JP2002505305A - 生物医学的適用のための光熱的構造物、およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 組織（例えば、角質層）に対しての光熱的材料（例えば、染料または色素）の均一な適用のために設計された光熱的構造物。１つの実施態様において、この光熱的構造物は、キャリア（例えば、接着剤またはインク）と混合される光熱的材料を備え、そして得られた混合物が、光熱的構造物を形成するために基板（例えば、不活性ポリマー性基板）に塗布される。別の実施態様において、光熱的構造物は、フィルム形成ポリマー性材料中に混合される光熱的材料を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本出願は、１９９８年３月６日出願の米国仮出願第６０／０７７，１３５号の
優先権の利益を請求する。

【０００２】 （発明の背景） （発明の分野） 本発明は、組織の熱的な切除のために（例えば、マイクロポアの作製のため）
有用である光熱的構造物に関する。

【０００３】 （当該分野の議論） 従来のグルコースモニタリングデバイスは、種々の方法（例えば、針またはラ
ンセット）によって個体から血液を採取するという原理に基づいて作動する。個
体は、血液と相互作用する化学物質を備えるストリップへ、血液の小滴を注ぐ。
このストリップは、ストリップの反射率の変化に基づいてグルコース濃度を測定
するための、血液−グルコースメーター中へと挿入される。

【０００４】 より侵襲性が少ないモニタリング技術を提供するように開発された、代替的グ
ルコースモニタリング技術が存在する。そのような技術の１つには、間質液中の
グルコースレベルを測定することが、挙げられる。間質液のサンプルを得るため
に、角質層の障壁機能を、克服しなければならない。

【０００５】 Ｅｐｐｓｔｅｉｎらに対する、１９９７年２月７日出願の米国特許出願第０８
／７７６，８６３号（題「Ｍｉｃｒｏｐｏｒａｔｉｏｎ Ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｓ
ｋｉｎ Ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ａｎｄ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」）は、角質層を切除して少なくとも１つのマイク
ロポアを形成する方法を開示する。この方法は、光供給源の放射範囲を超える強
力な吸収を示す有効量の光吸収化合物を用いて、角質層の選択された領域を処置
する工程、および光学的に光吸収化合物を加熱することによって角質層を熱によ
り切除する工程による。熱が、この光吸収化合物によって角質層へと伝導伝達さ
れ、選択された領域中の組織に結合した水および他の蒸発可能な物質の温度を、
水および他の蒸発可能な物質の蒸発点より上に上昇させる。この技術を、本明細
書中では以後、光学的熱切除と呼ぶ。この米国特許出願（第０８／７７６，８６
３号）中で開示される別のマイクロポア化技術には、組織に直接適用される固体
熱プローブの使用が挙げられる。被験体に対して、これらの技術は、ランセット
を使用することよりも大いに痛みが少ない（完全に無痛でなくとも）。

【０００６】 この光学的熱切除技術の実施を最適にするために、多量の光吸収化合物を、処
置される組織に接触して正確に配置することが望ましい。

【０００７】 （発明の要旨） 簡単に言うと、本発明は、組織の光熱的処置の目的のための、組織（例えば、
角質層）に対する光熱的または光熱的材料（例えば、染料または色素）の均一な
適用のための、方法および構造物に関する。１つの実施態様において、光熱的構
造物は、キャリア（例えば、接着剤またはインク）と混合した光熱的材料を備え
、そして生じた組合せ物は、基板（例えば、不活性ポリマー基板）に塗布されて
、光熱的構造物を形成する。キャリアにこの光熱的材料を適用する手段には、プ
リント、噴霧、および鋳造が挙げられるが、これらに限定されない。光熱的構造
物の別の実施態様において、この光熱的材料を、フィルム形成ポリマー材料に組
み込み得、次いで得られた混合物を加工してフィルムを形成し得る。いずれの実
施態様の光熱的構造物も、組織（例えば、角質層）と接触して配置され、そして
光供給源（例えば、レーザー）により照射される。

【０００８】 本発明の以上の目的および他の目的と利点は、以下の説明が、添付の図面と組
合せて参照された場合に、より容易に明らかになる。

【０００９】 （図面の詳細な説明） （定義） 本明細書中で使用される場合、語句「生物学的流体」とは、血清または全血な
らびに間質液を含むことが、意図される。「間質液」とは、身体において、細胞
間の空隙を占める透明な流体である。用語「角質層」とは、皮膚の最も外部の層
を意味し、これは、種々の乾燥状態において、約１５〜約２０の細胞層からなる
。角質層は、身体の内側から外部環境への水分の損失に対する障壁、および外部
環境から身体の内部への攻撃からの障壁を提供する。用語「表皮」とは、皮膚の
代謝的に活性な領域を意味する。表皮は、角質層の直下にあり、そして角質層の
約１０倍の厚さである。表皮は、血液を含まない。用語「真皮」とは、表皮の約
１０倍の厚さでありそして表皮の直下に見出される、皮膚の領域を意味する。真
皮は多量のコラーゲンを含み、このことは皮膚の構造的一体性を提供する。真皮
は、皮膚の残りの層に酸素および栄養分を供給する、小さい毛細血管の層を含む
。

【００１０】 本明細書中で使用される場合、用語「組織」とは、その細胞間物質とともに、
構造材料を形成する、特定の種類の細胞の集合を意味する。組織の少なくとも１
つの表面は、電磁放射に接近可能でなければならず、その結果、本発明の１つの
実施態様を実行し得る。好ましい組織は皮膚である。本発明の使用に適切な他の
組織には、粘膜組織および軟らかい器官が挙げられる。

【００１１】 本明細書中で使用される場合、「切除」とは、選択された領域中の蒸発可能な
物質が、水および他の蒸発可能な物質の蒸発点より上に温度上昇され、それによ
り選択された領域中の組織のいくらかを切除する時に放出される運動エネルギー
により、周辺の組織から組織の選択された領域を切除するのが制御されているプ
ロセスをいう。

【００１２】 本明細書において使用される場合、「ポア化」「マイクロポア化」または任意
のこのような同様な用語は、生物学的膜（例えば、皮膚もしくは粘膜）または組
織の外層中に所望の深さの、またはこれらを貫通する小孔もしくは細孔を形成し
て、選択された目的あるいは特定の医学的手順もしくは外科的手順のために、生
物学的流体（例えば、分析物）の生物学的膜内からの通過、あるいは生物学的膜
の外から身体中への浸透体もしくは薬物の通過に対する、この生物学的膜の障壁
特性を弱めることを意味する。

【００１３】 本明細書中に使用される場合、語句「光熱的材料」とは、電磁放射を吸収し、
そして熱エネルギーを放射し、そして伝導により熱エネルギーを伝達し得る、化
合物または化合物の混合物を意味する。

【００１４】 本明細書中で使用される場合、語句「光熱的構造物」または「光熱的アセンブ
リー」とは、光熱的材料を含む少なくとも１つの層を備える構造物を意味する。
この構造物は、フィルム、シート、ブロック、膜、ゲル、織布もしくは不織布、
または前記のものの組合せの形をとり得る。本明細書中で使用される場合、用語
「ポリマー」とは、反復する構造単位を有する化合物を意味する。反復する構造
単位（すなわち、モノマー）には、セルロース誘導体モノマー、アルキレンモノ
マー、エステルモノマー、カルボネートモノマー、アミドモノマー、アクリルモ
ノマー、寒天モノマー、ビニルモノマーなどが含まれるが、これらに限定されな
い。本明細書中で使用される場合、用語「接着剤」とは、２つの表面間の接着を
促進する、化合物、または化合物の混合物を意味する。

【００１５】 本明細書中で使用する場合、用語「一体型デバイス」とは、組織を（適切なエ
ネルギー源に連結された場合に）マイクロポア化すること、組織から（好ましく
は、そのように作製されたマイクロポアを通じて）生物学的流体を収集し、そし
てその生物学的流体を分析して、その特徴を決定することに適切なデバイスを意
味する。

【００１６】 用語「加熱プローブ」とは、電気エネルギーまたは電磁（光学）エネルギーの
適用に応じて加熱され得るプローブ（好ましくは固相）を意味する。単純のため
に、このプローブを、加熱状態のプローブ、または非加熱状態であるが加熱可能
であるプローブを含む、「加熱プローブ」と呼ぶ。

【００１７】 本明細書中に記載されるマイクロポア化技術は、１９９７年２月７日に出願さ
れた、同時継続中の米国特許出願第０８／７７６，８６３号（題「Ｍｉｃｒｏｐ
ｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｓｋｉｎ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖ
ｅｒｙ ａｎｄ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」（この全
体が、本明細書中で参考として援用される）にさらに記載される。

【００１８】 図１は、本発明に従う光熱的構造物を支持する、一体型組織ポア化流体収集お
よび分析デバイス（参照番号１０で示される）を図示する。このデバイス１０は
組織接触層１２を備え、この組織接触層１２は組織（例えば、皮膚、粘膜組織な
ど）と接触して配置されるように設計されている。光熱的構造物は、この組織接
触層１２の一部を占めており、参照番号２２で示されている。必要に応じた流体
輸送層１８が、化学的補助された灯心を使用して、生物学的流体（例えば、間質
液）を輸送するように提供され得る。メーター−インターフェース層２０が、こ
の流体輸送層１８にかぶさっており、そしてセンサー２８が、分析のために収集
された生物学的流体に接触するのを支持する。

【００１９】 電磁（例えば、光学）エネルギーが、メーター−インターフェース層２０を通
じて、組織接触層１２上の光熱的構造物２２上へと放射される。従って、このメ
ーター−インターフェース層２０は、それを通じて形成される開口部２４を備え
るか、あるいは、このメーター−インターフェース層２０の全体または十分な部
分が、光熱的構造物２２を加熱するために使用される波長の電磁エネルギーに対
して透過性の材料からなるかのいずれかである。

【００２０】 このデバイス１０に関するさらなる詳細が、米国特許仮出願第６０／００７，
１３５号（その全体が本明細書中で参考として援用される）に開示されている。

【００２１】 光熱的構造物２２は、供給源（例えば、レーザーまたは他の光供給源）からの
電磁エネルギーを吸収して熱くなり得、そしてその熱を角質層へ伝達し、制御さ
れかつ所望の深さで、皮膚にマイクロポアを形成する。

【００２２】 この光熱的構造物２２は、再現可能な様式で組織へ適用され得る様式で提供さ
れる光熱的材料を備える。これは、組織が曝露される光熱的材料の量を正確に知
り得ることを確実にする。

【００２３】 本発明における使用に適切な光熱的材料は、１つ以上の波長の電磁放射を吸収
し得る。本発明に適切であると考えられる電磁放射には、電磁スペクトルの紫外
領域、可視領域および赤外領域からの放射が挙げられる。しかし、可視放射およ
び赤外放射を使用することが好ましい。紫外線は、約１０ｎｍ〜約３８０ｎｍの
範囲の波長を有する。可視放射は、約３８０ｎｍ〜約７８０ｎｍの範囲の波長を
有する。赤外放射は、約７８０ｎｍ〜約５０，０００ｎｍの範囲の波長を有する
。本発明における使用に適切な光熱的材料には、染料および色素が挙げられるが
、これらに限定されない。用語「色素」とは、それら色素が適用される媒体中で
事実上不溶性である着色料の種類を記載するために使用される。色素は、特定の
形態を保持し、媒体中に懸濁されている。用語「染料」とは、それら染料が適用
される媒体中で、可溶性であるか、または少なくとも部分的に可溶性である着色
料を記載するために使用される。染料は、それら染料が塗布される基板に対して
親和性を示す。本発明における使用に適切な染料の種類には、ジフェニルメタン
染料、メチン−ポリメチン染料、ポルフィン染料、インダンスレン（ｉｎｄａｔ
ｈｒｅｎｅ）染料、キノン、ジチオール金属錯体、ジオキサジン、ジチアジン、
ポリマー性発色団が挙げられるが、これらに限定されない。本発明における使用
に適切な色素の種類には、カーボンブラック、炭素ベースの色素、金属、金属ゾ
ル、染色ラテックス、無機色素が挙げられるが、これらに限定されない。本発明
に好ましい発色団には、銅フタロシアニン、インドシアニン（ｉｎｄｏｃｙａｎ
ｉｎｅ）グリーン、ニグロシン、ニューブルー、コロイド状銀（直径２０〜１０
０ｎｍ）、カーボンブラック、ＩＲ−７８０、ＩＲ−１４０、イルガラン（ｉｒ
ｇａｌａｎ）ブラック、ナフトールグリーンＢ、テルラピリリウム（ｔｅｌｌｕ
ｒａｐｙｒｙｌｌｉｕｍ）、およびバナジル−テトラ−ｔ−ブチルナフタロシア
ニンが挙げられる。いずれの場合においても、染料の粒子または色素の粒子は、
それら粒子がキャリア材料と容易に混合され得る大きさでなければならない。染
料の粒子および色素の粒子が、例えば、約５０μｍ以下かつ好ましくは５μｍ未
満の長さ、直径などの主要寸法を有することが好ましい。

【００２４】 光熱的材料は、好ましくは、約１２０℃より下の温度で融解または分解せず、
そして一定量の電磁エネルギーを吸収し得、そしてそれを、伝導の機構による組
織の切除を生じるのに十分な一定量の熱エネルギーへと変換し得る。

【００２５】 本発明の１つの実施態様において、光熱的材料を、キャリアを利用して組織接
触層１２に塗布する。この組織接触層１２は、基板として作用する。このキャリ
アは、光熱的材料が染料である場合は、その光熱的材料が均一に溶解され得る材
料であり、または光熱的材料が色素である場合には、光熱的材料が均一に懸濁さ
れ得る材料である。染料および色素とともに使用するのに適切なキャリア材料に
は、固体ポリマー、接着剤、ゲル、液体、ガラス、油、グリース、および紙が挙
げられるが、これらに限定されない。これらの材料には、アクリル性材料、シリ
コーン材料、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、セルロース、ポリ
ビニル誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのようなポリマー性材料が挙
げられ得る。

【００２６】 これらキャリア中の光熱的材料の濃度は、変化し得る。染料の十分な濃度は、
代表的に、レーザーの波長で１．０より大きい光学濃度を得るために必要とされ
る濃度である。適切な濃度の決定は、当業者による試行錯誤によって容易に決定
され得る。

【００２７】 光熱的材料に加えて、キャリアに添加され得る他の成分には、可塑剤、界面活
性剤、結合剤、架橋剤が挙げられるが、これらに限定されない。これらの材料は
市販されている。

【００２８】 一般に、光熱的材料を含むキャリアを塗布し得る基板（すなわち、組織接触層
）には、ポリマー性材料、布、不織材料、細孔膜、ガラス、および金属箔が挙げ
られるが、これらに限定されない。この基板は、好ましくは、組織との密接な接
触を可能にするのに十分なほど可撓性である。この基板は、キャリアに十分に接
着し、その結果、使用前、または使用中に分離しないようであるべきである。こ
の基板を調製するのに適切な材料には、ポリエステル、ポリイミド、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリル性材料、セルロース、セルロ
ースの誘導体などが挙げられるが、これらに限定されない。

【００２９】 別の実施態様において、光熱的材料を、組織接触層１２を形成するフィルム形
成材料と混合する。このフィルム形成材料は、好ましくは、光熱的材料の均一な
懸濁液を可能にし、そして被験体の組織に従うのに十分な可撓性を可能にするフ
ィルムへと形成され得る。この実施態様における使用に適切なフィルム形成材料
には、ポリエステル、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボ
ネート、アクリル性材料、セルロース、セルロースの誘導体が挙げられるが、こ
れらに限定されない。他の物質、例えば、光熱的構造物が加熱された場合に蒸発
させられ得、それにより、組織に対して作用するためにマイクロポア化される組
織中へと放出されるフラックスエンハンサ化合物を、この光熱的材料と混合して
懸濁液にし得る。

【００３０】 組織接触層１２の厚さは重要ではないが、好ましくは、約０．０５ｍｍ〜約２
．０ｍｍの範囲である。この層の表面の寸法は重要ではないが、大きい方の寸法
は好ましくは約５ｍｍ〜約６０ｍｍの範囲であり、そして小さい方の寸法は好ま
しくは約５ｍｍ〜約６０ｍｍである。組織接触層１２は、方形であるように示さ
れているが、他の形状（例えば、円形、楕円形、三角形、正方形などの他の形状
）もまた適切であり、そして同じことは、光熱的構造物２２についても真である
。組織接触層１２を、接着剤、静電力、または被験体によりはたらかされる圧力
を使用して、被験体の皮膚に接着し得る。皮膚と組織接触層１２との間のシール
は、好ましくは、十分に隙間がなく、その結果、生物学的流体は、シールを通っ
て、またはシール中へと漏出しない。

【００３１】 光熱的構造物２２を備える組織接触層１２を調製するための、いくつかの方法
が存在する。１つの方法に従って、色素（例えば、カーボンブラック）を、圧力
感受性接着組成物中へ均一に懸濁し得る。次いで、この接着組成物をポリマー性
基板上へ型にとり得るか、またはプリントし得る。次いで、この接着組成物を硬
化させ得る。別の方法に従って、染料（例えば、銅フタロシアニン）を、有機溶
媒（例えば、エタノール）中に懸濁し得る。懸濁液を、エアブラシを使用して、
ポリマー性膜の片側に塗布し得る。次いで、フィルムを硬化させ得る。なお別の
方法に従って、色素（例えば、カーボンブラック）を、ポリマーベースのインク
（例えば、透明なマニキュア液）中に懸濁し得る。次いで、このインクを、ポリ
マー性基板上へ型にとり得るか、またはプリントし得る。次いで、フィルムを乾
燥させ得る。なお別の方法に従って、色素（例えば、カーボンブラック）を、ポ
リマー性材料（例えば、直鎖状の低密度のポリエチレン）中に混合し得る。次い
で、この混合物を融解し、そしてフィルムへと押し出し形成し得る。次いで、こ
のフィルムを硬化させ得る。

【００３２】 この光熱構造物は、本明細書中で開示される一体型デバイスを含むが、これら
に限定されない、多くの適用における有用性を有する。この光熱的構造物を、種
々の方法において組織に適用し得る。キャリアと混合された光熱的構造物の場合
において、このキャリアは、圧力感受性接着剤であり得、この接着剤は、組織に
アセンブリーを接着する。フィルムの場合において、このフィルムを、静電力を
使用して組織に接着し得る。付着のための他の手段には、フィルムに適用される
圧力、およびフィルム（または光熱的構造物）と組織との間の領域を排気してて
このフィルムを組織に接触するように引っ張るための真空が挙げられる。付着の
手段の組合せもまた使用し得る。

【００３３】 本発明の光熱的構造物は、特に塗布の様式における、先行技術のいくつかの問
題を克服する。詳細には、光熱的材料のペースト、または光熱的材料の懸濁液が
、標的組織に局所的に塗布されてきた。これらの材料は、レーザーからの放射に
対する均一でなく、かつ制御されない曝露を生じる。光熱的材料の変わりやすく
かつ不正確な塗布は、光熱的処置の再現不可能な結果を生じ得る。

【００３４】 さらに、組織に光感受性染料を塗布する以前の方法は、光熱的処置後に過剰の
染料を除去する際に困難さを生じる。この困難さはまた、残りの染料と近接する
組織、衣服などの混入の可能性を引き起こす。

【００３５】 本発明に従う光熱的構造物は、光熱的材料を組織から容易に除去し、そして光
熱的処置後に廃棄し得る様式で、光熱的材料を展開する。さらに、この光熱的構
造物は、再現可能な結果を伴う光熱的材料を展開する。

【００３６】 以下は、光熱的構造物の実施例である。

【００３７】 （実施例１） カーボンブラック（２０ｎｍ）を、アクリルベースの圧力感受性接着剤（Ａｒ
ｏｓｅｔ Ａ １０８１、Ａｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）中に均一に懸濁
して、２０ｇカーボンブラック／リットルの濃度を有する懸濁液を提供した。次
いで、得られた懸濁液をポリエステルフィルム（厚さ２５μｍ）上へ型とりをし
た。次いで、この接着剤を加熱により硬化させた。硬化後、接着剤層は、厚さ約
５０μｍであった。カーボンブラック−接着剤とフィルム基板の組合せが、光熱
的構造物を構成した。直径０．４インチの円形の光熱的構造物を調製し、そして
被験体の前腕手掌上に配置した。１ワットのＣＷレーザーダイオード（８１０ｎ
ｍ）（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｉｎｃ．、Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ、部品番号
＃Ｓ−８１−１００Ｃ−１００Ｔ）からの光を平行にし、そして皮膚の表面の平
面で直径約８０μｍのサイズのスポットへ焦点を合わせた。皮膚で２５０ｍＷの
ピーク出力で、各５０ミリ秒の３０パルスを送達した。パルス間で各々８０ミリ
秒の遅延を伴った。このパルス系列を反復して、１．０ｍｍの円の円周上に間隔
を置かれた光熱的処置部位を６つ生成した。光熱的構造物の除去後、角質層にお
いて、得られた小さい孔が存在することを、検出または観察し得た。

【００３８】 （実施例２） カーボンブラック（＜１μｍ）を、アクリルベースのインク（例えば、透明な
マニキュア）中に懸濁して、１０ｇ／ｌの濃度を有する懸濁液を提供した。次い
で、この懸濁液を、ポリエステル基板（厚さ０．０５０ｍｍ）上に型をとるかま
たはプリントした。この懸濁液を硬化させた。次いで、得られたコーティングさ
れた基板を、皮膚に直接（フィルムとして）かまたは間接的（デバイスの一部と
して）かのいずれかで局所的に適用した。レーザーからの光または多色光供給源
からの光を、光熱的処置のために、フィルム、および着色料と皮膚との間の界面
上に焦点を合わせた。光熱的処置後、フィルムを除去し、そして廃棄した。

【００３９】 （実施例３） カーボンブラック（＜１μｍ）をポリエステルに混合して、最終濃度１０ｇ／
ｌを有する混合物を提供した。この混合物は、商標名「ＭＥＬＩＮＥＸ ４２７
／２００」として市販されていた。この混合物を融解し、次いで融解した混合物
を押し出し形成してフィルム（厚さ０．０５０ｍｍ）を形成した。次いで、この
フィルムを硬化させた。次いで、得られたフィルムを、直接（フィルムとして）
かまたは間接的（デバイスの一部として）のいずれかで、皮膚に局所的に適用し
た。レーザーからの光または多色光供給源からの光を、光熱的処置のために、フ
ィルム、および着色料と皮膚との間の界面上に焦点を合わせた。光熱的処置後、
フィルムを除去し、そして廃棄した。

【００４０】 （実施例４） 金属チタンをポリカーボネートフィルム基板上へスパッターコーティングした
。この基板は、２ｍｉｌ（０．０５ｍｍ）の厚さを有する。チタン／チタン酸化
物層の厚さは、約５０ｎｍであった。このフィルムを皮膚上に配置し、金属層を
皮膚と接触させた。このフィルムを、標的領域を囲む接着環により、適切な位置
に維持した。レーザーからの光または多色光供給源からの光を、光熱的処置のた
めに、フィルム、および着色料と皮膚との間の界面上に焦点を合わせた。光熱的
処置後、フィルムを除去し、そして廃棄した。

【００４１】 この金属層を、保護層として、ポリマー材料の薄層（例えば、０．２５ｍｉｌ
（０．００６ｍｍ）のポリオキシメチルメタクリレート）で被覆し得る。

【００４２】 （実施例５） 実施例１の光熱構造物を、処置すべき領域にわたる皮膚上に配置した。レーザ
ーからの光を、アセンブリー上に焦点を合わせて、熱的に処置される角質層の小
さい領域を作製した。処置される領域を、下にある細胞の癒着の損失により特徴
付けた。この領域は、ゆるんだ皮膚の領域に囲まれた小さい孔としてか、または
表皮層における細胞の癒着が破壊された小さい水疱に似ている領域に囲まれた小
さい孔として現れる。この処置を、個々に処置された領域が重複するまで反復し
た。接着剤を除去した時に、処置された角質層および角質層の下にある表皮のい
くらかが除去された。残りの表皮を、滅菌した綿棒を用いた穏やかに剥離するこ
とにより除去し得る。この処置は、一般的に、出血を生じない。

【００４３】 （実施例６） 実施例５に記載の方法を、接着剤のない光熱構造物を用いて実施した。光熱処
置後、作用された組織を、綿棒を用いて穏やかにこすることによるか、または滅
菌した接着フィルム（これは、テープを除去することにより組織を除去し得る）
を適用することによって除去した。

【００４４】 （実施例７） 直径９ｍｍのオリフィスを備える小さい真空チャンバーを、実施例１の手順に
従って形成された６つのマイクロポアを覆うように、皮膚上に配置した。このチ
ャンバーを、２分間約６．００ｐｓｉまで排気した。真空を解放後、得られた透
明な流体を、微小毛細管を使用して収集した。このプロトコルの使用を通じて、
恒常的に容量０．２５〜０．７５μｌを得た。流体の存在は、光熱的に生成され
た孔が、角質層を貫通して下にある表皮内に至り、角質層の障壁特性を破ってい
ることを示した。非処置の皮膚に対して真空を適用して、測定可能な流体は全く
得られなかった。

【００４５】 （実施例８） 間質液のサンプルを、実施例７に記載したように得た。透明な流体を、１．０
ｍｌの、５ｍＭリン酸塩、０．０２％アジ化ナトリウム（ｐＨ７．０）中に希釈
した。間質液をサンプリングしたのと同時に、血漿サンプルを、同じ被検体から
得た。被験体の指を、ランセットデバイスで刺し、そして血液をヘパリンを有す
る毛細管中に収集した。血液サンプルを遠心分離して、細胞画分から血漿画分を
分離した。１．０μｌの血漿サンプルを、毛細管を使用して１．０ｍｌのリン酸
緩衝希釈液に移した。間質液および血漿の希釈サンプルを、パルスアンペロメト
リー検出器を備えた高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ−ＰＡＤ）を使用し
てグルコース含量について分析した。ＨＰＬＣ−ＰＡＤ分析を、Ｄｉｏｎｅｘ
ＰＡ−１カラム（４．０×２５０ｍｍ）を使用して、１５０ｍＭ水酸化ナトリウ
ムの流速１．０ｍｌ／分で作動させて実行した。注入容量１０μｌを作製した。
グルコースは、ピーク保持時間４．０±０．３分を示した。サンプルを、グルコ
ースを含む既知の水性スタンダードおよび血清スタンダードと比較した。そして
、濃度を、グルコースピークの領域から決定した。６人の健康な、糖尿病でない
被験体から得た結果を、以下の表に示す。グルコースの単位はｍｇ／ｄｌである
。

【００４６】

【表１】 （実施例９） 角質層を通じて物質を送達する能力を示すために、フルオレセインナトリウム
をモデルトレーサーとして使用した。試験被験体の前腕手掌を、実施例１におけ
るように処置し、直径約１．１ｍｍの円型を備える６つの孔の組を調製した。ポ
ア化後、滅菌食塩水中１０％フルオレセインナトリウム１．０μｌを、これらの
孔を覆うように皮膚上に配置した。皮膚のコントロール領域（形成された孔がな
い）を、同様に、１．０μｌのフルオレセインナトリウム溶液で覆った。２分後
、過剰の溶液を吸い取りによって除去し、その後、穏やかな洗剤で洗浄し、すす
ぎ、そして吸い取り乾燥した。孔を形成した場合、皮膚は、組織中のフルオレセ
インの存在に起因する目に見える色素沈着を示した。黄色に染色した領域は、直
径約１．４ｍｍであった。コントロール領域については、全く染色が明らかでな
かった。紫外照射下で、孔が形成された皮膚の領域は、フルオレセインナトリウ
ムの存在に起因して、直径約１．５ｍｍの領域にわたって強力な黄色−緑色蛍光
を示した。６つの孔各々を縁取る隣接領域は、より強力に蛍光性であった。さら
に、外側角質層中のいくらかの残余の蛍光に起因すると思われる、直径約２．０
ｍｍの領域にわたるわずかな蛍光が存在した。

【００４７】 図２および図３は、この光熱構造物の操作および使用を図示する。この光熱構
造物を使用して、角質層にマイクロポアを形成し得る。角質層における小さい孔
の作製を使用して、診断的適用のための体液へのアクセスを入手し得る。さらに
、ポア化を使用して、いくつかの薬物または他の生物活性物質の透過性を増加し
得る。本発明に従う光熱的構造物もまた、外科的適用（例えば、表面の外傷の処
置、刺青の処置、または組織表面の他の光熱的処置）において適用し得る。

【００４８】 操作において、この光熱的構造物を、図２に示すように、組織（例えば、皮膚
）の表面に対して配置する。電磁エネルギー（例えば、光エネルギー）の供給源
を活性化させ、そしてそのエネルギーを光熱的構造物に対して焦点を合わせる。
適切な時間（例えば、約１０ミリ秒〜約１秒）後に、このエネルギーは、光熱的
構造物２２を加熱し、そして光熱的構造物２２中の熱エネルギーは、組織に伝達
されて組織を切除し、そして図３に示すような少なくとも１つのマイクロポア５
０を形成する。図３の実施例において、角質層（「ＳＣ」）中に２つのマイクロ
ポア５０を形成し、そしてこのマイクロポアは、表皮（「Ｅ」）を通り、そして
真皮（「Ｄ」）中までの深さに及び得る。光エネルギーが焦点を合わせられる光
熱的構造物上の位置で、この光熱的構造物は融解するか、または燃やされて、そ
の結果、小孔６０が作製される。このマイクロポア５０を通って角質層を横切る
生物学的流体を、分析のために収集し得る。例えば、光熱的構造物を、図１に示
すデバイスのような一体型デバイスにおいて使用する場合、このマイクロポアを
形成する同じ装置により、生物学的流体を回収し、そして分析する。

【００４９】 本発明に従う光熱的構造物を用いる使用に適切な電磁エネルギーの供給源は、
米国特許出願第０８／７７６，８６３号に開示される。

【００５０】 要約すると、１つの実施態様において、光熱的構造物は、以下を備える：多量
の光熱的材料；この光熱的材料がその中に実質的に均一に溶解されるかまたは懸
濁されるようにこの光熱的材料と混合される、キャリア；およびこのキャリア−
光熱的材料混合物を塗布される基板。下地材料の層を、基板とキャリアとの間に
提供し得る。別の実施態様において、この光熱的構造物は、以下を備える：多量
の光熱的材料；およびこの光熱的材料の実質的に均一な懸濁液を含むフィルム材
料。

【００５１】 さらに、組織を処置する方法を提供する。この方法は、多量の光熱的材料を含
む光熱的構造物を組織に適用する工程、およびこの光熱的構造物を電磁放射に供
する工程を包含する。この適用する工程は、この光熱的材料の実質的に均一な懸
濁液を取り込むキャリアを塗布される基板を適用する工程を包含し得る。この基
板を、組織に接着し得る。あるいは、この適用する工程は、この光熱的材料の実
質的に均一な懸濁液を取り込むフィルムを適用する工程を包含し得る。

【００５２】 本発明の種々の改変および変更は、本発明の範囲および精神から逸脱すること
なく、当業者に明らかになる。そして、本発明が、本明細書中に示される例証的
実施態様に不当に制限されないことが、理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明に従う光熱的構造物を支持するデバイスの、拡大長手方向断面
図である。

【図２】 図２は、本発明に従う光熱的構造物の使用を図解する。

【図３】 図３は、本発明に従う光熱的構造物の使用を図解する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4C084 AA11 AA17 ZA892 ZB212 4C167 AA72 BB23 BB42 BB47 CC01 CC05 GG06 GG08 GG09 GG11 GG14 GG16 GG26 GG35

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 組織を処置するための光熱的構造物であって、以下： （ａ）多量の光熱的材料； （ｂ）該光熱的材料と混合されているキャリアであって、該光熱的材料が該キ
   ャリア中に実質的に均一に溶解または懸濁されている、キャリア；および （ｃ）該キャリア−光熱的材料混合物を塗布される基板 を備える、光熱的構造物。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光熱的構造物であって、かつ前記基板と前
   記キャリアとの間に下地材料の層をさらに備える、光熱的構造物。
3. 【請求項３】 前記光熱的材料が染料または色素である、請求項１に記載の
   光熱的構造物。
4. 【請求項４】 前記キャリアが、固体ポリマー、接着剤、ゲルおよびインク
   のうちの１つである、請求項１に記載の光熱的構造物。
5. 【請求項５】 組織を処置するための光熱的構造物であって、以下： （ａ）多量の光熱的材料；および （ｂ）該光熱的材料の実質的に均一な懸濁液を含むフィルム材料 を備える、光熱的構造物。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の光熱的構造物であって、かつ前記フィルム
   材料が、ポリエステル、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル
   性材料、セルロースおよびセルロースの誘導体のうちの１つからなる、光熱的構
   造物。
7. 【請求項７】 前記光熱的材料が染料または色素である、請求項６に記載の
   光熱的構造物。
8. 【請求項８】 組織を処置するための方法であって、以下の工程： （ａ）多量の光熱的材料を含む光熱的構造物を該組織に適用する工程；および （ｂ）該光熱的構造物を電磁放射に供する工程 を包含する、方法。
9. 【請求項９】 前記適用する工程が、前記多量の光熱的材料が実質的に均一
   に溶解または懸濁されているキャリアを、塗布される基板を適用する工程を包含
   する、請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記適用する工程が、前記基板を前記組織に接着する工程
    を包含する、請求項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記適用する工程が、前記光熱的材料の実質的に均一な懸
    濁液を混合しているフィルムを適用する工程を包含する、請求項８に記載の方法
    。
12. 【請求項１２】 前記電磁放射が、約１０ｎｍ〜約５０，０００ｎｍの波長
    範囲である、請求項８に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記供する工程が、多色光供給源から電磁放射を放射する
    工程を包含する、請求項８に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記供する工程が、レーザーから電磁放射を放射する工程
    を包含する、請求項８に記載の方法。
15. 【請求項１５】 請求項８に記載の方法であって、かつ前記組織の熱的切除
    によって作製される開口部から体液を回収する工程をさらに包含する、方法。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の方法であって、かつ前記体液中の少な
    くとも１つの分析物の濃度を決定する工程をさらに包含する、方法。
17. 【請求項１７】 前記決定する工程が、グルコースの濃度を決定する工程を
    包含する、請求項１６に記載の方法。
18. 【請求項１８】 請求項８に記載の方法であって、かつ前記開口部中へ浸透
    体を導入する工程をさらに包含する、方法。