УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ В КОЖНЫЕ ПОКРОВЫ ИЛИ ЧЕРЕЗ КОЖУ И ПРОЧИЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ СВЕТОПОГЛОЩАЮЩИХ ТОНКИХ ПЛЕНОК

2
2
1. Устройство для преобразования энергии в лазерные импульсы (1), излучаемые соответствующим источником в виде импульсного лазера (2) в виде высокоимпульсных широкополосных акустических транзиентов, в особенности тех, которые способны улучшать доставку по крайней мере одного лекарственного средства в виде соответствующей фармацевтической формулы (A) внутрь или через намеченный биологический барьер (B), включая кожный покров или мягкие ткани, с помощью указанного лазерного импульса (1); устройство обладает мощностью оптического излучения в пределах между 0,1 и 40 МВт/см, предпочтительная мощность между 1 и 10 МВт/см, и данное устройство содержит:
тонкий слой (4) преобразующего материала, включая крайней мере, одну молекулярную систему, где указанная молекулярная система поглощает хотя бы часть энергии, поставляемой указанным лазерным импульсом (1), и генерирует высокоимпульсные широкополосные акустические транзиенты в данном материале для преобразования с помощью термоэластичного расширения, и/или объемного структурального расширения, и/или фотохимического разложения;
структурный и/или связующий элемент (6), устроенный таким образом, чтобы он сохранял указанный слой (4) преобразующего материала и предпочтительное использование оконного элемента (3) и поддерживающего элемента (5), которые находятся в тесном контакте, и, таким образом, обеспечивают акустический контакт между всеми этими тремя частями устройства;
указанный источник генерации лазерных импульсов (2), расположен таким образом, чтобы значительно облучать указанный тонкий слой (4) преобразующего материала с помощью вышеуказанного лазерного импульса (1), при этом вышеуказанный лазерный импульс (1) имеет длину волны, которая в значительной степени поглощается указанным тонким слоем устройства (4) преобразующего материала.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанным тонким слоем (4) преобразующего материала является пленка из нанокристаллического оксида мезоскопика или частиц халькогенида с высокой внутренней поверхностью участков, включающих в себя, по меньшей мере, один слой оптико-акустического справочного вещества, поглощаемого наночастицами, при этом указанный оптико-акустический справочный материал поглощает, по меньшей мере, часть лазерного импульса (1).
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанным тонким слоем (4) преобразующего материала является полимерная пленка, включающая в себя, по крайней мере, один оптико-акустический справочный состав, при этом указанный оптико-акустический справочный материал поглощает, по меньшей мере, часть лазерного импульса (1).
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанным тонким слоем (4) преобразующего материала является слой из раствора, содержащего, по меньшей мере, одну молекулярную систему, которая поглощает хотя бы часть лазерного импульса (1), предпочтительно этот сольвент обладает высокими термоэластичными параметрами, по меньшей мере, выраженными в соответствии с коэффициентом Грюнейзена.
2
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанным тонким слоем (4) преобразующего материала является полимерная пленка, предпочтительно с порогом удаления ткани ниже энергии потока лазерного излучения в 50 мДж/см для наносекундных генерирующих импульсных лазеров.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина указанного тонного слоя (4) преобразующего материала составляет от 0,01 для 400 µм, предпочтительно между 0,1 и 20 µм, и это устройство в дальнейшем может включать в себя элемент окна (3), расположенный между указанным тонким слоем (4) преобразующего материала, а также источник лазерного излучения (2), при этом указанный элемент окна (3) является, в значительной степени, жестким элементом и прозрачным для указанных лазерных импульсов (1), и он имеет гораздо большее волновое сопротивление по отношению к данному тонкому слою (4) преобразующего материала, которое ограничивает распространение или проекцию указанного акустического транзиента со стороны данного тонкого слоя (4) преобразующего материала.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина указанного тонного слоя (4) преобразующего материала поглощает более 99% падающего на него лазерного импульса при толщине первого 100 µм указанного преобразующего материала, подвергающегося данному лазерному импульсу (1), предпочтительно в инфракрасном спектре, что способствует электронному, и/или колебательному, и/или вращательному возбуждению в указанном тонком слое (4) преобразующего материала, и устройство, которое по выбору включает в себя указанный элемент окна (3).
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанный источник лазерного излучения (2) поставляет лазерные импульсы длительностью между 0,1 и 100 нс, и предпочтительно между 0,5 и 20 нс.
2
2
9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанный источник лазерного излучения (2) поставляет энергию лазерных импульсов в значениях между 0,1 и 100 мДж/см и предпочтительно между 0,5 и 50 мДж/см.
10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно в дальнейшем будет включать в себя опорный элемент (5), расположенный по отношению к указанному элементу окна (3) на противоположной стороне от указанного тонкого слоя (4) преобразующего материала, в особенности между указанным тонким слоем (4) преобразующего материала и заданным биологическим барьером (B), при этом опорный элемент (5) избегает прямого лазерного излучения, и, в особенности, защищает указанный биологический барьер (B) от прямого облучения лазером, а также устройство имеет предопределенный волновое сопротивление (акустический импеданс), особенно в пределах и/или близко к пределам сопротивления указанного биологического барьера (B), предпочтительно, чтобы устройство имело отражающий эффект, так чтобы отражать большую часть лазерного импульса (1), который не был поглощен указанным тонким слоем (4), а отражающий элемент должен находиться позади указанного тонкого слоя (4) и указанного элемента окна (3), и, таким образом, этот отражающий элемент должен способствовать повторному прохождению лазерного импульса (1) через устройство.
11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина указанного опорного элемента (5) с отражающим (по выбору) эффектом предпочтительно должна находиться в пределах между 0,2 и 2 мм.
12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый в нем структуральный и/или связующий элемент (6) может быть в значительной степени жесткой или гибкой конструкцией, он может быть запаянным или закреплен с помощью цемента.
13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит оптический волновод (7), выполненный с возможностью, по существу, направлять вышеуказанный лазерный импульс (1) с указанного источника лазерного излучения (2) на вышеуказанный тонкий слой (4) преобразующего материала, при этом упомянутый оптический волновод (7) должен предпочтительно состоять из одиночного оптоволоконного кабеля, ближний конец которого соединен с источником лазерного излучения (2), а дальний конец должен быть направлен на вышеупомянутый элемент окна (3).
14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в вышеуказанном оптическом волноводе (7) располагаются подвижные устройства или средства, направленные на подвижные оптические устройства; они направляются с помощью устройств внешнего или удаленного управления, включая сюда средства, внедренные в структуральные элементы (6), последовательные лазерные импульсы (1) на небольшие и различные участки пленки тонкого слоя (4), который поглощает, по меньшей мере, часть лазерного импульса (1), так что последовательность лазерных импульсов поглощается в вышеуказанных различных частях, но значительная часть пленки тонкого слоя (4) в конечном счета подвергается лазерному излучению.
15. Способ доставки, по меньшей мере, одного рецептурного препарата с допустимым фармацевтическим составом (A) в биологический барьер или чрез него (B), включая кожный покров или мягкие ткани, при этом способ включает в себя следующие этапы:
расположение связующей акустической среды или допустимого фармацевтического вещества (A), включая вышеуказанный состав, в непосредственном контакте с целевой областью вышеуказанного биологического барьера (B);
расположение устройства, описанного в соответствии с любым пп. 1-10, причем будет предпочтительней, если его опорный элемент (5) будет находиться в плотном непосредственном контакте с указанной целевой областью вышеуказанного биологического барьера (B);
применение, по меньшей мере, одного лазерного импульса (1), излучаемого источником лазерных импульсов (2) с длиной волны, поглощаемой тонким слоем (4) указанного устройства, в соответствии с любым из п.п. 1 14;
генерация, по меньшей мере, одного высокоимпульсного широкополосного акустического транзиента (кратковременного одиночного импульса);
передача вышеуказанного акустического транзиента в указанную целевую область биологического барьера (B) через различные материалы, такие как упомянутый выше опорный элемент (5), с одинаковым волновым сопротивление и/или низким акустическим затуханием;
отвод устройства в соответствии с любым из п.п. 1 14 изобретения из непосредственного контакта с вышеуказанной целевой областью указанного биологического барьера (B);
добавление слоя допустимого фармацевтического вещества (A), содержащего указанное соединение в упомянутую целевую область указанного биологического барьера (B);
по выбору, покрытия слоя допустимого фармацевтического вещества (A) окклюзивным (герметичным) покрытием на период, необходимый для доставки желаемого количества указанного препарата в целевую область вышеуказанного биологического барьера (B).
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что допустимое фармацевтическое вещество (A) включает в себя допустимый фармацевтический механизм передачи для внутрикожной и трансдермальной доставки лекарственных средств, при этом механизм передачи включает в себя усилитель проницаемости, который способствует образованию временной проницаемости кожного покрова и облегчает проницаемость лекарственного средства через различные слои кожи.
17. Способ по п. 15 или 16, отличающийся тем, что допустимое фармацевтическое вещество (A) содержится в окклюзивном покрытии, а устройство, в соответствии с любыми из пунктов 1-14, применяется на поверхности данного участка.
18. Способ по п. 15, отличающийся тем, что по меньшей мере один лазерный импульс (1) используется для проецирования большого количества лазерных импульсов на все поверхности указанного тонкого слоя (4), по меньшей мере, одного лазерного импульса.
19. Способ доставки по меньшей мере одного лекарственного средства через биологические мембраны, которые обычно работают в качестве барьеров для транспортировки молекул, при этом способ включает в себя следующие этапы:
расположение биологически совместимого вещества, включая указанный состав, для контакта с вышеуказанной биологической мембраной;
расположение устройства, описанного в соответствии с любым из п.п. 1-14, предпочтительней с помощью вышеуказанного опорного элемента (5) для создания акустического контакта с указанной биологической мембраной;
применение, по меньшей мере, одного лазерного импульса (1), полученного от вышеуказанного источника лазерных импульсов (2) с длиной волны, поглощаемой тонким слоем (4) указанного устройства;
генерация, по меньшей мере, одного высокоимпульсного широкополосного акустического транзиента;
доставка вышеуказанного акустического транзиента в мембрану через вышеуказанную среду акустического контакта;
удаление устройства в соответствии с любым из п.п. 1 14 изобретения, и по выбору, помещение большего количества биологически совместимого вещества в контакт с мембраной.
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что дополнительно содержит следующие этапы:
введение устройства, описанного в соответствии с любым из пп. 1-14, по меньшей мере, в часть человеческого тела, при этом указанное преимущественно должно быть оборудовано достаточно длинным и биологически-совместимым оптическим волноводом (7), и
помещение вышеуказанного тонкого слоя (4) преобразующего материала или, что является предпочтительным, помещение указанного опорного элемента (5) рассматриваемого устройства, в непосредственной близости от участка доставки лекарственного препарата, при этом указанный участок является частью человеческого тела.