(57)【要約】  本開示はマイクロニードルを患者の皮膚に送達するシステム及び方法に関する。１つの態様において、本開示は、マイクロニードルアレイを患者の皮膚表面に送達するためのシステムを提供し、そのシステムは、ハウジングを含む送達装置と、そのハウジング内に着脱可能に受容される輸液装置と、を備える。
2014525339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロニードルアレイを患者の皮膚表面に送達するためのシステムであって、
ハウジングを有する送達装置と、
前記ハウジング内に着脱自在に受容される輸液装置と、を備え、
前記輸液装置は、
第１の主要面を具備した開放可能な端部を含み、流体を内部に有するリザーバと、
前記開放可能な端部の近傍の流路と、
前記第１の主要面に対して垂直な方向にエネルギを印加するように作動可能な、前記リザーバの近傍の第１の蓄エネルギ装置と、
取付面、及び該取付面の一部に接続された中空マイクロニードルアレイと、を有し、
前記流路は、前記中空マイクロニードルと流体的に連通している、システム。
【請求項２】
前記リザーバは、前記第１の蓄エネルギ装置の近傍で取り外し可能にチャンバ内に受容される薬剤カートリッジである、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記薬剤カートリッジが、ピストンと、前記開放可能な端部の近傍の隔壁とを有する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の蓄エネルギ装置は、前記隔壁を移動させて、前記流路と流体的に連通している貫通ニードルに接触させるように動作可能である、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の蓄エネルギ装置は、前記ピストンを駆動して、前記流体を前記リザーバから前記流路に移動させるように動作可能である、請求項３又は４に記載のシステム。
【請求項６】
前記ハウジングに接続されるとともに、前記輸液装置に接触している第２の蓄エネルギ装置を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２の蓄エネルギ装置は、前記アレイの主要平面に対して直交する方向にエネルギを印加するように作動可能であり、
前記輸液装置の表面に印加される前記エネルギは、前記アレイから離隔する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第２の蓄エネルギ装置は、少なくとも約２ｍ／秒且つ約２０ｍ／秒以下の速度で前記輸液装置を駆動するように動作可能である、請求項６又は７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第２の蓄エネルギ装置は、前記輸液装置に取り付けられない、請求項６〜８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１及び第２の蓄エネルギ装置は、ばね装置、ガス状推進剤、化学物質、電気装置、及びそれらの組み合わせからなる群からの少なくとも１つの蓄エネルギ装置から構成される、請求項６〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の蓄エネルギ装置は、前記アレイの主要平面に略平行な方向にエネルギを印加するように作動可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記輸液装置は、前記取付面の少なくとも一部に配置された剥離可能な接着剤層を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記剥離可能な接着剤層は、前記アレイの第１の主要面の一部に配置される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１の蓄エネルギ装置は、前記アレイの主要平面に略垂直な軸線に沿った特定の方向に力を伝達するように作動可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１の蓄エネルギ装置は、推進剤キャニスターを有しており、
前記リザーバは、円筒状のハウジング、ピストン、及び弁を含む薬剤カートリッジを有する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ピストンは、凹部を有し、前記キャニスターは、該凹部内に受容される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記リザーバは、透明部分を有しており、前記輸液装置は、前記リザーバの前記透明部分の点検を可能にする部分を有する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
第２の蓄エネルギ装置を備え、
前記ハウジングは、１つのアクチュエータを有し、
該アクチュエータは、前記第１及び第２の蓄エネルギ装置の双方に動作可能に接続され、該第１及び第２の蓄エネルギ装置を作動することができる、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記輸液装置は、前記第１の蓄エネルギ装置に結合されたアクチュエータを有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２０】
前記中空マイクロニードルアレイは、１平方センチメートル当たり少なくとも３本且つ１８本以下のマイクロニードルの間隔密度を有する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１の蓄エネルギ装置は、
前記カートリッジを前記アレイと平行な方向に駆動するように動作可能な第１のばねと、
前記ピストンを前記カートリッジ内に移動させるように動作可能な第２のばねと、を有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項２２】
前記送達装置は、枢動可能に下側ハウジングに接続された上側ハウジングを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記送達装置は、第２の蓄エネルギ装置を有し、
該第２の蓄エネルギ装置は、前記上側ハウジングの一部に対して概ね又は実質的に垂直な力の印加に続いて、作動エネルギを前記輸液装置に導くように動作可能である、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記リザーバは、薬剤カートリッジを有し、
該カートリッジは、前記輸液装置の凹部内に配置され、
該凹部は、前記アレイの主要平面に対して垂直な軸線に沿って、前記アレイの近傍に配置される、請求項１〜２３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２５】
前記リザーバは、薬剤カートリッジを有し、
該カートリッジは、前記輸液装置内の凹部内に配置され、
該凹部は、前記アレイの主要平面と平行な軸線に沿って、前記アレイの近傍に配置される、請求項１〜２４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２６】
前記輸液装置の高さは、２センチメートル以下である、請求項１〜２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
一体化された、請求項１に記載のシステムを用意する工程と、
前記アレイの主要平面に対して垂直な方向に前記輸液装置を変位させる工程と、
前記リザーバの前記開放可能な端部と前記流路とを流体的に連通させる工程と、
前記輸液装置を前記ハウジングから取り外す工程と、
前記流路を介して前記リザーバから前記マイクロニードルアレイ内に流体を流し込む工程と、を備える、方法。
【請求項２８】
中空マイクロニードルアレイを患者の皮膚表面に送達する方法であって、
請求項１に記載のシステムを用意する工程と、
前記ハウジングの表面を患者の皮膚表面の近傍に配置する工程と、
前記アレイの主要平面に垂直な方向に前記輸液装置を変位させる工程と、
前記輸液装置の一部を前記皮膚表面に接着する工程と、
前記リザーバの前記開放可能な端部と前記流路とを流体的に連通させる工程と、
前記流路を介して前記リザーバから前記マイクロニードルアレイ内に流体を流し込む工程と、
前記ハウジングを前記輸液装置から取り外す工程と、を備え、
少なくとも、所望の投与量の流体が前記マイクロニードルアレイに送達されるまで、前記輸液装置を前記皮膚表面上に残留させる、方法。
【請求項２９】
前記輸液装置を変位させる工程は、前記ハウジングの内部に結合された第２の蓄エネルギ装置に、作動エネルギを印加することを含み、
前記第２の蓄エネルギ装置は、前記アレイの主要平面に略垂直な軸線に沿った特定の方向において、前記輸液装置へ力を伝達する、請求項２７又は２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記ハウジングが前記輸液装置から取り外された後に、作動エネルギが前記第１の蓄エネルギ装置に印加される、請求項２７〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記輸液装置は、前記作動エネルギの印加時に、前記第２の蓄エネルギ装置から取り外される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１及び第２の蓄エネルギ装置の双方に印加される前記作動エネルギは、１つのアクチュエータによって供給される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記流路を介して前記リザーバから前記マイクロニードルアレイ内に流体を流し込む工程は、ガス状推進剤を作動させる又は放出することを含む、請求項２７又は２８に記載の方法。
【請求項３４】
前記リザーバ内の流体が実質的に無くなるまで、前記輸液装置を皮膚表面上に残留させる工程を備える、請求項２８〜３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記患者の組織液が、前記マイクロニードル及び前記流路を介して前記リザーバと流体的に連通している、請求項２８〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許仮出願第６１／５３１，８４３号（２０１１年９月７日出願）の利益を請求するものであり、該出願は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
１つの態様において、本開示は、マイクロニードルアレイを患者の皮膚表面に送達するためのシステムであって、ハウジングを含む送達装置と、そのハウジング内に着脱自在に受容される輸液装置と、を備えるシステムを提供する。輸液装置は、第１の主要面を具備した開放可能な端部を含み、流体を内部に有するリザーバと、開放可能な端部の近傍の流路と、第１の主要面に対して垂直な方向にエネルギを印加するように作動可能な、リザーバの近傍の第１の蓄エネルギ装置と、取付面、及びこの取付面の一部に接続された中空マイクロニードルアレイと、を有し、流路は、中空マイクロニードルと流体的に連通している。
【０００３】
他の態様では、本開示は、ハウジングを含む送達装置と、そのハウジング内に着脱自在に受容される輸液装置と、を用意する工程を備える方法を提供する輸液装置は、第１の主要面を具備した開放可能な端部を含み、流体を内部に有するリザーバと、開放可能な端部の近傍の流路と、第１の主要面に対して垂直な方向にエネルギを印加するように作動可能な、リザーバの近傍の第１の蓄エネルギ装置と、取付面、及びこの取付面の一部に接続された中空マイクロニードルアレイと、を有し、流路は、中空マイクロニードルと流体的に連通している。本方法は、アレイの主要平面に対して垂直な方向に輸液装置を変位させる工程と、リザーバの開放可能な端部と流路とを流体的に連通させる工程と、輸液装置をハウジングから取り外す工程と、流路を介してリザーバからマイクロニードルアレイ内に流体を流し込む工程と、を更に備える。
【０００４】
更に他の態様において、本開示は、中空マイクロニードルアレイを患者の皮膚表面に送達する方法を提供する。この方法は、ハウジングを含む送達装置と、そのハウジング内に着脱自在に受容される輸液装置と、を用意する工程を備える。輸液装置は、第１の主要面を具備した開放可能な端部を含み、流体を内部に有するリザーバと、開放可能な端部の近傍の流路と、第１の主要面に対して垂直な方向にエネルギを印加するように作動可能な、リザーバの近傍の第１の蓄エネルギ装置と、を含む。輸液装置は、取付面、及びこの取付面の一部に接続された中空マイクロニードルアレイを更に含み、流路は、中空マイクロニードルと流体的に連通している。この方法は、ハウジングの表面を患者の皮膚表面の近傍に配置する工程と、アレイの主要平面に垂直な方向に輸液装置を変位させる工程と、輸液装置の一部を皮膚表面に接着させる工程と、リザーバの開放可能な端部と流路とを流体的に連通させる工程と、リザーバと真皮とを流体的に連通させる工程と、流路を介してリザーバからマイクロニードルアレイ内に流体を流し込む工程と、を更に備える。この方法は、ハウジングを輸液装置から取り外す工程を更に含み、輸液装置を治療期間中に皮膚表面上に残留させる。
【０００５】
本明細書で使用されるとき、「輸液装置」はある期間にわたって流体を送達し又は抽出することができる一体化された装置を指し、輸液のみを意図した装置に限定されない。したがって、輸液装置は、例えば、真皮内に流体を注射するために又は流体を組織から抽出するために使用することができる。
【０００６】
本明細書で使用されるとき、「中空マイクロニードル」は、角質層を貫通して、皮膚を介した薬物の送達を容易にするよう設計された特定の微小構造を指す。単なる実例として、マイクロニードルは、ニードル又はニードル状の構造、及び角質層を貫通するとともに、角質層の下の皮膚又は組織層に流体を送達することができる他の構造を含むことができる。
【０００７】
本明細書で使用されるとき、「移動距離」は、送達システムの作動時に、送達システムの要素が移動する距離を指す。例えば、蓄エネルギ装置の移動距離は、アレイの移動距離とは異なってもよい。
【０００８】
用語「含む」及びその変化形は、これらの用語が、本説明及び特許請求の範囲で用いられる場合、限定する意味を有するものではない。
【０００９】
用語「好ましい」及び「好ましくは」とは、特定の状況下で、特定の利益をもたらすことができる、本発明の実施形態を指す。しかしながら、他の実施形態もまた、同じ状況又は他の状況下で、好ましい場合がある。更には、１つ以上の好ましい実施形態の詳細説明は、他の実施形態が有用ではないことを意味するものではなく、本発明の範囲から他の実施形態を排除することを意図するものではない。
【００１０】
本明細書で記載される全ての数は、「約」なる用語によって修飾されるとみなされなければならない。
【００１１】
本明細書で使用されるとき、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つの」及び「１つ以上の」は、互換可能に使用される。このようにして、例えば、「ａ（１つの）」蓄エネルギ装置を備える送達システムは、「１つ以上の」蓄エネルギ装置を備えるものと解釈することができる。
【００１２】
また本明細書では、端点による数値範囲の記載は、その範囲に含まれる全ての数を含む（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５などを含む）。
【００１３】
本開示の上述の「課題を解決するための手段」は、開示された各実施形態又は本発明の全ての実施を記載するものではない。以下の説明は、例示的な実施形態をより具体的に例示するものである。本出願の全体にわたる幾つかの箇所で、実施例の一覧を通して説明を提供するが、それらの実施例は、様々に組み合わせて使用することができる。それぞれの場合において記載される一覧はあくまで代表的な群として与えられるものであって、包括的な一覧として解釈されるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示による送達システムの１つの例示的な実施形態の斜視図である。
【図２】本開示の一実施形態による輸液装置の斜視図である。
【図３】図２の輸液装置の平面図である。
【図４】図２の輸液装置の底面図である。
【図５】図２の輸液装置の長手方向の断面図である。
【図６】図２の輸液装置の分解斜視図である。
【図７】図１に示されているアプリケータハウジングの分解斜視図である。
【図８】図１の送達システムの長手方向の断面図である。
【図９Ａ】図１の送達システムの予め準備された構成の長手方向の断面図である。
【図９Ｂ】図１の送達システムが作動した後の長手方向の断面図である。
【図１０】本開示の別の実施形態による送達システムの斜視図である。
【図１１】図１０の送達システムの長手方向の断面図である。
【００１５】
上で特定した図は、本発明のいくつかの実施形態を示しているが、考察部分で述べているように、他の実施形態も考えられる。いずれのケースでも、本開示は、限定する目的ではなく、説明する目的で本発明を提示している。本発明の原理の範囲及び趣旨に含まれる多数の他の修正及び実施形態が、当業者によって考案され得ることを理解されたい。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本開示の送達システムは、１回の操作によって作動されて、マイクロニードルのアレイ、例えば中空マイクロニードルのアレイによって患者の皮膚に確実に貫入し、続いて、一貫した流体の送達を確実にする制御様式で、リザーバ（例えば、すぐに使用できる薬剤カートリッジ）から貯蔵流体を放出して分配する実施形態を含む。個々の患者に対する様々な流体及び用量のカスタマイズ可能且つ効果的な送達を、比較的に外傷が無い様式で達成することができ、一方で薄型の流体送達要素は、中空マイクロニードルが貫入中に外れるあらゆる可能性を低減し、且つハンズフリー装着を促す。
【００１７】
特定の実施形態では、単一の輸液装置をアプリケータによって皮膚に送達することができる。本輸液装置は典型的に、流体貯蔵及び送達システム、並びに中空マイクロニードルのマイクロニードルアレイを含む。流体貯蔵及び送達システムは、流体リザーバ、流体、及びリザーバからマイクロニードルアレイに流体を送達するための機構を含むことができる。この送達機構は、リザーバを変位させ、アレイとリザーバ内部との間に流路を形成し、リザーバから流路内に流体を流し込むように構成された、蓄エネルギ装置を含むことができる。この輸液装置は、輸液装置を患者の皮膚に固定するために、アレイの近傍の接着剤を更に含むことができる。これらの特徴は、薄型で、全体的な流体の送達又は抽出のプロセスのために患者が皮膚に装着するのが容易な、一体のハウジングに含めることができる。
【００１８】
輸液装置の送達に適した例示的なアプリケータは、キャビティを画定するハウジングを特徴とすることができる。輸液装置は、解放されたときに輸液装置が標的表面に向けて駆動できるようにする一時的な保持機構によって、キャビティ内に保持することができる。特定の状況では、輸液装置がハウジング内において回転軸又はヒンジの回りに回動できることが望ましい場合がある。本開示の特定のアプリケータはまた、皮膚表面に輸液装置を送達するために作動可能な蓄エネルギ装置をキャビティ内に含む。
【００１９】
例示的な送達システムは、１）輸液装置が流体を含んでいる、２）輸液装置がキャビティ内に保持されている、且つ３）蓄エネルギ装置はその潜在エネルギを解放するように作動可能であるという点において、予め準備された状態で供給することができる。このことは、中空マイクロニードルを、ハウジング内において、患者又は他の使用者による不注意な破損又は汚染から保護することができるので、特定の状況において有益であり得る。他の状況においては、個々の部品が別々に与えられ、使用者が送達システムの少なくともいくつかの態様を組み立てることができる。
【００２０】
図１〜図９に描かれている本開示による送達システムの一実施形態において、送達システム１００は、輸液装置１１０及びアプリケータハウジング２００を備えている。輸液装置は、マイクロニードルアレイ１１１及び流体貯蔵及び送達システム１４０を有している。流体貯蔵及び送達システム１４０は、（いくつかの実施形態において、薬剤カートリッジとすることができる）少なくとも１つのリザーバ１４１を含んでいる。特定の実施形態では、この流体貯蔵及び送達システム１４０の要素は、製造業者、組立業者、又は使用者が輸液装置に取り付けることができる。加えて、輸液装置１１０の特定の実施形態の設計は、リザーバ１４１及び中空マイクロニードル１１２を交換可能とすることができ、それによって輸液装置１１０の再利用を可能にする。加えて、リザーバは、マイクロニードルデバイスと一体化した、固定された又は専用の薬物リザーバを有するマイクロニードルデバイスと比較して、より容易に洗浄、滅菌、充填、及び再充填することができる。
【００２１】
輸液装置１１０は、流体１４２の注入／注射中に、患者に「装着される」よう適合可能である。これらの例示的な実施形態において、輸液装置１１０は、皮膚に挿入された中空マイクロニードル１１２を適切な貫入深度に保ちつつ、注入中の静止した又は歩行による動きに適応するように患者の皮膚に直接固定することができる。
【００２２】
図２〜図６に戻ると、輸液装置１１０の例示的な実施形態は、担体ヘッド１２０、細長いリザーバハウジング１３０、及びリザーバ１４１の近傍のアクチュエータ１７０を有する。担体ヘッド１２０は、概ね平坦な接触表面１２１を含む。マイクロニードルアレイ１１１は、接触表面１２１の少なくとも一部に接続され、その一方でリザーバ１４１（例えば、薬剤カートリッジ）は、リザーバハウジング１３０に受容され及び／又はその内側に収容される。描かれているように、担体ヘッド１２０及びリザーバハウジング１３０は、一体化されている。他の実施形態において、担体ヘッド及びリザーバハウジングは別個の要素として提供され、当業者に良く知られている接続手段によって締結又は接合される。
【００２３】
輸液装置１１０には、リザーバハウジング１３０の底面の少なくとも一部に固定可能で、同一の広がりを持つベースを設けることもできる。ベースは、流体貯蔵及び送達システムが不用意に変位又は取り除かれることを防止することができる。ベースは、担体ヘッド１２０の少なくとも一部に接続されて同一の広がりを持つことができ、したがって接触表面１２１の少なくとも一部を画定する。
【００２４】
接着剤層１１８は、リザーバハウジング１３０の底面１３１（又はベース）の一部に加えて、接触表面１２１の全て又は（複数の）部分に取り付けることができる。接着剤層１１８（例えば、図６）は、本明細書に記載する目的のための任意の適切なタイプから構成することができるとともに、一実施形態では、剥離層（図示せず）で覆われた感圧接着剤から構成することができ、その剥離層は、感圧接着剤層を患者に適用する前に取り除くことができる。例えば、非限定的に、ポリアクリラート、ポリイソブチレン、及びポリシロキサンといった多くの適切な感圧接着剤を、接着剤層１１８に使用することができる。
【００２５】
接着剤層１１８は、マイクロニードルアレイ１１１のすぐ近傍に設置することができる。図示されているように、接着剤層１１８は、マイクロニードルアレイ１１１（例えば、図６）を囲む環状部分１１８ａを含む。この環状部分１１８ａは、接着剤層１１８の残りの部分より高い強度の接着品質を有し、ニードル貫入を囲む領域における皮膚へのより確実な結合を確実にすることができる。接着剤層１１８の配合を変更して、輸液装置１１０を患者の皮膚及び他の身体組織に固定する接着剤の強度を変更することができる。
【００２６】
特に図５を参照すると、担体ヘッド１２０は、キャビティ１２５、キャビティ１２５内に延びる少なくとも１つの貫通ニードル１２７、担体リザーバ１２６、貫通ニードル１２７と担体リザーバ１２６との間の流路１２８を更に含んでいる。キャビティ１２５は、リザーバ１４１の開放端部の少なくとも一部を受容するように構成されている。描かれているように、キャビティ１２５は、担体ヘッド１２０の開口を介してアクセス可能である。他の実施形態において、キャビティは、内部の貫通ニードル１２５を保護するために透明又は不透明な材料で覆うことができる。
【００２７】
貫通ニードル１２７は、少なくとも１つのカニューレ、マニホルドインレットチューブ、又は他の形態の貫通ニードルを含み得る。貫通ニードル１２７は、リザーバ１４１内の流体１４２をマイクロニードルアレイ１１１の上方の担体リザーバ１２６に流体的に接続するように作動する流路を確立する。このように、流体１４２は、中空マイクロニードル１１２を介した患者の皮膚への注入／注射によって分配することができる。１つの例示的な実施形態において、貫通ニードル１２７は、それを通る管腔１２９を有することができる。この管腔１２９は、流路１２８と流体的に連通している。特定の実施形態では、管腔１２９は、担体ヘッド１２０の一部を貫通するボア１２９ａを有することができる。特定の実施形態では、ボア１２９ａは、密封されるか、ないしは別の方法で、栓材料、例えば合成樹脂又はシリコーンゴムプラグによって施栓される。
【００２８】
貫通ニードル１２７は、以下に説明するように、密封されているが開放可能なリザーバ１４１の端部１４１ａの開放を確実にする長さの寸法を有する。貫通ニードル１２７はまた、座屈し、又は別様に故障せずに、これを達成するための十分な強度を有する。貫通ニードル１２７には多種多様な材料が使用され得る。このことを目的として、材料としては、ステンレス鋼を含む金属、プラスチック、セラミックス、複合材料、及びこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。
【００２９】
図５に描かれているように、担体リザーバ１２６は、マイクロニードルアレイ１１１の上方で、接触表面１２１の近傍に配置されている。他の実施形態において、担体リザーバ１２６は、マイクロニードルアレイ１１１の中心からオフセットしており、又は担体ヘッド１２０の他の部分に配置される。更に他の実施形態において、担体リザーバ１２６は、例えばマイクロニードルアプリケータプレートの一部として担体ヘッド１２０に結合される。更なる実施形態において、担体リザーバ１２６は、アレイの表面とハウジングの表面との間に形成することができる。担体リザーバを含む任意の実施形態において、担体リザーバは、リザーバ内の流体を放出する前に、ある時点で流路と流体的に連通している。
【００３０】
図２〜図５に戻ると、リザーバハウジング１３０の態様が更に図示されている。リザーバハウジング１３０は、ベースから延びる保持壁組立体を有する。この保持壁組立体は、キャビティ１２５に向けて縦軸１４１ａに沿ってリザーバ１４１を保持及び案内するための一連の突起を有する、間隔を開けて配置された保持壁部分１３２ａ及び１３２ｂを有する。図示されるように、保持壁部分１３２ａ及び１３２ｂは、丸いカバー１３３及び後壁部分１３２ｃによって接続されている。流体貯蔵及び送達システム１４０は、保持壁部分１３２ａと１３２ｂの間のリザーバハウジング１３０内に受容される。
【００３１】
ここで、例えば図５及び図６を参照する。流体貯蔵及び送達システム１４０は、第１の蓄エネルギ装置１６０と共働可能なリザーバ１４１を有する。後述するように、第１の蓄エネルギ装置１６０は、リザーバの開放可能な端部を開放して、担体ヘッドへの流路を確立するための力をもたらすように動作可能である。本開示の蓄エネルギ装置は、ばね装置、ガス状推進剤、化学物質、モータ、電気装置、及びそれらの組み合わせからなる群からの少なくとも１つの蓄エネルギ装置を有する。
【００３２】
リザーバ１４１は、薬剤カートリッジとして描かれ且つ記載されているが、本開示は、様々なサイズ及び同様に機能する構成を有する様々なリザーバの使用を想定している。この例示的な実施形態では、リザーバ１４１は、細長く、比較的薄い壁を有する管状ガラスシリンダー１５０を含んでもよい。このガラスシリンダー１５０は、焼きなまされ、透明であってもよく、使用する流体に対する加水分解抵抗を有し、また本明細書に記載されている様式で加圧されたときに、ひび割れ又は他の破裂に抵抗する十分な強度を有してもよい。図示の例示的な実施形態において、ガラス製の薬剤カートリッジは典型的には、（例えば、ガラス表面に接合されるか、又はガラス表面上にコーティングされる）シリコーンを使用することなどにより、内部の壁面の潤滑性が向上されている。リザーバ薬剤カートリッジのための他の材料には、含有する流体との反応を回避するクロロブチルゴム、ブロモブチルゴム、シリコーンゴム、及びポリフッ化材料を含む様々なタイプのポリマーが含まれ得るが、これらには限定されない。ポリマーは典型的には、ガラスシリンダー内のピストンの移動を可能にする摩擦係数を有する。
【００３３】
ガラスシリンダー１５０は、開放可能な端部１５１及び遠位端１５２を有する。開放可能な端部１５１は、典型的には閉鎖され、エンドキャップ１５３によって密封されている。このエンドキャップ１５３は、リザーバをリザーバハウジング内に受容したときに、マイクロニードルアレイの主要平面に対して略垂直に配置される第１の主要面を有する。エンドキャップ１５３は、端部１５１においてガラスシリンダー１５０の首部分に固着することができる。エンドキャップ１５３は、公知の様式で端部１５１に圧着される、アルミニウム製のキャップといった金属キャップを有してもよい。エンドキャップ１５３は、開放端部１５１を別に密封して閉鎖する隔壁１５４を保持してもよい。
【００３４】
隔壁１５４は、典型的にリザーバ（例えば、薬剤カートリッジ）に使用されるものを含む、多くの異なる材料から製造することができる。隔壁１５４は、圧着され又は圧着されずに端部１５１の全体に確実に取り付けられた、貫通可能及び再密閉可能なエラストマーシール又は隔膜から製造することができる。典型的に、エラストマーは、アルミニウムといった可鍛性の材料によってガラスシリンダーの端部上に圧着され得る。他の同様の隔壁材料、及びこの材料をガラスシリンダー１５０の端部に固着するモードを使用してもよい。例えば、Ｗｅｓｔ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ、Ｉｎｃ（Ｌｉｏｎｖｉｌｌｅ，ＰＡ）から入手可能なＣＺシリーズといったシリンダーの本体にモールド成型される隔壁、標準的な注射器ルアーキャップといったキャップ、又は貫通するのに十分に薄いモールド成型された端部を使用することができる。適切な材料は、充分な貫通力で貫通されるとともに、一旦貫通されると密封を維持する。上記したように、隔壁１５４は、使用中に貫通され、好ましくは、加圧、及びリザーバ１４１から流体１４２が移動する間の漏れを防止するのに十分な力で貫通ニードルの周りを密封する。特定の隔壁材料は、使用後、ニードルの抜き取りに続く隔壁の再密封を可能にする。本開示は、を様々なアプローチにより別様に、閉鎖された隔壁１５４を開封又は開放することを想定している。
【００３５】
リザーバ１４１は、ガラスシリンダー１５０の内壁に対して摺動し、密封する関係にあるピストン１４５を含む。これは、ピストン１４５と開放可能な端部１５１との間に形成される内部可変容積チャンバ内に貯蔵可能な流体に対し、十分な密封をもたらす。この内部チャンバの容積の可変性をもたらすことにより、ガラスシリンダーは、任意の所望の用量に適応するように構成することができる。そのようなリザーバ１４１（例えば、薬剤カートリッジ）は、以下に述べる流体のように、予め充填された薬剤の使用準備ができているタイプのものであり得る。ガラスシリンダー１５０は、国際標準化機構（ＩＳＯ）といった国際規格を含む規格を満たす種類のものであってもよい。加えて、ガラスシリンダー１５０は、比較的容易に清浄及び殺菌することができる。
【００３６】
本開示はまた、薬剤カートリッジ又はリザーバの開放可能な端部を開放して、中空マイクロニードル１１２への流体の移動を可能にする弁機構の使用を想定している。例えば、薬剤カートリッジに類似したリザーバに保持される弁部材を、担体ヘッド上の／キャビティ内の構造（図示せず）、例えばカニューレと協働させて、その２つが作動的に係合した状態とすることにより、流体遮断又は閉鎖状態から開放することができる。適切な弁機構には、Ｃｉｎｄｒｉｃｈらへの国際公開第２００５／０１８７０５号に開示されているものが含まれるが、これに限定されない。
【００３７】
ピストン１４５に戻ると、流体１４２が完全に（又はほぼ完全に）そこから流し込まれ又は圧出されるまで、リザーバ１４１の長さに沿って移動するように適合されている。典型的には、ピストン１４５は、リザーバ１４１の本体に対して密封するが、流体に関連して不活性な材料から作製され得る。例えば、ハロブチルゴム及びシリコーンゴム材料といった精製されたエラストマー材料をそのようなピストンのために典型的に使用することができるが、非エラストマー材料といった他の材料もまた想定される。加えて、ピストン１４５は、積層構造を含む多種多様な材料から作製することができる。図示の実施形態は１種類のピストンを使用しているが、開放可能な端部１５１の内部形状に実質的に一致するように輪郭付けされたものを含む他種類のものを利用することもできる。
【００３８】
カートリッジ内の空所を減少させる他の手段も想定される。例えば、小さい球形の物体をリザーバ１４１内に含ませることができる。ピストン１４５が前進して流体をカートリッジから押し出すときに、その小さな球形物体は、カートリッジの首部内及び貫通ニードルの周りへと前方に押動される。球形の物体は、流路の詰まりを回避するように、貫通ニードルの流路より大きいことが好ましい。それに代えて、球形の物体は、好ましくは貫通ニードルの周囲を一杯にしてカートリッジの首部の空間内の流体を変位させる。この球形の物体は、金属、合成樹脂、ガラス、セラミック、又はリザーバ内の流体と適合性がある他の材料から作製することができる。
【００３９】
リザーバ１４１は、１つの例示的な実施形態において、皮膚の表面に結合又は付着させたときに患者の皮膚に概ね平行である縦軸１４１ａを有する。他の実施形態において、リザーバ１４１は、皮膚に対してゼロではない角度で配置される。薄型の輸液装置が求められる実施形態において、縦軸１４１ａは、マイクロニードルアレイ１１１の主要平面に概ね平行である。リザーバ１４１は、流体分配の進行に関する視覚的な観察を可能にするために、透明なガラス薬剤カートリッジとすることができる。これは、比較的長い時間がかかり得る輸液状況において特に有利であり得る。そのようなガラス薬物カートリッジは、例えばＳｃｈｏｔｔ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ（Ｅｌｍｓｆｏｒｄ，ＮＪ，ＵＳＡ）、及びＷｅｓｔ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｌｉｏｎｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ，ＵＳＡ）製の、市販されているタイプのものであってもよい。類似の特性を有する他の種類のリザーバもまた本開示の範囲内である。
【００４０】
ガラスから製造されるときに、リザーバ１４１はまた、本開示の送達システムの多用途性を向上させることに関しても有利であり得る。１つの潜在的な利点は、リザーバ１４１が、医薬品分野においてすでに知られているサイズ及び形状に適合できるとともに、商業的な装置を使用して容易に充填可能であることである。加えて、リザーバ１４１を輸液装置１１０とは別々に包装することができるので、使用者は特別注文のリザーバを使用し、且つ使用の際にそれらを輸液装置１１０に容易に取り付けることができる。更に、患者は、既知の薬物カートリッジを使用できることによって多種多様な薬物を使用することができ、また、固定リザーバを有するディスペンサーの製造業者に用量を依存せずに、患者に特別に誂えた様式で分配することができる。
【００４１】
典型的なガラス製の薬物カートリッジリザーバ１４１は、その長さに関して２ｃｍ〜約８ｃｍの範囲の寸法を有することができ、４ｍｍ〜１２ｍｍの範囲の内径を有することができる。より典型的には、長さは４ｃｍ〜６ｃｍの範囲、内径は６ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であってもよい。本開示は、例えば薬剤分配カートリッジのサイズに応じて、他の寸法も想定している。透明なガラス製の薬剤カートリッジリザーバ１４１を使用することができるが、他の材料もまた使用することができる。これらの材料及び構成は、好ましくは含まれている流体に互換性を持ち、使用中に発生する圧力に耐えることが可能である。
【００４２】
ここで図５〜図６に戻り、例示的な蓄エネルギ装置の態様を説明する。図示の実施形態において、ばねリリース１７０として描かれているアクチュエータは、第１の蓄エネルギ装置１６０を解放するように動作可能である。１つの例示的な実施形態において、第１の蓄エネルギ装置１６０は細長いコイルばねを含む。ばねリリース１７０は、ピストン１４５に当接するプランジャ１７４に一端部が取り付けられたラッチ１７２を含むことができる。第１の蓄エネルギ装置１６０は、この第１の蓄エネルギ装置１６０がばねリリース１７０によって解放されたときに、リザーバ１４１を変位させるのに充分な作動力を提供する様式で装着されるように、プランジャ１７４と後壁部分１３２ｃとの間に配置される。
【００４３】
特定の実施形態では、ラッチ１７２とプランジャ１７４は互いに別物とすることができる。しかしながら、他の実施形態においては、それらを結合することができる。それらは、好適なプラスチック及び金属等の類似した又は類似しない材料から作製されてもよい。ラッチ１７２は、図示するように細長くてもよく、又はより短い長さを有してもよい。より長い長さは、第１の蓄エネルギ装置１６０のリザーバ１４１からの取り外しを容易にし得る。ラッチ１７２の突起１７６は、リザーバハウジング１３０の後壁部分１３２ｃに結合され、それによって第１の蓄エネルギ装置１６０をラッチ係合され、装填された状態に保持する。ラッチ１７２上の突起１７６は、保持壁と協働して、アクチュエータの使用者係合可能部分として作用するように図示されているが、本明細書は当業者に知られている他のばね解放機構も想定している。
【００４４】
第１の蓄エネルギ装置１６０を解放するために、使用者はラッチ１７２を下方に押して、突起１７６を後壁部分１３２ｃから取り外す。第１の蓄エネルギ装置１６０は、続いて、開放可能な端部１５１が担体ヘッド１２０上のキャビティ壁部分１２５ａに達するまで、縦軸１４１ａに沿った軸線方向にリザーバ１４１を変位させる。リザーバ１４１が第１の蓄エネルギ装置１６０によってキャビティ１２５内に駆動されると、開放可能な端部１５１が貫通ニードル１２７と係合する。したがって、突起１７６又は他の解放機構は、アクチュエータの使用者係合可能部分として本質的に作用し、蓄エネルギ装置の潜在エネルギが解放されるようにして流体の送達を開始させる。
【００４５】
他の実施形態において、第１の蓄エネルギ装置１６０が一対のばね装置を含む。第１のばね装置は、後側の保持壁１３２ｃとリザーバ１４１との間に適切に配置され、起動時に後者を担体ヘッド１２０の方向に変位させるコイルばねであってもよい。第２のばね装置は、ピストン１４５を押し出して流体を流路１２８内に放出又は流し込ませるための別のコイルばねとすることができる。リザーバ及びピストンの双方を変位させるための蓄エネルギ装置の追加の組み合わせ及び構成は、国際公開第２０１１／０１４５１４号（Ｇｏｎｚａｌｅｚら）に見出すことができ、ベルビル座金、ガス状推進剤、多段直径ばね、及び二叉ばねを含むことができる。特に適切な二叉ばねは、２０１１年１０月１２日に出願された、一体化されたマイクロニードルアレイ送達システム（INTEGRATED MICRONEEDLE ARRAY DELIVERY SYSTEM）という名称の米国特許仮出願第６１／５４６，３４０号に見出すことができる。
【００４６】
リザーバ１４１の開放可能な端部１５１がキャビティ１２５内に駆動されると、貫通ニードル１２７は隔壁１５４を貫通し、最終的にリザーバ１４１と担体ヘッド１２０との間に、それらの間で流体を連通させる流体流路を確立する。第１の蓄エネルギ装置１６０は、プランジャ１７４を介してピストン１４５を前方に付勢してチャンバを圧縮し、今や開放された隔壁１５４を通して流体１４２を管腔１２９内に流し込ませる。流体は、貫通ニードル１２７から流路１２８及び担体リザーバ１２６を通って中空マイクロニードル１１２内に流れる。リザーバ及びプランジャが変位する（したがって流体を送達する）速度が蓄エネルギ装置によって少なくとも部分的に制御されるので、システム上に作用する力は、概して使用者が加える力に関わらずに制御することができる。このことは、流体の放出及び分配を達成するために、手動による部材の押し及び／又は摺動を必要とする他のシステムと比較して有利である。過剰な手動による押し又は引張り力は、中空マイクロニードルの外れを生じさせることがあり、それによって装置が所望の結果に反することになる。
【００４７】
ここで更に想定されることは、流体（例えば組織液）を真皮から抽出するために輸液装置を用いることである。理解され得るように、リザーバには、流体がほとんど残らないように、開放可能な端部の近傍にピストンを設けることができる。そのような実施形態では、第１の蓄エネルギ装置が２つの要素を備える。第１の要素は、貫通ニードルの方向にリザーバを駆動するように動作可能である。第２の要素はピストンを反対方向に移動させるように動作可能であり、それによって流体が標的組織からリザーバに向けて流れるようにする。
【００４８】
使用済みの薬剤カートリッジを交換するために、使用者は、適切なハンドツール（図示せず）でラッチ１７２を引張って第１の蓄エネルギ装置１６０を再び圧縮することができる。したがって、使用者は、貫通ニードルと隔壁とを分離し得る。その結果、リザーバ１４１及びラッチ１７２を取り外し、場合によっては交換することができる。このようにして、使用者は、新たな装置を使用することに代えてリザーバの交換だけが必要となる。更にまた、第１の蓄エネルギ装置１６０は、ラッチ１７２及びプランジャ１７４と同様に再利用することができる。しかしながら、典型的にはマイクロニードルアレイ１１１も交換される。
【００４９】
その結果、製造業者又は任意に使用者は、すぐに使用できるリザーバ１４１を容易に取り付けることができる。このことは、例えば薬剤カートリッジを挿入し、その後リザーバハウジング内の図示した位置に蓄エネルギ装置を挿入することによって達成することができる。リザーバ１４１と第１の蓄エネルギ装置１６０とを個別に取り付けることができるようにする別の方法は、流体を使用する時点で加圧して、貯蔵中の流体の加圧を回避することである。
【００５０】
上述したように、輸液装置１１０は、患者の皮膚表面にマイクロニードル１１２を貫入させるために担体ヘッド１２０の接触表面１２１に接続されたマイクロニードルアレイ１１１を有している。マイクロニードルアレイ１１１は、担体ヘッド１２０の表面に不変に又は着脱可能に接続され得る。他の実施形態において、マイクロニードルアレイ１１１は、その内部に形成されてそこから突出する中空マイクロニードル１１２のアレイを含む、接触表面１２１に接続されたマイクロニードルアプリケータプレートを有することができる。上述したように、マイクロニードルアレイ又はマイクロニードルアプリケータプレートは、中空マイクロニードルの上方の、担体リザーバ１２６として作用することができる容積を、少なくとも部分的に画定又は含むことができる。
【００５１】
例えば、マイクロニードルアレイ１１１は、超音波溶接によって担体ヘッド１２０に接続され得る。本開示はまた、スナップ嵌め、ＵＶ硬化性、熱硬化性といった接着剤、又は２成分接着剤、摩擦溶接、及び他の類似したアプローチを含むがこれらには限定されない様々な技術によって、マイクロニードルアレイ又はマイクロニードルアプリケータプレートを担体ヘッド１２０に保持することを想定している。固定された接続が記載されているが、輸液装置を再利用し、それによって（アプリケータプレートの有無にかかわらず）使用済みのマイクロニードルを交換できることに関連する状況においては、剥離可能な接続をもたらすこともできる。適切な剥離可能な結合には、感圧接着剤及び同類のものが含まれる。
【００５２】
中空マイクロニードル１１２は、典型的に、１００μｍ超〜約３ｍｍの長さを有することができる。他の実施形態では、中空マイクロニードル１１２は、２５０μｍ〜１５００ｍｍ、より典型的には７００μｍ〜１３００μｍの長さを有することができる。いくつかの実施形態において、中空マイクロニードル１１２は、１５０μｍ〜１５００μｍの深度で患者の皮膚に貫入することができる。より典型的には、それらは、５００μｍ〜１０００μｍ、更に典型的には６００μｍ〜９００μｍの深度で皮膚に貫入する。いうまでもなく、中空マイクロニードル１１２の貫入深度は、中空マイクロニードル自体の全長でなくてもよい。
【００５３】
中空マイクロニードル１１２は、隣接する中空マイクロニードル間に平均で約０．７ｍｍ以上の間隔を有するマイクロニードルアレイ１１１に配置することができる。より典型的には、マイクロニードルアレイ１１１は、平均で少なくとも２ｍｍ互いに離間された中空マイクロニードル１１２を有することができる。中空マイクロニードル１１１は、平均断面積１０〜３０００平方μｍのチャネルボア（図示せず）を有することができ、より典型的には、チャネルボアは、平均７００〜２０００平方μｍの範囲であってもよい。アレイ１１１上の中空マイクロニードル１１２は、１平方センチメートル当たり３〜１８本のマイクロニードルの間隔密度を有してもよい。ボア（図示せず）は、少なくとも２０μＬ／分且つ５００μＬ／分以下の速度での流体の分配を可能にし得る。ボアは、各中空マイクロニードルの側壁、又はニードルの先端に隣接する側壁部分上に位置する出口孔又はポートで終端することができる。
【００５４】
本開示は、流体を送達することができるマイクロニードルの全ての形態を想定している。また、上記の値は例示であり、必ずしも限定するものではないことが理解されよう。ここで更に理解されることは、本開示が、注射及び注入（又は抽出）のために、中空マイクロニードルに加えて他のニードル組立体の使用を想定することである。そのようにして、ニードルの長さは、上記したものよりも長い場合がある。また、中空マイクロニードル１１１の貫入深度は、ニードル毎に変動し得る。中空マイクロニードルは、典型的に、外傷、例えば、紅斑及び痛みを最小化する又は低減する様式で、患者の真皮への貫入を可能にする。本発明の譲受人に譲渡されたＢｕｒｔｏｎらに対する米国特許公開第２０１１／０２１３３３５号に記載されているように、外傷と様々な注入／注射パラメータとの関係が存在するということが理解されよう。
【００５５】
流体にて処方可能であり、皮下注射経由で送達可能ないかなる物質も使用することができ、物質としては、任意の医薬品、栄養薬剤、薬用化粧品、診断用薬、及び治療薬が挙げられる（便宜上、本明細書では総じて「薬物」と称される）。本発明で有用であり得る薬物の例には、ＡＣＴＨ（例えば、副腎皮質刺激ホルモン注射）、黄体形成ホルモン放出ホルモン（例えば、ゴナドレリン塩酸塩）、成長ホルモン放出ホルモン（例えば、セルモレリン酢酸塩）、コレシストキニン（シンカリド）、副甲状腺ホルモン及びその断片（例えば、テリパラチド酢酸塩）、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン（thyroid releasing hormone）及びその類似体（例えば、プロチレリン）、セクレチン及び同類物、α１アンチトリプシン、抗血管新生薬、アンチセンス、ブトルファノール、カルシトニン及び類似体、セレデース、ＣＯＸ−ＩＩ抑制剤、外皮用剤、ジヒドロエルゴタミン、ドーパミン作動薬及び拮抗薬、エンケファリン及び他のオピオイドペプチド、上皮成長因子、エリスロポエチン及び類似体、卵胞刺激ホルモン、Ｇ−ＣＳＦ、グルカゴン、ＧＭ−ＣＳＦ、グラニセトロン、成長ホルモン及び類似体（成長ホルモン放出ホルモンを含む）、成長ホルモン拮抗薬、ヒルジン、並びにヒルログ、ＩｇＥ抑制剤、インスリン、インスリノトロピン及び類似体等のヒルジンの類似体、インスリン様成長因子、インターフェロン、インターロイキン、黄体形成ホルモン、黄体ホルモン分泌促進（releasing）ホルモン及び類似体、ヘパリン、低分子量ヘパリン及び他の天然グリコアミノグリカン、修飾グリコアミノグリカン、又は合成グリコアミノグリカン、Ｍ−ＣＳＦ、メトクロプラミド、ミダゾラム、モノクローナル抗体、ＰＥＧ化抗体、ＰＥＧ化タンパク質、又は親水性ポリマー、疎水性ポリマー、若しくは追加の官能基で変更した任意のタンパク質、融合タンパク質、単鎖抗体断片、又は付着タンパク質、巨大分子、若しくはその追加の官能基の任意の組み合わせを備える同断片、麻薬性鎮痛薬、ニコチン、非ステロイド性抗炎症剤、オリゴ糖、オンダンセトロン、副甲状腺ホルモン及び類似体、副甲状腺ホルモン拮抗薬、プロスタグランジン拮抗薬、プロスタグランジン、組み換え型可溶性レセプター、スコポラミン、セロトニン作動薬及び拮抗薬、シルデナフィル、テルブタリン、血栓溶解薬、組織プラスミノーゲン活性化因子、ＴＮＦ及びＴＮＦ拮抗薬、キャリア／アジュバントの有無に関係なく、予防薬及び治療用抗原（サブユニットタンパク質、ペプチド及び多糖類、多糖類複合体、トキソイド、遺伝的ワクチン、弱毒生、リアソータント、不活性化、全細胞、ウイルス性、及びバクテリアのベクターが挙げられるが、これらに限定されない）を含む、依存症、関節炎、コレラ、コカイン常用、ジフテリア、破傷風、ＨＩＢ、ライム病、髄膜炎菌、麻疹、耳下腺炎、風疹、水痘、黄熱病に関連したワクチン、呼吸系発疹ウイルス、ダニ媒介日本脳炎、肺炎球菌、連鎖球菌、腸チフス、インフルエンザ、Ａ型肝炎、Ｂ型肝炎、Ｃ型肝炎及びＥ型肝炎を含む肝炎、中耳炎、狂犬病、ポリオ、ＨＩＶ、パラインフルエンザ、ロタウイルス、エプスタイン・バーウイルス（Virsu）、ＣＭＶ、クラミディア、判別不能ヘモフィルス、モラクセラカタラー���ス、ヒト乳頭腫ウイルス、ＢＣＧを含む結核、淋病、喘息、アテローム性動脈硬化症マラリア、大腸菌、アルツハイマー病、ピロリ菌、サルモネラ、糖尿病、癌、単純ヘルペス、ヒト乳頭腫及び同類物、風邪薬等の主な治療学の全てを含む等の他の物質、抗依存症、抗アレルギー、反吐剤、肥満治療、反骨粗鬆症（antiosteoporeteic）、感染症用薬、鎮痛剤、麻酔薬、拒食症、抗関節炎薬、抗喘息薬、抗痙攣薬、抗うつ薬、糖尿病薬、抗ヒスタミン剤、抗炎症薬、片頭痛治療剤、乗物酔治療剤、鎮吐薬、抗悪性腫瘍剤、パーキンソン病治療薬、かゆみ止め、抗精神病薬、解熱剤、抗コリン作用薬、ベンゾジアゼピン拮抗薬、全身刺激剤、冠状動脈刺激剤、抹消及び大脳刺激剤、骨刺激剤を含む血管拡張剤、中枢神経系興奮薬、ホルモン、催眠薬、免疫抑制薬、筋弛緩剤、副交感神経遮断薬、副交感神経興奮薬（parasympathomimetrics）、プロスタグランジン、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド及び他の巨大分子、覚醒剤、鎮静剤、性的機能低下及び精神安定剤が挙げられるが、これらに限定されない。本記載は、気体流体も使用できることを想定している。
【００５６】
輸液装置１１０を患者の皮膚に送達するためのアプリケータハウジング２００の一実施形態が図７〜図９に描かれている。ハウジング２００は、内蔵型であり、小型に構成されて、いくつかの要素の中でも特に使用の容易さと患者の心地よさとのために比較的低プロファイルであり、小さな使用面積（footprint）を提供し得る。図８及び図９に示した実施形態において、ハウジング２００は、下側ハウジング部分２０１と、嵌合する上側ハウジング部分２０２とを含むことができ、上側ハウジング部分２０２はカバーを提供する。下側及び上側ハウジング部分２０１及び２０２は、スナップ嵌め、又はヒンジ、軸、摩擦による締りばめ、締着具及びその他を含むがこれらに限定されない、任意の好適な手段によって一体に固着することができる。特定の好ましい実施形態において、下側及び上側ハウジング部分２０１及び２０２は、上側ハウジングの下側ハウジングに対する２枚貝のような軸支を可能にするヒンジ（図示せず）によって一体に接続される。ハウジング２００の材料としては、プラスチック、金属、複合材料、及びこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、熱成形することができるプラスチックが好ましい。
【００５７】
下側ハウジング部分２０１は、輸液装置の患者の皮膚表面への接触を可能にする開口部２０５を画定する、略平面であり得るベース２０４を有することができる。特定の実施形態では、開口部２０５は、輸液装置１１０のプロファイルに合わせることができる。理解され得るように、ベース部材２０４の第１の主要面２１６は典型的に、輸液装置１１０が送達されたときに、患者の皮膚の近傍にある。
【００５８】
下側ハウジング部分２０１は、アプリケータハウジング２００内に輸液装置１１０を着脱可能に固定するための機構を更に有することができる。側壁部分２１１及び２１２は、ベース２０４から延び、丸くされた部分２１３によって接続することができる。この丸くされた部分２１３は、ベース２０４から離間配置された解放式の保持機構２１７を有することができる。図示の実施形態では、この解放式の保持機構２１７は、突起２１７ａ及びタブ部分２１７ｂを有する。タブ部分２１７ｂは、丸くされた壁部分２１３に対して可動であり、それに結合し又はそれと一体に形成することができる。担体ヘッド１２０の一部、典型的に接触表面１２１は、突起部分２１７ｂ上に当接することができる。以下に詳述するように、突起部分２１７ａの使用者による移動はタブ２１７ｂを変位させ、それはその上に当接している輸液装置１１０を解放する。
【００５９】
更に想定されることは、輸液装置１１０が異なる手段によってハウジング２００内に着脱可能に固定されることである。例えば、側壁部分２１１及び２１２は、担体ヘッド１２０又はリザーバハウジング１３０の一部と係合する突起又は他の突起を含むことができる。そのような突起は、後述するように、最初は第１の主要面２１６に対しある角度で輸液装置１１０を保持することができるが、その後、使用者が作動力を印加するときにごくわずかな干渉を与える。同様に、丸くされた部分２１３は、最初に担体ヘッド１２０を保持する、固定された突部又は他の突起を含むことができる。他の実施形態では、輸液装置は、剥離可能な接着剤、止め金、ラッチ、磁石、又は当業者に知られている他の一時的な取り付け手段によって、上側ハウジング２０２の一部に着脱可能に結合することができる。
【００６０】
下側ハウジング２０１は、輸液装置１１０の遠位端１１０ａのための保持チャンバを更に含むことができる。図示した実施形態において、保持チャンバは、一対の離間配置された壁部分２０６ａ、２０６ｂ、後壁面部分２０６ｃ、及びベースの第１の主要面と略平行な棚２０７を有している。特定の実施形態において、チャンバ壁部分２０６ａ、２０６ｂは、遠位端１１０ａにおけるリザーバハウジング１３０の幅に近い寸法だけ離間配置され、それによってハウジング内での輸液装置１１０の側面から側面に至る動きを減少させる。
【００６１】
輸液装置１１０の遠位端１１０ａは、後壁部分２０６ｃの近く又はそれに受容されて棚２０７に載置される。送達システムを使用するために準備するとき、後述するように、輸液装置１１０の担体ヘッド１２０は上側ハウジング２０２に向かって移動するが、遠位端１１０ａはベースの近傍の保持チャンバ内に保持される。遠位端１１０ａを（患者の皮膚の近傍にある）ベースの近傍に保持すると、例えば蓄エネルギ装置２３０を作動するとき、輸液装置１１０が遠位端１１０ａの周りを回転できるようになる。理論に束縛されることは望まないが、ハウジング内における輸液装置１１０の支点回りの回転は、担体ヘッド１２０を衝撃速度に加速するために必要な力を減少させ、皮膚に衝突するときの速度のばらつきを減少させ得る。更にまた、この回転は、中空マイクロニードル１１２が皮膚表面に対して実質的に垂直なある角度で皮膚に達する可能性を高めることができる。
【００６２】
この送達システム２００は、第１の主要面２１６に対し略垂直な方向において輸液装置１１０の一部に力を印加するように動作可能な、第２の蓄エネルギ装置２３０を更に備える。典型的に、マイクロニードル分配装置（図示せず）を押し下げる使用者は、大きすぎる力又は小さすぎる力を使用することがあり、それによって貫入力及び貫入深度が不必要に変動する結果となる。いくつかの態様において、本記載の送達システムは、他の装置のこの欠点を克服する。いくつかの実施形態において、この作動力は制御された様式での輸液装置の移動を可能にし、それによって輸液装置に結合された中空マイクロニードル１１２が患者の皮膚に貫入するために必要な力の印加を確実なものにする。
【００６３】
一実施形態において、第２の蓄エネルギ装置２３０は、制御された力を輸液装置１１０に印加して、目標とする深度範囲まで一貫して貫入することを確実にするように配置されたばねであってもよい。例示的な実施形態において、第２の蓄エネルギ装置２３０は、略Ｕ字形の二重ねじりばねから構成されてもよい。第２の蓄エネルギ装置２３０の湾曲部分２３８は、担体ヘッド１２０に当接し又は近傍にある。他の実施形態では、湾曲部分２３８は、輸液装置１１０の担体ヘッド又は他の部分に結合される。しかしながら、蓄エネルギ装置２３０によって解放される力が担体ヘッド１２０に印加されて、所望の衝撃速度において中空マイクロニードル１１２の加速を確実にすることが望ましい場合がある。特定の実施形態では、担体ヘッド１２０は、湾曲部分２３８を受容する溝（図示せず）を含むことができる。
【００６４】
図７に示したように、第２の蓄エネルギ装置２３０は、離間配置された保持壁２１１と２１２との間でハウジング２００内に配置される第１の脚部２３１、２３２を有してもよい。図示の第２の蓄エネルギ装置２３０は、第２の脚部２３５及び２３６へと延びるねじりコイル２３３及び２３４を更に有している。ねじりコイル２３３及び２３４は（以下に記載する）係合腕２４０及び２４１の周りに嵌合するように適合されて、ねじりコイルばねをハウジングに結合している。第２の脚部２３５、２３６は、典型的に、下側ハウジング２０１の側壁部分２１１、２１２の外側の位置に配置される。図示する実施形態において、側壁部分はそれぞれ、脚部２３１、２３２と係合する角度が付けられた隆起部材２１１ａ、２１２ａを有している。隆起部分２１１ａ、２１２ａは、適用中に脚部２３１、２３２の上方への動きを制限することによって、送達システムを閉鎖した構成に保持する。
【００６５】
第２の蓄エネルギ装置がばねである特定の実施形態において、第２の蓄エネルギ装置２３０は、輸液装置１１０に固定されず又は着脱可能に結合されない。このように、衝撃の後に、第２の蓄エネルギ装置２３０は中空マイクロニードル１１２を皮膚から及びそれらの所望の貫入深度から部分的に又は完全に抜き取り又は持ち上げることなく、上方に自由に反動し、振動し得る。したがって、皮膚表面に対する流体の漏洩の発生の可能性は低減され、又は最小限にされ、又は排除さえもされ得る。
【００６６】
ばねの反動及び振動の大きさ及び振動数は、ばねの自由長、質量及び材料特性、並びに任意の張力又は予め加えられた負荷等の主な要因に直接関係することが理解されよう。他の要素には、積み重ねられた平面リーフばね構造のような複数の要素が積み重ねられたリーフばね、円形ばねテンパー線の単一片のような単一のまっすぐな長さ、異形線で成型されたＵ字形等といったばねの形状及び構成が含まれ得る。更にまた、第２の蓄エネルギ装置２３０は、円形、正方形、長方形、任意の正多角形、不規則な形状、又は更にはその長さに沿って変化するものが含まれるが、これらに限定されない任意の断面形状で作製することができる。そのような形状プロファイルは、それによって、必要とされる部分に堅さ及び剛性を付与し得る。
【００６７】
第２の蓄エネルギ装置の使用に適した材料には、炭素鋼（例えば、ピアノ線）、オイルテンパーベース合金（例えば、ベリリウム銅、リン青銅）、又は他の適切な合金（例えば、のＥｌｇｉｎ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ（Ｅｌｇｉｎ，ＩＬ，ＵＳＡ）から市販されているＥｌｇｉｌｏｙ（商標）コバルト合金）が挙げられる。例示的な本実施形態では、小型性のために、比較的大きいばねエネルギ定数を有する金属ばねが使用されるが、例えばばね要素が短い時間枠内で準備され、発射される場合等、比較的小型でない非金属（例えば、プラスチック）ばね要素を使用することも可能である。
【００６８】
第２の蓄エネルギ装置２３０は、輸液装置１１０が患者の皮膚に衝撃を与える前に、典型的には衝撃前の約２〜約２０ｍ／秒の範囲の速度で、輸液装置へ力を印加するように動作可能である。より典型的に、輸液装置１１０上の中空マイクロニードル１１２は、衝撃前の約４〜約１２ｍ／秒の範囲の速度で患者の皮膚に衝突する。
【００６９】
上側ハウジング部分２０２は、下側ハウジング部分２０１を包囲し、且つそれと協働する構造を有することができる。上側ハウジング部分２０２は、下側ハウジング部分２０１と概ね一致するように寸法決めされ、形作られた単一片のシェル状構造から作製されてもよい。図示される例示的な実施形態では、上部ハウジング部分２０２はまた、ポリカーボネート、アクリル、及び他の同様の材料等のプラスチックから作製されてもよい。特定の実施形態において、上側ハウジング部分は、例えばポリスチレン、ＰＶＣ、ＡＢＳ、アクリル、ＰＥＴＧ、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＴＰＲ、及びＴＰＯから熱成形される。上側ハウジング部分２０２は、輸液装置１１０の送達を使用者が視覚的に検査できるようにするために透明であってもよい。それに代えて、上側ハウジング部分２０２は、同様に、輸液装置１１０の送達を使用者が容易に視覚的に観察できるようにする窓（図示せず）を有することができる。
【００７０】
上側ハウジング部分２０２は、一対のコイル係合腕２４０、２４１、一対の対向突起２４３、２４４、及びタブ係合歯２４５を更に有する。ねじりコイル２３３及び２３４は、上側ハウジング２０２の両側面上の係合腕２４０、２４１に結合される。第２の脚部２３５、２３６は、突起２４６、２４７の下面に係合する。図示の実施形態において、タブ係合歯２４５は、開放式の保持機構２１７を変位させるように動作可能である。歯のような構造が描かれているが、他の構造も解放式の保持機構２１７を変位させることができる。更にまた、交換可能でない保持機構２１７（例えば接着剤）を特徴とする実施形態において、係合歯又は類似の構造は必要でない場合がある。
【００７１】
本開示は、製造業者又は送達システムの組立業者から出荷される前に、輸液装置１１０がアプリケータハウジング内に装着されることを想定している。輸液装置１１０を適切な位置に配置する（すなわち装着する）ときに、担体ヘッド１２０がタブ部分２１７ｂに係合するまで変位される（例えば引っ張られ又は押される）と、接触表面１２１の下側ではね返ることができるまで邪魔にならない所に突起２１７ｂが移動し、それによって準備された状態に輸液装置１１０を保持する。上側及び下側のハウジング部分がヒンジによって接続される実施形態において、輸液装置の装着は、下側ハウジングに対しゼロ以外のある角度で上側ハウジングを載置させる効果を有することができる。ここで理解されることは、輸液装置１１０が、アプリケータハウジング内に装着された状態で保管又は出荷される必要は無いが、準備されていない状態で出荷される場合があることである。
【００７２】
輸液装置１１０を装着するために印加される力は、第２の蓄エネルギ装置２３０を変位させるために用いることができ、その逆もまた同じである。担体ヘッド１２０と係合するときに、第２の蓄エネルギ装置２３０の湾曲部分２３８は、輸液装置１１０が解放式の保持機構２１７と係合するまで、第１の脚部２３１、２３２と共に上側ハウジングに向けて駆動される。輸液装置１１０のように、第２の蓄エネルギ装置２３０は、装着された又は装着されない構成で使用者に供給することができる。
【００７３】
輸液装置１１０を解放するために、上側ハウジング２０２の一部が下方に押し下げられる。その結果、力が隆起２４６、２４７を介して蓄エネルギ装置２３０の第２の脚部２３４、２３５に印加され、それによってねじりコイル２３３、２３４の張力が更に増加して、システムに追加の潜在エネルギを貯蔵する。追加及び／又は連続した下向きの圧力はタブ係合歯２４５をタブ部分２１７ａに向けて駆動し、最終的にタブ部分２１７ａの一部を担体ヘッド１２０から離れる方向に変位させる。タブ部分２１７ａの変位は、最終的に、隆起２１７ｂを輸液装置１１０の下側から取り外す。これは、第２の蓄エネルギ装置２３０を解放して、輸液装置１１０を概ね縦軸に沿って下方に駆動し又は押し込み、その結果中空マイクロニードル１１２は皮膚に貫入することができる。特定の実施形態において、使用者は、アプリケータハウジングの取り外しを２つの異なった段階：１）第２の脚部への初期のエネルギ伝達、及び２）解放式の保持機構からの輸液装置の取り外し、において経験する。
【００７４】
更に想定されることは、マイクロニードルが皮膚に貫入した直後にリザーバの隔膜を貫通することができるように、第２の蓄エネルギ装置を起動させるために用いる力が、輸液装置１１０の第１の蓄エネルギ装置を作動させ得ることである。例えば、上側ハウジングは、上側ハウジングが皮膚表面に向けて押圧されたときにアクチュエータ１７０と係合するように構成された、突起２４８を含むことができる。特定の実施形態において、この突起２４８は、中空マイクロニードル１１２が皮膚の表面に貫入し始めたときに第１の蓄エネルギ装置を起動させるように構成することができる。他の実施形態では、この突起は、貫入の前に第１の蓄エネルギ装置１６０を起動させるように設計することができる。双方の蓄エネルギ装置を同時に、ほとんど同時に、又は順番に起動させる無数の追加の方法は、当業者によって理解されるであろう。
【００７５】
上側ハウジングは、中空マイクロニードル１１２が標的表面に貫入する前のリザーバ１４１の完全な変位を防止するために、ショルダー２４９を更に含むことができる。ショルダー２４９は、ハウジングが閉鎖したときに、例えば輸液装置の貫通孔と係合し、最終的に、リザーバ１４１の開放可能な端部１５１の近傍に存在することができる。ショルダー２４９は、ハウジングが輸液装置から分離される前に、リザーバの不慮の変位（及びその後の隔膜の貫通）を防止することができる。ショルダーは、マイクロニードルが貫入する前に、第１の蓄エネルギ装置が起動することになっている場合に有益であり得る。
【００７６】
輸液装置１１０の送達システムの別の実施形態が図１０及び図１１に示されている。送達システム１０００は、１つのハウジング１０１０を備える。ハウジングは、内側チャンバ１０１３内に開口部１０１２を定めるベース１０１１を有している。内側チャンバ１０１３は、側壁部分１０１４と１０１５、前壁１０１６、後壁１０１７、及びカバー１０１８によって画定される。カバー１０１８は、外部アプリケータ１０３０の遠位端を受容するように寸法決めされ、形作られた開口１０１９を有している。特定の実施形態において、開口１０１９は、外部アプリケータ１０３０の遠位端を嵌合して受容するように設計される。他の実施形態では、開口１０１９はアプリケータ１０３０より大きく、遠位端が内部チャンバ１０１３にアクセスできるようにする。
【００７７】
チャンバ１０１３は、輸液装置１１０の担体ヘッド１２０を開口１０１９の近傍に保持するために、少なくとも１つの解放式の保持機構（図示せず）を有する。特定の実施形態では、輸液装置１０２０は、作動時に遠位端１１０ａの回りを回転できるように、ベースに対してゼロ以外のある角度でチャンバ内に保持される。上記したように、輸液装置１１０の遠位端１１０ａは、ハウジング内の棚若しくは類似の構造に対して保持することができ、又は送達システムが患者の皮膚に固定されたときに、それに対する回動を可能にする。
【００７８】
外部アプリケータ１０３０は、開口の近傍から送達部位に向けて輸液装置１１０を変位させるように動作可能である。適切な外部のアプリケータには、Ｆｒｅｄｒｉｋｓｏｎらに対する米国特許出願公開第２００８／００３９８０５号に記載されたものが含まれるが、これに限定されない。チャンバ内に準備された輸液装置を送達するために、使用者は、例えば、ピストンがきちんと固定されるまでアプリケータの内部に押し込むことによって、外部アプリケータを準備する。外部アプリケータは、続いて、開口１０１９に結合又は受容される。使用者は、皮膚又は他の標的組織に対してハウジング１０１０を配置して、外部アプリケータを作動させ、変位エネルギを輸液装置１１０に送達する。このエネルギ伝達は、マイクロニードルアレイを含む担体ヘッドを皮膚表面に向けて駆動する。
【００７９】
送達システム１０００には、保護ベース１０８０を設けることもできる。図１１に描かれているように、ベース１０８０は少なくとも部分的にハウジングのチャンバ１０１３内に受容されてもよく、また特定に状況においては、解放式の保持機構の近傍に輸液装置１１０を保持することができる。ベース１０８０は、皮膚又は標的組織への適用の前にチャンバから取り外す。特定の実施形態において、保護ベース１０８０は、そこから突出する複数の保護ベースを有する基体と一体化することができる。そのような実施形態では、施術者又は使用者に対する送達のために、複数の送達システムを複数の保護ベースに結合してもよい。
【００８０】
本発明の送達システムを使用して流体を注入することによって患者を治療する方法が提供されることを更に理解するであろう。
【００８１】
本明細書中に引用される特許、特許文献、及び刊行物の完全な開示内容を、恰もそれぞれが個々に組み込まれたのと同様に、それらの全体を組み込むものである。本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本発明の様々な改変及び変更が当業者には明らかとなるであろう。本発明は、本明細書で述べる例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されることを意図するものではないこと、また、こうした実施例及び実施形態は、本明細書において以下に記述する「特許請求の範囲」によってのみ限定されることを意図する本発明の範囲に関する例示のためにのみ提示されることを理解すべきである。
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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