[发明专利]空心微针阵列和方法

说明书

技术领域

本发明涉及空心微针药物递送器件。

背景技术

透皮贴剂长期用于易于通过皮肤吸收的小分子亲脂性药物的给药物。该非侵入性的递送途径有利于与口服递送不相匹配的许多药物的给药物，因为其允许药物直接吸收至体循环中经过消化和肝门静脉系统，这显著降低了许多药物的生物利用率。通过大大降低患者不适、打针焦虑、医疗人员意外伤害的风险以及围绕针头处理的问题，透皮递送也克服了与皮下注射相关的许多难题。

尽管有这些诸多优点，药物的透皮递送局限于与通过皮肤吸收相匹配的分子类别。使用常规透皮递送时，小分子盐和治疗蛋白质的递送通常不可行，因为即使是在吸收提高赋形剂的存在下，皮肤也提供对这些分子的有效保护屏障。

已提出基于多种设计和材料的微针(包括微刀片)药物递送器件。一些为例如在其上涂布药物的固体，另一些为例如从贮存器递送药物的空心的。一些由金属制成，而其他从硅材料蚀刻，其他由诸如聚碳酸酯的塑料制成。

微针的数目、尺寸、形状和排列也相当不同。一些具有单个针，而其他，尤其是固体微针，每个阵列具有数百个针。大多数尺寸为100微米至2mm。

微针已显示皮内和透皮递送药物的前景，特别是当需要相对较少量的药物时，诸如在疫苗或强效药物的情况中。

微针的所需益处之一当然是在适当时代替常规皮下注射针，常规皮下注射针对于许多患者而言可导致焦虑和/或疼痛。也存在将一些药物，例如疫苗递送至皮肤而不是经由肌肉注射的益处。然而，微针递送体系常常被看作提供相当低的递送速率，通过需要少量的待使用的药物制剂或长的递送时间而由此限制了这种体系的有效性。例如，已记载使用微针的典型的皮内灌注具有小于30mcL/小时的低灌注速率以及小于200mcL的低灌注体积。一些报道也已指出，若试图更高的灌注速率，则有显著的疼痛。

发明内容

现在发现所用的微针数目以及每单位面积微针的密度可产生大的多的递送速率而几乎没有引起的疼痛。这首次提供了使用微针阵列代替皮下注射用于可注射药物制剂的无痛递送的前景。

所述方法涉及通过将10至30个长度为100um至1mm之间的空心微针的阵列施用至患者皮肤而进行的具有最小疼痛的快速的高体积皮内灌注，其中相邻微针之间的微针间距平均不小于1.5mm，以大于20uL/min的速率将大于200uL的流体泵送通过空心微针。

在优选的构造中，本发明的微针阵列可以以500uL/min的令人吃惊的高速率递送至多1mL或更多的液体制剂。因此，例如，相比于仅以10uL/小时(不是每分钟)的缓慢速率递送100uL的其他报道的微针阵列，本发明的微针阵列可在约1分钟或更少的时间内递送全部1mL的皮内注射。

根据本发明的微针阵列通常具有13至20个针，间距密度为30至50个微针/cm²。在一个实施例中，使用18个微针。优选地，在相邻微针之间，微针间隔至少2mm。

所述微针通常具有500um至750um之间的长度，以及20至50μm²截面积的平均通道内孔。

本发明的方法可提供灌注，通过所述灌注至少750uL的流体泵送通过微针。所述流体可以以至少400uL/min的速率泵送通过空心微针。在泵送过程中的背压通常不大于25psi，且一般保持在20psi。

所述微针具有位于每个微针的侧壁上的出口孔。

所述微针通常刺入真皮100um至400um(因此刺入深度不是微针本身的全部高度)。

不希望受限于任何特定的理论，许多现有技术的微针阵列显得使用大量紧密间隔的微针，这限制了可容纳在皮膜组织内的流体的体积和速率。试图使用这种器件快速注射流体则可产生过度背压、在注射过程中流体渗漏出皮肤、针阵列移动、组织凸起和/或显著的疼痛。

本文所用的某些术语应理解为具有如下所示的含义：

“微针”指与阵列相关的特定微观结构，所述阵列设计用于刺穿角质层以促进治疗剂的透皮递送或通过皮肤的流体取样。举例而言，微针可包括针或针状结构(包括微刀片)以及能够刺穿角质层的其他结构。

本发明的特征和优点应通过考虑优选的实施例的详细描述以及所附权利要求书而进行理解。如下结合本发明各种说明性实施例来描述本发明的这些和其他特征及优点。本发明的以上发明内容不旨在描述本发明的每个公开实施例或每个具体实施。以下附图和具体实施方式更具体地举例说明了示例性实施例。

附图说明

现在，本发明的优选的实施例在如下参照附图更详细地描述，其中：