(57)【要約】  人間又は他の動物の皮膚を通じて制御された投薬量を提供するための経皮ドラッグデリバリーシステム（１００）は開示される。１実施例において、経皮ドラッグデリバリーシステム（１００）は、皮膚に付着するように設計された基板（１１０）及び基板（１１０）に結合された経皮注入器配列（１４０）を含む。経皮注入器配列（１４０）は、皮膚の表面にかなり大きな孔を作るために十分大きな速度で皮膚に第１の物質を投与又は提供するように構成された第１の経皮注入器（２１０）を含む、中に埋め込まれた１以上の経皮注入器（２１０、２２０，２３０）を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮膚を通じて制御された投薬量を提供するための経皮ドラッグデリバリーシステムであって：
皮膚に付着するための薄い付着性基板；  
前記基板に結合され、前記皮膚の表面にかなり大きな孔を作るため前記皮膚に第１の物質を投与するように構成された第１の経皮注入器を含む、中に埋め込まれた１以上の経皮注入器を有する経皮注入器配列
を含む経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項２】
前記皮膚の孔にかなりの量の医薬を投与するように構成された第２経皮注入器を更に含む請求項１の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項３】
前記皮膚の孔にかなりの量の凝固剤を投与するように構成された第３経皮注入器を更に含む請求項２の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項４】
前記凝固剤は、抗バクテリアの性質を有する物質を含む請求項３の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項５】
前記第１の経皮注入器は又、前記皮膚の孔にかなりの量の医薬を投与するように構成された請求項１の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項６】
少なくとも１つのユーザーリクエスト及び前もってプログラムされた時限レジメント(regiment)の１つの関数として各経皮注入器を活性化するように構成された各経皮注入器に結合されたコントローラを更に含む請求項１の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項７】
各経皮注入器は、ノズル付き保持チャンバーを含み、且つ各保持チャンバーは物質を前記保持チャンバーから前記ノズルを通り前記皮膚に排出するように構成されたアクチュエータを含む請求項６の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項８】
前記保持チャンバーアクチュエータは、圧電素子である請求項７の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項９】
各経皮注入器は更に、前記保持チャンバーに結合された流体容器を更に含む請求項７の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項１０】
各流体容器は、物質を前記流体容器から前記保持チャンバーに排出するように構成された流体容器チャンバーアクチュエータを含む請求項９の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項１１】
前記コントローラに結合されたユーザーインターフェースを更に含む請求項６の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項１２】
前記ユーザーインターフェースは、少なくとも１つの活性化装置、目視指示計及びコンピュータ間インターフェースを更に含む請求項１１の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項１３】
前記経皮配列は、ノズルの１部分を共有する少なくとも２つの経皮注入器を有する請求項１の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項１４】
人間又は他の動物の皮膚を通じて制御された投薬量を提供するための経皮ドラッグデリバリーシステムであって：
皮膚に付着するように設計された薄い付着性基板；及び
前記皮膚の表面にかなり大きな孔を作るため前記皮膚に第１の物質を投与するための前記基板に結合された第１の経皮注入器手段
を含む経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項１５】
前記第１の経皮注入器手段を制御するための制御手段を更に含む請求項１４の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項１６】
前記皮膚の孔に医薬を投与するための前記基板に結合された第２経皮注入器手段を更に含む請求項１４の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項１７】
前記孔に保護物質を提供するための凝固手段を更に含む請求項１６の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項１８】
人間又は他の動物の皮膚を通じて制御された投薬量を提供するための経皮ドラッグデリバリーシステムであって：
皮膚に付着するように設計された薄い付着性基板；及び
前記基板に結合され、前記皮膚の表面にかなり大きな孔を作るため第１の物質を含む複数の異なる物質を前記皮膚に投与するように構成された圧電駆動経皮注入器
を含む経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項１９】
前記経皮注入器は、１以上のノズルを有する保持チャンバーを含み、前記経皮注入器は更に、異なる医療関係物質を保持する各流体容器を持つ保持チャンバーに結合された複数の流体容器を含む請求項１８の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項２０】
前記保持チャンバーは、複数の噴流速を作るように構成された複数のアクチュエータを持つ請求項１９の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【請求項２１】
各流体容器は、各々の流体容器から物質を排出するように構成された関連する流体容器チャンバーアクチュエータを含む請求項１９の経皮ドラッグデリバリーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数ノズル経皮ドラッグデリバリーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
広く定義されて、経皮ドラッグデリバリーシステムは、従来の皮下注射針の使用なしに直接に皮膚を通じてある薬のかなりの服用量を投与するように設計されたシステムである。
経皮ドラッグデリバリーシステムの例は、「パッチ」（例えば、ニコチンをたばこ中毒の人に配るように設計された付着パッチ）、アスピリンの混じった鎮痛性香油及び非常に効く鎮痛剤を管理するように設計された付着パッチを含む。
【０００３】
薬の皮下又は経口投与は、たびたびドラッグデリバリーの好ましい方法であるが、経皮ドラッグデリバリーは、長い期間に亘る投薬及び好ましい患者のフィードバックを含む多くの利点を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
不幸にして、既存の経皮パッチは、多用途性を欠き、それらの効果は、使用された薬の力学、皮膚相互作用及び薬の溶解性により邪魔され得る。更に、既存の経皮パッチは、周期投薬又は必要時の投薬が提供できない。更に、人間の皮膚に容易に浸透しない多くの種類の薬がある。従って、経皮ドラッグデリバリーシステムに関する新しい技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
経皮ドラッグデリバリーシステムは、人間又は他の動物の皮膚を通じて制御された投薬を提供するために開示される。経皮ドラッグデリバリーシステムは、皮膚に付着するための薄い付着性基板、及び皮膚の表面に評価できる孔を作るため皮膚に第１の物質を管理提供するための基板に結合した少なくとも１つの経皮注入手段を含む。
【０００６】
経皮注入手段は、皮膚の表面にかなり大きな孔を作るため皮膚に少なくとも１の基板を管理提供するように構成された少なくとも１の経皮注入器を含む、中に埋め込まれた１以上の経皮注入器を有する経皮注入器配列であっても良い。
【０００７】
経皮注入手段は更に、基板に結合した圧電駆動経皮注入器であっても良く、経皮注入器は、皮膚の表面に評価できる孔を作るため皮膚に第１の物質を含む複数の異なる物質を管理提供するように構成される。
【０００８】
上記１以上の実施例に基づき、開示された方法及びシステムにより提供された種々の利点は、従来の経皮パッチとは反対に、投薬量が如何なる時間間隔に従っても作成可能である「必要時の投薬」システムを提供する事を含む。更に、個々の投薬量及び全体の投薬量の両方は、異なる体重と代謝を考慮してその場で且つ１人の患者からもう一人の患者へ調整可能である。
【０００９】
以下の詳細な記載は、添付図面と共に読むときに最良に理解される。種々の特徴は、必ずしも原寸で描かれていない事は強調される。事実、寸法は、記述の明瞭性のため任意に増加又は減少される。適用可能で実際的で有る限り、類似の参照番号は、類似の要素を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】開示された方法及びシステムに従い例示的経皮ドラッグデリバリーシステムの断側図を示す。
【図２Ａ】例示的経皮注入器配列の上から見下ろした図を示す。
【図２Ｂ】図２Ａに示された実施例の代替的実施例の上から見下ろした図を示す。
【図３】例示的経皮注入器を示す。
【図４】経皮ドラッグデリバリーシステムの略ブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の詳細な記述において、制限のためではなく説明のために、実施例の特定の詳細は、本発明の完全な理解を提供するために説明される。しかし、本開示の利益を得た当業者にとってここに開示された特定の詳細から離れた本発明に従う他の実施例は、付随する特許請求の範囲内に残る事は明らかである。更に、良く知られた装置及び方法の記述は、実施例の記述を曖昧にしないように省略可能である。そのような方法及び装置は、明らかに本発明の範囲内である。
【００１２】
図１は、例示的経皮ドラッグデリバリーシステム１００を示す。図１に示すように、経皮ドラッグデリバリーシステム１００は、ユーザーインターフェース１１６、コントローラ１１４及び基板１１０の上面に（直接的に又は間接的に）置かれたバッテリー１１２を有するしなやかな基板１１０を含む。付着剤１２０は、基板１１０を患者の皮膚に固定するために基板１１０の下面に配置される。経皮注入器配列１４０は、基板１１０に埋め込まれ、選択的抗バクテリアゲル１３０は、経皮注入器配列１４０に配置可能である。
【００１３】
図２Ａは、図１の経皮注入器配列１４０の上から見下ろした図を示す。経皮注入器配列１４０は、各々ノズル２１４を持ち各３つのノズル２１４が互いに近接しておかれる３つの経皮注入器２１０，２２０及び２３０を含む。
【００１４】
経皮注入器２１０，２２０及び２３０は、同じ目的に一致して又は互いに異なる目的で独立して操作できる。例えば、第１の経皮注入器２１０は、一番外側の皮膚表面層（角質層）に孔を開けるために使用可能で；第２の経皮注入器２２０は、皮膚の孔に種々の薬又は他の医薬を管理提供するために使用可能で；第３の経皮注入器２３０は、皮膚の孔に種々の治療薬を提供するのと同様に皮膚の孔を塞ぐために使用可能である。３つの経皮注入器の使用は、単に例示的でより多くの注入器又はより少ない注入器が使用されても良いことは強調される。
【００１５】
望みの皮膚孔を開けるために、第１の皮膚孔開け経皮注入器２１０は、約６０ｍから１６０ｍ／秒の範囲の噴流速を有する噴流を作るために水又は水ベースの溶液のペイロード(payload、有効積載量)を採用できる。結果生じる高速噴流は、望みの皮膚孔を開けるために使用される。皮膚孔の恩恵は、他の方法では人間／動物の皮膚を決して貫く事ができない種々の薬品分子が、皮膚孔を介して患者の血流に有効量を投与できることである。即ち、第１の経皮注入器２１０の使用は、如何なる数の医薬の後者適用のペイロードが効率的に投与される事を可能にする。
【００１６】
皮膚孔は、バクテリアの開放通路を代表しうる。従って、ひとたび適切な医薬が投与されると、第３の経皮注入器２３０は、注入プロセスにより引き起こされた角質層の孔から結果として来る可能性のある逆効果を減少させるために血液凝固物質を配布し得る。第３の経皮注入器２３０のペイロードは、孔を塞ぐためにゲルポイント約３７度Ｃを持つポリマー混合物を含むことができ、及び／又は、蒸発の助けを得て、各皮膚孔を塞ぐのを助けるために機械的応力を皮膚に与える事ができる皮膚に比較的大きく付着するゲルを含むことができる。第３の経皮注入器２３０のペイロードは又、油の低粘度混合、水と銀、組織回復を促進するタンパク質、又は治療過程で助けになる如何なる数の他の医薬のような如何なる数の抗バクテリア剤をも含むこともできる。
【００１７】
図２Ｂは、図２Ａに対する代替的実施例を示し、その中で第３の経皮注入器２３０は、原位置化学、生物学的、又は生化学反応に特に適切な複数の注入器により交換される。即ち、第３の経皮注入器２３０は、第１の経皮注入器２３０Ａ及び第２の経皮注入器２３０Ｂにより交換される。第１の経皮注入器２３０Ａは、異なるモノマーの混合物を施し、及び第２の経皮注入器２３０Ｂは、モノマーの重合のための架橋剤を施す。モノマーと架橋剤の混合は、患者の皮膚に配置される前に患者の皮膚に又は共通内部チャンバーで起き得る。
【００１８】
示されていないもう１つの代替的実施例において、２つの異なる物質が同じ注入器から投与又は提供可能である。例えば、皮膚孔開け物質及び医薬の両方は、第１の経皮注入器２１０を用い、投与可能である。しかし、第２の経皮注入器２２０は、通常は約５ｍ／秒以下の低速で自身の医薬ペイロードを投与するように設計可能である。低噴流速を用いる利点は、そうでなければ経皮注入過程により起こるかもしれないある種の医薬の劣化を減少することである。例えば、５ｍ／秒で噴流速は無視できる影響を有するが、皮膚の表面層を破るのに必要な噴流速で高分子量ポリペプチド（遺伝子治療又は予防接種で用いられる）を投与中に起きる剪断率は、ポリペプチドを劣化し得る。
【００１９】
又１以上の経皮注入器２１０，２２０及び２３０は、共通ノズルの部分を共有できるのと同様に経皮注入器配列体の底の共通開口部を共有できる。
【００２０】
図１、２Ａ及び２Ｂの経皮注入器配列１４０は、各々の注入器が異なる機能を果たす複数の注入器を有するものとして記述されるが、開示された方法及びシステムは、複数のノズルが１以上の薬の同時投与（即ち並行投与）に使われ、薬投与のより大きい動的範囲を可能にする注入器配列を持ったシステムを含むように拡張可能である事は評価されるべきである。加えて、特にいつノズルが壊れた又は詰まったかを決定できる１以上のセンサーが機能不全を検出するために加えられた時（例えば圧力感知圧電素子）複数のノズルを使うことで、より頑丈な装置を提供できる。機能不全情報は、患者に見える指示を提供するためユーザーインターフェース１１６に提供可能で、機能不全情報は、コントローラ１１４により記録可能で、又は無線でベースユニットに通信できるので、医療従事者（看護士、医師等）は、適切な手段を執ることができる。
【００２１】
図３は、経皮注入器３００として一般的に設計されたもう１つの例示的経皮注入器を示す。図３に示されるように経皮注入器３００は、底にノズル２１４を持つ保持チャンバー３１０及び保持チャンバー３１０の頂面に並んだ第１アクチュエータ３１２（通常は圧電素子だがこれに限られない）を含む。保持チャンバー３１０は、通路３２４を介し、液体容器３２０に結合し、第２アクチュエータ３２２は、液体容器３２０の頂面に並ぶことができる。
【００２２】
操作において、第２アクチュエータ３２２は、複数の流体を液体容器３２０から通路３２４を通り保持チャンバー３１０へと押し込むために活性化される。一度常駐流体が保持チャンバー３１０から排出されると、第２アクチュエータ３２２は、経皮注入器２１０の次回の投与のため、保持チャンバー３１０を再び満たすために再び活性化される。
【００２３】
図３の実施例に代わり、もし複数の物質（例えば上の例でモノマー／架橋剤のような）が同時に又は順次に投与又は提供される必要があれば、複数の液体容器チャンバー（図示せず）は、保持チャンバー３１０に結合される。一度保持チャンバー３１０が適切に満たされると、第１アクチュエータ３１２は、噴流を作るために保持チャンバー３１０に常駐する流体をノズル２１４を通じて推進するように活性化され、常駐流体を患者の皮膚に投与する。
【００２４】
結果できる如何なる噴流の特定速度も、第１アクチュエータの構成の関数として変化可能である。複数のアクチュエータは、噴流速を制御するために第１アクチュエータ３１２に代わられても良い。例えば、３つのアクチュエータの配列を採用することにより、７つの異なる速度で保持チャンバー３１０から流体を投与することは可能である。
【００２５】
経皮注入器が複数の液体容器チャンバーを採用する所に、各１以上の他の液体容器チャンバー（図示せず）は、保持チャンバー３１０を後で排出されるための異なる流体で満たすために使用可能である。例えば、経皮注入器は、以下の如何なる流体の１つをも別個に保持し及び順次保持チャンバーに通過させるために４つの独立した液体容器チャンバーを持つことができる：（１）皮膚に孔を開ける物質、（２）治療薬、（３）ポリマー混合及び（４）消毒剤
図４に続き、経皮ドラッグデリバリーシステム４００が示される。複数のセンサー４７０（ゲル１３０に含まれた及び／又は付着層１２０に含まれた）と同様に、図１の大抵の要素１１０−１４０は示される。コントローラ１１４の種々の内部構成部品は又、タイマー４２０、ドライバー配列４１０、アクチュエータ配列４３２、及びセンサー４７０監視用のアナログデジタル変換器４１４を含む事が示される。バッテリー１１２により提供される電力での操作中、コントローラ１１４は、ユーザーインターフェース１６０を介し初期化される。ユーザーインターフェース１１６は、活性ボタンと多色発光ダイオードの組み合わせで、ボタンは、医薬投与の初期化又は一続きの医薬時間投与の開始のためで、ダイオードは、システム状態表示、例えば、活性／不活性／使い切り、良／不良／故障等の表示のためである。しかし、他の実施例において、ユーザーインターフェース１１６は、有線又は無線のコンピュータ間インターフェースのような、種々の形を取ることができる。そのような例で、経皮システム４００は、正確な時間間隔で及び／又は特定時刻にある医薬服用量を投与又は提供するために活性化又はプログラム可能である。
【００２６】
経皮システム４００が、適切にプログラムされ活性化されたコントローラ１１４とともに患者の皮膚に適用されると仮定すると、コントローラ１１４はその基本的プログラミングを実行でき、その基本的プログラミングは、タイマー４２０を適切に設定及び再設定すること、経皮注入器配列１４０を適切に活性化する事及び患者のフィードバックのために種々のセンサー４７０を監視することを含む。
【００２７】
アクチュエータ配列４３２は、流体を保持チャンバー３１０に通すために１以上の液体容器３２０を活性化するように操作でき、同じアクチュエータ配列４３２は、流体を排出するために保持チャンバー３１０を活性化するように操作できる。
【００２８】
又操作中、センサー４７０は、経皮システム４００が適切に付着されているかどうか決定するために皮膚抵抗を用いること、患者の皮膚の温度を決定すること、脈拍数及び血中酸素良を決定すること、炎症及びはれの監視等のような種々の形のフィードバックを提供するために使用可能である。又、特定の薬の投与は、フィードバックを用い調整できる。例えば、赤外線脈拍酸素濃度計が脈拍数を測るために採用されるとすると、経皮システム４００は、患者の脈拍数が一定以下に落ちた場合はいつでも種々の刺激剤を配置するために使用可能である。
【００２９】
加えて、コントローラが、特定注入器が機能しているか、液体容器が空か等を決定する事を可能にするような基本自己試験機能を提供するために、センサー４７０は使用可能である。
【００３０】
図４に戻り、上記システム４００の種々の実施例は、如何なる従来のドラッグデリバリーシステムに対しても顕著な利点を有することができる事は評価されるべきである。高度に携帯可能で人間工学的で、正確な服用量を投与するために正確に時間を測る事ができるドラッグデリバリーシステムは、製造可能である。皮膚に吸収されない分子構造を持つ薬は、皮膚パッチの形で投与可能である。更に、適切なコントローラとユーザーインターフェースの採用は、医療従事者が患者使用の監視、例えば、患者が何回及びどんな時間間隔で自身で投与したか監視するのを可能にする。
【００３１】
上記のシステム及び／又は方法は、コンピュータに基礎を置くシステム又はプログラム可能ロジックのような、プログラム可能な装置を用い実施される種々の実施例において、上記のシステム及び方法は、「Ｃ」、「Ｃ＋＋」、「フォートラン」、「パスカル」、「ＶＨＤＬ」等のような如何なる種々の既知の又は後に開発されたプログラム言語を用いても実施可能である事は評価されるべきである。
【００３２】
従って、磁気コンピュータディスク、光学的ディスク、電子メモリー等のような種々の記憶媒体は、上記のシステム及び／又は方法を実施するためのコンピュータのような装置に命令を与えることができる情報を含むことができる。ひとたび適切な装置が情報と記憶媒体に含まれるプログラムにアクセスを持つと、記憶媒体は、装置に対し情報及びプログラムを提供でき、そのシステムが上記のシステム及び／又は方法を実行する事を可能にする。
【００３３】
例えば、もしソースファイル、オブジェクトファイル、実行形式ファイル等のような適切な材料を含むコンピュータディスクが、コンピュータに与えられるなら、そのコンピュータはその情報を受け取ることができ、適切に自身を構成し、種々の機能を実行するため上記略図及びフローチャートに概説された種々のシステム及び方法の機能を実行することができる。即ち、コンピュータは、上記のシステム及び／又は方法の異なる要素に関係するディスクからの情報の種々の部分を受け取ることができ、個々のシステム及び／又は方法を実施し、上記の個々のシステム及び／又は方法の機能を連携させることができる。
【００３４】
本記述の見方において、ここに記述された種々の方法及び装置は、ハードウエア及びソフトウエアで実施可能である事は注意される。更に、種々の方法及びパラメータは、例示のみで如何なる制限的な意味をも持たない。本記述の見方において、付随の特許請求の範囲内で、当業者は、これらの技術を効果あらしめるため彼ら自身の技術及び必要とされる機器を決定するにあたり本発明を実施できる。
【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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【国際調査報告】
2010504797.tif 000008
2010504797.tif 000009
2010504797.tif 000010