CN1662266A - 输送物质的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于输送物质给皮肤的摩擦装置和方法，包括用于将物质输送给予皮肤的微摩擦器，该微摩擦器具有一个基底，该基底上有摩擦面和手柄连接面，在该摩擦面上附着、固定或整合有一摩擦表面，该摩擦表面上排列有微突出，这些微突出具有至少一个刮擦嵴；在手柄连接面上连接或固定有手柄和其它握持装置。

Description

输送物质的方法和装置
本申请要求分别于2001年10月29日和2001年11月27日提交的美国临时专利申请60/330713和60/333162的优选权。本文将这两篇临时申请全文纳入作为参考。
                            发明领域
本发明涉及一种用于磨擦皮肤的方法和装置。更具体而言，本发明涉及一种磨擦角质层以促进物质经由皮肤输送或取样的方法。
                            发明背景
通过皮肤将物质输送给机体通常是侵袭性的，涉及使用针和注射器促进皮内(ID)、肌肉内(IM)或皮下(SC)注射。这些方法使对象产生疼痛，因而需要非常熟练的医师的技术，而且还常常出血。已作出努力使用磨擦角质层(由角质化细胞形成的厚约10-20μm的薄外层)的装置来克服这些缺点。将生物活性物质输送给暴露的活表皮。
这种技术避开了神经网络，将生物活性物质置于血管和淋巴腺附近，使物质吸收和输送入机体。
对于疫苗的局部输送，表皮本身是特别理想的靶标，因为它富含抗原递呈细胞。与其相比，表皮下的真皮层含有较少的抗原递呈细胞。此外，角质层和表皮不含有神经或血管，因此，上述方法在使疫苗到达能对抗原产生应答的皮肤层的同时具有基本上无疼痛和不出血的优点。
现有技术报道了用于破坏角质层以向机体输送物质的各种装置和方法。例如，如Carson等的美国专利5679647所述，可通过穿刺使角质层破裂。这件专利提出，使用小直径的尖头，如结核菌素皮肤试验和***反应试验装置中使用的那些尖头，可将使其包涂上多核苷酸或寡核苷酸，用以将这些物质输送给皮肤。使用这类装置的方法涉及用这种尖头穿刺皮肤，结果导致该包涂物质的皮内注射。
美国专利5003987、5879326和3964482提出通过切割使角质层破裂。
                            发明概述
本发明涉及用于磨擦皮肤(具体是磨擦皮肤的角质层)的方法和装置。本发明还涉及获得样品的方法，或者通过角质层上磨擦区域将物质如药物或药剂输送给皮肤的方法。
待输送的物质具体包括生物活性物质，包括药剂、药物、疫苗等。根据剂型和输送方法，物质可以是固体或液体形式。它们尤其可以干粉末、凝胶、溶液、悬浮液和膏状物形式输送。本领域技术人员熟悉合适的剂型。可采用本发明方法输送的特别优选的药物包括疫苗、变应原和基因治疗剂。
本发明的一个方面涉及用于在皮肤制备输送部位、以提高透过皮肤角质层将药剂输送给足够深度(在那里药剂可被机体吸附和利用)的方法和装置。
真皮组织提供了输送疫苗和基因治疗剂的一种具有吸引力的靶部位。对于疫苗(包括基因疫苗和常规疫苗)，皮肤是具有吸引力的输送部位，因为皮肤组织中发现含有高浓度的抗原递呈细胞(APC)和APC前体细胞，尤其是表皮的朗格汉斯细胞(LC)。设计了几种基因治疗剂，用于治疗皮肤异常、皮肤病和皮肤癌症。在这些病例中，需要将治疗剂直接输送给受影响的皮肤组织。此外，皮肤细胞是基因治疗剂的具有吸引力的靶标。这些基因治疗剂编码的蛋白质在远离皮肤的部位有活性。这样的病例中，皮肤细胞(如角质细胞)可起到“生物反应器”(bioreactor)的作用，通过***真皮(papillary dermis)产生快速吸收入循环***中的治疗性蛋白质。在其它情况下，治疗远离皮肤的疾病需要使疫苗或治疗剂直接进入与全身循环。在这种情况下，可通过***真皮实现药物的全身分布。
本发明提供一种方法和微磨擦装置，用于磨擦与输送生物活性物质(包括但不限于核酸、氨基酸、氨基酸衍生物、肽或多肽)至相关的皮肤。已发现，在磨擦角质层的同时输送核酸，该核酸能显示出增强的基因表达，和导致对表达的蛋白质增强的免疫应答。类似地，在磨擦的同时输送变应原也产生比常规的变应原测试方法更强的免疫应答。
在一个优选的实施例中，本发明包括一种将物质输送给皮肤的微磨擦器，该微磨擦器具有一个基底和一磨擦面(abrading facet)。在该磨擦面上附着、固定或整合有一磨擦表面(abrading surface)和一手柄连接面，该磨擦表面排列着微突出(microprotrusion)，这些微突出具有至少一个刮擦嵴(scraping edge)，而该手柄连接面连接、固定或整合有手柄或其它抓具。“磨擦表面”指在磨擦时呈给皮肤的表面，包含微突出、微突出之间的表面区域以及周围的表面。
本发明还涉及将物质输送给皮肤的方法，该方法包括在皮肤的一区域上横向移动微磨擦器，产生足够深度的沟，以使事先、同时或磨擦皮肤后给予的物质被预定的皮肤层摄取。使用本发明的微磨擦装置在皮肤上横向来回多次，可在皮肤上产生逐渐加深的沟，从而使物质能输送给所需的皮肤深处。
                            附图描述
图1A是优选实施例手柄端的上视图。
图1B是微磨擦器优选实施例的侧视图。
图2A是图1A和1B的微磨擦装置的透视图。
图2B是图1B的微磨擦装置的横截面图。
图3是图1A、1B、2A和2B的微磨擦器在对象皮肤上所产生的磨擦表面的侧视图。
图4是图3实施例中的磨擦表面的透视图。
图4A是磨擦器表面的横截面侧视图。
图5是图3实施例的磨擦器表面的仰视图。
图6是皮肤上磨擦产生的沟部分截面的透视图。
图7阐述了实施例1中测试的采用各种核酸输送方案获得的报道基因活性的水平。
图8阐述了实施例2所述的通过改变磨擦次数获得的皮肤中报道基因的活性。
图9阐述了实施例3所述的通过改变核酸制剂和输送方案获得的皮肤中报道基因的活性。
图10阐述了实施例4所述的在输送编码乙肝病毒表面抗原(HBsAg)的质粒DNA后的血清抗体应答。
图11阐述了采用结核菌素试验注射技术(组1A)、本发明的塑料微针头阵列(组2A)、压于皮肤上并刮出大约0.06cm2面积的尖头装置(组3A)、压于皮肤上并横向移动约1cm2面积的尖头装置(组4A)、压于皮肤上然后移开的尖头装置(图5A)、以液滴形式直接施加于刮过的皮肤上的质粒DNA(图6A)，经报道基因处理后大鼠的皮肤样品中的平均荧光素酶活性(±SEM)。
图12显示使用本发明的塑料微针头阵列(组1B)、刮一次皮肤约0.06cm2面积的尖头装置(组2B)、刮多次产生约1cm2刮擦面积的尖头装置(组3B)、压于皮肤上然后移走的尖头装置(图4B)，施加组胺并磨擦断奶猪皮肤后的皮肤反应。各组中，数字1-5是重复的；“C”是对照，其中未磨擦就使用组胺。
图13显示，在减去无组胺仅使用该装置观察到的肿胀测量值之后，图12所示各组的组织肿胀的相对面积。
图14和15比较了经塑料微磨擦器和硅微磨擦器处理的皮肤的跨表皮水分损失(Trans Epidermal Water Loss，TEWL)。
图16阐述了使用塑料微磨擦器和硅微磨擦器输送编码报道基因的质粒DNA后皮肤中报道基因的活性。
图17比较了使用塑料微磨擦器和硅微磨擦器输送编码HBsAg的DNA质粒后的血清抗体应答。
图18阐述了给予编码流感病毒血凝素(HA)的DNA质粒(裸质粒)后血清的抗体应答。
图19阐述了给予编码流感血病毒凝素(HA)的DNA质粒(质粒+佐剂)后血清的抗体应答。
图20阐述了用编码流感HA的裸质粒DNA初次免疫，再用灭活的流感全病毒加强免疫后血清的抗体应答。
图21阐述了用编码流感HA的质粒DNA和佐剂初次免疫，再用灭活的流感全病毒加强免疫后血清的抗体应答。
图22阐述了给予狂犬病病毒的灭活疫苗后血清的抗体应答。
图23阐述了采用实施例11a所述的输送方案给予HBsAg后血清的抗体应答。
图24阐述了给予HbsAg后T-细胞的增殖反应。
图25阐述了针对腺病毒载体编码的黑素瘤疫苗的细胞免疫应答。
                        发明的详细描述
本发明涉及用于磨擦角质层以提高给予的物质透过患者皮肤的角质层的装置和方法。
在本文中，术语“磨擦”指除去角质层的至少一部分，以增加皮肤的渗透性，但不引起过多的皮肤刺激或不导致皮肤对感染因子的屏障作用受损。这与“穿刺”不同，穿刺可产生透过角质层的分散的孔，各孔之间存在未受破坏的角质层区域。
本发明的微磨擦器是一种能磨擦皮肤以获得所述结果的装置。在优选的实施例中，该装置能磨擦皮肤，从而深入角质层而不将其穿透。在一个优选的实施例中，此微磨擦器还含有有效量的待输送物质。该物质可包含在如贮存器中，该贮存器整合于该微磨擦器，或者是该微磨擦器的可取下部分，或者可将该物质包涂在该微磨擦器的输送表面上。物质的“有效量”指将在对象中引起所需的反应的量，包括但不限于在变应原或疫苗情况下引起免疫刺激或免疫调节反应，或者其它治疗性或诊断性反应。
在本文中，“深入”(penetrating)指进入角质层，但不完全穿透角质层和进入毗邻层。这并不是说角质层不能完全被穿透以暴露出皮肤下层的界面。另一方面，穿透(piercing)指完全穿过角质层并进入角质层以下的毗邻层。
据信，本发明的微磨擦装置在输送疫苗时具有潜在的增加疫苗临床价值的独特免疫学优点。认为多个微突出深入角质层可能具有佐剂样的刺激效果。据信，多个微突出产生的“深入”反应要高于简单的急性炎症反应。这些“深入”效果能引起各种细胞和细胞结构的损伤，导致多形核嗜中性白细胞(PMN)和巨噬细胞的出现以及IL-1、肿瘤坏死因子(TNF)和其它因子的释放，从而可引起许多其它免疫学反应。这些可溶性刺激因子影响着淋巴细胞的增殖，而且是针对疫苗免疫应答的中心环节。此外，这些因子影响常驻的抗原递呈细胞(包括朗格汉斯细胞和树突细胞)的迁移和激活。本发明的微磨擦器在促进磨擦区域中针对疫苗的显著免疫应答方面颇有价值。据信，经微突出阵列在磨擦区域上产生的沟槽和沟，与在无磨擦时局部给予疫苗或用标准的针头给予疫苗时相比，能增加与抗原递呈细胞相互作用的疫苗抗原的可利用度。
据信，本发明的微突出阵列能将单一针刺微不足道或不合理的免疫刺激影响放大好几倍。微磨擦器通过与佐剂样免疫刺激可促进和增强疫苗的免疫原性。
皮肤最基本屏障特征，包括对药物、疫苗和基因治疗剂输送的抵制，在于表皮的最外层，即角质层。表皮内层通常包括三层，称为粒层、表皮生发层和生发层。一旦药物或其它物质出现在角质层下，必然不会遇到抵抗而扩散到皮肤随后的各层，最后被细胞摄取或透过血流或淋巴引流(lymphaticdrainage)而被机体吸收。
帮助物质透过角质层可能是一种促进某些物质尤其是某些疫苗被机体吸收的有效方法。本发明主要涉及促进物质尤其是生物活性物质或药剂输送给或通过角质层的装置和方法，以使患者能更快速、较大量地吸收生物活性物质或药剂。
较佳的是，本发明的装置能深入但不穿透角质层。可在磨擦前、磨擦的同时或磨擦后采用本发明方法将待给予的物质施加给皮肤。但是，根据本发明方法的一个实施例，在磨擦前或磨擦的同时给予皮肤某些或者特定的生物活性物质，而不是将它们施加给先前磨擦的皮肤。这些物质包括核酸、变应原和病毒活疫苗。即，当某些物质如核酸、变应原和病毒活疫苗通过磨擦进入皮肤而非被动地施加给事先被磨擦的皮肤上时，它们的输送得到提高。但是，在本发明方法的另一实施例中，当将某些或特定的生物活性物质(包括病毒样颗粒和亚单位蛋白质)施加到预先磨擦的皮肤上时，它们的输送也得到提高。但是，在本发明方法的其它实施例中，某些或特定生物活性物质，包括灭活或杀死的病毒，不论在磨擦之后给予还是在磨擦的同时给予皮肤，它们都显示出类似的效果。
物质可以任何药学上可接受的形式输送给皮肤。在一个实施例中，将物质施加到皮肤上，然后在皮肤和该物质上移动磨擦装置或反复磨擦皮肤。较佳的是，使用最少量的磨擦产生所需的结果。被选物质的适当磨擦量的测定在本领域技术人员所掌握的知识范围之内。在另一实施例中，在使用前，可以干燥的形式将物质施加到输送装置的磨擦表面上。在此实施例中，将重建液体施加到皮肤上的输送部位，在该重建液体部位的皮肤上使用包涂有物质的磨擦装置，然后在皮肤上反复移动或磨擦，这样可使物质溶解于皮肤表面上该重建液体中，并在磨擦的同时被输送。或者，可将重建液体装在磨擦装置中，并在使用该装置磨擦皮肤时释放以溶解此物质。已发现某些物质，如核酸制品，也可以凝胶的形式被包涂在此磨擦装置上。
用于将物质输送给患者皮肤的方法包括用药剂或其它物质包涂患者皮肤外层或微磨擦器2(参见图1B)，然后在患者的皮肤上横向移动微磨擦器2，进行磨擦以产生足够的沟槽，使物质能够进入患者的活表皮。由于微磨擦器2的结构设计，其前缘首先刮擦患者的皮肤，然后微磨擦器2的顶部表面磨擦外层保护性皮肤层，将角质层打开，从而使药物或其它物质进入患者体内。对外层保护性皮肤层进行的最初磨擦之后，微磨擦器2的尾部和前缘可磨擦该磨擦区域的表面，使药物或物质进入已磨擦的皮肤区域，从而提高其药效。
如图1B、2A和2B所示，微磨擦器2包括基底4，在该基底上可固定磨擦表面5。或者，磨擦表面可与该基底整合，制作成单一的两组件部件。较佳的是，基底4是固体模块。在一个实施例中，基底4被制作成蘑菇形的花冠4b，该花冠上部成曲面形，并在顶部被截短。基底4的顶部通常是平的，磨擦表面5被固定在其上或与其整合在一起。或者，该截短顶部具有接纳磨擦表面5的凹室。在所有的实施例中，磨擦表面5包括具有微突出阵列的平台，该平台延伸到该截短顶部的上面。在微磨擦器的另一例子中，手柄、基底和磨擦表面可相互整合在一起，制成单一的三组件装置。
通过在对象的皮肤上以足以使磨擦表面5打开该对象的外层保护性皮肤层或角质层的压力移动微磨擦器2而给对象施用微磨擦器2。施加于基底的向内压力使微磨擦器2压到对象的皮肤内。因此，较佳的是，当施用微磨擦器2时，滑动的蘑菇形花冠4b的高度应足以防止所施加的物质流出以及流到表面4c上。如下文将描述的，磨擦表面5含有微突出阵列。
手柄6附着于基底4上，或者可与基底4整合在一起。如图2A所示，手柄的上端6a可以是基底4的内圆周侧壁4a之间的搭扣配合(snap fit)，也可以是磨擦配合(friction fit)。或者，如图1A和2A所示，可而将手柄6胶合(如环氧化)到基底4的下部4c。或者，将此手柄和基底制成(如注模)单一的两组件部分。手柄的直径可以小于基底的直径，或者与基底的直径类似。基底4的下部4c可以与该蘑菇形花冠4b齐平，或者伸出该蘑菇形花冠。手柄6的下端6b可比其轴6c宽，或者其直径可与轴类似。下端6b可包括压痕6d，用于让给予物质的人搁拇指和移动微磨擦器2。此外，在手柄6的外侧形成突出8，以帮助使用者在抵紧患者皮肤或在其上移动时牢固地抓紧手柄6。
如图1B和2B的截面图所示，下端6b可以是圆柱形的。微磨擦器2可由透明的材料制成(如图2A所示)。压痕6d被放置在圆柱形下端6b的两侧，以帮助使用微磨擦器2的人抓牢微磨擦器。即，微磨擦器2的移动可通过手或手指进行。微磨擦器的手柄6以及基底4较佳由塑料等材料铸模制成。微磨擦器2较佳以便宜的价格制造，这样在将其使用于一个患者后可将整个微磨擦器和磨擦表面丢掉。
设计磨擦表面5，使得在患者皮肤上横向移动微磨擦器2时，其所产生的磨擦能深入角质层。磨擦表面5可用待输送给患者活表皮的药物或物质包涂。
为了获得所需的磨擦，微磨擦器2应在患者的皮肤上移动至少一次。可沿交替的方向磨擦患者的皮肤。本发明微磨擦器的结构设计使得药物或物质能更有效地被吸收，从而节约了施加给患者的皮肤或者包涂于磨擦表面5的药物或物质。
磨擦表面5可以包涂有需要输送给患者的物质。在一个实施例中，物质可以是放在磨擦表面5上的粉末。在另一实施例中，在患者皮肤上应用和移动微磨擦器2前，可直接将待输送的物质施加于患者的皮肤上。
结合图3，本发明的微磨擦装置10包括基本上平坦的具有大量微突出14的基体或磨擦表面支撑面12，该微突出14从支撑面的底部表面伸出。通常，支撑面的厚度足以使得磨擦表面附着于微磨擦装置的基底上，从而使得该装置易于操作，如图1B、2A和2B所示。或者，可将不同的手柄或抓握装置附着于或整合到该磨擦表面支撑面12的顶部表面。磨擦表面支撑面12的尺寸可以根据微突出的长度、给定面积中微突出的数量以及要输送给患者的物质的量而改变。通常，磨擦表面支撑面12具有约1-4cm2的表面积。在优选的实施例中，磨擦表面支撑面12具有约1cm2的表面积。
如图3、4、4A和5所示，微突出14从磨擦表面支撑面12的表面凸出，基本上垂直于磨擦表面支撑面12的平面。在所述实施例中微突出被排列成许多排和列，较佳的是，它们间隔均一的距离。微突出14通常为锥形，其边16延伸到顶18。从横截面看，所示的边16通常为凹形，形成一曲线表面，从磨擦表面支撑面12延伸到顶18。在所述的一个实施例中，微突出由4条形状和尺寸基本上相等的边16形成。如图4A和5所示，微突出14的各边16具有与毗邻边相邻的相对的边嵴(edge)，形成了从磨擦表面支撑面12向外延伸的刮擦嵴22。刮擦嵴22限定了通常为三角形或梯形的刮擦表面，对应于边16的形状。在另一实施例中，微突出14可由较少的或较多的边形成。
较佳的是，微突出14在钝的顶部18终止。通常，顶18基本上是平的，且与支撑面14平行。当这些顶为平时，微突出的总长度不会刺破皮肤，因此，微突出的长度大于该微突出深入皮肤的总深度。顶18较佳形成一个界定清楚的尖棱20(edge)，在那它与边16相遇。棱20基本上与磨擦表面支撑面12平行延伸，并界定了另一个刮擦嵴。在另一实施例中，棱20可以稍微是圆形的，以在边16到顶18之间形成光滑的过度。较佳的是，微突出是截头圆锥形或者是截头金字塔形的(frustopyramidal)。
可用与所给予的物质不发生反应的塑料材料制备微磨擦装置10和微突出。合适的塑料材料的非限制性名单包括，例如本领域已知的聚乙烯、聚丙烯、聚胺、聚苯乙烯、聚酯和聚碳酸酯。或者，可使用金属，如：不锈钢，钨钢，镍、钼、铬、钴、钛合金或他们的合金，或其它材料如硅、陶瓷和玻璃聚合物制备微突出。可采用本领域已知的各种类似于硅晶片的照相平板印刷蚀刻技术，或者采用使用金刚石尖头研磨机(diamond tipped mill)的显微机械加工制造金属微突出。也可采用本领域已知的标准技术通过硅晶片照相平板蚀刻技术制造微突出。还可通过注模法制造塑料微突出，例如可参见2002年7月12日提交的美国申请号10/193317中的描述，本文将其纳入作为参考。
根据要给予的具体物质和要使用该装置部位角质层的厚度选择微突出的长度和厚度。较佳的是，微突出可深入角质层而基本上不刺破或穿透角质层。微突出可长达约500微米。合适的微突出的长度约为50-500微米。较佳的是，外侧得体长约50-300微米，更佳的是约为150-250微米，最佳的是180-220微米。在阐述性实施例中，微突出通常为金字塔形，且与该装置的平面垂直。这些形状在确保产生所需深度的磨擦上具有特殊的优点。在优选的实施例中，微突出是实心的。在另一实施例中，微突出可以是空心的。
如图2和5所示，微突出的排和列较佳均匀地隔开，以形成一阵列，用于在磨擦过程中接触皮肤和深入角质层。微突出之间的间隔根据要给予皮肤表面或皮肤组织中的物质而改变。通常，以每毫米约2-10行的密度使微突出隔开。通常，各行和各列之间隔距离基本上等于阵列中各微突出之间的距离，以提供约每平方毫米约4-100个微突出的密度。在另一实施例中，可以圆形模式排列微突出。在又一实施例中，可以随机排列微突出。当以行和列的方式排列时，微突出中心之间的距离较佳至少为微突出长度的两倍。在一个优选的实施例中，微突出中心之间的距离为微突出的长度的两倍±10微米。也包括更宽的距离，包括达到微突出长度的3、4、5倍以及更大倍数的距离。此外，如上所述，微突出的形状可以为：微突出的高度可以大于各突出深入皮肤的深度。
截头圆锥形的或截头金字塔形的平坦上表面的宽度通常为10-100微米，较佳为30-70微米，更佳为35-50微米。
在皮肤上制备输送部位的方法包括将微磨擦器放置在患者皮肤28所需的位置上。使该微磨擦器轻轻压在皮肤上，然后在皮肤上来回或横向移动。微磨擦器划一次(stroke)的长度可根据输送部位的所需尺寸而改变，由所需的输送区域确定。选择输送部位的尺寸，以获得所期望的结果，该尺寸可根据要输送的物质及其物质的形态而变化。例如，输送部位可覆盖治疗皮疹或皮肤疾病的大区域。通常，微磨擦器移动约2-15厘米(cm)。在本发明的一些实施例中，移动微磨擦器，以产生表面积约为4-300平方厘米的磨擦部位。
然后从皮肤移开微磨擦器，暴露出磨擦区域，然后可将合适的输送装置、贴片(patch)或局部制剂施用到该磨擦区域。或者，可在磨擦前或在磨擦的同时将要给予的物质施用于该皮肤表面。
磨擦角质层的程度依赖于移动过程中所施加的压力和微磨擦器的反复磨擦的次数。在一个实施例中，在第一次磨擦后将微磨擦器移开皮肤，将其放回基本上相同的地方和位置的起始部位。然后以相同的方向第二次移动微磨擦器相同的距离。在另一实施例中，在第一次磨擦后，以交替方向在相同的部位上反复横向移动微磨擦器，而不使微磨擦器离开皮肤。通常，用微磨擦器进行两次或多次磨擦。
在另一实施例中，仅以相同的方向，使微磨擦器以格栅样模式、圆周模式或者其它一些模式磨擦角质层足够时间，磨擦出合适的深度，以提高所需物质的输送。微磨擦器在皮肤28上以一个方向进行的横向线性移动除去了一些组织，形成沟槽26，这些沟槽被皮肤28中的峰27隔开，基本上对应于微突出的各行(如图6所示)。微突出的棱20、嵴22和钝顶18提供了刮擦或磨擦动作，而不是简单的切割动作，结果除去了一部分角质层，在皮肤中形成沟槽或沟。微突出14的钝顶18的棱20刮擦和去除沟槽26底部的一些组织，使得沟槽保持开放的状态，从而使物质能进入沟槽而被机体吸收。较佳的是，微突出14具有足够的长度，能深入角质层，并形成具有足够深度的沟槽26，使施加于磨擦区域的物质被吸附，而不引起患者疼痛或不必要的不舒适。较佳的是，沟槽26不刺破，但能伸入角质层。金字塔形微突出14的嵴22形成从磨擦表面支撑面12延伸到顶18的刮擦嵴。邻近该磨擦表面支撑面12的嵴22在刮擦和磨擦峰27(形成于沟槽26之间的皮肤)的微突出之间形成刮擦表面。在沟槽之间形成的峰27通常受到轻微地磨擦。
在又一实施例中，微磨擦器可在其支撑面上或者在微突出上或微突出之间包含一干燥的或冻干的药剂。可施加干燥的药剂作为微突出上或微突出之间的沟谷中的覆盖物。在磨擦皮肤过程中，该药剂被转移到皮肤的磨擦区域。可将微磨擦器维持在磨擦输送部位上足够长的时间，以使药剂通过磨擦输送部位进入表皮。可用胶带或贴片缚住微磨擦器，从而将其贴附在皮肤上。较佳的是，采用上述方法将微磨擦器贴附在磨擦输送部位，药剂在该部位被动地输送，而不需使用稀释剂或溶剂。
在另一实施例中，可通过支撑面上的开口将合适的溶剂或稀释剂如蒸馏水或盐水溶液注入，以在微磨擦器贴附于输送部位时溶解和重建该药剂。可用注射器或其它容器注射溶剂或稀释剂，或者使它们装在为微磨擦装置的整合部分的贮存器中。
较佳的是微突出被均匀地隔开，形成一阵列，并具有基本上均一的长度和宽度。在另一个实施例中，微突出具有不同的长度，以不同深度深入皮肤。改变微突出的长度将使得物质在皮肤中沉积不同的深度，可提高输送的效率。
如果磨擦装置不包括容纳和排放液体的贮存器，则必须在磨擦前或后将含有物质的液体或重建液体用如别处的分配器或泵分别施加到皮肤上。但是，贮存器可以是磨擦装置的整合部分。较佳的是，贮存器与装置或皮肤的磨擦表面有液体相沟通，例如通过贯通针头或突出物的管道，或者这些针透或突出物之间排出贮存液的通道，或者通过多孔材料，或者使贮存器邻近磨擦表面。在此实施例中，将物质或重建液体装在磨擦装置的贮存器中，并在磨擦之前、磨擦的同时或者磨擦后分配给皮肤表面。磨擦装置还可包括能控制物质或重建液体的输送速率、或者能控制输送物质或重建液体的量的装置。作为另一选择，可在磨擦之后将干燥的或预先湿润的贴片施用于部位上，以促进重建，或增强皮肤对物质的引入或摄取。在另一实施例中，贴片可含有药剂，且可被施用于经微磨擦装置预处理的皮肤。
用于本发明方法的核酸可以是RNA或DNA。核酸可以是适合局部给药或被细胞摄取和表达的任何物理形态。可将核酸包含在病毒载体、脂质体、颗粒、微米颗粒、纳米颗粒或本领域已知的其它合适的制剂中。或者可以游离的多核苷酸(如本领域已知的质粒)输送核酸。通常将核酸配制成药学上可接受的制剂，如与核酸相容的液体或凝胶。用于本发明的药学上可接受的制剂，包括疫苗和变应原组合物的制剂，也是本领域已知的。
已发现，最小程度的磨擦(小至在皮肤上通过一次)足以提高核酸向皮肤细胞的输送。核酸输送和表达的量随着皮肤磨擦次数的增加而持续增加。在实验动物研究中，六次或更多次的磨擦产生核酸输送的最大改进。虽然皮肤上所有的磨擦通过(pass)可以相同方向进行，但较佳的是，在磨擦过程中可改变方向。目前最常用的输送核酸疫苗的方案是IM注射。采用这种方案，当剂量低时，通常需要其它的反应增强剂。采用本发明方法输送的核酸疫苗的合适剂量的确定属于本领域熟练的技术人员所掌握的知识范围之内。如免疫应答的基因表达和刺激水平所证明，本发明方法的一个优点是，即使没有反应增强剂，核酸疫苗的输送仍比IM输送更有效。
也可采用本发明的装置和方法局部输送氨基酸、氨基酸衍生物、肽和多肽，尤其是变应原。通常使用类似于结核菌素划痕实验的装置进行皮内穿刺输送变应原。但是，出乎意料地发现，通过同时磨擦和输送可获得增强的变应原性应答。这产生一种更敏感的测试，优点是可采用本发明的方法更容易地检测针对到常规变应原测试的最小的或难以察觉的应答。因而，与采用本领域先前已知的划痕装置相比，本发明的装置和方法具有更好的性能和更少的皮肤刺激和红斑(erthyma)。输送疫苗和其它药剂的其它合适的磨擦器包括1999年9月24日提交的美国专利申请09/405488中公开的磨擦器。应明白，磨擦器的表面区域的大小和形状、针头或突出物的形状和模式可根据要输送的具体疫苗或其它制剂以及其它因素(如应用的简易程度和效果)而变化，这些变化也在本领域熟练的技术人员所掌握的知识范围之内。
通常，为了采用本发明给予疫苗或其它药剂，医生将用注射器从用隔片密封的小瓶中取出适量体积，用微磨擦器磨擦前或后将疫苗或药剂施加给皮肤。这种方法将导致每次给药使最小程度使用注射器针头和微磨擦器以及剂量测量所需的时间和注意力。因此，理想的是，提供一试剂盒，该试剂盒包括微磨擦装置和待输送物质的组合，或者将待输送的物质装在微磨擦装置中。
含有给予器具和治疗性组合物的试剂盒等是本领域技术人员周知的。但是，用于输送药物和疫苗的最小侵入性微磨擦装置的应用清楚地提出了将装置和制剂相结合的迫切需要，以提供安全、有效、经济和相容的反复，用于给予引起免疫原性或其它治疗性应答的制剂。
本发明提供的试剂盒含有至少一个具有磨擦表面的微磨擦器输送装置，其中，所述磨擦表面包括凸出并以某种模式排列的微突出，且其中所述微突出包括至少一个刮擦嵴。试剂盒中包含的微磨擦器输送装置可以是完全整合的，即，包括适合接受或与所述磨擦表面整合的面、手柄连接面以及与所述基底整合或可分离的手柄。装有疫苗或其它药剂的贮存器以及影响输送的装置也可被整合到输送装置中。或者，试剂盒可仅含有微磨擦器可任意使用的部分(如磨擦表面和药剂)和可再使用的部分，如另外提供的手柄和连接面。这些试剂盒可包括例如多个可贴附的磨擦表面和适用于大量接种的多剂疫苗，手柄和连接面(任选地少量)可另外提供。或者，试剂盒可含有一个或多个完全是“一次性”的微磨擦装置，包括“一次性使用和丢弃”形式的磨擦表面、连接面和手柄。在一个优选的实施例中，试剂盒还包括用于包装、测量和/或输送单剂疫苗或其它药剂的装置。在一个特别优选的实施例中，试剂盒还包括有效剂量的疫苗或其它药剂，这些疫苗或其它药剂任选地包装在整合于或者能功能性附着于该输送装置的贮存器中。或者，可在包装于也含有磨擦装置的试剂盒中的贴片中提供疫苗或其它药剂。在此实施例中，磨擦装置首先被用于处理皮肤，然后将贴片施用于处理的皮肤部位上。
在一个特别优选的实施例中，本发明的试剂盒装有包涂了有效量的待给予药剂或疫苗的微磨擦器。物质的“有效量”或“有效剂量”指能在对象中引起所需的应答反应的量，包括但不限于在变应原或疫苗情况下引起免疫刺激性反应或者其它治疗性或诊断性反应。
为了使用本发明的试剂盒，医生将打破密封(hermetic seal)，以提供取出微磨擦装置以及任选的疫苗或免疫原性或治疗性组合物的途径。可预先将组合物加到微磨擦装置中的贮存器或另外的施加装置中，该组合物可以是任何形式，包括但不限于凝胶、糊状物、油、乳液、颗粒、纳米颗粒、微米颗粒、悬浮液或液体，或者以合适的剂量包涂在微磨擦装置上。可将组合物分别包装在试剂盒包中，例如，包装在贮存器、小瓶、管、小袋、贴片等中。可将制剂的一种或多种组分冻干(lyophilized)、冷冻干燥(freeze-dried)、喷雾冷冻干燥，或者将其制成任何其它可重建的形式。如果需要，还可进一步提供各种重建媒介、清洁剂或消毒剂，或者局部杀菌剂(酒精擦拭纸(alcohol wipes)、碘酒)。然后，医生将在磨擦之前或之后将该制剂施加到患者的皮肤上，或者，在预先加样或预先包涂的微磨擦装置的情况中，医生实施该磨擦步骤而不需要另外施加药剂。
实施例1
用微磨擦装置输送编码报道基因的质粒DNA
用标准的30g针头和1cc注射器，通过IM注射或ID注射给予麻醉的BALB/c小鼠编码萤火虫荧光素酶的质粒DNA(35μg)；或者使用包括磨擦表面的微磨擦装置局部给予，该磨擦表面由200毫米长的截头圆锥体形硅微突出组成(如图4所示)。将磨擦表面安装到微磨擦装置上，如图1和2所示。
采用以下两个方案，使用微磨擦装置给予DNA：
1)同时磨擦和输送(ABRdel)：使用电动剃须刀剃掉小鼠尾背部上的毛，接着用10号解剖刀片除去残留的毛发。然后在皮肤表面1平方厘米大小的部位上施加DNA溶液，并使微磨擦装置的磨擦表面与该溶液接触，然后侧向移动该微磨擦装置，以交替的方向(alternating direction)在皮肤表面上移动6次(各方向通过3次)。使该DNA溶液留置在空气中干燥，不覆盖皮肤，直到获得皮肤活检组织。
2)预磨擦(preABR)：在如上述剃毛后，在皮肤表面上以交替方向(两个方向，各通过3次)侧向移动微磨擦装置6次，预磨擦1平方厘米的部位。然后将DNA溶液涂覆在磨擦的皮肤表面上，如上所述留置在空气中干燥。
作为DNA可能通过毛囊或剃毛过程产生的划痕而输送的对照，如上述给动物剃毛，但是不使用微磨擦装置磨擦(noABR)。将DNA溶液局部施加到1平方厘米的剃毛皮肤部位上，留置于空气中干燥。
在所有组中，给予DNA后24小时收集组织样品。使用发光试验分析组织匀浆的荧光素酶活性。如采用标准BCA蛋白试验所测定的，所有样品都根据总蛋白含量归一化。数值以每毫克总蛋白的相对光单位(RLU)表示，结果显示于图7中。各标记代表单只小鼠的反应。显示了两个分开实验获得的累积数据(每组n＝6)。ABRdel获得的荧光素酶报道基因活性的水平在数量级上类似于基于针头的IM和ID注射，明显高于局部输送给预磨擦或未磨擦的皮肤上所获得的水平(p＝0.02)。
实施例2
输送与磨擦通过(passes)次数的关系
如实施例1所述通过ABRdel给予荧光素酶质粒DNA(35μg)，但微磨擦装置在皮肤上横向通过的次数不同(12、10、6、4和2次)。此外，将DNA溶液加到剃毛但未磨擦的皮肤表面上后，反复将微磨擦装置的磨擦表面压在皮肤上(6次)，以刺激穿刺介导的输送。还包括在无磨擦情况下局部给予DNA溶液(noABR)，作为DNA可能通过毛囊或划痕进行输送的对照。应用24小时后收集皮肤活检组织(1cm2)，如实施例1所述检测荧光素酶活性。
结果如图8所述。各标记表示单只小鼠的反应。每组n＝3，但“x12”和“x6”中的n为5。随着微磨擦装置在皮肤表面上通过次数的增加，基因表达的水平也增加。在经6次或更多次磨擦处理的组中，表达的平均水平大于noABR对照1000-2800倍以上。在微磨擦装置在皮肤表面上通过4、2或1次后得到的平均应答分别高出背景约300、200和30倍。“穿刺(puncture)”组的平均表达水平仅仅高于背景2倍，且与noABR对照没有显著差别。
这些数据证明，磨擦步骤是局部输送DNA到皮肤中的步骤。增加微磨擦装置的磨擦通过次数，可获得增加的基因表达水平，虽然在单次通过后也观察到基因表达。此外，与反复使微磨擦装置压在皮肤上而无横向磨擦相比，横向磨擦或磨损皮肤显著地增加了核酸输送和基因表达。
实施例3
质粒DNA的制剂
通过ID注射或通过同时磨擦和输送(“ABRdel液体”)给予液体制剂形式的荧光素酶质粒(35μg)，其中如实施例1所述微磨擦装置在皮肤表面上通过6次。此外，将DNA冻干成粉末，将其包涂在微磨擦装置的磨擦表面的表面上，并在同时磨擦和输送中以粉末形式(“ABRdel粉末”)直接给予，或在使用时用PBS缓冲液重建后(“ABRdel粉末/重建”)给予。使粉末包涂的磨擦表面直接与皮肤表面上的PBS液滴接触，接着同时磨擦和输送，从而实现重建。微磨擦装置的磨擦表面还包涂有溶于0.5％琼脂糖凝胶的DNA，通过如上所述同时磨擦和输送的方式给予(“ABRdel凝胶”)。以无磨擦情况下(noABR)局部应用液体制剂为对照。应用后24小时收集皮肤活检组织(1cm2)，如实施例1所述进行分析。结果列于图9中。各标记代表单只小鼠的应答。显示了从两个分开的实验获得的累积数据，其中各组的n＝6。在ID注射组、ABRdel液体组和ABRdel粉末/重建组中观察到皮肤中类似的荧光素酶表达水平(高于noABR组约20-30倍)。虽然直接用凝胶或粉末包涂的DNA直接输送而不重建导致的基因表达在统计学上不高于noABR对照，但是基于凝胶的直接输送而产生的应答仍高于对照平均应答约2-10倍。这些结果证明，在同时磨擦和输送时重建干燥形式的疫苗能产生相对于同时磨擦和输送液体制剂的效果。这对于商业应用此方法是有利的，因为带有装满液体的贮存器的磨擦装置可预先包涂有在磨擦时用来重建疫苗的疫苗粉末。
实施例4
通过微磨擦装置输送乙肝DNA疫苗后的抗体应答
使用标准的30g针头和1cc注射器，通过IM或ID注射给予麻醉的BALB/c小鼠编码乙肝表面抗原(HBsAg)的质粒DNA，或者如实施例1所述，根据实施例1的ABRdel方案，使用微磨擦装置给予。小鼠共免疫3次，每剂100μg。每次免疫2-3周后采用ELISA分析血清样品中针对HBsAg的抗体(总Ig)。将DNA局部施加给剃毛但未磨擦的皮肤(noABR)作为可能的通过划痕或毛囊输送的对照。数据表示为抗-HBsAg滴度，定义为产生至少高于背景(从天然未免疫小鼠获得的血清)3倍吸收值的血清样品的最高稀释度。
分析了每组共10只小鼠。平均滴度表示为图10中的棒(bar)，每只小鼠的应答以空心记号表示。结果表明，根据ABRdel方案使用微磨擦装置给予DNA疫苗在体内诱导了强烈的血清抗体。这些应答的数量级明显大于通过IM(目前DNA疫苗输送的标准方法)和ID注射诱导的应答(在第2和3次免疫后p＜0.05)。此外，ABRdel组中的应答的变化与通过标准的基于针头的注射途径所观察到的结果相比相当地小。ABRdel组在3次免疫后获得的平均滴度为12160，而IM注射为820，ID注射为4800。很明显，在两次免疫后，ABRdel方法是最有效的输送途径，100％的ABRdel处理动物(10/10)在两次免疫后都发生了血清转变，与其相比，IM途径为40％(4/10)，而ID注射为50％(5/10)。在无磨擦情况下局部给予质粒DNA的动物没有产生可检测的抗体应答。抗体同种型的进一步特征分析表面，根据ABRdel方案使用微磨擦装置给予DNA疫苗诱导了与标准的基于针头的IM和ID注射类似的混合应答，由IgG1和IgG2a两者组成。这些结果与先前描述的使用基因枪进行的表皮疫苗接种获得的结果相反，后者的抗体应答仅由IgG1组成，而无IgG2a(如参见McCluskie，MJ等，分子医学，5：287，1999)。此外，如采用抗原特异性细胞毒T细胞刺激所测定的那样，通过微磨擦器输送质粒DNA诱导了强的细胞免疫应答。
实施例5
通过微磨擦装置输送变应原
如实施例1所述，使用微磨擦装置，通过同时进行磨擦和输送向麻醉的猪皮肤给予二盐酸组胺(2.5mg)(ABRdel；装置在皮肤表明上通过4次)。将组胺配制成液体或者冻于粉末，将其包涂在磨擦表面的表面上，使用时直接在皮肤上用水重建。作为比较，使尖头样装置与组胺溶液接触并用于刺穿皮肤后，立即将组胺溶液以液滴施加到皮肤表面。这种尖头样装置由长1mm的七金属34g针头组成，与市售的用于变应原实验的装置类似。在无组胺的情况下用微磨擦装置或尖头样刺穿装置处理邻近的皮肤部位，以监测由装置而非组胺导致的皮肤反应。其它对照包括在无磨擦或穿刺情况下用组胺局部处理皮肤部位。监测皮肤部位的即时炎症反应，包括红肿(redness)、肿胀、和出现风团和潮红(wheal-and-flare)。
在经微磨擦装置使用组胺处理的皮肤部位上观察到强烈炎症反应。在经组胺处理的皮肤的整个区域上观察到严重的红斑和肿胀(凸出组织高达2mm)，而在无组胺情况下经装置处理的部位只是沿着磨擦途径呈现轻微的红肿，完全没有肿胀。用液体和重建的粉末组胺制剂都观察到类似的强反应。用尖头样穿刺装置进行组胺溶液处理的皮肤部位也呈现严重的红斑和肿胀，虽然反应局限在尖头接触点及紧靠近这些点的周围区域。在无磨擦或穿刺情况下用组胺溶液局部处理的皮肤部位没有发炎，看起来与正常的未处理皮肤不可区别。
二盐酸组胺在本领域中被用作评估肽和多肽变应原的模型***。这些结果表明，所述的同时进行磨擦和输送的方案能有效地用于局部给予变应原(这些变应原为氨基酸或氨基酸衍生物)，且能预见到输送肽或多肽变应原也能获得类似的结果。与皮肤穿刺相比，微磨擦输送变应原的好处包括可将物质分布在更宽的皮肤表面区域中，从而与使用尖头样装置穿刺获得的局部分配相比，增加了反应原性(reactogenic)部位。与目前的基于尖头的皮肤穿刺测试方法相比，分布面积增加以及高度免疫刺激性表面组织的更好靶向可提高变应原测试的敏感性。此外，通过靶向毛细血管床和外周神经网络上的浅表皮组织，本发明的输送有可能具有比目前的测试方法具有更小的侵入性，并更安全。
实施例5B
为了阐述本发明与本领域(美国专利3289670)先前已知方法之间的区别，进行了大量的实验。在第一组实验(A组)中，采用各种方法将编码萤火虫荧光素酶报道基因的质粒DNA输送给许多Brown-Norway大鼠，并记录结果。A组实验的结果显示，本发明与其它方法相比能在基因表达方面提供意想不到的提高。在第二组实验中(B组)，将二磷酸组胺输送给许多断奶雌性Yorkshire猪，并记录下结果。B组实验的结果显示，本发明与其它方法相比能在变应原应答方面提供意想不到的提高。
A组实验
在这个组各实验中，将20微克编码萤火虫荧光素酶报道基因的质粒DNA给予Brown-Norway大鼠，总体积为10微升。根据Mantoux氏注射技术，使用30号针头和1cc注射器，将针头平行***皮肤表面，皮内输送注射液。
在组2A中，如实施例1所述，根据ABRdel方案使用微磨擦装置，但是使用塑料的磨擦表面替换硅磨擦表面。首先以液滴形式将DNA溶液施加到大鼠剃毛的皮肤上。然后将微磨擦装置放到DNA溶液和皮肤上。之后，使用该微磨擦装置同时磨擦皮肤和将DNA输送给皮肤内。为磨擦皮肤，在皮肤上横向移动微磨擦装置4次(以交替的方向移动，各方向2次)，磨擦的面积大约为1-1.5cm2。采集处理部位的中心1cm2皮肤用于分析。
在组3A、4A和5A中，根据美国专利3289670的教导，使用由6个基本上相同的尖角元件簇组成的尖头装置(Greer Laboratories，Lenoir，NC，目录号GP-1)，这些元件排成环状，直径大约为0.19cm。通过将尖头浸入10μl的液滴给装置加载质粒DNA溶液，通过毛细作用，所有的溶液基本上悬浮在尖角元件(尖头)组成的簇之间。
在组3A中，将此尖头装置压在皮肤上，横向刮出约0.06cm2的区域，刮时小心不要使尖头***太深，以免扎出血来。将此装置向前移动1/8英寸(0.3175cm)长，以提供面积约为0.06cm2的刮擦区。
在组4A中，将尖头装置压在皮肤上，横向刮出约1cm2的区域，刮时小心不要使尖头***太深，以免扎出血来。将装置向前移动1cm的距离。然后，从皮肤上移开装置，将其压在邻近该初始处理部位的皮肤上。再将装置向前移动1cm的距离。重复此步骤，直至获得全部的1cm2处理皮肤。
在组5A中，将尖头装置压在皮肤上，小心不使尖头***过深而导致出血。不使用该装置刮皮肤，而是在将其压在皮肤上一次之后立即将其移开皮肤。
在组6A中，直接以液滴的形式将质粒DNA施加到大鼠剃毛的皮肤上。然后，使用移液头(pipette tip)将液滴均匀散布到1cm2区域内，注意不要刮或磨擦皮肤。
输送24小时后，切下含有各输送部位的皮肤区域，将其匀浆，然后使用荧光素酶检测***(Promega，Madison，WI)进行荧光素酶活性检测。为了说明各组间收集到的组织总量的差异，根据BCA检测(Pierce，Rockford，IL)测得的组织样品中总蛋白含量，将荧光素酶活性归一化，并将其表达为每毫克总蛋白的相对光单位(RLU)。
图11显示了从使用上述装置和方法处理的大鼠获得的皮肤样品中平均荧光素酶活性(每组n＝4)±该平均值的标准误差。组1A的荧光素酶活性最强，为10720RLU/mg。使用微磨擦装置输送(组2A)也导致切下的皮肤样品中产生强的荧光素酶活性(3880RLU/mg)。相反，与局部的对照组相比，使用尖头装置输送增加很少的荧光素酶活性，甚至没有增加。当使用尖头装置刮出大约0.06cm2的区域时，荧光素酶活性为237RLU/mg(组2A)，当刮出1cm2的区域时，荧光素酶活性为122RLU/mg(组3A)，当将装置压在皮肤上而无横向移动时，荧光素酶活性为61RLU/mg(组5A)。在无输送装置的情况下(组6A)局部施用DNA质粒也没有在皮肤中诱导明显的荧光素酶活性(43RLU/mg)。
因此，采用如应用中所述的微磨擦装置和输送方法给予质粒DNA产生的报道基因活性水平，要高于采用美国专利3289670所述的尖头装置和输送方法输送后观察到的水平达32倍。此外，使用本发明的微磨擦装置输送所获得的报道基因活性，要高于使用美国专利3289670所述的尖头装置压在皮肤上后输送所观察到的水平或者单独的局部应用所观察到的水平达90倍。除上述以外，采用组3A-5A所述方法和装置(尖头装置)给予物质后肉眼观察发现，大量的物质仍然悬浮在尖头的簇之间，相反，组2A的方法和装置看起来基本上很少有物质残留。
组B实验
在这个组的各个实验中，将10微升276mg/ml的二磷酸组胺(Sigma，St.Loouis，MO)溶液(100mg/ml组胺)给予断奶的雌性Yorkshire猪。
在组1B中，使用组A实验中所述的微磨擦装置。首先将组胺溶液以液滴的形式施加到猪的剃毛皮肤上。接着将微磨擦装置放置在组胺溶液和皮肤上，用于同时磨擦皮肤和输送组胺至皮肤中。为了磨擦皮肤，使微磨擦装置在皮肤上横向移动6次(以交替方向移动，每方向3次)，获得大约1-1.5cm2的磨擦区域。
在组2B中，如组3A-5A实验所述使用尖头装置。将装置浸入10微升的组胺溶液液滴，从而使组胺溶液加载到装置上，通过毛细作用，该溶液基本上全部悬浮在尖头簇之间。然后使用轻微的压力，将加样的装置压在剃毛的皮肤上，小心不要将尖头***太深以免出血。然后移动装置1/8英寸(0.3175cm)长，刮出约0.06cm2的区域。
在组3B中，如组3A-5A所述使用尖头装置。将尖头装置压在剃毛皮肤上，横向刮出约1cm2的区域，小心不要使尖头***太深以免出血。将装置向前移动1cm的距离。然后，从皮肤上移开装置，将其压在邻近该初始处理部位的皮肤上。再将装置移动1cm的距离。重复此步骤，直至获得全部的1cm2处理皮肤。
在组4B中，如组3A-5A所述使用尖头装置。将尖头装置压在皮肤上，小心不使尖头***过深而导致出血。不用该装置刮皮肤，而是在将其压在皮肤上一次之后立即将其移开皮肤。
采用上述方法进行对照实验，但不施加组胺溶液。
处理后20分钟观察皮肤部位上的红肿和肿胀。使用数字卡尺测量水平和垂直方向肿胀皮肤部位的最长和最宽点距离。虽然反应部位不是均匀的几何形状，但将垂直测量值和水平测量值相乘可获得面积的估算值。图12显示皮肤反应的照片。结果表明，使用本发明微磨擦装置并施加组胺溶液(组1B)引起的组胺摇动肿胀区，比使用美国专利3289670公开的尖头装置诱导的相应反应(组2B-4B)的肿胀区大。很明显，虽然使用微磨擦装置输送组胺产生明显的皮肤反应，但是单独用装置处理的对照部位在20分钟时完全清晰，没有显示出肿胀或红肿的迹象。相反，无组胺而在皮肤上使用尖头装置导致相当的肿胀和红肿，使得难以区分该装置的单独作用与组胺的作用。图13显示了减去仅使用此装置而无组胺时观察到的肿胀测量值后获得的各组组织肿胀的相对面积。这些结果表明，与使用美国专利3289670的尖头装置(组2B-4B)相比，用本发明的微磨擦装置给予(组1B)时，组胺诱导的肿胀的平均面积高于前者达4倍。除了上述之外，采用组2B-4B所述方法和装置(尖头装置)给予物质后的肉眼观察发现，大量的物质仍悬浮在尖头的簇之间，相反，组1B的方法和装置显示出维持基本上很少有物质残留。
实施例6
包含塑料磨擦表面的微磨擦装置
现有技术已描述了基于微电子机械***(Micro-Electro MechanicalSystems，MEMS)的方法，用硅来制作结构精密的磨擦表面。含塑料磨擦表面的微磨擦装置相对于含硅磨擦表面的微磨擦装置有几个优点，包括容易制造、低成本和复制性。虽然这些塑料磨擦表面显示出与硅原件具有类似的特征，但是，仍未知它们是否能在体内具有相同的能力。
以下实施例涉及含塑料磨擦表面的微磨擦装置的使用。
实施例6a
皮肤屏障功能的破坏
皮肤外层10-20微米厚的角质层是一种有效的物理和化学屏障。完整的角质层阻止了疫苗和其它药物物质被动地局部吸收并通过皮肤。为了比较含塑料磨擦表面和含硅磨擦表面的微磨擦装置破坏这种皮肤屏障的有效性，在如实施例1所述使用微磨擦装置处理大鼠皮肤后测量皮肤上的跨表皮水损失(TEWL)。
处理步骤包括，使微磨擦装置横向通过麻醉动物尾背部上的剃毛区不同次数。使用标准仪器(cyberDERM，Media，Pennsylvania)在微磨擦装置每次通过之前和之后读取TEWL读数。评估各组，每组n＝4。图14表示了平均TEWL测量值和标准误差。
这些结果证明，使用含塑料磨擦表面和含硅磨擦表面的微磨擦器对皮肤屏障功能的破坏程度相似。在各装置通过皮肤一次后观察到TEWL有显著增加，并且，TEWL值随着通过增加而继续增加。两种装置都同样破坏皮肤这种屏障，而不管通过的次数是多少。相反，缺少微磨擦器的微型结构(micro-architecture)的其它装置(如牙刷)采用此通过次数也不引起TEWL的增加(数据未显示)。
还在猪模型中测试了此微磨擦装置。猪皮肤的外层角质层要比大鼠皮肤相应层厚约5-10微米。但是，硅和塑料磨擦表面都能有效地破坏这个屏障，该装置在皮肤上通过次数少至1次的情况下也能产生明显的TEWL，并且TEWL随着通过的次数而继续增加(图15，对于单只猪而言，每个条件n＝3个部位)。如上述，两种装置类型获得相同的结果。
当比较硅磨擦表面和塑料磨擦表面时，对猪的荧光珠角质层破坏和渗入进行的组织学分析揭示了类似的结果。在此实施例中，将荧光珠溶液施加到经微磨擦装置横向通过2次预处理过的皮肤部位。在局部使用珠溶液后，用酒精清洗此装置，使其干燥，然后使其与皮肤表面上的珠溶液接触，并横向磨擦皮肤额外2次。对回收的皮肤时间部位进行的组织学分析显示，经由硅磨擦表面和塑料磨擦表面进行输送后，角质层破坏和珠的分配模式和程度相似。珠出现在经处理皮肤部位的表面上，显示表皮被渗透。
实施例6b
编码报道基因的质粒DNA的输送和表达
使用含塑料磨擦表面或硅磨擦表面的微磨擦装置给予编码报道基因(荧光虫荧光素酶)的质粒DNA(图16)。给药方案依照实施例1所述的ABRdel方案。给予总共37.5微克的裸质粒DNA，体积为25微升。对照包括使用标准的针头和注射器进行的ID注射和局部施加于剃毛皮肤但不使用微磨擦装置(每组n＝3只小鼠)。
结果证明，含塑料磨擦表面的微磨擦器输送质粒DNA非常有效，引起皮肤中显著水平的局部基因表达(图16)。经含塑料磨擦表面的微磨擦器接受质粒DNA的组中，平均荧光素酶活性比局部给予DNA而无微磨擦装置帮助的对照高140倍。经含磨擦表面的微磨擦装置的给予产生了类似的高表达，其平均活性大约为对照的100倍。与标准的基于针头的ID注射相比，两种微磨擦器组都观察到较高水平的荧光素酶活性(平均RLU/mg：塑料磨擦表面为43688，硅磨擦表面为31034，ID注射为2214，局部为313)。
总之，这些结果证明，含塑料磨擦表面的微磨擦器在质粒DNA的输送和表达方面至少与含硅磨擦表面的微磨擦器一样有效。此外，微磨擦装置在输送质粒DNA到皮肤上比标准的针头更有效，能引起更高水平的基因表达。
实施例6c
DNA疫苗的输送
将图10给出的数据重新绘制成线图，与实施例1所述方法免疫的另一组小鼠(每组n＝3)获得的结果一起表示，但使用含塑料磨擦表面的微磨擦装置。
结果证明，含塑料磨擦表面的微磨擦器与含硅磨擦表面的微磨擦诱导抗原特异性免疫应答一样有效(图17)。经两种微磨擦装置诱导的血清抗体滴度比标准的基于针头的ID和IM注射诱导的滴度更强。在无微磨擦装置的情况下局部使用后没有观察到明显的应答，这证明本发明的装置和方法能用于局部免疫。
实施例7
经微磨擦装置输送未加入佐剂的流感DNA疫苗后的抗体应答
为了进一步研究使用本发明装置和方法输送DNA疫苗的用途，用编码A/PR/8/34株流感病毒血凝素(HA)的质粒DNA免疫Brown-Norway大鼠(质粒由Harriet Robinson提供，Emory University School of Medicine，Atlanta，GA)。使用质粒DNA的PBS溶液免疫大鼠3次(0、21和42天时)(每组n＝3，每只大鼠50μg，体积为50微升)。如实施例6所述并根据实施例1所述的ABRdel方案，使用含塑料磨擦表面的微磨擦装置给予疫苗。或者，使用针头ID或IM注射疫苗。作为阴性对照，将DNA局部施加于剃毛但未处理的皮肤。在第3、5、8和11周收集血清，用ELISA分析流感特异性抗体的存在。简言之，用0.1微克灭活的流感全病毒(A/PR/8/34；Charles River SPAFAS，North Franklin，CT)包涂微滴定孔(Nalge Munc，Rochester，NY)，4℃过夜。37℃在加5％脱脂乳的PBS中封闭1小时后，使平板与测试血清的连续稀释液37℃培育1小时。然后洗涤平板，进一步与偶联有抗-大鼠IgG(H+L链)(Souther Biotech，Birmingham，AL)的辣根过氧化物酶37℃一起培育30分钟，然后使TMB底物(Sigma，St.Louis，MO)显色。在Yecan SunriseTM平板读数器(Tecan，RTP，NC)上读取吸收测量值(A450)。
结果证明(图18)，经微磨擦装置输送裸质粒DNA疫苗后诱导产生的血清抗体应答与ID或IM注射诱导的反应一样强，或者更强。
实施例8
经由微磨擦装置输送加了佐剂的流感DNA疫苗后的抗体应答
为了进一步研究采用本发明的装置和方法输送加佐剂的基因疫苗，根据制造商的建议，使用MPL+TDM Ribi佐剂***(RIBI Immunochemicals，Hamilton，MT)配制实施例7所述的编码流感HA的质粒DNA。如实施例7所述免疫大鼠(每组n＝3)，，并分析流感特异性血清抗体。结果证明(图19)，经微磨擦装置输送加佐剂的质粒DNA疫苗后，诱导产生的血清抗体应答强于并快于ID或IM注射诱导的应答。
实施例9
经微磨擦装置输送不加佐剂的“初次-加强”流感疫苗后产生的抗体应答
最近发展的一种用于许多疾病(包括HIV)的疫苗接种方法是所谓的“初次-加强”法，其中最初的“初次”免疫和再次的“加强”免疫使用不同的疫苗类型(Immunology Today，Apr 21(4)：163-165，2000)。例如，可使用疫苗的质粒DNA形式作初次免疫，接种使用亚单位蛋白质、灭活病毒或载体DNA制品强化。为了研究采用本发明装置和方法进行的输送，在第11周用灭活的流感全病毒(A/PR/8/34，100微克，50微升的PBS，病毒从Charles RiverSPAFAS，North Franklin，CT获得)加强免疫实施例7的大鼠(图20)。结果显示，在所有组中都具有类似的强化效果。因此，根据“初次-加强”策略使用微磨擦装置给予疫苗产生的免疫应答的刺激水平至少与ID或IM注射诱导产生的水平一样强。
在类似的实验中，在使用加佐剂的疫苗后，第11周用上述灭活的流感全病毒加强免疫实施例8的大鼠。结果显示(图21)，所有组中都获得相似的强化效果。IM组中，仅在这种强化免疫后，其免疫应答才相对于微磨擦器诱导产生的水平。因此，根据“初次-加强”策略加佐剂使用微磨擦装置给予疫苗产生的免疫应答的刺激水平至少与ID或IM注射诱导产生的水平一样强。
实施例10
经微磨擦装置输送狂犬病疫苗后的抗体应答
在第0、7和21天使用25微升的狂犬病疫苗(Aventis Imovax)免疫大鼠。使用实施例6所述的含塑料磨擦表面的微磨擦装置给予疫苗，并依照实施例1所述的preABR方案或ABRdel方案进行。或者，使用针头ID或IM注射疫苗。作为阴性对照，将DNA局部施加给剃毛但未处理的皮肤。在第0、7和21天免疫小鼠(每组n＝5)。第0、7、21和35天收集血清，并在勘萨斯州大学用快速荧光病灶抑制检测(Rapid Fluorescence Focus Inhibition Assay)分析狂犬病病毒特异性抗体的存在。结果证明(图22)，使用微磨擦器输送后诱导产生的狂犬病毒中和抗体滴度与注射引起的滴度相比延迟。但是，到第21天和持续到第35天，滴度相对于注射获得的滴度。此外，两种输送方法ABRdel和preABR都观察到类似水平的应答。将疫苗局部给予剃毛但未处理的皮肤不能引起显著的应答。因此，微磨擦器能使灭活病毒疫苗和标准的可注射疫苗制品得以局部输送。此外，对于灭活的全病毒疫苗制品，使用微磨擦器输送方法看来对免疫应答的强度没有影响。
实施例11a
经微磨擦装置输送乙肝疫苗后的抗体和T细胞反应
在另一实施例中，通过以下输送途径给予BALB/c小鼠乙肝表面抗原(HBsAg)蛋白亚单位疫苗：
1)使用标准针头肌肉内(IM)注射
2)使用标准针头皮内(ID)注射
3)使用实施例1所述的微磨擦器，根据实施例1所述的“preABR”方法输送
4)使用实施例1所述的微磨擦器，根据实施例1所述的“ABRdel”方法输送
5)局部直接应用于剃毛的皮肤(不用磨擦器；图23中标记为“局部”)。
所有动物(每组n＝4)接受2次免疫，每次免疫含10微克HbsAg加10微克作为佐剂的含CpG寡核苷酸。免疫在开始实验时和第21天时进行。在第21、35和56天给小鼠放血并分析HbsAg-特异性血清抗体滴度。结果证明(图23)，使用微磨擦装置处理能进行局部免疫。preABR组的抗体应答明显大于局部对照组中观察到的相应的非常弱的应答。微磨擦装置预处理诱导的应答的数量级相对于直接用标准针头IM或ID注射后观察到的应答。很明显，与从核酸(实施例1)获得的结果相反，通过同时磨擦和输送(BARdel)而输送HBsAg引起较弱的应答。因此，使用微磨擦装置进行输送的最适当方法至少部分依赖于待输送的物质类型。HBsAg代表由能自聚集能病毒样颗粒的蛋白质单体组成的亚单位疫苗。实施例11所述的结果证明，这类疫苗最好是通过用微磨擦器预处理而给予，虽然采用“同时磨擦和输送”方法也可诱导明显的应答。
实施例11b
在另一实施例中，通过以下输送途径给予BALB/c小鼠HBsAg蛋白质亚单位疫苗：
1)使用标准针头皮内(ID)注射
2)使用实施例1所述的微磨擦器，根据实施例1所述的“preABR”方法，但将微磨擦器在皮肤表面上通过的次数限定为2次
3)使用实施例1所述的微磨擦器，根据实施例1所述的“preABR”方法，但将微磨擦器在皮肤表面上通过的次数限定为4次
4)使用实施例1所述的微磨擦器，根据实施例1所述的“preABR”方法(在皮肤上通过6次)
局部直接应用于剃毛的皮肤上(不使用磨擦器，在图24中标记为“局部”)
所有动物(每组n＝3)接受1次免疫，为10微克HBsAg加10微克含有CpG的寡核苷酸。免疫后10天，从引流***(draining lymph nodes，DLN)中收集单细胞悬浮液，并在培养基中用所示剂量的HBsAg再刺激。培养5天后用市售的基于MTS的试验检测T细胞增殖。
结果证明(图24)，使用微磨擦装置预处理使得局部免疫得以实现。在所有用微磨擦器处理的组中都观察到T细胞强增殖应答，与之相比，局部对照组的应答非常小甚至没有。微磨擦器处理组的应答的数量级在大多数剂量时高于使用标准针头ID注射后观察到的相应应答。最强的应答仅在装置通过皮肤2次的实验中观察到。通过4次或6次之后，增殖活性有轻微的下降。其它实验显示，装置的通过次数大于6次时增殖活性进一步下降，通过10次则活性完全丧失(数据未显示)。这些结果表明，存在最佳的装置通过次数，必须确定该次数，以便能够用给定疫苗局部免疫。此外，这些结果表明，温和的处理方案(少至2次通过)在某些情况下可能足以破坏外层皮肤屏障，使得局部免疫得以实现。
实施例12
经微磨擦装置输送黑素瘤腺病毒载体疫苗后的T细胞反应
在黑素瘤模型尤其是小鼠黑素瘤模型中，使用微磨擦器、局部和ID输送测试编码gp100(一种黑素瘤肿瘤抗原)的腺病毒输送DNA。研究以下实验组(每组n＝8)：
1)采用实施例1所述的“ABRdel”方案，使用实施例1所述的微磨擦器，仅给予载体；
2)采用实施例1所述的“ABRdel”方案，使用实施例1所述的微磨擦器，给予编码黑素瘤gp100抗原的腺病毒(Ad2)载体疫苗；
3)采用实施例1所述的“preABR”方案，使用实施例1所述的微磨擦器，仅给予载体；
4)采用实施例1所述的“preABR”方案，使用实施例1所述的微磨擦器，给予编码黑素瘤gp100抗原的腺病毒(Ad2)载体疫苗；
5)局部给予剃毛但未处理的皮肤以编码黑素瘤gp100抗原的腺病毒(Ad2)载体疫苗；
6)使用常规针头ID注射给予编码黑素瘤gp100抗原的腺病毒(Ad2)载体疫苗。
每只小鼠给予总共2×109腺病毒颗粒。给予疫苗后第30天，采用脾γ-干扰素产生细胞的ELISPOT试验测定gp100特异性细胞免疫应答。结果显示在图25中。与局部输送(组5)相比，使用微磨擦器根据“ABRdel”方案(组2)进行的输送产生了明显的应答，虽然这种应答与ID注射(组6)产生的应答相比有些弱。明显的是，对于这种腺病毒载体化的疫苗，在“ABRdel”组(组2)中观察到比“preABR”组(组4)更强的细胞免疫应答。这些结果与质粒DNA实验中(见实施例1)观察到的结果类似。因此，使用微磨擦装置输送的最适当方法至少部分依赖于待输送的物质类型。Ad2载体代表着活病毒。实施例13的结果证明，虽然采用“preABR”方法也可以诱导可检测的免疫应答，但最佳是在磨擦的同时输送这类疫苗。
还可找到关于用于疫苗的合适的腺病毒载体的更多描述，尤其在美国专利5882877中。
实施例13
经微磨擦装置输送炭疽重组蛋白质亚单位疫苗后的抗体应答
在另一实施例中，用炭疽杆菌(Bacillus anthracis)的重组保护性抗原(rPA)免疫小鼠。该rPA由United States Army Medical Research in Infectious Diseases(USAMRIID)的Robert Ulrich博士提供。在存在或不存在其它佐剂的情况下使用10微克的rPA免疫BALB/c小鼠(每组n＝10)，具体如下：
组1：IM-rPA加Alhydrogel(明矾)佐剂
组2：微磨擦器，“preABR”-rPA(无佐剂)
组3：微磨擦器，“preABR”-rPA加Alhydrogel(明矾)佐剂
组4：微磨擦器，“preABR”-rPA加CpG-寡核苷酸佐剂
组5：微磨擦器，“ABRdel”-rPA(无佐剂)
组6：微磨擦器，“ABRdel”-rPA加Alhydrogel(明矾)佐剂
组7：微磨擦器，“ABRdel”-rPA加CpG-寡核苷酸佐剂
组8：局部-rPA(无佐剂)
组9：局部-rPA加Alhydrogel(明矾)佐剂
组10：局部-rPA加CpG-寡核苷酸佐剂
在第0、21和42天免疫小鼠。收集血清，采用ELISA分析第21、42和56天的rPA-特异性抗体。结果归纳于表1-3中。
                         表1：第21天的抗-rPA血清抗体滴度(1剂炭疽疫苗)
                         表中显示各动物(n＝10)的滴度和各组的平均值
组别：  1)IM   2)preABR  3)preABR  4)preABR  5)ABRdel  6)ABRdel  7)ABRdel  8)局部  9)局部  10)局部
佐剂：  明矾   无        明矾      CpG       无        明矾      CpG       无      明矾    CpG
        50     50        ＜50      ＜50      50        ＜50      ＜50      50      ＜50    ＜50
        50     ＜50      ＜50      50        ＜50      ＜50      ＜50      ＜50    ＜50    ＜50
        ＜50   ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50    ＜50    ＜50
        ＜50   ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50    ＜50    ＜50
        ＜50   ＜50      50        50        ＜50      ＜50      ＜50      ＜50    ＜50    ＜50
        ＜50   ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50    ＜50    ＜50
        ＜50   ＜50      200       ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50    ＜50    ＜50
        ＜50   ＜50      ＜50      200       ＜50      ＜50      ＜50      ＜50    ＜50    ＜50
        ＜50   ＜50      100       ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50    ＜50    ＜50
        ＜50   ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50      ＜50    ＜50    ＜50
平均值：10     5         35        30        5         ＜50      ＜50      5       ＜50    ＜50
表2：第42天的抗-rPA血清抗体滴度(2剂炭疽疫苗)
表中显示各动物(n＝10)的滴度和各组的平均值
组别：  1)1M   2)preABR  3)preABR  4)preABR  5)ABRdel  6)ABRdel  7)ABRdel  8)局部  9)局部  10)局部
佐剂：  明矾   无        明矾      CpG       无        明矾      CpG       无      明矾    CpG
        51200  12800     6400      6400      6400      1600      6400      400     50      50
        12800  12800     25600     25600     3200      6400      1600      ＜50    ＜50    ＜50
        25600  12800     25600     12800     400       3200      3200      ＜50    ＜50    ＜50
        3200   12800     6400      6400      6400      6400      3200      ＜50    ＜50    ＜50
        6400   6400      25600     51200     6400      6400      12800     ＜50    3200    ＜50
        25600  25600     6400      12800     1600      6400      6400      ＜50    ＜50    800
        3200   12800     25600     25600     3200      12800     6400      ＜50    ＜50    ＜50
        3200   1600      3200      25600     6400      3200      ＜50      ＜50    ＜50    6400
        25600  6400      6400      102400    3200      6400      6400      12800   ＜50    ＜50
               12800     25600     12800                         12800     ＜50            3200
平均值：17,422 11,680    15,680    28,160    4,133     5,867     6,578     1,320   361     1,045
                         表3：第42天的抗-rPA血清抗体滴度(3剂炭疽疫苗)
                        表中显示各动物(n＝10)的滴度和各组的平均值
组别：  1)IM    2)preABR  3)preABR  4)preABR  5)ABRdel  6)ABRdel  7)ABRdel  8)局部  9)局部  10)局部
佐剂：  明矾    无        明矾      CpG       无        明矾      CpG       无      明矾    CpG
        25600   51200     51200     51200     25600     25600     25600     12800   200     3200
        51200   25600     51200     51200     25600     25600     51200     ＜50    50      ＜50
        25600   51200     25600     204800    25600     102400    25600     ＜50    1600    6400
        25600   12800     51200     102400    51200     51200     51200     ＜50    1600    ＜50
        102400  51200     51200     51200     25600     25600     102400    ＜50    3200    ＜50
        51200   25600     25600     51200     25600     25600     51200     ＜50    ＜50    6400
        51200   25600     51200     51200     12800     51200     51200     3200    100     100
        102400  12800     12800     51200     51200     51200     25600     50      400     12800
                25600     25600     51200     51200               102400    12800   100     800
                25600     25600     51200                         204800    ＜50            640
平均值：54,400  30,720    37,120    71,680    32,711    44,800    69,120    2,885   806     3,610
结果证明，使用微磨擦器输送炭疽重组亚单位疫苗获得显著的血清抗体滴度。使用微磨擦器输送产生的抗体滴度至少与使用常规的IM注射途径产生的滴度一样强。不使用微磨擦器的局部给药在一些动物中诱导产生了相当弱的应答。与实施例11a获得的结果类似，仅在给予第1剂或第2剂疫苗之后，“preABR”方案导的免疫应答高于“ABRdel”方案诱导的应答(表1和表2)。但是，到给第3剂时，这些组之间的滴度是相当的(表3)。因而，使用微磨擦装置输送的最适当方法至少部分依赖于待输送的物质的类型。rPA代表由重组蛋白组成的亚单位疫苗。表1-3的结果证明，虽然采用“同时磨擦和输送”的方法最终也能诱导显著的应答，但是，最佳是用微磨擦器进行预处理来给予这类疫苗。
此外，结果证明，本发明的装置和方法适用于多种类型的疫苗佐剂，包括如明矾和含CpG的寡核苷酸。
这些结果证明，本发明的微磨擦器和技术使得各种各样类型的疫苗得以输送，并且，与使用标准针头和注射器的常规输送方法相比，在许多情况下提高了输送。
本文将在文中引用到的参考文献和专利纳入作为参考。

Claims (76)

1.一种用于将物质输送给皮肤的微磨擦器，所述微磨擦器包括磨擦表面和有效量的所述物质，其中，所述磨擦表面包含截头圆锥形的或截头金字塔形的微突出，所述微突出包含至少一个刮擦嵴并从所述磨擦表面凸出。
2.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微磨擦器还包含一基底，该基底包含适合于接受所述磨擦表面或与所述磨擦表面整合的磨擦面。
3.如权利要求2所述的微磨擦器，其特征在于，所述微磨擦器还包含适合于将手柄连接于所述基底的手柄连接面。
4.如权利要求2所述的微磨擦器，其特征在于，所述微磨擦器还包含与所述基底整合或可与所述基底分离的手柄。
5.如权利要求2所述的微磨擦器，其特征在于，所述磨擦表面从所述磨擦面上凸出。
6.如权利要求3所述的微磨擦器，其特征在于，所述手柄连接面和所述磨擦面基本上相互平行放置在所述基底的相反两侧。
7.如权利要求3所述的微磨擦器，其特征在于，所述基底包括将所述磨擦面连接到所述手柄连接面的光滑的嵴。
8.如权利要求7所述的微磨擦器，其特征在于，所述光滑的嵴形成弧形，将所述磨擦面连接于所述手柄连接面。
9.如权利要求7所述的微磨擦器，其特征在于，所述磨擦面基本上为圆形，具有第一直径，所述手柄连接面基本上为圆形，具有第二直径，其中，所述第二直径大于所述第一直径。
10.如权利要求4所述的微磨擦器，其特征在于，所述手柄是可拆卸的。
11.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微突出至少部分包涂有所述待输送的物质。
12.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微磨擦器具有用于容纳所述物质的贮存器。
13.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微突出的长度足以深入所述皮肤的角质层。
14.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微突出包含至少两个刮擦嵴。
15.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微突出包含至少三个面，且其中任何两个所述面的交叉部分形成刮擦嵴。
16.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微突出具有微突出基底，且以各微突出基底的中心之间的距离至少为所述微突出长度的两倍的模式构建和排列。
17.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微突出以所述基底中心之间的距离至少为所述微突出长度5倍的模式构建和排列。
18.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微突出排列成模式。
19.如权利要求18所述的微磨擦器，其特征在于，所述模式由行和列组成。
20.如权利要求18所述的微磨擦器，其特征在于，所述模式为圆形模式。
21.如权利要求18所述的微磨擦器，其特征在于，所述模式为随机模式。
22.如权利要求16所述的微磨擦器，其特征在于，所述微突出的基底相隔开，形成所述微突出之间的沟槽。
23.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，在所述磨擦面上具有生物活性物质的涂层。
24.如权利要求23所述的微磨擦器，其特征在于，所述生物活性物质是药剂。
25.如权利要求23所述的微磨擦器，其特征在于，所述生物活性物质是疫苗。
26.如权利要求23所述的微磨擦器，其特征在于，所述生物活性物质是变应原。
27.如权利要求23所述的微磨擦器，其特征在于，所述生物活性物质是基因治疗剂。
28.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微突出的长度大于它们深入皮肤的深度。
29.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，当用于磨擦所述皮肤时，所述微突出的长度足以深入所述皮肤的角质层。
30.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微突出的长度约为5-500微米。
31.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微突出的长度约为30-300微米。
32.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微突出的长度约为75-250微米。
33.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述微突出的长度约为180-220微米。
34.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述磨擦表面是塑料。
35.如权利要求1所述的微磨擦器，其特征在于，所述磨擦表面是硅。
36.一种将物质输送给皮肤的方法，包括在所述皮肤上横向移动微磨擦器，产生磨擦区域，和将所述物质施加于该磨擦区域，其中，所述微磨擦器包括一磨擦表面，该磨擦表面包含截头圆锥形的或截头金字塔形的微突出，所述微突出包含至少一个从所述磨擦表面凸出的刮擦嵴。
37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，在微磨擦之前施加所述物质。
38.如权利要求36所述的方法，其特征在于，在微磨擦过程中施加所述物质。
39.如权利要求36所述的方法，其特征在于，随着微磨擦施用所述物质。
40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，所述微突出至少部分包涂有所述待输送的物质。
41.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述微突出的长度足以深入所述皮肤的角质层。
42.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述微突出包含至少两个刮擦嵴。
43.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述微突出含有至少三个面，其中任何两个所述面的交叉部分形成一刮擦嵴。
44.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述微突出还包括一平坦的顶。
45.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述微突出具有微突出基底，且以各微突出基底中心之间的距离至少为所述微突出的长度两倍的模式构建和排列。
46.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述微突出以各微突出基底中心之间的距离至少为所述微突出长度的五倍的模式构建和排列。
47.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述微突出以均匀的模式排列。
48.如权利要求45所述的方法，其特征在于，所述微突出的所述基底相隔开，在所述微突出之间形成沟槽。
49.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述微磨擦器磨擦表面上含有生物活性物质。
50.如权利要求49所述的方法，其特征在于，所述生物活性物质是药剂。
51.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述微磨擦器在所述皮肤上横向移动至少一次。
52.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述微磨擦器以交替的方向在所述皮肤上横向移动。
53.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述待输送的物质是生物活性物质。
54.如权利要求53所述的方法，其特征在于，所述物质是变应原。
55.如权利要求53所述的方法，其特征在于，所述物质是基因治疗剂。
56.如权利要求53所述的方法，其特征在于，所述物质是疫苗。
57.如权利要求56所述的方法，其特征在于，所述疫苗包括活的、减毒的病毒或病毒载体。
58.如权利要求56所述的方法，其特征在于，所述疫苗包括灭活的或杀死的病毒。
59.如权利要求56所述的方法，其特征在于，所述疫苗包括灭活的或杀死的细菌。
60.如权利要求56所述的方法，其特征在于，所述疫苗含有核酸。
61.如权利要求56所述的方法，其特征在于，所述疫苗还含有所述核酸编码的蛋白质或肽。
62.如权利要求56所述的方法，其特征在于，所述疫苗还含有佐剂。
63.如权利要求56所述的方法，其特征在于，所述疫苗含有活的、非减毒的病毒或细菌。
64.如权利要求56所述的方法，其特征在于，所述疫苗含有多糖或多糖-偶联物。
65.如权利要求56所述的方法，其特征在于，所述疫苗含有蛋白质或肽。
66.如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述疫苗还含有佐剂。
67.一种试剂盒，其特征在于，该试剂盒装有权利要求1所述的至少一种微磨擦器。
68.如权利要求67所述的试剂盒，其特征在于，所述药剂包涂于微磨擦器的表面上。
69.如权利要求67所述的试剂盒，其特征在于，所述药剂装在与所述微磨擦器整合的贮存器中。
70.如权利要求67所述的试剂盒，其特征在于，在所述试剂盒中，所述药剂是分开包装的。
71.一种将物质输送给皮肤中的装置，其特征在于，该装置包含包涂有所述物质的磨擦表面和装有重建液体并与所述磨擦表面液体相沟通的贮存器。
72.如权利要求71所述的装置，其特征在于，所述磨擦表面是一阵列，含有许多微突出。
73.如权利要求71所述的装置，其特征在于，所述物质包涂在微突出上。
74.如权利要求71所述的装置，其特征在于，所述贮存器通过磨擦表面上微突出内的通道与该磨擦表面相沟通。
75.如权利要求71所述的装置，其特征在于，所述贮存器通过磨擦表面上微突出之间的通道与该磨擦表面相沟通。
76.如权利要求71所述的装置，其特征在于，所述贮存器通过贮存器和磨擦表面之间的多孔材料与该磨擦表面相沟通。
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