[发明专利]其上含有纳米结构的复合微针阵列

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日期为2010年4月28日的美国临时专利申请系列号61/328,723、申请日期为2010年11月8日的美国临时专利申请序列号61/411,071以及申请日期为2011年1月25日的美国临时专利申请序列号61/435,939的优先权，它们的全部内容都通过引用并入本文。

背景技术

主要的药物给药方法包括口服和注射，但是这些方法存在困难。例如，注射会带来疼痛以及这两种方法都容易导致药剂的猝发而不是优选的稳态给药。另外，口服和注射给药的长期成功使用都需要患者一贯地遵守该给药方法的时间要求。

已经开发了经皮给药材料以试图提供无痛路线用于在持续时间上输送活性剂，而很少或不会中断患者的日常工作。不幸的是，天然皮肤特性，诸如角质层的重叠角质细胞、颗粒层的紧密连接、以及可能引起免疫反应和/或身体排异反应的棘层郎格罕氏细胞，都呈现出针对活性剂成功经皮给药的屏障。

包括可以促进活性剂的经皮给药的微针的装置改善了经皮给药。微针经皮装置包括针阵列，它们可以至少穿透皮肤的角质层并到达皮肤的底层。在一些装置中，微针被设计为穿透至不刺激神经末梢和引起疼痛反应的深度。微针装置的实例已经在Allen等人的美国专利No.6,334,856和Prausnitz等人的美国专利No.7,226,439中描述，它们均通过引用并入本文。

不幸的是，即使在经皮装置上包含微针，经皮装置目前仅限定于输送具有中等的亲油性且没有电荷的低分子量的药剂。即使在成功的穿过天然皮肤屏障后，与维持所输送药剂的活性水平以及避免身体排异反应和免疫反应的相关的问题依然存在。

已经发现毗邻细胞的表面的纳米形貌影响了该表面与细胞这两者之间的粘合特性，以及影响了包括形态学、运动性、细胞骨架结构、增殖和分化的细胞行为（例如参加Hart等人，European Cells and Materials，2005年增刊2第10卷；Lim等人，J R Soc Interface，2005年3月22日第2卷第2期第97-108页；Yim等人的Biomaterials，2005年9月第26卷第26期第5405-5413页）。作为该初期研究的延伸，在组织工程学中支承衬底的纳米形貌已被检验使用（例如参见Borenstein等人的美国专利申请公开号2008/0026464和Schapira等人的2008/0311172）。

本领域所需的是改善的给药装置。例如，提供活性剂有效给药同时降低对给药装置和给药药剂的潜在免疫反应和身体排异反应的装置是有益的。

发明内容

根据一个实施例，所公开的是一种复合微针阵列。阵列可以包括微针组件，其包括具有第一表面和第二表面的支承件，其中多个微针从所述第一表面向外延伸。阵列还可以包括覆盖在微针组件的微针上的薄膜，其至少部分地符合这些微针的形状。所述薄膜可以具有第一表面和第二表面。所述薄膜的第一表面可以粘附至微针组件，而所述薄膜的第二表面可以在其上包括多个纳米结构，这些纳米结构以预定图案布置。

还公开了一种用于形成复合微针阵列的方法。方法可以包括在微针组件上敷设薄膜，并将该薄膜结合至微针组件以使得所述薄膜至少部分地与所述微针阵列一致并粘附至所述微针组件。

附图说明

一个全面而允许公开的主题，其包括针对本领域技术人员的最佳实施方式，将参照附图更加具体地在本说明书的剩余部分中加以阐明。其中：

图1示意性的说明了微针阵列的一个实施例。

图2是微针阵列的另一实施例的扫描电子显微镜（SEM）图像。

图3和4是可根据本发明公开实施例形成的微针阵列的局部截面图。

图5A和5B示意了可施加至微针阵列的纳米图案薄膜的相对两侧。

图6示意了可以形成在薄膜表面上的复合图案的一个实施例。

图7示意了包括图6复合图案的多次迭代的图案。

图8A-8D示意了复合分形和类分形的纳米形貌的实例。

图9示意了可形成在薄膜表面上的另一复合图案。

图10A-10C示意了可以用于纳米尺寸结构的例证性堆积密度，如这里所描述的，其包括方形堆积设计（图10A）、六边形堆积设计（图10B）、以及圆形堆积设计（图10C）。

图11示意了公知为Sierpenski三角形的分形图。

图12示意性的说明了微针的一个实施例，其包括表面上的薄膜，该薄膜限定了纳米形貌，其可与细胞外基质（ECM）相互作用。