ГРУППА ДРАПИРОВАННЫХ МИКРОИГЛ
GROUP OF DRAPED MICRO-NEEDLE

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США № 61/996148, поданной 30 апреля 2014 года.
ВКЛЮЧЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ ССЫЛКИ
Каждый из документов WO 2012/020332, выданный Ross, WO 2011/070457, выданный Ross, WO 2011/135532, выданный Ross, US 2011/0270221, выданный Ross, US 2013/0165861, выданный Ross, и предварительная заявка на патент США № 61/996148, выданная Baker и др., полностью включен в настоящую заявку посредством ссылки.
Область техники
Объект настоящего изобретения в целом относится к группам микроигл, которые могут применяться для доставки лекарственных препаратов пациенту сквозь кожу.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ранее были разработаны многочисленные устройства для трансдермальной доставки лекарств и других лекарственных соединений с использованием групп микроигл. Микроиглы имеют преимущество вызывать меньшую боль у пациента по сравнению с более крупными традиционными иглами. Кроме того, традиционная подкожная (часто внутримышечная) доставка лекарств через иглу служит для доставки больших количеств лекарства единовременно, тем самым часто создавая всплеск биодоступности лекарства. Для лекарств с определенными метаболическими профилями это не является серьезной проблемой. Тем не менее для многих лекарств полезно наличие равновесной концентрации в потоке крови пациента; хорошо известным примером такого лекарства является инсулин. Устройства трансдермальной доставки лекарств, содержащие группы микроигл, технически способны медленно вводить лекарства с постоянной скоростью в течение продолжительного периода времени. В качестве альтернативы, устройства трансдермальной доставки лекарств, содержащие группы микроигл, могут вводить лекарства с переменными скоростями. Таким образом, устройства трансдермальной доставки лекарств, содержащие группы микроигл, имеют несколько преимуществ по сравнению с традиционными подкожными способами доставки лекарств.
Существует потребность в группах или узлах микроигл, обеспечивающих новый баланс свойств.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Один аспект настоящего изобретения относится к управлению конфигурациями по меньшей мере некоторых отверстий в мембране, драпированной поверх микроигл узла микроигл. Например, конфигурациями отверстий можно управлять путем управления тем, как формируются отверстия, и/или путем управления тем, как мембрана драпируется.
Одним аспектом настоящего изобретения является предоставление устройства, содержащего мембрану, драпированную поверх по меньшей мере некоторых микроигл узла микроигл, при этом микроиглы проходят наружу от базовой поверхности узла, проход по меньшей мере частично ограничен микроиглой узла микроигл, и драпированная мембрана содержит продолговатое отверстие, открытое вдоль длины прохода, так что продолговатое отверстие сообщается по текучей среде с проходом. Проход может содержать канал, по меньшей мере частично ограниченный микроиглой, при этом длина канала и длина продолговатого отверстия проходят в по существу одинаковом направлении.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, устройство содержит мембрану, драпированную поверх по меньшей мере некоторых микроигл узла микроигл, при этом микроиглы проходят наружу от базовой поверхности узла, проход по меньшей мере частично ограничен микроиглой узла микроигл, и по меньшей мере часть мембраны может находиться на расстоянии от микроиглы, так что между мембраной и микроиглой находится зазор. Зазор может проходить как по меньшей мере частично вокруг микроиглы, так и по меньшей мере частично вдоль микроиглы. Драпированная мембрана может содержать отверстие, сообщающееся по текучей среде с проходом. Отверстие может быть продолговатым, так что отверстие открыто вдоль длины прохода.
Зазор может быть выполнен таким образом, чтобы он по меньшей мере частично управлял формированием отверстия в мембране. В качестве более конкретного примера, форма и/или размер зазора могут по меньшей мере частично управлять формой и/или размером отверстия в мембране. В одном примере размер зазора и размер отверстия в мембране обратно пропорциональны друг другу. В качестве другого примера, форма зазора может быть по меньшей мере частично определена одной или несколькими складками в мембране, хотя складки являются необязательными и могут быть исключены. При наличии складок, по меньшей мере некоторые из них могут быть выровнены относительно друг друга в направлении выравнивания складок, и направление выравнивания складок может быть параллельным или непараллельным направлению выравнивания проходов, в котором выровнены по меньшей мере некоторые проходы узла микроигл.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, способ включает размещение мембраны и узла микроигл с взаимным перекрыванием друг друга таким образом, чтобы мембрана находилась вблизи от по меньшей мере части микроиглы узла микроигл, и формирование отверстия в мембране таким образом, чтобы отверстие сообщалось по текучей среде с по меньшей мере одним отверстием узла микроигл, при этом формирование отверстия включает как прокалывание мембраны прокалывающим элементом, пока мембрана находится вблизи от по меньшей мере части микроиглы, так и введение прокалывающего элемента в по меньшей мере одно отверстие, проходящее по меньшей мере сквозь основание. Введение прокалывающего элемента в по меньшей мере одно отверстие может осуществляться перед прокалыванием мембраны прокалывающим элементом. В частности, прокалывающий элемент может проходить сквозь по меньшей мере одно отверстие перед прокалыванием мембраны прокалывающим элементом, при этом прокалывающий элемент может быть введен в по меньшей мере одно отверстие сквозь отверстие в по меньшей мере одно отверстие, расположенное на противоположной стороне узла микроигл от мембраны. Прокалывающий элемент может представлять собой лазерный луч.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, способ включает размещение мембраны и узла микроигл с взаимным перекрыванием друг друга, при этом по меньшей мере некоторые проходы узла микроигл выровнены относительно друг друга в направлении выравнивания проходов, и способ дополнительно включает обеспечение направления выравнивания проходов и направления наибольшего удлинения в мембране в заранее определенной конфигурации относительно друг друга. Мембрана может быть прикреплена к узлу микроигл, в то время как мембрана и узел микроигл перекрывают друг друга, и направление выравнивания проходов и направление наибольшего удлинения в мембране находятся в заранее определенной конфигурации относительно друг друга. Направление наибольшего удлинения в мембране может быть по меньшей мере частично определено путем натяжения мембраны в направлении, по существу параллельном направлению наибольшего удлинения в мембране. Обеспечение направления выравнивания проходов и направления наибольшего удлинения может включать обеспечение относительного перемещения, такого как относительное вращение, между мембраной и узлом микроигл. Складки могут быть сформированы в мембране, и складки могут проходить в направлении наибольшего удлинения, хотя складки являются необязательными и могут быть исключены.
Вышеизложенное представляет упрощенное краткое описание некоторых аспектов настоящего изобретения для предоставления базового понимания. Вышеизложенное краткое описание не является всеобъемлющим и не предназначено для идентификации ключевых или значимых элементов изобретения или для определения объема изобретения. Цель вышеизложенного краткого описания заключается в предоставлении нескольких концепций настоящего изобретения в упрощенной форме в качестве вступления к более подробному описанию, представленному далее. Например, другие аспекты станут очевидны из нижеприведенного.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Далее приведена ссылка на сопроводительные графические материалы, которые не обязательно выполнены в масштабе и могут быть схематическими. Графические материалы являются лишь примерами и не должны расцениваться как ограничивающие изобретение.
Фиг. 1 представляет собой наглядный вид снизу (т. е. микроснимок) части узла микроигл, драпированных мембраной, устройства доставки лекарств согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет собой схематический увеличенный вид в поперечном сечении части устройства доставки лекарств согласно первому варианту осуществления, при этом на фиг. 2 показаны части узла микроигл, мембрана, драпированная поверх микроигл узла микроигл, и управляющая мембрана, проходящая поверх задней поверхности узла микроигл и частично ограничивающая резервуар или напорную камеру.
Фиг. 3 представляет собой схематический увеличенный вид снизу в горизонтальной проекции части узла микроигл, драпированных мембраной, по фиг. 1 и 2, где изображена типичная микроигла, драпированная мембраной.
Фиг. 4 представляет собой схематический изолированный увеличенный вид сбоку в поперечном сечении части узла микроигл по фиг. 1 и 2, при этом поперечное сечение выполнено по существу вдоль линии 4-4 по фиг. 5.
Фиг. 5 представляет собой схематический увеличенный вид сверху в горизонтальной проекции части узла микроигл по фиг. 4, где часть типичной микроиглы, скрытая от вида, изображена пунктирными линиями.
Фиг. 6 представляет собой схематический увеличенный вид снизу в горизонтальной проекции части узла микроигл по фиг. 5.
Фиг. 7 представляет собой схематическое изображение системы и способа драпировки мембраны поверх узла микроигл согласно первому варианту осуществления.
Фиг. 8 представляет собой схематический вид сверху в горизонтальной проекции драпированной мембраны и узла микроигл по фиг. 7.
Фиг. 9 представляет собой схематический увеличенный наглядный вид части узла микроигл, драпированного мембраной, перед формированием отверстий в драпированной мембране, при этом изображена типичная микроигла, драпированная мембраной, согласно первому варианту осуществления.
Фиг. 10A подобна фиг. 9, за исключением того, что на ней показаны продолговатые отверстия, формируемые лазером, согласно первому варианту осуществления.
Фиг. 10B представляет собой схематический изолированный вид сбоку в вертикальной проекции микроиглы согласно первому варианту осуществления, при этом схематически изображено продолговатое отверстие драпированной мембраны, расположенное над каналом микроиглы.
Фиг. 11—13 соответственно подобны фиг. 3, 9 и 10A, за исключением того, что на фиг. 11—13 изображен второй вариант осуществления узла драпированных микроигл.
Фиг. 14 и 15 подобны фиг. 1, за исключением того, что на фиг. 14 и 15 соответственно изображены третий и четвертый варианты осуществления узла драпированных микроигл.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Примерные варианты осуществления описаны ниже и изображены на прилагаемых графических материалах, в которых подобные номера ссылочных позиций относятся к подобным деталям на нескольких изображениях. Описанные варианты осуществления предоставляют примеры и не должны расцениваться как ограничивающие объем изобретений. Другие варианты осуществления, а также модификации и усовершенствования описанных вариантов осуществления будут очевидны специалистам в данной области, и все подобные другие варианты осуществления, модификации и усовершенствования находятся в пределах объема настоящего изобретения.
Фиг. 1 представляет собой микроснимок части узла микроигл, драпированных мембраной, который может применяться в качестве части устройства доставки лекарств, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как станет понятно при рассмотрении также фиг. 2, по меньшей мере некоторая часть лежащей в основе формы узла или группы 12 микроигл видна на фиг. 1, хотя фактическая поверхность группы микроигл по существу скрыта от взгляда за непрозрачной драпированной мембраной 14 на фиг. 1. В качестве альтернативы, драпированная мембрана 14 может быть более прозрачной. На фиг. 1 также показаны необязательные складки (например, см. складки 16 на фиг. 3, 9 и 10A) и отверстия (например, см. продолговатые отверстия 18 на фиг. 3 и 10A) в драпированной мембране 14, как будет подробнее описано ниже. Складки 16 являются необязательными, поскольку в некоторых версиях вариантов осуществления настоящего изобретения складки исключены, как будет подробнее описано ниже.
На фиг. 2 схематически изображено поперечное сечение по меньшей мере части устройства 10 доставки лекарств согласно первому варианту осуществления, при этом устройство доставки лекарств содержит узел микроигл, драпированных мембраной, по фиг. 1. Другими словами, устройство 10 содержит группу или узел 12 микроигл и по меньшей мере одну мембрану 14, драпированную по меньшей мере частично поверх микроигл 20 и передней поверхности 22 (например, базовой поверхности) узла микроигл. Передняя поверхность 22 может называться базовой или передней поверхностью основания 24 узла 12 микроигл. Микроиглы 20 могут проходить от передней поверхности 22 основания 24 узла. Устройство 10 может дополнительно содержать по меньшей мере одну мембрану 26 управления скоростью или другую подходящую мембрану (мембраны), проходящую поверх задней поверхности 28 основания 24 узла. Задняя поверхность 28 и/или мембрана 26 управления скоростью могут частично ограничивать резервуар или напорную камеру 29 для подачи текучей среды в узел 12 микроигл, при этом текучая среда обычно подается в узел 12 микроигл посредством мембраны 26 управления скоростью и/или другой подходящей мембраны (мембран). Устройство 10 также может содержать другие соответствующие элементы, такие как описанные в одном или нескольких документах, ранее включенных в настоящую заявку посредством ссылки.
Текучая среда, подаваемая из напорной камеры 29, может иметь форму жидкого лекарственного препарата. При очень общем описании микроиглы 20, драпированные мембраной, предназначены для проникновения сквозь кожу пользователя (например, пациента), с тем чтобы ввести жидкий лекарственный препарат в кожу пользователя, например, посредством продолговатых отверстий 18 (фиг. 3 и 10A). Согласно одному аспекту настоящего изобретения, расположение продолговатых отверстий 18 и складок 16 (фиг. 3, 9 и 10A) относительно друг друга и/или размер складок 16 могут быть выбраны для по меньшей мере частичного управления размером продолговатых отверстий и, таким образом, площадью поверхности контакта между лекарственным препаратом и кожей, как будет подробнее описано ниже. Тем не менее складки 16 являются необязательными и могут быть исключены, как также будет подробнее описано ниже.
Фиг. 2 является схематической, поскольку, например, значения толщины драпированной мембраны 14 и мембраны 26 управления скоростью являются увеличенными. Драпированная мембрана 14 может содержать или представлять собой полимерную (например, пластиковую) пленку и тому подобное, которая может быть сформирована (например, экструдирована) отдельно от узла 12 микроигл и затем прикреплена к узлу микроигл, как подробнее описано ниже. Необязательно, драпированная мембрана может содержать или представлять собой полимерную (например, пластиковую) пленку и тому подобное, с выполненным тиснением или нанопечатью. Например, драпированная мембрана 14 может содержать нанорельеф, как описано в по меньшей мере одном из документов, ранее включенном в настоящую заявку посредством ссылки, хотя такие признаки могут быть исключены. Другими словами, любое тиснение или нанорельеф драпированной мембраны 14 могут быть исключены. В качестве одного примера драпированная мембрана 14 может содержать пленку из полиэфирэфиркетона (PEEK) толщиной около пяти микрон или драпированная мембрана может представлять собой любой другой подходящий материал, такой как полипропиленовая пленка.
Мембрана 26 управления скоростью может быть изготовлена из проницаемых, полупроницаемых или микропористых материалов, применение которых известно из уровня техники для управления скоростью потока лекарственных препаратов и т.п. По меньшей мере в теории, могут существовать варианты осуществления, в которых мембрана управления скоростью исключена. В качестве другого примера мембрана 26 управления скоростью может использоваться в сочетании с и/или может быть заменена одной или несколькими другими подходящими мембранами.
Ссылаясь на вышеуказанное, микроиглы 20 могут быть описаны как проходящие в направлении наружу от передней поверхности 22 основания 24 узла. Это направление наружу от основания 24 узла, или подобное, может служить в качестве системы отсчета, применяемой в разделе подробного описания настоящего изобретения для облегчения понимания. Например, ссылаясь на фиг. 2, драпированная мембрана 14 может быть охарактеризована как содержащая противоположные внутренние и внешние части 30, 32 и промежуточные части 34, проходящие между соответствующими внутренними и внешними частями драпированной мембраны. Хотя одна или несколько систем отсчета установлены для использования в этом разделе подробного описания настоящего изобретения для облегчения понимания, настоящее изобретение также может быть описано и понято со ссылкой на другие подходящие системы отсчета, так что настоящее изобретение не ограничено системами отсчета, применяемыми в этом разделе подробного описания настоящего изобретения.
Обычно по меньшей мере непосредственно после присоединения драпированной мембраны 14 к узлу 12 микроигл, каждая из внутренних частей 30 драпированной мембраны может находиться вблизи от по меньшей мере части передней поверхности 22 основания 24 узла, быть обращенной к ней или в противоположном от нее направлении. В частности, каждая из, большинство или по меньшей мере некоторые из внутренних частей 30 драпированной мембраны 14 необязательно могут образовывать контакт противоположных поверхностей с по меньшей мере частью передней поверхности 22 основания 24 узла. Еще точнее, любой контакт поверхностей между внутренней частью 30 и передней поверхностью 22 необязательно может проходить по существу непрерывно вокруг соседней микроиглы 20, чтобы ограничивать по существу непрерывную кольцевую область контакта. Подобным образом, каждая из, большинство или по меньшей мере некоторые из внешних частей 32 драпированной мембраны 14 могут находиться вблизи от или в контакте противоположных поверхностей с по меньшей мере внешней частью соответствующей микроиглы 20. В частности, каждая внешняя часть 32 может образовывать контакт противоположных поверхностей с внешней частью соответствующей микроиглы 20 по существу на протяжении всей по существу непрерывной кольцевой области контакта. Где бы драпированная мембрана 14 не образовывала контакт противоположных поверхностей с узлом 12 микроигл, драпированная мембрана может быть приклеена к узлу микроигл, как будет подробнее описано ниже.
Каждая из, большинство или по меньшей мере некоторые из промежуточных частей 34 драпированной мембраны 14 могут находиться вне контакта и обладать противоположным относительным расположением поверхностей как с внутренней частью соответствующей микроиглы 20, так и с частью передней поверхности 22 основания 24 узла, так что между промежуточной частью 34 и узлом 12 микроигл образуется зазор 36. Для каждой микроиглы 20 соответствующий зазор 36 может проходить по меньшей мере частично вдоль микроиглы; и зазор также может проходить по меньшей мере частично вокруг по меньшей мере части микроиглы или зазор может проходить по существу полностью вокруг по меньшей мере внутренней части микроиглы. В первом варианте осуществления зазоры 36 обычно являются кольцевыми и проходят полностью вокруг микроигл 20. Кроме того, зазоры 36 могут сужаться вдоль длины микроигл 20 таким образом, что зазоры становятся уже к внешним концам микроигл. Согласно одному аспекту настоящего изобретения, расположение продолговатых отверстий 18 и зазоров 36 относительно друг друга, размер зазоров и/или форма зазоров могут быть выбраны для по меньшей мере частичного управления размером продолговатых отверстий и, таким образом, площадью поверхности контакта между лекарственным препаратом и кожей, как будет подробнее описано ниже. Необязательно, складки 16 могут быть включены и/или регулироваться для управления размером и формой зазоров 36, хотя размер и форма зазоров 36 могут регулироваться любым другим подходящим способом. Другими словами, складки 16 могут представлять собой необязательные признаки, которые могут быть исключены или по существу сведены к минимуму.
Как показано на фиг. 1 и обозначено номерами ссылочных позиций для типичной драпированной микроиглы на фиг. 3, драпированная мембрана 14 необязательно может содержать сгибы, которые могут называться складками 16. Точнее и ссылаясь на фиг. 3, каждая из промежуточных частей 34 драпированной мембраны 14 может содержать пары сгибов, которые могут называться парой складок 16. При наличии складок 16 по меньшей мере пара складок 16 может быть расположена по существу в непосредственной близости к (например, по существу сцепляясь и проходя наружу от) по меньшей мере некоторым, большинству или каждой из микроигл 20. Для каждой микроиглы 20 и соответствующей пары складок 16, каждая складка может быть охарактеризована как включающая в себя по меньшей мере одну линию 40 сгиба и противоположные части 42 драпированной мембраны 14, присоединенные друг к другу вдоль линии сгиба. Каждая линия 40 сгиба может проходить в виде дуги вдоль по меньшей мере части длины соответствующей микроиглы 20.
Для каждой складки 16 каждая из противоположных частей 42 драпированной мембраны 14, являющихся деталью складки 16 и соединенных вместе линией 40 сгиба складки, может называться частью 42 складки. Для каждой складки 16 согласно первому варианту осуществления части 42 складки могут обладать противоположным относительным расположением поверхностей относительно друг друга. Для каждой складки 16, за исключением соединения на линии 40 сгиба, может присутствовать или отсутствовать контакт противоположных поверхностей между частями 42 складки. Другими словами, для каждой из по меньшей мере нескольких складок 16 может присутствовать по меньшей мере некоторый контакт противоположных поверхностей между частями 42 складки. В качестве примера противоположного, для каждой из по меньшей мере нескольких складок 16 линия 40 сгиба складки может быть обозначена как ограничивающая или представляющая собой часть мягкого, закругленного сгиба, так что может по существу отсутствовать контакт противоположных поверхностей между частями 42 складки. Для каждой из по меньшей мере нескольких складок 16, части 42 складки могут проходить в разные стороны относительно друг друга в направлении от линии 40 сгиба складки.
На фиг. 3, продолговатые отверстия 18 в драпированной мембране 14 не кажутся продолговатыми, поскольку фиг. 3 представляет собой вид сверху. Наоборот, продолговатая форма отверстий 18 видна на фиг. 1, 10A и 10B, где отверстия изображены проходящими вдоль длины микроигл 20. Продолговатые отверстия 18 могут быть короче, чем изображено на фиг. 10A, и они могут быть расположены дальше от передней поверхности 22 основания 24 узла, чем изображено на фиг. 10A, как будет подробнее описано ниже. Как также изображено на фиг. 3, каждая микроигла 20 согласно первому варианту осуществления по меньшей мере частично ограничивает два прохода 44 (фиг. 3 и 4), которые позволяют лекарственному препарату течь сквозь узел 12 микроигл для подачи в и/или сквозь кожу пользователя. В первом варианте осуществления каждое продолговатое отверстие 18 в драпированной мембране 14 по существу имеет одинаковую протяженность с, и по существу находится на одной оси с, частью соответствующего прохода 44. Другими словами, проходы 44 и продолговатые отверстия 18 взаимодействуют друг с другом для подачи лекарственного препарата из напорной камеры 29 (фиг. 2) в и/или сквозь кожу пользователя.
Как схематически показано так называемой стрелкой 46 направления выравнивания проходов, на фиг. 3, проходы 44 микроиглы 20 и продолговатые отверстия 18 драпированной мембраны 14 по существу выровнены относительно друг друга в направлении 46 выравнивания проходов. Подобным образом, при наличии складок и как схематически показано так называемой стрелкой 47 направления выравнивания складок, на фиг. 3, складки 16 и их линии 40 сгиба по существу выровнены относительно друг друга в направлении 47 выравнивания складок. В версии согласно первому варианту осуществления, содержащей складки 16, по существу все проходы 44 и продолговатые отверстия 18 по существу выровнены относительно друг друга в направлении 46 выравнивания проходов, по существу все складки 16 и их линии 40 сгиба по существу выровнены относительно друг друга в направлении 47 выравнивания складок, и направление 46 выравнивания проходов и направление 47 выравнивания складок не параллельны друг другу. Точнее и как изображено на фиг. 3, направление 46 выравнивания проходов и направление 47 выравнивания складок проходят под углом друг к другу, как будет подробнее описано ниже. Повторяя вышеизложенное, микроигла 20 может содержать мене двух или более двух проходов 44, связанных с ней, и не требуется, чтобы все проходы 44 и продолговатые отверстия 18 были выровнены относительно друг друга в направлении 46 выравнивания проходов.
Складки 16 могут называться большими складками 16, и драпированная мембрана 14 может дополнительно содержать другие складки, такие как небольшие складки (например, см. фиг. 15), которые могут быть сравнительно малыми по сравнению с большими складками 16. Направление выравнивания складок небольших складок может проходить поперек направления 47 выравнивания больших складок. Соответственно, можно в общем утверждать, что по меньшей мере некоторые складки (например, по меньшей мере некоторые из больших складок 16) драпированной мембраны 14 могут быть выровнены относительно друг друга в направлении 47 выравнивания складок. Подобным образом, по меньшей мере некоторые проходы 44 и продолговатые отверстия 18 могут быть выровнены относительно друг друга в направлении 46 выравнивания проходов.
При рассмотрении узла 12 микроигл отдельно, как изображено на фиг. 4, видно, что он может иметь такую конфигурацию, как, например, по меньшей мере в общем описано в одном или нескольких документах, ранее включенных в настоящую заявку посредством ссылки. В общем, узел 12 микроигл выполнен для подачи текучего лекарственного препарата внутрь и/или сквозь кожу пользователя, например выполнен таким образом, чтобы содержать одну или несколько микроигл 20, проходящих наружу от подходящей подложки или опоры, при этом указанные подложка или опора могут иметь форму опорной пластины, и она может в общем называться основанием 24 узла.
Как показывает вид в поперечном сечении по фиг. 4 и повторяя вышеизложенное, основание 24 узла содержит противоположные переднюю и заднюю поверхности 22, 28, и несколько микроигл 20 проходят наружу от передней поверхности 22. Основание 24 узла и микроиглы 20 обычно могут быть изготовлены из жесткого, полужесткого или гибкого листа материала, такого как металлический материал, керамический материал, полимерный (например, пластиковый) материал и/или любой другой подходящий материал. Например, основание 24 узла и микроиглы 20 могут быть выполнены из силикона посредством реактивного ионного травления или другим подходящим способом.
Основание 24 узла обычно ограничивает одно или несколько отверстий 48, проходящих между передней и задней поверхностями 22, 28 и открытых на каждой из них, чтобы позволить лекарственному препарату течь между ними. Например, единственное отверстие 48 может быть определено в основании 24 узла на месте каждой микроиглы 20 для обеспечения доставки лекарственного препарата от задней поверхности 28 к такой микроигле 20. Тем не менее в других вариантах осуществления основание 24 узла может определять любое другое подходящее количество отверстий 48, расположенных на месте каждой микроиглы 20 и/или на расстоянии от нее.
Каждая микроигла 20 может содержать основание 50 иглы, проходящее наружу от передней поверхности 22 (например, базовой поверхности), и переходы в прокалывающую или игловидную форму (например, коническую или пирамидальную форму, или цилиндрическую форму, переходящую в коническую или пирамидальную форму), содержащую кончик 52, удаленный от передней поверхности 22. Кончик 52 каждой микроиглы 20 находится на максимальном расстоянии от основания 24 узла и может определять наименьший размер (например, диаметр или ширину поперечного сечения) каждой микроиглы 20. Кроме того, каждая микроигла 20 в целом может определять любую подходящую общую длину 54 от передней поверхности 22 и ее кончика 52, которой достаточно для обеспечения возможности проникновения микроигл 20 в роговой слой и прохождения в эпидермис пользователя. Может быть желательно ограничить общую длину 54 микроигл 20 таким образом, чтобы они не проникали через внутреннюю поверхность эпидермиса и в дерму, что может преимущественно способствовать сведению к минимуму боли у пациента, получающего лекарственный препарат. Например, в одном варианте осуществления каждая микроигла 20 может иметь общую длину 54 менее приблизительно 1000 микрометров (мкм), например менее приблизительно 800 мкм, или менее приблизительно 750 мкм, или менее приблизительно 500 мкм (например, общую длину 54 в диапазоне от приблизительно 200 мкм до приблизительно 400 мкм), или в любых других поддиапазонах в пределах этого. Общая длина 54 микроигл 20 может варьироваться в зависимости от места, в котором устройство 10 используется на пользователе. Например, общая длина 54 микроигл 20 для устройства, которое будет использоваться на ноге пользователя, может значительно отличаться от общей длины 54 микроигл 20 для устройства, которое будет использоваться на руке пользователя. Каждая микроигла 20 может в целом определять любое подходящее соотношение размеров (т. е. общей длины 54 к величине 56 ширины поперечного сечения каждой микроиглы 20). В некоторых вариантах осуществления соотношение размеров может быть больше чем 2, например больше чем 3 или больше чем 4. В случаях, когда величина 56 ширины поперечного сечения (например, диаметр) изменяется на протяжении общей длины 54 каждой микроиглы 20, соотношение размеров может быть определено на основании средней величины 56 ширины поперечного сечения.
Каждая микроигла 20 может определять один или несколько каналов 60 в сообщении по текучей среде с отверстиями 48, определенными в основании 24 узла. В целом каналы 60 могут быть определены в любом подходящем месте на и/или в пределах каждой микроиглы 20. Например, каналы 60 могут быть определены вдоль наружной поверхности каждой микроиглы 20. В качестве более конкретного примера, каждый канал 60 может представлять собой открытую в направлении наружу канавку, ограниченную наружной поверхностью микроиглы 20 и проходящую вдоль ее общей длины 54. Как будет подробнее описано ниже, каналы 60 в общем могут быть выполнены для по меньшей мере частичного формирования прохода 44, позволяющего лекарственному препарату течь от задней поверхности 28 основания 24 узла, сквозь отверстия 48 и в каналы, в результате чего лекарственный препарат может быть доставлен внутрь и/или сквозь кожу пользователя с помощью отверстий 18 (фиг. 3 и 10A). Каналы 60 могут быть выполнены с возможностью определения любой подходящей формы поперечного сечения. В первом варианте осуществления каждый канал 60 может определять полукруглую форму. В другом варианте осуществления каждый канал 60 может определять некруглую форму, такую как V-образная форма или любая другая подходящая форма поперечного сечения.
Размеры каналов 60, определенные микроиглами 20, могут быть специально выбраны, чтобы вызвать капиллярное течение лекарственного препарата. Как в целом понятно, капиллярное течение возникает, когда силы адгезии текучей среды относительно стенок канала 60 больше, чем когезионные силы между молекулами жидкости. В частности, капиллярное давление в канале 60 обратно пропорционально размеру поперечного сечения канала и прямо пропорционально поверхностной энергии соответствующей текучей среды, умноженной на косинус краевого угла текучей среды на границе раздела, определенной между текучей средой и каналом. Таким образом, для способствования капиллярному течению лекарственного препарата сквозь узел 12 микроигл величина 62 ширины поперечного сечения канала (каналов) (например, диаметр канала 60) может избирательно регулироваться, при этом меньшие величины обычно приводят к более высоким капиллярным давлениям. Например, в некоторых вариантах осуществления величина 62 ширины поперечного сечения каналов 60 может быть выбрана таким образом, чтобы площадь поперечного сечения каждого канала 60 находилась в диапазоне от приблизительно 1000 квадратных микрон (мкм²) до приблизительно 125000 мкм², например от приблизительно 1250 мкм² до приблизительно 60000 мкм² или от приблизительно 6000 мкм² до приблизительно 20000 мкм², а также в любых других поддиапазонах в пределах этого.
Узел 12 микроигл в общем может содержать любое подходящее количество микроигл 20. Например, в одном варианте осуществления фактическое число микроигл 20, содержащихся в узле 12 микроигл, может находиться в диапазоне от приблизительно 10 микроигл на квадратный сантиметр (см²) до приблизительно 1500 микроигл на см², например от приблизительно 50 микроигл на см² до приблизительно 1250 микроигл на см² или от приблизительно 100 микроигл на см² до приблизительно 500 микроигл на см², или в любых других поддиапазонах в пределах этого.
Микроиглы 20 в целом могут быть расположены на основании 24 узла по множеству разных схем размещения, и такие схемы размещения могут быть разработаны для любого конкретного использования. Например, в одном варианте осуществления микроиглы 20 могут быть равномерно разнесены друг от друга, например по прямоугольной или квадратной сетке или по концентрическим окружностям. В таком варианте осуществления промежуток между микроиглами 20 обычно может зависеть от многих факторов, включая, но этим не ограничиваясь, общую длину 54 и ширину микроигл 20, а также от количества и типа лекарственного препарата, предназначенного для доставки через микроиглы 20.
Как изображено снова на фиг. 4, а также показывают вид сверху и снизу по фиг. 5 и 6, каждый канал 60 сообщается по текучей среде с соответствующим ему отверстием 48 посредством отверстий между ними, при этом эти отверстия могут называться соединительными отверстиями 64. Как изображено на фиг. 4 и 5, каждое отверстие 48 может быть частично определено внутренней поверхностью 66, расположенной между парой соединительных отверстий 64. Фиг. 5 является схематической, поскольку периферия основания 50 иглы скрыта от обзора и схематически изображена пунктирными линиями. И наоборот, фиг. 6 является схематической, поскольку большая часть отверстия 48 скрыта от обзора и схематически изображена пунктирными линиями.
Площадь соединительных отверстий 64 может изменяться между проходами 44 определенной микроиглы 20 и может изменяться между микроиглами 20 в определенном узле 12 микроигл. Площадь каждого соединительного отверстия 64 может значительно изменяться и будет зависеть от таких факторов, как, например, диаметр микроиглы 20, вязкость лекарственного препарата, движущегося по проходам 44, и количества подаваемого лекарственного препарата. Площадь каждого соединительного отверстия 64 также может изменяться в зависимости от желаемого размера отверстий 18 (фиг. 3 и 10A) в драпированной мембране 14, как будет подробнее описано ниже. Например, площадь каждого соединительного отверстия 64 на (например, в плоскости) передней поверхности 22 может быть больше или равной приблизительно 100 квадратным микронам, хотя меньшие площади также могут быть допустимы. В других примерах площадь соединительного отверстия 64 на (например, в плоскости) передней поверхности 22 может быть равной приблизительно 150 квадратным микронам или больше. В первом варианте осуществления для каждого соединительного отверстия 64 и соседнего канала 60 соединительное отверстие и канал могут быть по существу концентрическими и могут обладать по существу одинаковым диаметром, как будет подробнее описано ниже.
Примеры систем и способов создания группы 12 драпированных микроигл описаны далее согласно первому примерному варианту осуществления. Как схематически изображено на фиг. 7, процесс драпировки предполагает, что драпированная мембрана 14 и узел 12 микроигл выполнены с перекрывающей друг друга конфигурацией или с взаимным перекрыванием. В частности, драпированная мембрана 14 расположена таким образом, чтобы быть драпированной поверх передней поверхности 22 узла 12 микроигл на фиг. 7. В перекрывающей конфигурации, изображенной на фиг. 7, задняя поверхность 28 основания 24 узла может поддерживаться вакуумной камерой, системой с нисходящим потоком воздуха, или столом 68 с нисходящим потоком воздуха, и/или любым другим подходящим способом. Драпированная мембрана 14 может по меньшей мере частично поддерживаться кончиками 52 (фиг. 2, 4 и 6) микроигл 20. Драпированная мембрана 14 также может по меньшей мере частично поддерживаться натяжными роликами, приспособлением в виде ширильной рамы и/или любым другим подходящим способом.
Стрелки 47 направления выравнивания складок на фиг. 7 могут быть охарактеризованы как схематически изображающие натяжные ролики, ширильную раму и т. п. Натяжные ролики, ширильная рама и т. п. могут растягивать драпированную мембрану 14 в направлении, по существу идентичном как направлению 47 выравнивания складок в драпированной мембране, так и направлению наибольшего удлинения в драпированной мембране 14. Другими словами, при наличии складки 16 обычно образуются в направлении наибольшего удлинения в драпированной мембране 14. В качестве альтернативы или дополнения к натяжению драпированной мембраны 14 в ходе процесса драпировки, направление наибольшего удлинения и направление 47 выравнивания складок в драпированной мембране 14 могут по меньшей мере частично управляться посредством других факторов, например посредством изготовления драпированной мембраны, изначально и/или предварительно обработанной таким образом, чтобы придавать направление наименьшего растягивающего усилия, при этом направление наименьшего растягивающего усилия может быть по существу параллельным как направлению наибольшего удлинения, так и направлению 47 выравнивания складок. Поскольку направление 47 выравнивания складок и направление наибольшего удлинения в драпированной мембране 14 могут быть по существу параллельными друг другу, направление наибольшего удлинения также может быть обозначено номером ссылочной позиции 47.
Как показано на фиг. 7, на сторону драпированной мембраны 14, противоположную узлу 12 микроигл, можно воздействовать давлением и/или теплом посредством подходящим образом оснащенного кожуха 72 или другого подходящего устройства. В качестве альтернативы или дополнения, теплом можно воздействовать на узел 12 микроигл более непосредственно. Величина и длительность воздействия вакуума, давления и нагрева могут регулироваться для предоставления вышеописанных контактов поверхностей и таким образом, чтобы части драпированной мембраны 14 втягивались по меньшей мере частично в открытые боковые каналы 60 (фиг. 4 и 6) на внешних частях микроигл 20. В частности, величина и длительность воздействия вакуума, давления и нагрева могут регулироваться, и любой угол (например, угол 76 на фиг. 8) между направлением 46 выравнивания проходов (фиг. 3 и 8) и направлением 47 наибольшего удлинения (фиг. 3 и 8) может регулироваться с тем, чтобы: предоставить вышеописанные контакты между внутренней и внешней частями 30, 32 драпированной мембраны 14 и соответствующими частями узла 12 микроигл; предоставить и регулировать конфигурацию любых зазоров 36; и предоставить и регулировать конфигурацию любых складок 16. В общем, работой одного или нескольких из натяжных роликов, ширильной рамы и т. п.; стола 68 с нисходящим потоком воздуха; и предусмотренного кожуха 72 можно управлять для регулировки размера, формы и любой ориентации зазоров 36 (фиг. 2), например, чтобы драпированная мембрана 14 содержала или не содержала складки 16.
Драпированная мембрана 14 обычно неподвижно присоединена к узлу 12 микроигл из-за результирующего существенного совпадения формы между (например, тесного контакта между) драпированной мембраной и узлом 12 микроигл и обычно также в результате приклеивания драпированной мембраны к узлу микроигл из-за нагревания драпированной мембраны. Любое нагревание может регулироваться (например, ограничиваться) таким образом, чтобы оно не разрушало любой нанорельеф на поверхности драпированной мембраны 14, обращенной от узла 12 микроигл.
Фиг. 8 представляет собой схематический вид сверху в горизонтальной проекции драпированной мембраны 14 и узла 12 микроигл в том виде, в котором они могут быть расположены на фиг. 7. На фиг. 8 узел 12 микроигл скрыт от обзора под драпированной мембраной 14, и, следовательно, узел микроигл схематически изображен пунктирными линиями. Как показано на фиг. 8, направление 46 выравнивания проходов и направление 47 наибольшего удлинения не параллельны друг другу, и, в частности, они проходят под углом относительно друг друга. В первом варианте осуществления угол 76, определенный между направлением 46 выравнивания проходов и направлением 47 наибольшего удлинения, по существу равен соответствующему углу, определенному между направлением 46 выравнивания проходов и направлением 47 выравнивания складок на фиг. 3. Как показано на фиг. 8, угол, обозначенный номером ссылочной позиции 76, является меньшим из двух углов, определенных между направлением 46 выравнивания проходов и направлением 47 наибольшего удлинения. В первом варианте осуществления угол 76 может составлять от приблизительно 20 градусов до приблизительно 80 градусов, или от приблизительно 30 градусов до приблизительно 70 градусов, или от приблизительно 40 градусов до приблизительно 60 градусов или находиться в любых других поддиапазонах в пределах этого. В частности, на фиг. 8 угол 76 изображен равным приблизительно 50 градусам. Также могут существовать другие подходящие углы между направлением 46 выравнивания проходов и другим направлением (например, направлением 47 наибольшего удлинения и/или направлением 47 выравнивания складок). Например, угол 76 может составлять от приблизительно 10 градусов до приблизительно 170 градусов, или от приблизительно 20 градусов до приблизительно 160 градусов, или от приблизительно 30 градусов до приблизительно 150 градусов, или от приблизительно 40 градусов до приблизительно 140 градусов, или от приблизительно 50 градусов до приблизительно 130 градусов, или от приблизительно 60 градусов до приблизительно 120 градусов, или от приблизительно 70 градусов до приблизительно 110 градусов, или от приблизительно 80 градусов до приблизительно 100 градусов, или приблизительно 90 градусов или находиться в любых других поддиапазонах в пределах этого.
Фиг. 9 представляет собой схематический, увеличенный, наглядный вид части узла 12 микроигл, драпированных мембраной, после присоединения драпированной мембраны 14 к узлу микроигл, но перед формированием продолговатых отверстий 18 (фиг. 10A) в драпированной мембране. Фиг. 9 может быть схематической, поскольку, например, драпированная мембрана 14 изображена по меньшей мере несколько прозрачной, и воображаемая размерная линия 80 была включена для изображения максимальной высоты MH зазора 36 (фиг. 2) и складок 16, которые необязательно могут быть включены для по меньшей мере частичного определения формы и высоты зазора. Максимальная высота MA зазора 36 и складок 16 является кратчайшим расстоянием между размерной линией 80 и передней поверхностью 22 основания. На фиг. 9 размерная линия 80 обозначает высоту верхних концов линий 40 сгиба складок 16.
Со ссылкой на фиг. 9 (например, используя систему отсчета или ссылку из фиг. 9) и при рассмотрении фиг. 2 перевернутой (т. е. так, чтобы микроиглы 20 были направлены вверх), в версии согласно первому варианту осуществления, содержащей складки 16, следующие высоты по существу равны между собой и вместе изменяются по периметру каждой микроиглы 22 в зависимости от углового положения относительно направления 47 выравнивания складок (например, относительно вертикальной плоскости, по существу содержащей линии 40 сгиба пары складок): высота зазора 36; высота верхнего края промежуточной части 34 драпированной мембраны, которая не соприкасается с микроиглой 20; и высота нижнего края внешней части 32 драпированной мембраны, которая соприкасается с микроиглой 20. Эти три высоты вместе могут называться «высотой контакта». В версии согласно первому варианту осуществления, содержащей складки 16, высота контакта постепенно изменяется от максимальной высоты контакта (например, максимальной высоты MA) в вертикальной плоскости, пересекающей направление 47 выравнивания складок, до минимальной высоты контакта в вертикальной плоскости, перпендикулярной вертикальной плоскости, пересекающей направление 47 выравнивания складок. Минимальная высота контакта может составлять менее приблизительно 75%, менее приблизительно 50%, менее приблизительно 30% или любую другую подходящую процентную величину от максимальной высоты контакта. Размер продолговатых отверстий 18 (фиг. 3 и 10A) может изменяться в зависимости от высоты контакта, как будет подробнее описано ниже. В качестве альтернативы, когда складки 16 отсутствуют или по существу отсутствуют, следующие высоты могут оставаться приблизительно или по существу одинаковыми по периметру каждой микроиглы 22: высота зазора 36; высота верхнего края промежуточной части 34 драпированной мембраны, которая не соприкасается с микроиглой 20; и высота нижнего края внешней части 32 драпированной мембраны, которая соприкасается с микроиглой 20.
Как лучше всего показано на фиг. 10A, продолговатые отверстия 18 могут быть сформированы путем прокалывания драпированной мембраны 14 одним или несколькими прокалывающими элементами после присоединения драпированной мембраны 14 к группе 12 микроигл. В первом варианте осуществления продолговатые отверстия 18 по существу непосредственно выровнены относительно каналов 60 (фиг. 4 и 6) по сторонам микроигл 20. Часть окружности продолговатого отверстия 18, показанного на фиг. 10A, схематически изображена пунктирной линией. Окружность продолговатого отверстия 18 проходит вокруг открытой площади, определенной продолговатым отверстием. Эта открытая площадь предназначена для обеспечения области контакта между лекарственным препаратом и кожей пользователя. В первом варианте осуществления сумма открытых площадей, определенных продолговатыми отверстиями 18, расположенными в пределах квадратного сантиметра (в виде проекции) узла 12 драпированных микроигл, может составлять по меньшей мере 0,000005 см² или по меньшей мере приблизительно 0,000005 см². Другими словами, продолговатые отверстия 18 могут быть открыты вдоль достаточной длины каналов 60 с тем, чтобы в общей сложности предоставить по меньшей мере 0,000005 см², или по меньшей мере приблизительно 0,000005 см², открытой площади на квадратный сантиметр узла 12 драпированных микроигл. Эта общая площадь открытой поверхности предназначена для обеспечения области контакта между лекарственным препаратом и кожей пользователя. В частности, продолговатые отверстия 18 могут быть открыты вдоль достаточной длины каналов 60 с тем, чтобы в общей сложности предоставить по меньшей мере 0,00007 см², или по меньшей мере приблизительно 0,00007 см², открытой площади на квадратный сантиметр узла 12 драпированных микроигл. Еще точнее, продолговатые отверстия 18 могут быть открыты вдоль достаточной длины каналов 60 с тем, чтобы в общей сложности предоставить приблизительно 0,0002 см² открытой площади на квадратный сантиметр узла 12 драпированных микроигл. Например, продолговатые отверстия 18 могут быть открыты вдоль достаточной длины каналов 60 с тем, чтобы общая величина открытой площади на квадратный сантиметр узла 12 драпированных микроигл находилось в диапазоне от приблизительно 0,000005 см² до приблизительно 0,0001 см², или, в частности, в диапазоне от приблизительно 0,00007 см² до приблизительно 0,0002 см², или в любых других поддиапазонах в пределах этого.
Для драпированных микроигл 20 согласно первому варианту осуществления внешние концы продолговатых отверстий 18 обычно расположены в по существу непосредственной близости к кончикам 52, и противоположные внутренние концы продолговатых отверстий 18 находятся на расстоянии от передней поверхности 22 основания 50. В отличие от конфигураций продолговатых отверстий 18, показанных на фиг. 1 и 10A, на фиг. 10B показано, что обычно может быть большее расстояние между внутренними концами продолговатых отверстий 18 и передней поверхностью 22 основания 50. Другими словами, для по меньшей мере некоторых из, большинства или каждого из продолговатых отверстий 18 и соответствующих микроигл 20 продолговатое отверстие 18 может быть ближе к кончику 52 микроиглы, чем к основанию 50. В частности, конец продолговатого отверстия 18 может располагаться вблизи от или прилегать к другой части кончика 52 конической, пирамидальной или другой подходящей формы.
Для каждой из, большинства или по меньшей мере некоторых микроигл 20 и соответствующих им продолговатых отверстий 18 согласно первому варианту осуществления отношение между ними может быть таким, как показано на фиг. 10B и описано далее. На фиг. 10B продолговатое отверстие 18 драпированной мембраны 14 схематически изображено пунктирными линиями как перекрываемое каналом 60 микроиглы 20 узла 12 микроигл (фиг. 4). Вид сбоку в вертикальной проекции по фиг. 10B показывает продолговатое отверстие 18, имеющее длину L1 и ширину W1, микроиглу 20, имеющую общую длину L2, соответствующую общей длине 54, изображенной на фиг. 4 и описанной выше, канал 60, имеющий ширину W2, высотное расстояние D и т. п., определенное между вершиной кончика 52 микроиглы 20 и концом продолговатого отверстия 18, ближайшего к кончику 52. Длины L1, L2 и расстояние D проходят в одинаковом направлении, или в общем они проходят в по существу одинаковом направлении. Ширины W1, W2 проходят в одинаковом направлении, или в общем они проходят в по существу одинаковом направлении.
В версии согласно первому варианту осуществления, изображенной в графических материалах, длина L1 отверстия 18 больше ширины W1 отверстия 18, так что отверстие 18 является удлиненным или продолговатым. В качестве более конкретных примеров, длина L1 продолговатого отверстия 18 может быть по меньшей мере приблизительно вдвое больше ширины W1 продолговатого отверстия, или длина L1 продолговатого отверстия может быть по меньшей мере приблизительно в три, четыре или пять раз больше ширины W1 продолговатого отверстия. В качестве альтернативы, устройство 10 может быть выполнено таким образом, чтобы длины L1 отверстий 18 были меньше, например таким образом, чтобы длины L1 отверстий были приблизительно такого же размера, что и ширины W1 отверстий, или находились в любом другом подходящем отношении к ним.
В версии согласно первому варианту осуществления, изображенной в графических материалах, главная ось продолговатого отверстия 18 параллельна, или по существу параллельна, главной оси канала 60. Длина L1 продолговатого отверстия 18 может находиться в диапазоне от по меньшей мере 10% до не более 80% от общей длины L2 микроиглы 20 или в любых поддиапазонах в пределах этого. В общем, длина L1 продолговатого отверстия 18 может находиться в диапазоне от приблизительно 10% до приблизительно 80% от общей длины L2 микроиглы 20 или в любых поддиапазонах в пределах этого. В частности, длина L1 продолговатого отверстия 18 может находиться в диапазоне от по меньшей мере 20% до не более 50% общей длины L2 микроиглы 20, при этом длина L1 продолговатого отверстия 18 может находиться в диапазоне от приблизительно 20% до приблизительно 50% общей длины L2 микроиглы 20 или в любых других поддиапазонах в пределах этого. Еще точнее, длина L1 продолговатого отверстия 18 может составлять приблизительно 30% от общей длины L2 микроиглы 20.
Малая ось продолговатого отверстия 18 может быть перпендикулярна, или по существу перпендикулярна, главной оси канала 60. Ширина W1 продолговатого отверстия 18 может находиться в диапазоне от по меньшей мере 70% до не более 130% от ширины W2 канала 60 или в любых поддиапазонах в пределах этого. В общем, ширина W1 продолговатого отверстия 18 может находиться в диапазоне от приблизительно 70% до приблизительно 130% от ширины W2 канала 60 или в любых поддиапазонах в пределах этого. Еще точнее, ширина W1 продолговатого отверстия 18 может находиться в диапазоне от по меньшей мере 90% до не более 110% от ширины W2 канала 60, при этом ширина W1 продолговатого отверстия 18 может находиться в диапазоне от приблизительно 90% до приблизительно 110% от ширины W2 канала 60 или в любых других поддиапазонах в пределах этого.
Высотное расстояние D между вершиной кончика 52 микроиглы 20 и концом продолговатого отверстия 18, ближайшего к кончику 52, может составлять не более чем 30% от общей длины L2 микроиглы 20 или находиться в любых поддиапазонах в пределах этого. В общем, высотное расстояние D между вершиной кончика 52 микроиглы 20 и концом продолговатого отверстия 18, ближайшего к кончику 52, может составлять менее чем приблизительно 30% от общей длины L2 микроиглы 20 или находиться в любых поддиапазонах в пределах этого. Точнее, высотное расстояние D между вершиной кончика 52 микроиглы 20 и концом продолговатого отверстия 18, ближайшего к кончику 52, может составлять не более чем 10% от общей длины L2 микроиглы 20 или находиться в любых поддиапазонах в пределах этого. Высотное расстояние D между вершиной кончика 52 микроиглы 20 и концом продолговатого отверстия 18, ближайшего к кончику 52, может составлять менее чем приблизительно 10% от общей длины L2 микроиглы 20 или находиться в любых поддиапазонах в пределах этого.
В одном конкретном примере длина L1 продолговатого отверстия 18 может составлять приблизительно 40% от общей длины L2 микроиглы 20, высотное расстояние D между вершиной кончика 52 микроиглы 20 и концом продолговатого отверстия 18, ближайшего к кончику 52, может быть приблизительно равным длине L3 конического, или по существу конического, кончика 52 микроиглы 20 или находиться в любых поддиапазонах в пределах этого. Длина L3 кончика 52 может составлять приблизительно 20% от общей длины L2 микроиглы 20. Точнее, длина L3 кончика 52 может составлять приблизительно 60 мкм. В общем, длина L3 кончика 52 может находиться в диапазоне от приблизительно 10% до приблизительно 30% от общей длины L2 микроиглы 20 или в любых поддиапазонах в пределах этого.
Как схематически показано на фиг. 10A, прокалывающие элементы, формирующие продолговатые отверстия 18, могут иметь форму лазерных лучей или частей 82 лазерного луча. На фиг. 10A, часть окружности продолговатого отверстия 18, скрытая от обзора за передней частью 82 лазерного луча, схематически изображена пунктирной линией. Части 82 лазерного луча могут являться частями, или другими производными, относительно широкого исходного лазерного луча 84, выходящего из лазерного генератора 86. Лазерный генератор 86 может содержать лазерный диод или любое другое подходящее устройство для генерирования или предоставления другим способом исходного луча 84. Лазерный генератор 86 и узел 12 драпированных микроигл могут быть размещены таким образом, что узел 12 микроигл расположен между лазерным генератором и драпированной мембраной 14, с тем чтобы исходный луч 84 был сфокусирован или другим образом направлен к отверстию 48 (фиг. 4 и 5) и внутрь него со стороны основания 24 узла, прилегающей к задней поверхности 28. Внутренняя поверхность 66 (фиг. 4 и 5) основания 24 узла и, необязательно, также задняя поверхность 28 основания узла могут выполнять функцию одного или нескольких препятствий или маски для препятствования прохождению части исходного луча 84. Препятствование прохождению исходного луча 84 может быть охарактеризовано как разделяющее исходный луч и, таким образом, предоставляющее по меньшей мере две части 82 луча.
Части 82 луча, изображенные на фиг. 10A, являются цилиндрическими, и проходы 44 (фиг. 3 и 4) могут быть выполнены таким образом, чтобы продолговатые отверстия 18 были сформированы в драпированной мембране 14 по существу точно в месте расположения каналов 60 (фиг. 4 и 6). Например, любые части драпированной мембраны 14, расположенные в каналах 60, обычно подвергаются воздействию частей 82 луча и, таким образом, удаляются (например, испаряются). В качестве более объемного примера, любые части драпированной мембраны 14, расположенные на пути частей 82 луча, обычно удаляются, и коллимированные части луча, изображенные на фиг. 10A, находятся на одной оси с соединительными отверстиями 64 (фиг. 5 и 6) и имеют такую же форму периферии, что и они. Повторяя вышеизложенное, конфигурация соединительных отверстий 64 может изменяться, и по меньшей мере по этой причине конфигурация частей 82 луча может изменяться таким образом, чтобы конфигурация отверстий 18 могла изменяться. Лучи 82, 84 также могут быть изменены другими способами, например независимо от соединительных отверстий 64.
В зависимости от различных размеров исходный луч 84 одновременно может быть направлен в несколько отверстий 48 (фиг. 4—6) и может быть одновременно разделен на несколько частей 82 луча. В качестве альтернативы и/или дополнения, и как схематически изображено стрелками 88 на фиг. 10A, может иметь место относительное перемещение между лазерным генератором 86 и узлом 12 драпированных микроигл в различным направлениях с тем, чтобы исходный луч 84 можно было последовательно направлять в отверстия 48. Например, лазерный генератор 86 может быть установлен на подвижной каретке опорной системы, управляемой компьютером, и т. п., при этом стрелки 88 схематически изображают перемещение лазерного генератора опорной системой или другим подходящим устройством.
Варианты осуществления со второго по четвертый настоящего изобретения подобны первому варианту осуществления, за исключением указанных изменений и изменений, которые будут очевидны специалистам в данной области. Например, и для предоставления сравнения, первый и второй варианты осуществления являются идентичными, за исключением различий угла 76 (фиг. 8) и различий, вызванных различиями угла 76. Как изображено на фиг. 11—13, во втором варианте осуществления направление 46 выравнивания проходов и направление 47 выравнивания складок, а также направление 47 наибольшего удлинения проходят по существу в одинаковом направлении, так что продолговатые отверстия 18 согласно второму варианту осуществления короче, чем продолговатые отверстия 18 согласно первому варианту осуществления. В общем, размер зазора 36 (фиг. 2) и размер соответствующего отверстия 18 в драпированной мембране 14 могут быть обратно пропорциональны друг другу. Когда сгибы 40 складок выровнены с каналами 60 игл, как показано на фиг. 11—13, длина (например, сформированных лазером) продолговатых отверстий 18 может больше зависеть от размера (например, высоты) складок 16, поскольку складки могут уменьшить величину части драпированной мембраны 14, проходящей в каналы 60. Высота складок 16 схематически изображена воображаемой размерной линией 80 на фиг. 12 и 13.
В вариациях согласно как первому, так и второму вариантам осуществления соединительные отверстия 64 (фиг. 4 и 5) могут быть выполнены таким образом, чтобы лишь части драпированной мембраны 14, расположенные в каналах 60, были перфорированы (например, лазером) для формирования продолговатых отверстий 18. В вариации согласно первому варианту осуществления продолговатые отверстия 18 могут проходить как выше, так и ниже высоты складок 16 (например, размерной линии 80 на фиг. 9 и 10A). В отличие от этого, в вариации согласно второму варианту осуществления продолговатые отверстия 18 могут проходить только выше высоты складок 16 (например, размерной линии 80 на фиг. 12 и 13). Соответственно, когда сгибы 40 складок не выровнены с каналами 60 игл, длины (например, сформированных лазером) продолговатых отверстий 18 меньше зависят от высоты складок 16.
Как показано на фиг. 14, третий вариант осуществления может быть подобен вариации согласно первому варианту осуществления, за исключением того, что процесс драпировки согласно третьему варианту осуществления не включает втягивания или другого принудительного перемещения драпированной мембраны 14 в каналы 60. В результате отверстия 18 в драпированной мембране 14 по фиг. 14 сформированы лишь на концах каналов 60, так что отверстия не являются продолговатыми и расположены лишь в непосредственной близости к кончикам 52.
Объемом настоящего изобретения предусмотрена регулировка одной или нескольких переменных таким образом, чтобы отверстия 18 и один или несколько других элементов могли иметь другую конфигурацию. Например, и как наиболее понятно из рассмотрения фиг. 15, в узле 12 драпированных микроигл согласно четвертому варианту осуществления каждый канал 60 может открываться в несколько отверстий 18 в драпированной мембране 14. Другими словами, могут присутствовать отдельные отверстия 18, соответственно расположенные в верхней части и вблизи от нижней части каждого канала 60. Как также изображено на фиг. 15, складки 16 могут содержать как относительно крупные складки (например, большие складки), так и относительно маленькие складки (например, небольшие складки), проходящие поперек относительно крупных складок, и относительно крупные складки необязательно могут проходить на всем расстоянии между соседними микроиглами 20.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, группа 12 драпированных микроигл может быть выполнена и использована таким образом, чтобы предоставить хорошую доставку лекарственного препарата сквозь кожу пользователя посредством микроигл 20, проникающих сквозь наружные барьерные слои кожи и приводящих к тому, что продолговатые отверстия 18 и любой необязательный нанорельеф драпированной мембраны 14 вступает в тесный контакт с клетками живой кожи, так что продолговатые отверстия 18 обеспечивают хорошие площади поверхностей контакта между лекарственным препаратом и клетками живой кожи, и любой нанорельеф драпированной мембраны 14 (например, пленки с выполненной нанопечатью) может улучшить проницаемость кожи. Согласно одному аспекту настоящего изобретения, группа 12 драпированных микроигл может одновременно обеспечить тесный контакт между кожей и пленкой 14, в то же время обеспечивая хорошую общую площадь поверхности контакта между текучим лекарственным препаратом и кожей посредством продолговатых отверстий 18, при этом эти результаты могут быть достигнуты, например, путем управления конфигурациями зазоров 36 (например, путем управления любыми складчатыми формами драпированной пленки 14 с выполненной нанопечатью) и/или процессом лазерного перфорирования, как описано выше.
Для облегчения понимания в этом разделе подробного описания настоящего изобретения были использованы системы отсчета положения, такие как «верхний», «нижний», «передний», «задний», «выше», «ниже» и «высота». Тем не менее настоящее изобретение не ограничено системами отсчета положения, использованными в разделе подробного описания настоящего изобретения, поскольку, например устройство 10 согласно примерному варианту осуществления может быть выполнено с возможностью применения как в инвертированных, так и в неинвертированных конфигурациях.
Для облегчения вышеприведенного описания каждая микроигла 20 могла быть описана как содержащая по меньшей мере пару складок 16, связанных с ней; тем не менее объемом примерных вариантов осуществления предусмотрено, что драпированная мембрана 14 может не содержать складок в непосредственной близости к каждой из микроигл 20. Более того, складки 16 могут быть полностью или по существу исключены. Подобным образом, выше могли быть приведены ссылки на каждый из одного или нескольких других признаков; тем не менее объемом примерных вариантов осуществления предусмотрено наличие вариаций между одним или несколькими признаками из множества признаков.
Вышеприведенные примеры никоим образом не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Специалистам в данной области будет очевидно, что хотя настоящее изобретение было описано выше со ссылкой на примерные варианты осуществления, различные дополнения, модификации и изменения могут быть внесены в него без отступления от идеи и объема изобретения, некоторые аспекты которого изложены в представленной ниже формуле изобретения.