专利名称：将组合物输送给皮肤的微观结构的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及将一种组合物输送到皮肤内的系统，尤其涉及这样一种制品，其可用于将一种组合物经皮肤(皮下)输送进皮肤。本发明特别公开了一种平面排列的微型元件，它能够刺进皮肤表面并且穿透到表面一定深度，在该深度，可以有效地施用一种组合物。该制品能够经由与其相连的贮存器输送一种组合物，或者将该组合物直接涂覆到皮肤上，并且与该制品结合在一起使用。
背景技术：
人体皮肤是人体最大的器官。除了能够调节皮肤温度以外，皮肤最重要的功能在于作为一种有效的屏障，防止身体遭受外来伤害，如有毒物质、微生物以及由于机械伤害所造成的外来伤害。人类皮肤包括多层最外层是角质层，其包括死亡的皮肤细胞，并且构成身体第一保护层的重要部分。大多数皮肤包括有1 5至20层死亡细胞厚度(约10至20微米厚)的角质层。但是，某些“耐用的”的皮肤层，如脚后跟或老茧包括100至150微米厚的角质层。平均来讲，皮肤每天自然地至少脱落一层，并且第1至4层皮肤可以除去，而不会影响皮肤的保护性质或皮肤健康。事实上，除去最多四层角质层可以形成化妆品更能均匀涂覆的皮肤表面，并且一旦涂覆，就会产生更美丽动人的外观。
穿透皮肤外层来输送药物组合物的方法已为人们广泛应用。典型地，皮下输送、肌内输送以及静脉内输送正在影响药物注射的方式。人们已经开发出了具有较弱侵害性的方法，并且这些方法已被广泛使用。在这些“局部”敷贴给药中包括贴片，贴片用来提供组合物的缓慢释放，如治疗飞机晕机和运动病的组合物或戒烟用的组合物。但是，这些贴片输送系统依赖于其处方设计，该设计能将活性成分输送并穿过皮肤屏障，进入血液流通系统。因此，制剂处方和剂量限制可能会对通过贴片输送药物和皮肤改善组合物构成阻碍。
因此，人们一直希望有一种制品，其能用于将一种组合物经由皮肤(或皮下)输送到皮肤上。特别是，人们还需要这样一种制品，它能刺入皮肤表面或者能够穿透至皮肤一定深度，在该深度，可以有效地施用一种组合物。
解决上述长久期待的需求的一种方法是含有多个微型针的“贴片”，其中每一个微型针均设计成刺入皮肤最高达预定的深度，该深度典型地大于皮肤角质层的正常厚度。采用这种微型针贴片所产生的一个极大的益处是其大大克服了皮肤的屏障阻挡功能，而与此同时，如果它们设计成不刺透表皮，这些微型针则是无痛的和无血的。
使用微型针的一个问题在于，首先，它们需要直接推向皮肤的运动，该运动所赋予的力可能足以或不足以使之完全穿透角质层；其次，即使它们穿透角质层，它们将流体(如液体药物或其它活性成分)通过其较细小的开口排出的效率也不会高(这些微型针通常直径非常小)。若能够提供一种微观结构(例如，手持贴片的形式)使某种流体化合物高效地穿过角质层，并且要使该微观结构沿基本上平行于皮肤表面的方向、而不是垂直于皮肤的方向滑动或摩擦而穿透外皮(如角质层)，那将是一种改进。滑动/摩擦将会使每一个微型元件由该微观结构的基体(或基础)突出，从而多次切开或切割皮肤外层，这将在皮肤的局部区域增加皮肤的渗透性(即其降低了皮肤的阻挡特性)。
发明概述因此，本发明的一个优点在于提供了一种方法和装置，通过它可向人的皮肤输送有益于皮肤的物质或者经皮肤向皮肤内层输送组合物。
本发明的另一个优点在于提供了一种制品，它能刺入皮肤表面，或者穿透皮肤表面达一定深度，在该深度可以有效地施用组合物。
本发明更进一步的优点在于提供了一种制品，它能重复刺入皮肤到达预定的深度，从而提供了将组合物输送到角质层下的手段。
本发明还更进一步的优点在于提供了一种制品，它能应用到皮肤表面并且用于在延续更长的时间段内有控制地释放组合物。
本发明的更更进一步的优点在于提供了作为一种制品的微观结构，该微观结构能够通过基本上与皮肤表面平行、而不是与皮肤表面垂直的滑动或摩擦运动而刺入皮肤外层中。
本发明还有一个优点在于提供了作为一种制品的微观结构，该微观结构能够通过滑动或摩擦运动而刺入外层皮肤中，这样每一个由该微观结构基体突起的微型元件可以在皮肤外层形成多个细缝或切口，并且由此增加皮肤的渗透性。
本发明的其它优点和其它新特征部分公开在其后的说明书中，对于那些熟悉本领域的技术人员来说在查看完后面的部分以后就会明白，或者可以通过阅读本发明的实施情况而获知。
为了实现上述和其它优点，并且根据本发明的一个方面，本发明提供了一种用于减小皮肤屏障性能的方法，其中该方法包括下列步骤(1)提供一种具有一个基体和多个微型元件的微观结构，该微型元件由基体上至少突起一个预定的前突距离；以及(2)将该微观结构放在皮肤上并进行摩擦，其中该摩擦运动发生在基本上与皮肤表面平行的方向上，并且其中至少一个预定的前突距离足以使这些微型元件中有许多个能刺入皮肤角质层。
根据本发明的另一方面，提供了一种改进的微观结构装置，该装置包括一个基体和固定到所述基体第一表面上的多个微型元件；其中所述的多个微型元件具有预定的尺寸和形状，从而当将所述的微观结构装置放在所述的皮肤上并且在至少一个预定的方向上移动时，可以刺透皮肤角质层，其中至少一个预定的方向是基本上平行于皮肤表面的方向。
本发明还涉及制品的实施方案，该制品可以经由皮肤受控地连续输送增强的组合物、药物组合物或其它类似物。
对于本领域技术人员来说，由后面的说明及附图，本发明的其它优点将会变得显而易见，在该附图中，描述和公开了本发明一个最佳实施模式，在该模式中采用了本发明优选的实施方案。正如人们将认识的那样，本发明可以有其它不同的实施方案，并且其几个细节可以在不同的、明显的方面进行改变，但所有这些改变均没有脱离本发明的范围。因此，这些附图和描述可以认为是描述性的而非限制性的。
除非另有说明，否则本文中所述的所有百分数、比率和比例均以重量计。除非另有说明，所有温度的单位都是摄氏度(℃)。所有引用的文献均作为参考而引入相应的部分中。
附图简述插入该说明书并且构成说明书一部分的附图显示了本发明的几个方面，并且与说明书及权利要求书一起用于解释本发明的原理。在这些附图中
图1是根据本发明的原理设计排列的形状为锥体的微型元件的平面图。
图2是图1中锥体微型元件之一的透视图。
图3是根据图1中排列的锥体微型元件，其中增加了基体中的穿孔(通孔)，以及沿微型元件侧面的通道槽。
图4是图3中锥体微型元件的透视图。
图5是根据本发明的原理设计排列的形状大体为立方矩形的微型元件的平面图。
图6是图5中立方矩形微型元件之一的透视图。
图7是图5中排列的立方矩形微型元件的平面图，其中增加了基体中的穿孔。
图8是图7中立方矩形微型元件的透视图。
图9是根据本发明的原理设计排列的形状为楔子形的微型元件的平面图。
图10是图9中楔子形微型元件之一的透视图。
图11是图9中排列的楔子形微型元件的平面图，其中增加了穿孔，这些孔穿透微型元件并且穿透或进入基体。
图12是具有图11中所示的具有穿孔的楔子形微型元件之一的透视图。
图13是图9中排列的楔子形微型元件的平面图，在该微型元件中有一个通道槽，该通道槽穿透或进入基体。
图14是具有图13的具有通道槽的楔子形微型元件之一的透视图。
图15是根据本发明的原理设计排列的形状为长三角形的微型元件的平面图。
图16是图15中长三角形微型元件之一的透视图。
图17是图15中排列的长三角形微型元件的平面图，其中增加了基体中的穿孔以及沿三角形微型元件表面的延长的通道槽。
图18是图17中长三角形微型元件之一的透视图。
图19是根据本发明的原理设计的、紧密间隔排列成组的三角楔子形微型元件的平面图。
图20是图19中紧密间隔的三角楔子形微型元件之一的透视图。
图21是根据本发明的原理设计排列的形状为带有楔形梢的弓形微型元件的平面图。
图22是图21中的楔子形，弓形微型元件之一的透视图。
图23是图21中排列的楔子形，弓形微型元件的平面图，其中增加了穿孔，这些孔穿透微型元件并且穿透或进入基体。
图24是具有图23的具有穿孔的楔子形，弓形的微型元件之一的透视图。
图25是图21中排列的楔子形，弓形微型元件的平面图，在该微型元件中有一个通道槽，该通道槽穿透或进入基体。
图26是具有图25的具有通道槽的楔子形，弓形微型元件之一的透视图。
图27是在皮肤中形成细缝或切口的一种“直”楔子形微型元件102的透视图。
图28是图10中楔子形微型元件的局部截面正视图，其中侧壁与基体平面垂直。
图29是类似于图10中的楔子形微型元件的局部截面正视图，其中侧壁与基体平面不垂直，而是呈一个角度关系。
图30是类似于图23中所示排列的微型元件的局部截面正视图，其中增加了通向主基体下方的贮存器结构的穿孔或通道。
图31是从图10可以看到的微型元件结构的平面图，其中增加了无纺背衬材料，该材料层压在原基体上。
图32是层叠在无纺背衬层上的多个微型元件条的平面图。
图33是如图10中所示排列的微型元件的局部截面正视图，图中还显示了该基体与无纺背衬层的细节。
发明详述现在详细参照本发明优选的实施方案，其中一个实例结合附图进行说明，其中相同的数字在所有视图中标示相同元件。
本发明涉及通过使用一种制品经由皮肤输送一种组合物到达身体中，该制品可以受控制地透过人的皮肤外层。本发明还涉及一种实施方案，其中该制品与皮肤表面保持接触，并且能够延长输送组合物的时间，或者延长对体液，如组织液的取样。
就本发明的目的而言，术语“经皮肤输送”定义为“通过一种制品将一种组合物受控地输送到人的皮肤上，其中该制品能够穿透皮肤层到有限的深度，不会形成相应的外伤”。词语“经皮肤”和“皮下”在本文中可以替换使用。术语“外伤“在本文中定义为“与该制品施加到皮肤上有关的疼痛、出血、擦伤、肿胀、皮肤区域损伤等”。
自我施用药物对于许多个人来说是必需的。除了局部涂覆药物治疗皮肤本身以外，绝大多数给药法是口服自我给药。但是，人们普遍认为某些种类的制剂，如药物制剂最好直接给药到身体组织中，如通过静脉内(IV)、肌肉内(IM)注射。当采用IV和IM注射技术时，就需要进行多种考虑。例如，在制定治疗计划时，给药人员的技术、病人自我给药注射的愿望或者病人自我输药的效果都是必需考虑的。
这些方面可以暂搁一边，组合物、药物或其它成分可以用常规方式输送到人体中，没有痛苦、肿胀、外伤的担心或无需强迫患者。此外，本发明的系统和原理消除了贮存和重复提供注射器、棉签或类似物品等的必要性。
皮肤角质层包括死亡的皮肤细胞层，它们是身体外保护层的一部分。皮肤细胞最外层，对于耐久用的皮肤区，如老茧的常规厚度约为100微米至250微米，而常规的“薄”皮肤包括约10至15微米厚角质层。本发明的一个方面涉及穿透或刺透角质层。其中所述的制品可以设计成提供各种尺寸和形状的穿透性微型元件。实现这一点的一种途径是调整微型元件的构型和/或微型元件从特定的基体元件突出的末端的距离。
通过调整穿透性微型元件的构型，不仅可以调节穿透皮肤的深度，而且可以调整穿透的类型。举例来说，本发明的制品可以具有空心或带凹槽的穿透性微型元件，这些空腔或凹槽可以作为物质从中流过的通道。这些通道可以将一种组合物传送到皮肤上，如传送一种药物，优选地没有出血、痛苦或其它有关的外伤。术语“微型元件”和“穿透性微型元件”用于本文中时是可以替换的。
制品本发明的制品包括一种基础元件(或“基体”)，在该基体元件上固定或放置了多个微型元件。下文中描述了该基体元件和相应的微型元件。
基体元件本发明的制品包括至少一个具有第一面和第二面的基体元件。在该第一面上固定如下文中所述的穿透性微型元件。除了提供用于固定微型元件的模板或基体结构以外，第二面或背面可以包含用于手持该制品的把手或其它装置。在另一实施方案中，在第二侧面上可以设置一种物质，它可以使使用者仅用手指就可以抓住、握住或以其它方式控制制品的移动。采用一种具有触觉表面的材料特别适合于这样的实施方案，其中该基体元件包括薄的、柔性的材料，如纸片或聚合物薄片。本发明的一种实施方案包括由柔性的薄片组成的基体元件，并且该薄片的厚度由所需柔软度决定。该柔性板的特有刚度足以提供模板，微型元件可固定在该模板上，同时柔性板又较容易变形以适合皮肤表面的轮廓。
本发明的基体元件可以具有任何形状或结构。举例来说，一种实施方案涉及环形基体元件，而另一种实施方案涉及具有宽度和长度的矩形基体元件。对于包括“微型元件角”小于90度(如下文中所定义)的微型元件制品来说，矩形基体元件将具有左侧边和右侧边。该基体元件的右侧边缘定义为当该基体元件的第二面面向下(背对观察者)、且第一面面向观察者时沿该基体元件右侧的边缘。左侧边缘则与该定义相反。
在本发明的另一个实施方案中，第二面可有一种贮存器(或腔室)与其相连(或与其形成一体)，它含有可流动的(或“流体”)组合物，或者具有至少一个用于容纳从皮肤上除去的物质(如组织液)的贮存器。对于这种实施方案来说，一种选择方案是改变基体元件，使之包括多个空心元件，或者在实心微型元件中提供通道槽或孔开口。显然，这些空心元件或通道槽提供了将可递送的物质或可除去的物质由该基体元件的第一面流动到第二面的途径，反之亦然。这些空心元件还可以对准空腔元件、通道槽、孔隙或其它通道，它们以如下文所述方式改变该微型元件，以使可流动的组合物由贮存器经由基体元件中的空心元件、通过所述微型元件中的管或通道槽到达皮肤表面。
对于本发明的目的来说，术语“流体”或“流体性”的含义包括可流动的液体、可流动的气体、较低粘度的乳液、含有固体颗粒的可流动溶液等。“流体化合物”或“流体物质”具体包括这类液体、气体和溶液；这些化合物或物质可以包括一种活性成分、药物或一种皮肤调理剂或其它有用的成分；或者术语“流体化合物”可以表示至少两种活性成分或药物等，包括生物活性成分和化学活性成分(在同一种流体化合物中)。
穿透性微型元件本发明的制品还包括多个穿透性微型元件，它们固定在基体元件的第一面或第一表面上。该微型元件的“近端”定义为“固定在基体元件上或对准该基体元件的穿透性微型元件的端”；该穿透性微型元件的“远端”定义为“与皮肤接触的穿透性微型元件端，并且是微型元件的与近端相对的端”，术语“穿透性微型元件”定义为“由基体元件的第一面向外延伸并且以一定连接角固定在其上(或由其上突出)的用于接触皮肤的附件”，术语“穿透性微型元件”是指与皮肤接触并且不仅包括附件本身、还包括连接角、任何空心元件或凹槽、该微型元件的密度(以单位平方厘米的附件数量测定)以及任何预先放置在微型元件表面的组合物的整个元件。
该穿透微型元件的通常目的在于刺进、切割或以其它方式打开皮肤外层至预定的深度或构型，从而输送组合物。在本发明的一种实施方案中，该穿透元件是耐用的，因此可重复使用；但是，一次性使用的微型元件的方案也包括在本发明之内，一次性使用的微型元件在使用后不需要进行清洗或消毒。
对于本发明的目的来说，术语“刺入”(或“切割”)在本文中用来限定具有预定高度和宽度的穿透性元件的使用，其中当使用者通过该微观结构贴片而向皮肤上施加均匀压力和滑动力的同时，将该皮肤切割至预定的有限深度和预定的细缝开口宽度，其中由该微型元件形成的切口深度和缝开口宽度直接与皮肤愈合时间相关(即皮肤恢复其阻挡性所需的时间)。刺入元件典型用来穿透容易切割的组织或者机械受损的组织，如接触起来比较嫩软或者靠近处理区已经形成结痂的皮肤区。此外，“刺入”的穿透元件可以更适合用于治疗烧、烫伤，如一级或二级烧伤的皮肤移植或组织受损。
术语“刺入”典型是专指单个有效的行程，而“锯齿”穿透元件用来穿透皮肤，它们更耐用并且能承受机械压力载荷，虽然这种锯齿运动也可以用在正常的“薄”皮肤上。本发明使用的锯齿运动实施方案可以用于皮肤的“耐用区域”，并且包括足跟和脚趾以及老茧、鸡眼等。事实上，本发明的所有的实施方案可以用于单次穿透行程中，也可以相对皮肤表面进行前后运动(或“锯齿运动”)。
本发明使用的术语“摩擦”代表一种动作，通过该动作，将本发明的一种微观结构放在皮肤上并且沿皮肤表面运动(或“擦抹”)。该摩擦作用可以人工实现，也可以通过一种装置实现。换句话说，该微观结构可以用手握住并且手动在皮肤上摩擦，或者可以将该微观结构放在一种机械设备上，该设备可在皮肤表面上移动(或摩擦)该微观结构。
术语“皮肤”在本文中定义为“动物皮肤，包括人体皮肤、植物皮肤或表面，以及其它不具有真正“皮肤”器官的生物结构，如植物或动物组织样品”。
对于本发明的目的而言，术语“固定”在涉及将微型元件连接到基体元件上时，是指“恒久地保持在基体元件第一面上”。固定住的微型元件既不可去掉，也不可分离。当本发明的微型元件涉及术语“固定”时，可以包括任何合适的实施方案。举例来说，该微型元件和基体元件可以包括同一种均匀的组合物，该微型元件也可以从构成第一面的材料上伸出。
另外一种选择是，在一个独立的实施方案中，该微型元件可以在一个单独的操作或制造步骤中施加到基体元件上，如层压到无纺布基体上。因此，这些微型元件可以按照设计者希望达到的微型元件密度或构型或者希望达到的穿透性能的任何方式设计并施用。其它合适的微型元件结构包括在下列美国专利申请中所描述的那些09/580,780，09/580,819和09/579,798(均在2000年5月26日申请)；09/614,321(2000年7月12日申请)(所有这些申请均普通转让给Procter &Gamble Company，并且作为参考而引入本文)。
对于本发明的目的而言，术语“微型元件密度”定义为“单位平方厘米基体元件表面的微型元件数量”。
构成该微型元件的附件可以具有任何构型，这些构型能够提供输送组合物或治疗所必需的穿透皮肤作用。本发明的一种实施方案涉及多个附件，其形状为圆或椭圆的棒形，也许沿其整体长度具有均匀的圆周。平坦附件包括立方体或立方矩形(或开放的盒子形)，其长度和宽度在附件整个高度上是均匀的(但不一定是彼此相等的)，并且其远端构成一个平面，如正方形、矩形或梯形，其中平面与基体元件平行或成一个角度。楔子形附件具有接近矩形基体，它逐渐减小为一条线，优选地它具有与矩形基体相同的长度。某些楔子形附件具有倒过来的外形。锥体附件可以构成在近端基体处具有三个或四个面的基体，并且在远端逐渐减小为一点或圆顶。可供选择地，该楔子形附件可以是三角形截面，它有助于除去皮肤毛囊。本发明的附件还可以是缠绕的或者是弓形的，从其近端至远端有任意数量的转弯。
本发明的一种实施方案涉及多个刺入元件，这些元件侧向排列并经过基体元件的前边缘。锯齿状方案可以具有以多种方式变化的锯齿，例如锯齿的尺寸(高度)、锯齿之间的间距以及是否锯齿端部变为更窄的宽度。其它穿透元件包括正方形或长方形杆、叶片(圆形和直线形)、直的或弯的楔子形，或者锥体的、圆柱体的、方形和星形元件。
针对本发明的目的，术语“穿透元件角度”是指“穿透微型元件的附件由基体元件上突起的角度”。例如，垂直固定到基体元件上的微型元件具有90度穿透元件角。本发明的微型元件可以任何角度固定到基体元件上，从约30至约90度(垂直)。但是如果该制品的使用方向不对称，则可以将该微型元件以约30度至约150度的任何角度固定到基体元件上。此外，与基体元件不垂直的微型元件可以与矩形或正方形基体元件的任何边呈一定角度，也可以垂直于沿环形基体元件圆周任意一点的切线。
本发明的穿透微型元件还包括空心元件或包含凹槽。空心元件典型地沿该微型元件附件部分的纵轴分布，并且与基体元件中相应的空心元件或通道相通。凹槽或刻成锯齿形的元件沿附件的表面产生，并且与空心元件相似，其作用在于提供一种方法，可使溶液输送到由穿透元件在皮肤上产生的裂缝中。若方案具有至少一个贮器或腔室，则它可以将流体化合物输送到皮肤中。
本发明的微型元件的范围可以从绝对刚性(非柔性)的到柔性的。对于本发明的目的而言，术语“柔性的”是指“在对皮肤的使用过程中，附件的远端可以弯曲或变形直至与上文所述微型元件角成90度”。弯曲90度的垂直附件与基体元件平行。具有45度微型元件角的附件可以变形或弯曲成135度。但是，应当明白，切入皮肤中的穿透性微型元件如下文中所述，典型地是非刚性的。
本发明的穿透元件可以具有与基体元件表面相距最远达1000微米的伸出距离。术语“伸出距离”在此定义为“沿与基体元件的平行线到穿透微型元件远端的距离”。对于垂直微型元件来说，附件长度与伸出距离是相等的。例如，角度为30度的微型元件，其伸出距离等于附件长度的一半。
本发明的一种实施方案涉及伸出距离约为1至1000微米的微型元件。另一种实施方案涉及伸出距离约为1至200微米的微型元件。另一种实施方案包括附件伸出距离约为1至20微米的穿透微型元件，而其它的实施方案包括伸出距离约为5至20微米和约4至20微米以及约4至10微米的方案。其它实施方案包括没有伸出距离范围但具有更具体的距离，如4微米方案、5微米方案和10微米方案。
本发明的穿透微型元件可以包括具有柔性元件和刚性元件的附件，如具有由元件的大约中部延伸到近端的刚性部分和从大约中部延伸至远端的柔性部分的附件。由数种材料复合而成的制品可以包括薄的柔性基体元件，在该元件上分布有刚性的非柔性的穿透性微型元件。如上所述，本文中所述的绝大多数穿透性微型元件，其性质是刚性的。
本发明的制品可以包括多种排列，每一种排列包括相同或不同类型或大小的微型元件，其中微型元件的各种属性，包括微型元件的密度、附件类型、微型元件角、空心元件与具有或不具有凹槽的实心元件、变形程度、伸出距离等在不同的排列或者同一特定排列中可以有所不同。对于本发明的目的而言，术语“排列”可定义为“一种图案形式中的多个微型元件”。
在某些情况下，一些集合的排列元件与另一排列相隔一定距离，该距离大于构成第一排列的微型元件之间的距离。在其它情况下，排列可以包含具有相同间隔距离的不同类型的微型元件。沿两处分开的且属于不同排列的边缘的微型元件之间的距离可以大于同一排列成员的两个微型元件之间的距离。或者，在同一排列中也可以存在数个不同的微型元件形状或伸出尺寸，其中所有单个元件在整个结构中以一致的方式彼此间隔。
这些微型元件优选具有通过切割(“切开”)、切开或犁槽运动而全部穿透角质层的长度和形状。微型元件全部切入或穿透角质层的特性还可以通过指导使用者基本上在一个方向(或者基本上沿代表前后方向的一条线)上移动该“贴片”或微观结构而得到进一步改善，从而使微型元件上的“较锋利的”边缘会切割或在皮肤上层中挖出槽；这将使液体或乳膏状物质(即流体化合物)放入到在角质层形成的细缝或切口中，并且大大增加这种流体或乳膏(如活性成分、药物、或其它化合物)进入角质层的量。此外，只要对穿透深度进行适当控制(通过提供具有适当形状和长度的微型元件来实现)，皮肤会非常快地愈合；在某些情况下，皮肤的屏障性能将会在两个小时以内恢复。
使用“实心”微型元件的方法由本发明人在两个主要的实施方案中提出(1)首先用微观结构(或贴片)切割(或“刺入”)皮肤，而后在抽出该微观结构贴片以后，在相同的皮肤区域上涂覆流体材料(如一种活性成分)，流体材料将会经过之前形成的细缝而渗透到角质层中；或者(2)首先在皮肤上涂覆流体材料，而后将该微观结构贴片放在相同的皮肤区域上并且切割(或切开)该皮肤，从而促进(或使迫)流体物质穿透角质层。
更进一步的使用方法涉及具有孔或通槽的微型元件，或是在基体上靠近微型元件的地方有通孔的微型元件。在这种使用方案中，皮肤被切割(“切开”)并且将流体材料在一个程序步骤中通过孔/槽涂覆在皮肤上。当然，在流体材料流经过在其中形成的孔槽之前，首先必须将皮肤实际切开或切过其角质层，但这基本上是在使用者进行一次前后移动时就实质性地发生了(或者也许仅在一个方向上一次移动某些微观结构的物理构型就足够了)。某种类型用来容纳流体材料的贮器要求作为这种方法中的微观结构贴片的一部分，虽然如下文所描述，对于这些贮器的精确结构而言，还会有一些变化。
现在参见附图，附图1表示通常用参考数字10表示的微观结构排列，它包括多个位于基体14上的微型元件12。附图1中，每一“列”微型元件10与相邻列的类似微型元件错开。但是如果需要，可以使每一列彼此对齐并且去掉错位。或者，在微型元件图案重复之前，可以有数个具有不同错位的列，或者该错位是基本上随机的，因此没有重复的图案。
附图2是微型元件12的放大图，其外观是四面锥体。该锥体的每一面用参考数字20表示，面与面之间的棱或“角”用参考数字22表示。该锥体的顶用24表示，每一面的底边用26表示，面与基体14在该基线处相交。
排列10的微型元件通过使其形成一种可用人手抓握的贴片而非常适合用于穿透皮肤角质层，将其置于皮肤的特定区域，而后以一条直线方向前后摩擦(或者如果需要可以以圆圈方式运动)。当贴片或排列10与皮肤相摩擦时，微型元件12将穿透到死亡皮肤细胞中，并且还带有一些侧向滑动(它基本上与皮肤表面平行)，而不是采用推或拉运动(基本与皮肤表面垂直)。
排列或贴片10将正确地履行其穿透角质层的功能，而无论单个微型元件12的方向相对于贴片10的移动方向如何。换句话说，这些微型元件12在操作过程中是遍及各方向的，并且所有方向都是优选的或甚至是“预定的”。下文描述的本发明的其它实施方案不是遍及各方向的，并且就它们的单个微型元件的运动方向而言，它们只是单向的或双向的。
微型元件将切入皮肤达预定的“穿透深度”，该深度将受到(并且可能基本上等同于)微型元件12的“突起距离”的控制。本发明的其它实施方案如下文中所述将起到类似的功能。
微观结构10的另一个特征在于它能用来涂覆液体或乳膏形式的调理剂或其它类型的化合物。就在微观结构贴片10穿透皮肤区域以后，角质层中将产生许多细缝或切口，其明显降低(至少暂时)了皮肤屏障性能。现在，可以将一种流体化合物涂覆到皮肤上，这将更容易进入皮下层。如果需要，该流体化合物可以是某种类型的药物或其它活性成分。下文中所描述的其它微观结构同样适用于这类局部涂敷流体化合物使其穿透到皮肤中。
微观结构10的更进一步的特征在于它能够将化合物先应用到基体14和/或微型元件12上，而后再将它们放置在皮肤区域上。当将微观结构贴片10放在该皮肤上，它会将这种化合物的一部分施加到被穿透的相同皮肤区域上，这基本上是同时发生的。下文中所述其它微观结构本身也可以同时将流体化合物递送到被穿透的相同皮肤区域上。当然，下文中所述的包括基体上有通孔的实施方案(如见图3和4)可能不会是作为化合物递送的方法的首选，但如果需要，也可以以这种方式使用这种装置。预先涂覆到微观结构10表面上的化合物既可以由使用者放入，也可以在制造该微观结构10时放入。
附图3显示了类似的微型元件排列，通常用参考数字30表示，其中增加了通孔和通道槽。基础或基体34包括多个通孔36，它们靠近各个锥体微型元件32的底部。这些通孔36可以穿透整个基体34，或者可部分穿透基体并且与垂直于通孔方向走向的通道相连，并且在多个通孔之间形成共同连接。
在附图4中还可以看到进一步的细节，其中可以看到锥体微型元件32的侧壁40具有凹形通道槽38，它与通孔36相连。侧壁40的边为参考数字42，锥体的各个底边为46，锥体的顶为44。
在附图3和4中，32处的多个锥体结构排列30在靠近该锥体的每一面均有通孔。当然，如果需要，每一个锥体微型元件32可具有较少数目的通孔36。或者，如果需要，该排列中的一些锥体微型元件32没有相邻的通孔。这种微型元件(或该排列中的其它元件)还可以去掉通道槽38。
附图3和4的结构可用于同时进行穿透和药物递送步骤。尽管排列或“贴片”30沿皮肤摩擦，但角质层的皮肤细胞将被单个锥形微型元件32切割、切开或割成细缝(或者穿透)，这将使皮肤为将任何类型的流体化合物随后通过皮肤表面区域“注射”到其中做好了准备。毛细管作用力将有助输送药物或其它活性成分。当然，例如，可以采用机械压力或离子电渗疗法来帮助输送。
应当明白，除了输送流体化合物如药物到皮肤中以外，图3和4中所公开的微观结构可以用来对间质液进行取样。在这种情况下，流体将当然地以相反的方向流过通孔36，并且如下文中所描述，随后被导向到收集贮器或腔室。
类似于贴片10，排列或贴片30将会正确地履行其穿透角质层皮肤细胞的功能，不论各个微型元件32的方向相对于贴片30的移动方向如何。换句话说，这些微型元件32在操作中是遍及各方向的，并且所有方向是优选的或者甚至是“预定的”。
该排列或贴片30另一个潜在用途是将整个微观结构贴片相当长时间间隔地贴靠在皮肤上，从而利用在前面摩擦过程中形成的切口或细缝提供一种将流体化合物延时输送到表皮中的能力。还可以通过将微观结构贴附在皮肤上对生理流体进行更长时间间隔地取样。此外，通过这种排列，尤其是如果在微型元件中提供一组以上的孔(见下文中其它这样的结构)，或者如果在单一基体上提供至少两组微型元件时，则可以同时对间质液进行取样和药物输送(例如，胰岛素)。第一组(或排列)可以对间质液进行取样，同时第二组(或排列)可以输送药物。
另一种微型元件形状示于附图5中，其包括排列50的“立方矩形”微型元件52。这些微型元件52具有杯样形状，其外观是其中有一个侧壁被除去了的、无顶的、空心的或开放的立方形或盒子状结构。这可以从附图6中的透视图清楚看出。(应当明白，该“立方形结构”52不具有相同的长度、宽度和高度的外部尺寸，因此不是真正几何立方体。从这个意义上讲，术语“盒子状”或“盒子”可以说是描述性的。)微型元件52的各个栏可以在基体54上错开，如附图5所示。作为另一种结构，如果需要，这些微型元件52的每一列可以是同一的，从而消除任何错位。或者，在微型元件图案重复之前，可以有数个具有不同的错位的列，或者该错位是随机的，因此没有重复的图案。
附图6表示各个微型元件52更进一步的细节，微型元件52具有一个“后壁”62、一对“侧壁”60、在每一个侧壁60上的“前边”64，以及沿侧壁60底部的底边66。
为了穿透皮肤的角质层，微观结构或“贴片”50基本上沿字母“C”的方向(此为优选的、预定的方向)前后进行充分地摩擦。用这种方式，在64处的边将切开或刺入皮肤细胞至预定的穿透深度，其将基本上等同于微型元件52的突起距离。
附图7说明了类似的微型元件排列，用参考数字70标示。每一个单独的微型元件72具有与附图5和6中的开放盒状微型元件52相似的外观，但是在微型元件72的“杯形”区域中增加了通孔76。这些孔典型地完全穿透基础或基体74，尽管它们也可以仅部分地伸入到基体中，从而与某种类型的内部通道槽相通。以这种方式，这些孔可以变成具有任何形状、直径或长度的通道(或与其相连)。
该微观结构排列70可以形成“贴片”，将该贴片施加到皮肤上并且基本上以附图7中所示的“C”方向(此为优选的、预定方向)前后摩擦。图8显示更进一步的细节，其中有两个侧壁80，后壁82、两个“前”边84、每一个侧壁80的底边86以及靠近微型元件72内部区域的通孔76。以与前面附图3和4中描述的微观结构类似的方式，附图7和8中所示的微观结构70可以用来同时穿透皮肤表面并且向表皮递送某些活性成分。这些系统既可以穿透皮肤的外层又可以由使用者在一次操作中向表皮输送。
附图9显示了安置在基体104上的排列100的楔子形微型元件102。正如在前面所述某些实施方案中那样，微型元件102每一栏可以与相邻的列错开，如附图9中所示。但是，这些列也可以彼此对齐，其中没有错位。另一种方案是在微型元件图案重复之前，可以布置几列具有不同的错位，或者该错位基本上是随机的，因此没有重复的图案。
该楔子形微型元件102更详细地示于附图10的透视图中。该结构的顶部位于114处，并且有两个延长的侧壁112和一对收敛的侧壁110，后者在它们的会聚线处形成切割边116。在侧边110与基体104之间的接合处还有底边118。
相对尖锐的边116是有意用来在本专利文献中所述方法中切割或切开(或“刺入”)皮肤。与在本文中所述的其它一些实施方案相比，微型元件102的整体楔子形状是作为一种更基本的结构提供的，。它也可能比前面在附图1至8中所述的微型元件更易于制造。在附图9中排列100的微型元件中，优选地将该排列作为“贴片”形式应用于皮肤，然后基本上沿“C”线方向(此为优选的、预定的方向)前后摩擦。正如图9中所示，当贴片100沿线“C”这种方式移动时，较尖锐的边116将用于切入皮肤。
实质上，边116对于角质层死亡皮肤细胞将起着微型犁刀的作用。图27更进一步描述了该犁刀作用，它表示了一种在皮肤上形成细缝或切口的“直”楔子形微型元件102。该皮肤在300处予以描述，并且可以看出，由两个收敛的面110形成的锐边116基本上犁过了角质层顶部，从点302处开始，并且沿306线分开皮肤。这将使皮肤的内层部分在304处暂时暴露。
在图27上，微型元件102基本上沿箭头“C”的方向移动，从而表明皮肤沿该方向切开。当然，当微型元件102沿反方向移动时，将会以反方向切开皮肤并且形成新的缝或者扩大现有细缝。
应当明白，可以形成各种深度和宽度的微型元件，来增加或减少在皮肤上形成的细缝的尺寸和穿透深度，并且这种尺寸变化是本发明人想像出来的。当然，精确的形状和尺寸可以变化，但它们不脱离本发明的原理。
附图11显示了类似的楔子形微观结构排列120，它具有单个的楔子形微型元件122，该元件在126处具有两个分开的通孔。微型元件122全部安装在基础或基体124上。正如附图11中所示，微型元件122的列彼此之间有所不同，即在它们相邻的列中彼此错开。这不一定非要如此，或者如果需要，这些列可以彼此对齐，以去掉任何错位。同样，或者在微型元件图案重复之前，可以有几列具有不同的错位，或者该错位是随机的，因此没有重复的图案。
附图12显示了各个微型元件122的更进一步的细节，其中显示了顶表面134和延长的侧壁132与收敛的侧壁130，侧壁130逐渐变成锐边136。在微型元件122和基体124之间的接合处还有基线138。通孔126被生成以完全穿透微型元件122并且优选地还完全穿透基体124，虽然孔126可以变成没有完全穿透基体的通道，但是如果需要，它可以与某些垂直的路径或通路相连。由于每一个微型元件122具有两个分开的孔126，因此如果需要可以同时在一次操作中递送两种不同的活性成分(在一个微型元件中每个孔递送一种活性成分)。
微型元件122设计用来执行皮肤穿透功能以及在执行一个步骤中的输送过程。在这种特殊结构中，几乎可以肯定死亡的皮肤和其它外来物质不会堆积在递送孔或通道126中。即使有一些外来物质或死亡的皮肤细胞堆积在这些通道126中，仍然可以由毛细管作用完成至少将一种活性成分或药物通过这些通道126至少递送到皮肤表层中。
附图13显示了用参考数字140表示的微观结构，它包含大量单独楔子形微型元件142，这些元件安装在基础或基体144上。这些楔子形微型元件142含有通道槽146，就在角质层被穿透以后，通过146至少一种活性成分或药物通过外层皮肤表面被输送。用与附图11中结构相似的方式，微型元件排列或贴片140优选地放在皮肤表面上并且基本上沿着“C”方向(此为优选的、预定的方向)前后摩擦，从而穿透或切开角质层的皮肤细胞。
图14显示了单个微型元件142的详细细节，图中显示了顶表面154、侧壁152、逐渐变成较尖锐的边156的收敛的侧壁150，以及微型元件142与基体144邻接的底边158。
与附图12中的微型元件122相比，通道槽146可以提供较大的截面，用于将至少一种活性成分或药物递送到皮肤表面。当然，微型元件142的实际尺寸可以大于也可以小于附图12中所示的微型元件122。这两套微型元件122和142均容易制造，虽然制造具有通道槽146的元件比制造具有多个小通孔126的元件更容易。
贴片或排列140的使用可以与前面某些实施方案中所述相似方式，将皮肤穿透过程与递送至少一种活性成分的步骤组合在一个步骤中。在不背离本发明原理的情况下，也可以采用其它类似的楔子形结构。
附图15公开了三角形楔子形微型元件162的排列或贴片160，它安装在基础或基体164上。正如在附图16中所示，每一个微型元件162由一个长三角形组成，它具有一对三角形侧壁170、一对倾斜的延长的侧壁172、顶边174和一对底边178。三角形端壁170与矩形但倾斜的侧壁172的邻接处用参考数字176表示。三角形的顶用174表示，它是沿微型元件162顶边174上唯一的点。
这些三角形楔子可以用于皮肤穿透过程，并且优选地以贴片形状放在皮肤上，并且基本上沿“C”方向(此为优选的、预定的方向)前后摩擦。各个微型元件的列在相邻列中彼此错开，如附图15中所示。或者，该列可以彼此对齐，没有任何错位。另一种方案是，在微型元件图案重复之前，可以有几列具有不同的错位，或者该错位是随机的，因此没有重复的图案。
附图17公开了类似的微型元件排列180，它具有三角形楔子作为各个微型元件182，它们放置在基础或基体184上或者在其上形成。在“贴片”180中，有多个通孔186和通道槽188，用于将至少一种活性成分通过角质层放置。
附图18的放大图显示了通道槽188和孔186，其中孔186典型地设计成完全穿透基体184；但是如果这些孔186与基础结构中某些其它类型的通道相连，则它们只能部分穿透基体。
附图18中，沿着侧壁190，可以看出三角形的微型元件182，它沿边196与倾斜的矩形侧壁192相连。在两个三角形侧壁190之间有一个顶边194，并且底边198表示微型元件182与基体184之间的边。
在附图18中，在延长侧壁192的表面上有三个分开的通道槽188。当然，如果需要，可以使用较少的通道槽，或者甚至可以采用更多的通道槽。这些通道槽188本身可很好地借助毛细管作用，从而使至少一种活性成分流过孔186并且沿通道槽188流动到角质层上，即使在微型元件182之间的区域变得基本上充满死亡的皮肤细胞和其它外来物质也是如此。
图16和18的三角形楔子结构基本上设计用来穿透皮肤角质层。如附图15和17中所示，这一点可以通过基本上沿“C”方向前后移动微型元件贴片160或180而实现。当然，如果微型元件贴片以不同的方向移动，尤其是沿着垂直于线“C”的方向(此为优选的、预定的方向)移动，则很有可能不会切割并刺入皮肤(至少与在“C”方向上使用该贴片时相比，不会达到那样的程度)。这是很有用的，但不属于本发明的一部分。相反，这种方法公开在普通转让的专利申请(转让给Procter & Gamble Company，其名称为“Microstructures for Treating andConditioning Skin”)中。
另一种三角形楔子的细节示于附图19和20中。在附图19中，微观结构排列或贴片200被显示为包含多个楔子形微型元件202，该元件放于基体204上或者在其上形成。正如在附图20中看到的那样，每一个微型元件202由三个分开的三角形楔子组成，它们彼此具有间隔206。
在附图20中，可以看出三角形楔子202的三个部分包括三角形侧壁210、一对矩形的倾斜的侧壁212、一个顶边214和一个底边216，微型元件202与基体204在该底边处邻接。三个楔子形的每一个之间间隔空间206，其中中央的三角形楔子在两侧被第二个外形类似楔子包围，并且每一个具有这些外形的楔子由间隔区域206分隔开。
微型元件202的这三个分开的楔子形状(它们以间距206分开)提供了更多的独立的切割边214。当基本上沿线“C”而移动贴片200时，三角形端壁210的每一个顶代表新的切割或“犁”点。
排列或贴片200优选的用途是直接将该贴片应用于皮肤上，而后基本上沿着在附图19看到的“C”方向(此为优选的、预定的方向)沿皮肤表面前后摩擦。这种特殊的设计可以很好地穿透皮肤外层，但不是设计用来同时涂覆活性成分。当然，如果需要，可以在该结构中增加通孔和通道槽，尽管当微型元件182采用如图18所示的形状时，这种结构可能较容易制造。
应当明白，该微型元件贴片可以包括任何形状的微型元件，或者可以在同一基体或贴片结构上包括数种不同的形状，这没有背离本发明的原则。此外，应当明白，本发明公开的微型元件都可以具有相同的高度，也可以在相同基体或贴片上具有不同的高度，这没有背离本发明的原则。最后，应当明白，附图中所述形状较小的改变仍是由本发明人想像出来的，并应属于本发明的原则范围内。
还应当明白，对于包含通孔或通道槽的微型元件排列或贴片，并不一定是构成该排列的每个微型元件都要有这种穿孔或通道槽。换句话说，如果需要，通过这些微型元件(或与其相邻)的通道可以仅在半数微型元件上构建，同时仍可获得如同在每一个微型元件上均设置这种通孔或通道槽所获得的绝大部分效果。当然，这些孔或通道槽将会在尺寸或直径上发生变化，从而减少或增加流过其中的流体物质的量。所有这些变化均由本发明人想像出来并且属于本发明的原则范围内。
通常，上面所述的本发明的微型元件比仅用于剥落过程的微型元件要长，并且微型元件的长度典型地为50至1000微米。这可以使该微型元件透过该角质层。如上所述，在图1、3和21中，贴片的滑动方向并不重要，在图5、7、9、11、13、15、17和19中，滑动的方向较重要，并且基本上是沿箭头“C”所示的方向。这将使该微型元件可以切割皮肤并且穿透皮肤达一定深度，它将在某种程度上刺破角质层。这将使得活性成分或其它类型的流体物质或流体化合物(例如一种液体或乳液)更容易透过角质层。
图21表示一种“卷曲附件”，其中将位于222处的多个弯曲楔子形微型元件放置在基体224上，从而形成一种排列或贴片，后者通常用参考数字220表示。图22更详细地表示了这些弓形的微型元件222中的一个。微型元件222包括两个楔子形点，它们由集中在边缘236处的相对平坦的表面230形成。在边缘236处的两个楔子形“切割表面”通过弯曲体而连接在一起，该弯曲体具有侧壁232、顶表面234和底“线”238，该基线的形状是弯曲的或呈弓形的。
排列或贴片220通过将贴片放置在皮肤表面上、而后基本上沿着用字母“C”表示的弧旋转使用。这将会沿着相对尖锐的边236，沿弯曲微型元件222的两个方向上，在皮肤上形成细缝或者切割皮肤。
在排列/贴片220上的弯曲的微型元件222可以以两种方法使用(1)首先将皮肤切割，移走贴片220，而后将一种流体化合物(如一种液体材料或乳膏)涂覆到皮肤上；(2)首先流体化合物涂覆到皮肤上，而后将该排列/贴片220向下压到皮肤相同的区域上并且旋转以在皮肤上形成开口，从而使流体化合物更容易透过角质层。
在图23中示出了类似的弓形的或弯曲楔子结构，其中在242处的单个微型元件置于基体244上，从而形成排列或贴片240。这些弯曲的楔子也称为“盘绕的”结构。微型元件242中的一种被更详细地示于图24中，而且可以看出在微型元件242的顶表面254上有穿孔246。这样可以使流体化合物流过孔246，并且在角质层被弓形微型元件242切开细缝或者刺破以后，使流体进入皮肤。每一个弯曲的微型元件242具有一对锐边256，它们由沿着边256逐渐汇聚的相当平坦的面250形成。当微型元件242与该基体244连接时，弯曲的结构具有侧壁252、顶表面254和底边或弧258。
在图23和24所示的结构中，贴片240典型地将置于皮肤表面上，而后基本上沿曲线“C”所示的方向旋转。透过角质层的流体化合物已经包含在一些贮存器或腔室中(或者可以是无纺浸渍材料)，后者将通过孔246，包括通过毛细管作用，而渗出。
另一种可替换的结构示于图25中，其中弯曲的微型元件262具有通槽266，其形状也是弓形的。弯曲的微型元件262置于基体264上，并且总体结构组成排列或贴片260。图26更详细地显示了各个微型元件262，而且显示了在弯曲的微型元件两端的锐边276，它们由收敛的侧壁270组成。弯曲的侧壁272与顶表面274和微型元件262与基体相连处的底“边”或弧278一起显示。通道槽266在图26中可以很容易地看到。
弓形微型元件262以与图24中所示相似的方式使用，其中将排列/贴片260放在皮肤上并且基本上沿弧“C”而旋转，而后如果需要，流体化合物可以经过开口266而通过角质层。
附图28以正视图显示从其“锐”端看到的楔子形微型元件102。可以看到两个收敛的侧壁110在116处形成相对尖锐的边，它由基体104的顶部垂直行进到微型元件102的顶表面114。基体顶表面104与侧壁112之间的角度“A”清晰可见。在附图28中，该角度“A”大约为90度，因此形成直角。
附图29表示另一种楔子形微型元件形状，它用参考数字402表示。该楔子形微型元件与前面楔子形微型元件102外观相似，不同之处在于其延长的侧壁不是通过与基体的垂直角而形成的。
在附图29中，基体404与沿微型元件侧面延长的外壁(即壁42)相连，相交角度“A”大于90度。其补角以“B”表示。在附图29中，角B在45至60度之间，但也可以是任何能成功剥落皮肤的角度。
收敛的正面壁以410表示并且沿相对尖锐的边416而收敛。微型元件402的这种非垂直壁形状在制造方面以及在该结构的总强度方面具有某些优点。
附图30是以参考数字460表示的微观结构的部分横截面的侧视图，所述微观结构包含不同形状的微型元件排列和相应基体，其中还显示了以参考数字470表示的下面的贮存器结构。在附图30中，显示了微型元件排列460，它具有一组沿锥体侧面包含凹槽或通道槽38的锥体微型元件32，和一组包含穿孔126的楔子形微型元件122。该基体用参考数字462表示。
在附图30上，通孔实际上穿过微型元件和基体462形成通道，并且这些通道分成两组进行描述。第一组是在锥体微型元件32中的凹槽或通道槽38的组合，它们与穿孔464相通，形成一整套通道，它们由基体462的底表面延伸经过该基体462的顶表面并且与通道槽或凹槽38相通。第二组通道包括一组通孔466，它们与楔子形微型元件122中的微型元件穿孔126相通。这些穿孔126和466必须彼此相连，以形成从微型元件122的顶部到基体462的底部的完整通道。如果需要，自然还有一些水平路径与相似的通道相连。
在附图30中所述底部470包括一个贮存器结构，其具有一个底壁472和一个贮存区或容纳区476，它与贮存器的侧壁在474处相连。可建造多个这样的隔室或腔室来容纳多种活性成分。这种贮存器结构470的上部典型地是如参考数字478所示的平面状，并且可以与460的微观结构体/基体装置的底表面468相接触。重要的一点是贮存器476与通道464和466水动或气动相通，从而使流体药物或其它活性成分存留在476的贮存器范围内，直至被使用；然后引导流体药物或活性成分通过通道464和466，进入微型元件32和122的上表面。
附图31表示位于基体104上的楔子形微型元件102的排列，由此构成用参考数字100表示的微观结构装置。微观结构装置100包括在无纺衬502上层压的顶层，该顶层优选足够地薄，从而基本上可弯曲。在附图31中，这种整体结构通常用参考数字500表示。
包含多个微型元件102的顶层100具有某些类型的可模压塑料，如尼龙或聚碳化物材料或PMMA作为基体和微型元件材料(并且这些材料可以以任何微型元件形状使用)。底部或背衬材料502优选地是表现出柔软质地的基本上柔性的材料。典型地，无纺材料具有布的印象，因此可以提供所需的柔软质地。
例如，通过使用例如化学胶或热敏粘合剂，可以将无纺背衬材料502与微型元件层100层压在一起。在附图31中，无纺衬材在长度和宽度上稍稍大于微型元件层100，因此可以沿边看出。
附图32表示类似的层叠结构，但是微型元件作为条512形成，其中数个这样的条包含数排微型元件。沿顶边和底边均可以看见无纺衬材，在附图32中的514处的条之间也是如此。整体结构通常用参考数字510表示。
在附图33中，在顶部可见微型元件102，就像位于基体104上。基体底部永久固定在无纺衬材104上，从而得到500的整体结构。
如前所述，可以通过使用某些类型的粘合剂以层压方式，或者采用超声粘合工艺，将无纺衬材502固定在基体104上。或者，可以使用共挤出材料。
在附图31至33中使用无纺衬材的一个主要优点在于该无纺材料502(或附图32中的514)可以浸渍至少一种活性成分，从而有效地成为“贮存器”，而不会形成具有开放体积空间的真正腔室。这不仅可以节省制造工艺步骤，无需构造真正的开放腔室，而且使示于前面图中的“贴片”的整体结构可以用不太可能发生破裂问题的基本上柔软的材料制造。
应当明白各种形状的微型元件可以与无纺衬村一起使用，并且各种形状的基体可以层叠或以其它方式固定在无纺衬材上。还应当明白，可以对衬材浸渍，或不浸渍，但这些并不背离本发明的原则。最后，还应当明白，除了无纺材料以外，也可将其它合适的材料作为附图31和32中502和514处的背衬，所有这些均没有背离本发明的原则。
出于说明和描述的目的，上面给出了本发明优选的实施方案的描述。它不是旨在将本发明细化为或限制在所公开的精确方式上。根据上述教导，还可以作出各种改变或变化。选择并描述这些实施方案是为了说明本发明的原理及其实际运用，从而使熟悉本领域内的人员针对所适合的特定用途以多种不同的方案和多种不同的变化最佳地使用本发明。本发明的范围应当由所附的权利要求书来限定。
权利要求
1.一种微观结构装置，其特征在于包括一个基体和固定到所述基体第一表面上的多个微型元件；所述的多个微型元件具有预定的尺寸和形状，从而当将所述的微观结构装置放在所述的皮肤上，并且在至少一个预定的方向上移动时，可以穿透皮肤角质层，其中所述的至少一个预定的方向基本平行于所述皮肤的表面。
2.如权利要求1所述的微观结构装置，其中所述的多个微型元件具有引导方向，当微观结构装置在所述的至少一个预定的方向上移动时，所述的引导方向有助于穿透皮肤。
3.如权利要求1或2所述的微观结构装置，其中所述的预定方向是下列方向之一(a)线性的，或(b)弓形的。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的微观结构装置，其中所述的多个微型元件的形状包括下列形状之一(a)锥形；或(b)开放的具有三个壁的无顶盒子；或(c)纵向楔子；或(d)弯曲的楔子；或(e)长的三角形；或(f)断开的长三角形。
5.如权利要求1至4中任一项所述的微观结构装置，其中至少部分所述多个微型元件及其相邻基体的形状包括下列形状之一(a)锥体，沿所述锥体壁具有至少一个槽并且在靠近所述锥体壁的基体中具有至少一个通道，所述槽与所述通道可以相通，并可以通过流体；或者(b)开放的、无顶但具有三面壁的盒子，并且在靠近所述三面壁之一的所述基体中具有至少一个通道；或者(c)具有至少一个通道的纵向楔子，该通道与所述基体中至少一个其它通道相通，并可以通过流体；或者(d)具有至少一个通道的弯曲楔子，该通道与所述基体中至少一个其它通道相通，并可以通过流体；或者(e)长三角形，该三角形沿所述的长三角形壁具有至少一个槽，并且在靠近所述长三角形壁的所述基体中具有至少一个通道，所述的槽与所述的通道相通，并可以通过流体；或者
6.如权利要求1至5中所述的微观结构装置，进一步包括至少有一个位于所述基体上的第二表面上的腔室，该表面与所述的第一表面相对，并且有至少一种流过所述至少一个通道的流体化合物。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的微观结构装置，进一步包括位于所述基体上与所述第一表面相对的第二表面上的背衬层，其中所述的背衬层浸泡了至少一种流体化合物，并且与所述的基体一起用作流体贮存器，该基体包含至少一个通道并且允许所述的至少一种流体化合物从所述的背衬层流过，其中优选的结构是所述的基体和背衬层均基本是柔性的。
8.一种用于减弱皮肤阻挡特性的方法，该方法的特征在于下列步骤(a)提供一种具有基体和多个微型元件的微观结构，这些微型元件从所述的基体上突起，其高度至少有一个预定的突起距离；和(b)将该微观结构放置在皮肤上并进行摩擦，其中所述的摩擦运动发生在一个基本上平行于所述皮肤的表面的方向上，并且其中所述的至少一个预定的突起距离足以使得所述的多个微型元件中的许多个能穿透所述皮肤的角质层。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述的预定的方向是下列方向之一(a)线性的，或(b)弓形的。
10.如权利要求8或9中所述的方法，其中所述多个微型元件的形状包括下列形状之一(a)锥形；或(b)开放的、具有三个壁的无顶盒子；或(c)纵向楔子；或(d)弯曲的楔子；或(e)长的三角形；或(f)断开的长三角形。
全文摘要
本发明提供了一种改进的方法和装置，其作为一种系统可通过皮肤角质层输送一种组合物、优选输送一种医疗的或是药物的组合物或活性物质。它不会引起出血，也不会使组织受损，并且没有疼痛也不会造成其它外伤。可以通过控制微型元件的尺寸和形状来控制穿透皮肤的深度。这些微型元件可以是“空心的”，这样就会在其中形成通道，从而使组合物由一个腔室流过微型元件并且流入皮肤内。作为另外一种选择，该微型元件可以是“实心的”，在将微型元件应用到皮肤表面上以在角质层中形成开口之前或之后，将组合物直接涂覆到皮肤上。
文档编号C12N5/08GK1665561SQ01817289
公开日2005年9月7日 申请日期2001年10月15日 优先权日2000年10月16日
发明者V·加尔斯坦, F·F·舍曼 申请人:宝洁公司