[发明专利]用于递送活性物质的三维微流体装置

说明书

一种透皮递送装置，包括：膜，所述膜具有第一面向外主表面和第二面向外主表面；至少一个液体贮存器，所述至少一个液体贮存器被容纳在所述膜内；至少一个微流体通道，所述至少一个微流体通道设置在所述膜内并且与所述至少一个液体贮存器流体连通，所述至少一个微流体通道具有介于约100nm和0.5mm之间的横向尺寸；以及至少一个出口端口，所述至少一个出口端口与至少一根微针相关联，所述至少一个出口端口在与所述至少一个微流体通道流体连通的情况下可操作地连接到所述膜的所述第一面向外主表面。

技术领域

本发明涉及用于在皮肤表面处向患者施用有益剂的装置。更具体地，本发明涉及包括一种或多种有益剂的微流体装置，以及制作和使用这些装置的方法。

背景技术

皮肤递送是指将施加在皮肤上的有益剂大量输送至各种皮肤层的过程。向皮肤施加有益剂具有很长的历史。包括常规的半固体基质(霜剂、凝胶剂、软膏剂)、基质体系(粘土、聚合物)和液体体系(溶液剂、乳剂、混悬剂)在内的多种载体正被用于在皮肤上施加有益剂。

人类皮肤的功能是作为物质透皮渗透到体内的主要屏障。透皮递送是指施加在皮肤表面上的物质的质量输送过程，包括这些物质被皮肤的每个层吸收、被皮肤的微循环吸收以及分布在体循环中。通过皮肤向患者透皮递送有益剂提供了优于其它递送方式的许多优点。首先，透皮递送是舒适、方便和非侵入性的施用有益剂的方式。透皮递送还提供了优于向患者施用有益剂制剂的其它途径的其它优点。例如，口服施用一些有益剂可能是无效的，因为有益剂在胃肠道中被破坏或被肝脏消除，这两者都通过透皮药物递送来避免。用常规皮下注射针进行肠胃外注射也有缺点，因为它常常是疼痛且不方便的。透皮递送有益剂也使得可以对任何药剂的血液浓度进行高度控制。

皮肤和透皮递送可通过将有益剂摩擦到皮肤表面上来实现。但控制有益剂的量和位置是个问题。已知皮肤和透皮装置(也称为贴剂)用于有益剂的皮肤和透皮递送。递送贴剂是置于皮肤上以将特定剂量的药品递送至皮肤表面的含药物粘合剂贴剂。这些贴剂通常由背衬层和粘合剂层构造而成。通常，有益剂(药物、药品)位于粘合剂层中，但也可位于粘合剂的表面上，或位于单独的层或贮存器中。有益剂通过粘合剂或通过覆盖贮存器的多孔膜从贴剂释放。

最近开发了使用向皮肤表面的微流体递送的贴剂。微流体学是涉及流体的行为、精确控制和操纵的科学，所述流体在几何上被限制为小的、通常亚毫米的尺度，并且具有非常小的体积(诸如纳升或皮升)。

微流体装置移动、混合、分离或以其它方式处理流体。许多应用采用被动流体控制技术，如毛细管力。在一些应用中，外部致动装置用于流体的定向输送。这些装置包括诸如微型泵或微型阀的部件。微型泵以连续方式供应流体或用于定量给药。微型阀决定所泵送液体的流动方向或移动模式。

透皮递送体系的主要缺点源自皮肤是非常有效的屏障这一事实；因此，通过这种方法仅可递送分子小到足以渗透皮肤的药品。现在可以得到透皮贴剂形式的多种多样的有益剂。

为了解决完整皮肤的挑战，已经开发了各种基于微针阵列的药物递送装置。这些已知的微针(或微突出物)阵列通常属于以下两种设计类别中的一种：(1)没有主动部件的实心微针阵列，和(2)具有中央空心孔的微针，其类似于常规的皮下注射针。

固体递送装置可通过刺穿角质层和表皮上层来预处理皮肤，以在局部施加生物载体或传统贴剂之前增强经皮药物渗透。如果固体递送装置保持在皮肤中，则药物不能容易地流入并流过皮肤中的孔洞，因为这些孔洞仍然被微针堵塞。该方法已被证明显著增加皮肤的渗透性；然而，该方法仅提供有限的能力来控制递送的药物或疫苗的剂量和数量。