"ナノ粒子を形成するためのインプリントリソグラフィの方法であって、基層、該基層に結合された第1の除去可能層、該第1の除去可能層に結合された1つ又はそれ以上の機能性層、及び該機能性層のうちの1つに結合された第2の除去可能層を含み、前記1つ又はそれ以上の機能性層のうちの少なくとも1つが機能性材料を含む、多層基板を形成する段階と、インプリントリソグラフィプロセスにおいて前記多層基板の表面上に、多様な突起部及び凹部を含むパターン化層を形成する段階と、前記基層から延びる複数の多層支柱を形成するように、1つ又はそれ以上のエッチングプロセスにおいて前記多層基板の中に前記パターン化層の特徴部を転写する段階と、溶媒で前記第1及び第2の除去可能層を溶解して、前記1つ又はそれ以上の機能性層を含み、ナノ粒子を形成する支柱を前記基層から分離する段階と、を含む方法。前記機能性材料は、医薬組成物である、請求項1に記載の方法。前記機能性材料は、イメージング剤である、請求項1に記載の方法。前記パターン化層上にハードマスク層を形成する段階と、次に、1つ又はそれ以上のエッチングプロセスにおいて前記パターン化層の前記特徴部を前記多層基板の中に転写して、前記基層から延びる複数の多層支柱を形成する前に、前記ハードマスク層の少なくとも一部をエッチング除去する段階とを更に含む、請求項1から3のいずれかに記載の方法。前記第2の除去可能層の上にハードマスク層を形成する段階を更に含む、請求項1から3のいずれかに記載の方法。前記転写する段階は、実質的に前記パターン化層を除去する、請求項1から5のいずれかに記載の方法。前記エッチングプロセスのうちの少なくとも1つは、不活性ガスエッチングプロセスを含む、請求項1から6のいずれかに記載の方法。第1の溶媒で前記第2の除去可能層を選択的に溶解する段階と、第2の溶媒で前記第1の除去可能層を選択的に溶解して前記支柱を前記基層から分離する段階と、を更に含む、請求項1から7のいずれかに記載の方法。前記第1の除去可能層を溶解する前に前記多層支柱の前記表面を処理する段階を更に含む、請求項1から8のいずれかに記載の方法。前記表面を処理する段階は、前記多層基板の前記表面をコーティングする段階を更に含む、請求項9に記載の方法。前記表面を処理する段階は、前記多層基板の前記表面を修正する段階を更に含む、請求項9に記載の方法。前記修正する段階は、配位子又は他の機能分子を前記表面に結合する段階と、表面電荷を修正する段階と、前記表面の前記疎水性又は前記親水性を修正する段階とから成るグループから選択される、請求項11に記載の方法。請求項1から請求項12のいずれかによって形成されるナノ粒子。少なくとも第1の層及び該第1の層に付着される第2の層を備える、インプリントリソグラフィプロセスによって形成される粒子であって、前記第1及び第2の層のうちの少なくとも1つは、医薬組成物又はイメージング剤を含み、前記粒子の寸法は、約100nm又はそれ以下である粒子。前記第1の層と前記第2の層との間の界面は、実質的に平面である、請求項14に記載の粒子。少なくとも前記第2の層に付着される第3の層を更に含み、前記第2の層と前記第3の層との間の前記界面は、実質的に平面であり、前記第2の層は医薬組成物を含み、前記第1の層及び前記第3の層は医薬組成物を含まない、請求項14又は15に記載の粒子。インプリントリソグラフィ技術は、基板上に配置された形成可能層のレリーフパターンの形成を含む。基板は、運動ステージに結合して、パターン化プロセスを容易にするように所望の位置決めを行うことができる。パターン化プロセスは、基板から間隔を置いて配置されるテンプレート及びテンプレートと基板との間に付加される形成可能液体を用いることができる。形成可能液体は、基板上に形成可能液体と接触するテンプレートの形状に一致する特徴部を形成するように凝固する。凝固後、テンプレートは、特徴部から切り離され、基板は、追加の処理を受けて、機能性ナノ粒子例えば、薬物送達デバイス、バッテリ等を形成する。図面、特に図1及び図2を参照すると、基板12上に機能性ナノ及び/又はミクロ粒子を形成するのに用いるリソグラフィーシステム10が示されている。基板12は、基板チャック14に結合することができる。図示のように、基板チャック14は、真空チャックである。しかしながら、基板チャック14は、限定されるものではないが、真空式、ピン式、溝式、静電式、電磁式、及び/又は同様のものを含む何らかのチャックとすることができる。例示的なチャックは、米国特許第6,873,087号、米国特許第7,635,445号、米国特許公開第2006-0172031号、米国特許第7,636,999号、及び米国特許第7,635,263号で説明され、これらの開示内容は、本明細書に引用されている。基板12及び基板チャック14は、更にステージ16によって支持することができる。ステージ16は、x、y、及びz軸に対して回転運動及び/又は並進運動を行うことができる。また、ステージ16、基板12、及び基板チャック14は、基部図示せず上に位置決めすることができる。テンプレート18は、基板12から間隔を置いて配置される。テンプレート18は、基板12に向かって延びるメサ20を含むことができ、メサ20は、パターン形成表面22を有する。更に、メサ20は、モールド20と呼ぶことができる。代替的に、テンプレート18は、メサ20なしに形成することができる。テンプレート18及び/又はモールド20は、限定されるものではないが、溶融シリカ、石英、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フッ化炭素ポリマー、金属、硬化サファイア、及び/又は同様のものを含む材料から形成することができる。図示のように、パターン形成表面22は、複数の間隔を置いて配置された凹部24及び/又は突起部26で規定される特徴部を含むが、各実施形態は、このような構成に限定されるものではない。例えば、パターン形成表面22は、実質的に平坦にすることができる。一般的に、パターン形成表面22は、基板12上に形成されることになるパターンの基礎を形成する何らかの最初のパターンとして形成することができる。更に、テンプレート18は、抗接着剤例えば、米国テキサス州オースチン所在のモレキュラーインプリンツインコーポレーテッドから入手可能なRelMat登録商標又はトリデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロオクチルトリクロロシランFOTSで処理することができる。例示的な抗接着剤は、限定されるものではないが、米国特許第6,696,220号で説明したものを含み、その開示内容全体は、本明細書に引用されている。テンプレート18は、チャック28に結合することができる。チャック28は、限定されるものではないが、真空式、ピン式、溝式、静電式、電磁式、及び/又は他の同様のチャック形式として構成することができる。例示的なチャックは、米国特許第6,873,087号に詳細に説明されており、その開示内容全体は本明細書に引用されている。更に、チャック28は、インプリントヘッド30に結合することができ、チャック28及び/又はインプリントヘッド30は、テンプレート18の移動を容易にするように構成することができる。更に、チャック28は、インプリンティング前に、インプリンティング中に、及び/又はインプリンティング後に例えば、分離中に、テンプレート18の構造を調節及び/又は変更するように構成することができる。システム10は、流体分配システム32を更に含むことができる。流体分配システム32は、基板32上に機能性材料34aを堆積するために使用することができる。機能性材料34aは、生体適合性材料例えば、ポリエチレングリコール、1つ又はそれ以上の活性成分例えば、1つ又はそれ以上の薬物を有する医薬組成物、イメージング剤、太陽電池に用いる材料例えば、nタイプ材料、pタイプ材料又はバッテリ、或いはナノ粒子形態で所望の特性を示す他の機能性材料を含むことができる。機能性材料34aは、液滴分配、スピンコーティング、浸漬コーティング、噴霧コーティング、化学蒸着CVD、物理蒸着PVD、薄膜蒸着、厚膜蒸着、及び/又は同様の技術を用いて基板12上に配置することができる。基板12上の機能性材料34の配置は、無駄になる量を制限できることに留意されたい。例えば、基板12上の機能性材料34を置く際に液滴分配を利用すると、スピンコーティング及び同様のものと比較して、機能性ナノ粒子の形成時に使用不可能な流体量を制限することができる。基板12は、除去可能層50を含むことができる。除去可能層50は、本明細書で説明するように、基板12から凝固した機能性材料34aの分離を容易にすることができる。除去可能層50に使用する材料の例としては、限定されるものではないが、PVA、PMMA、ゼラチン等を挙げることができる。図1及び図2を参照すると、システム10は、機能性材料34aが凝固するように経路42に沿って媒体40例えば、エネルギを送るように結合された凝固源38例えば、エネルギ源を更に含むことができる。インプリントヘッド30及びステージ16は、テンプレート18及び/又は基板12を経路42と重ね合わせて位置決めするように構成することができる。システム10は、ステージ16、インプリントヘッド30、流体分配システム32、及び/又はソース38と通信するプロセッサ54によって調整することができ、メモリ56に記憶されたコンピュータ可読プログラムで作動することができる。インプリントヘッド30、ステージ16の一方又は両方は、モールド20と基板12との間の距離を変更して、両者の間に機能性材料34によって充填される所望の容積を形成することができる。例えば、インプリントヘッド30は、モールド20が機能性材料34aと接触するように、テンプレート18に力を加えることができる。所望の容積が機能性材料34aで充填された後に、ソース38は、例えば、UV放射のような媒体40を発生して、機能性材料34aを凝固させて、及び/又は基板12の表面44及びパターン形成表面22の形状を架橋共形して、基板12上にパターン化層46を形成することができる。パターン化層46は、残余層48及び/又は特徴部例えば、突起部47及び凹部49を備えることができる。突起部47は厚さt1を有することができ、残余層48は厚さt2を有することができる。図2及び図3を参照すると、凝固後に、パターン化層46は、別の処理が施されて、パターン化層46を清浄化すること、及び/又は更に突起部47を分離して支柱又はナノ粒子52を形成することができる。例えば、パターン化層46は、酸素プラズマエッチングを施される場合がある。エッチングは、残余層48の少なくとも一部分例えば、一部又は実質的に全てを除去することができる。図3は、残余層48の実質的に全てを除去した後の除去可能層50上の突起部47を示す。図3及び図4を参照すると、基板12からの突起部47を切り離して支柱52を形成することができる。例えば、基板12は、限定されるものではないが、水例えば、脱イオン水、有機溶媒例えば、DMSO、無機酸例えば、希釈HF、塩基性溶液、及び/又は同様のものを含む溶液に曝すことができる。溶液は、突起部47を基板12から切り離して、厚さt3の支柱52を形成することができる。機能性材料34aの凝固の後の突起部47のエッチングは、突起部47の厚さt2が結果として得られる支柱52の厚さt3と実質的に異なるように、突起部47の構成を変形させる場合がある。形状の減成量は、支柱52を形成する際に寸法的な精度及び/又は精密さを制限する場合がある。このような変形は、支柱52に対する設計検討次第では不都合な場合もある。例えば、支柱52が薬物送達デバイス例えば、ナノ粒子薬物担体として用いる機能性ナノ粒子である時に、体内例えば、人、動物等の支柱52に関する送り先の地域特定は、形状の変更及び/又は変形によって間違った方向に行く場合がある。また、パターン化層46からテンプレート18を分離すると、支柱52において分離欠陥を引き起こす場合がある。FOTS又はRelMat登録商標等の剥離層は、基板12、テンプレート18、又は両方の上に供給することができるが、分離する前にテンプレート18に結合されたパターン化層46の表面積は、基板12に結合されたパターン化層46の表面積を超える場合がある。剥離層及び/又は機能性材料34の物質性は、表面積の力学と相まって支柱52の分離欠陥をもたらす場合がある。米国特許公開第2011/0049096号は、除去可能層に形成された凹部内の機能性材料の堆積を生じる機能性ナノ粒子の形成過程での減成及び分離変形を最小にするプロセスを説明するが、その開示内容全体は本明細書に引用されている。本明細書で説明するナノインプリントリソグラフィプロセスにより形成される機能性ナノ粒子は、第1の除去可能層と第2の除去可能層との間に配置された、1つ又はそれ以上の異なる層を含むことができる。この層状構造内に2つ又はそれ以上の医薬組成物を含むナノ粒子は、対象の標的特異的領域に対して選択された、制御された多剤放出のために用いることができる。例えば、選択された医薬組成物の組み合わせを含む多層ナノ粒子は、活性成分の所望の放出順序又は速度をもたらすように例えば、制御された放出方法でデザインすることができ、結果的に治療効率が高まる。本明細書で説明するプロセスは、制御された精度及び精密さでもって、及び最小の減成及び/又は変形でもって、機能性ナノ粒子を形成することを可能にする。この制御は、全体としてナノ粒子の形成、並びにナノ粒子を構成することができる異なる層の形成の両方にまで及ぶ。例えば、少なくとも2つの機能性層を有するナノ粒子が形成される場合、多層ナノ粒子は、他のプロセスよりもより精密に形成することができ、隣接する層の間の界面は、実質的に平らになる。これにより、容積のより正確な制御が可能になり、従ってナノ粒子の各層の機能性材料例えば、薬物担持は、結果として切り離し動力学等の正確な制御を可能にする。図5A~図5Eは、多層ナノ粒子を形成する多層基板のナノインプリントリソグラフィ処理における種々のステージを示す。図5Aを参照すると、多層基板80は、基層82、除去可能層84、機能性層86a、86b、及び86cそれぞれ機能性材料86a’、86b’、及び86c’から形成された、除去可能層88、及び任意の接着層90を含む。機能性材料86a’、86b’、及び86c’は、バイオドメイン、太陽電池業界、バッテリ業界、及び機能性ナノ粒子が好都合な他の分野で使用できる。例えば、機能性材料86a’、86b’、及び86c’は、限定されるものではないが、1つ又はそれ以上の生体適合性ポリマー、太陽電池材料、重合可能材料等を含むことができる。太陽電池材料は、例えば、nタイプ材料及びpタイプ材料を含む。生体適合性ポリマーは、合成生体適合性ポリマー例えば、ポリエチレングリコールPEG、ポリエチレングリコールアクリレートPEGA、ポリエチレングリコールジアクリレートPEGDA、ポリエチレングリコールメタクリレートPEGMA、ポリエチレングリコールジメタクリレートPEGDMA、ポリ乳酸PLA、PLA-PEGコポリマー、ポリグリコール酸PGA、ポリラクチド-co-グリコリドコポリマーPLGA、PLGA-PEGコポリマー、PEG-PLA-PEG、及びPNIPAAm-co-EMAポリN-イソプロピルアクリルアミドのコポリマー及びポリエチルメタクリレートを含む、天然生体適合性ポリマー例えば、キトサン、デキストラン、硫酸デキストラン、アガロース、ポリリジン、ペクチン、フィブリン、カルボキシメチルキチン、コラーゲン、及びゼラチンを含む、又は合成及び天然生体適合性ポリマーの何らかの組み合わせ例えば、キトサン-PEG、コラーゲン-アクリレート、アルギネート-アクリレート、PPEG-co-ペプチド、アルギネート-g-PEO-PPO-PEO、及びPPLGA-co-セリンを含む。生体適合性ポリマー又はその混合物は、インプリントするための薬物担体溶液として用いることができる。生体適合性ポリマーの追加の実施例は、アルギネート天然生体適合性ポリマー及びポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、及びポリ-N-イソプロピルアクリルアミド合成生体適合性ポリマーを含む。生体適合性ポリマーの他の実施例は、Hamidi他の薬物送達におけるヒドロゲルナノ粒子AdvancedDrugDeliveryReviews,vol.602008,pp.1638-1649、Hans他の薬物送達及びターゲッティングのための生分解性ナノ粒子CurrentOpinioninSolidStateandMaterialsScience,2002.64:p.319-327、及びHughes,G.A.のナノ構造仲介薬物送達Nanomedicine:nanotechnology,biology,andmedecine,2005.11:p.22-30で説明され、これらの開示内容全体は、本明細書に引用されている。このような生体適合性ポリマーで構成される機能性材料に混和することができる代表的な薬物又は医薬組成物或いは治療薬は、例えば、ドキソルビシン、イスラジピン、パクリタキセル、エストロゲン、インスリン、シスプラチン、siRNAを含む。薬物、医薬組成物、及び治療薬の他の実施例は、Hamidi他の薬物送達におけるヒドロゲルナノ粒子AdvancedDrugDeliveryReviews,vol.602008,pp.1638-1649に説明されているが、その開示内容全体は、本明細書に引用されている。また、イメージング剤は、機能性材料の中に混和することができる。結果として得られる機能性ナノ粒子は、限定されるものではないが、蛍光画像及び磁気共鳴画像MRIを含む診断画像目的で用いることができる。このようなイメージング剤は、例えば、蛍光性分子又は超常磁性酸化鉄SPIOを含むことができる。このようなイメージング剤の実施例は、Brigger他の癌治療及び診断におけるナノ粒子AdvancedDrugDeliveryReviews,2002.545:p.631-651に説明されている。多層基板80は、本明細書で更に説明するように形成することができる。基層82は、図1に関して説明した基板12に類似することができる。基層82は、限定されるものではないが、溶融シリカ、石英、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フッ化炭素ポリマー、金属、硬化サファイア、及び/又は同様のものを含む材料で形成することができる。除去可能層84は、基層82に隣接して配置することができ、図3に関して説明した除去可能層50と同様の特性を有することができる。例えば、除去可能層84は、限定されるものではないが、水例えば、脱イオン水、有機溶媒例えば、DMSO、無機酸例えば、希釈HF、塩基性溶液、及び/又は同様のものを含む溶液に曝されると溶解する場合がある。図5Aに示すように、多層基板80は、3つの機能性層を含むが、多層基板は、任意の数の機能性層例えば、1つの機能性層、2つの機能性層、4つの機能性層、5つの機能性層等を含むことができる。特徴部94を有するパターン化層92は、除去可能層88又は接着層90上に犠牲材料で形成することができ、パターン化層92を形成するための犠牲材料は、限定されるものではないが、米国特許第7,157,036号及び/又は米国特許公開第2005/0187339号に説明されるモノマー混合物を含む重合可能流体を含む材料で形成することができ、これらの開示内容全体は本明細書に引用されている。パターン化層92は、図1及び図2に示すシステム10及びプロセスに関して説明したインプリントリソグラフィテンプレートを用いて多層基板80上に形成することができる。パターン化層92は、限定されるものではないが、光リソグラフィー、x線リソグラフィー、極端紫外線リソグラフィー、走査プローブリソグラフィー、原子間力顕微鏡ナノリソグラフィ、マグネトリソグラフィー、及び/又は同様のものを含む他のナノリソグラフィ技術によって形成することができる点に留意されたい。基層82は、溶融シリカ、石英、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フッ化炭素ポリマー、金属、硬化サファイア、又は同様のものなどの材料で形成することができる。場合によっては、除去可能層84は、例えば、ポリメチルメタクリレートPMMA又はポリビニルアルコールPVAのようなポリマーを含むことができる。除去可能層84は、液滴分配、スピンコーティング、浸漬コーティング、化学蒸着CVD、物理蒸着PVD、薄膜蒸着、厚膜蒸着、又は同様のものを含むプロセスで基層82に付加することができる。特徴部94を有するパターン化層92は、モレキュラーインプリンツインコーポレーテッドから入手可能なMonoMat登録商標のような重合可能材料から形成することができる。機能性層86a、86b、及び86cをそれぞれ形成するのに用いる機能性材料86a’、86b’、及び86c’は、各々1つ又はそれ以上の活性成分及びバインダ材料を含むことができる。バインダ材料は、例えば、ポリエチレングリコールジアクリレートPEGDA又はポリエチレングリコールジメタクリレートPEGDMA、光開始剤、及び溶媒例えば、水を含むことができる。各層に関する活性成分及びバインダ材料を一緒に混合して、選択された塗布方法に適した粘度の液体を生成することができる。例えば、活性成分及びバインダを一緒に混合して、インクジェット印刷に適した粘度例えば、数百センチポアズ又はそれ以下を有する液体を生成することができる。機能性層86aを形成するために、機能性材料86’は除去可能層84上に堆積され、機能性材料が凝固する。凝固は、例えば、実質的に平面の例えば、ブランクテンプレートとの機能性材料86a’の別個の接触部分を含み、除去可能層84とテンプレートとの間の機能性材料の実質的に連続する層を形成することができる。機能性材料86a’の実質的に連続した層の形成の後、機能性材料は、露光によって凝固して例えば、重合して、除去可能層84とテンプレートとの間に凝固機能性層86aを形成することができる。機能性材料86a’の凝固の後に、テンプレートは、凝固機能性層86aから分離することができる。機能性層86aからのテンプレートの分離は、剥離性能を強化するために、テンプレートが剥離剤例えば、ダイヤモンド状炭素DLCのようなフッ化材料又は低摩擦材料を含むように前処理することで容易になる。場合によっては、テンプレートは、ポリジメチルシロキサンPDMS又はフッ化ポリエーテルエラストマーのような固有剥離特性を有する材料で形成することができる。機能性材料86b’は、除去可能層84上の機能性層86aの形成に関して説明したプロセスと同じプロセスで機能性層86a上に配置して凝固させることができる。機能性層86aに対する機能性層86bの付着は、凝固機能性層86bを形成する機能性材料86b’の凝固例えば、重合化時に、機能性層86aの表面の露出した各官能基例えば、アクリレート又はメタクリレート基が機能性材料86b’の各官能基のそれぞれと結合することで達成できる。結合は、例えば共有結合とすることができる。同様に、機能性材料86c’は、除去可能層84上の機能性層86aの形成に関して説明したプロセスと同じプロセスで機能性層86b上に配置して凝固させることができる。機能性層86bに対する機能性層86cの付着は、凝固機能性層86cを形成する機能性材料86c’の凝固例えば、重合化時に、機能性層86bの表面の露出した各官能基例えば、アクリレート又はメタクリレート基が機能性材料86c’の各官能基のそれぞれに結合することで達成できる。本明細書で更に詳述するように、除去可能層84の特性に類似した又は類似しない特性とすることができる除去可能層88は、凝固機能性層86c上に形成することができる。除去可能層88の形成は、除去可能層84に関して本明細書で説明したものと類似することができる。例えば、除去可能層88は、液滴分配、スピンコーティング、浸漬コーティング、化学蒸着CVD、物理蒸着PVD、薄膜蒸着、厚膜蒸着、又は同様のものを含むプロセスで機能性層86cに付加することができる。場合によっては、除去可能層84及び88は実質的に同じ組成を有する。他の場合には、除去可能層84及び88は、異なる組成を有することができる。除去可能層84及び88は、機能性層86a-86cのバインダ及び活性成分に対して無毒性、生体適合性、及び不活性であるように選択される。除去可能層84及び88は、例えば、PMMA、PVA、又はゼラチンを含むことができる。場合によっては、接着層90は、随意的に除去可能層88上に形成される。接着層90は、米国特許第7,759,407号で説明する組成で形成することができるが、その開示内容全体は本明細書に引用されている。パターン化層92の処理時、接着層90は、パターン化層92aからインプリントテンプレートを分離する期間中にパターン化層92を多層基板80に接着することによって、分離変形を最小にするのに役立つ。パターン化層92は、図1及び図2に関して説明したプロセスと類似のプロセスでパターン化テンプレートを用いて接着層90又は除去可能層88の上に形成することができる。パターン化層92は、例えばMonoMat登録商標から形成することができる。パターン化層92は、支柱トーンpillartone又はホールトーンholetone層とすることができる。ホールトーン層が好都合な場合がある。パターン化層92の特徴部94は、約100nm未満の寸法を有する。例えば、ホールトーン層の孔の直径は、約100又はそれ以下、或いは約50nm又はそれ以下とすることができる。図5Aの多層基板及びパターン化層の形成に関して説明したプロセスに、ディスカムエッチング例えば、O2を用いてが続く場合には、パターン化層92の残余部分及び接着層90の下にある部分を除去することができる。図5Bに示すように、ディスカムエッチングは、除去可能層88の上に露出するパターン化層92の特徴部94を残す。ガイドとしての特徴部94を用いて、VUV/O3、酸素灰化、反応性イオンエッチング、又はアルゴンイオンエッチングなどのプロセスを用いて、パターン化層92を介して多層基板80にエッチングすることができる。パターン化層92では、ポリマー結合エネルギは、約2から約5eVとすることができる。約20から約2000eVのイオンは、パターン化層92のポリマー表面を変更する能力を有する。例えば、開示内容全体が本明細書に引用されている、Egittoの有機ポリマーのプラズマエッチング及び修正PureandAppliedChemistry,62:919901699-1708、Kushida他のメチルメタクリレートとビニルナフタレン又はα-メチルスチレンのコポリマー及びポリマーブレンドのドライエッチング耐久性JapaneseJournalofAppliedPhysics,34:1:8A19954234-4238、及びCho他のO2環境下でArイオン照射中のポリマー表面上の親水基形成の識別MaterialResearchSocietySymposiumProceedings4381997517-532を参照されたい。アルゴンガスのような不活性ガスは、イオンミリング又はエッチングと呼ばれるスパッタリングプロセスにおいて、パターン化層92のドライエッチングに用いることができる。不活性ガスの使用は、機能性層の機能性材料の不要な反応を回避する上で有用な場合がある。Arイオンに与えるエネルギは、基板に与えるRFバイアスを制御することによって制御することができる。アルゴンは、アルゴンスパッタエッチングSE及びアルゴンイオンビームエッチングIBMの2つの物理的エッチングプロセスによるエッチング液として用いることができる。開示内容全体が本明細書に引用されている、Koh他の反応性ガス環境下でイオンアシスト反応によるポリマーの表面修正MaterialResearchSocietySymposiumProceedings4381997505-510を参照されたい。高度の物理的エッチングは、良好な異方性をもたらす。選択性は、Arと共にガス状CHF3、O2等を導入することによって実現され、物理的及び化学的エッチングの組み合わせを得ることができる。純物理的エッチングプロセスは、物理的及び化学的エッチングを組み合わせたプロセスよりも遅くなる場合がある。エッチング速度を増大させるために、イオンに与えるエネルギは高くなる場合がある。スパッタ深さプロファイリングは、5keVでArイオンによるスパッタエッチングが、ポリマー表面の数ナノメートル下に侵入することを示す。このエネルギは、各切断で2つのラジカルを形成して、その後の反応を受ける、多数のC-C及び/又はC-H結合の均一切断を引き起こすのに十分である。開示内容全体が本明細書に引用されている、Hollander他のアルゴンイオンスパッタリングによるポリマーの深さプロファイリングPlasmaProcessesandPolymers,42007773-776を参照されたい。均一切断は、長期間にわたって高いエネルギのArイオンでスパッタされる場合、パターン化層92の組成を変化させる可能性がある。しかしながら、プラズマ中のArイオンのエネルギ量及び時間を制御して所望の結果を得ることができる。例えば、1keVのエネルギを有するArイオンは、界面化学C=O、C=O-O、C-O及び他の親水基の存在を示す表面上の水の接触角である1つの尺度の変化に大きく影響しないことが分かっている。従って、アルゴンイオンエッチングを用いて、多層基板の層に悪影響を与えることなく例えば、これと反応することなく犠牲パターン化層をエッチングすることができる。アルゴンイオンエッチングのこの利点は、他のエッチングプロセスが、多層基板の機能性層と悪い相互作用を起こし、例えば、医薬組成物を変えて、有効性を低下させる場合があるので重要である。図5Cに示すように、パターン化層のパターンは、多層基板を通って除去可能層84の中に転写され、パターン化構造98を形成することができる。パターンが多層基板80の中に転写された後に、リフトオフ又は剥離プロセスを用いて、機能性層86a-86cを有する多層ナノ粒子を形成することができる。場合によっては、リフトオフプロセスは、単一溶媒による1段プロセスである。他の場合には、リフトオフプロセスは、2つの異なる溶媒による2段プロセスである。例えば、除去可能層84及び88が異なる溶解性を有する場合、除去可能層88を溶解して例えば、パターン化構造98を第1の溶媒に浸漬することによって、パターン化基板100をもたらすことができる。図5Dに示すように、除去可能層88が除去された後、機能性層86a-86cは、除去可能層84に付着したままである。パターン化構造100を更に処理して、除去可能層84及び基板82から多層ナノ粒子を分離することができる。例えば、多層構造100は更に処理すること、又は第2の溶媒を用いて除去可能層84をリフトオフ又は溶解することができる。除去可能層84をリフトオフ又は溶解した後、図5Eに示す機能性層86a-86cを有する多層ナノ粒子102は、第2の溶媒から収集して更に処理する例えば、乾燥することができる。場合によっては、単一の溶媒を用いて、パターン化構造100を形成することなく、多層ナノ粒子102をパターン化構造98から直接形成するように、除去可能層84及び88を溶解することができる。除去可能層84及び88を溶解するのに用いる溶媒は、好ましくは機能性層86a-86cのバインダ及び活性成分に対して無毒性、生体適合性、及び不活性である。使用することができる溶媒は、例えば、水、アセトン、及び/又はDMSOを含む。例えば、水は、PVA又はゼラチン等を含む除去可能層に対する溶媒として用いることができる。アセトンは、PMMAを含む除去可能層に対する溶媒として用いることができる。除去可能層及び溶媒の組み合わせを選択して、除去可能層の選択的溶解を実現することができる。例えば、2つの除去可能層は、それぞれPVA及びPMMAから形成することができる。DMSO又は水を用いてPVA層を溶解することができるが、DMSO又は水は、PMMAを溶解しない。従って、後続の例えばアセトンを用いた処理はPMMA層を溶解することができる。同様に、2つの除去可能層は、それぞれPVA及びPAAから形成することができる。この場合も同様に、DMSOを用いてPVA層を溶解することができるが、DMSOはPAAを溶解しない。従って後続の水を用いた処理はPAA層を溶解することができる。希釈HFを用いてシリカ含有層を溶解する場合もある。シリカ含有層は、例えば、基板が酸素プラズマエッチングに露出される場合に、一時的マスキング層として用いることができる。場合によっては、除去可能層88が除去された後で、除去可能層84が除去される前に、パターン化基板100を乾燥することができる。乾燥は、例えば、約1時間又はそれ以上の間例えば、24時間まで、72時間まで、又はそれよりも長く、不活性雰囲気例えば、N2の室温での乾燥を含むことができる。多層ナノ粒子を基板から切り離す前のパターン化基板100の乾燥は、酵素、追加の薬物、又は同様のものによる薬物の表面担持、又は多層ナノ粒子の1つ又はそれ以上の層の表面帯電薬物担持層の表面帯電を含むプロセスにおいて、結果として得られる多層ナノ粒子の処理後に好都合な場合がある。この乾燥ステップは適応性を与えて多層ナノ粒子又はナノ粒子薬物担持を調整して、更にインビトロ試験又はインビボ試験及び送達要件に適するようする。上記と組み合わせて又は別個のプロセスとして、結果として得られるナノ粒子表面は、基板から切り離す前に更に修正することができる。例えば、ナノ粒子の表面は、異なる官能基-COO-対-NH2で官能化して、次の機能性分子配位子をこれらの部位に結び付けることができ、これにより、例えば、標的細胞によるこのようなナノ粒子の内面化を強化することができる。このことは、溶液中で又は蒸着によりインキュベーションよって実現することができ、分子は、機能性層ポリマーの利用可能な官能基に特有の、一方の端部上に反応基を有し、他方の端部は所望の官能基を有する。このような手法によって、ナノ粒子の表面上の反応性カルボン酸基は、例えば、本質的に反応性アミン基と置換することができ、逆もまた同じである。別の実施例として、ナノ粒子をアンモニアNH3プラズマに露出して、ナノ粒子の表面を官能化することができる。また、結果として得られるナノ粒子は、薬物担持溶媒によって、同様に溶液によるか又は蒸着によるかのいずれかによってインキュベーションすることができ、ここで薬物は、露出期間の後でナノ粒子の表面上に吸収される。また、ナノ粒子の表面電荷は修正することができ、すなわち陰性から陽性へ修正することができるが逆もまた同じであり、或いは低陰性又は陽性から高陰性又は陽性へ修正することができるが逆もまた同じである。このような電荷の修正は、液体媒体内のナノ粒子の分散安定性を改善することができ、中間薬物送達及び診断のために標的細胞による摂取の役割を担うことができる。例えば、カチオン性ポリエチレンイミンPEI及びアニオン性ポリアクリル酸高分子界面活性剤の吸収は、溶液又は蒸気の形態のこの界面活性剤に露出することで、結果として得られるナノ粒子の表面電荷を修正することができる。また、表面修正は、ナノ粒子表面の親水性又は疎水性の増大を含むことができる。例えば、疎水性の増大は、動物細胞の二重脂質細胞膜の疎水性層に組み込まれて固着したナノ粒子の能力を高めることができ、細胞がナノ粒子を内面化する可能性を増加させる。疎水性及び親水性は、例えば、RIEエッチングプロセスにおいて異なるガスプラズマを用いるポリマーの表面エネルギ修正により修正することができる。例えば、フッ素ガスプラズマCF4、CHF3、SF6を用いることによって、ポリマー表面は、酸素ガスプラズマHe、Ar、NH3、O2でエッチングされた場合と比較して、親水性が低下する可能性がある。1つの実施例では、除去可能層84は、PMMAこれはアセトンに溶解するを含み、除去可能層88存在する場合マスキング層の下では、PVA水に溶解性である。機能性層86a-86cは、異なるPEGDAメッシュ層であり、独立して薬物担持又は非薬物担持とすることができる。水を用いて除去可能層88を溶解した後に、パターン化基板100が残る。パターン化基板100は、次いで、十分な時間だけポリエチレンイミンカチオン性であり水に溶解するPEIの水溶液に露出され、少なくとも負に帯電したPEGDA機能性層86a-86bを正に帯電させることが可能になる。次に、パターン化基板100を乾燥させて、正に帯電した多層ナノ粒子102は、アセトンで除去可能層84を溶解することによって採取される。代替的に、負に荷電した多層ナノ粒子102は、異なる試薬によって類似のプロセスで形成することができる。荷電した多層ナノ粒子は、インビトロ及びインビボ研究に有用である。例えば、インビトロ研究に対して、細胞は、細胞膜が負に帯電し、負に帯電した粒子を内面化するために低親和性を有するので、負に帯電したナノ粒子よりも正に帯電したナノ粒子に対して高い親和性を有する。場合によっては、ナノインプリントリソグラフィプロセスにおいてハードマスク層を用いて、多層ナノ粒子を形成することができる。図6Aは、図5Aに関して説明したように形成された多層基板80を示し、ハードマスク層96は、例えば、シリコン含有材料を用いて本技術分野で公知の方法によってパターン化層92上に形成される。ハードマスク層96は、スピンコーティング、CVD、PECVD、インプリント法、及び同様のものなどのプロセスによりパターン化層92上に堆積することができる。多層基板80、パターン化層92、及びハードマスク層96の形成に関して説明したプロセスに続いて、スパッタ又はドライエッチング法を用いて、図6Bに示すように、ハードマスク層96の少なくとも一部を除去し、パターン化層92の部分例えば、特徴部94を露出することができる。特徴部94の露出に続いて、VUV/O3、酸素灰化、反応性イオンエッチング、又はアルゴンエッチングなどのプロセスを用いて、図6Cに示すように、多層基板80を通って除去可能層84にエッチングし、パターン化構造100を形成することができる。パターンが多層基板80の中に転写された後に、図5C~図5Eに関して説明したプロセスに類似した1段又は2段リフトオフプロセスを用いて、機能性層86a-86cを有する多層ナノ粒子102を形成することができる。場合によっては、図6Dに示すパターン化構造100を2段リフトオフプロセスで形成して、図6Eに示す多層ナノ粒子102を形成することができる。1段リフトオフプロセスに関しては、多層ナノ粒子102は、図6Cに示すパターン化構造98から直接形成することができる。図7Aは、基層82、除去可能層84、4つの機能性層86a-86d、及び除去可能層88を有する多層基板104を示す。各機能性層86a-86dは、バインダ及び1つ又はそれ以上の活性成分を含む医薬組成物から形成することができる。ハードマスク層96は、除去可能層88に隣接している。接着層90は、ハードマスク層96に隣接している。パターン化層92は、ホールトーンテンプレートで接着層90上に形成される。多層基板104は、図5Aに関して多層基板80を説明したプロセスに類似するプロセスで形成することができる。本実施例では、基層82はシリコンであり、除去可能層84はPVAであり、除去可能層88はPVAであり、ハードマスク層96はシリコン酸化物SiOxであり、接着層90はValMat登録商標モレキュラーインプリンツインコーポレーテッドから入手可能であり、パターン化層92はPEGDAである。多層基板104を処理して、例えば、放出薬剤を制御するのに適する多層ナノ粒子を形成することができる。多層基板104の処理は、図7B~図7Dに示されている。図7Bを参照すると、パターン化層92の一部例えば、残余部分をエッチングして、パターン化層の特徴部94の間にハードマスク層96を露出させる。ハードマスク層96の露出部を用いて、多層基板104は、追加の処理を受けて除去可能層84の部分を露出することができる。図7Cに示すように、追加の処理は、パターン化構造106をもたらすためのエッチングステップ例えば、ドライエッチングを含むことができる。パターン化構造106の支柱は、除去可能層88に至るまでエッチングして図7Dに示すパターン化構造108をもたらすことができる。除去可能層88の厚さは、ハードマスク層96を過剰にエッチングして、ハードマスク層を実質的に完全に除去できるように選択することができ、結果的に、除去可能層88の一部を除去して、除去可能層の一部がパターン化構造108上に残ることを可能にする。パターン化構造108は、図7Eに示すように、除去可能層84及び88を溶解して多層ナノ粒子102をもたらすリフトオフ又は剥離プロセスを施すことができる。本実施例では、リフトオフプロセスは、除去可能層84及び88を溶解するために溶媒例えば、水にパターン化構造108を液浸する段階と、溶媒からナノ粒子102を収集する段階とを含む。図7Eは、図7A~図7Dに関して説明したプロセスによって形成することができる様々な多層ナノ粒子102を示す。多層ナノ粒子102は、例えば、実質的に円筒形又は矩形とすることができ、或いは不規則な形状を有することができる。場合によっては、多層基板上にパターン化層を形成するのに用いるテンプレートは、固体支柱ではなくて中空支柱を形成するように構成することができる。すなわち、テンプレートの凹部は、インプリントリソグラフィプロセスで形成されたパターン化構造が、リフトオフプロセスを受けて開口部110を有する多層ナノ粒子102を形成する中空多層突起部を含むように、突起部例えば、円筒ガラスロッドを含むことができる。本実施例では、開口部110を有する多層ナノ粒子102は、約200nmの外径及び約100nmの内径を有することができる。開口部110は、機能性材料が多層ナノ粒子102から急速に放出するように追加の表面積をもたらす。図8は、基層82、除去可能層84、及び5つの機能性層86a-86eを有する多層基板112を示す。各機能性層86a-86eは、バインダ及び1つ又はそれ以上の活性成分例えば、薬物を含む医薬組成物のような機能性材料から形成することができる。ハードマスク層96は、機能性層86eに隣接している。接着層90は、ハードマスク層96に隣接している。パターン化層92は、ホールトーンテンプレートで接着層90上に形成される。多層基板112は、図5Aに関して多層基板80に対して説明したプロセスに類似するプロセスで形成することができる。本実施例では、基層82はシリコンであり、除去可能層84はPVAであり、ハードマスク層96はシリコン酸化物SiOxであり、接着層90はValMat登録商標モレキュラーインプリンツインコーポレーテッドから入手可能であり、パターン化層92はPEGDAである。多層基板112を処理して、多層ナノ粒子を形成することができる。処理は、機能性層86eを完全なままとしながらハードマスク層を除去するためのドライエッチングと、続いて除去可能層84を溶解するためのリフトオフ又は切り離しプロセスとを含むことができる。除去可能層84を溶解した後に、ナノ粒子102を収集することができる。図9は、基層82、除去可能層84、機能性層86a及び86b、並びに除去可能層88を有する多層基板114を示す。パターン化層92は、除去可能層88上に形成され、ハードマスク層96は、除去可能層88上に形成される。機能性層のうちの1つ又はそれ以上は、バインダ及び1つ又はそれ以上の活性成分を含む医薬組成物から形成することができる。パターン化層92は、支柱トーンテンプレートで接着層90上に形成される。多層基板114は、図5Aに関して多層基板80に対して説明したプロセスに類似するプロセスで形成することができる。本実施例では、基層82はシリコンであり、除去可能層84はPVAであり、除去可能層88はPVAであり、パターン化層92はPEGDAであり、ハードマスク層96はシリコン酸化物SiOxである。多層ナノ粒子102は、図10Bに関して説明したプロセスに類似するプロセスで多層基板114から形成することができる。例えば、ハードマスク層の部分は、パターン化層の特徴部を露出するようにエッチング除去することができ、多層基板114は、除去可能層から延びる多層支柱を形成するように除去可能層84に至るまでエッチングすることができる。残りのドライマスク材料並びに図11Dに関して説明したような除去可能層88の一部は、ドライエッチングによって除去することができる。多層基板106の除去可能層84及び88は、同じ材料から形成されるので、同じ溶媒によって溶解される。基層82から多層ナノ粒子102を切り離すための1つの溶媒によるリフトオフ工程後に、ナノ粒子を収集することができる。図10は、インプリントリソグラフィを用いて多層ナノ粒子を形成する方法120のフローチャートを示す。ステップ122では、多層基板が形成される。多層基板は、基層、第1の除去可能層、2つ又はそれ以上の機能性層、第2の除去可能層、及び任意の接着層を含む。機能性層の1つ又はそれ以上は、医薬組成物を含むことができる。ステップ124では、犠牲材料で形成されたパターン化層、ハードマスク層、接着層、又は何らかのこれらの組み合わせは、多層基板上に任意の順序で形成することができる。ステップ126では、パターン化層、ハードマスク層、及び接着層、存在する場合には多層基板は、1つ又はそれ以上のプロセスでエッチングされて、多層基板の基層又は第1の除去可能層から延びる支柱を形成する。ステップ128では、1つ又はそれ以上のリフトオフ又は切り離しプロセスを実行して、基板の基層からステップ126で形成された支柱を分離する。第1及び第2の除去可能層が同じ材料から又は類似の溶解特性を有する材料から形成される場合、基層から多層ナノ粒子を切り離すために単一のリフトオフステップが必要となる。第1及び第2の除去可能層が異なる溶解特性を有する異なる材料から形成される場合、基層から多層ナノ粒子を切り離すために2つのリフトオフステップが必要となる。ステップ130では、多層ナノ粒子を収集して、必要に応じて更なる処理を施す。人間での薬物送達に関して多数の障壁が存在する。薬物が血流を通って送達される場合、薬物は、免疫系、血液の腎臓濾過腎臓、又は標的細胞の原形質膜、エンドソーム膜、及び核膜などの生体膜障壁の一部である細網内皮系RESの細胞を含む、障壁を乗り越える必要がある。サブミクロンスケールで薬物送達剤を生成することによって、物理的障壁及びRES取り込みを回避することができるので、体の標的部位への薬物担持ナノ粒子の効率的な移動及び取り込みが可能になる。薬物送達の成功のために、ナノ粒子薬物は、細胞の細胞質に入り、薬物を放出する必要があるリボソーム及び/又は細胞核に達するように、細胞レベルにおける抵抗に打ち勝つことが更に必要である。消化を目的として原形質膜からリソソームに粒子を輸送するために、ナノ粒子薬物担体は、標的細胞のエンドソームに取り込まれる。薬物送達目的のナノ粒子は、リソソームによって破壊されるのを阻止するために、エンドソーム膜又はリソソーム膜を突破する必要がある。ナノ粒子は、エンドソーム又はリソソーム膜を突破して細胞質に入る。次に、ナノ粒子は、リボソームを標的にするか又は核膜を介して核に入ることができる。膜抵抗問題を回避するために、薬物で担持されたナノ粒子は、このような障壁を乗り越えて、事前設定した速度で薬物を放出することができるように、多機能であるように上手く作ることができる。多機能性は、多層ナノ粒子薬物担体の異なる層に種々の薬物を加えることによってナノ粒子薬物担体に付加することができる。ナノ粒子は、以下に説明するように種々の実施形態に対して多層様式で製造することができる。一定の又はゼロ次放出動力学に対して、ナノ粒子担体からの薬物の放出速度は、担体を通る薬物の拡散又は担体構造/マトリックスの分解によって制御され、これによって薬物を放出する。これらの構造が血液及び細胞培地に入った後に膨張すると担体構造の分解により薬物放出を制御するのは困難であり、結果的に、ルーズなマトリックスからの薬物拡散を増加させる。図11は、内側マトリックス152及び外側マトリックス154を有するナノ粒子担体150を示す。外側マトリックス154の各々は、内側マトリックス152の構造と比較してより密な障壁層マトリックスを形成する。本明細書で用いられる場合、より密なマトリックスは、一般的に、よりぎっしり詰まっているポリマーマトリックス又はメッシュネットワークを意味する。例えば、より長い鎖長を有するより高分子量のポリマーは、より短い鎖長を有するより低分子量のポリマーよりもよりルーズに詰まっている架橋構造をもたらす。外側マトリックス154の存在により、細胞中で分解すると内側マトリックスから薬物156の拡散を抑えることができる。内側マトリックス152及び外側マトリックス154の密度を選択して、略ゼロ次動力学プロフィールを達成することができ、これによって、長期にわたって実質的に連続速度で薬物粒子156を供給する。図12は、図11に示すように、実質的に均質ナノ粒子担体プロット160及びより密な外側マトリックス154プロット162を有するナノ粒子担体における薬物粒子に対する理論的放出動力学放出された薬物の対時間を示すグラフである。また、略ゼロ次薬物放出は、2つの親水性層の間、2つの疎水性層の間、又は親水性層と疎水性層との間に組み込まれた薬物粒子で疎水性層を挟むことによって形成される、ナノ粒子担体で実現することができ、このことはQui他のゼロ次持続放出に対する層状拡散マトリックスの設計及び評価JournalofControlledRelease,vol.51,pp.123-130,1998に説明されており、その開示内容全体は本明細書に引用されている。ナノ粒子薬物担体は、事前設定した時間例えば、プログラム可能な放出速度で薬物を放出する方法で又は拍動様式例えば、鼓動放出動力学で構築することができる。開示内容全体が本明細書に引用されている、Qui他の潜在的プログラム可能な薬物送達に対するコアシェル型ポリマー円筒体の設計InternationalJournalofPharmaceutics,vol.219,pp.151-160,2001に説明されるように、このような放出動力学は、特定のタイプの病気を処置するのには好ましい場合がある。図13は、薬物担持及び非担持層の繰り返しユニットを生成するように、薬物担持層172、176、及び180、並びに非担持層174及び178が積み重ねられたナノ粒子担体170の断面を示す。ナノ粒子担体170は、層172、174、176、178、及び180が矢印によって示す方向に順次放出されるように、皮膜182によって部分的に取り囲まれる。いくつかの実施形態では、皮膜182は、PMMAのような無毒性の疎水性材料の蒸着によって形成される。薬物担持層172、176、及び180、並びに非担持層174及び178の組成を選択して、所望の放出反応をもたらすことができる。例えば、薬物担持層172、176、及び180が同じ組成を有する場合、図14に示す放出反応が観察され、ピーク182、184、及び186は、層172、176、及び180からの同じ薬物の放出に相当する。別の実施例では、層172、176、及び180が異なる組成を有する場合、図14に示す放出反応が観察され、3つのピーク182、184、及び186は、層172、176、及び180それぞれの異なる薬物に相当する。この構成は、例えば、層172の薬物が送達された後にのみに層176の薬物が放出される必要がある場合に適している。特定の実施形態では、各薬物担持層172、176、及び180、並びに非担持層174及び178の組成は、層172、176、及び180の薬物の放出が、パラメータ温度、pH、その他の特異的変化によって誘発されるように選択される。これは、薬物が、特定の刺激例えば、環境の酵素又は選択されたpH或いは温度に応答して選択的に放出されるように、効果的な誘発剤を種々の層の中に組み入れることによって達成することができる。本実施例では、ナノ粒子薬物担体からのプラスミドDNAの放出は、酵素の存在によって誘発される。Glangchai他の、形状特異性酵素誘発スマートナノ粒子のナノインプリントリソグラフィベースの製作、JournalofControlledRelease,vol.1252008,pp.263-272を参照されたい。プログラムされた二重薬物放出は、2つ又はそれ以上の薬物が異なる初期薬物放出時間を有する多層ナノ粒子担体を用いて実現することができる。異なる初期薬物放出時間は、開示内容全体が本明細書に引用されている、Okuda他の多層薬物担持ナノ繊維メッシュによる時間プログラムされた二重放出形成JournalofControlledRelease,vol.143,pp.258-2642010に説明されるように、各層のナノ粒子担体の物理的形状例えば、厚さ、サイズ及び内部マトリックス構造ポリマー鎖長、分子量に基づいて選択することができる。図15は、第1の薬物担持層192、第1の障壁層194、第2の薬物担持層196、及び第2の障壁層198を有するプログラムされた二重薬物放出ナノ粒子担体190の概略断面図を示す。層192の薬物は最初に放出される。障壁光源194及び198の間に挟まれた層196の薬物は後で放出される。図16は、第1の薬物担持層192及び第2の薬物担持層196のそれぞれの薬物の長期にわたる放出を示すプロット200及び202を有するグラフを示す。第1の薬物担持層192の薬物は、最初に放出される。障壁層194及び198の組成は、第1の薬物担持層192の薬物の放出の終了時と第2の薬物担持層196の薬物の放出の開始時との間の所望の時間差Δtを達成するように選択することができる。2つの薬物の濃度及び他の因子が類似すると仮定すると、層192及び196の厚さの差は、放出される薬物の量の差としてy軸に沿って見ることができる。時間差Δtは、数十分から数時間に調整することができる。障壁層194及び198構造又はマトリックスは、層192及び196からの薬物放出の間の時間差Δtを調整するために変更することができる例えば、サイズ及び/又はメッシュ密度に関して。図17Aは、薬物担持層212及び214を有するナノ粒子薬物担体210を示す。図17Bは、障壁層216によって分離された薬物担持層212及び214を有するナノ粒子薬物担体210を示す。障壁層216は、層210の成分例えば、薬物が層212へ拡散するのを阻止し、逆もまた同じである。ナノ粒子薬物担体210は、薬物担持層212及び214が、実質的に等しい表面積を有するように設計される。ナノ粒子薬物担体の薬物担持層からの薬物の放出は、体液に露出された薬物担持層の表面積に関連するので、対象の層212及び214からの薬物の放出速度は、実質的に同じである。図18は、ナノ粒子薬物担体210の薬物に対する放出の略ゼロ次速度を示し、プロット220及び222は、薬物担持層212及び214のそれぞれから長期にわたって薬物放出が実質的に同じパーセントで行われることを示す。薬物がエンドソーム又はリソソームから脱出すると、薬物は細胞質に入る。細胞の細胞質から核への分子の移送は、核膜孔複合体NPCによって起こる。場合によっては、核膜の薬物透過は、核孔直径が<39nmの侵入を可能にするサイズのナノ粒子担体を選択することによって高めることができる。場合によっては、核膜の薬物透過は、核局在化シグナルNLSペプチドを機能性薬物遺伝子担体、DNA、その他に加えることによって高めることができる。核に対するこのアクセスの強化は、ナノ粒子担体のサイズと一緒に又はこれとは別に達成することができる。しかしながら、NLSペプチド及び機能性薬物に対する荷電が異なる場合、NPCによる薬物送達は、開示内容全体が本明細書に引用されている、Akita他の段階的膜融合プロセスを介してエンドソーム及び核膜に侵入するための多層ナノ粒子Biomaterials,vol.302009,pp.2940-2049に説明されるように、2つの逆荷電種が組み合わさって中性化する場合、ある程度成功する場合がある。ナノ粒子担体によって、多層構造を設計して、NLSペプチドと逆帯電した薬物を分離することができるので、単一ナノ粒子を有する細胞の核の中への薬物送達が可能になる。図19Aは、薬物234を含む薬物担持層232、障壁層236、及びNLS剤240を含むNLS剤含有層238を有するナノ粒子担体230の断面の概略図を示す。図19Bは、薬物担持層232及びNLS剤含有層238を有するナノ粒子担体230の断面の概略図を示す。本実施例では、薬物担持層232は、アニオン性薬物例えば、アニオン性プラスミドDNAを含み、NLS剤含有層236は、カチオン性NLS剤を含む。種々の態様の更なる修正及び代替の実施形態は、本説明から当業者には明らかであろう。従って、本説明は、例示的であることを解釈すべきである。本明細書に示して説明した形態は、実施形態の実施例と見なすべきことを理解されたい。本説明の恩恵を受けた後に当業者には全て明らかになるように、要素及び材料は、本明細書に図示して説明したものと置き換えることができ、部品及びプロセスは、逆にすることができ、特定の特徴は、独立して利用することができる。本明細書で説明する要素は、特許請求の範囲で説明するような精神及び範囲から逸脱することなく変更することができる。"