其上含有納米結構的復合微針陣列制造技術

所公開的是一種復合微針陣列，其包括微針和微針上敷設的薄膜。所述薄膜包括其上加工的多個納米尺度結構。裝置可以用于與皮膚結締組織成分交互作用。可以加工隨機的或非隨機的結構圖案，諸如包括不同尺寸和/或形狀結構的復合圖案。裝置可以有利地用于輸送藥劑至細胞或組織。裝置還可以通過所加工的納米形貌與細胞的質膜和/或與細胞外基質成分的交互用于直接或間接改變細胞行為。

【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系列號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序列號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
主要的藥物給藥方法包括口服和注射，但是這些方法存在困難。例如，注射會帶來疼痛以及這兩種方法都容易導致藥劑的猝發而不是優選的穩態給藥。另外，口服和注射給藥的長期成功使用都需要患者一貫地遵守該給藥方法的時間要求。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劑，而很少或不會中斷患者的日常工作。不幸的是，天然皮膚特性，諸如角質層的重疊角質細胞、顆粒層的緊密連接、以及可能引起免疫反應和/或身體排異反應的棘層郎格罕氏細胞，都呈現出針對活性劑成功經皮給藥的屏障。包括可以促進活性劑的經皮給藥的微針的裝置改善了經皮給藥。微針經皮裝置包括針陣列，它們可以至少穿透皮膚的角質層并到達皮膚的底層。在一些裝置中，微針被設計為穿透至不刺激神經末梢和引起疼痛反應的深度。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中描述，它們均通過引用并入本文。不幸的是，即使在經皮裝置上包含微針，經皮裝置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的藥劑。即使在成功的穿過天然皮膚屏障后，與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相關的問題依然存在。已經發現毗鄰細胞的表面的納米形貌影響了該表面與細胞這兩者之間的粘合特性，以及影響了包括形態學、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頁；Yim等人的Biomaterials，2005年9月第26卷第26期第5405-5413頁）。作為該初期研究的延伸，在組織工程學中支承襯底的納米形貌已被檢驗使用（例如參見Borenstein等人的美國專利申請公開號2008/0026464和Schapira等人的2008/0311172）。本領域所需的是改善的給藥裝置。例如，提供活性劑有效給藥同時降低對給藥裝置和給藥藥劑的潛在免疫反應和身體排異反應的裝置是有益的。
技術實現思路
根據一個實施例，所公開的是一種復合微針陣列。陣列可以包括微針組件，其包括具有第一表面和第二表面的支承件，其中多個微針從所述第一表面向外延伸。陣列還可以包括覆蓋在微針組件的微針上的薄膜，其至少部分地符合這些微針的形狀。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針組件，而所述薄膜的第二表面可以在其上包括多個納米結構，這些納米結構以預定圖案布置。還公開了一種用于形成復合微針陣列的方法。方法可以包括在微針組件上敷設薄膜，并將該薄膜結合至微針組件以使得所述薄膜至少部分地與所述微針陣列一致并粘附至所述微針組件。附圖說明一個全面而允許公開的主題，其包括針對本領域技術人員的最佳實施方式，將參照附圖更加具體地在本說明書的剩余部分中加以闡明。其中：圖1示意性的說明了微針陣列的一個實施例。圖2是微針陣列的另一實施例的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。圖3和4是可根據本專利技術公開實施例形成的微針陣列的局部截面圖。圖5A和5B示意了可施加至微針陣列的納米圖案薄膜的相對兩側。圖6示意了可以形成在薄膜表面上的復合圖案的一個實施例。圖7示意了包括圖6復合圖案的多次迭代的圖案。圖8A-8D示意了復合分形和類分形的納米形貌的實例。圖9示意了可形成在薄膜表面上的另一復合圖案。圖10A-10C示意了可以用于納米尺寸結構的例證性堆積密度，如這里所描述的，其包括方形堆積設計（圖10A）、六邊形堆積設計（圖10B）、以及圓形堆積設計（圖10C）。圖11示意了公知為Sierpenski三角形的分形圖。圖12示意性的說明了微針的一個實施例，其包括表面上的薄膜，該薄膜限定了納米形貌，其可與細胞外基質（ECM）相互作用。圖13示意性的說明了在陣列的微針上覆蓋納米圖案薄膜以形成復合微針陣列的方法。圖14A和14B示意性的說明了分解視圖（圖14A）和組裝視圖（圖14B）的給藥裝置的一個實施例。圖15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16是圖15的貼的正視圖。圖17是圖15的貼的透視圖，其中的釋放構件從該貼部分地被撤出。圖18是圖15的貼的正視圖。圖19是圖15的透皮貼在釋放構件移除后和使用期間的透視圖。圖20是圖19的貼的正視圖。圖21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22是圖21的貼的正視圖。圖23是圖21的貼中釋放構件從該貼部分地被剝離的透視圖。圖24是圖23的貼的正視圖。圖25是圖21的貼中釋放構件從該貼完全剝離后的透視圖。圖26是圖21的透皮貼在釋放構件移除后和使用期間的透視圖。圖27A-27E示意了如這里描述的多個納米形貌圖案。圖28是包括納米圖案化表面的薄膜的SEM。圖29A和29B是包括另一納米圖案表面的薄膜的兩個SEM。圖30是包括另一納米圖案表面的薄膜的SEM。圖31是包括另一納米圖案表面的薄膜的SEM。圖32是包括另一納米圖案表面的薄膜的SEM。圖33是包括另一納米圖案表面的薄膜的SEM。圖34是包括另一納米圖案表面的薄膜的SEM。圖35是包括另一納米圖案表面的薄膜的SEM。圖36是包括另一納米圖案表面的薄膜的SEM。圖37是包括覆蓋于微針上的薄膜的微針陣列，所述薄膜在其上限定納米結構圖案。圖38是圖37的陣列中的單個微針。圖39以圖表示意了通過圖37所示意裝置給藥的蛋白治療劑的PK曲線。圖40A和40B是蛋白治療劑經皮給藥穿過皮膚后的皮膚截面圖像。圖40A是與其上限定納米形貌的經皮裝置接觸的皮膚截面，以及圖40B是與不包括形成于其上的納米形貌的經皮裝置接觸的皮膚截面。圖41以圖表示意了通過這里所描述的裝置給藥的蛋白治療劑的血清濃度。具體實施方式現在將參照所公開主題的各個實施方式予以詳細描述，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;1.一種復合微針陣列，其包括
微針組件，其包括多個微針；和
薄膜，其敷設所述微針組件的各所述微針，所述薄膜具有第一表面和
第二表面，所述薄膜至少部分地與所述微針一致，其中所述薄膜的所述第
一表面粘附至所述微針組件，所述薄膜的所述第二表面包括形成于其上的
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所述的復合微針陣列，所述微針中的至少一個包
含沿所述微針長度的通道。
3.根據前述任一權利要求所述的復合微針陣列，至少部分所述納米
結構具有小于約500納米且大于約5納米的橫截面尺寸。
4.根據前述任一權利要求所述的復合微針陣列，其中所述圖案還包
括微米結構，所述納米結構具有小于所述微米結構的橫截面尺寸。
5.根據權利要求4所述的復合微針陣列，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復合微針陣列，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。
7.根據前述任一權利要求所述的復合微針陣列，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。
8.一種透皮貼，其包括權利要求1-7中任一項所述的復合微針陣列。
9.根據權利要求8所述的透皮貼，還包括貯液器，其用于保持藥物

【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：