本公开整体涉及用于经由微针来向皮肤递送活性剂的微针注射和输注装置。
背景技术：
活性剂(或药物)通常经口或通过注射来施用。令人遗憾的是，当口服时，许多制剂可能无效或具有从根本上降低的药效，因为制剂不被吸收或在进入血流之前受到不利的影响并因此不具有期望的活性。此外，口服制剂可能不如注射制剂见效快。另一方面，将制剂直接注射到血流中，同时确保制剂在施用期间不改性为困难的、不方便的、痛苦的和不舒服的过程，这有时导致不良的患者依从性。
透皮递送可提供施用原本需要通过皮下注射或静脉输注递送的活性剂的方法。此外，相比于经口递送，透皮递送避免了消化道的恶劣环境，绕过了胃肠道药物代谢，降低了首过效应，并且避免消化酶和肝酶造成的可能的失活。
然而，在一些情况下，可使用透皮递送来有效地递送的分子数可受限于皮肤的阻隔性质。通过皮肤输送分子的主要障碍为角质层(皮肤的最外层)。
已提出了多种不同的皮肤处理方法，以提高诸如角质层等最外皮肤层的渗透性或孔隙率，从而增强通过那些层或至那些层中的递送。角质层为由脂域分开的紧凑角化细胞残余物的复杂结构。角质层是由失去其细胞核并且变为角质细胞的角化细胞形成，该角化细胞构成大部分的上皮细胞。这些死细胞包括角质层，该角质层具有仅约10到30微米的厚度并且防止外源性物质侵入身体并防止内源性流体和溶解分子向外迁移。各种皮肤处理方法包括使用微针、激光消融、射频消融、热消融、超声导入、离子导入、或它们的组合。
微针或微钉阵列(有时也被称为微结构透皮系统(MTS)提供对原本不穿透角质层的活性剂的皮内递送。锋利的微针尖端被设计成能够穿透皮肤的角质层，但足够短而不穿透神经末梢，从而减少或消除插入时的疼痛。然而，将微针穿透达到皮肤组织内的精确程度且具有良好的重复性通常为一项具有挑战性的任务。因此，与施用传统的基于补片的递送系统不同，一些现有的MTS需要外部能量的辅助来确保微针有效地和可重复地穿入生物组织达期望的深度。这种辅助可通过利用一种设备装置来实现，该设备装置可在将微针阵列定位于皮肤表面上之后使用，或者该设备装置可与一系列微针整合在一起，且在启动时，可将微针阵列递送到皮肤中。微针有助于在皮肤中形成微通道，该微通道在一些实施例中可有利于递送活性成分。在一些实施例中，一个(多个)活性组分可涂布在微针阵列上且在角质层被微针刺破时直接通过皮肤递送。MTS系统与其他皮肤处理方法相比的一个优点在于减少疼痛的递送模式。
技术实现要素：
本公开的一些实施例提供一种微针注射和输注设备，所述设备可包括具有基部和腔的外壳，所述腔延伸穿过所述基部以在所述基部中限定开口，其中所述外壳的所述基部被构造成朝向皮肤表面定位。所述设备还可包括微针阵列保持件，所述微针阵列保持件被构造成保持微针阵列并位于所述外壳中，所述微针阵列保持件可相对于所述外壳的所述基部中的所述开口在(i)回缩位置和(ii)伸出位置之间移动，在所述回缩位置，所述微针阵列放置于所述外壳内，使得当所述设备定位于皮肤表面上且所述微针阵列耦接到所述微针阵列保持件时，所述微针阵列不接触所述皮肤表面，在所述伸出位置，所述微针阵列的至少一部分被定位成当所述设备定位于所述皮肤表面上且所述微针阵列耦接到所述微针阵列保持件时经由所述开口接触所述皮肤表面。所述设备还可包括穿梭件，所述穿梭件被构造成保持并携带药筒。所述药筒可限定贮存器，所述贮存器被构造成容纳活性剂。所述穿梭件可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述药筒的所述贮存器不与流体路径流体连通，在所述第二位置，所述贮存器与所述流体路径流体连通。所述设备还可包括致动器，所述致动器可在第一位置和第二位置之间移动，其中所述致动器到所述第二位置的移动将所述穿梭件从其第一位置释放并允许所述穿梭件朝向其第二位置移动，并且其中所述穿梭件朝向其第二位置的移动将所述微针阵列保持件从所述回缩位置释放并且允许所述微针阵列保持件移动到所述伸出位置。
本发明的一些实施例提供了一种使用微针注射设备的方法。所述方法可包括提供一种微针注射设备。所述设备可包括具有基部和腔的外壳，所述腔延伸穿过所述基部以在所述基部中限定开口，其中所述外壳的所述基部被构造成朝向皮肤表面定位。所述设备还可包括微针阵列保持件，所述微针阵列保持件被构造成保持微针阵列并位于所述外壳中，所述微针阵列保持件可相对于所述外壳的所述基部中的所述开口在(i)回缩位置和 (ii)伸出位置之间移动，在所述回缩位置，所述微针阵列放置于所述外壳内，使得当所述设备定位于皮肤表面上且所述微针阵列耦接到所述微针阵列保持件时，所述微针阵列不接触所述皮肤表面，在所述伸出位置，所述微针阵列的至少一部分被定位成当所述设备定位于所述皮肤表面上且所述微针阵列耦接到所述微针阵列保持件时经由所述开口接触所述皮肤表面。所述设备还可包括穿梭件，所述穿梭件被构造成保持并携带药筒。所述药筒可限定贮存器，所述贮存器被构造成容纳活性剂。所述穿梭件可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述贮存器不与流体路径流体连通，在所述第二位置，所述贮存器与所述流体路径流体连通。所述设备还可包括致动器，所述致动器可在第一位置和第二位置之间移动。所述方法还可包括使所述致动器移动到其第二位置，以允许所述穿梭件朝向其第二位置移动，其中所述穿梭件朝向其第二位置的移动允许所述微针阵列保持件移动到其伸出位置。
参考详细说明和附图，本发明的其他特征和方面将变得显而易见。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的微针注射和输注设备的正面组装顶部透视图，该设备包括覆盖件与注射组件和输注组件。
图2为图1中的设备的侧视图。
图3为图1和图2中的设备的侧面剖视图。
图4为图1到图3中的设备的正面、顶部、局部分解透视图。
图5为图1到图4中的设备的正面、底部、局部分解透视图。
图6为图1到图5中的设备的正面、顶部、分解透视图。
图7为图1到图6中的设备的侧面剖视图，该设备示出为处于其中覆盖件被移除的第一状况。
图8为图1到图7中的设备的近距离、后部、顶部、局部透视图，该设备示出为处于其中覆盖件被移除的第一状况。
图9为图1到图8中的设备的侧面剖视图，该设备示出为处于第二状况。
图10为图1到图9中的设备的近距离、后部、顶部、局部透视图，该设备示出为处于所述第二状况。
图11为图1到图10中的设备的侧面剖视图，该设备示出为处于第三状况。
图12为图1到图11中的设备的近距离、后部、顶部、局部透视图，该设备示出为处于第三状况。
图13为图1到图12中的设备的侧面剖视图，该设备示出为处于第四状况。
图14为图1到图13中的设备的近距离正面剖视图，该设备示出为处于第四状况。
图15为图1到图14中的设备的近距离正面剖视图，该设备示出为处于第五状况。
图16为图1到图15中的设备的侧面剖视图，该设备示出为处于第五状况。
图17为图1到图16中的设备的侧面剖视图，该设备示出为处于第六状况。
图18为图1到图17中的设备的顶部平面图，该设备示出为处于第六状况。
图19为从在图9中用标记为“19”的圆圈围起来的部分中截取的图9 所示设备的近距离侧面剖视图。
图20为从在图11中用标记为“20”的圆圈围起来的部分中截取的图 11所示设备的近距离侧面剖视图。
图21为从在图17中用标记为“21”的圆圈围起来的部分中截取的图 17所示设备的近距离侧面剖视图。
图22为图1到图21中的设备的侧面剖视图，该设备示出为处于第七状况。
图23为图1到图20中的设备的顶部平面图，该设备示出为处于第七状况。
图24为图1-6中的覆盖件的顶部透视图。
图25为图1到图6和图24中的覆盖件的底部透视图。
图26为根据本发明的另一个实施例的输注组件的一部分的顶部剖视图。
图27为可与图1到图25中的设备一起使用的示例性微针阵列的近距离侧面剖视图，该微针阵列示出为其中微针朝上。
具体实施方式
在详细解释本发明的任何实施例之前，应当了解，本发明在其应用中不仅限于下文说明中所提及或下文附图中所示出的构造细节和部件布置方式。本发明容许其他实施例并且容许以各种方式实施或执行。另外，应当了解，本文使用的措词和术语是用于说明目的而不应被视为限制性的。本文使用“包括”、“包含”或“具有”及它们的变型形式意在涵盖其后所列出的项目及它们的等同形式以及附加的项目。除非另有规定或限制，否则用语“被安装”、“被支撑”和“被耦接”及它们的变型形式被广义地使用且涵盖直接和间接安装、支撑和耦接。应当了解，可利用其他实施例，且可在不背离本发明的范围的情况下作出结构或逻辑改变。此外，例如“前”、“后”、“顶部”、“底部”等用语仅用于当元件彼此相关的时候描述元件，而决非意在陈述设备的具体取向，以指示或暗示设备的必要或所需取向，或指定在使用中将如何使用、安装、显示或定位本文所述发明。
本公开整体涉及微针注射和输注设备及其使用方法。本公开的设备可包括微针阵列，所述微针阵列可被施用到皮肤(或生物膜)以处理皮肤 (即，在皮肤中形成小孔或穿孔或微孔)且还可向皮肤递送活性剂。本公开的设备可被构造成由单次致动启动，以自动地和可靠地用微针阵列(例如，空心微针阵列)穿透(或注射)患者的皮肤，然后自动地以受控方式将来自贮存器(例如，随时可以使用的药筒)的储存流体(例如，活性剂)从板上输注装置通过微针释放并分配到皮肤中。即，一个由使用者致动的动作可开始注射和输注两者而不需要使用者在所述单次初始致动之后执行任何附加的步骤。
短语“空心微针”是指包括在其中形成的管腔的特定微针结构。本公开的空心微针被设计用于刺穿角质层以有利于通过皮肤(例如，通过每一个管腔)来递送活性剂。以举例的方式，微针可包括针结构或针状结构、以及能够刺穿角质层并递送活性剂的其他结构。下文更详细描述关于可与本公开的设备一起使用的微针的其他细节。
本公开的设备可被构造成适当地计算继致动之后的一系列事件的时间和阶段，使得例如，微针保持在适当的位置，以在活性剂开始被从板上输注装置分配或释放之前穿透皮肤。例如，在一些实施例中，本公开的设备可包括：注射组件或装置，所述注射组件或装置包括微针阵列保持件；和输注组件或装置，所述输注组件或装置包括药筒，所述药筒限定被构造成容纳活性剂的贮存器。可致动致动器以使注射装置将微针注射到皮肤中并且开始将活性剂从注射装置通过注射装置输注到皮肤中。在一些实施例中，输注装置的至少一部分可使注射装置保持在回缩位置，直到致动器使输注装置移动并释放注射装置。仅以举例的方式，且如下文更详细描述，致动器可从第一位置移动到第二位置，从而释放注射装置的保持并携带药筒的穿梭件，而此又释放注射装置的至少一部分(例如，微针阵列保持件)。在一些实施例中，穿梭件可在注射装置穿透皮肤之后继续移动，以使药筒移动到其中药筒的贮存器与流体路径(例如，包括穿透皮肤的空心微针)流体连通的输注位置。然后，活性剂可被挤出药筒的贮存器进入流体路径，以将活性剂递送到皮肤。
在讨论本公开的设备时，有时使用用语“向下”及其变型形式来描述微针被按压到皮肤中的方向，并使用“向上”来描述相反的方向。然而，本领域的技术人员将理解，所述设备可在微针与地球引力的方向成一角度或甚至沿与地球引力的方向相反的方向被按压到皮肤中的情况下使用，且这些用语仅为简明和清晰起见而被用来描述相对的方向。
图1到图25示出了根据本发明的一个实施例的微针注射和输注设备 100。如所示，设备100可包括注射组件(或装置)101和输注组件(或装置)103，所述输注组件(或装置)103可为板上输注装置。
短语“板上输注装置”通常是指能够向注射组件101的微针递送活性剂以递送到患者的皮肤的组件或装置，所述组件或装置形成注射组件101 的一部分，或被耦接到注射组件101，且可与注射组件101一起操作。
在一些实施例中，设备100可被称为“受控流体释放设备”。此外，注射组件101也可被称为“施用装置”或“微针施用装置”，且输注组件 103也可被称为“流体储存与递送系统或组件”。
设备100还可包括：外壳102；致动器104；微针阵列保持件106，所述微针阵列保持件106被构造成保持并携带包含多根空心微针108的微针阵列107；药筒110，所述药筒110限定被构造成容纳活性剂的贮存器 111；和覆盖件113。如图1、图2、图4和图5所示，在一些实施例中，外壳102可包括带脊或带纹理的表面或部分117以有利于手动抓紧和/或操纵设备100。
在一些实施例中，药筒110可由制造商、组装者或使用者安装。此外，药筒110和微针阵列107可更换，从而容许对设备100的再利用。相比于具有与其一体形成的固定或专用药筒的微针装置，可替换的药筒可提供能够被清洁、消毒、填充和再填充的优点。
如图3所示，注射组件101可包括微针阵列保持件106和微针阵列107 (即，当耦接到微针阵列保持件106时)，且输注组件103可包括药筒 110。在一些实施例中，设备100还可包括流体路径123，所述流体路径 123在微针阵列107耦接到微针阵列保持件106时与微针阵列107(例如，微针阵列107的任何表面或歧管、以及空心微针108)流体连通或包括微针阵列107。因此，流体路径123可向或通过空心微针108递送活性剂。此类流体路径123可提供注射组件101和输注组件103之间的流体连通，并因此在一些实施例中，可描述为形成这两个组件中任一组件的一部分，或描述为所述组件之间的连接件。
在一些实施例中，流体路径123的至少一部分可由被定位用于流体连接药筒110与微针108的导管或通道形成。在一些实施例中，所述导管或通道可由挠性管路129(参见图3、图4和图6)提供。在一些实施例中，此管路的一端可耦接到微针阵列107且可与微针阵列107(和微针阵列保持件106)一起行进。此挠性管路129可允许刺穿元件175在外壳102内保持在固定位置，所述刺穿元件175与流体路径123流体连通并被构造成刺穿或刺破药筒100。由此，刺穿元件175不需要与微针阵列107和保持件106 一起行进。此管路129可由各种材料形成，材料包括但不限于诸如：聚丙烯、聚乙烯、硅氧烷、其他合适的聚合物材料、或它们的组合。然而，在一些实施例中，刺穿元件175可固定地耦接到保持件106，设备100不需要包括挠性管路129，且刺穿元件175可在外壳102中与微针阵列107和保持件106一起移动。
输注组件103还可包括穿梭件125，所述穿梭件被构造成将药筒110保持并携带成与流体路径123流体连通。致动器104可操作以致动注射、穿梭件125(和相应地，药筒110)的移动以及活性剂进入流体路径123和退出空心微针108的输注。
在一些实施例中，微针108可被构造成处理皮肤(即，在皮肤中形成小孔或穿孔或微孔)和/或通过皮肤特别是哺乳动物的皮肤、且具体地讲透皮地来递送活性剂。下文更详细描述可在本发明的设备和方法中采用的各种微针。每根空心微针108均包括管腔127(参见图14和图15)。虽然本公开中描述“多根微针”108，但应当理解，并非给定的阵列107中的所有微针108被要求在给定的使用中穿透皮肤(或被要求在其中微针108包括涂层的实施例中涂有活性剂)。
用语“透皮”及其变型形式通常用于指代对穿过皮肤的任何部分的活性成分的任何类型的递送。即，透皮通常可包括全身递送(即，在活性成分跨过或基本上通过真皮输送，使得活性成分递送到血流中的情况下)以及皮内递送(即，在活性成分部分地通过真皮(例如，跨过皮肤的外层 (角质层))输送的情况下，在活性成分递送到皮肤中，例如用于治疗牛皮癣或用于局部麻醉剂递送的情况下)。即，本文使用的透皮递送包括对穿过或通过皮肤的至少一部分(但不一定所有的皮肤层)输送的而不是仅局部施用到皮肤的外层的活性成分的递送。
在一些实施例中，外壳102可为自包含的和紧凑构造的，以提供相对薄型和小占有面积从而除其他因素以外还达成易用性和患者舒适度。用语“占有面积”通常是指由例如皮肤表面上的项目(例如，设备100)占用的表面积。给定的项目的占有面积可视为由所述项目的最外侧尺寸的轮廓占据的面积。在一些实施例中，“薄型”可指通常与其高度相比为宽的设备 100。即，“薄型”装置可为如下装置：其沿着皮肤表面延伸的尺寸大于与皮肤表面大体上正交(且远离皮肤表面)延伸的尺寸。换句话说，“薄型”可指如下装置：其与皮肤平行的尺寸大于其与皮肤正交的尺寸。
如所示，设备100和外壳102可沿着纵向轴线L(参见例如图1和图 2)伸长且可被构造成当在使用中时相对于皮肤表面基本上平行取向。这样的构造可提供设备100的薄型。薄型可降低微针108在穿透和/或输注期间出现移位的可能性并且可有利于无手穿戴。虽然将设备100设计成使得在使用期间纵向轴线L将大体上平行于患者的皮肤表面取向可提供薄型及紧凑设计，但也可采用其他取向。
在一些实施例中，外壳102可由多于一个的部分形成。在一些实施例中，外壳102可包括第一(或上)部分120，所述第一(或上)部分适于耦接(例如，可移除地或永久性地)到第二(或下)部分122，使得第一部分 122可用作第二部分122的覆盖件。外壳102的至少一部分(例如，第一部分120)可包括一个或多个透光窗口124，所述一个或多个透光窗口在一些实施例中可允许使用者观察到输注过程的至少一部分的进展。例如，如图 18和图23所示和下文更详细描述，在一些实施例中，输注组件103可包括用于指示输注的进展的一个或多个指示器126，且这些指示器126可透过窗口124看到。所述一个或多个窗口124不需要为完全透明的，而是至少部分地对处于可见光谱(即，约400nm到约700nm)下的波长具透射性，以允许透过所述一个或多个窗口124对所述一个或多个指示器126进行视觉检测。
外壳102的第二部分122可被构造成保持和保留注射组件101和输注组件103。所述外壳的第一部分120和第二部分122中的每一者可包括一个或多个保持壁105。外壳102的第一部分120和第二部分122可被构造成通过各种耦接装置耦接在一起，包括但不限于：压配合接合(有时也被称为“摩擦配合接合”或“过盈配合接合”)、搭锁配合接合、磁铁、钩环紧固件、粘合剂、粘结剂、夹具、缝线、U形钉、螺丝、钉子、铆钉、曲头钉、卷钩、棘爪、焊接(例如，声波(例如，超声波)焊接)、任何热粘结技术(例如，施用到待耦接的部件中的一者或两者的热量和/或压力)、其他合适的耦接装置、或其组合。仅以举例的方式，在图1到图25中的实施例中，第一部分120和第二部分122被构造成通过超声波方式焊接在一起。此外，外壳102示出为沿着其长度分成第一部分120和第二部分122；然而，也可具有同样有利于设备100的组装和/或使用的其他构造。
在一些实施例中，外壳102(例如，外壳102的第二部分122)可包括基部112(参见图3到图5)，所述基部被构造成朝向皮肤表面50定位 (参见图7)。基部112可被构造成在注射和/或输注期间接触皮肤表面 50，并且可包括皮肤接触粘合剂。然而，图1到图25中所示实施例的基部 112不包括粘合剂而为非粘合剂表面。外壳102的基部112可沿着外壳102 的整个长度延伸，但本文所提及的外壳102的基部112特指邻近注射组件 101和相对于基部112向外突出的致动器104处的基部112或其部分，如下文更详细描述。具体地讲，本文所提及的外壳102的基部112通常是由相对于外壳102的其余部分突起(例如，向下)的突起部119提供或限定 (参见图4和图5)。
在附图中，显现出设备100的后端或尾端(例如，邻近输注组件103 且与注射组件101所在之处相对)从皮肤表面50凸起。尽管情况可能就是这样，但当然也有可能在使用中设备100的尾端也会抵靠皮肤表面50。例如，设备100的后端可向下朝向皮肤50倾斜以有利于使所述后端依靠在皮肤50上。此外，在一些实施例中，所述区域(或沿着设备100的长度延伸)中的外壳102的基部112还可包括皮肤接触粘合剂且可附着到皮肤。此外，突起部119仅以举例的方式示出；然而，应当理解，设备100可被构造成不包括这样的突起部119，且在一些实施例中，外壳102的整个基部 112可与皮肤50齐平或被构造成附着到皮肤，例如，在致动之后。
外壳102还可包括或限定腔(或室、或凹坑、或凹陷部等)114。如所示，基部112可限定通向腔114的开口115。换句话说，腔114可延伸穿过基部112以限定开口115。外壳102，且具体地讲，腔114(或其一部分) 可被构造成容纳微针阵列保持件106和微针阵列107(例如，当耦接到保持件106时)的至少一部分，即，在将微针108施用到皮肤50之前。
微针阵列保持件106可被构造成至少部分地位于外壳102的腔114中且可被构造成将微针阵列107保持在外壳102的腔114内。微针阵列保持件106还可相对于外壳102(即，相对于外壳102中的开口115)移动，以将微针108递送到所感兴趣的基底(例如，皮肤)。如图6所示，微针阵列保持件106可包括第一(或底)侧(或基部)121，所述第一(或底)侧 (或基部)可被构造成朝向皮肤表面(即，面向皮肤)定位，且可被构造成接收微针阵列107。仅以举例的方式，微针阵列107可通过各种耦接装置耦接(例如，可移除地耦接)到微针阵列保持件106，包括但不限于：压配合接合(有时也被称为“摩擦配合接合”或“过盈配合接合”)、搭锁配合接合、磁铁、钩环紧固件、粘合剂、粘结剂、夹具、缝线、U形钉、螺丝、钉子、铆钉、曲头钉、卷钩、棘爪、焊接(例如，声波(例如，超声波)焊接)、任何热粘结技术(例如，施用到待耦接的部件中的一者或两者的热量和/或压力)、其他合适的耦接装置、或它们的组合。
“微针阵列”107可包括微针108和用于支撑微针108和/或将微针阵列107耦接到设备100的其他结构或部件的任何支撑结构或基底，诸如微针阵列保持件106。例如，在一些实施例中，“微针阵列”107可包括微针 108从其突起的基底(或“载体”或“基部”)109、以及附加层或载体。在图1到图25中所示出的实施例中，微针108与基底109一体形成。然而，应当理解，可在微针阵列107中采用附加层，且可具有其他合适的构造。例如，在一些实施例中，微针108可直接形成到基底109中，基底109 然后可耦接(例如，机械地和流体地)到基部或附加层。
在一些实施例中，设备100不包括微针阵列107，而是设备100可被构造成保持微针阵列107并根据指定参数(例如，以预定冲击速度和/或冲击力)将微针阵列107递送到皮肤。这些指定参数例如可用于确保微针108 到预定穿透深度的递送。
微针阵列107(例如，基底109)可包括第一侧116和第二侧118，所述第一侧包含微针108，所述第二侧118与所述第一侧116相背对。第一侧 116可包括微针108从其突起的第一主表面(例如，在所示实施例中由基底 109限定)。第一侧116可朝向外壳102的基部112取向(即，被定位成面对皮肤表面50)。即，微针阵列107可耦接到微针阵列保持件106，使得第二侧118面对微针阵列保持件106，且第一侧116朝向外壳102的基部 112取向，即，被定位成面对皮肤表面50，或“面向皮肤”。
外壳102、致动器104、微针阵列保持件106和/或微针阵列107(例如，基底109)、覆盖件113、以及穿梭件125可由各种材料形成，包括但不限于热固性塑料(例如，可以商品名得自特拉华州威明顿市的杜邦公司(DuPont Corporation,Wilmington,DE)的缩醛树脂；其他合适的热固性塑料、或它们的组合)、热塑性材料(例如，聚乙烯、聚丙烯、其他合适的热塑性塑料、或它们的组合)、或金属(例如，不锈钢、铝、其他合适的金属、或它们的组合)、或它们的组合。
致动器104可包括内部部分130，所述内部部分130被构造成用于被接收在(或延伸到)外壳102的腔114中并与注射组件101和输注组件103相互作用和/或接合。致动器104还可包括外部部分132，所述外部部分132 耦接到内部部分130并被构造成从外壳102的腔114延伸出并且穿过外壳 102的开口115，使得外部部分132可从外壳102向外突起并且至少部分地位于外壳102的外部上，以允许使用者手动调控并控制致动器104。例如，如所示，在一些实施例中，外部部分132可包括或用作底部或其他可手动接合部分或元件。外部部分132以举例的方式示出为下压按钮。以进一步举例的方式，图1到图25中的致动器104的内部部分130与外部部分132 一体形成。
致动器104可相对于外壳102(例如，相对于外壳102的基部112中的开口115)和微针阵列保持件106在第一位置P1(参见图3到图5、图7和图8)和第二位置P2(参见图9到图13、图16到图17和图22)之间移动，以使微针阵列保持件106分别在以下位置之间移动：
(i)第一回缩位置H1(参见例如图3、图4和图7到图12)，其中微针阵列107(当耦接到微针阵列保持件106时)放置于外壳102 (和/或致动器104，如下所述)内，使得当设备100定位于皮肤 50上时，微针阵列107不接触皮肤50；和
(ii)第二伸出(或“冲击”或“处理”)位置H2(参见例如图15到图17和图22)，其中微针阵列107(当耦接到微针阵列保持件 106时)的至少一部分被定位成当所述设备定位于皮肤50上时接触皮肤50(例如，通过开口115)。
在一些实施例中，保持件106从回缩位置H1到伸出位置H2的移动可由图13到图15中所示和下文参照阻尼器163如图6、图14和图15所述的一个或多个阻尼器或振动吸收元件或材料来阻尼。
如所示，在一些实施例中，致动器104可克服偏压元件128的偏压从其第一位置P1移动到其第二位置P2。由此，致动器104可被偏压处于其第一位置P1(例如，向下)且可能需要使用者克服偏压元件128的偏压来致动设备100。即，由偏压元件128提供的偏压力表示使用者往往需要克服来致动设备100的力。此偏压力可受到控制以免过高或过低。如果偏压力太低，则设备100可能过于敏感且设备100可能过早地被致动，例如，当使用者仅打算将设备100附着到皮肤50时。然而，如果偏压力过高，则设备 100可能无法通过将其按压在软皮肤上而被致动。在一些实施例中，偏压力 (例如，由偏压元件128提供的)并因此同样地设备100的致动力可为至少5N，在一些实施例中，为至少6N，且在一些实施例中，为8N。在一些实施例中，偏压力(并因此，致动力)可不大于15N，在一些实施例中，不大于12N，且在一些实施例中，不大于10N。
如所示，微针阵列保持件106可独立于输注组件103的任何部分(例如药筒110和穿梭件125)在回缩位置H1和伸出位置H2之间移动，从而可使需要移动以用微针108冲击皮肤50的结构量最小化。即，注射组件103 及其部分通常可不与微针阵列保持件106一起在回缩位置H1和伸出位置H2之间移动。因此，注射组件101可与输注组件103分离且与输注组件103 分开操作，即使注射组件101和输注组件103两者可形成整个设备100的一部分，从而允许每一个组件专用于它们各自的功能。
在一些实施例中，输注组件103(例如，穿梭件125和药筒110)可被构造成不独立于外壳102沿相对于皮肤表面50正交或基本上正交取向的方向移动任何可感知的量。即，在一些实施例中，输注组件103可被构造成不独立于外壳102朝向或远离皮肤表面50移动任何可感知的量。如在所示实施例中一样，在一些实施例中，输注组件103可在设备100被致动时 (例如，当采用倒置致动器104时)与外壳102一起朝向皮肤表面50移动，而输注组件103不沿这个方向与外壳102分开移动。在一些实施例中，输注组件103可位于设备100的一部分(例如，细长部分，例如柄部或延伸部)中，所述部分可在设备100被朝向皮肤表面50按压以致动致动器104时连同设备100的其余部分一起被朝向皮肤表面50按压。甚至在此类实施例中，输注组件103可被构造成不相对于外壳102沿朝向或远离皮肤表面50的方向移动。
第一回缩位置H1和第二伸出位置H2可沿着致动轴线A'(参见图3、图7和图16)彼此间隔开距离，使得微针阵列保持件106可例如相对于外壳102和致动器104(例如，在致动器104已移动到其第二位置H2之后) 沿着致动轴线A'在第一回缩位置H1和第二伸出位置H2之间移动。
致动轴线A'通常可相对于皮肤表面50(和保持件106的第一侧面 121、以及当耦接到保持件106时微针阵列107的第一侧116)基本上正交取向，但情况不必如此。更确切地说，在一些实施例中，致动轴线A'可为弧形的或以其他方式限定一个或多个非线性路径等。致动轴线A'仅仅是指第一回缩位置H1和第二伸出位置H2之间的移动。
致动器104还可包括基部133和腔(或室、或凹陷部、或凹坑、或膛孔)134，所述基部133被构造成朝向皮肤表面50定位，所述腔134延伸穿过致动器104的基部133，以在致动器104的基部133中形成开口135 (参见例如图7)。基部133可至少部分地由致动器104的外部部分132限定，且腔134可至少部分地由内部部分130限定，内部部分130的尺寸被设计成被接收在外壳102的腔114中。
如通过比较图7与图9可见，在一些实施例中，致动器104(例如，其基部133)可相对于外壳102的基部112移动，使得当致动器104处于第一位置P1时，致动器104的最外侧表面(例如，基部133)可延伸超过外壳 102的基部112第一距离d1(例如，参见图7)；且当致动器104处于第二位置P2时，致动器104的最外侧表面不再延伸超过外壳102的基部112 (例如，与基部112齐平，或相对于基部112凹进)，或致动器104的最外侧表面延伸超过外壳102的基部112第二距离d2(例如，参见图9)，第二距离d2小于第一距离d1。即，在一些实施例中，致动器104可相对于外壳102的基部112在第一位置P1与第二位置P2之间移入和移出形成于外壳 102的基部112中的开口115。换句话说，在一些实施例中，当致动器104 处于第一位置P1时，致动器104的至少一部分可从或通过外壳102的基部 112中的开口115突起，并且可限定被构造成耦接皮肤表面50的第一表面 (例如，基部133)。此类第一表面可包括如下所述的皮肤接触粘合剂 150。
致动器104的构造仅以举例的方式示出为位于设备100的面向皮肤表面上，即，邻近外壳102的基部112。换句话说，致动器104的外部(可接合)部分132示出为位于外壳102的下部分(即，第二部分122)上且从所述下部分突起。即，相比于其中致动器104位于设备100的下侧的常规系统，致动器104为“倒置致动器”的实例。此类构造允许设备100的简便操作且具体地讲允许致动器104响应于通过按住设备100的非面向皮肤部分或上部分将设备100朝向皮肤表面50按压而从第一位置P1移动到第二位置P2。设备100的(例如，外壳102的)此类非面向皮肤部分或上部分不需要位于致动器104的正对面。即，所述非面向皮肤部分或上部分可相对于致动器104的中心纵向轴线或致动轴线位于偏轴位置。此类“倒置致动器”还在2013年5月31日提交的共同未决的美国专利申请No.61/829,632 中有所描述，该专利申请以引用方式并入本文。
用语“偏轴”通常是指不与致动器104的中心纵向轴线或致动轴线对准的位置、方向或移动轴线。例如，致动器104可沿着致动轴线A”(参见图7)沿第一方向从第一位置P1移动到第二位置P2，所述致动轴线A”在图1到图25所示实施例中也是致动器104的中心纵向轴线。致动器104的此种致动或移动可由沿着不与第二方向完全相反或不与致动器104的致动轴线A”对准的第二方向施用的力而引起。更确切地说，致动器104的此种移动可由相对于致动器104的纵向轴线A”成一斜角取向的力而引起。在一些实施例中，第二方向或轴线可与第一方面或致动器104的致动轴线A” (例如，以一斜角)相交，或第二方向或轴线可相对于致动器104的中心纵向轴线平行而不直接与致动轴线A”成一直线。
通过允许偏轴致动设备100，例如，如果设备100可被致动而不需要使用者接合或调控设备100上的特定位置或元件，则设备100可提供更可靠的致动、增强的使用者舒适度和增强的人体工程学。例如，至少一部分(例如，外壳102的第一(上)部分120)可被构造成使用手的任何部分 (例如使用者的手掌或拳头)朝向皮肤50按压，而不需要手指调控的精确灵巧。这样的构造可提供例如对于关节炎患者和/或老年患者而言的优点。此外，偏轴致动允许以例如通过直观设计或构造由使用者清楚理解的各种方式，而不是仅一个选择来致动设备100。
尽管所示实施例的“倒置致动器”104示出为还提供微针阵列107将通过其部署以冲击并穿透皮肤表面的开口135，但在一些实施例中，仍可采用倒置致动器，即，在设备100和外壳102的下侧或面向皮肤侧，而无需致动器104也限定微针阵列107和微针阵列保持件106移动穿过其的腔134或开口135(如下所述，在所示实施例中通常就是这样)。即，在一些实施例中，致动器104仍可倒置而不是紧邻当微针阵列保持件106处于其伸出位置H2时微针108延伸穿过其的开口定位。然而，具体优点可能是例如在微针阵列保持件106也可在致动器104的腔134内移动情况下所示出的那样采用致动器104(例如紧凑设计)的结果。
在一些实施例中，如所示实施例中所示，致动器104可被构造成仅位于设备100的一部分中，所述一部分可将设备100的致动定域到精确区域，甚至不需要精确使用者调控来致动设备100。例如，如所示，在一些实施例中，整个设备100可具有或限定第一占有面积，第一占有面积具有第一面积，且致动器104可具有第二占有面积，第二占有面积具有第二面积，且第二面积可小于第一面积。在一些实施例中，第二面积可小于第一面积的一半(即，小于50％)。在一些实施例中，第二面积可小于第一面积的四分之一(即，小于25％)。
如图1到图6和图24到图25所示，覆盖件113可被构造成覆盖外壳 102的基部112中的开口115。如图3到图6所示和下文参照图24和图25 更详细描述，在一些实施例中，覆盖件113可为包括第一部分140和第二部分142的“双覆盖件”，第一部分140被构造成覆盖邻近开口115的外壳102的基部112的至少一部分，所述第二部分142被构造成至少部分地被接收在外壳102的腔114中且还被构造成覆盖微针阵列107上的多根微针108。在例如采用“倒置致动器”104的所示实施例的实施例中，覆盖件 113还可被构造成覆盖通往致动器104的腔134的开口135(参见例如图3)。覆盖件113(例如，其第二部分142)可被构造成保持微针108和流体路径123的无菌状态。在其中微针阵列107将通过致动器104中的开口 135部署的实施例中，覆盖件113(例如，其第一部分140)还可被构造成在使用之前覆盖并保护致动器104，并且可用于禁止或阻止致动器104的意外过早致动。在其中微针阵列107将通过外壳102中的开口115而未必是致动器104中的开口135部署的实施例中，覆盖件113(例如，其第一部分 140)可被构造成覆盖并保护被构造成耦接皮肤表面的外壳102的基部112 的至少所述部分。覆盖件113还在2013年5月31日提交的共同未决美国专利申请号61/829,659中有所描述，该专利申请以引用方式并入本文。
如图5所示，在一些实施例中，致动器104的基部133可包括皮肤接触粘合剂150(下文更详细描述)，且设备100还可包括任选隔离衬件152 (下文更详细描述)，所述任选隔离衬件152可在使用之前和在设备100 的组装、储存和装运期间保护皮肤接触粘合剂150。隔离衬件152可在将设备100施用到皮肤之前移除。隔离衬件152可被构造成释放皮肤接触粘合剂150，或者可被构造成呈现对皮肤接触粘合剂150的释放特性，以使得设备100可在储存和装运期间耦接到隔离衬件152，并且可在设备100的施用期间容易与隔离衬件152分离。仅以举例的方式，隔离衬件152可包括凸块155(参见图4和图5)，所述凸块被定位成有利于在需要时从皮肤接触粘合剂150移除隔离衬件152。如所示，凸块155可包括一条或多条折线 153以允许凸块155在储存期间变短但在需要时变长以有利于隔离衬件152 的移除。
在使用中，隔离衬件152可从皮肤接触粘合剂150移除(如果采用的话)，并且致动器104的粘合剂基部133可耦接皮肤50。致动器104的致动可在将致动器104的基部133耦接皮肤150之后立即发生或者甚至与将基部133耦接皮肤150基本上同时发生。致动器104的基部133(或在不采用面向皮肤致动器104的情况下，外壳102的基部112)可在整个注射和输注期间保持耦接皮肤50。因此，在一些实施例中，设备100可被构造成在将流体输注/注射到皮肤50中期间由患者“穿戴”。在这些实施例中，设备 100可直接施用到患者的皮肤50以适应走动移动同时使微针108保持处于一个或多个适当的穿透深度。即，甚至在其中外壳102本身不包括皮肤接触粘合剂150的实施例中，外壳102(即，整个设备100，包括致动器 104、外壳102、以及输注组件103的元件)可被构造成在微针阵列107已刺破皮肤50之后和在输注期间保持耦接皮肤表面50。例如，在这些实施例中，外壳102可被构造成通过致动器104上的皮肤接触粘合剂150附着到皮肤50。
在其中致动器104不位于设备100(或外壳102)的下侧或面向皮肤部分的实施例中，外壳102的基部112可包括皮肤接触粘合剂150和任选的隔离衬件152。此外，本文关于将致动器104的基部133定位于皮肤表面 50的任何描述也可被解释为指的是将外壳102的基部112定位于皮肤表面 50。类似地，根据这些部件的相对构造，如果致动器104不位于设备100 的面向皮肤部分，则关于微针阵列保持件106在致动器104的腔134内的移动的任何描述仍可适用。此外，在其中致动器104如所示实施例中所示倒置的实施例中，致动器104的基部133可被构造成当设备100定位于皮肤表面50上时接触(并且通过皮肤接触粘合剂150粘附到)皮肤50。在其中致动器104不倒置的实施例中，外壳102的基部112可被构造成当设备 100定位于皮肤表面50上时接触(并且粘附到)皮肤50。
在一些实施例中，如所示，微针阵列保持件106可位于致动器104的腔134中并且可在致动器104的腔134中在回缩位置H1和伸出位置H2之间移动。由此，在一些实施例中，致动器104可被构造成当微针阵列107耦接到保持件106时，至少当保持件106处于伸出位置H2时至少部分地围绕微针阵列107。在一些实施例中，致动器104可被构造成使得至少当微针阵列保持件106处于伸出位置H2时，致动器104的至少一部分(例如，外部部分132)四面围绕微针阵列107(和/或微针阵列保持件106)，或环绕微针阵列107(和/或微针阵列保持件106)。
如图7和图9所示，在其中致动器104倒置且位于邻近微针阵列107 将通过其接触皮肤50的同一开口115处，且当致动器104处于第一位置P1而微针阵列保持件106处于回缩位置H1时，致动器104的基部133可定位于距微针阵列保持件106的第一侧(或基部)121(和/或微针阵列107的第一侧(或基部)116)第一距离x1处－参见图7。当致动器104处于第二位置P2时，致动器104的基部133可定位于距微针阵列保持件106的第一侧 (或基部)121(和/或微针阵列107的第一侧(或基部)116第二距离x2处－参见图9－且第二距离x2可小于第一距离x1。因此，当致动器104从第一位置P1移动到第二位置P2时，致动器104的基部133与微针阵列保持件 106的第一侧121(或微针阵列107的第一侧116)之间的距离可缩小。
仅以举例的方式，在图1到图25中所示出的实施例中，外壳102中的腔114的至少一部分可具有圆柱膛孔的形状，致动器104的至少一部分可包括环形横截面形状(例如，当所述横截面是相对于基部133基本上平行截取时)，且致动器104的内部部分130的形状可为基本上管状且其尺寸被设计成被接收在外壳102的圆柱膛孔形腔114中。此外，至少部分地由致动器104的内部部分130限定的腔134可具有圆柱膛孔的形状。仅以举例的方式，分别由外壳102和致动器104限定的膛孔形腔114和134的中心纵向轴线可基本上对准，且微针阵列保持件106的致动轴线A'(参见图 3、图7和图16)也可与腔114和134的中心纵向轴线基本上对准。
在一些实施例中，致动轴线A'与腔114和134的中心纵向轴线可能不是全都精确地对准，而是可相对于彼此基本上平行。在一些实施例中，保持件106的致动轴线A'可相对于致动器104的致动轴线A”基本上平行取向，如所示实施例所示。此外，在一些实施例中，如所示，保持件106的致动轴线 A'可与致动器104的致动轴线A”基本上对准(即，与致动器104的致动轴线A”成一直线)。
当微针阵列保持件106处于第一回缩位置H1时，保持件106可放置于外壳102和致动器104内，使得保持件106(和微针阵列107，当耦接到保持件106时)不延伸超过外壳102的基部112或致动器104的基部133。微针阵列107可与保持件106一起沿着保持件的回缩位置H1和伸出位置H2之间的整个距离移动。即，当微针阵列保持件106处于第一回缩位置H1且微针阵列107耦接到保持件106时，微针阵列107也可处于例如其中微针阵列107放置于外壳102和致动器104内使得当致动器104的基部133(或在其中致动器104位于不同于邻近外壳102的基部112的位置的实施例中，外壳102的基部112)定位于皮肤表面50上时不接触(或不被定位成接触)皮肤表面50的第一回缩位置M1(参见例如图3、图7、图9和图 11)。微针阵列107可容纳于外壳102的腔114和致动器104的腔134内且可相对于外壳102的基部112和致动器104的基部133放置于其回缩位置 M1。
此外，当微针阵列保持件106处于第二伸出位置H2且微针阵列107耦接到保持件106时，微针阵列107也可处于例如其中当致动器104的基部 133定位于皮肤表面50上时微针阵列107的至少一部分被定位成接触皮肤表面50的第二伸出位置M2(参见例如图15到图17和图22)。
当微针阵列保持件106和微针阵列107处于它们各自的第二位置H2和 M2时，微针阵列107的至少一部分(和可能地，微针阵列保持件106的一部分)可延伸超过致动器104的基部133(或在不采用倒置致动器104的情况下，外壳102的基部112)。然而，情况不必如此，且在一些实施例中，情况并非如此可能是优选的。更确切地说，在一些实施例中，微针108可足够靠近致动器104的基部133定位(同时仍放置于外壳102和致动器104 内且不延伸超过致动器104的基部133)，使得当基部133被按压到皮肤表面50上时，使皮肤50变形或隆起穿过致动器104的开口135并进入腔134 达到其中皮肤50与微针108接触的位置。
限定腔114的外壳102的部分和/或限定腔134的致动器104的部分 (例如，内部部分130)可保持和/或引导微针阵列保持件106，以沿着如在图7中由箭头A所指示与致动器104的基部133(和/或外壳102的基部 112)大体上垂直的路径位移。微针阵列保持件106的致动轴线A'可与设备 100的纵向轴线L大体上正交或垂直。尽管在一个示例性实施例中保持件 106的运动可相对于基部133(和/或基部112)成基本上90度，但应了解，大体上正交的路径可偏离90度而呈可穿透足够深以递送预期剂量的取向。
微针阵列保持件106(和耦接到其的微针阵列107)可通过第一储能装置138从回缩位置H1(和M1)移动到伸出位置H2(和M2)，所述第一储能装置可致动以释放其势能，以沿与基部133(和/或基部112)大体上正交的方向例如向下朝向皮肤表面50对微针阵列保持件106施用力。在一些实施例中，这种致动力允许保持件106以受控方式移动，从而确保对空心微针108施用必要的力以穿透患者的皮肤。因此，设备100能够可靠地和始終如一地以期望的冲击速度将微针阵列107递送到皮肤，例如以达到所期望的一个或多个穿透深度。
在一些实施例中，第一储能装置138可致动以对保持件106施用力，以达到介于约2m/s至约20m/s的范围的冲击前(即，由保持件106保持的微针阵列107冲击患者的皮肤前)的微针阵列107的速度。更典型地，微针阵列107可以介于约4m/s至约12m/s的范围的冲击前的速度，在一些实施例中以至少5m/s的冲击前的速度，且在一些实施例中以约6m/s的冲击前的速度撞击患者的皮肤。
在一些实施例中，第一储能装置138可包括偏压元件(例如，弹簧)，且在所示实施例中仅以举例的方式示出为螺旋弹簧。然而，本发明的储能装置可包括来自由以下组成的群组的至少一个储能装置：偏压元件 (例如，弹簧)、推进剂、化学品、马达、电气装置、以及它们的组合。
微针阵列保持件106在设备100中向下朝向其伸出位置H1偏压。因此，当耦接到保持件106时，微针阵列107也朝向其伸出位置M1偏压。当处于回缩位置H1时，微针阵列保持件106待发或被保持在负载下或克服偏压(例如，当采用偏压元件作为储能装置138时)，使得当微针阵列保持件106被从被保持释放时，储能装置138将提供力以使微针阵列保持件106 移动到其伸出位置H2，且具体地讲，以期望的速度。
在一些实施例中，致动器104的一部分可使微针阵列保持件106保持在其回缩位置H1，直到致动器104已移动到其第二位置P2，而此时致动器 104不再保持微针阵列保持件106，且微针阵列保持件106自由地由储能装置138驱动。
然而，在一些实施例中，如所示实施例所示，中间部件(即，在致动器104和保持件106之间)可通过使致动器104移动到其第二位置P2而被致动成移动(或被释放)，且当所述中间部件被致动成移动或被允许移动时，其移动到其中其不再使保持件106保持处于其回缩位置H1的位置，且微针阵列保持件106自由地由储能装置138驱动。因此，在一些实施例中，微针阵列保持件106在外壳102内由除致动器104以外的设备100的元件、部件或结构保持处于其回缩位置H1。
在所示实施例中，所述中间部件为输注组件103的元件，即，穿梭件 125。穿梭件125可在以下位置之间移动(例如，基本上沿着设备100的纵向轴线L)：
(i)第一非输注位置S1(参见，例如图3、图4和图7到图10)，其中药筒110的贮存器111不与流体路径123流体连通(即，在所述第一非输注位置S1中，药筒110流体隔离)；和
(ii)第二输注位置S2(参见，例如图17和图22)，其中药筒110的贮存器111与流体路径123流体连通。
因此，在一些实施例中，致动器104到其第二位置P2的移动(即，致动器104的“致动”)可致动穿梭件125(即，药筒110)到其第二位置S2的移动和微针阵列保持件106到伸出位置H2的移动两者。
由于所示实施例的穿梭件125被构造成保持并携带药筒110，故穿梭件125的第一位置S1和第二位置S2也限定药筒110的位置。因此，本文所述穿梭件的位置也可指药筒110的位置。
穿梭件125可待发或在负载下被保持处于其第一位置S1且可被朝向其第二位置S2偏压，使得当穿梭件125被致动器104释放时，所述穿梭件自由地移动并且开始朝向其第二位置S2移动。采用携载药筒110并在致动器 104与微针阵列保持件106的正中间工作的单独的穿梭件125可提供一系列事件，所述一系列事件确保冲击(即，微针阵列保持件106到其伸出位置 H2的移动)与输注(例如，至少当穿梭件125移动到其中在贮存器111与流体路径123之间建立流体连通的其第二位置S2时)之间的足够延迟。即，微针阵列保持件106可在穿梭件125已完成其到其第二位置S2的移动之前移动到其伸出位置H2。在一些实施例中，在所示实施例中通常就是这样，穿梭件125可在微针阵列保持件106可到达其伸出位置H2之前开始向其第二位置S2移动，但设备100可被构造成使得穿梭件125不会在微针阵列107已刺破皮肤50之前就已经完全到达其第二位置S2(即，在药筒110 与流体路径123之间建立流体连通的点)。
换句话说，即使致动器104致动穿梭件125和微针阵列保持件106两者的移动，微针阵列保持件106也可在穿梭件125达到其第二位置S2时处于其伸出位置H2，使得在微针阵列107被插入皮肤50中时与贮存器111被放置成与微针阵列107流体连通时之间存在滞后或延迟。如果情况不是这样，则活性剂可在微针108穿透皮肤50之前开始从微针108漏出来。在一些实施例中，此滞后可适应其中微针阵列107可在其冲击皮肤50时经历某一起伏运动的时间周期，所述时间周期可为约8毫秒到约10毫秒。通常，在微针阵列107(和保持件106)已达到稳态状况而不再在皮肤表面50上反弹之后提供流体路径123与药筒110之间的流体连通可能是有利的。
穿梭件125可被构造成可沿一方向或沿着一轴线在其第一位置S1和其第二位置S2之间移动，所述轴线相对于保持件106的致动轴线A'和/或致动器104的致动轴线A”成非零角取向。即，在一些实施例中，微针阵列保持件106可沿着第一轴线(即，其致动轴线A')在回缩位置H1和伸出位置 H2之间移动，致动器104可沿着第二轴线在第一位置P1和第二位置P2之间移动，且穿梭件125可沿着第三轴线在第一位置S1和第二位置S2之间移动，且第三轴线可相对于第一轴线和第二轴线中的一者或两者成非零角取向。具体地讲，在采用其中穿梭件125可被构造成沿与皮肤表面50基本上平行的方向移动的薄型构造的实施例中，穿梭件125也可在一些实施例中大体上沿着纵向轴线L移动，且第三轴线可相对于第一轴线和第二轴线中的一者或两者基本上垂直取向。
穿梭件125可被构造成与微针阵列保持件106相互作用，以将保持件 106保持处于其回缩位置H1，直到穿梭件125到达介于第一位置S1与第二位置S2之间的中间位置(即，第三位置S3－参见例如图13)，在所述中间位置，微针阵列保持件106被从由穿梭件125保持处于其回缩位置H1释放。图11和图12示出了在穿梭件125已开始从其第一位置S1移动之后，但在穿梭件125已到达其中保持件106被释放的第三位置S3之前的穿梭件 125。
穿梭件125在其第一位置S1与其第二位置S2之间的移动可由一个或多个储能装置完成或驱动。在所示实施例中，使用两个储能装置来将穿梭件 125从第一位置S1完全移动到第二位置S2。以举例的方式，在所示实施例中，第二储能装置144(参见图3、图6、图7、图9、图11、图13、图 16、图17和图22)可开始穿梭件125的移动，例如以将穿梭件125从第一位置S1移动到其中微针阵列保持件106可被从其回缩位置H1释放的第三位置S3。以进一步举例的方式，在所示实施例中，第三储能装置146(参见图3、图6、图7、图9和图11、图13、图16、图17和图22)可完成穿梭件125到其中药筒110的贮存器111与流体路径123流体连通的其第二位置 S2的移动，并且还可开启并完成活性剂从药筒110的贮存器111进入流体路径123和退出空心微针108的输注。
药筒110可包括活塞148，所述活塞可在药筒110的贮存器111中移动以将活性剂挤出药筒110，进入流体路径123，并退出空心微针108。活塞 148可相对于药筒110的内壁呈滑动和密封关系。这可为储存在形成于药筒 110的活塞148与可开口端151之间的内部可变容积室中的流体提供足够的密封。活塞148可在药筒110中由柱塞149移动或按压，所述柱塞149可耦接到穿梭件125和药筒110，并且可与穿梭件125和药筒110一起移动，直到穿梭件125到达其第二位置S2，此后柱塞149可相对于外壳102、穿梭件 125、药筒110等移动，以驱动活塞148来分配活性剂。即，在一些实施例中，输注组件103可被构造成使得活塞148(和柱塞149)不可在贮存器 111中相对于穿梭件125移动，直到所述穿梭件处于其第二位置S2。换句话说，在一些实施例中，输注组件103可被构造成禁止或阻止活塞148移动到其第二位置，直到穿梭件125处于其第二位置S2。
活塞148和柱塞149可一起在(i)第一(非分配或非递送)位置和 (ii)第二分配位置之间移动，在所述第一位置，活性剂不被排出贮存器111并且不进入流体路径123(即，在所述第一位置，活性剂容置在贮存器 111内)，在所述第二分配位置，活性剂被挤出贮存器111并进入流体路径 123。
考虑到药筒110的贮存器111的容积可变性，药筒110可被构造成适应任何预期剂量容积。这样的药筒110可属于其中预填充药物随时可以使用的类型。药筒110可属于满足包括例如国际标准化组织(ISO)的国际标准的标准的种类。此外，可采用能够相对容易清洁和消毒的玻璃杯作为药筒110。
本发明还可以想到使用阀门机构来打开药筒110的可开口端151，以允许向流体路径123传送活性剂。例如，由药筒110保持的阀门构件可通过当所述阀门构件和例如套管等结构(未示出)被带入操作接合时使所述阀门构件与所述结构配合从流体阻塞或闭合状况打开。合适的阀门机构包括但不限于授予Cindrich等人的国际公布号WO2005/018705中所公开的那些。
返回参见活塞148，活塞148适于沿着贮存器111的长度(例如，其可基本上沿着纵向轴线L取向)移动，直到活性剂被完全(或几乎完全)从贮存器111挤出或压出。通常，活塞148可由密封抵靠在药筒110的主体上、但也相对于活性剂呈惰性的材料制成。例如，经纯化的弹性体材料 (例如，卤化丁基橡胶和硅橡胶材料)通常可用于此类活塞，但还可以想到其他材料(例如，非弹性体材料)。此外，活塞148可由包括层合构造的各种不同材料制成。尽管所示实施例使用一种活塞，但也可使用其他活塞，包括基本上匹配可开口端151的内部形状的外形的那些活塞。
可想到用于降低药筒中的空隙空间的其他装置。例如，可在贮存器 111内包括小的球形物体。当活塞148向前移动并将活性剂推出药筒110 时，小球形物体可被向前推动进入药筒110的颈部并围绕刺穿元件175。球形物体优选地大于刺穿元件175中的流体路径123，以便避免堵塞流体路径 123。而是，球形物体可堆积在刺穿元件175周围并且使药筒颈部空间中的活性剂位移。球形物体可由金属、塑料、玻璃、陶瓷或与贮存器111中的活性剂相容的其他材料制成。
药筒110具有可大体上沿着设备100的纵向轴线L取向和/或可在使用中与皮肤50大体上平行取向的纵向轴线。在其他实施例中，药筒110可相对于皮肤50设置成非零角。在其中期望得到设备100(或至少其输注组件 103)的薄型的实施例中，药筒110的纵向轴线可与微针阵列107(当耦接到微针阵列保持件106时)的主平面(例如，第一侧116的主平面)大体上平行。药筒110可为玻璃药筒(例如，其为透明的)。这样的玻璃药筒可属于例如得自美国新泽西州埃尔姆斯福德市的肖特北美公司(North America,Elmsford,NJ,USA)和美国宾夕法尼亚州Lionsville市的西方制药服务公司(West Pharmaceutical Services,Inc.of Lionsville,PA,USA)的市售类型。具有类似性质的其他类型的药筒完全属于本发明的范围。
当由玻璃制成时，药筒110也可在增强本发明的递送系统的通用性方面为有利的。一个可能的优点在于药筒110可适形于可例如容易使用商业器械填充的制药领域中已经熟悉的尺寸和形状。此外，由于药筒110可与设备100分开包装，故使用者可以能够使用定制贮存器并且容易在使用点处将所述定制贮存器安装于设备100中。如图6所示，在一些实施例中，可采用门或覆盖件147以允许直接进入其中可定位有药筒110的输注组件 103的位置。此外，通过能够使用已知的药筒，患者能够使用以特别适合患者而不取决于具有固定药筒的分配器的制造商的方式分配的各种各样的药物和剂量。
可与本发明的设备一起采用的典型玻璃药筒可具有就其长度而言介于 2cm到约8cm的范围的尺寸，且可具有介于4mm到12mm的范围的内径。更典型地，所述长度可介于4cm到6cm的范围，且所述内径可介于6mm 到10mm的范围。本发明还可以根据例如待递送的活性剂的容积想到其他尺寸。尽管可使用透明玻璃药筒，但也可使用其他材料。药筒110的材料和构造通常与待分配的所需活性剂相容并且能够承受在使用期间所产生的压力。
在一些实施例中，待递送或输注的活性剂的容积可为至少0.1mL，在一些实施例中，至少0.2mL，且在一些实施例中，至少0.5mL。在一些实施例中，所述容积可不大于20mL，在一些实施例中，不大于10mL，在一些实施例中，不大于5mL，且在一些实施例中，不大于3mL。在一些实施列中，所述容积可介于0.1mL到20mL的范围，在一些实施例中，介于 0.1mL到10mL的范围，且在一些实施例中，介于0.1mL到5mL的范围。在一些实施例中，所述容积可介于0.5mL到3mL的范围。
仅以举例的方式，在所示实施例中，完成穿梭件125到其第二位置S2的移动的同一第三储能装置146也可开启并完成输注过程，即，相应地开启并完成柱塞149和活塞148的移动，以分配活性剂。
在一些实施例中，第二储能装置144和第三储能装置146可各自包括弹簧或偏压元件，且各自在所示实施例中仅以举例的方式示出为螺旋弹簧。然而，上述储能装置中的任一者可用于第二储能装置144和第三储能装置146中的每一者。在其中采用偏压元件的实施例中，穿梭件125可在穿梭件处于第一位置S1时被待发或如克服偏压元件144和146的偏压被保持在负载下。
即，穿梭件125可被偏压处于或朝向其第二位置S2。例如，穿梭件 125可例如在第二储能装置144和第三储能装置146中的一者或两者包括偏压元件的情况下由第二储能装置144和第三储能装置146中的一者或两者偏压。穿梭件125可被保持处于其第一位置S1，直到致动器104已移动到其第二位置P2。以举例的方式，在所示实施例中，致动器104包括使穿梭件125保持处于其第一位置S1直到致动器104已移动到其第二位置P2的部分。
具体地讲，在一些实施例中，如图8、图10和图12所示，致动器104 可包括一个或多个穿梭件止挡件(或扣件或棘爪)154，所述一个或多个穿梭件止挡件154可在致动器104在其第一位置P1和其第二位置P2之间移动时与致动器104一起移动。设备100大体上以纵向轴线L为中心对称。由此，所示实施例采用两个穿梭件止挡件154－设备100的每一侧一个；然而，仅一个示出于图8、图10和图12中。然而，应当理解，在一些实施例中，设备100可包括仅一个穿梭件止挡件154。在其中采用一个以上的穿梭件止挡件154的实施例中，应当理解，本文中的说明可同样适用于另外的止挡件。
穿梭件止挡件154被构造成邻接和/或接合穿梭件125的至少一部分。因此，穿梭件止挡件154可耦接到致动器104的至少一部分或由致动器104 的至少一部分形成，且可与致动器104一起在以下位置之间移动：
(i)相对于外壳102、穿梭件125和微针阵列保持件106的第一位置 T1(参见图8)，其中穿梭件止挡件154被定位成接合穿梭件125 的至少一部分以使穿梭件125保持处于其第一位置S1；和
(ii)相对于外壳102、穿梭件125和微针阵列保持件106的第二位置 T2(参见图10和图12)，其中穿梭件止挡件154不再被定位成接合穿梭件125的至少一部分以不再使穿梭件125保持处于其第一位置S1，使得当穿梭件止挡件154处于第二位置T2时，穿梭件 125能够例如通过第二储能装置144和第三储能装置146自由地移动到其第二位置S2。
在图7和图8中，致动器104、穿梭件125、微针阵列保持件106、以及活塞148(和柱塞149)均处于它们各自的第一位置。在这些各自第一位置，穿梭件125、微针阵列保持件106、以及活塞148(和柱塞149)可待发或被保持在负载下，随时可以被击发，即，由储能装置138、144和/或 146驱动。
在图9和图10中，致动器104处于其第二位置P2且穿梭件止挡件154 处于其第二位置T2，但穿梭件125尚未开始朝向其第二位置S2移动。在图 11和图12中，致动器104处于其第二位置P2且穿梭件止挡件154处于其第二位置T2，且穿梭件125已开始朝向其第二位置S2移动，但微针阵列保持件106尚未被从其回缩位置H1释放。
如图8、图10和图12所示，穿梭件125可包括各自被构造成用于接合穿梭件止挡件154或与穿梭件止挡件154相互作用的一个或多个延伸部、叉臂或突出部156。延伸部156以举例的方式示出为沿着设备100的横向侧延伸且大体上沿着纵向轴线L伸长的横向延伸部。每个延伸部156均包括第一部分(或表面，例如所示出的实施列中的侧表面或前表面)，所述第一部分可带缺口或包括凸缘，所述凸缘被构造成接合致动器104的穿梭件止挡件154，直到致动器104已移动成与穿梭件125脱离(例如直到致动器 104已移动到第二位置P2)，从而使穿梭件止挡件154移动到其第二位置 T2。
每个延伸部156均还可包括第二部分(或表面，例如，所示实施例中的上表面)，所述第二部分可被构造成在致动器104已移动到其第二位置 P2之后与穿梭件止挡件154接合，以便在致动器104已移动到其第二位置 P2之后使致动器104保持处于第二位置P2。因此，当致动器104移动到其第二位置P2时，穿梭件125得到释放；且穿梭件125可被构造成使得当穿梭件125朝向其第二位置S2移动时，穿梭件125卡扣致动器104并使致动器104保持处于其第二位置P2。
这样的构造可禁止致动器104在例如可能在使用期间将微针108从皮肤50中逐出的致动之后被往回朝向其第一位置P1推动。因此，每个穿梭件止挡件154均可包括第一部分(或表面，例如，所示实施例中的侧表面或后表面)和第二部分(或表面，例如，所示实施例中的下表面)，所述第一部分被构造成禁止穿梭件125从其第一位置S1的移动，所述第二部分被构造成一旦致动器104已移动到其第二位置P2便禁止致动器104从其第二位置P2的移动。然而，穿梭件125与致动器104之间的此布置方式和相互作用仅以举例的方式示出。在一些实施例中，致动器104上的穿梭件止挡件154可被构造成当处于其第二位置P2时接合不同的元件，以在致动器 104已移动到其第二位置P2时使致动器104保持处于其第二位置P2。
如图4、图6和图7到图13所示，在一些实施例中，微针阵列保持件 106可包括一个或多个延伸部或叉臂158，所述一个或多个延伸部或叉臂 158被构造成接合穿梭件125上的一个或多个保持件止挡件160。类似于致动器104上的穿梭件止挡件154，保持件止挡件160可与穿梭件125一起在以下位置之间移动：
(iii)相对于外壳102、致动器104和微针阵列保持件106的第一位置 R1(参见图7到图10)，其中保持件止挡件160被定位成接合微针阵列保持件106的至少一部分(即，延伸部158)以使微针阵列保持件106保持处于其回缩位置H1；和
(iv)相对于外壳102、致动器104和微针阵列保持件106的第二位置 R2(参见图13)，其中保持件止挡件160不再被定位成接合微针阵列保持件106的至少一部分以不再使微针阵列保持件106保持处于其回缩位置H1，使得当保持件止挡件160处于第二位置R2时，微针阵列保持件106自由地例如通过第一储能装置138朝向其伸出位置H2移动。
图11和图12示出了在穿梭件125已完全到达示于图13中的其中微针阵列保持件106被释放且能够朝向其伸出位置H2移动的其中间第三位置S3之前的穿梭件125。如上所述和下文参照图14和图15更详细描述，图13 示出了在保持件106已完全到达示于图15到图17和图22中的其伸出位置 H2之前的保持件106的任选阻尼位置。
穿梭件125上的一个(多个)保持件止挡件160可耦接到穿梭件125 的一部分或由穿梭件125的一部分形成。仅以举例的方式，保持件106上的延伸部158示出为垂直延伸部或突出部。延伸部158可带缺口或包括凸缘(例如，使得延伸部158包括下表面)，所述凸缘被构造成邻接保持件止挡件160(例如，其上表面)。保持件止挡件160可沿着设备100的纵向轴线L延伸预定距离，使得当保持件止挡件160已移动到其第二位置R2时，保持件106上的延伸部158已离开保持件止挡件160，不再与保持件止挡件160接合，且保持件106自由地由第一储能装置138驱动到其伸出位置H2。以进一步举例的方式，保持件止挡件160可由一个或多个延伸部、叉臂或突出部162形成或限定。具体地讲，在所示实施例中，穿梭件125 包括两个延伸部162，所述两个延伸部162大体上沿着设备100的纵向轴线 L延伸并且包括下凸边或凸缘，所述下凸边或凸缘包括限定保持件止挡件 160的上表面。在所示实施例中，保持件止挡件160具体地讲由当保持件 106在负载下保持处于其回缩位置H1时保持件106的延伸部158依靠在其上或作用于其上的这些凸边中的两个形成。即，当穿梭件125在外壳102 中大体上沿着设备100的纵向轴线L朝向其第二位置S2移动时，延伸部 158和保持件止挡件160相对于彼此滑动，直到保持件止挡件160到达其第二位置R2(即，直到穿梭件125到达位于其第一位置S1与其第二位置S2正中间的其第三位置S3)。
如图6和图14到图15所示，在一些实施例中，设备100可包括一个或多个阻尼器163，所述一个或多个阻尼器163被定位于微针阵列保持件106 与致动器104(或在其中保持件106不移动到其邻近倒置致动器104的伸出位置H2的实施例中，外壳102)之间。阻尼器163可被构造成当保持件106由第一储能装置138驱动到其伸出位置H2时响应于微针阵列保持件 106的惰性而至少部分地变形，从而当保持件106在其伸出位置H2中停下来时阻尼或减缓保持件106。在所示实施例中，阻尼器163包括成形为不完整的圆的线材(参见图6)，所述线材定位于致动器104的腔134内的凹陷部中且位于致动器104的基部133与保持件106的下侧之间(参见图 14)。图15示出了当保持件106的导轨依靠在形成于致动器104内的引导件的端部上时保持件106的移动结束时(即，当保持件106完全处于其伸出位置H2且微针阵列107完全处于其伸出位置M2时)的保持件106。图 15中的阻尼器163已通过保持件106而变形且被推入下部凹陷部164。在所示实施例中，阻尼器163被推入的凹陷部164是由致动器104限定；然而，在其中保持件106不在致动器104中移动的实施例中，这样的凹陷部可由设备100的外壳102或另一个元件提供。所示出的阻尼器163和保持件106与致动器104之间的相对构造仅以举例的方式示出；然而，可采用任何能量吸收或振动吸收元件或材料且其他构造也可行且在本发明的实质和范围内。
在微针阵列107冲击皮肤50的同时，穿梭件125继续沿着纵向轴线L 朝向其第二位置S2移动(如图17和图22所示)。在所示实施例中，如图 13、图16、图17和图22所示，指示器126可包括被构造成例如通过一个或多个闩锁器或棘爪166可移除地耦接在一起的第一部分(或“主体”) 126a和第二部分(或“尾部”)126b。
第二储能装置144(例如，弹簧)可位于一个或多个保持壁或管168 (参见如图13)内，所述一个或多个保持壁或管由外壳102提供或固定地耦接到外壳102。以举例的方式，保持壁168为大体管状，相对于穿梭件 125和指示器126大体上位于外壳102的中心，且大体上沿着纵向轴线L取向。保持壁168可限定例如可接收第二储能装置144的至少一部分的凹陷部(或膛孔或室)173。此外，所示实施例的第一指示器部分126a和第二指示器部分126b各自分别包括内(例如，同心并向前突出的)壁(或叉臂或突出部)170a和170b，所述内壁170a和170b通过闩锁器166可移除地耦接在一起(例如，在它们各自的前端)且一起限定被构造成接收保持壁 168的大体管状凹陷部172(参见图13)。以举例的方式，在所示出的实施列中，第二指示器部分126b的内壁170b是由一系列(沿周边间隔开的) 叉臂形成，所述一系列叉臂被构造成当第一指示器部分126a和第二指示器部分126b通过闩锁器166耦接在一起时布置在由第一指示器部分126a的内壁170a限定的内周边周围。因此，第一指示器部分126a的内壁170a可包括一系列缺口或开口，所述一系列缺口或开口被构造成接收内壁170b的至少一部分，即，形成所述一个或多个闩锁器166的所述一个或多个叉臂的所述一个(多个)部分。
当穿梭件125连同指示器126一起最初由第二储能装置144移动离开其第一位置S1时，通过闩锁器166可移除地耦接的内壁170a和170b沿着保持壁168滑动或运行(且保持壁168被接收在由内壁170a和170b限定的凹陷部172内)。在这一阶段，保持壁168禁止内壁170a和170b向内弯曲或偏转，从而使闩锁器166保持呈闭合或闩锁构造并使内壁170a和170b保持耦接在一起。
保持壁168仅从外壳102的后壁169向前延伸(例如，沿着设备100 的纵向轴线L)相对短的距离。因此，当穿梭件125和指示器126继续在外壳102中移动时，第一指示器部分126a和第二指示器部分126b的内壁 170a和170b移动超过保持壁168到达其中内壁170a和170b可相对于彼此弯曲的位置。具体地讲，在所示实施例中，此时，第二指示器部分126b的内壁170b自由地向内弯曲，即，相对于第一指示器部分126a的内壁170a 弯曲。第三储能装置146现在可提供(或协助提供)克服闩锁器或棘爪166 以允许第一指示器部分126a和第二指示器部分126b如图16所示分开所需的能量。第三储能装置146被定位成接合第二指示器部分126b的至少一部分，以使第二指示器部分126b沿与穿梭件125和第一指示器部分126a相反的方向移动，例如随着内壁170b沿着保持壁168运行并接收保持壁168而在外壳102中向后朝后向壁169移动。
在一些实施例中，指示器126的至少一部分可与穿梭件125成邻接关系。例如，如图13所示，在穿梭件125到达其第二位置S2之前，第二指示器部分126b可与第一指示器部分126a的后端和穿梭件125的后端成邻接关系，即，直到第一指示器部分126a与第二指示器部分126b分开。
在第一指示器部分126a与第二指示器部分126b分开之后，第二储能装置144和第三储能装置146均被定位成继续使穿梭件125和第一指示器部分126a在外壳102中朝向第二穿梭件位置S2移动。第二储能装置144被定位成继续推压柱塞149，而第三储能装置146被定位成移动耦接到柱塞 149(例如，通过内壁170a)的第一指示器部分126a。柱塞149被定位成接触并推压活塞148，以对药筒110的贮存器111加压，且药筒110的前端 (即，可开口端151)被定位成接触穿梭件125的内表面，以继续将穿梭件 125驱动到其第二位置S2(如图17和图22所示)。在一些实施例中，不对药筒110内的流体加压，直到此步骤，即，直到设备100被致动且所得一系列事件包括对药筒110加压。例如，在所示实施例中，第二储能装置144 负责将穿梭件125(和药筒110)朝向其第二位置S2发射，且与第二储能装置144相比被构造成提供更大的力的第三储能装置146完成穿梭件125的移动，对药筒110加压并为药筒110供能，并且移动药筒110的贮存器111 中的活塞148。
被构造成可移除地耦接到第一指示器部分126a的第二指示器部分126b 仅以举例的方式描述为指示器126的一部分。此元件转而可描述为穿梭件 125的一部分，或一概描述为被构造成可移除地耦接到指示器126和穿梭件 125中的至少一者的单独的元件。
仅以举例的方式，所示实施例的柱塞149耦接到指示器126或由指示器126提供(例如，与指示器126一体形成)，使得指示器126包括： (i)内部部分185(即，被定位成包括柱塞149或耦接到柱塞149)，所述内部部分的至少一部分负责接合并移动药筒110中的活塞148；和(ii)外部部分187，所述外部部分被构造成沿着穿梭件125的外表面或外壁188运行，以透过窗口124看到以显示活性剂的输注的进展(参见图13、图16、图17和图22)。具体地讲，在所示实施例中，指示器126的外部部分187 的尺寸被设计成被接收在外壳102的保持壁105与穿梭件125的外表面或外壁188之间。即，指示器126的外部部分187的尺寸可被设计成接收穿梭件125的至少一部分，使得在穿梭件125已移动到其第二位置S2之后，指示器126可相对于穿梭件125移动。
此外，在所示实施例中，柱塞149包括或限定内凹陷部或室171，且例如在采用弹簧作为第二储能装置144的情况下，第二储能装置144的尺寸可被设计成至少部分地被接收在由保持壁168限定的凹陷部173中且至少部分地延伸到内部室171中，以将柱塞149驱动或偏压远离外壳102的后壁169。
另外，在所示实施例中，指示器126的外部部分187包括限定在指示器126的外部部分187的内表面或内壁与穿梭件125的外表面或外壁188之间的第一外凹陷部或室190，所述第一外凹陷部190向后开口。第一外凹陷部190的尺寸可被设计成接收第三储能装置146(例如，当采用弹簧作为第三储能装置146时)。由此，第三储能装置146可被定位成在外壳102中将指示器126的向前端或前端向前驱动或偏压远离外壳102的后壁169。在一些实施例中，如所示，指示器126的外部部分187还可包括其尺寸被设计成接收穿梭件125的至少一部分的第二外凹陷部191，所述第二外凹陷部 191向前开口。
此外，在一些实施例中，如所示，指示器126的内部部分185还可包括或限定其尺寸被设计成接收药筒110的至少一部分的内凹陷部或室192。具体地讲，内凹陷部192可例如以压配合接合方式接收药筒110的闭合端 (例如，包括活塞148)。如所示，药筒110可在内凹陷部192中被定位成使得活塞148邻接柱塞149的向前端或前端。
如图17所示，由第二储能装置144和第三储能装置146提供的组合力可完成穿梭件125到其中药筒110的贮存器111被放置成与流体路径123流体连通的其第二输注位置S2的移动。以举例的方式，如上所述，流体路径 123可包括或耦接到以举例的方式可相对于外壳102和穿梭件125保持固定的刺穿元件175(例如，空心针)。以进一步举例的方式，药筒110可配有顶盖176和能够通过所述顶盖176触及的隔膜177。在一些实施例中，药筒 110可包括玻璃杯，且开口端或可开口端151可由顶盖176闭合并密封。顶盖176可包括可以已知的方式压接到药筒110的开口端151的金属顶盖，例如铝顶盖。顶盖176可保持密封闭合药筒110的另一开口端151的隔膜 177。
隔膜177可由多种不同的材料制成，这些材料包括通常与贮存器(例如，药筒)一起使用的那些。隔膜177可由跨越药筒110的开口端151通过或不通过压接牢固地安装的可刺穿和可再密封弹性体密封件或隔膜制成。在一些实施例中，隔膜177(例如，由弹性体形成)可通过例如由铝形成的韧性顶盖176压接到药筒110的端部上。也可使用其他类似的隔膜材料和将其固定到药筒110的开口端151的方式。例如，可使用模制到圆筒的主体内的隔膜(例如，可得自宾夕法尼亚州莱恩维尔市的西方药学服务公司(West Pharmaceutical Services,Inc,Lionville,PA)的CZ系列)、顶盖 (例如，标准注射器鲁尔接头顶盖)、或薄到足以被刺穿的模制端部。合适的材料易于以足够的刺穿力进行刺穿，并且一旦刺穿就保持密封性。如上所述，隔膜177可在使用期间被刺穿并以足够的力在刺穿元件175周围密封，以防止在对活性剂加压和从贮存器111传送活性剂期间发生渗漏。某些隔膜材料允许隔膜177在刺穿元件175在使用之后撤出后再密封。本发明设想出，通过多种方法来开封或打开原本闭合的隔膜177。
当穿梭件125移动到其第二位置S2时，刺穿元件175可刺穿或刺破隔膜177，从而将流体路径123(即，通过刺穿元件175的内部)放置成与药筒110的贮存器111流体连通，如图17所示。此时，如图17进一步所示，药筒110的开口端151(例如，和顶盖176)邻接限定穿梭件125的第二位置S2的刺穿元件175的基部178。因此，穿梭件125和药筒110在外壳102 内停下来。其端部被定位成接合指示器126的端部的第三储能装置146现在可传送其剩余储存能量以使指示器126(即，第一指示器部分126a)连同柱塞149一起移动，以驱动贮存器111内的活塞148并通过刺穿元件175 将活性剂迫入流体路径123，到达空心微针108。图18示出了在输注过程开始时开始透过外壳102的窗口124显示的指示器126。指示器126可为彩色的或以其他方式相对于设备100的其他部件显而易见以为使用者清楚可见。
在所示实施例中，保持件106的第一侧121与微针阵列107的第二侧 118可被构造成当微针阵列107耦接到保持件106时间隔开距离，以在它们之间限定贮存器或歧管180(参见图14、图15、图17和图22)。具体地讲，当微针阵列107耦接到保持件106时，微针阵列107的第二侧118或其一部分可与保持件106的第一侧(或基部)121间隔开距离以限定贮存器 180。如图14和图15所示，贮存器180可被构造成四面闭合以禁止渗漏。必要时可采用附加的密封构件。流体路径123可包括贮存器180或与贮存器180流体连通，且贮存器180可与空心微针108流体连通(即，通过微针阵列107的第二侧118)。即，在一些实施例中，基底109可包括一个或多个通道，所述一个或多个通道被定位成跨越基底109延伸，以提供微针阵列107的第一侧116与第二侧118之间的流体连通。因此，当活性剂被逐出药筒110的贮存器111并进入流体路径123时，活性剂被移动到贮存器180，贮存器180被定位成将活性剂递送或馈送到多根空心微针108，以继而通过微针108将活性剂递送到皮肤50。提供刺穿元件175(例如，流体路径123的其余部分)与微针108之间的流体连通的其他构造也可行，且贮存器180仅以举例的方式示出。
图7、图9、图11、图13、图16、图17和图19到图21示出了无菌密封件182，所述无菌密封件被定位成在刺穿隔膜177和将刺穿元件175定位成与药筒110的贮存器111流体连通之前封闭刺穿元件175并保持刺穿元件175的无菌状态。具体地讲，图19到图21示出了刺穿元件175和无菌密封件182的近距离侧面剖视图，且具体地讲示出了图9、图11和图17的刺穿元件175和无菌密封件182分别在密封件182被刺破之前、密封件182被刺破时和密封件182被刺破并塌缩之后的近距离视图。
当穿梭件125将药筒110移动到第二位置S2时，定位于药筒110的开口端151上的隔膜177接触密封件182并使密封件182变形，直到刺穿元件 175刺穿或刺破密封件182(参见图20)。当穿梭件125(和药筒110)继续移动时，刺穿元件175在其刺破隔膜177时继续移动穿过密封件182。即，密封件182可被构造成变形并朝向刺穿元件175的基部178塌缩，且可还被构造成在被刺穿之后保持呈塌缩构造(例如，无法回到其初始位置或构造)，如图21所示。
在一些实施例中，密封件182可由类似于上文参照隔膜177所述的那些材料的材料形成，所述材料允许密封件182在使用期间被刺穿并以足够的力在刺穿元件175周围密封，以防止在对活性剂加压和从贮存器111传送活性剂期间发生渗漏，或至少直到刺穿元件175刺穿隔膜177且隔膜177 可防止渗漏。在一些实施例中，密封件182仅在刺穿元件175周围塌缩而不在刺穿元件175周围密封。
如图19-21进一步所示，无菌密封件182可被构造成从第一状态(参见图19)变化为第二状态(参见图21)，在所述第一状态下，无菌密封件 182限定被构造成容纳刺穿元件175的室(例如，无菌室)184，在所述第二状态下，无菌密封件182已被刺穿元件175刺穿且具体地讲在隔膜177 (或药筒110的顶盖176或开口端151)与刺穿元件175的基部178之间塌缩。图20示出了处于图19和图21所示的状态中间的第三状态或状况，在所述第三状态或状况下，密封件182被刺穿元件175刺破。
如上所述，活塞148和柱塞149可一起分别在第一非分配位置(例如，如图17所示)和第二分配位置(例如，如图22所示)之间移动。图 22和图23示出了其中活塞148和柱塞149处于其各自的位置的设备100。即，在流体路径123与药筒110的贮存器111之间建立流体连通(参见图 17)之后，穿梭件125保持处于其第二位置S2，且第三储能装置146继续例如沿着纵向轴线L驱动外壳102中的指示器126，指示器126又驱动柱塞 149，柱塞149继而移动药筒110内的活塞148，以将活性剂迫入流体路径 123。图23示出了当活性剂的输注或递送已完成且设备100可从皮肤50移除时使用者将看到的内容。
在使用中，覆盖件113和隔离衬件152可被移除。致动器104的基部 133上(和/或外壳102的基部112上)的皮肤接触粘合剂150可施用到皮肤50。设备100的外壳102的上部分(例如，第一部分120)可被朝向皮肤50按压，以使致动器104例如克服偏压元件128的偏压从其第一位置P1 (如示出了设备100的第一状况的图7和图8所示)移动到其第二位置P2 (如示出了设备100的第二状况的图9和图10所示)。
致动器104到其第二位置P2的移动释放穿梭件125(即，通过移动穿梭件止挡件154)，以允许穿梭件125例如作为被第二储能装置144驱动的结果而开始朝向其第二位置S2(如示出了设备100的第三状况的图11和图 12所示)移动(如图11所示)。在穿梭件125移动到位于其第一位置S1与其第二位置S2之间的第三位置S3之后，穿梭件125上的保持件止挡件 160不再被定位成使微针阵列保持件106保持处于其回缩位置H1，使得保持件106被释放，且第一储能装置138可开始提供力以将微针阵列保持件 106朝向其伸出位置H2(如示出了设备100的第四状况的图13到图14所示)驱动。在所示实施例中，图13和图14示出了保持件106的阻尼位置，且保持件106可继续移动到其完全伸出位置H2(并因此，微针阵列 107可继续移动到其伸出位置M2)，如示出了设备100的第五状况的图15 和图16所示。然而，一些实施例不采用阻尼器163或图13和图14中所示出的保持件106的阻尼位置。穿梭件125然后继续朝向其第二位置S2移动且允许第一指示器部分126a和第二指示器部分126b分开(如图16所示)，而此时第三储能装置146可提供或协助提供力以继续将穿梭件125 移动到第二位置S2。
当穿梭件125达到其第二位置S2(如示出了设备100的第六状况的图 17所示)时，输注组件103的药筒110的贮存器111被放置成与流体路径 123、且具体地讲与注射组件101中的微针108流体连通。另外，此时，指示器126(例如，第一指示器部分126a)可开始相对于穿梭件125移动，穿梭件125可驱动贮存器111中的活塞148(例如，与柱塞149一起)，且活塞148的进展可通过指示器126显示给使用者，指示器126可透过外壳 102中的窗口124看到(如图18所示)。当活塞148和柱塞149(以及指示器126)到达它们各自的第二位置(如示出了设备100的第七状况的图22 和图23所示)时，活性剂的输注已完成。这可通过指示器126指示给使用者，指示器126可例如通过将指示器126示出为填满窗口124而透过外壳 102的窗口124看到。
图24和图25更详细地示出了覆盖件113。如上所述，覆盖件113可包括(i)第一(例如，外)部分140和(ii)第二(例如，内)部分142，所述第一部分被构造成覆盖邻近开口115的外壳102的基部112以及致动器 104的基部133的至少一部分，所述第二部分被构造成被接收在外壳112的腔114中且还被构造成当微针阵列保持件106处于回缩位置H1时覆盖微针阵列107上的多根微针108。第二部分142还可例如在采用通过其部署微针阵列107的倒置致动器104的实施例中被构造成用于被接收在致动器104 的腔134中。此外，第一部分140可在采用通过其部署微针阵列107的倒置致动器104的实施例中覆盖邻近开口135的致动器104的基部133。
如上所述，致动器104的基部133和/或外壳102的基部112可包括皮肤接触粘合剂150和任何任选隔离衬件152。在这些实施例中，覆盖件113 (即，其第一部分140)可被构造成特别是当致动器104处于第一位置P1时，覆盖包括皮肤接触粘合剂150和任选地所采用的任何隔离衬件152的基部133(和/或基部112)的至少一部分。然而，在一些实施例中，在设备 100已被使用且被从皮肤50移除之后，覆盖件113可用于在致动器104处于其第二位置P2时重新覆盖致动器104和外壳102的基部112。
在所示实施例中，覆盖件113的第一部分140与第二部分142一体形成在一起。然而，在一些实施例中，第一部分140和第二部分142能够可移除地耦接在一起，此可允许基部133(和/或基部112)独立于微针108被覆盖和/或被揭开。
仅以举例的方式，第二部分142的形状示出为大体上呈管状，使得第二部分142可延伸穿过基部133(和/或基部112)中的开口135(和/或开口 115)并进入致动器104的腔134(和/或外壳112的腔114)。
如图25所示，第一部分140可包括或限定凹陷部(或室或凹坑)195 (即，具有一闭合端197)，所述凹陷部195的尺寸被设计成接收致动器 104的基部133的至少一部分和/或外壳102的基部112的至少一部分。在其中覆盖件113覆盖致动器104的实施例中，当覆盖件113耦接到设备100 时，凹陷部195的闭合端或基部197可与致动器104的基部133间隔开距离，使得致动器104不会在使用之前不合需要地或过早地被致动。
如进一步所示，第二部分142可包括或限定凹陷部(或室或凹坑)196 (即，具有一闭合端198)，所述凹陷部196的尺寸被设计成接收从微针阵列107的第一侧116的第一主表面突起的多根微针108。第二部分142中的凹陷部196(例如，闭合端198)可至少部分地由内表面限定，且凹陷部 196的内表面与微针阵列107的第一侧116可一起限定无菌室以用于在设备 110的组装之后和在使用之前容纳多根微针108。这样的无菌室可允许一种 (多种)消毒剂自由地进入封闭容积，同时在消毒后禁止污染物进入所述室。
如图25进一步所示，在一些实施例中，覆盖件113的第二部分142可包括突出部和凹陷部中的至少一者，且微针阵列107的第一侧116(和/或保持件106的第一侧121)可包括凹陷部和突出部中的至少一者，所述凹陷部和所述突出部的尺寸分别被设计成接收突出部和/或突出到覆盖件113的第二部分142的凹陷部中。这样的布置方式可允许第二部分142与微针阵列107(和/或保持件106)配合地接合并且有利于通过覆盖件113的第二部分142来容纳并保护微针阵列107。
如图3和图25所示，在所示实施例中，面向微针的(例如，面向上的)凹陷部199以举例的方式示出于覆盖件113的第二部分142中。如所示，微针阵列107的第一侧116可包括围绕所述多根微针108的面向覆盖件的(例如，面向下的)凹陷部139。如图3、图4和图6所示，可采用密封构件136，所述密封构件136的尺寸被设计成被接收在覆盖件113的第二部分142中的凹陷部199和微针阵列107中的凹陷部139中，以密封或闭合被构造成容纳微针108并提供覆盖件113的第二部分142的凹陷部196的闭合端198与微针阵列107的第一侧116之间的附加间距的室。此特定布置方式仅以举例的方式示出，但通常，覆盖件113的第二部分142可被构造成以某种方式耦接到微针阵列107(和/或保持件106)的第一侧116，以在使用之前封闭并保护多根微针108，即，保持微针108的无菌状态。在一些实施例中，密封构件136和/或覆盖件113的一部分可对一种或多种消毒剂具渗透性，同时在消毒后禁止污染物进入所述室。在一些实施例中，第二部分142可包括或提供密封构件136。在这些实施例中，密封构件136可与覆盖件113一体形成且被构造成用于耦接到微针阵列107的第一侧116和微针阵列保持件106的第一侧121中的至少一者。
如上所述，外壳102可包括突起部119，所述突起部119限定或包括基部112。致动器104(例如，其外部部分132)可例如在致动器104处于其第一位置P1时从所述突起部向外(例如，向下)延伸。覆盖件113的第一部分140中的凹陷部195的尺寸可被设计成接收外壳119的突起部和/或致动器104的外部部分132的至少一部分。
覆盖件113可被构造成通过上述耦接装置中的任一者耦接到外壳102 (例如，突起部119)和/或致动器104。覆盖件113还可被构造成用于邻接突起部119从其突出的外壳102的一部分，而此可有利于禁止覆盖件113 在覆盖件113耦接到设备100时按压致动器104，以防止致动器104过早致动。
尽管图1到图25的实施例采用元件和储能装置的特定构造和布置方式来实现注射和输注，但应当理解，所示实施例中所示的特定结构和布置方式的变型形式处于本发明的实质和范围内。
例如，图26示出了根据本发明的另一个实施例的设备100'，且具体地讲，根据本发明的另一个实施例的输注组件103'的一部分。在一些实施例中，如图26所示，第三储能装置146'可被构造成用于直接(而不是间接) 接合柱塞149'和/或活塞148'，且指示器126'(例如，其外部部分187')还可包括被构造成接收穿梭件125'的至少一部分的外凹陷部190'，并且可沿着穿梭件125'的外表面在穿梭件125'与外壳102'的一个或多个保持壁105'之间运行，以便通过外壳102'的窗口可见，从而指示输注的进展。
例如，在这些实施例中，第三储能装置146'可位于限定柱塞149'的指示器126'的内部部分185'的内部室171'内(即，而不是位于穿梭件125的外表面与指示器126的外部部分187'之间)。柱塞149'的前端或前壁也可接触活塞148'。此外，在这些实施例中，第二储能装置144'也可开始穿梭件125' 的移动以及第一指示器部分125a'与第二指示器部分125b'的分离。类似于图 1到图25的设备100，在设备100'中，第一指示器部分126a'位于穿梭件 125'与第二指示器部分126b'之间(并且提供它们之间的耦接)。更进一步地，指示器126'(或其一部分，具体地讲，第一指示器部分126a')可与穿梭件125'一起移动，直到穿梭件125'到达其第二位置，在这之后，外部部分187'可到达超过保持壁193的沿着纵向轴线L的纵向位置，从而允许形成指示器126'的外部部分187'的壁向外弯曲。此刻，第三储能装置146'可提供力以克服耦接指示器126'(即，第一指示器部分126a')与穿梭件125'的闩锁器或棘爪194，从而允许指示器126'开始相对于穿梭件125'沿着纵向轴线L'移动，从而允许穿梭件125'在外部部分187'内部(即，在外凹陷部 190'中)运行，以驱动药筒110'中的活塞148'以输注活性剂。
为清楚地示出本发明的设备的各种特征，图中所示的每个实施例均示出为单独的实施例。然而，应当理解，可在本发明的设备中采用图中所示和本文所描述的实施例中的任一者的元件和特征的任意组合。
对施用时间、微针、皮肤接触粘合剂、隔离衬件和活性剂的下述说明可适用于本发明的设备的任何实施例。
在一些实施例中，本发明的设备可在皮肤50上保持的时间长度可为延长的时间，然而，本发明的设备更可能在皮肤50上保持更短的持续时间。例如，在一些实施例中，本发明的设备可在皮肤上保持至少1秒、在一些实施例中至少5秒、在一些实施例中至少10秒、在一些实施例中至少15 秒且在一些实施例中至少30秒的处理周期。在一些实施例中，所述设备可在皮肤上保持不超过1小时、在一些实施例不超过30分钟、在一些实施例中不超过20分秒、在一些实施例中不超过10分钟且在一些实施例中不超过5分钟的时间周期。在一些实施例中，所述设备可在皮肤上保持从1秒到1小时、在一些实施例中从10秒到10分钟且在一些实施例中从30秒到 5分钟的处理周期。
在一些实施例中，设备100可被构造成在至少1秒、在一些实施例中至少5秒、在一些实施例中至少10秒、在一些实施例中至少15秒且在一些实施例中至少30秒的输注周期内递送活性剂。在一些实施例中，本发明的设备可包括不超过1小时、在一些实施例中不超过30分钟、在一些实施例中不超过20分钟、在一些实施例中不超过10分钟且在一些实施例中不超过5分钟的输注周期。在一些实施例中，所述设备可在皮肤上保持从1 秒到1小时、在一些实施例中从10秒到10分钟且在一些实施例中从30秒到5分钟的处理周期。
皮肤接触粘合剂
在一些实施例中，皮肤接触粘合剂150可覆盖致动器104的整个基部 133(和/或外壳102的基部112)。作为另外一种选择，在一些实施例中，皮肤接触粘合剂150可部分地覆盖基部133(和/或基部112)，例如包括对皮肤接触粘合剂150的间歇性施用以形成间隙(例如，无规或呈图案)和/ 或具有比基部133(和/或基部112)的宽度小的宽度的完整的一圈皮肤接触粘合剂150。
皮肤接触粘合剂150通常为压敏粘合剂，并且具体地讲为能够固定地而且可剥离地粘附到或耦接皮肤(如，哺乳动物皮肤)的压敏粘合剂。皮肤接触粘合剂150通常还为安全的和无毒的。皮肤接触粘合剂层通常根据设备100的最终用途来选择。在一些实施例中，设备100可包括一个以上的皮肤接触粘合剂150。在设备100包括一个以上的皮肤接触粘合剂层150 的情况下，每个皮肤接触粘合剂层150可在所使用的材料和厚度方面彼此独立选择。合适的粘合剂的例子包括丙烯酸酯、硅树脂、聚异丁烯、合成橡胶、天然橡胶、以及它们的共聚物和混合物。丙烯酸酯和硅树脂可为优选的皮肤接触粘合剂150。一般来讲，皮肤接触粘合剂150在预期佩戴周期内应对皮肤产生极小或不产生刺激或过敏。
在一些实施例中，皮肤接触粘合剂150可为丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯)共聚物。丙烯酸酯通常将具有大于约0.2dL/g的特性粘度，并且将包括一种或多种聚合的主要单体和任选的一种或多种极性共聚单体。适用的主要单体包括在烷基中包含4至12个碳原子的烷基丙烯酸酯和在烷基中包含 4至12个碳原子的烷基甲基丙烯酸酯。合适的烷基丙烯酸酯和烷基甲基丙烯酸酯的例子包括正丁基、正戊基、正己基、异庚酯、正壬基、正癸基、异己基、2-乙基辛基、异辛基、和2-乙基己基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。在一些实施例中，烷基丙烯酸酯可包括异辛基丙烯酸酯、2-乙基己基丙烯酸酯、正丁基丙烯酸酯、和环己基丙烯酸酯。适用的极性单体可包括具有羟基、酰胺基、或羧基、磺基、或膦酸官能团的极性单体。代表性的例子包括丙烯酰胺、异丁烯酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、2-羟基乙基丙烯酸酯、2-羟基乙基甲基甲基丙烯酸酯、羟丙基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、吡咯烷酮基乙基丙烯酸酯、和烷氧基乙基丙烯酸酯(例如，2-羧乙基丙烯酸酯)。在一些实施例中，极性单体的重量％值将不超过全部单体的总重量的约40％，以便避免最终PSA产品的过度紧致度。通常，极性单体可掺入到约1重量％到约20重量％的程度。在一些实施例中，极性单体可为丙烯酰胺。
在一些实施例中，丙烯酸酯共聚物可包括主要单体和极性单体以及附加的任选单体的反应产物，所述附加的任选单体在存在时以不会导致粘合剂组合物无粘性的量包括在聚合反应中。例如，可添加任选的附加单体，以改善性能、降低成本、或用于其他目的。此类任选单体的例子包括乙烯基酯(例如，醋酸乙烯酯)、氯乙烯、偏二氯乙烯、苯乙烯、和可与其他单体共聚的大分子单体。合适的大分子单体包含聚甲基甲基丙烯酸酯、苯乙烯/丙烯腈共聚物、聚醚和聚苯乙烯大分子单体。可用的大分子单体及其制剂的例子在美国专利第4,693,776号(Krampe等人)中有所描述，该专利的公开内容以引用方式并入本文。
有机硅或聚硅氧烷压敏粘合剂包括基于以下两种主要组分的压敏粘合剂：聚合物或树胶和增粘树脂。可通过如下方式来制备聚硅氧烷粘合剂：使树胶(通常为高分子量聚二有机硅氧烷)与树脂在适当的有机溶剂中经由缩合反应来进行交联，以产生三维硅酸酯结构。可调节树脂相对聚合物的比率，以便修改聚硅氧烷粘合剂的物理特性。在一些实施例中，封端的 (或胺相容的)聚硅氧烷的使用可为优选的，以便提高药物稳定性并且减少降解。可为有用的有机硅压敏粘合剂的更多细节和例子在美国专利号 4,591,622(Blizzard等人)；4,584,355(Blizzard等人)；4,585,836 (Homan等人)；和4,655,767(Woodard等人)中有所描述。合适的硅树脂压敏粘合剂为市售的并且包括由密西根州米德兰市道康宁公司医用产品部(Dow Corning Corporation,Medical Products,Midland,Michigan)以商品名出售的硅树脂粘合剂。
合适的粘合剂的其他描述可见于美国专利号5,656,286(Miranda等人)、5,223,261(Nelson等人)、和5,380,760(Wendel等人)中，这些专利的公开内容以引用方式并入本文。在一些实施例中，皮肤接触粘合剂150的厚度可为至少约10μm、在一些实施例中至少约20μm且在一些实施例中至少约40μm。在一些实施例中，皮肤接触粘合剂150的厚度可为小于约 2mm(0.07874英寸)，在一些实施例中小于约1mm(0.03937英寸)，并且在一些实施例中小于约150微米(5906微英寸)。
在一些实施例中，对于皮肤接触粘合剂150而言，医疗级粘合剂可能是优选的。这样的医疗级皮肤接触粘合剂150可具有能够在设备100的致动之前、期间和之后与皮肤50保持密切接触的物理性质和特性。将致动器 104(或外壳102)固定到皮肤50可有助于使微针108保持插入皮肤50 中。
隔离衬件
可用作隔离衬件152至少一部分的隔离衬件(除了例如用于覆盖基部 112的至少一部分的其他隔离衬件以外)可以各种各样的专利配方得自各种制造商。所属领域的技术人员通常将在模拟使用条件下基于所选择的粘合剂来测试这些衬件，以获得具有所需隔离特性的产品。可适用于本发明的设备的衬件可由牛皮纸、聚乙烯、聚丙烯、聚酯或任何这些材料的复合物制成。衬件材料可用隔离剂或低粘附涂料(例如含氟化合物或有机硅)涂布。例如，美国专利号4,472,480(Olson)描述了低表面能全氟化合物衬件，该专利的公开内容以引用方式并入本文。衬件可为涂布有硅树脂隔离材料的纸材、聚烯烃膜、或聚酯膜。市售的经硅树脂涂布的隔离纸的例子为得自伊利诺伊州威罗布克耐恒公司(Loparex(Willowbrook,IL))的硅树脂隔离纸。
活性剂
如上所述，在一些实施例中，活性成分或活性剂(例如，药物)可通过空心微针108递送。可以配制成流体且通过皮下注射递送的任何物质均可用作活性剂，包括任何药剂、营养剂、药妆剂、诊断剂和治疗剂(为方便起见在本文中统称为“药物”)。本说明设想出，甚至可利用气态流体。
可掺入到本发明的设备中的药物的例子为能够在施用到皮肤时局部作用或全身作用的那些例子。一些例子包括可以透皮装置的形式商购获得的丁丙诺啡、可乐定、双氯芬酸、雌二醇、格拉司琼、硝酸异山梨醇酯、左炔诺孕酮、利多卡因、哌醋甲酯、尼古丁、硝化甘油、奥昔布宁、卡巴拉汀、罗替戈汀、东莨菪碱、司来吉兰、睾酮、妥洛特罗和芬太尼。其他例子包括抗炎药、甾体(例如，氢化可的松、泼尼松龙、曲安西龙)和非甾体(例如，萘普生、吡罗昔康)两者；抑菌剂(例如，氯己定、己基间苯二酚)；抗菌剂(例如，青霉素(例如青霉素V)、头孢菌素(例如头孢氨苄)、红霉素、四环素、庆大霉素、磺胺噻唑、呋喃妥因、和喹诺酮类 (例如诺氟沙星、氟甲喹、和依巴沙星))；抗原生动物药物(例如，甲硝唑)；抗真菌剂(例如，制霉菌素)；冠状动脉血管扩张剂；钙通道阻滞剂(例如，硝苯地平、地尔硫卓)；支气管扩张剂(例如，茶碱、吡布特罗、沙美特罗、异丙肾上腺素)；酶抑制剂例如胶原酶抑制剂、蛋白酶抑制剂、乙酰胆碱酯酶抑制剂(例如，多奈哌齐)、弹性蛋白酶抑制剂、脂氧合酶抑制剂(例如，A64077)、和血管紧张素转换酶抑制剂(例如，卡托普利、赖诺普利)；其他抗高血压药(例如，心得安)；白三烯拮抗剂(例如，ICI204,219)；抗溃疡药例如H2拮抗剂；甾体激素(例如，孕酮)；抗病毒剂和/或免疫调节剂(例如，1-异丁基-1H-咪唑并[4,5-c]喹啉- 4-胺、1-(2-羟基-2-甲基丙基)-1H-咪唑并〔4,5-喹啉-4-胺、N-[4-(4-氨基- 2-乙基-1H-咪唑并[4,5-c]喹啉-1-基)丁基]甲磺酰胺和阿昔洛韦)；局部麻醉剂(例如，苯佐卡因、丙泊酚、地卡因、丙胺卡因)；强心剂(例如，洋地黄、地高辛)；镇咳药(例如，可待因、右美沙芬)；抗组胺药(例如，苯海拉明、氯苯那敏、特非那定)；麻醉性镇痛药(例如，吗啡、柠檬酸芬太尼、舒芬太尼、盐酸氢吗啡酮)；肽激素(例如，人或动物生长激素、LHRH、甲状旁腺激素)；作用于心脏的产品例如心房肽；抗糖尿病药(例如，胰岛素、醋酸艾塞那肽)；酶(例如，抗牙斑酶、溶菌酶、葡聚糖酶)；止恶心药；抗惊厥药(例如，乙胺嗪)；免疫抑制剂(例如，环孢菌素)；精神治疗药(例如，地西泮)；镇静剂(例如，苯巴比妥)；抗凝血剂(例如，肝素、依诺肝素钠)；镇痛药(例如，对乙酰氨基酚)；抗偏头痛剂(例如，麦角胺、褪黑激素、舒马曲坦、佐米曲坦)；抗心律失常剂(例如，氟卡尼)；止吐药(例如，甲氧氯普胺、昂丹司琼、盐酸格拉司琼)；抗癌剂(例如，甲氨蝶呤)；神经剂例如抗焦虑药物；止血药；抗肥胖剂；多巴胺激动剂(例如，阿朴吗啡)；GnRH激动剂(例如，亮丙瑞林、戈舍瑞林、那法瑞林)；生育激素(例如， hCG、hMG、尿促卵泡素)；干扰素(例如干扰素-α、干扰素-β、干扰素- γ、聚乙二醇化干扰素-α)；和类似物、以及它们的药学上可接受的盐类和酯类。构成治疗有效剂量的药量可由所属领域技术人员适当考虑特定药物、特定载体和所期望的治疗效果来轻易地确定。
在一些实施例中，肽治疗剂(天然的、合成的或重组的)可通过空心微针108递送。可掺入到本发明的设备中的肽治疗剂的例子包括甲状旁腺激素(PTH)、甲状旁腺激素相关蛋白(PTHrP)、降钙素、溶菌酶、胰岛素、促胰岛素类似物、醋酸格拉默、醋酸戈舍瑞林、生长抑素、奥曲肽、亮丙瑞林、加压素、去氨加压素、胸腺素α-1、心房利钠肽(ANP)、内啡肽、血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)、促红细胞生成素(EPO)、骨形态发生蛋白(BMP)、表皮生长因子(EFG)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、粒巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、类胰岛素生长因子(IGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、生长激素释放激素(GHRH)、阿法链道酶、组织纤溶酶原激活剂(tPA)、尿激酶、 ANP清除酶抑制剂、黄体生成激素释放激素(LHRH)、黑素细胞刺激激素(阿尔法&贝它MSH)、垂体激素(hGH)、促肾上腺皮质激素 (ACTH)、人绒毛膜促性腺激素(hCG)、链激酶、白细胞介素(例如， IL-2、IL-4、IL-10、IL-12、IL-15、IL-18)、蛋白C、蛋白S、血管紧张素、血管生成素、内皮素、喷替吉肽、脑钠肽(BNP)、神经肽Y、胰岛淀粉样多肽(IAPP)、血管活性肠肽(VIP)、水蛭素、胰高血糖素、催产素、以及任何前述肽治疗剂的衍生物。
在一些实施例中，具有大分子量的药物可在鼻内递送。增加药物的分子量通常可引起无助透皮递送的减少。这些大分子的例子包括蛋白、肽、核苷酸序列、单克隆抗体、疫苗、多糖(例如，肝素)、和抗生素(例如，头孢曲松)。合适疫苗的例子包括治疗性癌症疫苗、炭疽疫苗、流感疫苗、莱姆病疫苗、狂犬病疫苗、麻疹疫苗、腮腺炎疫苗、水痘疫苗、天花疫苗、肝炎疫苗、甲肝疫苗、乙肝疫苗、丙肝疫苗、百日咳疫苗、风疹疫苗、白喉疫苗、脑炎疫苗、乙脑疫苗、呼吸道合胞病毒疫苗、黄热病疫苗、重组蛋白疫苗、DNA疫苗、脊髓灰质炎疫苗、治疗性癌症疫苗、疱疹疫苗、人类乳头状瘤病毒疫苗、肺炎球菌疫苗、流脑疫苗、百日咳疫苗、破伤风疫苗、伤寒疫苗、霍乱疫苗、结核病疫苗、严重急性呼吸道症候群 (SARS)疫苗、HSV-1疫苗、HSV-2疫苗、艾滋病疫苗和它们的组合。用语“疫苗”因此包括但不限于呈蛋白质、多糖、寡糖、或减弱或杀死病毒的形式的抗原。合适的疫苗和疫苗佐剂的附加例子在美国专利公布号 2004/0049150(Dalton等人)中有所描述，该专利的公开内容以引用方式并入本文。
在另一个实施例中，可使用原本难以或不可能通过被动透皮递送来递送的小分子药物。此类分子的例子包括：盐形式；离子型分子例如二膦酸盐，包括阿仑膦酸钠或氨羟二磷酸二钠；和具有不利于被动透皮递送的物理化学性质的分子。
微针
可用于实施本发明的微针阵列可具有例如以下专利和专利申请中所述的各种构造和特征，所述专利或专利申请的公开内容以引用方式并入本文。微针阵列的一个实施例包括在以下专利中公开的结构：美国专利申请公布号2005/0261631(Clarke等人)，其描述了具有截顶锥形形状和受控纵横比的微针。微针阵列的另一个实施例包括在以下专利中公开的结构：美国专利号6,091,975(Daddona等人)，其描述了用于刺穿皮肤的刀片状微突起。微针阵列的另一个实施例包括在以下专利中公开的结构：美国专利号6,312,612(Sherman等人)，其描述了具有空心中央通道的锥形结构。微针阵列的另一个实施例包括在以下专利中公开的结构：美国专利号 6,379,324(Gartstein等人)，其描述了在微针的尖端的顶表面具有至少一个纵向刀片的空心微针。微针阵列的另一个实施例包括在以下专利中公开的结构：美国专利申请公布号US2012/0123387(Gonzalez等人)和 US2011/0213335(Burton等人)，其两者描述了空心微针。微针阵列的另一个实施例包括在以下专利中公开的结构：美国专利号6,558,361 (Yeshurun)和7,648,484(Yeshurun等人)，其两者描述了空心微针阵列及其制造方法。
可在本发明的微针阵列中采用的微针的各种实施例在以下专利中有所描述：PCT公布号WO 2012/074576(Duan等人)，其描述了液晶聚合物 (LCP)微针；和PCT公布号WO 2012/122162(Zhang等人)，其描述了可在本发明的微针中采用的各种不同类型和组合物的微针。
在一些实施例中，微针材料可为(或包括)有机硅、玻璃、或金属例如不锈钢、钛、或镍钛合金。在一些实施例中，微针材料可为(或包括) 聚合物材料例如医疗级聚合物材料。示例性类型的医疗级聚合物材料包括聚碳酸酯、液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、环烯烃共聚物 (COC)、聚丁烯对苯二甲酸酯(PBT)。特别有用类型的医疗级聚合物材料包括聚碳酸酯和液晶聚合物。
在一些实施例中，微针材料可为(或包括)可生物降解的聚合物材料，具体地讲，医疗级可生物降解的聚合物材料。示例性类型的医疗级可生物降解的材料包括聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸和聚乙醇酸共聚物、聚酯-酰胺聚合物(PEA)。
在一些实施例中，微针可由本文所称的可溶解、可降解或可崩解材料制备成“可溶解微针”。可溶解、可降解或可崩解材料为在使用期间溶解、降解或崩解的任何固体材料。具体地讲，“可溶解微针”在下伏角质层的组织中充分溶解、降解或崩解，以允许治疗剂释放到组织中。治疗剂可涂布在可溶解微针上或掺入到可溶解微针中。在一些实施例中，可溶解材料选自碳水化合物或糖。在一些实施例中，可溶解材料为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。在一些实施例中，可溶解材料选自由以下组成的群组：透明质酸、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯醇、蔗糖、葡萄糖、葡聚糖、海藻糖、麦芽糖糊精、以及它们的组合。
在一些实施例中，微针可由任何上述材料中的两种或更多种制成(或包括任何上述材料中的两种或更多种)。例如，微针的尖端可为可溶解材料，而微针的其余部分为医疗级聚合物材料。
可用于实施本发明的微针阵列中的单根微针或多根微针可具有能够刺穿角质层的各种形状。在一些实施例中，多根微针中的一根或多根可具有四方锥体形状、三角锥体形状、阶梯锥体形状、圆锥形状、微刀片形状、或皮下注射针的形状。在一些实施例中，多根微针中的一根或多根可具有四方锥体形状。在一些实施例中，多根微针中的一根或多根可具有三角锥体形状。在一些实施例中，多根微针中的一根或多根可具有阶梯锥体形状。在一些实施例中，多根微针中的一根或多根可具有圆锥形状。在一些实施例中，多根微针中的一根或多根可具有微刀片形状。在一些实施例中，多根微针中的一根或多根可具有皮下注射针的形状。所述形状可为对称的或非对称的。所述形状可为截顶的(例如，多根微针可具有截顶锥体形状或截顶锥形状)。微针阵列中的多根微针优选为空心微针(即，微针包含贯通微针的空心膛孔)。空心膛孔可从微针的基部到微针的尖端或膛孔可从微针的基部到与微针的尖端错开的位置。在一些实施例中，空心微针阵列中的多根空心微针中的一根或多根可具有圆锥形状、圆柱形状、四方锥体形状、三角锥体形状、或皮下注射针的形状。
在一些实施例中，空心微针阵列中的多根空心微针中的一根或多根可具有圆锥形状。在一些实施例中，空心微针阵列中的多根空心微针中的一根或多根可具有圆柱形状。在一些实施例中，空心微针阵列中的多根空心微针中的一根或多根可具有四方锥体形状。在一些实施例中，空心微针阵列中的多根空心微针中的一根或多根可具有三角锥体形状。在一些实施例中，空心微针阵列中的多根空心微针中的一根或多根可具有皮下注射针的形状。在优选实施例中，空心微针阵列中的多根空心微针各自具有常规皮下注射针的形状。
图27示出了微针阵列107的一部分，所述一部分包括定位于微针基底 109上的四根微针108(其中两根引用于图27中)。每根微针108具有高度h，该高度h为从微针108的尖端到基底109处微针基部的长度。单根微针的高度或微针阵列上的所有微针的平均高度可称为微针的高度h。在一些实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)具有约100 到约3000微米、在一些实施例中约100到约1500微米、在一些实施例中约100到约1200微米、且在一些实施例中约100到约1000微米的高度。
在一些实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值) 具有约200到约1200微米、约200到约1000微米、约200到约750微米、或约200到约600微米的高度。
在一些实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值) 具有约250到约1500微米、约500到约1000微米、或约500到约750微米的高度。
在一些实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值) 具有约800到约1400微米的高度。
在一些实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值) 具有约500微米的高度。
在一些实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值) 具有小于约3000微米的高度。在一些实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)具有小于约1500微米的高度。在另一些其他实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)具有小于约1200 微米的高度。在另一些其他实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)具有小于约1000微米的高度。在另一些实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)具有小于约750微米的高度。在另一些其他实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)具有小于约600微米的高度。
在一些实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值) 具有至少约100微米的高度。在其他实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)具有至少约200微米的高度。在另一些其他实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)具有至少约250 微米的高度。在另一些实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)具有至少约500微米的高度。在另一些其他实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)具有至少约800微米的高度。
在采用空心微针的一些实施例中，多根空心微针中的每一根(或所有多根空心微针的平均值)具有约100到约3000微米、约800到约1400微米、或约500微米的高度。
在一些实施例中，多根空心微针中的每一根(或所有多根空心微针的平均值)具有约900到约1000微米的高度。在其他实施例中，多根空心微针中的每一根(或所有多根空心微针的平均值)具有约900到约950微米的高度。在另一些其他实施例中，多根空心微针中的每一根(或所有多根空心微针的平均值)具有约900微米的高度。
微针阵列中的单根微针或多根微针也可由其纵横比表征。微针的纵横比为微针的高度h相对宽度(在微针的基部处)w的比率(如图27所示)。纵横比可以表示为h:w。在一些实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)具有在2:1到5:1的范围内的纵横比。在一些这样的实施例中，多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)具有至少 3:1的纵横比。
在一些实施例中，微针阵列包含每平方厘米微针阵列约100到约1500 根微针。
在采用空心微针的一些实施例中，空心微针阵列包含每空心微针阵列约3到约30根空心微针。
在一些实施例中，空心微针阵列包含每空心微针阵列约10到约30根空心微针。
在一些实施例中，空心微针阵列包含每空心微针阵列约3到约20根空心微针。
在一些实施例中，空心微针阵列包含每空心微针阵列约13到约20根空心微针。
在一些实施例中，空心微针阵列包含每空心微针阵列约8到约18根空心微针。
在一些实施例中，空心微针阵列包含每空心微针阵列约18根空心微针。
在一些实施例中，空心微针阵列包含每空心微针阵列约12根空心微针。
在一些实施例中，微针阵列中的多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)可穿透到皮肤中达约50到约1500微米、约50到约400微米、或约50到约250微米的深度。
在一些实施例中，微针阵列中的多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)可穿透到皮肤中达约100到约400微米、或约100到约300微米的深度。
在一些实施例中，微针阵列中的多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)可穿透到皮肤中达约150到约1500微米、或约800到约1500 微米的深度。
在一些实施例中，微针阵列中的多根微针中的每一根(或所有多根微针的平均值)可穿透到皮肤中达约400到约800微米的深度。
对于所有上述实施例，将了解，微针阵列中的多根微针中的每一根的穿透深度(DOP)(或所有多根微针的平均值)可能不是微针本身的全长。
在一些实施例中，根据本发明的微针阵列107可呈贴片的形式，所述贴片可包括微针阵列107、例如上文所述的皮肤接触粘合剂、以及任选地背衬。不管是否在贴片上，微针108均可被布置成任何期望的图案或布置方式。例如，微针108可被布置成可对准或偏移的均匀间隔开的行。在一些实施例中，微针108可被布置成例如三角形、四方形、矩形、五边形、六边形、七边形、八边形或梯形等多边形图案。在其他实施例中，微针108 可被布置成圆形或椭圆形图案。
在一些实施例中，由微针108覆盖的基底109的表面积可为约0.1cm2到约20cm2。在一些这样的实施例中，由微针108覆盖的基底109的表面积为约0.5cm2到约5cm2。在一些其他这样的实施例中，由微针108覆盖的基底109的表面积为约1cm2到约3cm2。在另一些其他这样的实施例中，由微针108覆盖的基底109的表面积为约1cm2到约2cm2。
在一些实施例中，本发明的微针108可设置在阵列107(例如，基底 109)的基本上整个表面上。在其他实施例中，基底109的一部分可不提供有微针108(即，基底109的一部分为非结构化的)。在这些实施例中的一些实施例中，非结构化表面具有大于面向皮肤表面50的装置表面的总面积的约1％且小于约75％的面积。在这些实施例中的另一个实施例中，非结构化表面具有大于约0.65cm2(0.10平方英寸)到小于约6.5cm2(1平方英寸)的面积。
对于空心微针，空心通道或膛孔延伸穿过基底109和微针108。在一些实施例中，膛孔在空心微针的尖端处或附近的通道开口处退出。通道优选地在空心微针的尖端附近的开口处退出。最优选地，通道或膛孔沿着微针的中心轴线继续，但类似于皮下注射针在微针的倾斜侧壁上退出，以有助于防止在插入时组织堵塞通道。在一些实施例中，通道膛孔的直径为约 10到约200微米。在其他实施例中，通道镗孔的直径为约10到约150微米。在另一些其他实施例中，通道镗孔的直径为约30到约60微米。
在空心微针的一些实施例中，通道膛孔的平均截面积为约75到约 32,000微米。在空心微针的其他实施例中，通道膛孔的平均截面积为约75 到约18,000微米。在空心微针的另一些其他实施例中，通道膛孔的平均截面积为约700到约3,000微米。
在空心微针阵列的一些实施例中，邻近微针之间的平均间距(如从微针尖端到微针尖端测量)在约0.7mm与约20mm之间。在空心微针阵列的其他实施例中，邻近微针之间的平均间距在约0.7mm与约10mm之间。在空心微针阵列的另一些其他实施例中，邻近微针之间的平均间距在约2mm 与约20mm之间。在空心微针阵列的另一些其他实施例中，邻近微针之间的平均间距在约2mm与约10mm之间。在空心微针阵列的优选实施例中，邻近微针之间的平均间距在约2mm之间。
在空心微针阵列的一些实施例中，邻近微针之间的平均间距(如从微针尖端到微针尖端测量)大于约0.7mm。在空心微针阵列的其他实施例中，邻近微针之间的平均间距大于约2mm。
在空心微针阵列的一些实施例中，邻近微针之间的平均间距小于约 20mm。在空心微针阵列的其他实施例中，邻近微针之间的平均间距小于约 10mm。
所述微针阵列可以任何合适的方式制成，例如通过注射模制、压缩模制、金属注射模制、压印、光蚀刻或挤出而制成。在一个实施例中，空心微针阵列可通过下述方式而制成：热循环注射模制聚合物(例如医疗级聚碳酸酯或液晶聚合物)，之后进行激光钻孔，以形成微针的通道。
下述实施例旨在说明本发明而非进行限制。
实施例
1.一种微针注射和输注设备，包括：
外壳，所述外壳具有基部和腔，所述腔延伸穿过所述基部以在所述基部中限定开口，其中所述外壳的所述基部被构造成朝向皮肤表面定位；
微针阵列保持件，所述微针阵列保持件被构造成保持微针阵列并位于所述外壳中，所述微针阵列保持件可相对于所述外壳的所述基部中的所述开口在回缩位置和伸出位置之间移动，
在所述回缩位置，所述微针阵列放置于所述外壳内，使得当所述设备定位于皮肤表面上并且所述微针阵列耦接到所述微针阵列保持件时，所述微针阵列不接触所述皮肤表面，
在所述伸出位置，所述微针阵列的至少一部分被定位成当所述设备定位于所述皮肤表面上并且所述微针阵列耦接到所述微针阵列保持件时通过所述开口接触所述皮肤表面；
穿梭件，所述穿梭件被构造成保持并携带药筒，所述药筒限定被构造成容纳活性剂的贮存器，所述穿梭件可在所述药筒的所述贮存器不与流体路径流体连通的第一位置和所述贮存器与所述流体路径流体连通的第二位置之间移动；和
致动器，所述致动器可在第一位置和第二位置之间移动，其中所述致动器到所述第二位置的移动将所述穿梭件从其第一位置释放并且允许所述穿梭件朝向其第二位置移动，并且其中所述穿梭件朝向其第二位置的移动将所述微针阵列保持件从所述回缩位置释放并允许所述微针阵列保持件移动到所述伸出位置。
2.一种使用微针注射设备的方法，所述方法包括：
提供微针注射设备，所述微针注射设备包括：
外壳，所述外壳具有基部和腔，所述腔延伸穿过所述基部以在所述基部中限定开口，其中所述外壳的所述基部被构造成朝向皮肤表面定位；
微针阵列保持件，所述微针阵列保持件被构造成保持微针阵列并位于所述外壳中，所述微针阵列保持件可相对于所述外壳的所述基部中的所述开口在回缩位置和伸出位置之间移动，
在所述回缩位置，所述微针阵列放置于所述外壳内，使得当所述设备定位于皮肤表面上且所述微针阵列耦接到所述微针阵列保持件时，所述微针阵列不接触所述皮肤表面，
在所述伸出位置，所述微针阵列的至少一部分被定位成当所述设备定位于所述皮肤表面上并且所述微针阵列耦接到所述微针阵列保持件时通过所述开口接触所述皮肤表面；
穿梭件，所述穿梭件被构造成保持并携带药筒，所述药筒限定被构造成用于容纳活性剂的贮存器，所述穿梭件可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述贮存器不与流体路径流体连通，在所述第二位置，所述贮存器与所述流体路径流体连通；和
致动器，所述致动器可在第一位置和第二位置之间移动；
使所述致动器移动到其第二位置以允许所述穿梭件朝向其第二位置移动，其中所述穿梭件朝向其第二位置的移动允许所述微针阵列保持件移动到其伸出位置。
3.根据实施例2所述的方法，其中在所述穿梭件完全移动到其第二位置之前，所述微针阵列保持件移动到其伸出位置，使得在所述穿梭件处于其第二位置之前，所述微针阵列保持件在其伸出位置。
4.根据实施例2或3所述的方法，还包括提供使所述微针阵列保持件移动到其伸出位置与使所述穿梭件移动到其第二位置之间的延迟。
5.根据实施例2-4中任一项所述的方法，其中在所述穿梭件已完成到其第二位置的移动之前，所述微针阵列保持件移动到其伸出位置。
6.根据实施例2-5中任一项所述的方法，其中当所述穿梭件到达其第二位置时，所述微针阵列保持件在其伸出位置。
7.根据实施例1所述的设备或根据实施例2-6中任一项所述的方法，其中当所述微针阵列耦接到所述微针阵列保持件时，所述流体路径包括所述微针阵列。
8.根据实施例1或7所述的设备或根据实施例2-7中任一项所述的方法，其中所述微针阵列包括多根空心微针，并且其中所述流体路径包括所述多根空心微针。
9.根据实施例1、7和8中任一项所述的设备或根据实施例2-8中任一项所述的方法，其中所述流体路径被构造成当所述微针阵列耦接到所述微针阵列保持件时将所述活性剂递送到所述微针阵列。
10.根据实施列1和7-9中任一项所述的设备或根据实施例2-9中任一项所述的方法，其中所述微针阵列包括多根空心微针，并且其中所述流体路径被构造成当所述微针阵列耦接到所述微针阵列保持件时将所述活性剂递送到所述多根空心微针。
11.根据实施例1和7-10中任一项所述的设备或根据实施例2-10中任一项所述的方法，其中当所述微针阵列耦接到所述微针阵列保持件时，所述流体路径与所述微针阵列流体连通。
12.根据实施例1和7-11中任一项所述的设备或根据实施例2-11中任一项所述的方法，其中所述微针阵列包括多根空心微针，并且其中当所述微针阵列耦接到所述微针阵列保持件时，所述流体路径与所述多根空心微针流体连通。
13.根据实施例1和7-12中任一项所述的设备或根据实施例2-12中任一项所述的方法，其中所述微针阵列包括第一侧，所述第一侧包括第一主表面和从所述第一主表面突起的多根空心微针。
14.根据实施例13所述的设备或方法，其中所述微针阵列包括与所述第一侧相背对的第二侧，其中所述多根空心微针与所述第二侧流体连通，并且其中所述微针阵列被构造成耦接到所述微针阵列保持件的基部，使得所述微针阵列的所述第二侧与所述微针阵列保持件的所述基部间隔开距离，以限定用于所述多根空心微针的歧管。
15.根据实施例1和7-14中任一项所述的设备或根据实施例2-14中任一项所述的方法，其中所述穿梭件被偏压在所述第二位置，并且其中所述微针阵列保持件被偏压在所述伸出位置。
16.根据实施例1和7-15中任一项所述的设备或根据实施例2-15中任一项所述的方法，其中当所述致动器处于其第一位置时，所述穿梭件由所述致动器保持在其第一位置。
17.根据实施例1和7-16中任一项所述的设备或根据实施例2-16中任一项所述的方法，其中当所述穿梭件处于其第一位置时，所述微针阵列保持件由所述穿梭件保持在所述回缩位置。
18.根据实施例1和7-17中任一项所述的设备或根据实施例2-17中任一项所述的方法，其中所述穿梭件的至少一部分被构造成在所述致动器已移动到所述第二位置之后保持所述致动器在所述第二位置。
19.根据实施例1和7-18中任一项所述的设备或根据实施例2-18中任一项所述的方法，其中所述致动器由所述穿梭件保持在其第二位置。
20.根据实施例1和7-19中任一项所述的设备或根据实施例2-19中任一项所述的方法，其中所述微针阵列保持件可沿着第一轴线在所述回缩位置和所述伸出位置之间移动，其中所述穿梭件可沿着第二轴线在所述第一位置和所述第二位置之间移动，并且其中所述第一轴线和所述第二轴线相对于彼此成非零角取向。
21.根据实施例20所述的设备或方法，其中所述第一轴线和所述第二轴线相对于彼此基本上垂直取向。
22.根据实施例1和7-21中任一项所述的设备或根据实施例2-21中任一项所述的方法，其中所述致动器包括穿梭件止挡件，所述穿梭件止挡件可在(i)第一位置和(ii)第二位置之间移动，在所述第一位置，所述穿梭件止挡件被定位成接合所述穿梭件的至少一部分以保持所述穿梭件在所述第一位置，在所述第二位置，所述穿梭件止挡件不再被定位成接合所述穿梭件以不再使所述穿梭件处于所述第一位置，使得当所述穿梭件止挡件处于所述第二位置时，所述穿梭件自由地移动到所述第二位置。
23.根据实施例22所述的设备或方法，其中所述穿梭件被偏压在所述第二位置。
24.根据实施例22或23所述的设备或方法，还包括储能装置，所述储能装置被构造成驱动所述穿梭件朝向所述第二位置。
25.根据实施例22-24中任一项所述的设备或方法，其中当所述致动器处于所述第二位置时，所述穿梭件止挡件被定位成使所述致动器保持在所述第二位置。
26.根据实施例22-25中任一项所述的设备或方法，其中当所述致动器处于所述第二位置时，所述穿梭件止挡件被定位成接合所述穿梭件的至少一部分以保持所述致动器在所述第二位置。
27.根据实施例22-26中任一项所述的设备或方法，其中所述致动器通过所述穿梭件止挡件与所述穿梭件的至少一部分之间的接合保持在所述第二位置。
28.根据实施例1和7-27中任一项所述的设备或根据实施例2-27中任一项所述的方法，其中所述穿梭件包括保持件止挡件，所述保持件止挡件可从(i)第一位置移动到(ii)第二位置，在所述第一位置，所述保持件止挡件被定位成与所述微针阵列保持件的至少一部分接合以保持所述微针阵列保持件在所述回缩位置，在所述第二位置，所述保持件止挡件不再被定位成与所述微针阵列保持件接合以不再使所述微针阵列保持件保持在所述回缩位置，使得当所述保持件止挡件处于所述第二位置时，所述微针阵列保持件自由地移动到所述伸出位置。
29.根据实施例28所述的设备或方法，其中所述微针阵列保持件被偏压在所述伸出位置。
30.根据实施例28或29所述的设备或方法，还包括储能装置，所述储能装置被构造成驱动所述微针阵列保持件朝向所述伸出位置。
31.根据实施例1和7-30中任一项所述的设备或根据实施例2-30中任一项所述的方法，其中所述致动器的至少一部分位于所述外壳的所述基部并被构造成响应于所述设备被朝向所述皮肤表面按压而从所述第一位置移动到所述第二位置。
32.根据实施例1和7-31中任一项所述的设备或根据实施例2-31中任一项所述的方法，其中所述致动器的至少一部分位于所述设备的面向皮肤部分并被构造成响应于通过按住所述设备的非面向皮肤部分将所述设备朝向皮肤表面按压而从所述第一位置移动到所述第二位置。
33.根据实施例32所述的设备或方法，其中所述设备的所述非面向皮肤部分相对于所述致动器的致动轴线位于偏轴位置。
34.根据实施例1和7-33中任一项所述的设备或根据实施例2-33中任一项所述的方法，其中所述致动器的至少一部分位于所述外壳的下部分，并且其中所述致动器被构造成响应于通过按住所述外壳的上部分将所述设备朝向皮肤表面按压而从所述第一位置移动到所述第二位置。
35.根据实施例34所述的设备或方法，其中所述外壳的所述上部分相对于所述致动器的致动轴线位于偏轴位置。
36.根据实施例1和7-35中任一项所述的设备或根据实施例2-35中任一项所述的方法，其中所述致动器被构造成当所述外壳的非面向皮肤部分被朝向皮肤表面按压时从所述第一位置移动到所述第二位置。
37.根据实施例36所述的设备或方法，其中所述外壳的所述非面向皮肤部分不位于所述致动器的正对面。
38.根据实施例36或37所述的设备或方法，其中所述外壳的所述非面向皮肤部分相对于所述致动器的致动轴线位于偏轴位置。
39.根据实施例1和7-38中任一项所述的设备或根据实施例2-38中任一项所述的方法，其中所述致动器可相对于所述外壳的所述基部移动，并且其中
当所述致动器处于所述第一位置时，所述致动器的最外侧表面延伸超过所述外壳的所述基部第一距离，并且
当所述致动器处于所述第二位置时，所述致动器的所述最外侧表面
不延伸超过所述外壳的所述基部，或
延伸超过所述外壳的所述基部第二距离，所述第二距离小于所述第一距离。
40.根据实施例1和7-39中任一项所述的设备或根据实施例2-39中任一项所述的方法，其中所述致动器可沿着第一致动轴线在所述第一位置和所述第二位置之间移动，其中所述微针阵列保持件可沿着第二致动轴线在所述回缩位置和所述伸出位置之间移动，并且其中所述第一致动轴线和所述第二致动轴线相对于彼此基本上平行。
41.根据实施例40所述的设备或方法，其中当所述致动器处于所述第一位置时，所述致动器的至少一部分延伸超过所述外壳的所述基部。
42.根据实施例40或41所述的设备或方法，其中所述第一致动轴线与所述第二致动轴线基本上对准。
43.根据实施例40-42中任一项所述的设备或方法，其中所述穿梭件可沿着第三轴线在所述第一位置和所述第二位置之间移动，并且其中所述第三轴线相对于所述第一轴线和所述第二轴线中的至少一个成非零角取向。
44.根据实施例40-43中任一项所述的设备或方法，其中所述第三轴线相对于所述第一轴线和所述第二轴线中的至少一个基本上垂直取向。
45.根据实施例1和7-44中任一项所述的设备或根据实施例2-44中任一项所述的方法，其中所述外壳的至少一部分被构造成使用手的任何部分来按压。
46.根据实施例1和7-45中任一项所述的设备或根据实施例2-45中任一项所述的方法，其中所述致动器的至少一部分可相对于所述外壳的所述基部移入和移出形成于所述外壳的所述基部中的所述开口。
47.根据实施例1和7-46中任一项所述的设备或根据实施例2-46中任一项所述的方法，其中所述致动器的至少一部分延伸到所述外壳的所述腔中。
48.根据实施例1和7-47中任一项所述的设备或根据实施例2-47中任一项所述的方法，其中所述致动器包括基部和腔，所述腔延伸穿过所述致动器的所述基部，以在所述致动器的所述基部中形成开口，并且其中当所述微针阵列保持件在所述回缩位置和所述伸出位置之间移动时，所述微针阵列保持件可在所述致动器的所述腔中移动。
49.根据实施例48所述的设备或方法，其中所述致动器包括基部和形成于所述基部中的开口，并且其中当所述微针阵列保持件处于所述伸出位置时，所述微针阵列的至少一部分延伸穿过所述致动器中的所述开口并超过所述致动器的所述基部。
50.根据实施例49所述的设备或方法，其中所述致动器的所述基部被构造成耦接所述皮肤表面。
51.根据实施例49或50所述的设备或方法，其中所述致动器的所述基部包括皮肤接触粘合剂。
52.根据实施例1和7-51中任一项所述的设备或根据实施例2-51中任一项所述的方法，其中所述致动器包括皮肤接触粘合剂。
53.根据实施例1和7-52中任一项所述的设备或根据实施例2-52中任一项所述的方法，其中当所述致动器处于所述第一位置时，所述致动器的至少一部分从所述外壳的所述基部中的所述开口突起并限定被构造成耦接到所述皮肤表面的基部。
54.根据实施例53所述的设备或方法，其中所述第一表面包括皮肤接触粘合剂。
55.根据实施例1和7-54中任一项所述的设备或根据实施例2-54中任一项所述的方法，其中所述致动器的至少一部分位于所述外壳的所述腔中并被定位成至少当所述微针阵列保持件处于所述伸出位置时至少部分地围绕所述微针阵列。
56.根据实施例1和7-55中任一项所述的设备或根据实施例2-55中任一项所述的方法，其中所述致动器的至少一部分邻近所述外壳的所述基部中的所述开口，并且其中当所述微针阵列保持件处于所述伸出位置时，所述微针阵列的至少一部分延伸超过所述致动器。
57.根据实施例1和7-56中任一项所述的设备或根据实施例2-56中任一项所述的方法，其中所述致动器被偏压在所述第一位置。
58.根据实施例1和7-57中任一项所述的设备或根据实施例2-57中任一项所述的方法，还包括偏压元件，所述偏压元件被构造成使所述致动器偏压在所述第一位置，其中所述致动器可克服所述偏压元件的偏压从所述第一位置移动到所述第二位置。
59.根据实施例1和7-58中任一项所述的设备或根据实施例2-58中任一项所述的方法，其中所述微针阵列保持件被偏压在所述伸出位置。
60.根据实施例1和7-59中任一项所述的设备或根据实施例2-59中任一项所述的方法，其中所述穿梭件被朝向所述第二位置偏压，并且其中通过所述致动器限制所述穿梭件移动到所述第二位置，直到所述致动器移动到所述第二位置。
61.根据实施例1和7-60中任一项所述的设备或根据实施例2-60中任一项所述的方法，还包括储能装置，所述储能装置被构造成用于驱动所述穿梭件朝向所述第二位置。
62.根据实施例61所述的设备或方法，其中所述储能装置为配合以驱动所述穿梭件朝向所述第二位置的多个储能装置中的一者。
63.根据实施例1和7-62中任一项所述的设备或根据实施例2-62中任一项所述的方法，还包括位于所述药筒的所述贮存器中的活性剂和活塞，所述活塞可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述活性剂不被排出所述贮存器并且不移动到所述流体路径，在所述第二位置，所述活性剂从所述贮存器被排出并且移动到所述流体路径中。
64.根据实施例63所述的设备或方法，还包括储能装置，所述储能装置被构造成用于驱动所述穿梭件朝向所述第二位置，其中所述储能装置还被构造成用于驱动所述活塞朝向其第二位置。
65.根据实施例63或64所述的设备或方法，还包括第一储能装置和第二储能装置，所述第一储能装置被构造成开始所述穿梭件朝向所述第二位置的移动，所述第二储能装置被构造成辅助所述穿梭件朝向所述第二位置移动并还被构造成用于驱动所述活塞朝向其第二位置。
66.根据实施例63-65中任一项所述的设备或方法，其中当所述穿梭件处于其第二位置时，所述活塞可移动到所述第二位置。
67.根据实施例63-66中任一项所述的设备或方法，还包括指示器，所述指示器可与所述活塞一起在所述活塞的所述第一位置和所述第二位置之间移动，其中所述指示器可从所述外壳外部看到以指示所述活塞相对于所述外壳的位置。
68.根据实施例67所述的设备或方法，其中所述指示器可与所述穿梭件一起从所述穿梭件的所述第一位置移动到所述穿梭件的所述第二位置，并且其中当所述穿梭件处于所述第二位置时，所述指示器还可与所述活塞一起并相对于所述穿梭件移动。
69.根据实施例67或68所述的设备或方法，其中所述指示器是由可移除地耦接在一起的至少两个部分形成。
70.根据实施例67-69中任一项所述的设备或方法，其中当所述穿梭件处于所述第二位置时，所述指示器的至少一部分可相对于所述穿梭件移动。
71.根据实施例67-70中任一项所述的设备或方法，其中所述指示器的至少一部分耦接到柱塞，所述柱塞被构造成邻接所述活塞。
72.根据实施例71所述的设备或方法，其中所述柱塞被定位成驱动所述活塞朝向其第二位置。
73.根据实施例1和7-72中任一项所述的设备或根据实施例2-72中任一项所述的方法，其中所述流体路径包括刺穿元件或与所述刺穿元件流体连通，所述刺穿元件被构造成提供所述药筒的所述贮存器和所述流体路径之间的流体连通，并且所述设备或所述方法还包括可变形无菌密封件，所述无菌密封件被定位成封闭所述刺穿元件并被构造成被所述刺穿元件刺穿。
74.根据实施例73所述的设备或方法，其中所述无菌密封件还被构造成从第一状态变为第二状态，在所述第一状态，所述无菌密封件限定无菌室，所述刺穿元件位于所述无菌室内，在所述第二状态，所述无菌密封件已被所述刺穿元件刺穿并且所述无菌密封件塌缩。
75.根据实施例1和7-74中任一项所述的设备或根据实施例2-74中任一项所述的方法，还包括阻尼器，所述阻尼器被定位成阻尼所述微针阵列保持件从所述回缩位置到所述伸出位置的移动。
上文所述和附图所示实施例仅以举例的方式呈现，而非旨在作为对本发明的概念和原理的限制。因此，所属领域的普通技术人员将了解，在不背离本发明的实质和范围的条件下，可存在所述元件及其构造和布置方式的各种变化。
本文所引用的所有参考文献和专利公布均明确地以引用方式全文并入本发明中。
以下权利要求书陈述了本发明的各种特征和方面。