(57)【要約】レザバを主体としたデバイスが提供される。このデバイスでは、個々のレザバが、少なくとも２つの開口を有し、その間に支持構造を備え、レザバ内容物の放出または曝露を制御するために開口を覆っているレザバ・キャップによって閉じられている。一実施形態において、このデバイスは、インプラント可能な医学的デバイスであり、制御された薬物放出またはセンサの曝露を提供する。このデバイスは、基板；この基板に配置された２つ少なくとも１つのレザバ；２つ以上の開口を有するレザバ；このレザバ内に収容されるレザバ内容物；２つ以上の別個のレザバ・キャップであって、各レザバ・キャップは少なくとも１つのレザバ開口を封じるように覆っている、レザバ・キャップ；およびこのレザバ・キャップを選択的に脱離させるか、または透過性にするための制御手段、を備える。
2008511681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レザバ内容物の制御された放出または曝露のためのデバイスであって、
基板、
該基板内に配置され、２つ以上の開口を有しているレザバ、
該レザバ内に位置するレザバ内容物、
それぞれがレザバ開口のうちの少なくとも１つを封じるように覆っている２つ以上の別個のレザバ・キャップ、および
該レザバ・キャップを選択的に脱離させるかまたは透過性にするための制御手段、
を備える、デバイス。
【請求項２】
前記２つ以上の開口が、前記基板の同じ表面または同じ側に位置している、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記レザバ・キャップを、別個独立に脱離させるか、または透過性にすることができる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
選択されたレザバを覆っている前記２つ以上のレザバ・キャップを、実質的に同時に脱離させることができる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
選択されたレザバを覆っている前記２つ以上のレザバ・キャップを、連続的に脱離させることができる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記レザバ・キャップのうちの２つ以上が、電気的に連絡しており、電流が加えられたときに同時に脱離するように作動可能である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記基板が、前記レザバ内容物の上方を延びる少なくとも１つのレザバ・キャップ支持部を有しており、前記２つ以上のレザバ・キャップが、少なくとも１つの該レザバ・キャップ支持部によって部分的に支持されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記基板が、一体に接着された２つ以上の基板部を有しており、該基板部のうちの１つが、少なくとも１つのレザバ・キャップ支持部を備える、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記レザバ・キャップ支持部が、基板とは別個のコーティング材料または堆積材料から作られている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記レザバがマイクロレザバである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記レザバ・キャップが金属膜を備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記制御手段が、前記レザバ・キャップを脱離させる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記レザバ・キャップの脱離が、電熱による融除を含む、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記レザバ・キャップの脱離が、化学反応、溶解、生分解、機械的な破裂、相の変化、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記レザバ・キャップが導電性材料であり、
電気入力リードおよび電気出力リードの両者をさらに備え、該電気入力リードおよび電気出力リードは、該入力リードおよび出力リードを介して該レザバ・キャップを通過する電流を加える際に、該レザバ・キャップが脱離して前記レザバ内容物が放出または曝露されるように、該レザバ・キャップに接続している、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記レザバ内容物が薬物を含んでいる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記レザバ内容物が、センサまたはその構成要素を含んでいる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記基板が、２つ以上の前記レザバからなるアレイを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記レザバが、３つ以上のレザバ開口および対応するレザバ・キャップを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２０】
請求項１に記載のデバイスであって、該デバイスは、駆動用電子機器および電源をさらに備えており、ヒトまたは動物の患者へのインプラントのために包装されている、デバイス。
【請求項２１】
前記レザバ・キャップが、金、白金、チタニウム、スズ、ならびにこれらの合金および他の組み合わせからなる群より選択される金属を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２２】
分子の制御された送達のための方法であって、
請求項１に記載のデバイスをあらかじめ選択された位置に配置する工程であって、前記レザバ内容物が、送達用の化学分子を含んでいる、工程、および
該レザバ・キャップを通っての拡散または該レザバ・キャップの脱離を制御して、該デバイスから該あらかじめ選択された位置へと該分子の外への通過を可能にする、工程、
を包含する、方法。
【請求項２３】
固定された試薬または二次デバイスの制御された曝露のための方法であって、
請求項１に記載のデバイスをあらかじめ選択された位置に配置する工程であって、前記レザバ内容物が、固定された試薬、二次デバイス、またはこれらの組み合わせを含む、工程、および
該レザバ・キャップの脱離を制御して、該あらかじめ選択された位置において該レザバ内容物を環境に曝露する工程、
を包含する、方法。
【請求項２４】
請求項１に記載のデバイスを製造するための方法であって、ホウ素ドーピング法またはＤＲＩＥ法を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年９月１日に出願された米国仮特許出願第６０／６０６，３８７号の利益を主張する。米国仮特許出願第６０／６０６，３８７号は、その全体が本明細書中に参考として援用される。
【０００２】
（発明の背景）
本発明は、一般的に、レザバ内容物の制御された曝露または放出のためのデバイスおよび方法の分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１、特許文献２、特許文献３、および特許文献４、ならびに特許文献５が、レザバの内容物の制御された放出または曝露のためのデバイスを開示している。これらのデバイスは、放出または曝露のために選択された時点まで内容物を隔離しておく複数のレザバを備えている。例えば、レザバは、制御された放出のための薬物処方物、または曝露のためのセンサを収容することができる。いくつかの実施形態においては、それぞれのレザバが、レザバの開口を封じる別個のレザバ・キャップを有しており、デバイスが、例えば電気化学的酸化または電熱による融除によってレザバ・キャップを脱離させるか、または透過性にするための手段を備えている。
【０００４】
レザバ・キャップは、通常は、当該レザバ・キャップがまたがるレザバ開口の大きさに応じて自己支持的であり、すなわちレザバ・キャップの中央部が、レザバ開口を規定する基板縁および当該レザバ・キャップが固定される開口を囲んでいる基板表面（「ストリート」）からの支持の他には構造的な支持を必要としないよう、レザバ開口は充分に小さいであり得る。しかしながら、多くの用途においては、例えばより大きなセンサ面積を曝露するために、さらには／あるいはレザバの内外への分子の質量輸送の速度を高めるために、レザバ開口の面積を、特定の材料および厚さのレザバ・キャップが自分自身を支持できる面積を超えて、大きくできるのが望ましい。また、特定の膜は、自己支持的ではあるものの通常用途の応力によって容易に裂けまたは割れを生じる可能性があるため、レザバ・キャップを備えるデバイスであって、当該デバイスのレザバ・キャップが当該デバイスの意図する用途において当該レザバ・キャップへと加わる応力に耐えることができるデバイスを提供することが、望ましい。また、いくつかの場合には、能動的かつ制御されたレザバの開放のために、レザバ・キャップを基盤とする技法を利用することができる少なくとも１つの幅広くて浅いレザバを有するレザバデバイスを提供することが、望ましい。
【特許文献１】米国特許第５，７９７，８９８号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５２７，７６２号明細書
【特許文献３】米国特許第６，４９１，６６６号明細書
【特許文献４】米国特許第６，５５１、８３８号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００４／１２１４８６号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
レザバを主体としたデバイスであって、個々のレザバが間に支持構造体を備える少なくとも２つの開口を有するとともに、レザバ内容物の放出または曝露を制御するため、その開口を覆うレザバ・キャップによって閉じられているデバイスが提供される。一態様においては、レザバ内容物の制御された放出または曝露を提供するデバイスであって、基板と、その基板内に配置され、２つ以上の開口を有しているレザバと、そのレザバ内に位置するレザバ内容物と、それぞれがレザバ開口のうちの少なくとも１つを覆って封じている２つ以上の別個のレザバ・キャップと、そのレザバ・キャップを選択的に脱離させるか、または透過性にするための制御手段と、を備えるデバイスが提供される。一実施形態においては、２つ以上の開口が、基板の同じ表面または同じ側に位置している。一実施形態においては、基板が、レザバ内容物の上方を延びる少なくとも１つのレザバ・キャップ支持部を有しており、２つ以上のレザバ・キャップが、少なくとも１つのレザバ・キャップ支持部によって部分的に支持される。一実施形態においては、基板が、一体に接着された２つ以上の基板部を有しており、これらの基板部のうちの１つが、レザバ・キャップ支持部を備えている。レザバ・キャップ支持部は、基板とは別個のコーティング材料または堆積材料から製造可能である。
【０００６】
一実施形態においては、レザバ・キャップを、別個独立に脱離させるか、または透過性にすることができる。選択されたレザバを覆っているレザバ・キャップを、実質的に同時に脱離させることもできるし、選択されたレザバを覆っているレザバ・キャップを、連続的に脱離させることもできる。一実施形態においては、２つ以上のレザバ・キャップが、電気的に連絡しており、電流が加えられたときに実質的に同時に脱離するように作動可能である。
【０００７】
一実施形態においては、上記レザバはマイクロレザバである。一実施形態においては、レザバは、３つ以上のレザバ開口および対応するレザバ・キャップを有している。好ましい実施形態においては、レザバ・キャップは、金属膜を含んでいる。一実施形態においては、レザバ・キャップは、金、白金、チタニウム、スズ、ならびにこれらの合金および他の組み合わせから選択される金属を含んでいる。
【０００８】
一実施形態においては、制御手段が、例えば電熱による融除を含むプロセスによって、レザバ・キャップを脱離させる。好ましい実施形態においては、レザバ・キャップは導電性材料であり、デバイスが電気入力リードおよび電気出力リードをさらに備えている。この電気入力リードおよび電気出力リードは、入力リードおよび出力リードを介してレザバ・キャップを通過する電流を加えたときにレザバ・キャップが脱離してレザバ内容物が放出または曝露されるように、レザバ・キャップに接続している。種々の実施形態において、レザバ・キャップの脱離は、化学反応、溶解、生分解、機械的な破裂、相の変化、またはこれらの組み合わせを含む。
【０００９】
好ましい実施形態においては、レザバ内容物は、センサまたはその構成要素を含む。他の実施形態においては、レザバ内容物は薬物を含む。
【００１０】
一実施形態においては、デバイスは、駆動用電子機器および電源をさらに備えており、ヒトまたは動物の患者へのインプラントのために包装されている。
【００１１】
他の態様においては、分子の制御された送達のための方法が提供される。一実施形態においては、この方法は、レザバ内容物が送達用の化学分子を含んでいる本明細書に記載のマルチキャップのデバイスを、あらかじめ選択された位置に配置する工程、およびデバイスから前記あらかじめ選択された位置へと前記分子の外への通過を可能にするため、レザバ・キャップを通っての拡散またはレザバ・キャップの脱離を制御する工程を包含する。
【００１２】
さらに他の態様においては、固定された試薬または二次デバイスの制御された曝露のための方法が提供される。一実施形態において、この方法は、レザバ内容物が固定された試薬、二次デバイス、またはこれらの組み合わせを含んでいる本明細書に記載のマルチキャップのデバイスを、あらかじめ選択された位置に配置する工程、および前記あらかじめ選択された位置においてレザバ内容物を環境へと曝露するため、レザバ・キャップの脱離を制御する工程を包含する。
【００１３】
さらに他の態様においては、本明細書に記載のデバイスを製造するための方法が提供される。典型的な実施形態においては、この製造方法は、ホウ素ドーピング法またはＤＲＩＥ法を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（発明の詳細な説明）
２つ以上の開口を、典型的には互いに隣接させて（例えば、アレイにおいて）有している少なくとも１つのレザバを備えるレザバ閉じ込めデバイスが開発された。このデバイスは、それらレザバ開口が別個のレザバ・キャップによって覆われている。各レザバ・キャップは、独立かつ別個に脱離させることができるか、またはレザバ・キャップのグループを同時に作動させることができる。例えば、１つのレザバを覆っている２つ以上のレザバ・キャップを、時間的な意味で、２つ以上の開口を開放すべく同時または連続的に作動させることができる。これらの多数の開口は、（大量輸送の観点から）より大きな開口のように効率的かつ有利に機能することができ、そしてなお、その開口をまたぐ自己支持的である選択的に除去可能／開放可能な構造によって覆われる有効な開口サイズを可能にする。
【００１５】
同時の作動は、２つの異なるやり方にて得ることができる。１つの場合には、２つ以上のキャップは電気的に連絡していないが、電流が２つのレザバ・キャップを通って別個に、しかしながら同時に流される。もう１つの場合には、２つ以上のキャップが電気的に連絡しており、電流をただ１つ加えることによって作動させられる。
【００１６】
支持構造であるレザバ・キャップ支持部は、レザバ内またはレザバの上方でレザバ・キャップの下方に配置され、レザバ・キャップを部分的に支持する。レザバの開口は、部分的には、レザバ・キャップの外縁部の下方に位置してレザバ・キャップの外縁部を支持する支持構造によって定められる。このようなデバイスおよび開口システムは、内部に隔離された薬物処方物やセンサなどといったレザバ内容物を選択的に放出または曝露するため、封止されたレザバ（好ましくは、気密に封止されている）の制御された開放のためのものである。他の実施形態においては、支持構造がレザバの外側に位置しており、あるいは支持構造がレザバの内側および外側の両方に位置している。
【００１７】
本明細書中で使用される場合、用語「脱離」は、これらに限られるわけではないが、分解、溶解、破裂、割れ、または他の何らかの形態の機械的破壊、ならびに化学反応または相変化（例えば、溶融または気化）に起因するレザバ・キャップの割れおよび／または構造的完全性の喪失を包含すべく、広く使用される（これらの機構のうちの特定の１つが必要とされない限りにおいて）。電熱による融除が、好ましい脱離の形態である。他の実施形態においては、脱離が腐食作用、例えば電気化学的に引き起こされる酸化または溶解を含んでいる。これらの脱離技法のいくつかの代表例が、米国特許第５，７９７，８９８号、米国特許第６，５２７，７６２号、および米国特許出願公開第２００４／０１２１４８６号に記載されている。
【００１８】
本明細書中で使用される場合、「からなる」、「構成される」、「備える」、および「含む」といった用語は、そのようでないと明示的に示されない限りは、開放的であって、限定を意味するものではない用語として意図されている。
【００１９】
（マルチキャップのレザバデバイスおよびシステムの実施形態の例）
本明細書中に記載されるマルチキャップレザバシステムおよび方法を使用するために作製され得るデバイスの種々の実施形態は、以下の非限定的な例示（図１〜１０）および説明を参照して理解することができる。
【００２０】
一実施形態においては、閉じ込めデバイスは、１つ以上のレザバのそれぞれに二次的なデバイス（センサまたは検出用の構成要素）を隔離している。ここで、各レザバは、別個のレザバ・キャップによって覆われる複数の開口（２つが図示されている）を有し、このレザバ・キャップは、レザバ・キャップ支持構造によって部分的に支持されている。必要に応じて、レザバを規定する基板は多層構造である。いくつかの実施形態においては、この多層基板は、レザバの深さおよび体積を大きくするためのスペーサー部を備えている。このスペーサー部は、レザバ・キャップ基板へと結合し、さらには例えば封止層または二次的デバイスの基板として機能する基板材料（これらは、例えばデバイスがセンサデバイスであるのか、あるいは薬品または化学物質の送達デバイスであるのかに依存する）など、他の基板材料へと結合する任意の構造材料であってよい。このスペーサー部は、半導体（例えば、シリコン）、ポリマー（例えば、エポキシ）、金属または合金（例えば、電気めっきされた金）、セラミック（例えば、ケイ素またはアルミニウムの酸化物、チッ化物、または炭化物−酸化アルミニウムまたはアルミナなど）、あるいは低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）などから製造することができる。
【００２１】
図１は、マルチキャップ・レザバデバイスの一実施形態の断面図である。デバイス１０は、第１の基板部１２と、第２の基板部（すなわち、スペーサー）２４と、封止層２６とを有する基板１１を備えている。この場合、封止層が、二次デバイス（例えば、センサ）のための基板としても機能する。３つの構成要素１２、２４、および２６は、一体に接着されてレザバ１６を規定する。第１の基板部の一部が、レザバ・キャップ支持部１４として機能し、レザバ１６を（図１の紙面に出入りする方向に）またいでいる。レザバ１６は、それぞれレザバ・キャップ１８ａおよび１８ｂによって閉じられて封じられる複数（２つが図示されている）の開口１３ａおよび１３ｂを有している。これらのレザバ・キャップは、部分的にレザバ・キャップ支持部１４によって支持され、レザバ１６を覆って内部に位置する二次デバイス２２を隔離している。二次デバイス２２は、封止層２６に固定されている。他の実施形態においては、レザバの底面が側壁と一体に形成される場合（例えば、第２の基板部と封止層とが単一である場合）は、別個の封止層が不要であることに注意されたい。
【００２２】
図４は、マルチキャップ・レザバデバイスの他の実施形態の断面図を示している。デバイス４０は、封止層２６に接着した基板１２を備え、これらが一緒になってレザバ１６を規定している。図１と異なり、この実施形態においては「スペーサー」は存在しない。封止層が、二次デバイス２２のための基板としても機能している。デバイスは、レザバ１６を（図４の紙面に出入りする方向に）またぐレザバ・キャップ支持部１４をさらに備えている。レザバ１６は、それぞれレザバ・キャップ１８ａおよび１８ｂによって封止／閉鎖される開口１３ａおよび１３ｂを有している。これらのレザバ・キャップは、部分的にレザバ・キャップ支持部１４によって支持され、レザバ１６を覆って内部に位置する二次デバイス２２を隔離している。
【００２３】
分かりやすくするため、図１および４にはレザバが１つだけ示されているが、デバイスが、複数のレザバ・キャップをそれぞれが有する複数のレザバを、アレイにして備えてもよい。また、分かりやすくするため、図１、２Ａ、３、４、および５の「切断」断面図からはそのように見えないかもしれないが、レザバが封じられた囲いであることに注意すべきである。
【００２４】
作動において、レザバ・キャップ１８ａおよび１８ｂは、レザバを開放して二次デバイスをデバイスの外部の１つ以上の環境成分へと曝露するため、適切な手段（図示せず）によって連続的または同時に、透過性にされるか、または脱離させられる。複数の開口は、ただ１つの開口に比べ、レザバの内外への物質のより迅速な拡散および／または流れを、好都合に可能にできる。例えば、二次デバイスが化学または生化学センサであって、デバイスがインプラント可能な医療用デバイスの一部である場合には、複数の開口によってより大きな面積が質量輸送のために提供されるため、センサと分析対象との間のより迅速な接触を促進でき、デバイスにより良好な検出機能がもたらされる（例えば、より短い応答時間、より高い感度、より低い検出限界、など）。
【００２５】
一特定の実施形態においては、Ｕｈｌａｎｄらの米国特許出願公開第２００４／０１２１４８６Ａ１号明細書（本明細書中に参考として援用される）に記載されているように、レザバ・キャップは導電性材料で形成され、電熱による融除によってレザバ・キャップを脱離させるのに効果的に電流を通すために、１対のリードに電気的に連絡している。図２Ａおよび２Ｂは、そのような実施形態の断面図（図２Ａ）および平面図（図２Ｂ）を示している。デバイス２０は、第１の基板部１２と、第２の基板部（すなわち、スペーサー）２４と、封止層２６とを有する基板１１を備える。３つの構成要素１２、２４、および２６が、一体に接着されてレザバ１６を規定する。第１の基板部の一部１２が、レザバ・キャップ支持部１４として機能し、レザバ１６をまたいでいる。レザバ１６は、レザバ・キャップ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、および１８ｄによって閉じられ封じられる複数（図２Ｂには４つが示されている）の開口を有している。これらのレザバ・キャップは、部分的にレザバ・キャップ支持部１４ａおよび１４ｂによって支持され、レザバ１６を覆って内部に位置する二次デバイス２２を隔離している。二次デバイス２２は、封止層２６に固定されている。基板部１２の表面において、レザバ・キャップ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、および１８ｄが、それぞれ入力リード／出力リード対２８ａ／３２ａ、２８ｂ／３２ｂ、２８ｃ／３２ｃ、および２８ｄ／３２ｄへと電気的に接続されている。これらのリードは、それぞれのレザバ・キャップを通って電流を加えるために、電力源（図示せず）へと接続されている。一実施形態においては、電力源が、搭載されている電池によってその場で充電されるかまたはＲＦ信号によって遠くから充電されるコンデンサである。
【００２６】
作動において、レザバ・キャップ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、および１８ｄは、レザバを開放して二次デバイスをデバイスの外部の１つ以上の環境成分へと曝露するように、電熱による融除によって、連続的または同時に脱離させられる。上述の説明ならびに図２Ａおよび２Ｂから理解できるように、４つのレザバ・キャップのそれぞれが、物質がレザバへと／レザバから通過するために利用できる全面積の約４分の１を覆っている。したがって、この開放システムは、輸送速度の制御について多大な柔軟性をもたらすとともに、自己支持が不可能な構造および寸法を有するレザバ・キャップを備えるより大きな有効開口を有するより大きなレザバの使用を可能にする。さらには、自らの重量ならびに意図されるデバイスの用途において加わる通常の応力または想定の応力よりも大きな応力に耐えることができるレザバ・キャップを、提供し得る。
【００２７】
他の実施形態においては、レザバ・キャップ支持部を、基板とは別個であるか、または多層基板のきわめて薄い層であるコーティングまたは堆積材料から、製造することができる。図３は、そのような実施形態の１つの断面図を示している。デバイス３０は、基板１２および封止層２６を備え、基本的には基板１２と封止層２６とが一緒になってレザバ１６を規定する。レザバ１６は、レザバ・キャップ１８ａおよび１８ｂによって閉じられ封じられた複数（２つが図示されている）の開口を有する。これらのレザバ・キャップは、レザバ・キャップ支持部３６を備えるコーティング層３４によって支持される。薬物処方物３８がレザバ１６の内部に配置され、レザバ・キャップが作動させられる（例えば、脱離させられるか、または透過性にされる）までレザバ１６内に隔離されている。
【００２８】
図５Ａおよび５Ｂは、センサ６２を備える基板５４内のレザバ５２を有するデバイス５０の断面斜視図を示す。センサは、バイア（ｖｉａ）６４を介して電気的に接続（データおよび電力の伝達）されている。レザバは、支持構造６０によって定められる１６個の開口６８を（４×４のアレイにて）有している。図５Ａにおいて、これらの開口はレザバ・キャップ５６によって覆われており、レザバ・キャップを介して導電路５８によって入力および出力リード５９と電気的に接続されている。図５Ｂでは、レザバ・キャップの下方の支持構造の開口をよりはっきりと示すために、レザバ・キャップおよび導電路が示されていない。
【００２９】
図１においては、支持構造は基板の一部分であるか、または基板（の一部分）から製造されている。そのような場合、製造プロセスのある時点において支持構造と基板とが区別不可能であるため、基板および支持構造の材料は同じであり、一体に接続／形成されている。対照的に、図３においては、異なる組成を有している（すなわち、異なる材料から形成されている）という意味、または同じ組成を有しているが別個の工程／異なる方法によって生成されているという意味のいずれかにおいて、支持構造と基板とが相違している。例えば、シリコン基板は単結晶から成長させることができ、シリコン支持構造を、種々の堆積方法を使用して堆積させることができる。支持材料は、マイクロ製造／マイクロ加工方法を含む当該分野で公知のさまざまな方法（例えば、プラズマ・スパッタリング、電子ビーム蒸着、イオンビーム・スパッタリングまたは蒸着、種々の化学気相成長法（低圧またはプラズマＣＶＤ）、およびスピン・コート（ガラスまたは種々のポリマー上へのスピン製膜））を使用して堆積させることができる。このような支持層は、シリコン上への厚い酸化シリコン層の成長など、熱によって成長させることも可能である。これらの方法のいずれにおいても、「堆積による」層が何らかのやり方でパターン加工され、支持構造を生成する。
【００３０】
図６〜１０（類似の部分は類似の番号を有する）に示した種々の好ましい実施形態においては、レザバ内容物はセンサ（特に、グルコースセンサ）を含む。これらの実施形態のいくつかにおいては、デバイスが、センサ部（センサ電極、ならびに例えば関連の触媒／試薬および選択透過性の膜を備える）およびレザバ部（開放可能なレザバ開口、レザバ・キャップ、およびレザバ・キャップを脱離させるための手段を備える）という少なくとも２つの基板部を備えている。これらの部位を別個に製造し、その後に最終的なデバイスの一部として一体に接着することができる。
【００３１】
図６Ａ〜６Ｃに示されている一実施形態においては、マルチキャップ・レザバデバイスは、レザバ基板部１１４、レザバ１３０、レザバ・キャップ１１２、支持構造１１０、センサ基板部１１８、センサ電極１２２、基準電極１２４、センサ電子機器を収容している金属缶１２０、接続パッド１２８、電力（電流）をデバイスのレザバ・キャップ側へと伝えるための配線１３２、電力およびデータをデバイスのセンサ側へと伝え、デバイスのセンサ側から伝えるための配線１２６、を備えている（説明を分かりやすくするため、それぞれのレザバ・キャップおよび接続パッドからの導電路／それぞれのレザバ・キャップおよび接続パッドへの導電路は、図からは省略されている）。この実施形態においては、基準電極は、別個のレザバ基板の間のセンサ基板部に取り付けられている。
【００３２】
この図６の実施形態においては、レザバ基板ごとに１つのレザバが存在している。他の実施形態においては、レザバ基板ごとに２つ、または３つ以上のレザバが存在してもよい。さらに他の実施形態においては、デバイスのレザバ基板部の構成要素およびセンサ基板部の構成要素を電気的に接続するために、バイアを使用してもよく、これにより、例えばデバイスと別個（例えば、遠方または外部）のコントローラ／電源との間の電気配線を、より少なくすることができるかもしれない。また、図６Ｂは、異なる数および形状のレザバ開口およびレザバ・キャップを使用できることを、説明している（例えば、左側のレザバを右側のレザバと比較されたい）。
【００３３】
センサデバイスの他のバリエーションが、図７Ａ〜Ｃに示される。図６のセンサデバイスに類似しているが、基準電極１２４が、センサ基板部１１８にではなく、レザバ間のレザバ基板部１１４に取り付けられており、図示する２つのレザバを有するただ１つのレザバ基板部が存在している。センサデバイスのさらに他のバリエーションが、図８Ａ〜Ｃに示されている。図６および図７のセンサデバイスに類似しているが、基準電極１２４が、レザバ・キャップ１１２によって覆われた自身の専用の別個のレザバ１３１に配置されており、別個独立の配線１２６の代わりにリボン・ケーブル１１６が使用されている。図９Ａ〜Ｃに示したまた別のバリエーションにおいては、基準電極１２４が、キャップされた２つのレザバの間で、レザバ基板を有する基板部１１４の穴１３３に位置するセンサ基板部に取り付けられている。
【００３４】
いくつかの実施形態においては、デバイスが、マルチキャップ・レザバの構成要素を柔軟に一体に接続してなるアレイを備えている。構成要素が柔軟に接続されるデバイスの例は、米国特許出願公開第２００２／００９９３５９号および米国特許第６，４９８，０４３号（本明細書中に参考として援用される）に記載されている。センサデバイスの一例が、図１０Ａ〜Ｃに示されている。デバイス２００は、電力および制御の電子機器モジュール２０２を備えて、この電子機器モジュール２０２は、マルチキャップ・レザバを基本とするセンサ・ユニット２０４ａ〜ｄを柔軟に接続しする個々のチェーンへと接続されている。ユニットは、他の技法の中でもとりわけ、配線および／または外鞘（例えば、生体適合性のエラストマーまたはポリマーで作られている）によって柔軟に接続することができる。
【００３５】
本明細書に記載されるマルチキャップのレザバ・システムおよびデバイスは、インプラント可能な医療用デバイスおよび他のデバイスなどの、さまざまなデバイスとともに使用することもできるし、さまざまなデバイスへと組み込むこともできる。例としては、薬品送達デバイスならびに診断および検出デバイスが挙げられ、そのいくつかは、米国特許第５，７９７，８９８号、第６，５５１、８３８号、第６，５２７，７６２号、ならびに米国特許出願公開第２００２／００９９３５９号、第２００３／００１０８０８号、第２００４／０１２１４８６号（これらは、本明細書中に参考として援用される）に記載されている。いくつかの実施形態においては、本明細書に記載のマルチキャップのレザバデバイス／システムは、他のデバイスの部分構成要素である。たとえば、患者の生理学的状態を知らせるセンサ、患者の体へと電気的な刺激をもたらすための電極、ポンプ、カテーテル、またはこれらの組み合わせをさらに有しているインプラント可能な薬品送達デバイスの一部であってよい。それらのいくつかの例が、米国特許出願公開第２００４／０１２７９４２Ａ１号明細書および第２００４／０１０６９５３Ａ１号明細書ならびに米国特許第６，４９１，６６６号（これらは、本明細書中に参考として援用される）に記載されている。
【００３６】
（マルチキャップのレザバデバイスおよびシステムのさらなる詳細）
レザバ開口よりも小さい複数のレザバ・キャップを組み合わせて、レザバ内容物をレザバの外側の環境から隔てることができるように、レザバ・キャップ支持部がレザバを覆うように位置することによって、種々の利点がもたらされる。第１に、大きなレザバ・キャップに起因するあらゆる構造的な制約（例えば、構造的な支持を欠くことに起因する構造的な完全性の欠如）が取り除かれるため、より大きなレザバを形成することができる。第２に、複数のレザバ・キャップを透過性にし、あるいは脱離させたときに、二次デバイスを含むレザバ内容物にとって、二次デバイスおよびセンサ領域への搬送の面積／二次デバイスおよびセンサ領域からの搬送の面積が、より大きなレザバゆえに大きくなる。第３に、放出される分子を含んでいるレザバの内容物にとって、複数のレザバ・キャップを透過性にし、あるいは脱離させたときの放出の速度が、複数のレザバ開口ゆえに大きくなる。さらには、マルチキャップのレザバは、より大きいものであり得るため、より多くの分子を放出することができ、より大きな二次デバイスをレザバ内に配置できる。
【００３７】
本明細書に記載のデバイスおよび方法の他の利点を説明するため、電熱による融除を用いて開放するように設計され、大きなレザバ開口面積を有しているデバイスを、検討することができる。自己支持式のレザバ・キャップが所望される場合は、追加の支持構造がなくても必要な機械的完全性がもたらされるよう、レザバ・キャップが大きな厚さを有するように設計される傾向にある。しかしながら、レザバ・キャップの厚さを増すことによって、より薄いレザバ・キャップに比べてより多くの電流が必要とされることになるため、駆動方法の効率が低下することになる。したがって、１つのレザバを覆う複数のより小さい低電流のヒューズを設けることが、たとえレザバ・キャップを自身を機械的に支持するように製造できる場合であっても、より大きな１つの大電流のレザバ・キャップを設けるよりも好都合であると考えられる。比較的大きな体積のレザバ内容物を後の放出または曝露のために包んでおくという必要性に鑑み、レザバ・キャップの強度、脱離可能なレザバ・キャップの数および大きさ、およびレザバ・キャップを脱離させるための手段の複雑さの間に、トレードオフが必要とされるであろう。さらに、より大きな開口は、対応してより大きい曝露表面積を提供できるが、これはセンサ、とくには平面型のセンサにとって、きわめて重要な変数である。そのような場合、必要に応じてレザバの体積は、望ましくはきわめて小さくてよい。例えば、より薄い基板を使用して、分子が（例えば、体内の）レザバの外側からセンサ表面まで移動しなければならない距離を短くすることができる。対照的に、平たくないセンサ（例えば、ＴＨＥＲＡＳＥＮＳＥの配線型のグルコース・センサに類似のセンサ）については、センサの三次元の特徴が、レザバの体積を、曝露される表面積と同様に重要なものにする可能性がある。
【００３８】
レザバ・キャップを電気的に分離しておき、それらを別個独立かつ連続的に作動させることによって、連続的な駆動を達成することができる。他の実施形態においては、ただ１つの電流を印加することによって同時動作を得るため、レザバ・キャップを電気的に直列に接続することができる。基本的には、レザバ・キャップがどのように電気的に配線され、どのように電流が加えられるかに応じて、同時および連続的駆動の任意の組み合わせを達成することができる。一般的には、電熱による融除の実施形態においては、レザバ・キャップが並列に接続される場合、電路に沿った電圧効果ゆえに電流が相違する可能性がある。接続パッドに最も近いレザバ・キャップが最大の電流を有し、遠方のレザバ・キャップよりも早く（少なくとも、マイクロ秒の時間軸において）脱離するであろう。典型的には、１つのレザバ・キャップの脱離が他のレザバ・キャップの脱離に影響しないため、並列接続が好ましい。直列の電気接続においては、電流は同一であるが、レザバ・キャップの特性に相違が存在する可能性があり、１つが他よりもわずかに早く脱離する可能性がある。最初のレザバ・キャップが脱離することで、回路の抵抗が大きくなり、残りのキャップを通過する電流が減少する。
【００３９】
（基板およびレザバ）
一実施形態においては、閉じ込めデバイスが、レザバ内容物を流体を通さない様相または気密の様相で封じて収容するための１つ以上のレザバを備える本体部（すなわち、基板）を有している。本明細書中で使用される場合、用語「気密」は、ヘリウム、水蒸気、および他の気体の締め出しに有効な封止／閉じ込めを指す。本明細書中で使用される場合、用語「流体を通さない」は、気密ではないが、液相内の溶解物質（例えば、グルコース）を締め出すために有効な封止／閉じ込めを指す。基板は、その中にレザバが形成される構造体（例えば、デバイスの一部）であり得、例えばエッチング、機械加工、または成型されたレザバを収容することができる。レザバは、くぼみ、容器、または空洞である。一実施形態においては、デバイスは、複数のレザバを、本体部の少なくとも１つの表面を横切る不連続な位置に配置して備える。他の実施形態においては、それぞれのレザバ基板部についてただ１つのレザバが存在し、必要に応じてこのような部位を２つ以上一緒に、１つのデバイスにおいて使用することができる。
【００４０】
レザバは、当該分野において公知の任意の適切な製造技法を使用して、構造体部分に製造することができる。代表的な製造技法としては、ＭＥＭＳ製造プロセス、マイクロファブリケーション・プロセス、または他のマイクロ加工プロセス、種々の穿孔技法（例えば、レーザによる穿孔、機械的な穿孔、および超音波による穿孔）、およびＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック）などの積み上げまたは積層技法が挙げられる。必要に応じて、レザバの表面を、表面の１つ以上の特性を変化させるように処理または被覆することができる。そのような特性の例として、親水性／疎水性、濡れ性（表面エネルギー、接触角、など）、表面粗さ、電荷、剥離特性、などが挙げられる。当該分野で公知のＭＥＭＳ法、マイクロ成型、マイクロ機械加工、およびマイクロファブリケーション技法は、種々の材料から基板／レザバを製造するために使用することができる。当該分野で公知の多数の他の方法も、レザバを形成するために使用可能である。例えば、米国特許第６，１２３，８６１号および米国特許第６，８０８，５２２号を参照されたい。例えば、射出成型、熱圧着成型、押し出し、など、種々のポリマー形成技法も使用可能である。
【００４１】
種々の実施形態において、閉じ込めデバイスの本体部は、シリコン、金属、セラミック、ポリマー、またはこれらの組み合わせで構成される。適切な基板材料の例としては、金属（例えば、チタニウム、ステンレス鋼）、セラミック（例えば、アルミナ、チッ化ケイ素）、半導体（例えば、シリコン）、ガラス（例えば、ＰｙｒｅｘＴＭ、ＢＰＳＧ）、ならびに分解性および非分解性のポリマーが挙げられる。流体を通さないことだけが求められる場合には、基板を、典型的には気密性ゆえに求められると考えられる金属またはセラミックではなく、ポリマー材料で形成することができる。
【００４２】
好ましい実施形態においては、各レザバが、気密性の材料（例えば、金属、シリコン、ガラス、セラミック）で形成され、レザバ・キャップによって気密に封止される。望ましくは、基板材料が生体適合性であり、患者への長期のインプラントに適している。好ましい実施形態においては、基盤は１つ以上の機密性の材料で形成される。使用前に基板またはその一部を、気密性の生体適合性材料（例えば、不活性セラミック、チタニウム、など）で被覆でき、包むことができ、あるいは他の方法でそのような材料内に収容することができる。気密でない材料を、気密材料の層で完全に被覆してもよい。例えば、ポリマー製の基板が、薄い金属被膜を有することができる。基板材料が生体適合性でない場合には、使用の前に、ポリ（エチレン・グリコール）、ポリテトラフルオロエチレン様の材料、ダイアモンド様のカーボン、炭化ケイ素、不活性セラミック、アルミナ、チタニウム、などといった生体適合性の材料で被覆でき、包むことができ、あるいは他の方法でそのような材料内に収容することができる。一実施形態においては、基板が気密性であり、すなわち送達しようとする分子および周囲の気体または流体（例えば、水、血液、電解液、または他の溶液）に対して非透過性（少なくとも、レザバデバイスの使用時間の間は）である。他の実施形態においては、基板が、生体適合性の成分へと所定の時間期間にわたって劣化または溶解する材料で作られている。そのような材料の例としては、ポリ乳酸、ポリ・グリコール酸、および乳酸・グリコール酸共重合体などの生体適合性ポリマー、ならびに分解性の酸無水物・イミド共重合体が挙げられる。
【００４３】
基板は、さまざまな形状または異形の表面へと形成することができる。例えば、平坦または湾曲した表面を有することができ、そのような表面を、例えば取り付け面に一致するように形作ることができる。種々の実施形態において、基板または閉じ込めデバイスは、平坦なチップ、円形または卵形の円板、細長い筒、球、またはワイヤの形態である。基板は可撓性であっても、剛性であってもよい。種々の実施形態において、レザバは不連続であり、変形不可能であり、インプラント可能な医療用デバイスの１つ以上の表面（または、その領域）を横切ってアレイに配置されている。
【００４４】
基板は、ただ１つの材料によって構成されてもよいし、複合材料または多層材料であってもよい（すなわち同一または異なる基板材料を一体に接着してなる複数層で構成されてもよい）。基板部（図１のように）は、例えばシリコンまたは他のマイクロ機械加工された基板であってよく、あるいは例えば米国特許出願第０９／６６５，３０３号または米国特許第６，５２７，７６２号に記載されているように、シリコンなどのマイクロ機械加工された基板とＰｙｒｅｘガラスとの組み合わせであり得る。他の実施形態においては、基板が、一体に接着された複数のシリコン・ウエハからなる。さらに他の実施形態においては、基板は、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）またはアルミナなどの他のセラミックからなる。一実施形態においては、本体部はマイクロチップデバイスのための支持部である。一例においては、この基板はシリコンで形成されている。
【００４５】
全体としての基板の厚さおよびレザバの体積を、ウエハまたは基板材料の層を一体に接着または取り付けすることによって、大きくすることができる。デバイスの厚さは、おそらくは各レザバの体積を左右し、さらに／または基板上に取り入れることができるレザバの最大数を左右しうる。基板およびレザバの寸法および数は、特定の用途において必要とされるレザバ内容物の量および体積、製造上の制約、および／または好ましくは最小限の侵襲の施術を用いての患者へのインプラントに適するためのデバイスの全体寸法の制約に対応するように、選択することができる。
【００４６】
平面型のセンサを使用するインプラント可能センサの用途に関し、好ましい実施形態では、上述のとおり基板が比較的薄い。
【００４７】
基板は、１つ、２つ、または３つ以上のレザバを有することができる。種々の実施形態においては、数十、数百、または数千のレザバが、基板を横切ってアレイ状に配置される。例えば、インプラント可能な薬品送達デバイスの一実施形態は、２５０〜７５０個のレザバを備えており、それぞれのレザバが、放出すべき１回分の量の薬品を収容している。検出用の一実施形態においては、デバイス内のレザバの数が、個々のセンサの動作寿命によって決定される。例えば、１年間のインプラントが可能なグルコース監視デバイスであって、体へと曝露された後に３０日間にわたって機能を維持するセンサを有しているグルコース監視デバイスは、少なくとも１２個のレザバを含む（各レザバにつきセンサ１つと仮定）と考えられる。他のセンサの実施形態においては、センサ表面とレザバ開放手段との間の距離が最小限にされ、好ましくは数ミクロンまで近付けられる。この場合、レザバの体積は、主としてセンサの表面積によって決定される。例えば、典型的な酵素式グルコース・センサの電極は、４００μｍ×８００μｍの空間を占める。
【００４８】
一実施形態においては、レザバはマイクロレザバである。「マイクロレザバ」は、薬物処方物など、微少量の物質の保存および放出／曝露に適したレザバである。一実施形態においては、マイクロレザバが、５００μＬ以下（例えば２５０μＬ未満、１００μＬ未満、５０μＬ未満、２５μＬ未満、１０μＬ未満、など）かつ約１ｎＬよりも大きい（例えば、５ｎＬ超、１０ｎＬ超、約２５ｎＬ超、約５０ｎＬ超、約１μＬ超、など）体積を有している。用語「微少量」は、１ｎＬから５００μＬまでの体積を指す。一実施形態においては、微少量が、１ｎＬ〜１μＬの間である。他の実施形態においては、微少量が、１０ｎＬ〜５００ｎＬの間である。さらに他の実施形態においては、微少量が、約１μＬ〜５００μＬの間である。マイクロレザバの形状および寸法は、薬物（あるいは、センサまたは他のレザバ内容物）とマイクロレザバの周囲の表面との間の接触面積を最大化または最小化するように、選択することができる。
【００４９】
一実施形態においては、レザバが厚さ２００ミクロンの基板に形成され、厚さ約２０〜約５０ミクロンでありうる支持構造によって占められる体積を勘定しない約２５０ｎＬの体積のために、１．５ｍｍ×０．８３ｍｍの寸法を有している。
【００５０】
他の実施形態においては、レザバがマクロレザバである。「マクロレザバ」は、微少量よりも多い量の物質の保存および放出／曝露に適したレザバである。一実施形態においては、マクロレザバが、５００μＬよりも大きく（例えば、６００μＬ超、７５０μＬ超、９００μＬ超、１ｍＬ超、など）かつ５ｍＬ未満（例えば、４ｍＬ未満、３ｍＬ未満、２ｍＬ未満、１ｍＬ未満、など）の体積を有している。
【００５１】
マイクロ規模またはマクロ規模の体積／量へと限られることが明示的に示されていない限りは、用語「レザバ」は、両者を包含するように意図されている。
【００５２】
一実施形態においては、デバイスが、マイクロチップ化学品送達デバイスを有している。他の実施形態においては、デバイスが、「マイクロチップ」と称されることがないと考えられるポリマー・チップまたは非シリコン系の材料で構成されたデバイスを含んでいる。一実施形態においては、デバイスが浸透圧ポンプ、例えばＶＩＡＤＵＲＴＭインプラント物（Ｂａｙｅｒ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ  ａｎｄ  Ａｌｚａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）などの市販のデバイスに備えられているＤＵＲＯＳＴＭ浸透圧ポンプ技術（Ａｌｚａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を有している。
【００５３】
（レザバ・キャップ支持部）
レザバ・キャップ支持部は、基板材料、構造材料、またはコーティング材料、あるいはこれらの組み合わせから構成できる。基板材料からなるレザバ・キャップ支持部は、レザバと同じ工程において形成することができる。上述のＭＥＭＳ法、マイクロファブリケーション、マイクロ成型、およびマイクロ機械加工技法を、種々の基板材料から基板／レザバならびにレザバ・キャップ支持部を製造するために使用することができる。構造材料からなるレザバ・キャップ支持部も、基板上への堆積技法、ならびにその後のＭＥＭＳ法、マイクロファブリケーション、マイクロ成型、およびマイクロ機械加工技法によって形成することができる。コーティング材料から形成されるレザバ・キャップ支持部は、公知のコーティング・プロセス、ならびにテープ・マスキング、シャドウマスキング、選択的レーザ除去技法、または他の選択的な方法を使用して、形成することができる。
【００５４】
レザバは、自身のレザバ内容物の上方に複数のレザバ・キャップ支持部を種々の構成で有することができる。例えば、１つのレザバ・キャップ支持部が、レザバの片側から反対側へとまたがることができ、別のレザバ・キャップ支持部が、最初のレザバ・キャップ支持部と交差して、レザバの他の２つの側を差し渡すことができる。このような例では、４つのレザバ・キャップをレザバの上方に支持することができる。
【００５５】
センサ用途（例えば、グルコース・センサ）のための一実施形態においては、（レザバを１つだけ備えていても、あるいは２つ以上備えていてもよいデバイスの）レザバが、３つ以上のレザバ開口および対応するレザバ・キャップを有している。
【００５６】
支持構造の寸法および形状は、具体的な用途の特定の要件に応じて、さまざまであってよい。例えば、支持構造の厚さ、幅、および断面形状（例えば、正方形、矩形、三角形）は、特定の薬物処方物の特定の薬物放出動力学、あるいはインプラント部位などに合わせて、変更され得る。
【００５７】
（レザバ内容物）
レザバの内容物は、基本的には、放出または曝露が所望される或る選択された時点まで、レザバの外部の環境から隔離（例えば、保護）される必要がある任意の物体または物質である。種々の実施形態において、レザバ内容物は、（ある量の）化学分子、二次デバイス、またはこれらの組み合わせを含む。
【００５８】
特定のレザバ内容物（例えば、触媒またはセンサ）の正確な機能にはは、通常、レザバからの放出は必要とされず；むしろそのレザバ内容物がレザバ・キャップの開放後にレザバ外の環境に曝露されたときに、意図する機能（例えば、触媒作用または検出）が起こされる。すなわち、触媒分子または検出用の構成要素は、開放されたレザバから放出されても、開放されたレザバ内に不動化されてとどまっていてもよい。薬物分子などといった他のレザバ内容物は、患者へと治療効果をもたらすべくデバイスから出て体内の部位へと届けられるために、レザバからの放出を必要とすることが多いであろう。しかしながら、特定の体外の用途のために、薬物分子がレザバ内に保たれてもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態においては、封止されたレザバの気密性（典型的には、特定の用途において特定の分子（ヘリウムまたは水など）について許される最大の移動速度として定義される）が必要とされる。すなわち、レザバを気密であるとみなすことができるか否かは、デバイスの種々の用途の特定の要求に応じ、用途間で変化しうる。
【００６０】
（化学分子）
レザバ内容物は、基本的には、任意の天然または合成由来の有機分子または無機分子、あるいはそれらの混合物を含むことができる。分子は、基本的には、純粋な固体または液体、ゲルまたはヒドロゲル、溶液、乳濁液、スラリー、または懸濁液など、任意の形態であってよい。開放されたレザバからの開放の速度および／または時間を制御または向上させるため、対象の分子を、他の物質と混合してもよい。種々の実施形態において、分子は、非晶質および結晶性の混合粉末、一枚岩の固体混合物、凍結乾燥粉末、および固体相互貫入網目構造など、固体混合物の形態であってよい。他の実施形態においては、分子が、溶液、乳濁液、コロイド懸濁液、スラリー、またはゲル混合物（ヒドロゲルなど）など、液体を含む形態である。
【００６１】
好ましい実施形態においては、レザバ内容物は、薬物処方物を含んでいる。薬物処方物は、薬物を含む組成物である。本明細書中で使用される場合、用語「薬物」は、任意の治療用および予防用因子を含む（例えば、有効薬物成分またはＡＰＩ）。一実施形態においては、例えば投与が必要になるまでの薬物送達デバイスにおける保存の際に、とくには商業上または医療上有用な時間について薬物の安定性を維持または延長する目的で、薬物が固体の形態で提供される。固体の薬物マトリックスは、純粋な形態であってもよいし、当該薬物が含有、懸濁、または分散されている他の材料からなる固体粒子の形態であってもよい。一実施形態においては、薬物が、例えば薬物をレザバからレザバを覆う薄いカプセルを通って押し出す際に助けとなることができる、水で膨潤可能な材料など、放出を加速するために有用な賦形剤と調合される。
【００６２】
一実施形態においては、薬物が、薄いカプセルを通っての移動を促進する１つ以上の賦形剤とともに調合される。そのような賦形剤の例としては、ＤＭＳＯなどの溶媒、あるいはコラーゲン分解酵素またはフィブリン分解酵素が挙げられる。
【００６３】
薬物は、低分子、高分子（すなわち、マクロ分子）、またはこれらに組み合わせを含むことができる。一実施形態においては、大きな分子の薬物が、たんぱく質またはペプチドである。他のさまざまな実施形態においては、薬物を、アミノ酸、ワクチン、抗ウイルス物質、遺伝子送達ベクター、インターロイキン抑制剤、免疫調整剤、神経栄養因子、神経保護薬、抗腫瘍薬、化学療法薬、ポリサッカライド、抗凝血剤（例えば、ＬＭＷＨ、ペンタサッカライド）、抗生物質（例えば、免疫抑制剤）、鎮痛薬、およびビタミンから選択することができる。一実施形態においては、薬物がたんぱく質である。適切な種類のたんぱく質の例としては、糖タンパク質、酵素（例えば、タンパク質分解酵素）、ホルモンまたは他の類似物質（例えば、ＬＨＲＨ、ステロイド、コルチコステロイド、成長因子）、抗体（例えば、抗ＶＥＧＦ抗体、腫瘍壊死因子阻害剤）、サイトカイン（例えば、α−、β−、またはγ−インターフェロン）、インターロイキン（例えば、ＩＬ−２、ＩＬ−１０）、および糖尿病／肥満症関連の治療剤（例えば、インスリン、エキセナチド、ＰＹＹ、ＧＬＰ−１およびその類似物質）が挙げられる。一実施形態においては、薬物が、ロイプロリドなどのゴナドトロピン放出（ＬＨＲＨ）ホルモン類似物質である。他の典型的な実施形態においては、薬物が、例えばｈＰＴＨ（１−８４）またはｈＰＴＨ（１−３４）であるが、ヒト副甲状腺ホルモンまたはその類似物質など、副甲状腺ホルモンを含んでいる。さらなる実施形態においては、薬物は、ヌクレオシド、ヌクレオチド、ならびにこれらの類似物質および共役物から選択される。さらに他の実施形態においては、薬物は、心房性ナトリウム利尿ペプチド（ＡＮＰ）、Ｂ型（すなわち、脳）ナトリウム利尿ペプチド（ＢＮＰ）、Ｃ型ナトリウム利尿ペプチド（ＣＮＰ）、またはデンドロアスピス・ナトリウム利尿ペプチド（ＤＮＰ）など、ナトリウム利尿活性を有するペプチドを含んでいる。さらに他の実施形態においては、薬物が、利尿薬、血管拡張薬、強心薬、抗不整脈薬、Ｃａ＋チャンネル遮断薬、抗アドレナリン作用性／交感神経遮断薬、およびレニンアンギオテンシン系アンタゴニストから選択される。一実施形態においては、薬物が、ＶＥＧＦインヒビター、ＶＥＧＦ抗体、ＶＥＧＦ抗体フラグメント、または別の抗血管新生薬である。例として、ＭＡＣＵＧＥＮＴＭ（Ｐｆｉｚｅｒ／Ｅｙｅｔｅｃｈ）（ペガプタニブ・ナトリウム）またはＬＵＣＥＮＴＩＳＴＭ（Ｇｅｎｅｔｅｃｈ／Ｎｏｖａｒｔｉｓ）（ｒｈｕＦａｂ  ＶＥＧＦ、またはラニビズマブ）などのアプタマーが挙げられ、脈絡膜の血管新生の予防において使用することができる（加齢黄斑変性または糖尿病性網膜症の処置において有用である）。また更なる実施形態においては、薬物が、プロスタグランジン、プロスタサイクリン、または末梢血管疾患の治療において有効な別の薬物である。
【００６４】
他の実施形態においては、薬物が、骨形成たんぱく質（例えば、ＯＰ‐１、ＢＭＰ‐２、など）、成長因子（ＦＧＦ、ＩＧＦ、ＴＧＦ‐β、など）、またはこれらの組み合わせを含んでいる。さらに他の実施形態においては、薬物が、ＶＥＧＦなどの血管新生阻害剤である。さらなる実施形態においては、薬物が、デキサメタゾンなどの抗炎症薬である。一実施形態においては、デバイスが、血管新生阻害剤および抗炎症薬の両方を含んでいる。
【００６５】
１つのデバイスのレザバは、ただ１つの薬物を含んでも、２つ以上の薬物の組み合わせを含んでもよく、さらに／あるいは２つ以上の移動促進剤を含むことができ、さらに薬学的に受容可能な１つ以上の担体を含むことができる。２つ以上の移動促進剤、血管新生阻害剤、抗炎症薬、またはこれらの組み合わせを、一緒に保存し、同じ１つ以上のレザバから放出することができ、あるいは別個のレザバにそれぞれ保存して、別個のレザバから放出することができる。
【００６６】
例えば分析化学または医学的診断の分野において少量（ミリグラム〜ナノグラム）の１つ以上の分子の制御された放出が必要とされる体外の用途においては、化学分子が、幅広い範囲の分子のいずれかであってよい。分子は、ｐＨ緩衝剤、診断用試薬、およびポリメラーゼ連鎖反応または他の核酸増幅手順などの複雑な反応における試薬として有効であってよい。他のさまざまな実施形態においては、放出されるべき分子が、香料または香水、色素または他の着色剤、甘味料または他の濃縮された香味料、あるいは他のさまざまな化合物である。さらに他の実施形態においては、レザバが、分子を固定して含んでいる。例として、試薬、触媒（例えば、酵素、金属、およびゼオライト）、タンパク質（例えば、抗体）、核酸、多糖類、細胞、およびポリマーなど、反応に関与し得る任意の化学種が挙げられ、さらには診断用試薬として機能し得る有機または無機の分子が挙げられる。
【００６７】
放出のための薬物または他の分子を、放出の速度を制御すべく母体材料に分散させることができる。この母体材料は、米国特許第５，７９７，８９８号に記載されているような「放出システム」であってよく、その分解、溶解、または拡散特性によって、化学分子の放出の速度を制御するための方法をもたらすことができる。
【００６８】
とくに薬物の場合に、放出システムは、１つ以上の薬物賦形剤を含むことができる。放出システムは、血漿レベルの時間変化が望まれる場合に、時間変調された放出の推移（例えば、パルス状の放出）を提供することができ、あるいは例えば治療効果を高めるべく一定の血漿レベルが望まれる場合には、より連続的または一貫した放出の推移を提供することができる。パルス状の放出は、個々のレザバから、複数のレザバから、あるいはこれらの組み合わせから、達成することができる。例えば、各レザバがただ１つのパルスのみをもたらす場合には、複数のレザバのそれぞれからの単一のパルスの放出を時間的にずらすことによって、複数のパルス（すなわち、パルス状の放出）が達成される。あるいは、放出システムに複数層を取り入れ、ただ１つのレザバに他の材料を取り入れることによって、ただ１つのレザバから複数のパルスを実現することができる。連続的な放出は、長い期間にわたって分解し、溶解し、あるいは自身を通過する分子の拡散を許容する放出システムを取り入れることによって、実現することができる。さらには、連続的な放出を、分子の複数のパルスを素早い連続で放出することによって、近似することができる（「デジタル式」の放出）。例えば米国特許第５，７９７，８９８号に記載されているように、本明細書に記載の能動放出システムを、単独で使用することができ、あるいは受動的な放出システムと組み合わせて使用することができる。例えば、受動的な放出システムを曝露させるために、能動的な手段によってレザバ・キャップを取り去ることができ、あるいは所与の基板が、受動式の放出レザバおよび能動式の放出レザバの両者を備えることができる。
【００６９】
一実施形態においては、レザバ内の薬物処方物が、薬物の層および薬物でない物質の層を有している。能動放出機構によってレザバ内容物が曝露された後、この複数層が、薬物でない層が介在しているがゆえに、複数のパルスの薬物の放出をもたらす。このような戦略を、複雑な放出推移を得るために使用することができる。
【００７０】
（二次デバイス）
本明細書中で使用される場合、用語「二次デバイス」は、そうではないととくに明示的に示されない限りは、レザバ内に位置することができる任意のデバイスまたはその構成要素を指す。一実施形態においては、二次デバイスが、センサまたはその検出用構成要素である。本明細書中で使用される場合、「検出用構成要素」とは、化学種またはイオン種の存在、非存在、または変化、エネルギー、あるいは或る場所の１つ以上の物理的特性（例えば、ｐＨ、圧力）の測定または分析において使用される構成要素を包含する。センサの種類として、バイオセンサ、化学センサ、物理センサ、または光センサが挙げられる。二次デバイスは、さらに米国特許第６，５５１，８３８号に記載されている。一実施形態においては、センサが圧力センサである。例えば、米国特許第６，２２１，０２４号および第６，２３７，３９８号、ならびに米国特許出願公開第２００４／００７３１３７号を参照されたい。検出用構成要素の例としては、薬物、化学物質、またはイオン種の存在、非存在、または変化、エネルギー（または、光）、あるいは或る場所における１つ以上の物理的特性（例えば、ｐＨ、圧力）の変化の測定または分析に使用される構成要素が挙げられる。
【００７１】
さらに他の実施形態においては、センサが、化学物質の検出に使用されるような片持ち梁式のセンサを備えている。例えば、ここでの言及によって本明細書に取り入れられたものとする米国特許出願公開第２００５／０００５６７６号を参照されたい。
【００７２】
一実施形態においては、デバイスが患者（例えば、ヒトまたは他の哺乳類）へのインプラントのために準備され、レザバ内容物が、患者の生理学的状態を知らせる少なくとも１つのセンサを含んでいる。例えば、センサは、血液、血漿、間質液、硝子体液、または患者の他の体液に存在するグルコース、尿素、カルシウム、またはホルモンの濃度を監視することができる。
【００７３】
マイクロチップデバイスまたは他のデバイスであってよい一次デバイスの内部に位置する二次デバイスにて得たデータを受信および分析するために、いくつかの選択肢が存在する。一次デバイスを、その場のマイクロプロセッサによって制御することができ、あるいは遠方から制御することができる。バイオセンサ情報が、駆動の時間および種類を自動的に、人間の介在にて、あるいはこれらの組み合わせにて決定するための入力を、コントローラへともたらすことができる。例えば、デバイスの動作を、搭載されている（すなわち、包装内の）マイクロプロセッサによって制御することができる。デバイスからの出力信号は、必要であれば適切な回路によって調整された後に、マイクロプロセッサによって取得される。分析および処理の後、出力信号を、書き込み可能なコンピュータ・メモリ・チップに保存することができ、さらに／あるいはマイクロチップから離れた遠方の位置へと送信（例えば、無線で）することができる。電力は、電池によってその場で、あるいは無線伝達によって遠方から、マイクロチップ・システムへと供給することができる。例えば、米国特許出願公開第２００２／００７２７８４号を参照されたい。
【００７４】
一実施形態においては、放出用の薬物分子とセンサ／検出用構成要素とを含むレザバ内容物を有しているデバイスが用意される。例えば、センサまたは検出用構成要素を、レザバ内に位置させることができ、あるいはデバイスの基板に取り付けることができる。センサは、投与の量および頻度、放出の時間、放出の有効速度、薬物または薬物の組み合わせの選択、など、薬物放出の諸変数を制御または変更するため、例えばマイクロプロセッサを通じてデバイスと作動可能に通信できる。センサまたは検出用構成要素が、体内インプラントの場所において種または特性を検出し（あるいは、検出せず）、デバイスからの放出の制御に使用すべくマイクロプロセッサへと信号を伝えることができる。そのような信号は、薬物の送達にフィードバックをもたらすことができ、かつ／または薬物の送達を細かく制御することができる。他の実施形態においては、デバイスが、患者の体内の信号を検出および／または測定できる１つ以上のバイオセンサを備えている（使用が必要になるまで、レザバ内に封止しておくことができる）。
【００７５】
一バリエーションにおいては、インプラント可能な医療用デバイスが、センサを本明細書に記載のとおり封止して有しているレザバを備えており、センサからの信号が、装着身につけることが可能な（すなわち、外部の）ポンプであってよく、あるいは内部のポンプであってよい別個の薬物送達措置へと伝達（有線または遠隔測定などの任意の手段によって）され、この信号が薬物の投与の制御に使用される。
【００７６】
本明細書中で使用される場合、用語「バイオセンサ」は、分析対象の化学的ポテンシャルを電気信号へと変換する（例えば、物理または熱エネルギーを電気信号に変換することによって）検出デバイス、ならびに電気信号を直接または間接的に測定する電極を包含する。例えば、バイオセンサは、体内のさまざまな位置において、内在する電気信号（ＥＫＧ、ＥＥＧ、または他の神経信号）、圧力、温度、ｐＨ、または組織構造への機械的負荷を測定することができる。次いで、バイオセンサからの電気信号を、例えばマイクロプロセッサ／コントローラによって測定でき、次にマイクロプロセッサ／コントローラが、この情報を遠方のコントローラ、他の現場のコントローラ、または両者へと伝達できる。例えば、システムを、患者の生命徴候またはインプラント環境についての情報（薬物の濃度など）を伝達または記録するために使用することができる。
【００７７】
一実施形態においては、デバイスが、グルコースの監視およびインスリンの制御に使用するための１つ以上のセンサを含んでいる。センサからの情報を、同じデバイスまたは別個のインスリン送達デバイス（例えば、体外に装着する形式またはインプラントされる形式である従来からのインスリン・ポンプ）からのインスリンの放出を能動的に制御するために使用することができる。他の実施形態は、同様の様相にて、他の分析対象を検出し、他の種類の薬物の送達を制御することができる。
【００７８】
一態様において、デバイスは、糖尿病の管理に使用されるべく構成される。例えば、一実施形態においては、本発明の閉じ込めデバイスが、グルコース・センサのアレイを収容するインプラント可能な複数レザバデバイスの形態であり、グルコースの読み取りを手持ちまたは着用されたグルコース計形式のデバイスへと伝達（有線または無線によって）でき、これによって患者が、十分自信へとインスリンを手動で投与する（例えば、注射によって）ことができる。
【００７９】
（レザバ・キャップ）
本明細書中で使用される場合、用語「レザバ・キャップ」は、膜、薄い膜、またはレザバ内容物をレザバの外部の環境から隔てるために適した他の構造を指す。選択的にレザバ・キャップを除去し、あるいは透過性にすることによって、レザバ内容物が環境へと曝露される。本明細書中で使用される場合、用語「環境」は、インプラント部位の生物学的流体または組織、空気、流体、および本明細書に記載のマルチキャップ・レザバ・システムを取り入れてなるデバイスの保管または体外使用において存在する粒子状物質など、レザバの外部の環境を指す。
【００８０】
好ましい実施形態においては、個々のレザバ・キャップが、レザバ開口のうちの１つを完全に覆う。他の実施形態においては、個々のレザバ・キャップが、レザバ開口のうちの２つ以上（ただし、すべてのレザバ開口ではない）を覆う。
【００８１】
受動式のデバイスにおいては、レザバ・キャップが、時間とともに分解、溶解、または脱離する材料または材料の混合物から形成され、あるいは分解や、溶解や、脱離はしないが、分子またはエネルギーに対して透過性であり、あるいは透過性になる材料または材料の混合物から形成される。レザバ・キャップ材料の代表例としては、ポリマー材料および非ポリマー材料（金属、半導体、およびセラミックの多孔発泡体など）が挙げられる。受動式の半導体バリア層材料としては、ナノ多孔またはマイクロ多孔シリコン膜が挙げられる。
【００８２】
能動式のデバイスにおいては、レザバ・キャップが、刺激（例えば、電界または電流、磁界、ｐＨの変化、あるいは熱的、化学的、電気化学的、または機械的手段による）の印加に応答して脱離でき、あるいは透過性になることができる任意の材料を含んでいる。適切なレザバ・キャップ材料の例としては、金、チタニウム、白金、スズ、銀、銅、亜鉛、合金、および共晶材料（金‐ケイ素および金‐スズ共晶）が挙げられる。受動および能動のバリア層の任意の組み合わせを、ただ１つのデバイスに存在させることができる。
【００８３】
種々の実施形態において、レザバ・キャップは導電性である。一実施形態においては、レザバ・キャップが薄い金属膜の形態である。他の実施形態においては、レザバ・キャップを、白金／チタニウム／白金の多層／積層構造など、複数の金属層で製造できる。例えば、最上層および最下層を、レザバ・キャップがレザバ開口の周囲の基板領域、レザバ・キャップ支持部、および絶縁上層の両者に確実に付着／結合するよう、レザバ・キャップ上の付着層（典型的には、レザバ・キャップの一部のみを覆う）として選択できる。特定の一例においては、構造がチタニウム／白金／チタニウム／白金／チタニウムであり、最上層および最下層が付着層として機能し、白金層が、主たる中央のチタニウム層に追加の安定性／生物学的安定性および保護をもたらしている。これらの層の厚さは、例えば、中央のチタニウム層については約３００ｎｍ、白金層のそれぞれについては約４０ｎｍ、付着用のチタニウム層については約１０〜１５ｎｍの間であってよい。
【００８４】
（レザバ・キャップの脱離または透過性化のための制御手段）
閉じ込めデバイスは、例えば本明細書において説明したとおりレザバを封止した後で、選択された時点においてレザバ・キャップを脱離させるか、または透過性にするために、レザバの開放を促進および制御する制御手段を備えている。制御手段は、構造的な構成要素と、電力供給およびレザバ内容物の放出または曝露の開始時間の制御のための電子機器（例えば、回路および電源）とを備えている。
【００８５】
制御手段は、さまざまな形態をとることができる。一実施形態においては、レザバ・キャップが、米国特許出願公開第２００４／０１２１４８６Ａ１号明細書に記載のとおり電熱による融除によって脱離する金属膜を有しおり、制御手段が、作動（例えば、レザバの開放）のために電源（例えば、電池、貯蔵用コンデンサ）から選択されたレザバ・キャップへと電気エネルギーの制御および送達を行うために必要とされるハードウェア、電気部品、およびソフトウェアを備えている。例えば、デバイスが、電気入力リードと、電気出力リードと、両者の間に接続されたレザバ・キャップとを通って電流を、レザバ・キャップを脱離させるための有効な量にて加えるための電力源を有することができる。電力をマルチキャップ・レザバ・システムの制御手段へと、電池または（バイオ）燃料電池によって現場で供給することができ、あるいは例えば米国特許出願公開第２００２／００７２７８４号に記載されているように、無線伝達によって遠方から供給することができる。一実施形態においては、とくに電熱による融除を使用するデバイスのために、電流源がコンデンサを有している。コンデンサを、搭載された電池によって現場で充電でき、あるいは例えばＲＦ信号または超音波によって遠方から充電できる。
【００８６】
一実施形態においては、制御手段が、入力源、マイクロプロセッサ、タイマー、デマルチプレクサ（または、マルチプレクサ）を備えている。タイマーおよび（デ）マルチプレクサ回路を、基板の表面上に直接設計し、製造の際に基板の表面上に直接取り入れることができる。他の実施形態においては、制御手段の構成要素のうちのいくつかが、デバイスのレザバ部に対して接続または解放できる別個の構成要素として設けられる。例えば、コントローラおよび／または電源が、マルチキャップ・レザバデバイスから物理的に離れていて、しかしながらマルチキャップ・レザバデバイスに作用可能に接続され、さらに／あるいはマルチキャップ・レザバデバイスと通信可能であってよい。一実施形態においては、マルチキャップ・レザバ・システムの動作が、そこに搭載されている（すなわち、インプラント可能なデバイスの内部の）マイクロプロセッサによって制御される。他の実施形態においては、マイクロプロセッサと比べ典型的にはより単純であり、より小型であり、かつ／または使用する電力が少ないため、単純な状態機械（ｓｔａｔｅ  ｍａｃｈｉｎｅ）が使用される。
【００８７】
レザバの開放および放出の他の制御方法が、米国特許第５，７９７，８９８号、第６，５２７，７６２号、第６，４９１，６６６号、米国特許出願公開第２００４／０１２１４８６号、第２００２／０１０７４７０Ａ１号明細書、第２００２／００７２７８４Ａ１号明細書、第２００２／０１３８０６７Ａ１号明細書、第２００２／０１５１７７６Ａ１号明細書、第２００２／００９９３５９Ａ１号明細書、第２００２／０１８７２６０Ａ１号明細書、および第２００３／００１０８０８Ａ１号明細書、国際公開第ＷＯ２００４／０２２０３３Ａ２号パンフレット、第２００４／０２６２８１号パンフレット、ならびに米国特許第５，７９７，８９８号、第６，１２３，８６１号、および第６，５２７，７６２号に記載されており、これらはすべて、ここでの言及によって本明細書に取り入れられたものとする。
【００８８】
（製造方法）
本明細書に記載のデバイスを製造および組み立てする基本的な方法は、既知であるか、または当該分野で公知の技法から改変することができる。例えば、ここでの言及によってすべてが本明細書に取り入れられたものとする米国特許第５，７９７，８９８号、米国特許第６，１２３，８６１号、米国特許第６，５２７，７６２号、米国特許第６，５５１，８３８号、米国特許出願公開第２００３／００１０８０８号、米国特許出願公開第２００２／００９９３５９号、米国特許出願公開第２００２／０１０７４７０号、米国特許出願公開第２００２／０１５１７７６号、および米国特許出願公開第２００４／０１２１４８６号を参照されたい。
【００８９】
一実施形態においては、レザバ・キャップ支持部とレザバとが同時に製造される。レザバ・キャップ支持部を、基板と同じ材料から製造することができる。例えば、レザバ・キャップ支持部およびレザバを、当該分野で公知のＭＥＭＳ製造、マイクロファブリケーション、マイクロ機械加工、およびマイクロ成型技法を使用して形成することができる。
【００９０】
本明細書に記載のデバイスの製造に有用な１つの特定の製造技法は、ホウ素ドーピング工程を含んでおり、本明細書に記載のデバイスの製造に有用な他の特定の製造技法は、深堀り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）を含んでいる。これらの方法についての典型的な工程（製造手順）が、図６および７に示されている。
【００９１】
他の実施形態においては、レザバ・キャップ支持部が、レザバの形成とは別個の工程にて形成され、構造材料から製造される。例えば、そのような構造材料の１つは、多結晶シリコンである。レザバ・キャップ支持部を、フォトリソグラフィおよびエッチングの技法を使用して構造材料から形成することができる。例えば、レザバ・キャップ支持部を、レザバを含んでいる基板上に配置された構造材料から、次のように形成できる。すなわち、フォトレジストが、レザバ・キャップによって覆われるべきレザバ開口の形態にパターン加工される。フォトレジストが、所望のレザバ開口を当該フォトレジストによって覆わずに残すように現像される。次いで、構造材料が任意の公知の技法を使用してエッチングされ、レザバ・キャップ支持部が生成される。このプロセスは、典型的には、構造層に開口をパターン加工した後にレザバ・キャップを一時的に支持するため、構造層の下に犠牲層（すなわち、除去可能層）を使用する。例えば、図３に示したデバイスを製造するために使用できる或る１つのプロセスは、以下の工程を有している。
（ａ）基板上に犠牲層を堆積させる。
（ｂ）犠牲層を覆って構造層を堆積させる。
（ｃ）例えばフォトリソグラフィおよびエッチングを使用して構造層を選択的に取り除く（犠牲層は取り除かない）ことによって、構造層をパターン加工してレザバ開口を生成する。
（ｄ）レザバ・キャップ材料（例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ）を堆積させ、パターン加工する。
（ｅ）基板の反対側から、例えばエッチング・プロセスを使用して犠牲層を選択的に取り除く（キャップ材料または構造層は取り除かない）ことによって、レザバ・キャップの下方の犠牲層を除去する。
【００９２】
さらに他の実施形態においては、レザバ・キャップ支持部が、コーティング材料で形成される。コーティング材料から形成されるレザバ・キャップ支持部は、公知のコーティング・プロセス、ならびにテープ・マスキング、影マスキング、選択的レーザ除去技法、または他の選択的方法を使用して形成可能である。
【００９３】
（マルチキャップ・レザバ・システム／デバイスの使用）
本明細書に記載のマルチキャップ・レザバ放出／曝露デバイスおよびシステムは、幅広くさまざまな用途に使用可能である。好ましい用途としては、薬物の制御された送達、バイオセンシング、またはこれらの組み合わせが挙げられる。
【００９４】
好ましい実施形態においては、マルチキャップ・レザバ・システムが、インプラント可能な医療デバイスの一部である。インプラント可能な医療デバイスは、幅広くさまざまな形態をとることができ、さまざまな治療および／または診断の用途に使用することができる。一実施形態においては、レザバが、長い時間期間にわたって薬物処方物を保存および放出する。例えば、このデバイスが、標準的な外科または最小限の侵襲のインプラント技法を用いて患者（ヒトまたは他の脊椎動物）へと埋め込まれ、その後にレザバが、医師によって処方された薬物治療の種類によって決定されるスケジュールにて開放される。典型的な薬物送達の用途としては、ホルモン（例えば、ＰＴＨ）、ステロイド、サイトカイン、化学療法薬、成長因子、ワクチン、遺伝子送達ベクター、抗ＶＥＧＦアプタマー、および特定の鎮痛剤など、効能分子の送達が挙げられる。
【００９５】
他の実施形態においては、センサが選択的に曝露されるように保管および収容され、レザバが、必要に応じて（例えば、センサの付着物に依存して）開放され、あるいは所定のスケジュールによって指示されるとおりに開放される。例えば、レザバが、圧力センサ、化学センサ、または生物学センサを含むことができる。特定の実施形態においては、レザバがグルコース・センサを有しており、グルコース・センサは、例えばグルコース・オキシダーゼをレザバ内の電極上に固定し、１つ以上の透過／半透過膜で覆って有することができる。酵素は、意図する使用の時点までに環境（例えば、人体）へと曝露された場合にその活性を失ってしまう可能性があるため、封止されたレザバが、必要となるまで酵素を保護するように機能する。
【００９６】
さらに他の実施形態においては、デバイスが、鬱血性心不全を抱える患者へと埋め込まれるように構成されている。１つの例では、治療の方法が、（ｉ）鬱血性心不全の管理または処置に有用な１つ以上の薬物を患者へと選択的に放出できる薬物送達モジュールを患者に埋め込む工程、および（ｉｉ）例えば監視される１つ以上の患者パラメータ（例えば、血圧、心臓の電気信号、組織の電気インピーダンス、血中酸素、血中酸素飽和度、ナトリウム利尿ペプチドのレベル、体重、およびこれらの組み合わせ）に応答して、埋め込んだモジュールから１つ以上の薬物を放出する工程、を含んでいる。一実施形態においては、この方法が、監視モジュールを患者に埋め込む工程、および１つ以上の患者パラメータを監視する工程をさらに含んでいる。薬物送達モジュールと監視モジュールとの相互作用を、少なくとも１つのマイクロコントローラによって制御することができる。好ましい実施形態においては、１つ以上の薬物が、ナトリウム利尿ペプチドを含んでいる。いくつかの薬物は、低血圧などの副作用を引き起こす可能性があるため、基本的には患者への薬物の量を滴定しつつ薬物を患者へと少量で投与する際に、監視モジュールによって血圧などの患者パラメータを監視することができる。
【００９７】
さらに他の実施形態においては、本明細書に記載のマルチキャップ・レザバ・システムおよびデバイスを、他のさまざまなデバイスへと取り入れることができる。例えば、気密に封止されたレザバを、米国特許出願公開第２００２／０１１１６０１号に記載のカテーテルおよび電極など、他の種類または設計のインプラント可能な医療デバイスへと一体化させることができる。他の例では、例えば米国特許第６，４９１，６６６号に示されているように、本発明のデバイスおよびシステムによって薬物が担体流体へと放出され、次いで担体流体が所望の投与部位へと流される他の医療デバイスへと取り入れることが可能である。気密に封止されたレザバを、薬物ポンプ、吸入器、または他の肺用の薬物送達デバイスへと取り入れることも可能である。
【００９８】
また、本明細書に記載のマルチキャップ・レザバ・システムおよびデバイスは、多数の体外および商業上の診断用途を有している。このデバイスは、正確に計量された量の分子を送達することができるため、分析化学および医学的診断などといった体外での用途、ならびに細胞培養への諸因子の送達などといった生物学的用途に有用である。さらに他の非医療の用途においては、これらのデバイスが、芳香、色素、または他の有用な化学物質の放出に使用される。
【００９９】
さらに他の用途が、米国特許第５，７９７，８９８号、第６，５２７，７６２号、第６，４９１，６６６号、および第６，５５１，８３８号、ならびに米国特許出願公開第２００２／０１８３７２１号、第２００３／０１００８６５号、第２００２／００９９３５９号、第２００４／００８２９３７号、第２００４／０１２７９４２号、第２００４／０１２１４８６号、第２００４／０１０６９１４号、および第２００４／０１０６９５３号に記載されており、これらはすべて、ここでの言及によって本明細書に取り入れられたものとする。
【０１００】
本発明を、以下の実施例（これらに限られるわけではないが）を参照することによって、さらに理解し得る。
【実施例】
【０１０１】
（実施例１−複数開口マルチキャップ・レザバデバイスの製造のためのホウ素拡散プロセス）
使用したホウ素拡散プロセスが、図１１に示されている。その工程は、次のとおりである。
１）熱酸化：２０００Åの二酸化シリコンを製膜
２）湿式エッチングで熱酸化物をパターン加工
３）ホウ素拡散またはイオン打ち込み
４）湿式エッチングで酸化物を除去
５）ＬＰＣＶＤによって２００ｎｍの低応力窒化物を堆積
６）フォトレジストで窒化物をパターン処理
７）ＲＩＥによって窒化物をエッチング
８）エチレン・ジアミン／ピロカテコール（ＥＤＰ）、水酸化テトラメチル・アンモニウム（ＴＭＡＨ）、または水酸化カリウム（ＫＯＨ）を使用してシリコンを異方性エッチング
９）スパッタリングによって金属層を堆積（厚さ：１２．５ｎｍ  Ｔｉ／２μｍ  Ａｕ）
１０）フォトレジストで金属層をパターン処理
１１）希釈ＨＦ／王水Ａｕエッチによって金属層をエッチング
１２）１２．５ｎｍのＴｉ付着層を堆積させエッチング
１３）リフトオフのためレザバ・キャップ層をパターン処理
１４）スパッタリングによるレザバ・キャップ層の堆積（清浄なリフトオフ堆積物をスパッタ）
１５）リフトオフの実行
１６）チップの安定化のため、適合するコーティング層を堆積させエッチング
１７）シリコン・ウエハを薄くするため、化学的および機械的に研削および研磨
１８）背面の窒化物をＲＩＥエッチング。
【０１０２】
（実施例２−複数開口マルチキャップのレザバデバイスの製造のためのＤＲＩＥプロセス）
使用した深堀り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）プロセスが、図１２に示されている。その工程は、次のとおりである。
１）絶縁体の堆積：ＬＰＣＶＤチッ化物およびＰＥＣＶＤ酸化物
２）スパッタリングによって金属層を堆積（厚さ：１２．５ｎｍ  Ｔｉ／２μｍ  Ａｕ）
３）フォトレジストで金属層をパターン処理
４）希釈ＨＦ／王水Ａｕエッチによって金属層をエッチング
５）１２．５ｎｍのＴｉ付着層を堆積させエッチング
６）リフトオフのためレザバ・キャップ層をパターン処理
７）スパッタリングによるレザバ・キャップ層の堆積（清浄なリフトオフ堆積物をスパッタ）
８）リフトオフの実行
９）チップの安定化のため、適合するコーティング層を堆積させエッチング
１０）シリコン・ウエハを薄くするため、化学的および機械的に研削および研磨
１１）厚いフォトレジストを堆積させてパターン加工
１２）ＤＲＩＥエッチング
１３）フォトレジストを除去
１４）厚いフォトレジストを堆積させてパターン加工
１５）ＤＲＩＥエッチング
１６）背面絶縁体層をエッチングするための乾式および湿式エッチング
１７）フォトレジストを除去。
【０１０３】
本明細書において引用した刊行物は、参照によって本明細書に取り入れられたものとする。本明細書にて説明した方法およびデバイスについての変更およびバリエーションが、上述の詳細な説明から当業者にとって明らかである。そのような変更およびバリエーションは、添付の特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】図１は、マルチキャップ・レザバデバイスの一実施形態の断面図である。
【図２】図２Ａおよび２Ｂは、マルチキャップ・レザバデバイスの一実施形態の断面図（図２Ａ）および平面図（図２Ｂ）を示す。このデバイスは、導電性材料で形成されたレザバ・キャップを備え、電熱による融除によってレザバ・キャップを脱離させるのに有効な電流を通過させるために、１対のリードと電気的に連絡している。
【図３】図３は、マルチキャップ・レザバデバイスの一実施形態の断面図である。このデバイスにおいて、レザバ・キャップ支持部が、基板とは別個であるか、または複数層基板のきわめて薄い層であるコーティングまたは堆積材料から作られている。
【図４】図４は、マルチキャップ・レザバデバイスの他の実施形態の断面図である。
【図５】図５Ａおよび５Ｂは、マルチキャップ・レザバデバイスの一実施形態の断面斜視図であり、１つのレザバの複数の開口を覆う導電性のレザバ・キャップおよび関連の電路およびリードと一緒に（図５Ａ）、あるいは省略されて（図５Ｂ）、示されている。
【図６】図６Ａ〜Ｃは、レザバ内にセンサを収容しているマルチキャップ・レザバデバイスの一実施形態を示す。このデバイスでは、基準電極が、別個のレザバ基板間のセンサ基板部に取り付けられている。図６Ａは、デバイスの上面図（図６Ｂ）に示した線Ａ−Ａ’にて切り取ったデバイスの断面図である。図６Ｃは、デバイスの底面図である。
【図７】図７Ａ〜Ｃは、レザバ内にセンサを収容しているマルチキャップ・レザバデバイスの一実施形態を示しいる。このデバイスでは、基準電極が、レザバ間のレザバ基板部に取り付けられている。図７Ａは、デバイスの上面図（図７Ｂ）に示した線Ａ−Ａ’にて切り取ったデバイスの断面図である。図７Ｃは、デバイスの底面図である。
【図８】図８Ａ〜Ｃは、レザバ内にセンサを収容しているマルチキャップ・レザバデバイスの一実施形態を示しておいる。このデバイスでは、基準電極がセンサ基板へと取り付けられ、レザバ・キャップによって覆われた自身の別個のレザバに配置されている。図８Ａは、デバイスの上面図（図８Ｂ）に示した線Ａ−Ａ’にて切り取ったデバイスの断面図である。図８Ｃは、デバイスの底面図である。
【図９】図９Ａ〜Ｃは、レザバ内にセンサを収容しているマルチキャップ・レザバデバイスの一実施形態を示している。このデバイスでは、基準電極が、キャップ付きの２つのレザバ間のレザバ基板の穴においてセンサ基板部に取り付けられている。図９Ａは、デバイスの上面図（図９Ｂ）に示した線Ａ−Ａ’にて切り取ったデバイスの断面図である。図９Ｃは、デバイスの底面図である。
【図１０】図１０Ａ〜Ｃは、電力および制御電子機器モジュールを柔軟に接続されたマルチキャップ・レザバを基本とするセンサ・ユニットの別個のチェーンへと接続したセンサデバイスの一実施形態を示している。図１０Ａは側面図であり、図１０Ｂは上面図（底部の電気接続は示されていない）であり、図１０Ｃは底面図（上部の電気接続は示されていない）である。
【図１１Ａ】図１１は、本明細書に記載のデバイスの一実施形態を製造するためのホウ素拡散プロセスのプロセス流れ図である。
【図１１Ｂ】図１１は、本明細書に記載のデバイスの一実施形態を製造するためのホウ素拡散プロセスのプロセス流れ図である。
【図１１Ｃ】図１１は、本明細書に記載のデバイスの一実施形態を製造するためのホウ素拡散プロセスのプロセス流れ図である。
【図１２Ａ】図１２は、本明細書に記載のデバイスの一実施形態を製造するためのＤＲＩＥプロセスのプロセス流れ図である。
【図１２Ｂ】図１２は、本明細書に記載のデバイスの一実施形態を製造するためのＤＲＩＥプロセスのプロセス流れ図である。
【図１２Ｃ】図１２は、本明細書に記載のデバイスの一実施形態を製造するためのＤＲＩＥプロセスのプロセス流れ図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年6月30日(2006.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レザバ内容物の制御された放出または曝露のためのデバイスであって、
基板、
該基板内に配置され、２つ以上の開口を有しているレザバ、
該レザバ内に位置するレザバ内容物、
それぞれがレザバ開口のうちの少なくとも１つを封じるように覆っている２つ以上の別個のレザバ・キャップ；および
該レザバ・キャップを選択的に脱離させるかまたは透過性にするための制御手段、
を備え、
ここで、該基板は、該レザバ内容物の上方を延び、かつ該２つ以上のレザバ・キャップを支持する、少なくとも１つのレザバ・キャップ支持体を備える、デバイス。
【請求項２】
前記２つ以上の開口が、前記基板の同じ表面または同じ側に位置している、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記レザバ・キャップを、別個独立に脱離させるか、または透過性にすることができる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
選択されたレザバを覆っている前記２つ以上のレザバ・キャップを、実質的に同時に脱離させることができる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
選択されたレザバを覆っている前記２つ以上のレザバ・キャップを、連続的に脱離させることができる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記レザバ・キャップのうちの２つ以上が、電気的に連絡しており、電流が加えられたときに同時に脱離するように作動可能である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記基板が、一体に接着された２つ以上の基板部を有しており、該基板部のうちの１つが、少なくとも１つのレザバ・キャップ支持部を備える、請求項７に記載のデバイス。
【請求項８】
前記レザバ・キャップ支持部が、基板とは別個のコーティング材料または堆積材料から作られている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記レザバがマイクロレザバである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記レザバ・キャップが金属膜を備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記制御手段が、前記レザバ・キャップを脱離させるのに適合している、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記レザバ・キャップの脱離が、電熱による融除を含む、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記レザバ・キャップの脱離が、化学反応、溶解、生分解、機械的な破裂、相の変化、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記レザバ・キャップが導電性材料であり、
電気入力リードおよび電気出力リードの両者をさらに備え、該電気入力リードおよび電気出力リードは、該入力リードおよび出力リードを介して該レザバ・キャップを通過する電流を加える際に、該レザバ・キャップが脱離して前記レザバ内容物が放出または曝露されるように、該レザバ・キャップに接続している、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記レザバ内容物が薬物を含んでいる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記レザバ内容物が、センサまたはその構成要素を含んでいる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記基板が、２つ以上の前記レザバからなるアレイを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記レザバが、３つ以上のレザバ開口および対応するレザバ・キャップを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
請求項１に記載のデバイスであって、該デバイスは、駆動用電子機器および電源をさらに備えており、ヒトまたは動物の患者へのインプラントのために包装されている、デバイス。
【請求項２０】
前記レザバ・キャップが、金、白金、チタニウム、スズ、ならびにこれらの合金および他の組み合わせからなる群より選択される金属を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２１】
分子の制御された送達のための方法であって、
請求項１に記載のデバイスをあらかじめ選択された位置に配置する工程であって、前記レザバ内容物が、送達用の化学分子を含んでいる、工程、および
該レザバ・キャップを通っての拡散または該レザバ・キャップの脱離を制御して、該デバイスから該あらかじめ選択された位置へと該分子の外への通過を可能にする、工程、
を包含する、方法。
【請求項２２】
固定された試薬または二次デバイスの制御された曝露のための方法であって、
請求項１に記載のデバイスをあらかじめ選択された位置に配置する工程であって、前記レザバ内容物が、固定された試薬、二次デバイス、またはこれらの組み合わせを含む、工程、および
該レザバ・キャップの脱離を制御して、該あらかじめ選択された位置において該レザバ内容物を環境に曝露する工程、
を包含する、方法。
【請求項２３】
請求項１に記載のデバイスを製造するための方法であって、ホウ素ドーピング法またはＤＲＩＥ法を含む、方法。
【請求項２４】
前記レザバ内容物は試薬または触媒を含み、該レザバ内容物は、前記レザバ内で不動化されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記レザバ内容物は、タンパク質、核酸または細胞を含み、該レザバ内容物は、前記レザバ内で不動化されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記レザバ内容物は、前記レザバ内で不動化されている酵素を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記少なくとも１つのレザバ・キャップ支持体が、前記基板に一体で接続されている、請求項１に記載のデバイス。
【国際調査報告】
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