本發明專利技術公開的是一種基于納米形貌的方法和裝置，其用于與皮膚結締組織的成分交互作用。裝置包括在表面上加工以形成納米形貌的結構。可以加工隨機或非隨機圖案結構，諸如包括不同尺寸和/或形狀結構的復合圖案。微針可以有益地用于藥劑輸送至細胞或組織。可以利用裝置通過所加工納米形貌與細胞的質膜和/或與細胞外基質成分的交互作用直接或間接地改變細胞行為。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉引用本申請要求申請日期為2010年4月28日的美國臨時專利申請序列號61/328,723、申請日期為2010年11月8日的美國臨時專利申請序列號61/411,071以及申請日期為2011年1月25日的美國臨時專利申請系列號61/435,939的優先權，它們的全部內容都通過引用并入本文。
技術介紹
將藥劑（例如，藥物或治療劑）在有效濃度上以活性狀態提供給特定細胞或組織類型的靶向給藥是長期追求的目標。要實現該目標需要克服許多困難。例如，首先需要將藥劑成功地輸送到期望靶標。當前所使用的主要輸送方法包括口服和注射。然而，注射會帶來疼痛，并且這兩種方法都容易提供藥劑的脈沖而不是優選的穩態給藥。另外，人體已經發育了許多阻止胃腸道中諸如酶催降解的外來物質的流入的系統，阻止越過上皮細胞的吸收、肝清除、以及免疫和排異反應的結構組件。已經開發了經皮給藥材料以試圖提供無痛路線用于在持續時間上輸送活性藥劑。為了成功，經皮方案需要輸送藥劑越過已經進化成具有防止外來物質侵入的基本功能的表皮。表皮的最外層，即角質層，具有通過將由角化粒保持在一起并嵌入脂類基質中的角質細胞和交聯角蛋白纖維重疊而提供的結構穩定性，所有的這些提供了極好的屏障功能。在角質層之下是顆粒層，其中角質化細胞之間形成緊密連接。緊密連接是屏障結構，其包括嵌入相鄰質膜中的跨膜蛋白質（例如，緊密連接蛋白（caludins）、密封蛋白（occludin）和接合粘連分子）網絡和多個斑蛋白（例如，ZO-1、ZO-2、ZO-3、扣帶蛋白、偶對蛋白）。緊密連接存在于內部上皮（例如，腸上皮、血腦屏障）以及皮膚的顆粒層中。在角質層和顆粒層以下的是棘層。棘層包括郎格罕氏細胞，其為樹突細胞，可以變為全功能抗原呈遞細胞，并可以引起對侵入藥劑的免疫反應和/或排異反應。雖然越過自然屏障有困難，但實現活性藥劑的輸送已經取得了進步，例如，經皮輸送。不幸的是，經皮法目前僅限定于輸送具有中等的親油性且沒有電荷的低分子量藥劑。即使在成功的穿過天然屏障后，關于維持所輸送藥劑的活性水平以及避免身體排異反應和免疫反應的問題依然存在。利用輔助方法以促進活性藥劑的經皮輸送已經改善了這種輸送途徑。例如，已經發現微針裝置有利于材料輸送進入或穿過皮膚。通常，微針裝置包括針陣列，它們可以穿透皮膚的角質層并到達底層。微針裝置的實例已經在Allen等人的美國專利No.6,334,856和Prausnitz等人的美國專利No.7,226,439中有所描述，它們均通過引用并入本文。然而，如上所述的，經皮輸送在越過角質層的屏障后呈現其他的困難。特別地，一旦藥劑已經輸送至目標區域，仍需合適地利用而不破壞藥劑或刺激免疫反應。例如，難以激勵定位至細胞內部的活性藥劑的內吞作用。研究者已經對輸送行為所處的分子環境有了一定的理解，以試圖克服這些問題。例如，已經發現殼聚糖能夠有效地打開腸上皮中的緊密連接（例如參見Sapra等人的AAPS?Pharm.Sci.Tech.，10(1)，2009年3月；Kaushal等人的Sci.Pharm.，2009年第77卷第877-897頁），還公開了通過標記的納米粒子的內吞作用的活性藥劑輸送（例如參見Lin等人的美國專利No.7,563,451和Havnie等人的美國專利No.7,544,770）。另外，已經發現鄰接細胞的表面的納米形貌影響這兩者之間的粘附特征并影響包括形態學、運動性、細胞骨架結構、增殖和分化的細胞行為（例如參見Hart等人的European?Cells?and?Materials，2005年增刊2第10卷；Lim等人的J?R?Soc?Interface，2005年3月22日，2(2),97-108；Yim等人的Biomaterials，2005年9月，26(26),5405-5413）。作為該初始研究的延伸，已經檢驗了支承襯底的納米形貌在組織工程學中的使用（例如參見Borenstein等人的美國專利申請公開No.2008/0026464和Schapira等人的美國專利申請公開No.2008/0311172）。雖然上面描述了本領域中的改進，但還存在改進空間。例如，提供活性劑有效輸送同時降低對輸送裝置和所輸送藥劑的潛在免疫反應和身體排異反應的裝置和方法將是有益的。
技術實現思路
根據本專利技術的一個實施例，公開了一種醫療裝置，其包括從支承件向外延伸的微針陣列。至少一個微針包含其表面上形成的多個納米結構，所述納米結構以預定圖案布置。根據本專利技術的另一實施例，公開了一種用于將藥物化合物輸送至皮下位置的方法。該方法包括利用與藥物化合物流體連通的微針穿刺角質層，所述微針含有多個形成在其表面上并以圖案布置的納米結構；以及使所述藥物化合物傳輸通過微針并穿過角質層。在本專利技術的又一個實施例中，公開了一種醫療裝置，其包括在表面上加工并限定了加工的納米形貌的多個納米尺寸結構。還公開了一種用于形成一種醫療裝置的方法，該方法包括在微針的表面上加工納米結構圖案。附圖說明在本說明書的剩余部分中，將參照附圖更加具體地闡明該主題的全面和允許公開，其包括針對本領域技術人員的最佳實施方式，其中：圖1示意了微針裝置的一個實施例。圖2示意了微針裝置的另一個實施例。圖3示意了微針的一個實施例，其包括限定可與細胞外基質（ECM）相互作用的納米形貌。圖4示意了可以形成在微針表面上的復合圖案的一個實施例。圖5示意了包括圖4復合圖案的多次迭代的圖案。圖6示意了Sierpenski三角形分形圖。圖7A-7D示意了復合分形和類分形的納米形貌。圖8示意了可形成在微針表面上的另一復合圖案。圖9示意了可以用于此處描述的納米尺寸結構的例證性堆積密度，其包括方形堆積設計（圖9A）、六邊形堆積設計（圖9B）、以及圓形堆積設計（圖9C）。圖10示意了用于確定細胞層TEER的方法。圖11A-11C示意性地說明了在形成裝置的一個實施例中所利用的納米壓印方法。圖12示意性的說明了裝置的一個實施例。圖13是輸送藥物化合物之前的透皮貼的一個實施例的透視圖。圖14是圖13的貼的正視圖。圖15是圖13的貼中釋放構件從該貼部分地分離的透視圖。圖16是圖13的貼的正視圖。圖17是圖13的透皮貼在釋放構件移除后和使用期間的透視圖。圖18是圖17的貼的正視圖。圖19是輸送藥物化合物之前的透皮貼的另一個實施例的透視圖。圖20本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.28 US 61/328,723;2010.11.08 US 61/411,071;1.一種醫療裝置，其包括從支承件向外延伸的微針陣列，其中所述
微針中的至少一個包含形成于其表面上的多個納米結構，所述納米結構以
預定圖案布置。
2.根據權利要求1所述的醫療裝置，其中所述納米結構為柱的形式。
3.根據權利要求1或2所述的醫療裝置，其中所述納米結構的至少
一部分具有小于約500納米以及大于約5納米的橫截面尺寸，或具有小于
約300納米以及大于約100納米的橫截面尺寸，或具有大約相同的橫截面
尺寸。
4.根據前述任一權利要求所述的醫療裝置，其中所述圖案還包括微
米結構，其中所述納米結構具有比所述微米結構小的橫截面尺寸，例如所
述微米結構具有大于約500納米的橫截面尺寸。
5.根據權利要求4所述的醫療裝置，還包括第二納米結構，其具有
小于所述微米結構橫截面尺寸且大于所述第一納米結構橫截面尺寸的橫
截面尺寸。
6.根據前述任一權利要求所述的醫療裝置，其中至少部分所述納米
結構具有從約50納米至約1微米的中心至中心的間隔。
7.根據前述任一權利要求所述的醫療裝置，其中兩個相鄰納米結構
的橫截面尺寸與這兩個結構的中心至中心間隔的比值介于約1:1至約1:4
之間。
8.根據前述任一權利要求所述的醫療裝置，其中至少部分所述納米
結構具有相等間距。
9.根據前述任一權利要求所述的醫療裝置，其中至少部分所述納米
結構具有從約10納米至約20微米的高度，或從約100納米至約700納米
的高度。
10.根據前述任一權利要求所述的醫療裝置，其中至少部分所述納米
結構具有從約0.15至約30的縱橫比，或從約0.2至約5的縱橫比。
11.根據前述任一權利要求所述的醫療裝置，其中所述圖案具...
【專利技術屬性】
技術研發人員：R·F·羅斯，
申請(專利權)人：金伯利克拉克環球有限公司，
類型：
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。