置づけることで、バルブ本体５６が閉塞位置にあることが示される。
【００３３】
バルブ本体５６は下端６４から延びる軸方向通路６６を含んでいる。半径方向通路６８がバルブ本体５６を通って延び、軸方向通路６６と交差している。半径方向通路６８がリザーバ２８の端壁４８内のチャネル５０と整列することで、リザーバ２８と空洞３８との流体連通が行われる。図１に示すようにバルブ本体５６は開口部６０内で回転可能であり、バルブアセンブリ１６を開閉する。図示の実施形態では、窪み７０がベース１８の上面２６に設けられ、バルブアセンブリ１６のハンドル５８を受容するようになっている。窪み７０によって、図１に示す閉塞位置から図６に示す開放位置まで、ハンドル５８が約９０度回転可能となる。
【００３４】
図６を参照するに、皮膚貫入デバイス１４はベース７２を含み、ベース７２はそこから外方に延びる少なくとも１つの微小皮膚貫入部材７４を有している。本実施形態においては、図４に最もよく示されるように、間隔をおいて行および列のアレイ状に配置された複数の微小皮膚貫入部材７４が設けられている。
【００３５】
図示の実施形態においては、微小皮膚貫入部材７４は中空針であり、その各々が患者の皮膚を貫く傾斜した先端７６と、前端７６およびベース７２の上面８０間に延在する軸方向通路７８とを有している。ベース７２は微小皮膚貫入部材７４を支持する底面８２を有する。好ましくは、ベース７２の底面８２は実質的に平らな形状を有し、ベース１８の底面２４と同じ平面上に位置する。
【００３６】
少なくとも１つの微小皮膚貫入部材７４を有する皮膚貫入デバイス１４は、種々の材料で作成することが可能である。一実施形態においては、複数の微小皮膚貫入部材７４は均一な距離だけ互いに離れており、均一な長さを有している。皮膚貫入デバイス１４は、適切なシリコンエッチングやマイクロ機械加工ステップを施したシリコンによって作成可能である。他の実施形態として、デバイス１４はステンレス鋼、タングステン鋼、または、ニッケル、モリブデン、クローム、コバルトおよびチタンの合金で作られてもよい。あるいは、皮膚貫入部材はセラミック材料、高分子およびその他の非反応性材料で作られてもよい。
【００３７】
微小皮膚貫入部材７４は皮膚内への所望の深さの貫入を実現するのに適した長さを有する。微小皮膚貫入部材７４の長さと太さは、投与または引き抜かれる物質とデバイスが適用される部位における皮膚の厚さとに基づいて選ばれる。微小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、ランセットその他とすることができる。概して、微小皮膚貫入部材は、ベースから部材先端まで測定した長さが約５０ミクロンないし約４０００ミクロンであり、約２５０ミクロンないし約１０００ミクロンであることが好ましい。針は一般に適切なベースに取り付けられ、ほぼ均一な長さを有する。いくつかの実施形態においては、微小皮膚貫入部材は約３０ゲージないし約５０ゲージであり、約５００ミクロンないし約１０００ミクロンの長さを有している。微小皮膚貫入部材はほぼ正方形の断面形状を有する。しかし微小皮膚貫入部材が三角形、円筒形、ピラミッド形であってもよく、あるいは平刃であってもよい。
【００３８】
皮膚貫入部材７４は約１ｃｍ２ないし約１０ｃｍ２の面積にわたって配列可能である。その配列の幅および長さは約１ｃｍないし約５ｃｍとすることができる。ベースは約２００ミクロンから４００ミクロン、一般には２５０ミクロンの厚みを有する。
【００３９】
概して、デバイスが供給デバイスとして用いられる場合には、薬剤または薬物の溶液がリザーバ２８内に備えられる。他の構成として、乾燥または凍結乾燥した薬物や薬剤が皮膚貫入部材７４の軸方向通路７８内ないしは空洞３８内に提供されるものでもよい。蒸留水や食塩水などの希釈剤がリザーバ２８に備えられ、バルブハンドル５８の操作に応じ選択的に空洞３８および皮膚貫入部材７４の軸方向通路７８に流入させ、薬物や薬剤を溶解させてもどしてから患者に薬物を供給するようにしてもよい。
【００４０】
図１〜図７の実施形態におけるベース１８の底面２４には、皮膚貫入デバイス１４の周りに感圧接着剤８４が設けられている。接着剤８４は皮膚貫入デバイス１４の周りに連続した円形を成し、患者の皮膚の表面にデバイス１０を取り外し可能に取り付けるのに十分な面積を有していることが好ましい。本発明のすべての実施形態において、使用前に接着剤８４および皮膚貫入デバイス１４を覆う保護カバーをベース１８の底面２４に結合することが可能である。カバーは剛の部材または可撓性シートとすることができ、接着剤８４から剥離可能なものである。
【００４１】
デバイス１０は主として、患者に供給すべき薬剤または薬物を収納した予充填供給デバイスとすることを企図したものである。使用時には、デバイス１０はその保護パッケージから取り出され、図７に示すように皮膚８６の表面に位置づけられる。微小皮膚貫入部材７４がその長さによって定まる所望の深さに皮膚８６に貫入するに十分な力をもって、本体１２に対し下方への圧力を加える。接着剤８４により皮膚８６の表面にデバイスが取り付けられることで、リザーバ２８内に収納されている物質が供給される間、デバイスの横方向への移動が阻止される。接着剤８４はまた、微小皮膚貫入部材７４が貫入する皮膚の目標領域から物質が漏洩するのを阻止するシールをなす。
【００４２】
デバイス１０を皮膚８６に位置づけた後、図６および図７に示される開放位置にバルブアセンブリ１６を回転させ、リザーバ２８のチャンバ４２とベース１８の空洞３８との流体連通が行われるようにする。バルブハンドル５８の位置によってバルブの開または閉が示される。図７において矢印８８で示されるように供給部材５２を手動で加圧すると、チャンバ４２の内方に供給部材５２が変形し、チャンバ内の物質に供給圧力が付与される。供給圧力によって、物質がチャンバ４２からチャネル５０およびバルブ本体６６を通って空洞３８へと押し出され、そこで物質は皮膚貫入部材７４の軸方向通路７８を流れることができる。よって供給圧力および物質は供給部材５２が押圧されている限り供給される。供給圧力は供給部材５２の解放によって徐々に解除される。手動加圧を十分な時間維持することで、皮膚８６内の所望深さに十分な量の物質が供給され、そこで物質が体に吸収されて利用されるようにすることが可能となる。手動加圧は供給操作を通じて維持される。
【００４３】
デバイス１０は、本体１２およびバルブアセンブリ１２を含め、患者に供給される物質と反応せず、かつ患者に刺激を与えない高分子材料で作られることが好ましい。一般には、ベース１２は適切なプラスチック材料で作成され、これは患者の皮膚の形状に適合するためにいくらかの柔軟性を有する一方、デバイス１０の構造的完全性（structural integrity）を維持するために十分な剛性を有するものとすることができる。適当な高分子を例示すれば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、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などである。
【００４４】
図８〜図１２の実施形態
図８〜図１２を参照するに、患者に物質を皮内供給するための本発明の第２実施形態が示されている。デバイス９０は、本体９２と、皮膚貫入デバイス９４と、バルブアセンブリ９６とを含んでいる。図８に示すように、本体９２は平坦な上面９８および平らな底面１００をもつ概ね円形状を有している。
【００４５】
本体９２の上面９８には、底部表面１０４および側壁１０６によって画成される窪み１０２が設けられている。可撓性の閉鎖部材１０８が上面９８に結合して窪み１０２を閉鎖している。閉鎖部材１０８は、閉鎖部材１０８および底部表面１０４間のチャンバ１１０をもつリザーバを画成する。図９に示すように、閉鎖部材１０８は凸型の上部表面４４と凹型の底部表面１１４とを持つ概ね半球形状を有している。可動供給部材は閉鎖部材１０８の形態であり、図１〜図７の実施形態の可動供給部材５２と同じ特性をもつ材料で作成されることが好ましい。本実施形態では、閉鎖部材１０８がチャンバ１１０の上壁をなし、窪み１０２の面積と少なくとも等しい面積を覆っている。
【００４６】
窪み１０２の側壁１０６には、そこから半径方向外方に延在するチャネル１１６が設けられている。円筒状チャネルを形成する開口部１１８が上面９８と底面１００との間に延在している。図１１に示すように、チャネル１１６は開口１１８と交差する。
【００４７】
本体９２の底面１００には皮膚貫入デバイス９４を受容する寸法の窪み１２０が設けられている。窪み１２０は、皮膚貫入デバイス９４を受容するための側壁１２４をもつ棚１２２を含んでいる。図１１に示すように、側壁１２４が皮膚貫入デバイス９４の厚みにほぼ一致した高さを有することで、皮膚貫入デバイス９４の外側面が本体９２の底面１００と同じ平面上に位置する。
【００４８】
窪み１２０は底面１０６を有し、これが皮膚貫入デバイス９４の厚みより大きい距離だけ底面１００から離隔していることで、空洞１２８が形成される。開口１１８を空洞１２８に接続することでチャンバ１１０および空洞１２８間の流体連通が行われる。
【００４９】
皮膚貫入デバイス９４はベース１３０を含み、これはそこから外方に延びる少なくとも１つの微小皮膚貫入部材１３２を有している。図１１に示すように、ベース１３０は窪み１２０の棚１２２上に嵌る寸法を有している。微小皮膚貫入部材１３２は好ましくはマイクロ針が配列されたものであり、その各々は、物質を皮膚内に供給するように選択された深さまで皮膚の表面に貫入するに十分な長さを有している。その深さとは、物質が体に利用され得る深さである。
【００５０】
バルブアセンブリ９６は開口部１１８に嵌入する寸法の円筒状エレメントの本体１３４を含んでいる。作動ハンドル１３６がバルブ本体１３４の上端１３８に結合している。バルブ本体１３４は軸方向通路１４２をもつ底端部１４０を有する。半径方向通路１４４がバルブ本体１３４の側面１４６を通って延び、軸方向通路１４２と交差する。図１１に示すように、半径方向通路１４４はチャネル１１６と整列する。バルブ本体１３４は図１１に示す閉塞位置と図１２に示す開放位置との間で、開口部１１８内で回転可能であり、バルブの位置はハンドル１３６によって示される。バルブ本体１３４は、デバイス９０の保管および輸送時に物質がチャンバ１１０内に収納されているよう、チャンバ１１０を効果的に閉塞する。バルブ本体１３４を図１２に示す開放位置に回転させることで、チャンバ１１０および空洞１２８間の流体連通を行わせることができる。
【００５１】
デバイス９０は図１〜図７の実施形態と同様にして使用される。図示の実施形態における底面１１０は本体９２の周縁の周りに感圧性接着剤１４８を有している。接着剤１４８は図１０に示すように皮膚貫入デバイス９４を取り囲んでいる。デバイス９０が患者の皮膚１５０に位置づけられて下方に押圧されることで、微小皮膚貫入部材１３２が皮膚１５０に貫入可能となり、接着剤１４８によってデバイス１９０を皮膚１５０に取り付けることができる。バルブ本体１３４を開放位置に回転させることで、チャンバ１１０および空洞１２８間の流体連通が行われる。矢印１５２で示す下方への押圧力が閉塞部材１０８に加えられると、患者の皮内に物質を供給するに十分な供給圧力が発生する。
【００５２】
図１３〜図１９の実施形態
図１３〜図１９は患者に物質を皮内供給するためのデバイス１６０の他の実施形態を示す。デバイス１６０は、ハウジング１６２と、皮膚貫入デバイス１６４と、バルブエレメントすなわちバルブ本体１６６とを含んでいる。
【００５３】
図１３および図１４の実施形態に示すように、ハウジング１６２はほぼ楕円形であり、平らな上面１６８および底面１７０を有している。底面１７０には側壁１７６および棚１７４を有する窪み１２０が設けられている。先の実施形態と同様、棚１７４および側壁１７６は皮膚貫入デバイス１６４を支持する寸法となっている。窪み１７２は皮膚貫入デバイス１６４と接続される内部空洞１７８を形成する寸法を有する。空洞１７８内への液体の流入を制御するために、ハウジング１６２にはバルブ本体１６６が取り付けられる。本実施形態においては、バルブ本体１６６はハウジング１６２の上面１６８に結合するカラー１８０を具えている。カラー１８０は軸方向通路１８２をもつ略環形状である。軸方向通路１８２はカラー１８０の上端１８４から空洞１７８まで延びている。円筒状のバルブ本体１８６が軸方向通路１８２に嵌入しており、カラー１８０内で回転可能である。作動ハンドル１８８がバルブ本体１８６の上端１９０に結合している。バルブ本体１８６がカラー１８０の長手軸に関して回転できるよう、ハンドル１８８が位置づけられる。
【００５４】
供給チューブ１９２がカラー１８０に結合し、ハウジング１６２の上面１６８と概ね平行な方向にカラー１８０の外方へ延びている。供給チューブ１９２はカラー１８０を通って半径方向に延在し、かつカラー１８０の軸方向通路１８２と交差する軸方向通路１９４を含んでいる。供給チューブ１９２は外側端を有し、ここに供給デバイスすなわちコンテナ１９８を供給デバイス１６０に取り外し可能に結合するための結合部材１９６が設けられる。
【００５５】
供給デバイス１９８は結合部材１９６に取り外し可能に結合する。結合部材１９６は、ルアー型結合部（luer-type fitting）、摩擦結合部（friction fit）その他の、供給デバイス１９８に対する流体カプリングを形成可能な、適切な結合部材とすることができる。
【００５６】
好ましくは、供給部材１９８は患者に供給すべき単位用量の物質を収納した１回だけ使用される処分可能なデバイスである。図示の実施形態において、供給部材１９８はカラー２００と、患者に供給すべき物質を収納した圧縮可能な中空本体２０２とを具備している。カラー２００は、供給デバイス１９８をデバイス１６０に結合するために結合部材１９６と嵌り合う。図示の実施形態では、本体２０２は可撓性材料から形成した袋（bladder）であり、供給デバイス１９８の内容物を供給するべく圧縮可能である。他の実施形態として、供給デバイス１９８は、供給すべき所定の単位用量の物質を収納し、物質供給のために絞ることができるようにされた市販のデバイスであってもよい。そのようなデバイスの１つが、UNIJECT の商標で Becton Dickinson and Company から市販されている。他の単位用量供給デバイスも使用可能である。
【００５７】
先の実施形態と同様、皮膚貫入デバイス１６４は上面２０６および平らな底面２０８を有するベース２０２を具備している。マイクロ針形態の少なくとも１つの微小皮膚貫入部材２１０が底面２０８から外方に延在している。微小皮膚貫入部材２１０は、その先端と空洞１７８につながる上面２０６との間に延びる軸方向通路を有する。本体１６２の底面１７０には、本体１６２から外方に延在する２１２が設けられている。リブ２１２は皮膚貫入デバイス１６４を囲んでおり、図１７に示すように略環形状を有する。図示の実施形態では、リブ２１２は本体１６２の底面１７０に概ね垂直に延在する内面２１４を有する。リブ２１２はまた、内面２１４に向かって収束する外面２１６を具え、頂部２１８を形成している。外面２１６は底面１７０に対し傾斜している。
【００５８】
図示の実施形態において、リブ２１２は微小皮膚貫入部材２１０の外側に間隔を置いており、微小皮膚貫入部材２１０のために皮膚の目標領域を画成するべく、皮膚に対して押し付けられる。好ましくは、微小皮膚貫入部材２１０の軸方向長さは、図１９に示すようにリブ２１２の高さよりもやや大きくなっている。
【００５９】
デバイス１６０は患者の皮膚２２０に位置づけられて下方に押圧される。デバイス１６０を下方に押圧することで、リブ２１２が皮膚２２０と接触し、リブ２１２が囲む目標領域２２２において皮膚を展張する。目標領域２２２において皮膚を展張することで、微小皮膚貫入部材２１０が皮膚を貫くことができるようになる。皮膚の通常の弾力性が微小皮膚貫入部材２１０の貫入に対して抵抗する。目標領域２２２において皮膚を展張しておくことで、微小皮膚貫入部材２１０皮膚の表面をより良好に貫くことができるようになる。加えて、リブ２１２が皮膚２２０の表面に対するシールをなすことで、目標領域２２２から漏洩し得る物質を収容する。
【００６０】
デバイス１６０を皮膚２２０の上に位置づけた後、バルブ本体１６６を図１９に示す開放位置に回転させる。ハンドル１８８の位置がバルブ本体１６６の位置を示すものとなる。矢印２２４で示す供給圧力が供給デバイス１９８に提供されることで、供給デバイス１９８の内容物が軸方向通路１９４を通って空洞１７８へと供給され、そこで物質を微小皮膚貫入部材２１０に供給できるようになる。供給デバイス１９８が十分な圧力を提供して内容物が供給され、さらにその内容物が微小皮膚貫入部材２１０を通り患者の皮膚内へと供給されるようにすることが好ましい。供給デバイス１９８の内容物が患者に供給された後には、デバイス１６０が皮膚２２０から分離され、処分される。
【００６１】
デバイス１６０は、１回だけ使用される処分可能なデバイスとして設計され、構成されることが好ましい。デバイスは使用直前まで滅菌状態で包装されている。図示の実施形態では、本体１６２の底面１７０には保護カバーシート２２６が設けられている。カバーシート２２６は、使用時にデバイス１６０から容易に剥離できるような方法で底面１７０に取り付けられる。カバーシート２２６はＴｙｖｅｋ（登録商標）などの可撓性シートであることが好ましい。カバーシート２２６は皮膚貫入デバイス１６４を覆う寸法を有し、使用のために準備を行うまでは皮膚貫入デバイス１６４を滅菌状態に維持する。カバーシート２２６と同様のカバーシートを本発明に係る他の実施形態に関連して用いることも可能である。
【００６２】
デバイスの図示の実施形態は、患者に対し薬剤その他の物質を皮内供給する上で安全かつ有効なものとなる。デバイスは特に、少量のワクチン抗原（vaccine antigen）を効果的に供給するために、ワクチンを皮内に導入するのに好適である。マイクロ針の長さ、幅および間隔は、投与される薬剤と、供給のための貫入の所望深さとに従って変更することができる。ワクチンを供給する場合には、最適な皮内供給部位を目標とすることで免疫反応が増進するようにマイクロ針が寸法づけられる。
【００６３】
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】
【００６４】
【図１】患者の皮膚内に物質を供給するための本発明の第１実施形態に係るデバイスの上面図である。
【図２】図１のデバイスの斜視図であり、患者の皮膚上にあるデバイスを示している。
【図３】図１のデバイスの側面図であり、デバイス底面から延在する微小皮膚貫入部材が示されている。
【図４】図１のデバイスの底面図であり、微小皮膚貫入部材が示されている。
【図５】図１のデバイスの５−５線に沿った側断面図であり、流体チャンバ、空洞および制御バルブが示されている。
【図６】制御バルブを拡大した断面図である。
【図７】図５と同様の側断面図であるが、患者の皮膚と接触して患者に物質を供給しているデバイスが示されている。
【図８】本発明の第２実施形態における供給デバイスの上面図である。
【図９】図８のデバイスの側面図である。
【図１０】図８のデバイスの底面図である。
【図１１】図８の１１−１１線に沿った皮膚貫入デバイスの側断面図であり、物質を充填したリザーバが示されている。
【図１２】図８のデバイスの断面図であり、皮膚に貫入したデバイスと、物質を供給すべく押圧された上壁とが示されている。
【図１３】本発明の他の実施形態におけるデバイスの斜視図である。
【図１４】図１３のデバイスの上面図である。
【図１５】図１３のデバイスの側面図であり、保護用ストリップを部分的にデバイスから剥がした状態を示している。
【図１６】図１３のデバイスの側面図であり、微小皮膚貫入部材の周りのリブが示されている。
【図１７】図１３のデバイスの底面図である。
【図１８】図１４の１８−１８線の軸に沿った断面図である。
【図１９】図１３と同様の断面図であるが、患者の皮膚と接触して、微小皮膚貫入部材を介し患者に物質を供給しているデバイスが示されている。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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