專利名稱：經(jīng)皮遞送滲透劑物質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將藥物經(jīng)皮遞送至體內(nèi)或從體內(nèi)經(jīng)皮提取分析物的方法。更具體而言，本發(fā)明的主題涉及通過體膜上的遞送口遞送藥物或提取分析物的方法。
背景技術(shù)：
皮膚是可通過其采集分析物或遞送藥物的最大、最易觸及的生物膜。通過粘膜及口腔粘膜部位進(jìn)行采集及遞送也是可行的，但這些部位相對(duì)不易觸及。然而令人遺憾的是，物質(zhì)通過皮膚、粘膜及口腔粘膜傳遞時(shí)均受到較大的阻力，其中粘膜及口腔粘膜的阻力稍低。皮膚通常包括兩個(gè)主要的部分表皮及真皮。表皮形成皮膚的外層部分，其本身又包括許多互不相同的層。表皮的最外層，即角質(zhì)層，由透明的去核角質(zhì)化死細(xì)胞構(gòu)成，一般厚度為10-30微米。
角質(zhì)層是導(dǎo)致皮膚具有眾所周知的屏障性的最主要原因。例如，正是這一層成為藥物或其它分子經(jīng)皮流入體內(nèi)以及分析物經(jīng)皮流至體外的最大屏障。角質(zhì)層，即皮膚的外角質(zhì)層，具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)排列緊密的角質(zhì)化細(xì)胞，中間被細(xì)胞間脂質(zhì)區(qū)分隔。與口腔粘膜或胃粘膜相比，角質(zhì)層對(duì)體內(nèi)或體外分子的滲透性均差很多。角質(zhì)層由角質(zhì)細(xì)胞形成，這些角質(zhì)細(xì)胞包括大量的已喪失細(xì)胞核而成為角化細(xì)胞(corneocyte)的表皮細(xì)胞。然后這些死細(xì)胞形成角質(zhì)層，角質(zhì)層是阻力非常大的不透水膜，能夠保護(hù)皮膚免受外界物質(zhì)的侵入，還能阻止流體和溶解態(tài)分子的移出。通過脫皮過程中角化細(xì)胞的脫落以及角質(zhì)化過程中新的角化細(xì)胞的形成，角質(zhì)層得以不斷更新。
形成穿過角質(zhì)層的微孔(即微孔化)或遞送口以改善藥物的遞送，已成為各類研究的主題，并由此導(dǎo)致了有關(guān)該技術(shù)的一些專利的授予。
Paranjape等人在″A PDMS dermal patch for non-intrusivetransermal glucose sensing″(Sensors and Actuators，2003年5月，195-204)中公開了一種聚二甲基硅氧烷(PDMS)貼片，用以無創(chuàng)傷性控制監(jiān)測(cè)葡萄糖的水平。上述PDMS貼片與微孔化系統(tǒng)相結(jié)合，用以打開穿過患者角質(zhì)層的微孔。通過使用集結(jié)在貼片的皮膚接觸面的微型加熱器燒蝕皮膚組織，從而形成微孔。然后利用上述貼片實(shí)現(xiàn)對(duì)葡萄糖水平的監(jiān)測(cè)。
Tankovich在美國專利US 5,165,418中公開了用一束或多束激光脈沖照射人或動(dòng)物的皮膚以獲得血液樣本的方法，所述激光脈沖的能量足以使皮膚組織氣化，以在皮膚上形成穿過表皮的洞并切斷至少一條血管，使一定量的血液通過該洞排出并使其得以被收集。因此，Tankovich的上述專利并不足以實(shí)現(xiàn)角質(zhì)層的無創(chuàng)傷性穿透或微創(chuàng)穿透，以使藥物遞送至體內(nèi)或?qū)w內(nèi)分析物進(jìn)行分析。
Tankovich等人在美國專利US 5,423,803中公開了利用激光去除人皮膚上的淺層表皮皮膚細(xì)胞的美容方法。該方法包括將光吸收性“污染物”涂布于表皮外層，迫使上述污染物的一部分進(jìn)入角質(zhì)層的細(xì)胞間隙，然后用足夠強(qiáng)度的激光脈沖照射受過浸潤的皮膚，使污染物吸收的能量總量使其自身爆炸，其爆炸能量足以撕去一部分的表皮皮膚細(xì)胞。Tankovich的上述專利進(jìn)一步教導(dǎo)污染物應(yīng)當(dāng)在激光束的波長處有較高的能量吸收，激光束必須是持續(xù)時(shí)間小于1微秒的脈沖光束，必須迫使污染物進(jìn)入表皮上層，污染物在吸收激光能量后爆炸，其爆炸能量必須足以撕去表皮細(xì)胞。但該發(fā)明仍然未能公開或提示一種遞送藥物或收集分析物的方法。
Raven等人在WO 92/00106中公開了從身體上有選擇性地去除不健康組織的方法，包括向選定的組織施用一種對(duì)波長750-860nm的紅外線吸收較強(qiáng)的化合物，然后用相應(yīng)的紅外線照射上述區(qū)域，所述紅外線的能量足以使施用化合物的組織發(fā)生熱氣化，同時(shí)又不足以使未施用化合物的組織熱氣化。該吸收性化合物應(yīng)當(dāng)可溶于水或血清，例如靛藍(lán)花青綠、葉綠素、卟啉、含血紅素的化合物、或包含多烯結(jié)構(gòu)的化合物，能量水平為50-1000W/cm2或更高。
Konig等人在DD 259351中講述了一種熱處理腫瘤組織的方法，包括使在紅外和/或近紅外光譜區(qū)吸光的媒介物沉積于腫瘤組織，然后用適當(dāng)波長的激光照射受過浸潤的組織。吸光性媒介物可包括亞甲藍(lán)、還原型卟啉或其聚集體、及酞青藍(lán)。作為實(shí)例的有600-700nm處強(qiáng)吸收的亞甲藍(lán)、以及647和676nm處激發(fā)的氪激光。能量水平應(yīng)至少為200mW/cm2。
早期的原型微孔化系統(tǒng)(prototype microporation system)能夠成功地在選定的生物膜上、例如在皮膚上制作遞送口，以使?jié)B透劑化合物有效遞送至受體體內(nèi)。然而，仍然需要對(duì)生物膜上的最優(yōu)遞送口進(jìn)行量化及更清楚的描述。更具體而言，有必要開發(fā)一種穩(wěn)定測(cè)定遞送口深度及形態(tài)的方法，以最優(yōu)化微孔化系統(tǒng)在遞送治療活性物質(zhì)以及從待分析機(jī)體內(nèi)提取分析物中的應(yīng)用。
盡管許多早期原型微孔化系統(tǒng)都能夠使?jié)B透劑化合物穿過生物膜遞送，然而對(duì)許多上述化合物而言，其優(yōu)選的遞送方式仍然是采用中空針頭結(jié)合注射器、以注射的方式經(jīng)皮遞送。換言之，很大比例的現(xiàn)有滲透劑仍然是采用皮下針頭通過皮膚施用于患者，即用上述針頭將皮膚刺破，然后遞送藥物制劑的濃注液(liquid bolus)。因此，仍然需要能夠?qū)⑦@類滲透劑物質(zhì)經(jīng)皮遞送給需要該物質(zhì)的患者的方法，其中滲透劑通過微孔化系統(tǒng)遞送時(shí)的體內(nèi)血清濃度曲線類似于滲透劑通過皮下針頭遞送時(shí)的曲線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主題涉及通過動(dòng)物的生物膜遞送滲透劑物質(zhì)的方法，包括在所述膜上形成至少一個(gè)遞送口，所述至少一個(gè)遞送口具有約40至約90微米的平均開口深度。
本發(fā)明的主題還涉及將藥物經(jīng)皮遞送至動(dòng)物的生物膜內(nèi)的方法，包括形成多個(gè)穿過膜的遞送口，其中所述遞送口具有鐘形曲線分布，所述遞送口具有約40至約90微米的平均開口深度。
本發(fā)明的主題還涉及評(píng)價(jià)微孔器(microporator)有效性的方法，包括以下步驟用所述微孔器在哺乳動(dòng)物的生物膜上形成至少一個(gè)遞送口，遞送滲透劑物質(zhì)穿過所述至少一個(gè)遞送口所在的膜區(qū)域，測(cè)量所述滲透劑物質(zhì)的穩(wěn)態(tài)血清濃度，測(cè)量穿過哺乳動(dòng)物膜的經(jīng)表皮水分損失，然后將所述測(cè)量結(jié)果分別與提供所需結(jié)果的已知值作比較。
而且，本發(fā)明的主題還涉及評(píng)價(jià)微孔器有效性的方法，包括以下步驟用所述微孔器在哺乳動(dòng)物的生物膜上形成多個(gè)遞送口，遞送滲透劑物質(zhì)穿過所述至少一個(gè)遞送口所在的膜區(qū)域，測(cè)量所述滲透劑物質(zhì)的穩(wěn)態(tài)血清濃度，測(cè)量穿過哺乳動(dòng)物膜的經(jīng)表皮水分損失，然后將所述測(cè)量結(jié)果分別與提供所需結(jié)果的已知值作比較，其中所述多個(gè)遞送口具有鐘形曲線分布，所述多個(gè)遞送口具有約40至約90微米的平均開口深度。


圖1顯示手動(dòng)調(diào)焦測(cè)量平面陣列遞送口的深度及80微米分步重復(fù)遞送口深度的結(jié)果。
圖2顯示兩名不同的操作員測(cè)量一系列遞送口深度的測(cè)量結(jié)果。
圖3顯示用分步重復(fù)微孔化系統(tǒng)制作的遞送口的深度分布情況。
圖4為皮下遞送胰島素的血清胰島素濃度曲線。
圖5為膜微孔化后經(jīng)皮遞送50IU/ml劑量胰島素的血清胰島素濃度曲線。
圖6為利用不同尺寸的經(jīng)皮貼片經(jīng)皮遞送50IU/ml劑量胰島素的血清胰島素濃度曲線。
圖7為利用早期原型微孔化系統(tǒng)及第二代微孔化系統(tǒng)微孔化后，經(jīng)皮遞送50IU/ml劑量胰島素的血清胰島素濃度曲線。
圖8為利用不同的經(jīng)皮貼片遞送胰島素的血清胰島素濃度曲線。
圖9為以不同劑量濃度遞送胰島素的血清胰島素濃度曲線。
具體實(shí)施例方式
需要注意的是，如本說明書及所附權(quán)利要求書所使用，除非上下文另外明確聲明，“一”、“一個(gè)/種”及“所述一個(gè)/種”的單數(shù)形式也包括復(fù)數(shù)的含義。因此，例如“一種藥物”也包括兩種或更多種藥物的混合物，“一種分析物”也包括兩種或更多種分析物的混合物。上述實(shí)例僅出于說明目的，并非試圖以任何方式限制公開內(nèi)容。
如本說明書所使用，“經(jīng)皮”指滲透劑進(jìn)入并穿過生物膜以達(dá)到滲透劑的有效治療血液水平或局部組織水平，或者指體內(nèi)的分子或流體(“分析物”)穿出生物膜以在體外收集分析物分子。
如本說明書所使用，術(shù)語“鐘形曲線分布”或“鐘形曲線”是指描述某一數(shù)值相對(duì)出現(xiàn)頻率的概率分布函數(shù)，例如描述微孔或遞送口的平均深度。該分布不一定是對(duì)稱分布、高斯分布、β型分布或任何在數(shù)學(xué)上準(zhǔn)確定義的特定分布。上述分布可采用柱形圖描述，顯示一級(jí)至另一級(jí)的逐級(jí)跳躍，并依表示方式的不同，上述分布形式上甚至可能是本質(zhì)上多模態(tài)的。
如本說明書所使用，“微創(chuàng)”是指通過在組織或膜的表面形成小洞、孔或口以侵入生物膜或組織，但又不會(huì)對(duì)所述組織或膜的下層非表面部位造成顯著傷害的技術(shù)。
如本說明書所使用，“OPTO”是指對(duì)用于將經(jīng)過編程的電流脈沖遞送至平面孔陣列(planar poration array)的激發(fā)器系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定。具體地說，OPTO值是落在0至3000范圍內(nèi)的數(shù)值，其中OPTO值越高，特定脈沖中開孔絲(poration fil ament)所達(dá)到的峰值溫度就越高。OPTO值來自于一個(gè)硅光探測(cè)器，所述光探測(cè)器位于激發(fā)器與平面陣列的接觸面上，從而能夠使開孔絲陣列的背面成像。激發(fā)后，開孔絲即開始加熱，由開孔絲在某一點(diǎn)上產(chǎn)生足夠的輻射通量密度，使該輻射能量可被硅光探測(cè)器檢測(cè)并定量，該光探測(cè)器在其視野內(nèi)產(chǎn)生與開孔絲溫度成正比的電流輸出。將上述值作為閉合環(huán)路反饋控制系統(tǒng)的輸入，一旦到達(dá)指定的OPTO設(shè)定值，控制環(huán)路即主動(dòng)調(diào)節(jié)遞送至陣列的電流以維持該數(shù)值，從而使峰值溫度在經(jīng)過編程的脈沖寬度的持續(xù)時(shí)間內(nèi)維持不變。換言之，與將OPTO設(shè)定為25相比，將OPTO設(shè)定為100可以使開孔絲到達(dá)更高的溫度并維持該溫度，而不管經(jīng)過編程的脈沖寬度的長度如何。
如本說明書所使用，“無創(chuàng)傷”是指無需使針頭、導(dǎo)管、或其它侵入性醫(yī)學(xué)儀器進(jìn)入體內(nèi)的技術(shù)。
“遞送口”是指去除動(dòng)物生物膜的一部分，以減小生物膜的屏障性，從而使治療劑和/或分析物更容易穿過生物膜。如果生物膜是皮膚，則通過去除皮膚選定區(qū)域的角質(zhì)層細(xì)胞來制作遞送口。優(yōu)選地，所述遞送口的直徑不超過約1mm，更優(yōu)選不超過約100微米，并且遞送口穿過角質(zhì)層的程度足以破壞其屏障性。如本說明書所使用，“遞送口”與“孔”、“微孔”、“口”及“小洞”同義。
“生物膜”是指在活的生物體內(nèi)分隔所述生物體不同區(qū)域的膜物質(zhì)，所述生物體優(yōu)選動(dòng)物、更優(yōu)選人。在許多情況下，生物膜使生物體與其外界環(huán)境或周圍環(huán)境相分隔。生物膜的非限制性實(shí)例包括人的皮膚及粘膜。
如本說明書所使用，“開口深度”或“遞送口深度”是指在生物膜上制作的遞送口的深度。所述開口深度定義為從生物膜的頂表面到遞送口底部的距離。“開口深度”的另一種含義將在下文定義。
“平均開口深度”是指進(jìn)行不止一次遞送口深度測(cè)量時(shí)所述遞送口的平均深度。例如，可能有不止一人測(cè)量開口深度，可能是同一人不止一次測(cè)量開口深度，也可能是在遞送口的不止一個(gè)位置測(cè)量深度。此時(shí)，可對(duì)給定遞送口的不同測(cè)量結(jié)果進(jìn)行平均，以獲得平均開口深度。
此外，“平均開口深度”也指在生物膜上制作多個(gè)遞送口的情況。測(cè)量每一個(gè)遞送口的深度，然后計(jì)算深度平均值，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員就能夠得出平均開口深度。
如本說明書所使用，“燒蝕”是指通過使用加熱元件去除膜組織、優(yōu)選去除皮膚組織的過程，其中加熱元件的溫度能夠使膜組織氣化。
如本說明書所使用，“滲透劑”指適于穿過哺乳動(dòng)物生物膜的任何化學(xué)的或生物的物質(zhì)或化合物。優(yōu)選地，“滲透劑”指待施用于哺乳動(dòng)物的治療物質(zhì)。所述滲透劑的非限制性實(shí)例有胰島素、氫嗎啡酮、疫苗等。
本發(fā)明的主題涉及將藥物經(jīng)皮遞送至動(dòng)物體內(nèi)的方法，包括在所述動(dòng)物的膜上形成至少一個(gè)遞送口，所述至少一個(gè)遞送口具有約40至約90微米的平均開口深度。優(yōu)選地，平均開口深度為約50至約70微米。更優(yōu)選地，平均開口深度為約55至約65微米。尤其優(yōu)選地，平均開口深度為約60微米。盡管上述優(yōu)選選定的平均開口深度已在上文中指明，然而，對(duì)遞送具體滲透劑的每一種選定的應(yīng)用而言，更優(yōu)的選定平均開口深度仍可通過以下方法實(shí)驗(yàn)確定測(cè)量所述滲透劑穿過各遞送口進(jìn)入生物體內(nèi)的所需平均流速，然后將上述結(jié)果與所需目標(biāo)流速、平均孔深度以及開孔后皮膚表面的經(jīng)表皮水分損失的測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián)。
本發(fā)明的方法包括在動(dòng)物膜上形成至少一個(gè)遞送口的步驟。優(yōu)選在動(dòng)物皮膚上形成至少一個(gè)遞送口。如本說明書所使用，“動(dòng)物”指任何哺乳動(dòng)物，非限制性地包括任何哺乳動(dòng)物受體，例如小鼠、大鼠、豚鼠、貓、狗、人、牛、馬、綿羊或其它牲畜?！皠?dòng)物”與“哺乳動(dòng)物”在本說明書中可互換使用。動(dòng)物優(yōu)選人。
在本發(fā)明主題范圍內(nèi)考慮的還有將藥物遞送至動(dòng)物體內(nèi)的方法，該方法包括在動(dòng)物膜上形成多個(gè)遞送口，其中多數(shù)的所述多個(gè)遞送口具有約40至約90微米的平均開口深度。優(yōu)選地，約75％的多個(gè)遞送口具有約50至約70微米的平均開口深度。更優(yōu)選地，約75％的多個(gè)遞送口具有約55至約65微米的平均開口深度。
如本說明書所使用，“多數(shù)”指在膜上形成的遞送口的一半以上。優(yōu)選地，多數(shù)是指在膜上形成的遞送口的60％至80％。更優(yōu)選地，“多數(shù)”是指在膜上形成的遞送口的約75％。
本發(fā)明的主題還涉及測(cè)量遞送口深度的方法。如上所述，膜的微孔化在本領(lǐng)域內(nèi)公知。然而，到目前為止，仍無人嘗試對(duì)用微孔化設(shè)備形成的遞送口的深度進(jìn)行表征，也無人嘗試確定開口平均深度與通過開口流入生物體內(nèi)的流速之間的關(guān)系。
試圖穩(wěn)定表征一個(gè)遞送口或一組遞送口的困難是固然存在的。有許多變量可能會(huì)影響遞送口形態(tài)的測(cè)量結(jié)果。所述變量包括但不限于膜的形狀；生物膜上的正常的表面變化；同期生理狀況的變化，如受體是否排汗、是否受冷刺激(chill bump)或者是否多毛；微孔化設(shè)備與膜的接觸表面積；所觀察并成像的生物膜的任何動(dòng)作；表面的潮濕情況；心跳的影響等等。
已經(jīng)確定的是，遞送口的大小包括其深度，有助于確定滲透劑物質(zhì)穿過膜進(jìn)入體內(nèi)的速率，或者分析物穿過膜排出體外的速率。換言之，遞送口的大小及深度是確定上述物質(zhì)穿過膜的流速的重要變量。對(duì)大分子滲透劑物質(zhì)而言，例如對(duì)通常配制成六聚物的分子量約36,000道爾頓的胰島素而言，其遞送口需要比小分子如氫嗎啡酮(分子量約300道爾頓)所需要的遞送口更大更深，才能實(shí)現(xiàn)胰島素穿過膜所需的流速。
早期的原型微孔化系統(tǒng)可有效提供膜上的開口，用以穿過膜遞送或提取物質(zhì)。由于早期的原型微孔化系統(tǒng)可有效遞送藥物，因此開發(fā)了第二代微孔化系統(tǒng)以達(dá)到早期原型系統(tǒng)的結(jié)果(例如微孔深度)。為評(píng)價(jià)第一代與第二代原型微孔化系統(tǒng)，必須對(duì)各系統(tǒng)制作的微孔的尺寸進(jìn)行表征。本發(fā)明的方法使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠完成這一表征。本發(fā)明的方法能夠穩(wěn)定測(cè)量開口深度及平均開口深度，而不管使用何種微孔化系統(tǒng)。
優(yōu)選地，本發(fā)明的方法提供了對(duì)多個(gè)微孔的尺寸進(jìn)行表征的方法，其中通過對(duì)上述測(cè)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)概括，可以產(chǎn)生開口深度的鐘形曲線分布，而平均開口深度位于曲線的“頂峰”。制作完遞送口之后，按照本發(fā)明的方法測(cè)量開口深度。采用適當(dāng)?shù)膬x器測(cè)量遞送口的開口深度。用以測(cè)量多個(gè)遞送口開口深度的儀器的非限制性實(shí)例為與標(biāo)記測(cè)量系統(tǒng)相結(jié)合的視頻顯微鏡。然而，其它此類測(cè)量儀器也可在本發(fā)明的主題范圍內(nèi)使用。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，采用了顯微鏡及數(shù)字式深度指示器測(cè)量開口深度。將加載彈簧的指示器定位，使指示器量具的末端置于顯微鏡載物臺(tái)的平面上。用指示器的歸零功能記錄開口在′Z′方向上的距離，即開口深度。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)將膜的上表面調(diào)至焦點(diǎn)內(nèi)，此時(shí)將數(shù)字式指示器歸零。然后使載物臺(tái)以非常小的增量向下移動(dòng)，直至開口底部進(jìn)入焦點(diǎn)。載物臺(tái)從歸零位置到孔底部進(jìn)入焦點(diǎn)的位置所移動(dòng)的距離記錄為開口深度。顯微鏡上使用的物鏡是選定的，具有足夠短的視野深度，以使操作員能夠清楚辨認(rèn)在′Z′的哪個(gè)位置上圖像中心進(jìn)入焦點(diǎn)。
開口深度可由不同的人在開口的多個(gè)不同位置處、針對(duì)開口上邊緣的多個(gè)不同位置多次測(cè)量，以提供所述開口的平均開口深度。除此之外，也可在開口底部的不同位置處測(cè)量深度，以提供所述開口的平均開口深度。這兩種情況下，均把平均開口深度記作所述開口的開口深度。對(duì)特定的開口而言，由于存在許多影響開口深度的變量，因此通常來說使用平均開口深度是有利的。所述變量包括膜的粗糙程度、膜樣本的斜度(膜樣本可能并不是完全平的)、微孔化設(shè)備的接觸面、以及膜樣本的水合程度。平均開口深度的使用有助于盡量減小上述變量對(duì)不同開口測(cè)量的影響。
也可通過注入示蹤化合物測(cè)量開口深度，例如注入一種液體，該液體配制成能夠發(fā)熒光的，同時(shí)又被設(shè)計(jì)為盡量減小在測(cè)量開口期間液體從開口本身流入外圍組織結(jié)構(gòu)的溢出量。此時(shí)，可采用熒光顯微鏡對(duì)開口進(jìn)行成像，并且，可通過校準(zhǔn)示蹤化合物發(fā)出熒光的強(qiáng)度，確定開口的精確輪廓。另外，還可選擇在某些波長處吸光并且發(fā)射熒光的熒光團(tuán)，居間組織和外圍組織在所述波長處對(duì)這些光子幾乎沒有天然影響，這樣，即使開口的最外部回疊在一起，使開口底部區(qū)域的清晰的光學(xué)圖像變得模糊，也可使用共焦熒光顯微鏡精確測(cè)量開口。共焦系統(tǒng)可容易地對(duì)這些組織進(jìn)行掃描，繪制出生物膜上例如皮膚上的開口的整個(gè)三維輪廓。一種為上述目的而使用的適合的熒光團(tuán)是由惰性聚合物微球的水懸浮液制備的熒光團(tuán)，其最大吸收在600至800納米波長范圍，最大發(fā)射在650至850納米波長范圍，例如Micro Probes’(Eugene，OR)FluoroSpheres Flurescent Color Kit F-10720。
另外，也可通過以下方法估計(jì)單個(gè)孔的深度測(cè)量結(jié)果掃描開口上方的小電極，然后測(cè)量上述電極與機(jī)體上相距一定距離的第二反電極之間的復(fù)阻抗。由于哺乳動(dòng)物皮膚最外層的電阻系數(shù)通常比表皮及真皮深層的電阻系數(shù)大得多，因此上述阻抗測(cè)量結(jié)果可與其它方法測(cè)得的單個(gè)孔的深度相關(guān)聯(lián)。類似地，前面所述的經(jīng)表皮水分損失(TEWL)測(cè)量結(jié)果也可用以估計(jì)多個(gè)微孔的平均深度。
對(duì)微孔化系統(tǒng)制作的每個(gè)開口重復(fù)上述一種或多種測(cè)量方法，提供有關(guān)特定微孔化系統(tǒng)的一組數(shù)據(jù)。給定版本的微孔化系統(tǒng)所形成的單個(gè)孔的數(shù)量越多，統(tǒng)計(jì)學(xué)表征平均深度值的能力就越高。優(yōu)選地，這一組數(shù)據(jù)提供了開口深度的鐘形曲線分布，其中微孔化系統(tǒng)所制作的開口的平均開口深度位于曲線的峰值處，并將該平均開口深度作為所述微孔化系統(tǒng)的代表性深度。此外，還希望特定微孔化系統(tǒng)的相應(yīng)分布所涵蓋的范圍較窄。分布范圍越窄，不同開口的滲透劑穿過膜的流速就越一致。因此，優(yōu)選地，遞送口的平均開口深度具有約50至約70微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的深度范圍。更優(yōu)選地，遞送口的平均開口深度具有約60微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的深度范圍。
微孔化系統(tǒng)的目標(biāo)平均開口深度，就是使?jié)B透劑以合格的流速流過膜的開口深度。換言之，如果待遞送的滲透劑是小分子，例如氫嗎啡酮，其目標(biāo)開口深度就比待遞送滲透劑是大分子或甚至是顆粒(例如胰島素或納米顆粒)時(shí)要小。例如，如果遞送氫嗎啡酮，則合格的平均開口深度可能是約40-60微米。但如果遞送胰島素，則合格的平均開口深度可能是約65-90微米。本發(fā)明的主題還考慮以下物質(zhì)的經(jīng)皮遞送疫苗、由于局部分析物水平的變化會(huì)改變某種可測(cè)量狀態(tài)的顆粒、及其它滲透劑。
在本發(fā)明主題的優(yōu)選實(shí)施方案中，微孔化系統(tǒng)的平均開口深度為約40至約90微米。更優(yōu)選地，微孔化系統(tǒng)的平均開口深度為約50至約70微米，尤其優(yōu)選約60微米。
在本發(fā)明主題的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，由微孔化系統(tǒng)制作的約75％的開口具有約40至約90微米的平均開口深度，更優(yōu)選約55至約65微米，尤其優(yōu)選約60微米。
隨著微孔化系統(tǒng)的改進(jìn)，在本發(fā)明的主題范圍內(nèi)預(yù)期特定微孔化系統(tǒng)的平均開口深度的鐘形曲線分布將變緊，這就意味著平均開口深度的范圍將變窄。這正是所希望的，因?yàn)殚_口太淺會(huì)導(dǎo)致滲透劑無法以適當(dāng)?shù)牧魉倭鬟^膜，而開口太深又通常會(huì)引起哺乳動(dòng)物的皮膚紅斑或不適。比較理想的是，由特定微孔化系統(tǒng)制作的開口的平均開口深度范圍足夠窄，從而使開口既不會(huì)太淺也不會(huì)太深。
本發(fā)明主題所提供的優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)開口深度與平均開口深度的測(cè)量與所使用的微孔化系統(tǒng)無關(guān)。本發(fā)明的主題可用于確定任何微孔化系統(tǒng)制作的任何開口的開口深度。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，采用了平面陣列微孔化系統(tǒng)制作穿過角質(zhì)層的遞送口(微孔)，用以穿過皮膚遞送蛋白質(zhì)及肽、親水性小分子、顆粒、疫苗及基因。該技術(shù)基于向空間上受到嚴(yán)格限制的皮膚表面的小區(qū)域施加能量。一種將此能量遞送至皮膚的方法如下使皮膚與微小的電熱絲直接接觸，其中，可通過使規(guī)定的脈沖電流通過所述電熱絲，實(shí)現(xiàn)對(duì)其溫度的快速調(diào)節(jié)；然后加熱電熱絲，從而將快速脈沖能量遞送至接觸面的最鄰近區(qū)域。當(dāng)持續(xù)時(shí)間較短的電流脈沖能量遞送至皮膚時(shí)，該目標(biāo)區(qū)內(nèi)的皮膚細(xì)胞被快速蒸發(fā)，從而留下穿過角質(zhì)層而通向其下的活表皮層的開口。另外，上述平面陣列微孔化系統(tǒng)也可采用尖銳微型突出物的矩陣在角質(zhì)層上形成這些開口。制作出微孔圖案后，將含有藥物或所需滲透劑的貼片貼于微孔之上。遞送曲線由以下因素決定滲透劑濃度及與其它賦形劑如表面活性劑、粘度調(diào)節(jié)劑、有機(jī)溶劑及旨在提高皮膚下層滲透性的增強(qiáng)劑的配比；貼片面積；微孔密度及貼貼片時(shí)間。電熱絲的特性(幾何形狀、材料、尺寸)及激活參數(shù)(電流脈沖持續(xù)時(shí)間、電流峰值水平、脈沖形狀等)決定了所制作出的微孔的大小及深度。
遞送口的大小(長度、寬度及深度)對(duì)給定時(shí)間內(nèi)可遞送的滲透劑的量(流速)而言至關(guān)重要。有關(guān)經(jīng)皮遞送的常規(guī)文獻(xiàn)認(rèn)為，對(duì)任何滲透劑而言，為顯著提高其流速，只需使遞送口的深度剛剛大于角質(zhì)層的厚度(15-30微米)即可。然而，根據(jù)最近的某些關(guān)于遞送口尺寸分布數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的滲透劑流速相關(guān)性的數(shù)據(jù)，對(duì)某些分子而言，似乎更大更深的開口才能達(dá)到足夠的、有時(shí)甚至僅僅是可測(cè)量的流速。盡管很多孔曲線數(shù)據(jù)是采用模型體系(人供體尸體皮膚)獲得的，然而，所形成的孔的尺寸及被燒蝕的皮膚組織的體積，還是與由不同動(dòng)物模型以及臨床研究中的人(主要是用胰島素及氫嗎啡酮)獲得的體內(nèi)藥物遞送實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)。
遞送所需的微孔臨界尺寸可以多種方式描述1)所有被測(cè)量微孔都超過的臨界深度/大?。?)給定圖案下所有被測(cè)量微孔的臨界平均值±其分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差；3)其深度/大小超過某一目標(biāo)深度/大小范圍的微孔的百分比。上述各方式已于上文論述。
在確定所制作的遞送口的臨界大小時(shí)，對(duì)確定微孔分布所用的技術(shù)的局限性有所了解是非常重要的。由于顯微鏡的測(cè)量范圍小(100um)，由無意識(shí)的肌肉活動(dòng)產(chǎn)生的明顯的動(dòng)作假象以及輕微的血管脈動(dòng)，很難直接在活的受體或人體上定量測(cè)量微孔尺寸。因此，開發(fā)了本發(fā)明主題的方法、設(shè)備及技術(shù)，用于研究人工合成的皮膚替代品、人尸體皮膚、剖下的動(dòng)物皮膚、以及活人及活動(dòng)物的皮膚的微孔化。
此外，遞送的滲透劑不同，要求的流速也不同，這取決于該化合物所需的滲透劑水平。過去，所測(cè)定的微孔的深度及大小主要局限于兩種代表化合物，即胰島素和氫嗎啡酮，但也適用于許多其它蛋白、肽小分子、顆粒、疫苗及基因。
基于數(shù)次臨床前研究實(shí)驗(yàn)及臨床研究實(shí)驗(yàn)，確定了以下范圍1)穿過給定微孔實(shí)現(xiàn)有意義的流速所需要超過的臨界深度/大小為約30微米；2)目標(biāo)分布的平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差為約50-60±10-15微米；3)深度為40-90微米的微孔的百分比為約75％；4)其深度超過30微米臨界深度的微孔的百分比為約90％。上述目標(biāo)遞送口的深度特征主要是采用平面陣列絲進(jìn)行臨床研究而得。
在本發(fā)明主題內(nèi)優(yōu)選微孔化系統(tǒng)包括平面陣列微孔器?？稍诒景l(fā)明中用于量化所形成的開口深度的微孔器的實(shí)例包括，但不限于一種加熱探頭元件，它能夠通過與生物膜直接接觸以傳導(dǎo)的方式遞送熱能，從而引起部分膜的燒蝕，燒蝕深度足以形成微孔，其中所述加熱探頭可包括能夠燒蝕生物膜的電熱阻元件或光加熱局部染料/吸收劑層；機(jī)電致動(dòng)器；微型刺血針；微型針(實(shí)心或空心)、微型凸出物、微型結(jié)構(gòu)或刺血針的陣列；聲能燒蝕器；激光燒蝕系統(tǒng)；以及高壓流體噴射穿刺器。優(yōu)選地，微孔器包括可快速調(diào)節(jié)加熱探頭元件溫度的加熱元件。
本發(fā)明主題中可使用的微孔化系統(tǒng)的一個(gè)非限制性實(shí)例采用了微型針制作遞送口。這種皮膚穿孔設(shè)備有多個(gè)圓形針盤，盤的周邊裝有皮膚穿孔微型針。該裝置還有一個(gè)中心軸，用于使針盤彼此面對(duì)面固定，并實(shí)現(xiàn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)。微型針為三角形，其側(cè)邊為鋒利的波浪形。每個(gè)針盤上的微型針以相同的距離間隔開，各個(gè)針盤連在一起，從而使一個(gè)針盤上的微型針與其所連接的針盤上的微型針相互交錯(cuò)。
在上述非限制性實(shí)例中，使該設(shè)備與膜接觸以形成遞送口。微型針由此與膜相接觸。然后在膜上滾動(dòng)該裝置的針盤，同時(shí)以恒定的壓力均勻下壓膜上的裝置。當(dāng)以恒定的壓力滾動(dòng)膜上的裝置時(shí)，針盤旋轉(zhuǎn)，其周邊的微型針在膜上制作出遞送口。通過這種方式，微型針在皮膚上形成所需數(shù)量的給定深度的遞送口。
微型針的使用是可使用的微孔化系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。其它微孔化系統(tǒng)也可在本發(fā)明的主題方法中使用。一種其它系統(tǒng)可采用單個(gè)電極的平面陣列，其中，可以相對(duì)于反電極向每個(gè)電極施加電勢(shì)，形成一股通過所接觸組織的局部電流，該電流所遞送的能量足以實(shí)現(xiàn)所需燒蝕并形成微孔。
另一個(gè)影響平均開口深度的變量是微孔化系統(tǒng)中的微孔器與欲制作開口的膜之間所施加的壓力的大小。通常希望向微孔器施加正壓，以確保微孔器能夠與膜充分接觸，制作出具有所需性能的開口。為促進(jìn)能量傳遞所需的微孔器的絲或電極與組織膜之間的物理接觸壓力可通過以下方式實(shí)現(xiàn)向微孔器施加真空，以確保微孔器的開孔組件與膜緊密接觸。優(yōu)選地，微孔器與膜之間施加的真空的量為約0.25巴至約0.80巴。更優(yōu)選地，微孔器與膜之間施加的真空的量為約0.50巴。
對(duì)微孔化系統(tǒng)與膜之間的接觸進(jìn)行改進(jìn)，能夠確保微孔化系統(tǒng)中的更多的微孔化裝置與膜相接觸，從而有助于提供更窄深度范圍的遞送口。除了如上所述在微孔化系統(tǒng)與膜之間施加真空之外，也可通過改變微孔化系統(tǒng)微孔器的基質(zhì)來實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸的改進(jìn)。出人意料的是，提供堅(jiān)硬的基質(zhì)，可改進(jìn)微孔器與膜之間的接觸。上述堅(jiān)硬基質(zhì)所使用的優(yōu)選材料包括聚乙烯膜及用丙烯酸粘合劑包覆的聚乙烯膜。
另一種改進(jìn)微孔器與膜之間接觸的方法是添加一些凸出物以改變平面陣列的表面，所述凸出物有助于建立微孔器與膜之間的接觸。該凸出物有助于使平面陣列保持穩(wěn)定，從而有助于使微孔器與膜相接觸。
本發(fā)明的主題還涉及在膜上形成開口后滲透劑的遞送曲線。微孔化系統(tǒng)的最優(yōu)遞送曲線應(yīng)類似于通過皮下針頭皮下經(jīng)膜遞送藥物的遞送曲線。通過優(yōu)化微孔化系統(tǒng)所制作的開口的平均開口深度，得到類似于皮下遞送曲線的遞送曲線。例如，通過灌流泵及植入受體體內(nèi)的皮下套管以指定速率向哺乳動(dòng)物施用胰島素，對(duì)該哺乳動(dòng)物體內(nèi)的胰島素血清曲線進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以提供血清曲線。然后用微孔化系統(tǒng)在哺乳動(dòng)物的皮膚上制作開口。接著按以下方式將胰島素通過開口遞送給哺乳動(dòng)物將胰島素貯器放置在開口所在的皮膚區(qū)上方，監(jiān)測(cè)血清胰島素水平，并分別制作血清曲線。依據(jù)本發(fā)明的主題，通過開口遞送胰島素的哺乳動(dòng)物血清曲線，類似于通過胰島素泵皮下施用胰島素后哺乳動(dòng)物的血清曲線。優(yōu)化微孔化系統(tǒng)所形成的開口的平均開口深度，能夠?qū)崿F(xiàn)上述要求。
此外，也可通過皮下注射向哺乳動(dòng)物施用胰島素濃注液，并檢測(cè)血清水平，從而得到血清曲線。然后用微孔化系統(tǒng)在該哺乳動(dòng)物的皮膚上制作開口。接著按以下方式將胰島素通過開口遞送給哺乳動(dòng)物將胰島素貯器放置在形成有開口的皮膚區(qū)上方，然后添加主動(dòng)促流系統(tǒng)(active flux enhancement system)，迫使胰島素分子穿過開口進(jìn)入哺乳動(dòng)物體內(nèi)，其流速高于僅通過被動(dòng)擴(kuò)散遞送胰島素時(shí)的流速。上述主動(dòng)促流系統(tǒng)可能是壓力、電場(chǎng)或者聲能，其中，所述電場(chǎng)能夠?qū)㈦妱?dòng)勢(shì)提供給胰島素分子，使其進(jìn)入哺乳動(dòng)物體內(nèi)，而所述聲能可加速胰島素?cái)U(kuò)散進(jìn)入哺乳動(dòng)物體內(nèi)。再次對(duì)血清胰島素水平進(jìn)行監(jiān)測(cè)，繪制血清曲線。依據(jù)本發(fā)明的主題，通過開口及主動(dòng)促流系統(tǒng)遞送胰島素的哺乳動(dòng)物血清曲線，很類似于通過皮下注射施用胰島素濃注液后的哺乳動(dòng)物血清胰島素曲線。通過優(yōu)化微孔化系統(tǒng)所形成的開口的平均開口深度，能夠?qū)崿F(xiàn)上述要求。
本發(fā)明主題的另一方面還涉及通過確定穿過膜的經(jīng)表皮水分損失(TEWL)來評(píng)價(jià)微孔化系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)進(jìn)行的藥物遞送的有效性。在測(cè)量TEWL時(shí)，完成膜的微孔化后，測(cè)量每單位時(shí)間每單位面積上穿過膜的水分的量。由于穿過膜水分流速的測(cè)量結(jié)果越高，說明微孔化系統(tǒng)所形成的微孔的深度平均起來使穿過膜的流體越多，因此TEWL的測(cè)量結(jié)果可能是被測(cè)量單位面積內(nèi)微孔化系統(tǒng)在膜上所制作的孔的平均深度的定量度量。在人皮膚的特殊情況下，表皮各層的水含量得到相當(dāng)好的表征，每微孔每單位面積的TEWL測(cè)量結(jié)果的變化可以與微孔平均深度的獨(dú)立測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián)。
TEWL讀數(shù)與微孔的平均深度之間存在正的關(guān)系，其中，穿過膜的水量越高，說明微孔平均深度越深，而TEWL讀數(shù)越低，說明微孔平均深度越淺。將這一結(jié)論引伸至前所確立的平均開口深度與滲透劑流速之間的關(guān)系，則較高的TEWL讀數(shù)與穿過膜的滲透劑的更高流速相關(guān)，而較低的TEWL讀數(shù)則與穿過膜的藥物的更低流速相關(guān)。就本發(fā)明主題的目的而言，遞送氫嗎啡酮時(shí)，高于25的TEWL測(cè)量結(jié)果能夠提供較好的效果。優(yōu)選地，為施用氫嗎啡酮，TEWL測(cè)量結(jié)果為約25至約45。施用胰島素時(shí)，高于50的TEWL測(cè)量結(jié)果能夠提供較好的效果。優(yōu)選地，遞送胰島素時(shí)的TEWL測(cè)量結(jié)果為約50至約65。
測(cè)量個(gè)體的TEWL時(shí)務(wù)必要謹(jǐn)慎。如果進(jìn)行TEWL測(cè)量時(shí)患者正在排汗，將會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的高讀數(shù)。因此重要的是，應(yīng)在患者舒適且不排汗的情況下測(cè)量TEWL。已開發(fā)出一種計(jì)算機(jī)控制標(biāo)準(zhǔn)化方法，它具有專門開發(fā)的算法，用以盡量減少可能與TEWL測(cè)量相伴的不相關(guān)變量，從而在臨床上得到高質(zhì)量的TEWL讀數(shù)。
一種由DermaLab提供的上述TEWL測(cè)量裝置為EN60601-1型。各種探頭均可在該測(cè)量裝置中采用。此外，還可采用該測(cè)量裝置的配套軟件，按以下程序讀出TEWL測(cè)量結(jié)果1)確認(rèn)TEWL為“停止”模式；2)在軟件所提供的菜單中選擇“啟動(dòng)(SET UP)”；3)選擇“環(huán)境(ENVIRONMENT)”，記錄“相對(duì)濕度(RH)”及“溫度(TEMP)”；4)選擇“退出(EXIT)”；5)啟動(dòng)與TEWL測(cè)量裝置相連的計(jì)算機(jī)上的DasyLab 3.5程序；6)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“開始(START)”；7)把探頭放在蓋有蓋玻片的所需部位上，皮膚朝下；8)在所提供的選項(xiàng)中點(diǎn)擊“收集(Collect)”；9)等待60秒計(jì)時(shí)完成；10)記錄“20秒平均值(20sec.Mean)”及“20秒標(biāo)準(zhǔn)差(20Sec SD)”。以上僅為TEWL測(cè)量裝置及配套軟件的一個(gè)示例性實(shí)例，并非試圖以任何方式限制本發(fā)明的主題。其它的TEWL測(cè)量系統(tǒng)也可與本發(fā)明的主題結(jié)合使用。
盡管本發(fā)明主題的上述方面僅對(duì)遞送滲透劑穿過膜進(jìn)行了論述，然而，本發(fā)明的主題也預(yù)期了通過遞送口從哺乳動(dòng)物體內(nèi)提取物質(zhì)。因此，本發(fā)明還涉及從動(dòng)物體內(nèi)提取物質(zhì)的方法，包括在動(dòng)物膜上形成多個(gè)遞送口，其中多數(shù)的所述多個(gè)遞送口具有約40至約90微米的平均開口深度；然后通過遞送口從動(dòng)物體內(nèi)提取物質(zhì)。
本發(fā)明主題的不同及優(yōu)選實(shí)施方案的其它方面參見以下實(shí)施例。以下實(shí)施例闡述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，不能解釋為本發(fā)明僅限于此。
實(shí)施例1本實(shí)施例論述了測(cè)量微孔化系統(tǒng)制作的開口的深度的方法。
從National Disease Research Interchange(NDRI)及Cooperative Human Tissue Network(CHTN)處獲得人尸體皮膚組織。所提供的一個(gè)組織為帶有大量脂肪組織的10cm×10cm全層樣本(NDRI#0041785)。采集部位未知。樣本于2000年11月10日死后8小時(shí)采集，采集后立即冷凍。樣本于2001年1月16日運(yùn)送，由AlteaTherapeutics接收后保存在-66℃下。供體為未患糖尿病的白種女性，年齡50歲，無皮膚病病史。死亡原因據(jù)報(bào)告可能是心肌梗塞。
將上述尸體皮膚切片制成約2cm×4cm的單個(gè)樣本。將各樣本解凍切片，以備當(dāng)天使用和測(cè)量。在方法開發(fā)過程中，使用了兩種樣本固定設(shè)備(1)帶有維可牢(Velcro)的丙烯酸載玻片或(2)帶有夾持樣本的卡釘?shù)拈]孔泡沫。
用夾子把任意一個(gè)樣本固定設(shè)備固定在三軸載物臺(tái)上。用剛性的試驗(yàn)室環(huán)形架(ring stand)及彈簧夾把視頻顯微鏡目鏡固定在載物臺(tái)上方。操作員手動(dòng)調(diào)節(jié)三軸載物臺(tái)的位置，以控制焦點(diǎn)位置(在′Z′軸上運(yùn)動(dòng))及樣本位置(在′X′及′Y′軸上運(yùn)動(dòng)以選擇單個(gè)孔進(jìn)行測(cè)量)。視頻顯微鏡的輸出與索尼媒體轉(zhuǎn)換器相連。媒體轉(zhuǎn)換器的視頻(Svideo)輸出與Imagex標(biāo)記測(cè)量系統(tǒng)(Marking and MeasurementSystem)相連，然后顯示在13英寸電視監(jiān)視器上。媒體轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出與PC機(jī)相連，用Ulead Video Studio軟件將其捕獲為單個(gè)的靜態(tài)影像。Imagex系統(tǒng)的作用在于計(jì)算直接來自于視頻屏幕的各種測(cè)量結(jié)果，例如x及y上的長度、線性路徑長度或平面面積。用每毫米100刻度的分劃板(Pyser-SGI Ltd Graticule，UK)在x及y方向上校準(zhǔn)Imagex系統(tǒng)。將分劃板放在三軸載物臺(tái)上，手動(dòng)調(diào)節(jié)方向使標(biāo)尺在顯示屏上呈水平。利用Ima gex系統(tǒng)的校準(zhǔn)功能在100μm長度上校準(zhǔn)該裝置。利用同一分劃板在視野范圍內(nèi)的不同長度、方向(垂直、平行、任意)及位置上進(jìn)行測(cè)量，以驗(yàn)證校準(zhǔn)效果。亦通過測(cè)量寬度已知的物體(直徑為50及80μm的鎢絲)對(duì)線度進(jìn)行了驗(yàn)證。
用索尼數(shù)字式指示器記錄載物臺(tái)在′Z′方向上所移動(dòng)的距離。將加載彈簧的指示器定位，使量具末端位于載物臺(tái)平面上。用該裝置的歸零功能記錄皮膚上表面到微孔底表面之間的距離。
給定一個(gè)視野深度較淺的固定焦點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)，孔深度等于樣本為在皮膚上表面及微孔底表面獲得清晰焦點(diǎn)而必須移動(dòng)的距離。目鏡采用Scalar視頻顯微鏡上的100X，其視野分辨深度為+/-5微米。
本實(shí)施例開始時(shí)，將整個(gè)10×10cm皮膚樣本解凍。手術(shù)去除皮下脂肪組織。細(xì)分樣本并將其冷凍。每天采集數(shù)據(jù)時(shí)，均解凍切片足夠的樣本供當(dāng)天使用。解凍且固定后，用乙醇擦拭皮膚表面以模仿活體操作步驟。在各樣本上采用所需的實(shí)驗(yàn)參數(shù)制作一陣列微孔。制作完微孔后，在小孔區(qū)域上擦涂一小滴綠色食用色素。約5-10秒后用吸水紙輕輕沾去食用色素。這一操作既標(biāo)示出了各微孔邊緣，同時(shí)也不會(huì)將未微孔化的組織染色。
用Ulead軟件記錄下數(shù)字靜態(tài)圖像。利用Imagex系統(tǒng)的“距離(distance)”或“路徑長度(path length)”功能測(cè)量孔的長度及寬度。由于距離功能僅在平行或垂直方向上測(cè)量，因此使各樣本位于盡可能近的位置以沿系統(tǒng)的測(cè)量軸排列。排列無法達(dá)到最優(yōu)時(shí)，可利用“路徑長度”功能測(cè)量微孔的長度及寬度。Imagex系統(tǒng)的“面積(area)”功能能夠使操作者畫出任意形狀區(qū)域的周邊，然后顯示出該形狀所限定的平面面積。對(duì)每個(gè)開口均畫出該孔最明顯的“頂”邊緣，并記錄下其面積。
由于受到視野深度較淺的局限，操作員將鄰近待測(cè)量孔邊緣的皮膚上表面調(diào)入清晰焦點(diǎn)內(nèi)。確定了皮膚上表面的位置后，將數(shù)字式指示器歸零，然后使載物臺(tái)逐漸在′Z′方向上移動(dòng)，直至微孔底部進(jìn)入清晰焦點(diǎn)。載物臺(tái)在這兩個(gè)焦點(diǎn)之間移動(dòng)的距離記為孔深度。在某些情況下，當(dāng)孔周邊附近的皮膚的邊緣形態(tài)在高度上變化較大時(shí)，可對(duì)單個(gè)孔如上測(cè)量多次，直至操作員感到滿意，認(rèn)為能夠得到該孔的合理的“平均”孔深度時(shí)為止。此外，為保證上述測(cè)量系統(tǒng)中操作員的因素可忽略不計(jì)，還利用了多名不同的操作員測(cè)量同一批微孔，然后比較結(jié)果。在對(duì)測(cè)量同一批微孔的不同操作員進(jìn)行上述比較時(shí)，所有的比較結(jié)果都發(fā)現(xiàn)一批80孔的平均深度相差9微米，該80孔樣本的深度的標(biāo)準(zhǔn)偏差幾乎相同。
圖1顯示了限定脈沖下平面孔的孔深度測(cè)量結(jié)果，以及早期原型系統(tǒng)的孔深度測(cè)量結(jié)果，其中，早期原型系統(tǒng)用80微米鎢絲以分步重復(fù)法形成陣列孔。
圖2顯示了按以上步驟對(duì)尸體皮膚上制作的相同的8個(gè)開口的深度進(jìn)行測(cè)量時(shí)操作員之間的差異。深度測(cè)量結(jié)果的差異在0至62％之間；然而，給定限定的樣本大小時(shí)，兩個(gè)操作員所測(cè)量的平均深度為53±14微米及44±13微米。
實(shí)施例2本實(shí)施例論述了利用第二代微孔化系統(tǒng)(“平面陣列”微孔器)達(dá)到早期原型微孔化系統(tǒng)(“分步重復(fù)”微孔器)的微孔深度的方法。
用早期原型微孔化系統(tǒng)在人供體皮膚上制作一個(gè)開口或一陣列微孔。用實(shí)施例1所提供的方法測(cè)量微孔深度。微孔深度的分布如圖3所示。平均深度為55±18微米。用此數(shù)值對(duì)使用帶有激發(fā)器的平面陣列微孔器的第二代微孔化系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
試驗(yàn)1用平面微孔器陣列和激發(fā)器制作了多個(gè)微孔圖案，在兩個(gè)皮膚供體上檢驗(yàn)來自于臨床研究的參數(shù)設(shè)定值(激發(fā)器型號(hào)為AACT-01，帶護(hù)套的陣列，5毫秒×4脈沖，100opto)。
AACT-01在5毫秒×4脈沖100opto下的微孔深度

所觀測(cè)到的微孔深度未達(dá)到目標(biāo)值，且比預(yù)期的淺很多。上述數(shù)據(jù)表明，臨床觀察到的較差的遞送是由微孔形成較淺造成的，需要更高的輸入能量才能達(dá)到目標(biāo)值以改善藥物遞送。
隨后對(duì)這些臨床試驗(yàn)期間所取得的TEWL讀數(shù)進(jìn)行比較，也證實(shí)了TEWL測(cè)量結(jié)果顯示孔的深度比預(yù)期的要淺。
試驗(yàn)2
需要表征改變每個(gè)裝置參數(shù)對(duì)微孔深度的影響，以確定適合的輸入能量調(diào)節(jié)值。
上升時(shí)間快的激發(fā)器能夠在被燒蝕皮膚組織的快速蒸發(fā)過程中產(chǎn)生更高的峰值壓力，從而可促使皮膚組織更快蒸發(fā)更易去除，以更有效地制作微孔。因此制造了上升時(shí)間更快的激發(fā)器(AACT-02)，并在試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行參數(shù)表征。
不同參數(shù)組合對(duì)平均微孔深度的影響

隨著脈沖數(shù)或色溫度的變化，并無可觀測(cè)到的趨勢(shì)。
研究了上述結(jié)果后，提出了多種假設(shè)用以解釋該觀測(cè)結(jié)果。其中包括陣列之間的變化、供體皮膚的不同、固定/染色/測(cè)量技術(shù)的不同、以及各開孔絲上陣列至皮膚的能量傳遞的變化(即接觸不良)。試驗(yàn)3試驗(yàn)2中的5毫秒×4脈沖數(shù)據(jù)表明，激發(fā)器上升時(shí)間快，確實(shí)可以提高制作微孔的效率。由于該數(shù)據(jù)僅來自于單一圖案，因此需重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)。同時(shí)還需要驗(yàn)證某些由試驗(yàn)2數(shù)據(jù)引出的假設(shè)。用上升時(shí)間更快的激發(fā)器(AACT-02型)在單一供體上制作多個(gè)圖案。
AACT-02 5毫秒×4脈沖100opto的微孔深度

重復(fù)的測(cè)量并未驗(yàn)證試驗(yàn)2的數(shù)據(jù)。事實(shí)上，上述數(shù)據(jù)卻非常類似于采用上升時(shí)間慢的激發(fā)器(AACT-01)所獲得的數(shù)據(jù)，這說明上升時(shí)間可能對(duì)微孔深度并無影響。隨之采用相同的設(shè)定值在同一供體上再制作2個(gè)圖案，并在一個(gè)新供體上再制作2個(gè)圖案。全部四個(gè)圖案均采用相同的陣列制作。
AACT-02 5毫秒×4脈沖100opto的微孔深度


皮膚樣本不同似乎并未影響微孔的深度。盡管采用同一平面陣列所獲得的累積測(cè)量結(jié)果非常相似，然而，若以每根絲計(jì)則不同圖案之間的相關(guān)性相對(duì)較弱。
試驗(yàn)4基于上述變化以及數(shù)據(jù)中缺乏明顯的趨勢(shì)，得出以下結(jié)論極有可能存在能量無法穩(wěn)定地從陣列上的每根絲傳遞至皮膚上的情況。其原因可能是皮膚使陣列發(fā)生了彎曲，也可能是陣列絲嵌入了有粘性和塑性的護(hù)套內(nèi)。為驗(yàn)證上述假設(shè)，將陣列固定在帶有真空口(vacuumport)的硬塑料片上。該塑料片既能支撐住陣列的尖頭，防止皮膚使其發(fā)生彎曲，同時(shí)還能向皮膚施加真空。真空狀態(tài)能夠在激發(fā)過程中將皮膚拉起到絲的周圍，從而確保陣列與皮膚的良好接觸。利用上升時(shí)間快的激發(fā)器(AACT-02)在5毫秒×4脈沖100opto參數(shù)組合下以真空及非真空狀態(tài)制作兩個(gè)圖案。
采用AACT-02在5毫秒×4脈沖100opto下真空及非真空狀態(tài)的平均微孔深度

以上數(shù)據(jù)表明，良好接觸能夠改善能量傳遞，產(chǎn)生深度顯著增加的微孔。該數(shù)據(jù)還表明，良好接觸時(shí)為達(dá)到以前所確定的目標(biāo)水平所需的輸入能量要低得多。下一步是對(duì)眾多參數(shù)組合進(jìn)行篩選以選出一個(gè)具有高遞送潛力的設(shè)定值。
真空及非真空狀態(tài)下脈沖寬度對(duì)平均微孔深度的影響單脈沖，25opto下每圖案隨機(jī)測(cè)量10個(gè)微孔


還測(cè)試了一組隨機(jī)參數(shù)組合，以幫助找出可供臨床應(yīng)用的的潛在候選組合。
不同參數(shù)組合對(duì)平均微孔深度的影響全部采用25opto設(shè)定值

試驗(yàn)5出人意料的是，非真空狀態(tài)下1毫秒×5脈沖25opto的設(shè)定值似乎接近于目標(biāo)微孔形態(tài)。支撐陣列尖頭的塑料襯墊既防止了陣列的彎曲，又改善了陣列與皮膚間的接觸。向現(xiàn)有的陣列裝置添加一種柔韌性較低的塑料襯墊，雖是一項(xiàng)相對(duì)簡單的改進(jìn)，但卻極大提高了深度，也提高了藥物遞送的潛力。在多個(gè)供體的多個(gè)圖案上重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)。
在多個(gè)供體上檢驗(yàn)1毫秒×5脈沖opto設(shè)定值A(chǔ)ACT-02激發(fā)器，經(jīng)過改進(jìn)的陣列

試驗(yàn)6測(cè)試了經(jīng)過改進(jìn)的陣列、上升時(shí)間快的激發(fā)器(AACT-02)及新的裝置參數(shù)，得到一組詳盡有力的數(shù)據(jù)。將人供體皮膚從冰箱(-67℃)中取出，室溫下放入生理鹽水中。使樣本平衡75分鐘，然后吸干，固定在皮膚膨脹裝置(skin distention unit)上。在每個(gè)樣本上制作四個(gè)微孔圖案，每次均采用新的陣列，然后染色。對(duì)所有圖案都給激發(fā)器頭施加3磅力。對(duì)每個(gè)圖案紀(jì)錄每個(gè)脈沖的上升時(shí)間。
在多個(gè)供體上檢驗(yàn)1毫秒×5脈沖25opto設(shè)定值A(chǔ)ACT-02激發(fā)器，經(jīng)過改進(jìn)的陣列


平均深度始終維持在目標(biāo)范圍內(nèi)，深度分布看起來極類似于早期原型系統(tǒng)得到的分布。在人供體皮膚上測(cè)試了所有的平面陣列排布，某些個(gè)別微孔被標(biāo)記為不可測(cè)量(“n/m”)。在更早的平面陣列排布中，大多數(shù)不可測(cè)量微孔僅僅是由于太淺而無法測(cè)量。似乎是陣列絲在皮膚上留下的印痕吸引了染劑，但其深度卻無法辨別。然而，本試驗(yàn)中，大多數(shù)不可測(cè)量微孔卻在本質(zhì)上有所不同。陣列絲看起來已經(jīng)制作出了具有可測(cè)量深度的微孔，但當(dāng)陣列移去時(shí)，微孔邊緣似乎彼此折疊在一起。這些不可測(cè)量微孔在顯微鏡下看起來就像是切口。盡管本試驗(yàn)中所觀測(cè)到的不可測(cè)量微孔更像是微孔，然而，尚不清楚這些微孔能否用于遞送。這種“折疊的”微孔可用上述熒光示蹤劑和/或共焦顯微鏡技術(shù)測(cè)量。
實(shí)施例3本實(shí)施例論述了采用微孔化系統(tǒng)遞送小分子藥物氫嗎啡酮穿過生物膜的能力。
除氫嗎啡酮(Sigma)外，全部化學(xué)藥品均購自Fisher Scientific。無毛小鼠(品系SHK1)購自Charles River Labs(馬薩諸塞州威明頓)。提供了一種依據(jù)本發(fā)明主題的微孔化系統(tǒng)，將其用于制作角質(zhì)層上的微孔(75微孔/cm2)。將皮膚樣本固定在Franz池(Franz Cell)內(nèi)，供給相放入上層室，接收相放入下層室，皮膚樣本固定在兩室之間。采用HP/Agilent 1100HPLC系統(tǒng)對(duì)樣本進(jìn)行分析。
除非另外指明，供給室中含有10mg/ml的鹽酸二氫嗎啡酮。供給室及接收室中均含有pH 7.5的50mM磷酸鹽緩沖液。實(shí)驗(yàn)前即刻采集無毛小鼠的皮膚。將無毛小鼠皮膚浸入50mM磷酸鹽緩沖液中，以去除殘留的酶及血液。
采集并清洗后在微孔化組的小鼠皮膚上制作一陣列微孔。對(duì)照組(完整皮膚)無微孔。然后將皮膚固定在裝有接收相的Franz池中。取樣樣本體積均為500μL，用新鮮的接收溶液代替接收室中的取樣體積。將供給相加入供給室后，立刻采集零時(shí)樣本。每小時(shí)取樣一次，共8小時(shí)。采用UV檢測(cè)通過反相HPLC對(duì)樣本進(jìn)行分析。
對(duì)取自接收室的樣本測(cè)量其氫嗎啡酮累積遞送量。首次實(shí)驗(yàn)中，比較1mg/ml氫嗎啡酮濃度下穿過微孔化皮膚的遞送與穿過完整皮膚的遞送。1mg/ml下，8小時(shí)內(nèi)微孔化皮膚的氫嗎啡酮遞送量比完整皮膚高出18倍。
然后確定供給室濃度為0.1、1.0、5.0、10.0mg/ml時(shí)的遞送量，以檢驗(yàn)供給室濃度對(duì)遞送量的影響。10mg/ml下8小時(shí)內(nèi)穿過微孔化皮膚的氫嗎啡酮的遞送量比1mg/ml下的遞送量高出13倍。
上述結(jié)果表明，微孔化是實(shí)現(xiàn)氫嗎啡酮遞送穿過新解剖無毛小鼠皮膚的有效方法。氫嗎啡酮穿過完整皮膚的流量非常小。8小時(shí)內(nèi)的流速及遞送量與供給室內(nèi)氫嗎啡酮的濃度成正比。
實(shí)施例4本實(shí)施例說明微孔化系統(tǒng)模仿胰島素皮下輸注遞送的能力。購得無毛大鼠，按以下所述方式向其施用胰島素。然后按給定時(shí)間間隔監(jiān)測(cè)大鼠血清中的胰島素濃度，提供血清胰島素濃度曲線。
對(duì)照以皮下施用方式向三只無毛大鼠施用1U/kg劑量的胰島素。監(jiān)測(cè)大鼠血清中的胰島素濃度。確定三只大鼠的平均胰島素血清濃度。三只大鼠的平均胰島素血清濃度(ng/ml)曲線圖如圖4所示。
試驗(yàn)1從Charles River購得五只無毛大鼠。實(shí)驗(yàn)前一天進(jìn)行頸靜脈套管插入術(shù)，使上述動(dòng)物能夠從外科手術(shù)中恢復(fù)。
如下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。皮膚處理前即刻麻醉大鼠，皮膚處理為用乙醇棉簽清潔大鼠的腹部皮膚。然后讓腹部風(fēng)干。
腹部風(fēng)干后，將微孔化系統(tǒng)縱向放置在清潔后的皮膚部位上，底角做上標(biāo)記。然后用微孔化系統(tǒng)對(duì)清潔后的皮膚部位進(jìn)行微孔化。微孔化后移去微孔化系統(tǒng)，把液體貯存貼片貼在微孔化區(qū)域上。貼片中注入50IU/ml劑量的胰島素后，立刻采集零時(shí)樣本。接著按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間表采集其它樣本。
采集第4小時(shí)的樣本后，麻醉大鼠，回收液體貯存貼片中的供給溶液。然后繼續(xù)取血樣直至第8小時(shí)。
確定五只大鼠的平均濃度，制作胰島素血清濃度曲線。圖5顯示上述對(duì)照大鼠與本實(shí)驗(yàn)大鼠的平均胰島素血清濃度(ng/ml)隨時(shí)間的變化。從圖中可以看出，通過微孔經(jīng)皮遞送胰島素的大鼠，其血清中的胰島素平均濃度更高。試驗(yàn)1的大鼠，其更高的平均胰島素血清濃度的持續(xù)時(shí)間也更長。給大鼠貼貼片4小時(shí)，曲線表明此4小時(shí)內(nèi)胰島素濃度較高，除去貼片后濃度才下降。
因此，本試驗(yàn)表明，相對(duì)于給大鼠皮下施用胰島素而言，給大鼠經(jīng)皮施用胰島素能夠在更長時(shí)間內(nèi)得到更高的平均胰島素血清濃度。
試驗(yàn)2從Charles River購得四只無毛大鼠。實(shí)驗(yàn)前一天進(jìn)行頸靜脈套管插入術(shù)，使上述動(dòng)物能夠從外科手術(shù)中恢復(fù)。
如下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。皮膚處理前即刻麻醉大鼠，皮膚處理為用乙醇棉簽清潔每只大鼠的腹部皮膚。然后讓腹部風(fēng)干。
腹部風(fēng)干后，將微孔化系統(tǒng)縱向放置在清潔后的皮膚部位上，底角做上標(biāo)記。然后用微孔化系統(tǒng)對(duì)清潔后的皮膚部位進(jìn)行微孔化。微孔化后移去微孔化系統(tǒng)，把液體貯存貼片貼在微孔化區(qū)域上。貼片中注入50IU/ml劑量的胰島素后，立刻采集零時(shí)樣本。接著按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間表采集其它樣本。
采集第4小時(shí)的樣本后，麻醉大鼠，回收液體貯存貼片中的供給溶液。然后繼續(xù)取血樣直至第8小時(shí)。
在試驗(yàn)的第一部分中，貼在大鼠微孔化腹部的貼片面積為1cm2。然后再進(jìn)行試驗(yàn)，但貼片面積為2cm2。最后進(jìn)行第三次實(shí)驗(yàn)，貼片面積為3cm2。
針對(duì)每個(gè)貼片面積確定四只大鼠的平均濃度，制作胰島素血清濃度曲線。圖6顯示帶有不同面積貼片的大鼠的平均胰島素血清濃度隨時(shí)間的變化。
從圖6可以看出，當(dāng)貼片面積從1cm2增加到2cm2時(shí)，平均胰島素血清濃度基本翻倍。而當(dāng)貼片面積從2cm2增加到3cm2時(shí)，平均胰島素血清濃度又基本翻倍。
試驗(yàn)3按以上試驗(yàn)1的步驟準(zhǔn)備三只無毛大鼠，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。但在本試驗(yàn)中，采用第二代平面微孔化系統(tǒng)在每只鼠的腹部制作微孔。除此之外，經(jīng)皮貼片在貼到每只鼠皮膚的微孔化區(qū)域時(shí)含有50IU/ml劑量的胰島素。
以不同的時(shí)間間隔監(jiān)測(cè)每只大鼠的胰島素血清濃度。確定三只鼠的平均濃度，制作胰島素血清濃度曲線。
圖7顯示試驗(yàn)1大鼠與本試驗(yàn)大鼠的平均胰島素血清濃度隨時(shí)間的變化。從圖中可以看出，試驗(yàn)1中通過微孔經(jīng)皮遞送胰島素的大鼠，其血清中的胰島素平均濃度高于本試驗(yàn)的大鼠。每次試驗(yàn)中給大鼠貼貼片4小時(shí)，曲線表明此4小時(shí)內(nèi)的胰島素濃度較高，除去貼片后濃度才下降。
有趣的是發(fā)現(xiàn)了以下情況盡管本試驗(yàn)(平面陣列微孔化系統(tǒng))中大鼠的胰島素血清濃度略微低于試驗(yàn)1(分步重復(fù)微孔化系統(tǒng))中大鼠的濃度，但兩條曲線的形狀卻是一致的。這可能是由于分步重復(fù)微孔化系統(tǒng)所形成的微孔的深度大于平面陣列微孔化系統(tǒng)所形成的微孔的深度。
試驗(yàn)4本試驗(yàn)旨在確定用于通過微孔遞送胰島素的經(jīng)皮貼片的類型的不同。按以上試驗(yàn)1的步驟準(zhǔn)備五只無毛大鼠，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。對(duì)每只鼠進(jìn)行微孔化后，給其中兩只大鼠貼早期原型液體貯存貼片，其余的三只鼠用第二代經(jīng)皮貼片釋放胰島素。每張貼片在貼到每只鼠皮膚的微孔化區(qū)域時(shí)均含有50IU/ml劑量的胰島素。
以不同的時(shí)間間隔監(jiān)測(cè)每只大鼠的胰島素血清濃度。確定三只鼠的平均濃度，制作胰島素血清濃度曲線。
圖8顯示使用不同代貼片的大鼠的平均胰島素血清濃度隨時(shí)間的變化。從這些數(shù)據(jù)可以看出，兩種類型貼片的平均胰島素濃度非常相似。
試驗(yàn)5本試驗(yàn)旨在確定劑量濃度對(duì)無毛大鼠血清胰島素曲線的影響。
按以上試驗(yàn)1的步驟準(zhǔn)備數(shù)只大鼠。采用早期原型微孔化系統(tǒng)在大鼠的腹部形成遞送口。用含有所需濃度胰島素的第二代遞送貼片將胰島素遞送給大鼠。
本試驗(yàn)中有三只鼠沒有遞送口。在未微孔化的大鼠的腹部貼遞送貼片。給該對(duì)照組中的大鼠施用50IU/ml濃度劑量的胰島素。
本試驗(yàn)中的其它鼠中，遞送貼片中含有濃度為10IU/ml(6只鼠)、25IU/ml(6只鼠)、50IU/ml(5只鼠)或100IU/ml(6只鼠)的胰島素。以不同的時(shí)間間隔監(jiān)測(cè)每只大鼠的胰島素血清濃度。確定該特定胰島素濃度下(形成或未形成遞送口的)大鼠的平均濃度，制作胰島素血清濃度曲線。
圖9顯示供給不同濃度的胰島素的大鼠平均胰島素血清濃度隨時(shí)間的變化。從數(shù)據(jù)中可以看出，未形成遞送口的大鼠的平均胰島素濃度非常低。另外，施用100IU/ml劑量胰島素的大鼠的平均胰島素血清濃度明顯高于接受其它劑量的大鼠。有趣的是，接受50IU/ml劑量的大鼠與接受25IU/ml劑量的大鼠差別不大。
實(shí)施例4本實(shí)施例論述了經(jīng)表皮水分損失(TEWL)測(cè)量結(jié)果與氫嗎啡酮有效遞送之間的關(guān)系。
依據(jù)向食品藥物監(jiān)督局(FDA)和適于所執(zhí)行的特定程序的機(jī)構(gòu)評(píng)審委員會(huì)(IRB)提交的研究新藥申請(qǐng)(IND)，征募一批人志愿者，準(zhǔn)備一片皮膚用以微孔化。皮膚微孔化后測(cè)量TEWL，通過經(jīng)皮貼片向哺乳動(dòng)物遞送氫嗎啡酮。確定氫嗎啡酮1至4小時(shí)的穩(wěn)態(tài)血清濃度(Css(1-4小時(shí)))值，測(cè)量微孔化皮膚的TEWL。TEWL的測(cè)量采用標(biāo)準(zhǔn)的TEWL測(cè)量裝置(由Cyberderm提供)進(jìn)行。
結(jié)果如下表所示。


一般而言，Css讀數(shù)越高，藥物施用越有效，或者至少患者感覺藥物發(fā)生作用的情況越好。本實(shí)施例中，Css值越高，TEWL測(cè)量結(jié)果越高。仔細(xì)確認(rèn)患者感覺舒適，且室溫恒定在70-72，其意義在于使皮膚的微孔化區(qū)域不排汗。
盡管如此敘述了本發(fā)明的主題，然而顯而易見的是，本發(fā)明的主題可以多種方式改變。所述改變并不認(rèn)為是偏離了本發(fā)明主題的主旨和范圍，而且所有變化都包括在后附權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種通過動(dòng)物的生物膜遞送滲透劑物質(zhì)的方法，所述方法包括在膜上形成至少一個(gè)遞送口，所述至少一個(gè)遞送口具有約40至約90微米的平均開口深度。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口具有約50至約70微米的平均開口深度。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口具有約55至約65微米的平均開口深度。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口具有約60的平均開口深度。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口具有約90微米的平均開口深度。
6.權(quán)利要求1的方法，其中在皮膚組織上形成多個(gè)遞送口，并且多數(shù)所述遞送口的開口深度為約40至約90微米。
7.權(quán)利要求6的方法，其中多數(shù)所述遞送口的開口深度為約50至約70微米。
8.權(quán)利要求7的方法，其中75％的所述遞送口具有約50至約70微米的開口深度。
9.權(quán)利要求8的方法，其中75％的所述遞送口具有約55至約65微米的開口深度。
10.權(quán)利要求6的方法，其中所述遞送口具有落入約50微米至約70微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的開口深度范圍。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所述遞送口具有落入約60微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的開口深度范圍。
12.權(quán)利要求6的方法，其中所述遞送口具有落入約90微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的開口深度范圍。
13.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口由平面陣列微孔化裝置形成。
14.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口由選自以下的微孔器形成一種加熱探頭元件，它能夠通過與生物膜直接接觸以傳導(dǎo)的方式遞送熱能，從而引起部分膜的燒蝕，燒蝕深度足以形成微孔，其中所述加熱探頭包括能夠燒蝕生物膜的電熱阻元件或光學(xué)加熱局部染料/吸收劑層；機(jī)電致動(dòng)器；微型刺血針；微型針(實(shí)心或空心)、微型凸出物、微型結(jié)構(gòu)或刺血針的陣列；聲能燒蝕器；激光燒蝕系統(tǒng)；以及高壓流體噴射穿孔器。
15.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口通過微孔器與所述膜之間存在正壓時(shí)進(jìn)行的微孔化形成。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述正壓是通過在激發(fā)時(shí)下壓所述微孔器而手動(dòng)施加的。
17.權(quán)利要求15的方法，其中所述正壓來自于所述微孔器與所述膜之間所施加的約0.25至約0.80巴的真空。
18.權(quán)利要求17的方法，其中所述真空為約0.50巴。
19.權(quán)利要求1的方法，其中所述滲透劑物質(zhì)的所述遞送產(chǎn)生了類似于皮下遞送滲透劑血清曲線的所述滲透劑物質(zhì)的血清曲線。
20.權(quán)利要求1的方法，其中所述生物膜為皮膚。
21.一種將藥物經(jīng)皮遞送至動(dòng)物的生物膜內(nèi)的方法，所述方法包括形成多個(gè)穿過膜的遞送口，其中所述遞送口具有鐘形曲線分布，并且所述遞送口具有約40至約90微米的平均開口深度。
22.權(quán)利要求21的方法，其中所述遞送口具有約50至約70微米的平均開口深度。
23.權(quán)利要求22的方法，其中所述遞送口具有約55至約65微米的平均開口深度。
24.權(quán)利要求23的方法，其中所述遞送口具有約60微米的平均開口深度。
25.權(quán)利要求21的方法，其中所述遞送口具有約90微米的平均開口深度。
26.權(quán)利要求21的方法，其中多數(shù)所述遞送口具有約40至約90微米的平均開口深度。
27.權(quán)利要求26的方法，其中多數(shù)所述遞送口的開口深度為約50至約70微米。
28.權(quán)利要求27的方法，其中75％的所述遞送口具有約50至約70微米的開口深度。
29.權(quán)利要求28的方法，其中75％的所述遞送口具有約55至約65微米的開口深度。
30.權(quán)利要求26的方法，其中所述遞送口具有落入約50至約70微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的開口深度范圍。
31.權(quán)利要求30的方法，其中所述遞送口具有落入約60微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的開口深度范圍。
32.權(quán)利要求21的方法，其中所述遞送口具有落入約90微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的開口深度范圍。
33.權(quán)利要求21的方法，其中所述遞送口由平面陣列微孔化裝置形成。
34.權(quán)利要求21的方法，其中所述遞送口由選自以下的微孔器形成一種加熱探頭元件，它能夠通過與生物膜直接接觸以傳導(dǎo)的方式遞送熱能，從而引起部分膜的燒蝕，燒蝕深度足以形成微孔，其中所述加熱探頭中包括能夠燒蝕生物膜的電熱阻元件或光學(xué)加熱局部染料/吸收劑層；機(jī)電致動(dòng)器；微型刺血針；微型針(實(shí)心或空心)、微型凸出物、微型結(jié)構(gòu)或刺血針的陣列；聲能燒蝕器；激光燒蝕系統(tǒng)；以及高壓流體噴射穿孔器。
35.權(quán)利要求21的方法，其中所述遞送口通過微孔器與所述膜之間存在正壓時(shí)進(jìn)行的微孔化而形成。
36.權(quán)利要求35的方法，其中所述正壓是通過在激活時(shí)下壓所述微孔器而手動(dòng)施加的。
37.權(quán)利要求35的方法，其中所述正壓來自于所述微孔器與所述膜之間所施加的約0.25至約0.80巴的真空。
38.權(quán)利要求37的方法，其中所述真空為約0.50巴。
39.權(quán)利要求21的方法，其中所述滲透劑物質(zhì)的所述遞送產(chǎn)生了類似于皮下遞送滲透劑血清曲線的所述滲透劑物質(zhì)血清曲線。
40.權(quán)利要求21的方法，其中所述生物膜為皮膚。
41.一種評(píng)價(jià)微孔器有效性的方法，所述方法包括以下步驟用所述微孔器在哺乳動(dòng)物的生物膜上形成至少一個(gè)遞送口，遞送滲透劑物質(zhì)穿過所述至少一個(gè)遞送口所在的膜區(qū)域，測(cè)量所述滲透劑物質(zhì)的穩(wěn)態(tài)血清濃度，測(cè)量穿過哺乳動(dòng)物膜的經(jīng)表皮水分損失，將所述測(cè)量結(jié)果分別與提供所需結(jié)果的已知值作比較。
42.權(quán)利要求41的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口具有約40至約90微米的平均開口深度。
43.權(quán)利要求41的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口具有約50至約70微米的平均開口深度。
44.權(quán)利要求43的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口具有約55至約65微米的平均開口深度。
45.權(quán)利要求44的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口具有約60微米的平均開口深度。
46.權(quán)利要求41的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口具有約90微米的平均開口深度。
47.權(quán)利要求41的方法，其中在生物膜上形成多個(gè)遞送口，并且多數(shù)所述遞送口的開口深度為約40至約90微米。
48.權(quán)利要求47的方法，其中多數(shù)所述遞送口的開口深度為約50至約70微米。
49.權(quán)利要求48的方法，其中75％的所述遞送口具有約50至約70微米的開口深度。
50.權(quán)利要求49的方法，其中75％的所述遞送口具有約55至約65微米的開口深度。
51.權(quán)利要求47的方法，其中所述遞送口具有落入約50微米至約70微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的開口深度范圍。
52.權(quán)利要求51的方法，其中所述遞送口具有落入約60微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的開口深度范圍。
53.權(quán)利要求41的方法，其中所述遞送口具有落入約90微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的開口深度范圍。
54.權(quán)利要求41的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口由平面陣列微孔化裝置形成。
55.權(quán)利要求41的方法，其中所述至少一個(gè)遞送口由選自以下的微孔器形成一種加熱探頭元件，它能夠通過與生物膜直接接觸以傳導(dǎo)的方式遞送熱能，從而引起部分膜的燒蝕，燒蝕深度足以形成微孔，其中所述加熱探頭中包括能夠燒蝕生物膜的電熱阻元件或光學(xué)加熱局部染料/吸收劑層；機(jī)電致動(dòng)器；微型刺血針；微型針(實(shí)心或空心)、微型凸出物、微型結(jié)構(gòu)或刺血針的陣列；聲能燒蝕器；激光燒蝕系統(tǒng)；以及高壓流體噴射穿孔器。
56.權(quán)利要求41的方法，其中所述生物膜為皮膚。
57.一種評(píng)價(jià)微孔器有效性的方法，所述方法包括以下步驟用所述微孔器在哺乳動(dòng)物的生物膜上形成多個(gè)遞送口，遞送滲透劑物質(zhì)穿過所述至少一個(gè)遞送口所在的膜區(qū)域，測(cè)量所述滲透劑物質(zhì)的穩(wěn)態(tài)血清濃度，測(cè)量穿過哺乳動(dòng)物膜的經(jīng)表皮水分損失，將所述測(cè)量結(jié)果分別與提供所需結(jié)果的已知值作比較，其中所述多個(gè)開口具有鐘形曲線分布，并且所述多個(gè)遞送口具有約40至約90微米的平均開口深度。
58.權(quán)利要求57的方法，其中所述遞送口具有約50至約70微米的平均開口深度。
59.權(quán)利要求58的方法，其中所述遞送口具有約55至約65微米的平均開口深度。
60.權(quán)利要求59的方法，其中所述遞送口具有約60微米的平均開口深度。
61.權(quán)利要求57的方法，其中所述遞送口具有約90微米的平均開口深度。
62.權(quán)利要求57的方法，其中多數(shù)所述遞送口具有約40至約90微米的平均開口深度。
63.權(quán)利要求62的方法，其中多數(shù)所述遞送口的開口深度為約50至約70微米。
64.權(quán)利要求63的方法，其中75％的所述遞送口具有約50至約70微米的開口深度。
65.權(quán)利要求64的方法，其中75％的所述遞送口具有約55至約65微米的開口深度。
66.權(quán)利要求62的方法，其中所述遞送口具有落入約50微米至約70微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的開口深度范圍。
67.權(quán)利要求66的方法，其中所述遞送口具有落入約60微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的開口深度范圍。
68.權(quán)利要求62的方法，其中所述遞送口具有落入約90微米的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)的開口深度范圍。
69.權(quán)利要求57的方法，其中所述多個(gè)遞送口由平面陣列微孔化裝置形成。
70.權(quán)利要求57的方法，其中所述多個(gè)遞送口由選自以下的微孔器形成一種加熱探頭元件，它能夠通過與生物膜直接接觸以傳導(dǎo)的方式遞送熱能，從而引起部分膜的燒蝕，燒蝕深度足以形成微孔，其中所述加熱探頭包括能夠燒蝕生物膜的電熱阻元件或光學(xué)加熱局部染料/吸收劑層；機(jī)電致動(dòng)器；微型刺血針；微型針(實(shí)心或空心)、微型凸出物、微型結(jié)構(gòu)或刺血針的陣列；聲能燒蝕器；激光燒蝕系統(tǒng)；以及高壓流體噴射穿孔器。
71.權(quán)利要求57的方法，其中所述多個(gè)遞送口通過微孔器與所述膜之間存在正壓時(shí)進(jìn)行的微孔化而形成。
72.權(quán)利要求71的方法，其中所述正壓通過在激活時(shí)下壓所述微孔器而手動(dòng)施加。
73.權(quán)利要求71的方法，其中所述正壓來自于所述微孔器與所述膜之間所施加的約0.25至約0.80巴的真空。
74.權(quán)利要求73的方法，其中所述真空為約0.50巴。
75.權(quán)利要求57的方法，其中所述生物膜為皮膚。
76.權(quán)利要求1的方法，其中所述滲透劑為胰島素。
77.權(quán)利要求1的方法，其中所述滲透劑為氫嗎啡酮。
78.權(quán)利要求21的方法，其中所述滲透劑為胰島素。
79.權(quán)利要求21的方法，其中所述滲透劑為氫嗎啡酮。
80.權(quán)利要求41的方法，其中所述滲透劑為胰島素。
81.權(quán)利要求41的方法，其中所述滲透劑為氫嗎啡酮。
全文摘要
一種遞送滲透劑物質(zhì)經(jīng)皮進(jìn)入動(dòng)物膜內(nèi)的方法，所述方法包括在皮膚組織上形成至少一個(gè)遞送口，所述至少一個(gè)遞送口具有約40至約90微米的平均開口深度。
文檔編號(hào)A61K9/00GK1893998SQ200480037936
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者A·史密斯, J·A·埃珀斯坦, B·梅西爾, Z·諾瓦科維克, S·麥克雷 申請(qǐng)人:奧爾蒂治療學(xué)公司