小動物またはヒトにおける経皮送達方法
生物的なカーゴを載せたナノ粒子の動物またはヒトへの経皮送達のための方法およびデバイスが開示される。これらの粒子は、マルチモード光分子イメージングプローブを含んでよい。これらの粒子は、皮膚を通して吸収することができる形で提供し、動物またはヒトの皮膚にこれらを適用することによって送達される。適用は、皮膚に取り付け可能なデバイス中の生物的なカーゴを載せたナノ粒子を用いて達成される。デバイスは、単数または複数の血管拡張剤、またはマイクロニードル、あるいは多層時間放出材料を含むデバイスによって皮膚に直接取り付けられる。生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、薬物、ワクチン、バイオ医薬、イメージング造影剤、マルチモードイメージング造影剤、生物分子または抗感染薬を含んでよく、デバイスは、対応する第２の複数の別々の時間放出層の中に配置された第１の複数の異なる種類の生物的なカーゴを載せたナノ粒子を含んでよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、組成物、例えば光学的な、単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ：Ｓｉｎｇｌｅ ｐｈｏｔｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）の、マルチモードの、薬物的な、または生物的なカーゴを載せたナノ粒子の、小動物またはヒトへの皮膚投与または経皮投与に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の本発明の譲受人に譲渡された、同時係属の米国特許出願、すなわち、
２００５年９月９日出願のビザード（Ｖｉｚａｒｄ）らによる「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩ−ＭＯＤＡＬ ＩＭＡＧＩＮＧ」と題する通常出願第１１／２２１，５３０号、
２００６年４月１０日出願のハーダー（Ｈａｒｄｅｒ）らによる「ＦＵＮＣＴＩＯＮＡＬＩＺＥＤ ＰＯＬＹ（ＥＴＨＹＬＥＮＥ ＧＬＹＣＯＬ）」と題する通常出願第１１／４００，９３５号、
２００７年４月３日出願のレオン（Ｌｅｏｎ）らによる「ＬＯＡＤＥＤ ＬＡＴＥＸ ＯＰＴＩＣＡＬ ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＩＭＡＧＩＮＧ ＰＲＯＢＥＳ」と題する通常出願第１１／７３２，４２４号、
２００７年４月２３日出願のツェン（Ｚｈｅｎｇ）らによる「ＩＭＡＧＩＮＧ ＣＯＮＴＲＡＳＴ ＡＧＥＮＴＳ ＵＳＩＮＧ ＮＡＮＯＰＡＲＴＩＣＬＥＳ」と題する通常出願第１１／７３８，５５８号、
２００７年９月７日出願のハーダー（Ｈａｒｄｅｒ）らによる「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩ−ＭＯＤＡＬ ＩＭＡＧＩＮＧ ＵＳＩＮＧ ＮＡＮＯＰＡＲＴＩＣＬＥ ＭＵＬＴＩ−ＭＯＤＡＬ ＩＭＡＧＩＮＧ ＰＲＯＢＥＳ」と題する通常出願第１２／１９６，３００号、
２００７年１０月３１日出願のツェン（Ｚｈｅｎｇ）らによる「ＡＣＴＩＶＡＴＡＢＬＥ ＩＭＡＧＩＮＧ ＰＲＯＢＥ ＵＳＩＮＧ ＮＡＮＯＰＡＲＴＩＣＬＥＳ」と題する通常出願第１１／９３０，４１７号、
２００８年１月３０日出願のフィケ（Ｆｅｋｅ）らによる「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩＭＯＤＡＬ ＩＭＡＧＩＮＧ」と題する仮出願第６１／０２４，６２１号
が参照され、参照によってこれらの出願の開示が組み込まれる。
【０００３】
電子イメージングシステムは、分子イメージングを可能にすることでよく知られている。例となる電子イメージングシステム１０が図１に示され、概略が図２に図示されている。図示されているシステムは、イメージ・ステーション４０００ＭＭマルチモード・イメージング・システム（Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｔｉｏｎ ４０００ＭＭ Ｍｕｌｔｉｍｏｄａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）であり、ケアストリーム・ヘルス・インク（Ｃａｒｅｓｔｒｅａｍ Ｈｅａｌｔｈ Ｉｎｃ．）から入手可能である（ｗｗｗ．ｃａｒｅｓｔｒｅａｍｈｅａｌｔｈ．ｃｏｍ参照）。システム１０は、光源１２、光コンパートメント１４、コンパートメント１４の中の任意選択のミラー１６、レンズおよびカメラシステム１８、ならびにコミュニケーションおよびコンピュータ制御システム２０を含み、これは、ディスプレイデバイス、例えばコンピュータモニタを含むことができる。カメラおよびレンズシステム１８は、図に示されていないが、蛍光イメージング用の発光フィルタホイールを含むことができる。光源１２は、図に示されていないが、蛍光励起または明視野カラーイメージング用の励起フィルターセレクタを含むことができる。動作時、レンズおよびカメラシステム１８を用いて物体のイメージが捉えられ、レンズおよびカメラシステム１８は、光イメージを電子イメージへ変換し、電子イメージはディジタル化することができる。ディジタル化されたイメージは、ディスプレイデバイス上に表示し、メモリ中に保存し、離れた場所に送信し、加工してイメージを改善し、および／または使用してイメージの恒久的複写物を印刷することができる。ビザード（Ｖｉｚａｒｄ）らの、参照によって本明細書に開示が組込まれる、米国特許第７，０３１，０８４号は、レンズおよびカメラシステム１８に適している電子イメージングシステムの例を示している。
【０００４】
これらの電子イメージングシステムの有効性を増加させるために、試験動物、ヒトまたは組織試料内の問題の細胞にイメージング剤を直接送達することができるナノ粒子プローブを開発することに相当な努力が集中されてきた。これらのナノ粒子は、生物内に、および生物内で生物剤、医薬品または診断薬を運ぶこともできる。これらの薬剤は、通常、薬物、治療薬、診断薬、生物適合化機能剤、造影剤、およびナノ粒子キャリアに取り付けられるかまたはナノ粒子キャリア内に含まれる標的部分で構成される。この分野における研究には、より大きな循環系内寿命、より高い特異性、より低い毒性、およびより大きな治療有効性のような意味深い利点を有するイメージング剤および治療剤を提供する目標がある。ナノ粒子集合体の分野の研究は、ガンおよびその他の生命を危うくする疾患の治療を顕著に改善する見込みがあり、それらの臨床診断および治療を革新する可能性がある。
【０００５】
特定のナノ粒子は無毒であることが見いだされ、体内の小さな毛細血管中への進入、疾患部位への体内の輸送、生体バリア（血液脳関門および腸上皮を含むがこれに限定されるものではない）の通過、細胞内小胞への吸収、細胞膜の通過、および細胞内部の標的部位への輸送が可能である。そのサイズ範囲内の粒子は、より大きなサイズの微粒子と比べ動脈壁を通ってより効率的に移動すると考えられている。ラバセトウォー（Ｌａｂｈａｓｅｔｗａｒ）ら、Ａｄｖ．Ｄｒｕｇ Ｄｅｌ．Ｒｅｓ．２４：６３（１９９７）参照。いずれの特定の理論に束縛されることも望まないが、高い表面積対体積比のために、そのような粒子の標的法を成功させるには小さなサイズが必須であるとも考えられている。
【０００６】
安定であり、その結果インビボ、特に血管内注射することができるだけでなく経皮投与することができるバイオ共役および標的化投与のためのキャリアとして用いられるナノ粒子を含む、マルチモード生物標的化単位またはイメージングプローブを作り出せば望ましいであろう。さらに、キャリアとして用いられる経皮投与されるナノ粒子は、生理条件（ｐＨ７．４および１３７ｍＭ ＮａＣｌ）下で安定であることが望ましいであろう。さらにまた、そのような経皮投与される粒子は、免疫系による検知を回避することが望ましいであろう。
【０００７】
さらに、光分子イメージングのために、サイズが１００ｎｍ未満であり、蛋白質吸着を防ぎ、マルチモード生物標的化単位の取り付けに便利な取り付け部分を有するナノ粒子が必要である。これらのマルチモード生物標的化単位は、赤外（ＩＲ）、近赤外（ＮＩＲ）において発光する発光染料を含んでよく、Ｘ線イメージングによって検出されることおよびＸ線イメージングを増強することができ、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）によって検出されることおよびＭＲＩを増強することができ、光イメージングによって検出されることおよび光イメージングを増強することができる。
【０００８】
現在、さまざまなナノ粒子プローブが前臨床研究のために小動物にも、ガン等のような疾患の診断および治療のためにヒトにもインビボ、特に血管内注射されている。ナノ粒子を含むこれらのマルチモード生体標的化単位またはイメージングプローブが皮膚投与され得るようになれば、あるいは経皮パッチによってより特異的に送達され得るようになればより望ましいであろう。
【０００９】
現状では、受動皮膚経路、例えば皮膚に貼付されたパッチからの経皮送達によって多くの従来の医薬品組成物がヒトに投与されている。この経路によって日常的に投与されている薬物の例は、ニトログリセリン、ステロイドホルモン、およびいくつかの鎮痛剤（例えばフェンタニル）である。経皮投与は、消化管内における薬物の初期不活性化を回避し、通常は比較的短い期間（例えば１日または１週）にわたって患者による能動的な参加を必要とせずに連続かつ正確に制御された投薬量を提供する。連続的な持続した投与は、ピークおよび谷のない薬物のより良好なバイオアベイラビリティーを提供する。
【００１０】
アウ（Ａｕ）らの米国特許第７，２１７，７３５号は、アポトーシス誘発剤、例えばパクリタキセルを投薬中に用いることによって組織、例えば固形組織または腫瘍の中への治療剤、例えば高分子および薬物の送達を増強するための方法を開示している。これらの方法は、組織内にチャネルを作り出し、組織の内部への治療薬の浸透を促進する。しかし、アウは、動物またはヒトの光分子イメージングを目的として設計された生物的な荷を載せたナノ粒子を導入するための経皮方法を用いることを教示していない。
【００１１】
イシハラ（Ｉｓｈｉｈａｒａ）らによる米国特許出願公開第２００７／００７７２８６号は、脂溶性薬物および水溶性薬物の経皮または経粘膜インビボ吸収を可能にする効果を及ぼす外用剤または注射可能製剤を開示している。脂溶性薬物または脂溶化された水溶性薬物を含む１次ナノ粒子を２価または３価金属塩と作用させることによって薬物含有ナノ粒子（２次ナノ粒子）が提供される。イシハラは、動物またはヒトの光分子イメージングを目的として設計された生物的な荷を載せたナノ粒子を導入するための経皮方法を用いることを教示していない。
【００１２】
カークビー（Ｋｉｒｋｂｙ）らによる米国特許出願公開第２００６／０１４７５０９号は、皮膚に貼付されたパッチによる少なくとも１つの免疫原の個体への経皮送達のための組成物を開示している。ＰｏｓＩｎｔｒｏ（登録商標）またはＩＳＣＯＭの形の免疫原が送達されてよい。カークビーは、感圧型接着剤と少なくとも１つのサポニンおよび少なくとも１つのステロールを含む免疫原送達システムとの形の閉塞ビヒクルによる免疫原の送達も教示している。カークビーは、動物またはヒトの光分子イメージングを目的として設計された生物的な荷を載せたナノ粒子を導入するための経皮方法を用いることを教示していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１４７５０９号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／００７７２８６号
【特許文献３】米国特許第７，０３１，０８４号明細書
【特許文献４】米国特許第７，２１７，７３５号明細書
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】ラバセトウォー（Ｌａｂｈａｓｅｔｗａｒ）ら、Ａｄｖ．Ｄｒｕｇ Ｄｅｌ．Ｒｅｓ．２４：６３（１９９７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
先行技術はどれも、マルチモードイメージングナノ粒子の経皮送達もマルチモード分子イメージングのためのマウスまたはヒトへの経皮送達も教示していない。先行技術は、試験動物、例えばマウスの尾の静脈への注入量を制御する上での知られている不確実さを回避する、経皮送達のためにマウスの尾に接着させるためのデバイスも開示していない。光学的な、ＳＰＥＣＴの、マルチモードの、薬物的な、または生物的なカーゴを載せたナノ粒子を経皮パッチによって小動物またはヒトに正確かつ迅速に皮膚から送達することができれば望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のデバイスおよび方法により、製薬会社、バイオテック会社および学界における研究者は、小動物の侵襲性注射プロセスを回避することが可能になる。本発明は、実験または治験が数十匹、あるいは場合によっては数百匹の小動物を必要とするとき特に有用である。時間を節約するプロセスは別として、肝要な利点は、本発明を用いるときの投与送達の一様さである。尾静脈注射は、注射される量の不確実さが大きくなる傾向がある。
【００１７】
本発明は、生物的なカーゴを載せたナノ粒子の動物またはヒトへの経皮送達のための方法およびデバイスの両方を含む。これらの粒子は、マルチモード光分子イメージングプローブを含んでよい。これらの粒子は、皮膚を通って吸収され得る形でこれらの粒子を提供すること、および動物またはヒトの皮膚にこれらの粒子を適用することによって送達されてよい。適用は、皮膚に取り付けられたデバイス中の生物的なカーゴを載せたナノ粒子を用いて達成されてよい。デバイスは、単数または複数の血管拡張剤を含むパッチ、マイクロニードルを含むパッチ、または多層時間放出材料を含むパッチによってヒトの皮膚に直接取り付けられてよい。動物の皮膚に直接取り付けられるデバイスは、尾に固定されてよく、単数または複数の血管拡張剤、マイクロニードルまたは多層時間放出材料を含んでよい。生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、薬物、ワクチン、生物医薬品、イメージング造影剤、マルチモードイメージング造影剤、生物分子または抗感染薬を含んでよい。デバイスは、対応する第２の複数の別々の時間放出層の中に配置された第１の複数の異なる種類の生物的なカーゴを載せたナノ粒子を含んでよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】例となる電子イメージングシステムを示す透視図である。
【図２】図１の電子イメージングシステムを示す概略図である。
【図３Ａ】本発明に従って用いるのに適しているイメージングシステムを示す概略側面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのイメージングシステムを示す概略正面図である。
【図４】図３Ａおよび図３Ｂのイメージングシステムを示す透視図である。
【図５】マウスの尾に取り付けられた本発明による経皮デバイスの概略図である。
【図６】図５の経皮デバイスの拡大された部分図であり、マウスの尾静脈の直近に取り付けられたところを示す図である。
【図７】本発明において用いられる経皮デバイスの一実施態様の断面図である。
【図８】図７の８−８の線に沿って見た経皮デバイスの層の概略横断面である。
【図９】本発明に従って用いられる前の経皮デバイスの接触表面を保護するための一実施態様を図示する概略断面である。
【図１０】本発明に従って用いられる前の経皮デバイスの接触表面を保護するための第２の実施態様を図示する概略図である。
【図１１】本発明に従ってマウスの尾に経皮デバイスを取り付けるための方法の第１の実施態様を図示する概略図である。
【図１２】本発明に従ってマウスの尾に経皮デバイスを取り付けるための方法の第２の実施態様を図示する概略図である。
【図１３】本発明に従ってマウスの尾に経皮デバイスを取り付けるための方法の第３の実施態様を図示する概略図である。
【図１４】本発明に従う図３Ａおよび図３Ｂのイメージングシステムの対象試料ステージ上の試料チャンバの中のマウスを示す概略部分図である。
【図１５】本発明に従って作られた経皮パッチの透視図および部分概略図であり、図１６の経皮パッチが皮膚の表面に配置されていることを説明する図である。
【図１６】経皮パッチの一部分の断面図である。
【図１７】本発明に従って作られた経皮デバイスの別の実施態様の一部分の断面図であり、受け部は多層時間放出材料を含むことを説明する図である。
【図１８】本発明に従って作られた、単層時間放出材料を含む経皮デバイスのさらに別の実施態様の一部分の断面図である。
【図１９】マイクロニードルの電子顕微鏡像クローズアップを示す図である。
【図２０Ａ】Ｎｉｃｏｄｅｒｍ（商標）パッチによるＫＯＤＡＫ Ｘ−ＳＩＧＨＴナノスフェアの非侵襲性送達の実験結果を示す図である。
【図２０Ｂ】Ｎｉｃｏｄｅｒｍ（商標）パッチによるＫＯＤＡＫ Ｘ−ＳＩＧＨＴナノスフェアの非侵襲性送達の実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
前述の、およびその他の、本発明の目的、特徴および利点は、添付の図面に図示されている、以下のより詳しい本発明の実施態様の記載から明らかになる。図面の要素は、必ずしも互いに一定の縮尺ではない。
【００２０】
本発明の特定の好ましい実施態様を特に参照し、本発明を詳細に説明するが、本発明の技術思想および範囲の中で変化形および変更形が実施され得ると理解される。特に明記されない限り、技術用語は通常の用法に従って用いられる。Ｍａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙによって刊行されたレミントン（Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ）：Ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ，１９ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，１９９５（ＩＳＢＮ ０−９１２７３４−０４−３）に、薬理学における共通用語の定義が見いだされ得る。７４３ページおよび１５７７〜１５８４ページに経皮送達が詳しく考察されている。単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、状況により明らかに異ならない限り、１つまたは２つ以上を指す。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」を意味する。
【００２１】
「生物活性」材料、組成物、物質または薬剤は、それが投与される被験体の生理機能に影響を及ぼす組成物である。組成物を作り出すために用いられる生物活性材料の例は、医薬品物質、例えば被験体に与えられて被験体の生理状態、例えば疾患、を変化させる薬物である。経皮送達することができる生物活性材料の例は、医薬品組成物を含む。本明細書において用いられる用語「生物活性材料」および／または「生物活性材料の粒子」は、生物（ヒトまたはヒト以外の動物）に投与されると局所および／または全身作用によって所望の薬理、免疫源および／または生理効果を誘発するあらゆる化合物または組成物を指す。従って、この用語は、蛋白質、ペプチド、ホルモン、核酸、遺伝子構成物および類似物などの分子を含む、従来から薬物、ワクチンおよび生物薬剤とみなされている化合物または化学品を包含する。さらに詳しくは、用語「生物活性材料」は、すべての主要治療分野において用いられる化合物または組成物を含む。これらの化合物または組成物は、抗感染薬、例えば抗生物質および抗ウイルス薬；鎮痛剤および鎮痛複合剤；局所麻酔薬および全身麻酔薬；摂食障害薬；抗関節炎薬；抗ぜん息薬；抗痙攣薬；抗うつ薬；抗ヒスタミン薬；抗炎症剤；嘔吐抑制剤；抗片頭痛剤；抗悪性腫瘍剤；かゆみ止め；抗精神薬；解熱剤；鎮痙薬；心血管製剤（カルシウムチャネル遮断薬、ベータ遮断薬、ベータ作動薬および抗不整脈剤を含む）；抗高血圧剤；利尿剤；血管拡張剤；中枢神経系刺激剤；咳および風邪製剤；充血除去剤；診断薬；ホルモン；骨成長刺激剤および骨吸収抑制剤；免疫抑制剤；筋弛緩剤；精神刺激剤；鎮静剤；トランキライザー；蛋白質、ペプチドおよびそれらの断片（天然に生じたもの、化学合成されたものまたは組み換え産生されたものを問わない）；および核酸分子（２つ以上のヌクレオチドのポリマー形であってリボヌクレオチド（ＲＮＡ）またはデオキシリボヌクレオチド（ＤＮＡ）のどちらでもよく、２本鎖分子および１本鎖分子ならびに高次コイル分子または縮合分子、遺伝子構成物、発現ベクター、プラスミド、アンチセンス分子および類似物を含む）を含むがこれに限定されるものではない。通常、単独または他の薬物または薬剤と組み合わされた生物活性材料の粒子が医薬品組成物として調製され、医薬品組成物は、１つ以上の添加された材料、例えばキャリア、ビヒクルおよび／または賦形剤を含んでよい。
【００２２】
一般に、「キャリア」、「ビヒクル」および「賦形剤」は、非毒性であって組成物の他の成分と有害に相互作用しない実質的に不活性な材料を指す。これらの材料を用いて粒状医薬品組成物中の固体の量を増加させることができる。適当なキャリアの例は、シリコーン、ゼラチン、ワックスおよび類似の材料を含む。普通に使用される「賦形剤」の例は、医薬品グレードのデキストロース、スクロース、ラクトース、トレハロース、マンニトール、ソルビトール、イノシトール、デキストラン、デンプン、セルロース、リン酸ナトリウムまたはリン酸カルシウム、硫酸カルシウム、クエン酸、酒石酸、グリシン、高分子量ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、分解性ポリマー（例えばポリ乳酸、ポリグリコール酸およびそれらのコポリマー）、ならびにそれらの組み合わせを含む。
【００２３】
さらに、医薬品組成物中に帯電脂質および／または洗剤を含むと望ましいことがある。そのような材料は、安定剤、抗酸化剤として用いてもよく、または投与部位における局所刺激の可能性を低下させるために用いてもよい。適当な帯電脂質は、ホスファチジルコリン（レシチン）および類似物を含むが、これに限定されるものではない。洗剤は、通常、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤または両性界面活性剤である。適当な界面活性剤の例は、例えばＴｅｒｇｉｔｏｌ（登録商標）界面活性剤およびＴｒｉｔｏｎ（登録商標）界面活性剤（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ａｎｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ，Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎ．）、ポリオキシエチレンソルビタン、例えばＴＷＥＥＮ（登録商標）界面活性剤（Ａｔｌａｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ．）、ポリオキシエチレンエーテル、例えばＢｒｉｊ、薬学的に許容される脂肪族硫酸エステル、例えばラウリルサルフェートおよびその塩（ＳＤＳ）、ならびに類似の材料を含む。生物活性材料、組成物および薬剤は、他の生体分子、例えば蛋白質および核酸、またはリポソームおよび生物活性材料を含む他のキャリアビヒクルも含む。
【００２４】
「皮膚の（ｃｕｔａｎｅｏｕｓ）」は皮膚を指し、「皮膚送達」は皮膚への適用を意味する。この形の送達は、局所または局部効果を提供する皮膚表面への送達、または経皮（ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ）送達のどちらを含んでもよい。以下の用語は、下記に示されるように定義されるものとする。用語「経皮（ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ）」送達は、経皮（ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ）（または「皮膚を通じる（ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ）」）、すなわち皮膚を通る生物活性材料の通過による送達を指す。例えば、ハドグラフト（Ｈａｄｇｒａｆｔ）およびガイ（Ｇｕｙ）編のＴｒａｎｓｄｅｒｍａｌ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ：Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｉｓｓｕｅｓ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅｓ，Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．，（１９８９）、ロビンソン（Ｒｏｂｉｎｓｏｎ）およびリー（Ｌｅｅ）編のＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ：Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ Ｉｎｃ．，（１９８７）およびキドニアス（Ｋｙｄｏｎｉｅｕｓ）およびバーナー（Ｂｅｒｎｅｒ）編のＴｒａｎｓｄｅｒｍａｌ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｏｆ Ｄｒｕｇｓ，Ｖｏｌｓ．１−３，ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ，（１９８７）参照。
【００２５】
生物活性材料組成物の臨床試験に関与する研究者は、数十匹から数百匹の小動物、例えばマウスをこれらの種類の実験のために用い、これらの実験のほとんどがこれらの動物のなんらかの種類のマルチモードイメージングを含む。マルチモードイメージングが効果的であるためには２つの要素が必要である。第１はマルチモードイメージングシステムであり、第２はイメージングプローブである。
【００２６】
本明細書に記載される種類のイメージングシステムは、異なるモードのイメージングを用いてイメージを捉えるために研究者によって用いられるマルチモードイメージングシステムの例である。この種類のマルチモードイメージングシステムは、マルチモードイメージングを可能にし、単純化し、マルチモードイメージングによって、動物が効果的に固定される期間（数１０分のことがある）にわたってプローブの相対運動を運動論的に分解することが可能になる。あるいは、同じ動物が、医薬品研究の完遂を保証するために必要とされる数日／数週の期間にわたって繰り返される完全イメージ解析に付され、対象動物を再度位置決めした後に正確な解剖学的な基準系（特にＸ線）が直ぐに再現されるという保証が伴う。
【００２７】
本マルチモードイメージングシステムが支持するイメージングモードは、Ｘ線イメージング、明視野イメージング、暗視野イメージング（ルミネセンスイメージング、蛍光イメージングを含む）、および放射性同位元素イメージングを含む。これらのモードにおいて得られるイメージは、分析のためにさまざまに組み合わせてマージすることができる。例えば、対象物のＸ線イメージを対象物の近赤外蛍光イメージとマージ（merge：併合）して新しい分析用イメージを提供することができる。
【００２８】
図３Ａ、図３Ｂおよび図４に、本発明に従って用いるのに適するマルチモードイメージングシステムが図示されている。システム２１は、図１および図２に図示されている構成要素を含んでいる。図３Ａに最もよく示されるように、イメージングシステム２１は、Ｘ線源２２および対象試料ステージ２３を含む。イメージングシステム２１は、例えばファイバオプティックス２４を用いる落射照明をさらに含み、ファイバ光学素子２４は、適切な波長および発散の調整光を対象試料ステージ２３の方に誘導して明視野イメージングまたは蛍光イメージングを提供する。対象試料ステージ２３は試料環境２５内に配置され、試料環境２５はイメージ形成される物体へのアクセスを可能にしている。好ましくは、試料環境２５は外光から遮断され、環境制御のための遮光気体ポートが取り付けられる。そのような環境制御は、制御されたＸ線イメージングのために、または図１４に示されている特定の試料の検体のために望ましい可能性がある。環境制御は、８ｋｅＶ（空気吸収）未満での実際的なＸ線コントラストを可能にし、生物検体のための生命支援を助ける。
【００２９】
イメージングシステム２１は、試料環境２５への簡便、安全および外光から遮断されたアクセスを提供するアクセス手段または部材２６をさらに含む。アクセス手段は当業者に周知であり、ドア、開口部、迷路および類似物を含むことができる。さらに、好ましくは、試料環境２５は試料メンテナンスまたは軟Ｘ線透過のための雰囲気調節（例えば温度／湿度／代替気体および類似物）を提供するようになっている。前述の米国特許出願第１２／１９６，３００号、第１１／２２１，５３０号および仮出願第６１／０２４，６２１に開示されている発明は、マルチモードイメージングが可能であり、本発明に従って用いるのに適している電子イメージングシステムの例である。
【００３０】
マルチモードイメージングシステムが有効であるためにはイメージングプローブが必要である。上記で考察された「生物活性材料」組成物は、疾患診断を促進または改善するさまざまな薬剤も含んでよい。例えば、光学的な、ＳＰＥＣＴの、ＭＲＩの、またはマルチモードのイメージングプローブは、生物的なカーゴを載せた（cargo-laden）ナノ粒子の形であってよい。
【００３１】
生物、医薬品または診断成分を集合させてキャリアとして用いられる、記載されている生物的なカーゴを載せたナノ粒子とするために、これらの成分は、結合部を介してナノ粒子キャリアに取り付けることができる。「に取り付ける」は、成分がナノ粒子によって運ばれることを意味する。成分を溶解させ、非共有結合的にナノ粒子中に組み込むことができる。
【００３２】
一般に、関心の対象の生物、医薬または診断成分とキャリアとして用いられるナノ粒子との間に結合部を形成するあらゆる方法を利用してよい。これは、リガンドの外来分子への直接的または結合部を介した間接的な共有結合、イオン結合または水素結合を含んでよい。結合部は、通常、複合体のそれぞれの成分上の酸、アルデヒド、ヒドロキシ、アミノ、ハロ芳香族、またはヒドロアゾ基の間のアミド、エステルまたはイミノ結合の形成による、生物、医薬または診断成分と、キャリアとして用いられるナノ粒子との共有結合によって形成される。結合部−ＣＯＯＮＲ２、−Ｏ−Ｏ−または−ＣＯＯＣを有する、当分野で認識されている生物的に変化しやすい共有結合の結合部、例えばイミノ結合およびいわゆる「活性」エステルが好ましい。関心の対象の生物、医薬または診断成分を、予め形成されたナノ粒子に取り付けてもよく、あるいは、関心の対象の成分を重合性単位に予め取り付け、ナノ粒子調製時に直接ナノ粒子の中に重合させてもよい。水素結合、例えば核酸の相補鎖の間に生じるものも、結合部形成のために用いてよい。
【００３３】
前述の米国特許出願第１１／４０１，３４３号に記載されているイメージングプローブにおいて、ナノ粒子は、式Ｉ：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｚ）ｏ
式Ｉ
（式中、Ｘは、イオン結合部分または水素結合部分を含む水溶性モノマーであり、Ｙは、重合性エチレン形不飽和基と結合した繰り返し形の、親水性単位を含む、水溶性マクロモノマーであり、Ｚは、多官能架橋用モノマーであり、ｍは、５０〜９０モル％の範囲であり、ｎは、２〜３０モル％の範囲であり、ｏは、１〜１５モル％の範囲である）の繰り返し形の、架橋されたエチレン形不飽和モノマーの水溶性の膨潤した分岐ポリマーネットワークを含むナノゲルの形である。本発明は、ナノゲルを調製するための方法にも関する。この方法は、モノマーＸ、ＹおよびＺならびに開始剤の第１の部分の混合物のヘッダ組成物を水中で調製すること、第２の部分の開始剤、界面活性剤および１〜１０％質量／質量のモノマーＸ、ＹおよびＺの組成物を生じさせるのに十分な水とからなる反応器組成物を調製すること、反応器組成物の温度を重合温度にすること、反応器組成物を重合温度に反応の持続時間保持すること、およびヘッダ組成物を時間とともに反応器組成物に加えて反応混合物を形成させることを含む。ナノゲルは、式Ｉ：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｚ）ｏ
式Ｉ
（式中、ｍは、５０〜９０モル％の範囲であり、ｎは、２〜３０モル％の範囲であり、ｏは、１〜１５モル％の範囲である）の繰り返し形の、架橋されたエチレン形不飽和モノマーの水溶性の膨潤した分岐ポリマーネットワークを含む。イメージングプローブがマルチモードであるためには、プローブを作り上げているナノ粒子は２つ以上のイメージング成分、例えば蛍光イメージングのための近赤外染料およびＸ線イメージングのためのガドリニウムを持たなければならない。
【００３４】
前述の米国特許出願第１１／７３２，４２４号に記載されているイメージングプローブにおいては、荷を載せたラテックス粒子は、式ＩＩ：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｚ）ｏ−（Ｗ）ｐ
式ＩＩ
（式中、Ｙは、少なくとも２つのエチレン形不飽和化学官能基を有する少なくとも１つのモノマーであり、Ｚは、３００から１０，０００の間の平均分子量を有する少なくとも１つのポリエチレングリコールマクロモノマーであり、Ｗは、Ｘ、ＹまたはＺとは異なるエチレン形モノマーであり、Ｘは、少なくとも１つの水不溶性のアルコキシエチル含有モノマーであり、ｍ、ｎ、ｏおよびｐは、各成分モノマーの質量パーセント範囲であり、ここで、ｍは、４０〜９０質量パーセントの間の範囲であり、ｎは、１〜１０質量パーセントの間の範囲であり、ｏは、２０〜６０質量パーセントの間の範囲であり、ｐは、最大１０質量パーセントであり、前記粒子は、蛍光染料を積載している）によって表される混合物から作られるラテックス材料を含んでよい。
【００３５】
前述の米国特許出願第１１／７３８，５５８号に記載されているイメージングプローブにおいて、ナノ粒子は、両親媒性ブロックコポリマーまたはグラフトコポリマーの自己集合から誘導されて架橋粒子を形成する。粒子の中にイメージング染料が固定化され、より詳しくは、イメージング染料は、共有結合化学結合によってナノ粒子のコアの中に固定化され、アルコキシシラン架橋の結果として有機／無機ハイブリッド材料が得られる。
【００３６】
１つのブロックに選択性のある溶媒または混合溶媒の存在下で、両親媒性のブロックコポリマーまたはグラフトコポリマーには、さまざまな形態のコロイド凝集体に集合する能力があることがよく知られている。特に、水性媒質中の両親媒性のブロックコポリマーまたはグラフトコポリマーからのポリマーミセルおよびナノ粒子の形成に顕著な関心が集まった。この組織化会合は、ポリマー鎖が再組織化して不溶性の疎水性ブロックと水との間の相互作用を最小化するときに起こる。得られるナノ粒子は、親水性ブロックセグメントの外側シェルによって囲まれた疎水性ブロックセグメントで構成されるコアを有する。両親媒性ミセル集合体のコア−シェル構造は、薬物送達の分野において新規なキャリアシステムとして利用された。
【００３７】
本発明において有用である両親媒性コポリマーは、親水性の水溶性成分と疎水性の成分とを有する。有用な水溶性成分は、ポリ（アルキレンオキシド）、ポリ（サッカライド）、デキストランおよびポリ（２−エチルオキサゾリン）、好ましくはポリ（エチレンオキシド）を含む。本発明において有用な疎水性成分は、スチレン誘導体、アクリルアミド、（メタ）アクリラート、ラクトン、乳酸およびアミノ酸を含むが、これに限定されるものではない。好ましくは、疎水性成分は、スチレン誘導体、および架橋性アルコキシシラン基を含む（メタ）アクリラートから誘導される。イメージング染料は、疎水性成分の架橋性基と反応することができる官能基を含み、共有結合によってナノ粒子のコアの中に固定化される。より詳しくは、イメージング染料は、アルコキシシラン基を含む。イメージング染料はナノ粒子の中に固定化されているので、量子効率が増強される。前述の米国特許出願第１１／９３０，４１７号に適当な粒子が記載されている。
【００３８】
前述の米国特許出願第１１／９３０，４１７号に記載されているイメージングプローブにおいて、ナノ粒子は、アミン修飾シリカナノ粒子の形であってよく、アミン官能基を含む生物適合性ポリマーシェルを有してよい。コア／シェル粒子には、１つ以上の蛍光基、ポリマー基、例えばポリエチレングリコール、標的化分子、抗体またはペプチドが取り付けられる。前述の米国特許出願第１１／１６５，８４９号に適当な粒子が記載されている。特に好ましいのは、近赤外蛍光コアを有し、アミン基および／またはポリエチレングリコールがそれらの表面に取り付けられているシリカナノ粒子である。例えば、生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、酸化物コア、共有結合によって酸化物コアに取り付けられた生物適合性ポリマーシェル、電磁放射に応答して発光を生じる染料、染料の発光を消光する消光剤、および共有結合によってプローブを染料および消光剤からなる群から選ばれる成分と結合させる開裂性ペプチドを含み、ペプチドが開裂すると成分がプローブから解放されるようになっている、ナノ粒子イメージングプローブであってよい。プローブは、１００ｎｍ未満のサイズを有し、染料分子の発光は、成分がプローブに結合していると消光され、成分がプローブから解放されると消光されない。
【００３９】
マルチモードイメージングプローブにおいて、ナノ粒子は、１つ以上のイメージングモード、例えばルミネセンスまたは蛍光イメージング成分、Ｘ線およびＭＲＩによってイメージ形成することができる１つ以上のイメージング成分を有する。
【００４０】
ルミネセンスまたは蛍光イメージング成分は、近赤外染料であってよい。蛍光団は、リン光、蛍光ならびに化学ルミネセンスおよび生物ルミネセンスを含むルミネセンスを発する有機、無機または金属材料を含む。蛍光団の例は、有機染料、例えば、ナフタロシアニン、フタロシアニン、ポルフィリン、クマリン、オキサノール、フルオレセイン、ローダミン、シアニン、ジピロメタン、アザジピロメタン、スクアレイン、フェノキサジンの類に属するもの；金を含む金属、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム；および蛋白質、例えば緑色蛍光蛋白質およびフィコビリ蛋白、ならびにルミナール、置換ベンジジン、置換カルバゾール、置換ナフトール、置換ベンゾチアゾリン、および置換アクリダンの酸化による化学ルミネセンスを含む。
【００４１】
ＭＲＩ＋光学：
【化１】
【００４２】
図中、Ｄｙｅは、構造式
【化２】
または、
【化３】
によって表される。
【００４３】
ＭＲＩ造影剤：
【化４】
【００４４】
放射性同位元素および染料のマルチモード：
【化５】
図中、ＤＹＥは、構造式
【化６】
または、
【化７】
または、
【化８】
によって表される。式中、ＤＹＥは、構造式
【化９】
によって表される。
【００４５】
Ｘ線および光学のためのマルチモード：
【化１０】
図中、ＤＹＥは、構造式
【化１１】
または、
【化１２】
によって表される。
【００４６】
Ｘ線造影剤：
【化１３】
【００４７】
２００８年８月７日出願の前述の米国特許出願第１２／２２１，８３９号に記載されているイメージングプローブにおいて、生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、式１に示されている架橋ポリマーを含む積載反応性ラテックス粒子であってよい。前記架橋ポリマーは、少なくとも４５％の水不溶性モノマー、および反応性ハロ芳香族共役基を有する１〜３０質量％のモノマーを含み、式ＩＩＩ：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｖ）ｑ−（Ｔ）ｏ−（Ｗ）ｐ
式ＩＩＩ
の分子イメージング剤を載せている。式中、ｍは、４０〜８０質量パーセントの範囲であってよく、ｎは、１〜１０質量パーセントの範囲であってよく、ｑは、１〜３０質量パーセントの範囲であってよく、ｏは、１０〜６０質量パーセントの範囲であってよく、ｐは、最大１０質量パーセントである。Ｘは、式ＩＶ：
【化１４】
式ＩＶ
に示されている水不溶性のアルコキシエチル含有モノマーである。ここで、Ｒ１は、メチルまたは水素であり、Ｒ２は、最大１０の炭素を含むアルキルまたはアリール基である。Ｙは、２つのエチレン形不飽和化学官能基を含む少なくとも１つのモノマーであり、Ｗは、Ｘ、Ｙ、ＶまたはＴとは異なるエチレン形モノマーであり、Ｖは、ポリエチレングリコール−メタクリラート誘導体（式Ｖに示される）である。式Ｖは、
【化１５】
式Ｖ モノマーＶの化学構造
ｎは１より大きく、１３０より小さく、好ましくは５から１１０であり、ＣＧは、４−ハロ−３−ニトロベンゾエート、２−ハロ−３−ニトロベンゾエート、２−ハロ−４−ニトロベンゾエート、４−ハロ−２−ニトロベンゾエート、２−ハロ−５−ニトロベンゾエート、３−ハロ−２−ニトロベンゾエート、２−ハロニコチネート、４−ハロニコチネート、６−ハロニコチネート、２−ハロイソニコチネート、および３−ハロイソニコチネートから選ばれる。ハロは、フルオロ、クロロ、ブロモおよびヨードから選ばれる。Ｔは、式ＶＩに示されるポリエチレングリコールアクリラート含有マクロモノマーである。
【化１６】
式ＶＩ モノマーＴの化学構造
Ｒ１は、水素またはメチルであり、ｑは、５〜２２０であり、ｒは、１〜１０であり、ＲＧは、水素または官能基である。
【００４８】
現在、これらの生物的なカーゴを載せたナノ粒子を投与するための第１の方法は、尾静脈注射による。この投与方法は、時間がかかるとともに、送達される生物活性材料の量の制御などの問題を免れない。従って、本発明は、制御された能動、受動または時間方法での生物活性材料（生物的なカーゴを載せたナノ粒子）の送達のためのデバイスおよび方法の両方を目的とする。次に、図５を参照すると、マウス２９の尾２８に取り付けられた経皮デバイス２７が示されている。図６の拡大図に示されている好ましい実施態様において、経皮デバイス２７は尾２８に固定され、それによって経皮デバイス２７はマウスの尾静脈３０に密着して配置されている。
【００４９】
次に、図７および８に図示されている断面図を参照すると、経皮デバイス２７は、複数の層、すなわち、噛み付き防止保護カバー３２、接着剤を含んでよい内層３５、生物活性材料、例えば、ニコチン酸、ニコチネートエステル、パパベリン、グリセリルトリニトレート、リドカン、リンスドミン、ニカルジピン、カプロニウムクロリド、アセチルコリン、ニコチンおよびその類縁体のリストから選ばれる単数または複数の血管拡張剤と混合された生物的なカーゴを載せたナノ粒子、を含む１つ以上の吸収剤層、例えば符号４５ａおよび符号４５ｂで示す吸収材層、を含む吸収剤セクション４０、およびコア５０を含む。噛み付き防止保護カバー３２は、シリコーン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）（Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｕ．Ｓ．ＬＬＣ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）、ＰｅＢａｘ（登録商標）（Ａｒｋｅｍａ，Ｉｎｃ．，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）、Ｐｌｅｘｉｇｌａｓｓ（登録商標）（Ａｒｋｅｍａ，Ｉｎｃ．，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）、ポリアセタールＤｅｌｒｉｎ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）、金属またはポリウレタンなどの材料で作られていてよい。コア５０は、層３５の内部に配置され、シリコーン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ＨＤＰＥ、Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）、ＰｅＢａｘ（登録商標）、Ｐｌｅｘｉｇｌａｓｓ（登録商標）、Ｄｅｌｒｉｎ（登録商標）、またはポリウレタンなどの材料で作られていてよい。コア５０は、内層３５の接触表面５５の健全性を保存する役割を果たす。図９の矢印６０によって示されるように、コア５０は使用の直前に取り除かれ、従って接触表面５５が露出される。接触表面５５は、図１９に示され、後で説明されるマイクロニードルのアレイを含んでよい。
【００５０】
コア５０に代って、またはコア５０に加えて、図７および８にも示されている内部保護層６５を用いて接触表面５５を保護してもよい。内部保護層６５は、ゼラチンであってよく、図１０に図示されているように、内部保護層６５が存在するとき、それは、以下のステップを用いて綿棒７０により取り除かれる。ステップ「Ａ」において、最初に、先端７５に液体、例えば蒸留水または食塩水を含む綿棒７０がその容器（図示していない）から取り出され、矢印８０によって示されるように経皮デバイス２７の中に挿入される。次に、ステップ「Ｂ」において、綿棒の先端７５は矢印８５によって示されるように前後に動かされ、内部保護層６５を取り除き、従って接触表面５５を露出させる。ステップ「Ｃ」において、綿棒の先端７５は矢印９０によって示されるように経皮デバイス２７から取り出される。経皮デバイス２７は、これで、マウスの尾２８の挿入のための準備ができている。
【００５１】
図１１に、経皮デバイス２７を取り付けるための方法の第１の実施態様が示されている。経皮デバイス２７は、矢印１００によって示されるように、スロット９５を通して尾２８を経皮デバイス２７の中に滑り込ませることによってマウス２９の上に配置される。次に、経皮デバイス２７は、矢印１０５によって示されるように、ラッチ１１０の２つの二半部が噛み合い、単数または複数の血管拡張剤４２と混合された生物的なカーゴを載せたナノ粒子を含む吸収剤セクション４０が尾２８と密着することが確実になるまでデバイス２７を押して閉めることによって、マウスの尾２８の上に固定される。
【００５２】
図１２に、経皮デバイス２７を取り付けるための方法の第２の実施態様が示されている。経皮デバイス２７は、２つの二半部２７ａ、２７ｂに形成され、これらが、矢印１１５によって示されるように、尾２８をこれらの二半部の間に配置し、これらの２つを噛み合わせることによってマウス２９の上に配置される。次に、経皮デバイス２７は、矢印１１５によって示されるように、２つのラッチ１２０が噛み合い、単数または複数の血管拡張剤４２と混合された生物的なカーゴを載せたナノ粒子を含む吸収剤セクション４０が尾２８と密着することが確実になるまで二半部２７ａ、２７ｂを押して閉めることによって、尾２８の上に固定される。
【００５３】
図１３に、経皮デバイス２７を取り付けるための方法の第３の実施態様が示されている。変形可能なフルオロプラスチック材料、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、一般にＴＦＥと呼ばれている）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ），パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、ポリ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン）（ＥＣＴＦＥ）コポリマー、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ），ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、またはポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、から作られた外部保護カバー３２を有する経皮デバイス２７が作られている。デバイス２７は、矢印１３０によって示されるように、デバイス２７の中心穴１２５の中に尾２８を滑り込ませ、経皮デバイス２７を静かに絞って尾２８の周りにデバイスをしっかりと密着させることによってマウス２９の上に配置され、従って、単数または複数の血管拡張剤４２と混合された生物的なカーゴを載せたナノ粒子を含む吸収剤セクション４０が尾２８と密着することが確実になる。
【００５４】
図１４は、図３Ａおよび３Ｂのイメージングシステム２１の試料チャンバ２５および対象試料ステージ２３の部分概略図を示している。マウス２９は、チャンバ２５の中に配置されると、呼吸デバイス、例えば遮光された気体ポートを通してチャンバ２５に入るチューブ１４５を介して外部供給源につながれたノーズコーンまたはマスク１４０、によって麻酔を投与される。この手順全体にわたり、矢印１５０によって表される麻酔がマウスを鎮静させる。
【００５５】
試験被験体としてマウスを用いることに加え、研究者は、自身の実験において、より大きな動物、例えばウサギ、ブタ、ヤギ等も用いる。より大きな動物が用いられるとき、生物活性材料は、通常、注射によって血管内に投与されてきた。繰り返すが、医薬、バイオテクの企業および学界の研究者たちがこれらの生物活性材料の経皮送達により侵襲性の注射プロセスを回避することが可能になれば非常に有利であろう。もちろん、これらの生物活性材料をヒトに投与することについても同じことが成立する。
【００５６】
経皮デバイスを用いて生物活性材料、例えば前述の生物的なカーゴを載せたナノ粒子の形のイメージングプローブ、をウサギに投与する際に、経皮デバイスは、皮膚表面に直接貼付されるパッチの形であってよい。パッチを動物に貼付するとき、毛皮または毛は、通常、例えば剃ることによって除かれる。図１５に図示されている例において、前述の、単数または複数の血管拡張剤と混合された生物的なカーゴを載せたナノ粒子を含む経皮バッチ２００がヒトの腕２１０の皮膚表面２０５に直接貼付される。送達可能なカーゴを有するパッチは、動物またはヒトの「作用標的」、例えば、目に見える腫瘍、表面腫瘍、創傷、病気の器官、またはその他の以前に診断されている組織の直近に投与することができる。これは、「標的部位」におけるカーゴの濃縮を容易にし、（ｉ）損失が最小となり、（ｉｉ）分解が最小となり、（ｉｉｉ）望ましくない生理損傷がなくなり、（ｉｖ）修飾が最小となる等であろう。
【００５７】
図１６に図示されている経皮パッチ２００は、保護層２１５、例えば、取り除いて吸収剤層または受け取り層２２５の下表面２２０（皮膚２０５と接触することになり、示されていない接着ストリップを有してもよい）を露出させることができる液体不透過性の薄いポリエステルの層、を含む複数の層を含んでいる。織物または他の吸収剤材料が、生物活性材料、例えば血管拡張剤４２と混合された生物的なカーゴを載せたナノ粒子を含む受け取り層２２５を形成してよい（図１７および１８に記載されている）。層２２５は、図１５に示されているように下表面２２０によって皮膚表面２０５に接着されてよい。最後に、パッチ２００は、同じく液体不透過性の薄いポリエステルで作られている上部保護層２３０を含んでよい。１つの特定の実施態様において、生物活性材料４２、例えば、光学的な、ＳＰＥＣＴの、マルチモードの、薬物的な、または生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、ニコチン酸、ニコチネートエステル、パパベリン、グリセリルトリニトレート、リドカン、リンスドミン、ニカルジピン、カプロニウムクロリドおよびアセチルコリンのリストから選ばれた血管拡張薬と混合されてよい。混合物は、パッチ２００の吸収剤層２２５の中に含まれ、皮膚２０５に貼付されると、皮膚２０５がパッチ２００から生物活性材料を徐々に、正確かつ均一に吸収することが可能になる。
【００５８】
これらの多くの種類の経皮パッチのいずれが用いられてもよく、あるいは送達システムとともに用いられるように改変されてもよい。例えば、Ｔｅｓｔｄｅｒｍ（登録商標）経皮システム（Ａｌｚａ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ）は、透明ポリエステルのフレキシブル裏地および、皮膚表面と接触し、システムからの活性薬剤の放出速度を調節するエチレン−酢酸ビニルコポリマーのテストステロン含有膜を用いている。薬物含有膜の表面は、ポリイソブチレンとコロイド二酸化ケイ素との薄い接着性ストライプによって部分的に覆われて薬物膜を皮膚と長時間接触させ続ける。
【００５９】
図１７は、吸収剤層２２５が多層時間放出物質３００である吸収層２２５の実施態様を図示している。図１７に図示されている例においては、４つの別々の時間放出層３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃおよび３０５ｄがある。時間放出を達成するために、経皮デバイス２７またはパッチ２００は、生物活性材料、例えば、前記の生物的なカーゴを載せたナノ粒子４２を、個別の生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１０，３１１，３１２および３１３のその適切な個別の時間放出層３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃおよび３０５ｄ中の配置によって、送達する。多層時間放出材料３００は、数層の個別層を含む。これらの層のそれぞれの中への、およびそれぞれを通る薬物の拡散性は、それぞれの層の中の材料の種類によって調節することができる。常時放出層３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃおよび３０５ｄのために１つの材料、例えば架橋ゼラチンが用いられる場合、時間放出層のそれぞれの間に半透過層３２０，３２５および３３０が配置されて層３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃおよび３０５ｄを通る時間放出の生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１０“Ａ”，３１１“Ｂ”，３１２“Ｃ”および３１３“Ｄ”の拡散速度をそれぞれ制御してよい。半透過層３２０は、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１１“Ｂ” ，３１２“Ｃ”および３１３“Ｄ”に対しては透過性であるが、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１０“Ａ」に対しては透過性でない。同様に、半透過層３２５は、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１２“Ｃ”および３１３“Ｄ”に対しては透過性であるが、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１１“Ｂ」に対しては透過性でなく、半透過層３３０は、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１３“Ｄ”に対しては透過性であるが、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１２“Ｃ”に対しては透過性でない。半透過層を用いると、矢印３３５によって示されるように、時間放出の生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１０“Ａ” ，３１１“Ｂ” ，３１２“Ｃ”および３１３“Ｄ”の皮膚への時限拡散を、制御することができる。
【００６０】
一例として、多層時間放出材料３００は、デキストラン−ビスアクリルアミドハイドロゲル（３０５ａ）、デキストラン−メタクリラートハイドロゲル（３０５ｂ）、カルボキシメチルデキストランハイドロゲル（３０５ｃ）およびジビニルベンゼン−メタクリル酸ハイドロゲル（３０５ｄ）の時間放出層をそれぞれ含んでよく、各層の厚さは、１０μｍから２００μｍである。各層の中のナノ粒子は、ＫＯＤＡＫ Ｘ−ＳＩＧＨＴナノスフェア７６１（層３０５ａの中のナノ粒子３１３“Ｄ”）、Ｘ−ＳＩＧＨＴナノスフェア６９１（層３０５ｂの中のナノ粒子３１２“Ｃ”）、積載反応性ナノスケールラテックス粒子（層３０５ｃの中のナノ粒子３１１“Ｂ”）および架橋有機−無機ハイブリッドナノ粒子（層３０５ｄの中のナノ粒子３１０“Ａ”）であってよい。
【００６１】
図１８は、経皮送達システムが単層時間放出材料３４０を含む吸収剤層２２５の別の実施態様を図示している。吸収剤層２２５は、生物活性材料、例えば、生物的なカーゴを載せたナノ粒子４２または３１０“Ａ”および３１１“Ｂ”のためのキャリアとしての役目もある接着剤３４５、例えばＤＵＲＯ−ＴＡＫ（登録商標）（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ，Ｂｒｉｄｇｅｗａｔｅｒ，ＮＪ）の単層を含んでいる。生物的なカーゴを載せたナノ粒子４２が時間放出するようにホストに分配される利用形において、接着剤−時間放出キャリア材料３４０は、単層を通る生物的なカーゴを載せたナノ粒子４２のホスト中への移動を制御するか、または制御を支援する。時間放出キャリア材料３４０は、デキストランハイドロゲル、デキストラン−メタクリラートハイドロゲル、カルボキシルメチルデキストランハイドロゲル、デキストラン−ポリラクチドハイドロゲル、ポリ（ビニルアルコール）ハイドロゲル、ヘパリン−ポリ（エチレングリコール）−ポリ（ビニルアルコール）ハイドロゲル、ポリ（アクリル酸）ハイドロゲル、ジビニルベンゼン−メタクリル酸コポリマーハイドロゲル、ポリアクリルアミドハイドロゲル、アクリルアミド−ビスアクリルアミドコポリマーハイドロゲル、シリコーンハイドロゲルを含むポリマーベースのハイドロゲルであってよい。別の実施態様において、同じく、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１０“Ａ”と生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１１“Ｂ”との両方が１つの層の中に入れられてもよく、または生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１０“Ａ”が層２（図示してない）の中に入れられ、層１を通るその拡散を制御することにより、その送達を弱めてもよいであろう。これらの方法のいずれか１つを用いて生物活性粒子または薬物の拡散を制御して適切な時間放出を達成してもよい。１つの層は、デキストランまたはその修飾ハイドロゲル、例えばデキストランハイドロゲル、デキストラン−メタクリラートハイドロゲル、カルボキシルメチルデキストランハイドロゲル、デキストラン−ポリラクチドハイドロゲルから選んでよい。第２の層は、ポリ（アクリル酸）ハイドロゲル、ジビニルベンゼン−メタクリル酸コポリマーハイドロゲル、ポリ（ビニルアルコール）ハイドロゲル、ヘパリン−ポリ（エチレングリコール）−ポリ（ビニルアルコール）ハイドロゲルを含む架橋されたアクリル酸ポリマーハイドロゲルまたはビニルアルコール含有ハイドロゲルであってよい。
【００６２】
さらに別の実施態様において、大型動物、ヒトの皮膚、またはマウスの尾と直接接触する経皮パッチまたはデバイスの表面は、図１９の電子顕微鏡像に示されるマイクロニードルのアレイ４００で構成されてよい。雑誌「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ」の２００３年１１月１７日のオンライン号において公表された論文中に記載されているように、皮膚を通る徐放を提供する経皮薬物送達のためのマイクロニードルが開発された。これらのニードルは、最大５０ｎｍの半径の高分子およびナノ粒子に対する皮膚透過性を増加させる。マイクロニードルは、角質層として知られている皮膚の外層に侵入し、生物活性材料、例えば光学的な、ＳＰＥＣＴの、マルチモードの、薬物的な、または生物的なカーゴを載せたナノ粒子を皮膚のより深い区域に運ぶ。そこで、ナノ粒子は拡散し、毛細血管によって吸収される。毛細血管は、ナノ粒子を血流中に運び込み、皮膚を通る生物活性材料の吸収を顕著に増加させる。例えば、マイクロニードルキャリアは、１から１，０００μｍの範囲のサイズの４００のニードルを含む１０ミリメートル四方の中実または中空のシリコンマイクロニードルアレイからなってよい。これらのマイクロニードルアレイも、腹腔内注射、経口摂取または強制栄養によって破損しないで確実に皮膚に侵入するのに十分な強度を有する金属およびポリマー材料から作製されてよい。
【００６３】
図２０Ａおよび図２０Ｂは、被験マウスの尾を通るＮｉｃｏｄｅｒｍ（商標）パッチによるＫＯＤＡＫ Ｘ−ＳＩＧＨＴ ７６１ナノスフェアの非侵襲送達の実験結果を示している。実験において、ＫＯＤＡＫ Ｘ−ＳＩＧＨＴ ７６１ナノスフェアは、Ｎｉｃｏｄｅｒｍ（登録商標）パッチ５００の内部接着接触表面に塗布された。次に、パッチは、被験体のマウス５１０の尾に貼付され、図３Ａ、図３Ｂおよび図４に記載されているイメージングシステム２１を用いて時間０分におけるマウス５１０の近赤外蛍光イメージが撮影された。０分の時点において撮影されたＫＯＤＡＫ Ｘ−ＳＩＧＨＴナノスフェアの近赤外蛍光イメージ５２０を図２０Ａにおいて見ることができる。後の時点、３時間の時点において、イメージングシステム２１を用いてマウス５１０の第２の近赤外蛍光イメージ５３０が撮影された。得られた近赤外蛍光イメージ５３０が図２０Ｂに示されている。近赤外蛍光イメージ５３０において、被験体のマウス５１０の肝臓と腎臓との両方が強固なＸ−ＳＩＧＨＴ ７６１ナノスフェアのシグナルを示している。この実験は、イメージング剤Ｘ−ＳＩＧＨＴ ７６１ナノスフェアがマウスの尾を通って被験体のマウス５１０に経皮送達されることが成功したことを明らかに示している。
【符号の説明】
【００６４】
１０ マルチモードイメージングシステム、１２ 光源、１４ 光学コンパートメント、１６ ミラー、１８ レンズ／カメラシステム、２０ 制御システム、２１ イメージングシステム、２２ Ｘ線源、２３ 対象試料ステージ、２４ ファイバ光学素子、２５ 試料環境、２６ アクセス手段／部材、２７ 経皮デバイス、２７ａ，２７ｂ 経皮デバイスの二半部、２８ 尾、２９ マウス、３０ 尾静脈、３２ 保護カバー、３５ 内層、４０ 吸収剤セクション、４２ 生物活性材料、４５ａ，４５ｂ 吸収剤層、５０ コア、５５ 接触表面、６０ 矢印、６５ 内部保護層、７０ 綿棒、７５ 綿棒の先端、８０，８５，９０，１００，１０５，１１５，１３０，１５０，３３５ 矢印、９５ スロット、１１０，１２０ ラッチ、 １２５ 中心穴、１４０ 呼吸デバイス（ノーズコーンまたはマスク）、１４５ チューブ、２００ 経皮パッチ、２０５ 皮膚、２１０ 腕、２１５ 除去可能な保護層、２２０ 下表面、２２５ 吸収剤層（または受け）、２３０ 上部保護層、３００ 時間放出材料、３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄ 時間放出層、３１０，３１１，３１２，３１３ 生物活性粒子、３２０，３２５，３３０ 半透過層、３４０ 単層時間放出材料、３４５ 接着剤の単層、４００ マイクロニードルアレイ、５００ パッチ、５１０ 被験体のマウス、５２０ 近赤外蛍光イメージ、５３０ 近赤外蛍光イメージ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、組成物、例えば光学的な、単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ：Ｓｉｎｇｌｅ ｐｈｏｔｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）の、マルチモードの、薬物的な、または生物的なカーゴを載せたナノ粒子の、小動物またはヒトへの皮膚投与または経皮投与に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の本発明の譲受人に譲渡された、同時係属の米国特許出願、すなわち、
２００５年９月９日出願のビザード（Ｖｉｚａｒｄ）らによる「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩ−ＭＯＤＡＬ ＩＭＡＧＩＮＧ」と題する通常出願第１１／２２１，５３０号、
２００６年４月１０日出願のハーダー（Ｈａｒｄｅｒ）らによる「ＦＵＮＣＴＩＯＮＡＬＩＺＥＤ ＰＯＬＹ（ＥＴＨＹＬＥＮＥ ＧＬＹＣＯＬ）」と題する通常出願第１１／４００，９３５号、
２００７年４月３日出願のレオン（Ｌｅｏｎ）らによる「ＬＯＡＤＥＤ ＬＡＴＥＸ ＯＰＴＩＣＡＬ ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＩＭＡＧＩＮＧ ＰＲＯＢＥＳ」と題する通常出願第１１／７３２，４２４号、
２００７年４月２３日出願のツェン（Ｚｈｅｎｇ）らによる「ＩＭＡＧＩＮＧ ＣＯＮＴＲＡＳＴ ＡＧＥＮＴＳ ＵＳＩＮＧ ＮＡＮＯＰＡＲＴＩＣＬＥＳ」と題する通常出願第１１／７３８，５５８号、
２００７年９月７日出願のハーダー（Ｈａｒｄｅｒ）らによる「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩ−ＭＯＤＡＬ ＩＭＡＧＩＮＧ ＵＳＩＮＧ ＮＡＮＯＰＡＲＴＩＣＬＥ ＭＵＬＴＩ−ＭＯＤＡＬ ＩＭＡＧＩＮＧ ＰＲＯＢＥＳ」と題する通常出願第１２／１９６，３００号、
２００７年１０月３１日出願のツェン（Ｚｈｅｎｇ）らによる「ＡＣＴＩＶＡＴＡＢＬＥ ＩＭＡＧＩＮＧ ＰＲＯＢＥ ＵＳＩＮＧ ＮＡＮＯＰＡＲＴＩＣＬＥＳ」と題する通常出願第１１／９３０，４１７号、
２００８年１月３０日出願のフィケ（Ｆｅｋｅ）らによる「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩＭＯＤＡＬ ＩＭＡＧＩＮＧ」と題する仮出願第６１／０２４，６２１号
が参照され、参照によってこれらの出願の開示が組み込まれる。
【０００３】
電子イメージングシステムは、分子イメージングを可能にすることでよく知られている。例となる電子イメージングシステム１０が図１に示され、概略が図２に図示されている。図示されているシステムは、イメージ・ステーション４０００ＭＭマルチモード・イメージング・システム（Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｔｉｏｎ ４０００ＭＭ Ｍｕｌｔｉｍｏｄａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）であり、ケアストリーム・ヘルス・インク（Ｃａｒｅｓｔｒｅａｍ Ｈｅａｌｔｈ Ｉｎｃ．）から入手可能である（ｗｗｗ．ｃａｒｅｓｔｒｅａｍｈｅａｌｔｈ．ｃｏｍ参照）。システム１０は、光源１２、光コンパートメント１４、コンパートメント１４の中の任意選択のミラー１６、レンズおよびカメラシステム１８、ならびにコミュニケーションおよびコンピュータ制御システム２０を含み、これは、ディスプレイデバイス、例えばコンピュータモニタを含むことができる。カメラおよびレンズシステム１８は、図に示されていないが、蛍光イメージング用の発光フィルタホイールを含むことができる。光源１２は、図に示されていないが、蛍光励起または明視野カラーイメージング用の励起フィルターセレクタを含むことができる。動作時、レンズおよびカメラシステム１８を用いて物体のイメージが捉えられ、レンズおよびカメラシステム１８は、光イメージを電子イメージへ変換し、電子イメージはディジタル化することができる。ディジタル化されたイメージは、ディスプレイデバイス上に表示し、メモリ中に保存し、離れた場所に送信し、加工してイメージを改善し、および／または使用してイメージの恒久的複写物を印刷することができる。ビザード（Ｖｉｚａｒｄ）らの、参照によって本明細書に開示が組込まれる、米国特許第７，０３１，０８４号は、レンズおよびカメラシステム１８に適している電子イメージングシステムの例を示している。
【０００４】
これらの電子イメージングシステムの有効性を増加させるために、試験動物、ヒトまたは組織試料内の問題の細胞にイメージング剤を直接送達することができるナノ粒子プローブを開発することに相当な努力が集中されてきた。これらのナノ粒子は、生物内に、および生物内で生物剤、医薬品または診断薬を運ぶこともできる。これらの薬剤は、通常、薬物、治療薬、診断薬、生物適合化機能剤、造影剤、およびナノ粒子キャリアに取り付けられるかまたはナノ粒子キャリア内に含まれる標的部分で構成される。この分野における研究には、より大きな循環系内寿命、より高い特異性、より低い毒性、およびより大きな治療有効性のような意味深い利点を有するイメージング剤および治療剤を提供する目標がある。ナノ粒子集合体の分野の研究は、ガンおよびその他の生命を危うくする疾患の治療を顕著に改善する見込みがあり、それらの臨床診断および治療を革新する可能性がある。
【０００５】
特定のナノ粒子は無毒であることが見いだされ、体内の小さな毛細血管中への進入、疾患部位への体内の輸送、生体バリア（血液脳関門および腸上皮を含むがこれに限定されるものではない）の通過、細胞内小胞への吸収、細胞膜の通過、および細胞内部の標的部位への輸送が可能である。そのサイズ範囲内の粒子は、より大きなサイズの微粒子と比べ動脈壁を通ってより効率的に移動すると考えられている。ラバセトウォー（Ｌａｂｈａｓｅｔｗａｒ）ら、Ａｄｖ．Ｄｒｕｇ Ｄｅｌ．Ｒｅｓ．２４：６３（１９９７）参照。いずれの特定の理論に束縛されることも望まないが、高い表面積対体積比のために、そのような粒子の標的法を成功させるには小さなサイズが必須であるとも考えられている。
【０００６】
安定であり、その結果インビボ、特に血管内注射することができるだけでなく経皮投与することができるバイオ共役および標的化投与のためのキャリアとして用いられるナノ粒子を含む、マルチモード生物標的化単位またはイメージングプローブを作り出せば望ましいであろう。さらに、キャリアとして用いられる経皮投与されるナノ粒子は、生理条件（ｐＨ７．４および１３７ｍＭ ＮａＣｌ）下で安定であることが望ましいであろう。さらにまた、そのような経皮投与される粒子は、免疫系による検知を回避することが望ましいであろう。
【０００７】
さらに、光分子イメージングのために、サイズが１００ｎｍ未満であり、蛋白質吸着を防ぎ、マルチモード生物標的化単位の取り付けに便利な取り付け部分を有するナノ粒子が必要である。これらのマルチモード生物標的化単位は、赤外（ＩＲ）、近赤外（ＮＩＲ）において発光する発光染料を含んでよく、Ｘ線イメージングによって検出されることおよびＸ線イメージングを増強することができ、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）によって検出されることおよびＭＲＩを増強することができ、光イメージングによって検出されることおよび光イメージングを増強することができる。
【０００８】
現在、さまざまなナノ粒子プローブが前臨床研究のために小動物にも、ガン等のような疾患の診断および治療のためにヒトにもインビボ、特に血管内注射されている。ナノ粒子を含むこれらのマルチモード生体標的化単位またはイメージングプローブが皮膚投与され得るようになれば、あるいは経皮パッチによってより特異的に送達され得るようになればより望ましいであろう。
【０００９】
現状では、受動皮膚経路、例えば皮膚に貼付されたパッチからの経皮送達によって多くの従来の医薬品組成物がヒトに投与されている。この経路によって日常的に投与されている薬物の例は、ニトログリセリン、ステロイドホルモン、およびいくつかの鎮痛剤（例えばフェンタニル）である。経皮投与は、消化管内における薬物の初期不活性化を回避し、通常は比較的短い期間（例えば１日または１週）にわたって患者による能動的な参加を必要とせずに連続かつ正確に制御された投薬量を提供する。連続的な持続した投与は、ピークおよび谷のない薬物のより良好なバイオアベイラビリティーを提供する。
【００１０】
アウ（Ａｕ）らの米国特許第７，２１７，７３５号は、アポトーシス誘発剤、例えばパクリタキセルを投薬中に用いることによって組織、例えば固形組織または腫瘍の中への治療剤、例えば高分子および薬物の送達を増強するための方法を開示している。これらの方法は、組織内にチャネルを作り出し、組織の内部への治療薬の浸透を促進する。しかし、アウは、動物またはヒトの光分子イメージングを目的として設計された生物的な荷を載せたナノ粒子を導入するための経皮方法を用いることを教示していない。
【００１１】
イシハラ（Ｉｓｈｉｈａｒａ）らによる米国特許出願公開第２００７／００７７２８６号は、脂溶性薬物および水溶性薬物の経皮または経粘膜インビボ吸収を可能にする効果を及ぼす外用剤または注射可能製剤を開示している。脂溶性薬物または脂溶化された水溶性薬物を含む１次ナノ粒子を２価または３価金属塩と作用させることによって薬物含有ナノ粒子（２次ナノ粒子）が提供される。イシハラは、動物またはヒトの光分子イメージングを目的として設計された生物的な荷を載せたナノ粒子を導入するための経皮方法を用いることを教示していない。
【００１２】
カークビー（Ｋｉｒｋｂｙ）らによる米国特許出願公開第２００６／０１４７５０９号は、皮膚に貼付されたパッチによる少なくとも１つの免疫原の個体への経皮送達のための組成物を開示している。ＰｏｓＩｎｔｒｏ（登録商標）またはＩＳＣＯＭの形の免疫原が送達されてよい。カークビーは、感圧型接着剤と少なくとも１つのサポニンおよび少なくとも１つのステロールを含む免疫原送達システムとの形の閉塞ビヒクルによる免疫原の送達も教示している。カークビーは、動物またはヒトの光分子イメージングを目的として設計された生物的な荷を載せたナノ粒子を導入するための経皮方法を用いることを教示していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１４７５０９号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／００７７２８６号
【特許文献３】米国特許第７，０３１，０８４号明細書
【特許文献４】米国特許第７，２１７，７３５号明細書
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】ラバセトウォー（Ｌａｂｈａｓｅｔｗａｒ）ら、Ａｄｖ．Ｄｒｕｇ Ｄｅｌ．Ｒｅｓ．２４：６３（１９９７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
先行技術はどれも、マルチモードイメージングナノ粒子の経皮送達もマルチモード分子イメージングのためのマウスまたはヒトへの経皮送達も教示していない。先行技術は、試験動物、例えばマウスの尾の静脈への注入量を制御する上での知られている不確実さを回避する、経皮送達のためにマウスの尾に接着させるためのデバイスも開示していない。光学的な、ＳＰＥＣＴの、マルチモードの、薬物的な、または生物的なカーゴを載せたナノ粒子を経皮パッチによって小動物またはヒトに正確かつ迅速に皮膚から送達することができれば望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のデバイスおよび方法により、製薬会社、バイオテック会社および学界における研究者は、小動物の侵襲性注射プロセスを回避することが可能になる。本発明は、実験または治験が数十匹、あるいは場合によっては数百匹の小動物を必要とするとき特に有用である。時間を節約するプロセスは別として、肝要な利点は、本発明を用いるときの投与送達の一様さである。尾静脈注射は、注射される量の不確実さが大きくなる傾向がある。
【００１７】
本発明は、生物的なカーゴを載せたナノ粒子の動物またはヒトへの経皮送達のための方法およびデバイスの両方を含む。これらの粒子は、マルチモード光分子イメージングプローブを含んでよい。これらの粒子は、皮膚を通って吸収され得る形でこれらの粒子を提供すること、および動物またはヒトの皮膚にこれらの粒子を適用することによって送達されてよい。適用は、皮膚に取り付けられたデバイス中の生物的なカーゴを載せたナノ粒子を用いて達成されてよい。デバイスは、単数または複数の血管拡張剤を含むパッチ、マイクロニードルを含むパッチ、または多層時間放出材料を含むパッチによってヒトの皮膚に直接取り付けられてよい。動物の皮膚に直接取り付けられるデバイスは、尾に固定されてよく、単数または複数の血管拡張剤、マイクロニードルまたは多層時間放出材料を含んでよい。生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、薬物、ワクチン、生物医薬品、イメージング造影剤、マルチモードイメージング造影剤、生物分子または抗感染薬を含んでよい。デバイスは、対応する第２の複数の別々の時間放出層の中に配置された第１の複数の異なる種類の生物的なカーゴを載せたナノ粒子を含んでよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】例となる電子イメージングシステムを示す透視図である。
【図２】図１の電子イメージングシステムを示す概略図である。
【図３Ａ】本発明に従って用いるのに適しているイメージングシステムを示す概略側面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのイメージングシステムを示す概略正面図である。
【図４】図３Ａおよび図３Ｂのイメージングシステムを示す透視図である。
【図５】マウスの尾に取り付けられた本発明による経皮デバイスの概略図である。
【図６】図５の経皮デバイスの拡大された部分図であり、マウスの尾静脈の直近に取り付けられたところを示す図である。
【図７】本発明において用いられる経皮デバイスの一実施態様の断面図である。
【図８】図７の８−８の線に沿って見た経皮デバイスの層の概略横断面である。
【図９】本発明に従って用いられる前の経皮デバイスの接触表面を保護するための一実施態様を図示する概略断面である。
【図１０】本発明に従って用いられる前の経皮デバイスの接触表面を保護するための第２の実施態様を図示する概略図である。
【図１１】本発明に従ってマウスの尾に経皮デバイスを取り付けるための方法の第１の実施態様を図示する概略図である。
【図１２】本発明に従ってマウスの尾に経皮デバイスを取り付けるための方法の第２の実施態様を図示する概略図である。
【図１３】本発明に従ってマウスの尾に経皮デバイスを取り付けるための方法の第３の実施態様を図示する概略図である。
【図１４】本発明に従う図３Ａおよび図３Ｂのイメージングシステムの対象試料ステージ上の試料チャンバの中のマウスを示す概略部分図である。
【図１５】本発明に従って作られた経皮パッチの透視図および部分概略図であり、図１６の経皮パッチが皮膚の表面に配置されていることを説明する図である。
【図１６】経皮パッチの一部分の断面図である。
【図１７】本発明に従って作られた経皮デバイスの別の実施態様の一部分の断面図であり、受け部は多層時間放出材料を含むことを説明する図である。
【図１８】本発明に従って作られた、単層時間放出材料を含む経皮デバイスのさらに別の実施態様の一部分の断面図である。
【図１９】マイクロニードルの電子顕微鏡像クローズアップを示す図である。
【図２０Ａ】Ｎｉｃｏｄｅｒｍ（商標）パッチによるＫＯＤＡＫ Ｘ−ＳＩＧＨＴナノスフェアの非侵襲性送達の実験結果を示す図である。
【図２０Ｂ】Ｎｉｃｏｄｅｒｍ（商標）パッチによるＫＯＤＡＫ Ｘ−ＳＩＧＨＴナノスフェアの非侵襲性送達の実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
前述の、およびその他の、本発明の目的、特徴および利点は、添付の図面に図示されている、以下のより詳しい本発明の実施態様の記載から明らかになる。図面の要素は、必ずしも互いに一定の縮尺ではない。
【００２０】
本発明の特定の好ましい実施態様を特に参照し、本発明を詳細に説明するが、本発明の技術思想および範囲の中で変化形および変更形が実施され得ると理解される。特に明記されない限り、技術用語は通常の用法に従って用いられる。Ｍａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙによって刊行されたレミントン（Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ）：Ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ，１９ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，１９９５（ＩＳＢＮ ０−９１２７３４−０４−３）に、薬理学における共通用語の定義が見いだされ得る。７４３ページおよび１５７７〜１５８４ページに経皮送達が詳しく考察されている。単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、状況により明らかに異ならない限り、１つまたは２つ以上を指す。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」を意味する。
【００２１】
「生物活性」材料、組成物、物質または薬剤は、それが投与される被験体の生理機能に影響を及ぼす組成物である。組成物を作り出すために用いられる生物活性材料の例は、医薬品物質、例えば被験体に与えられて被験体の生理状態、例えば疾患、を変化させる薬物である。経皮送達することができる生物活性材料の例は、医薬品組成物を含む。本明細書において用いられる用語「生物活性材料」および／または「生物活性材料の粒子」は、生物（ヒトまたはヒト以外の動物）に投与されると局所および／または全身作用によって所望の薬理、免疫源および／または生理効果を誘発するあらゆる化合物または組成物を指す。従って、この用語は、蛋白質、ペプチド、ホルモン、核酸、遺伝子構成物および類似物などの分子を含む、従来から薬物、ワクチンおよび生物薬剤とみなされている化合物または化学品を包含する。さらに詳しくは、用語「生物活性材料」は、すべての主要治療分野において用いられる化合物または組成物を含む。これらの化合物または組成物は、抗感染薬、例えば抗生物質および抗ウイルス薬；鎮痛剤および鎮痛複合剤；局所麻酔薬および全身麻酔薬；摂食障害薬；抗関節炎薬；抗ぜん息薬；抗痙攣薬；抗うつ薬；抗ヒスタミン薬；抗炎症剤；嘔吐抑制剤；抗片頭痛剤；抗悪性腫瘍剤；かゆみ止め；抗精神薬；解熱剤；鎮痙薬；心血管製剤（カルシウムチャネル遮断薬、ベータ遮断薬、ベータ作動薬および抗不整脈剤を含む）；抗高血圧剤；利尿剤；血管拡張剤；中枢神経系刺激剤；咳および風邪製剤；充血除去剤；診断薬；ホルモン；骨成長刺激剤および骨吸収抑制剤；免疫抑制剤；筋弛緩剤；精神刺激剤；鎮静剤；トランキライザー；蛋白質、ペプチドおよびそれらの断片（天然に生じたもの、化学合成されたものまたは組み換え産生されたものを問わない）；および核酸分子（２つ以上のヌクレオチドのポリマー形であってリボヌクレオチド（ＲＮＡ）またはデオキシリボヌクレオチド（ＤＮＡ）のどちらでもよく、２本鎖分子および１本鎖分子ならびに高次コイル分子または縮合分子、遺伝子構成物、発現ベクター、プラスミド、アンチセンス分子および類似物を含む）を含むがこれに限定されるものではない。通常、単独または他の薬物または薬剤と組み合わされた生物活性材料の粒子が医薬品組成物として調製され、医薬品組成物は、１つ以上の添加された材料、例えばキャリア、ビヒクルおよび／または賦形剤を含んでよい。
【００２２】
一般に、「キャリア」、「ビヒクル」および「賦形剤」は、非毒性であって組成物の他の成分と有害に相互作用しない実質的に不活性な材料を指す。これらの材料を用いて粒状医薬品組成物中の固体の量を増加させることができる。適当なキャリアの例は、シリコーン、ゼラチン、ワックスおよび類似の材料を含む。普通に使用される「賦形剤」の例は、医薬品グレードのデキストロース、スクロース、ラクトース、トレハロース、マンニトール、ソルビトール、イノシトール、デキストラン、デンプン、セルロース、リン酸ナトリウムまたはリン酸カルシウム、硫酸カルシウム、クエン酸、酒石酸、グリシン、高分子量ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、分解性ポリマー（例えばポリ乳酸、ポリグリコール酸およびそれらのコポリマー）、ならびにそれらの組み合わせを含む。
【００２３】
さらに、医薬品組成物中に帯電脂質および／または洗剤を含むと望ましいことがある。そのような材料は、安定剤、抗酸化剤として用いてもよく、または投与部位における局所刺激の可能性を低下させるために用いてもよい。適当な帯電脂質は、ホスファチジルコリン（レシチン）および類似物を含むが、これに限定されるものではない。洗剤は、通常、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤または両性界面活性剤である。適当な界面活性剤の例は、例えばＴｅｒｇｉｔｏｌ（登録商標）界面活性剤およびＴｒｉｔｏｎ（登録商標）界面活性剤（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ａｎｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ，Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎ．）、ポリオキシエチレンソルビタン、例えばＴＷＥＥＮ（登録商標）界面活性剤（Ａｔｌａｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ．）、ポリオキシエチレンエーテル、例えばＢｒｉｊ、薬学的に許容される脂肪族硫酸エステル、例えばラウリルサルフェートおよびその塩（ＳＤＳ）、ならびに類似の材料を含む。生物活性材料、組成物および薬剤は、他の生体分子、例えば蛋白質および核酸、またはリポソームおよび生物活性材料を含む他のキャリアビヒクルも含む。
【００２４】
「皮膚の（ｃｕｔａｎｅｏｕｓ）」は皮膚を指し、「皮膚送達」は皮膚への適用を意味する。この形の送達は、局所または局部効果を提供する皮膚表面への送達、または経皮（ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ）送達のどちらを含んでもよい。以下の用語は、下記に示されるように定義されるものとする。用語「経皮（ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ）」送達は、経皮（ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ）（または「皮膚を通じる（ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ）」）、すなわち皮膚を通る生物活性材料の通過による送達を指す。例えば、ハドグラフト（Ｈａｄｇｒａｆｔ）およびガイ（Ｇｕｙ）編のＴｒａｎｓｄｅｒｍａｌ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ：Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｉｓｓｕｅｓ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅｓ，Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．，（１９８９）、ロビンソン（Ｒｏｂｉｎｓｏｎ）およびリー（Ｌｅｅ）編のＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ：Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ Ｉｎｃ．，（１９８７）およびキドニアス（Ｋｙｄｏｎｉｅｕｓ）およびバーナー（Ｂｅｒｎｅｒ）編のＴｒａｎｓｄｅｒｍａｌ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｏｆ Ｄｒｕｇｓ，Ｖｏｌｓ．１−３，ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ，（１９８７）参照。
【００２５】
生物活性材料組成物の臨床試験に関与する研究者は、数十匹から数百匹の小動物、例えばマウスをこれらの種類の実験のために用い、これらの実験のほとんどがこれらの動物のなんらかの種類のマルチモードイメージングを含む。マルチモードイメージングが効果的であるためには２つの要素が必要である。第１はマルチモードイメージングシステムであり、第２はイメージングプローブである。
【００２６】
本明細書に記載される種類のイメージングシステムは、異なるモードのイメージングを用いてイメージを捉えるために研究者によって用いられるマルチモードイメージングシステムの例である。この種類のマルチモードイメージングシステムは、マルチモードイメージングを可能にし、単純化し、マルチモードイメージングによって、動物が効果的に固定される期間（数１０分のことがある）にわたってプローブの相対運動を運動論的に分解することが可能になる。あるいは、同じ動物が、医薬品研究の完遂を保証するために必要とされる数日／数週の期間にわたって繰り返される完全イメージ解析に付され、対象動物を再度位置決めした後に正確な解剖学的な基準系（特にＸ線）が直ぐに再現されるという保証が伴う。
【００２７】
本マルチモードイメージングシステムが支持するイメージングモードは、Ｘ線イメージング、明視野イメージング、暗視野イメージング（ルミネセンスイメージング、蛍光イメージングを含む）、および放射性同位元素イメージングを含む。これらのモードにおいて得られるイメージは、分析のためにさまざまに組み合わせてマージすることができる。例えば、対象物のＸ線イメージを対象物の近赤外蛍光イメージとマージ（merge：併合）して新しい分析用イメージを提供することができる。
【００２８】
図３Ａ、図３Ｂおよび図４に、本発明に従って用いるのに適するマルチモードイメージングシステムが図示されている。システム２１は、図１および図２に図示されている構成要素を含んでいる。図３Ａに最もよく示されるように、イメージングシステム２１は、Ｘ線源２２および対象試料ステージ２３を含む。イメージングシステム２１は、例えばファイバオプティックス２４を用いる落射照明をさらに含み、ファイバ光学素子２４は、適切な波長および発散の調整光を対象試料ステージ２３の方に誘導して明視野イメージングまたは蛍光イメージングを提供する。対象試料ステージ２３は試料環境２５内に配置され、試料環境２５はイメージ形成される物体へのアクセスを可能にしている。好ましくは、試料環境２５は外光から遮断され、環境制御のための遮光気体ポートが取り付けられる。そのような環境制御は、制御されたＸ線イメージングのために、または図１４に示されている特定の試料の検体のために望ましい可能性がある。環境制御は、８ｋｅＶ（空気吸収）未満での実際的なＸ線コントラストを可能にし、生物検体のための生命支援を助ける。
【００２９】
イメージングシステム２１は、試料環境２５への簡便、安全および外光から遮断されたアクセスを提供するアクセス手段または部材２６をさらに含む。アクセス手段は当業者に周知であり、ドア、開口部、迷路および類似物を含むことができる。さらに、好ましくは、試料環境２５は試料メンテナンスまたは軟Ｘ線透過のための雰囲気調節（例えば温度／湿度／代替気体および類似物）を提供するようになっている。前述の米国特許出願第１２／１９６，３００号、第１１／２２１，５３０号および仮出願第６１／０２４，６２１に開示されている発明は、マルチモードイメージングが可能であり、本発明に従って用いるのに適している電子イメージングシステムの例である。
【００３０】
マルチモードイメージングシステムが有効であるためにはイメージングプローブが必要である。上記で考察された「生物活性材料」組成物は、疾患診断を促進または改善するさまざまな薬剤も含んでよい。例えば、光学的な、ＳＰＥＣＴの、ＭＲＩの、またはマルチモードのイメージングプローブは、生物的なカーゴを載せた（cargo-laden）ナノ粒子の形であってよい。
【００３１】
生物、医薬品または診断成分を集合させてキャリアとして用いられる、記載されている生物的なカーゴを載せたナノ粒子とするために、これらの成分は、結合部を介してナノ粒子キャリアに取り付けることができる。「に取り付ける」は、成分がナノ粒子によって運ばれることを意味する。成分を溶解させ、非共有結合的にナノ粒子中に組み込むことができる。
【００３２】
一般に、関心の対象の生物、医薬または診断成分とキャリアとして用いられるナノ粒子との間に結合部を形成するあらゆる方法を利用してよい。これは、リガンドの外来分子への直接的または結合部を介した間接的な共有結合、イオン結合または水素結合を含んでよい。結合部は、通常、複合体のそれぞれの成分上の酸、アルデヒド、ヒドロキシ、アミノ、ハロ芳香族、またはヒドロアゾ基の間のアミド、エステルまたはイミノ結合の形成による、生物、医薬または診断成分と、キャリアとして用いられるナノ粒子との共有結合によって形成される。結合部−ＣＯＯＮＲ２、−Ｏ−Ｏ−または−ＣＯＯＣを有する、当分野で認識されている生物的に変化しやすい共有結合の結合部、例えばイミノ結合およびいわゆる「活性」エステルが好ましい。関心の対象の生物、医薬または診断成分を、予め形成されたナノ粒子に取り付けてもよく、あるいは、関心の対象の成分を重合性単位に予め取り付け、ナノ粒子調製時に直接ナノ粒子の中に重合させてもよい。水素結合、例えば核酸の相補鎖の間に生じるものも、結合部形成のために用いてよい。
【００３３】
前述の米国特許出願第１１／４０１，３４３号に記載されているイメージングプローブにおいて、ナノ粒子は、式Ｉ：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｚ）ｏ
式Ｉ
（式中、Ｘは、イオン結合部分または水素結合部分を含む水溶性モノマーであり、Ｙは、重合性エチレン形不飽和基と結合した繰り返し形の、親水性単位を含む、水溶性マクロモノマーであり、Ｚは、多官能架橋用モノマーであり、ｍは、５０〜９０モル％の範囲であり、ｎは、２〜３０モル％の範囲であり、ｏは、１〜１５モル％の範囲である）の繰り返し形の、架橋されたエチレン形不飽和モノマーの水溶性の膨潤した分岐ポリマーネットワークを含むナノゲルの形である。本発明は、ナノゲルを調製するための方法にも関する。この方法は、モノマーＸ、ＹおよびＺならびに開始剤の第１の部分の混合物のヘッダ組成物を水中で調製すること、第２の部分の開始剤、界面活性剤および１〜１０％質量／質量のモノマーＸ、ＹおよびＺの組成物を生じさせるのに十分な水とからなる反応器組成物を調製すること、反応器組成物の温度を重合温度にすること、反応器組成物を重合温度に反応の持続時間保持すること、およびヘッダ組成物を時間とともに反応器組成物に加えて反応混合物を形成させることを含む。ナノゲルは、式Ｉ：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｚ）ｏ
式Ｉ
（式中、ｍは、５０〜９０モル％の範囲であり、ｎは、２〜３０モル％の範囲であり、ｏは、１〜１５モル％の範囲である）の繰り返し形の、架橋されたエチレン形不飽和モノマーの水溶性の膨潤した分岐ポリマーネットワークを含む。イメージングプローブがマルチモードであるためには、プローブを作り上げているナノ粒子は２つ以上のイメージング成分、例えば蛍光イメージングのための近赤外染料およびＸ線イメージングのためのガドリニウムを持たなければならない。
【００３４】
前述の米国特許出願第１１／７３２，４２４号に記載されているイメージングプローブにおいては、荷を載せたラテックス粒子は、式ＩＩ：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｚ）ｏ−（Ｗ）ｐ
式ＩＩ
（式中、Ｙは、少なくとも２つのエチレン形不飽和化学官能基を有する少なくとも１つのモノマーであり、Ｚは、３００から１０，０００の間の平均分子量を有する少なくとも１つのポリエチレングリコールマクロモノマーであり、Ｗは、Ｘ、ＹまたはＺとは異なるエチレン形モノマーであり、Ｘは、少なくとも１つの水不溶性のアルコキシエチル含有モノマーであり、ｍ、ｎ、ｏおよびｐは、各成分モノマーの質量パーセント範囲であり、ここで、ｍは、４０〜９０質量パーセントの間の範囲であり、ｎは、１〜１０質量パーセントの間の範囲であり、ｏは、２０〜６０質量パーセントの間の範囲であり、ｐは、最大１０質量パーセントであり、前記粒子は、蛍光染料を積載している）によって表される混合物から作られるラテックス材料を含んでよい。
【００３５】
前述の米国特許出願第１１／７３８，５５８号に記載されているイメージングプローブにおいて、ナノ粒子は、両親媒性ブロックコポリマーまたはグラフトコポリマーの自己集合から誘導されて架橋粒子を形成する。粒子の中にイメージング染料が固定化され、より詳しくは、イメージング染料は、共有結合化学結合によってナノ粒子のコアの中に固定化され、アルコキシシラン架橋の結果として有機／無機ハイブリッド材料が得られる。
【００３６】
１つのブロックに選択性のある溶媒または混合溶媒の存在下で、両親媒性のブロックコポリマーまたはグラフトコポリマーには、さまざまな形態のコロイド凝集体に集合する能力があることがよく知られている。特に、水性媒質中の両親媒性のブロックコポリマーまたはグラフトコポリマーからのポリマーミセルおよびナノ粒子の形成に顕著な関心が集まった。この組織化会合は、ポリマー鎖が再組織化して不溶性の疎水性ブロックと水との間の相互作用を最小化するときに起こる。得られるナノ粒子は、親水性ブロックセグメントの外側シェルによって囲まれた疎水性ブロックセグメントで構成されるコアを有する。両親媒性ミセル集合体のコア−シェル構造は、薬物送達の分野において新規なキャリアシステムとして利用された。
【００３７】
本発明において有用である両親媒性コポリマーは、親水性の水溶性成分と疎水性の成分とを有する。有用な水溶性成分は、ポリ（アルキレンオキシド）、ポリ（サッカライド）、デキストランおよびポリ（２−エチルオキサゾリン）、好ましくはポリ（エチレンオキシド）を含む。本発明において有用な疎水性成分は、スチレン誘導体、アクリルアミド、（メタ）アクリラート、ラクトン、乳酸およびアミノ酸を含むが、これに限定されるものではない。好ましくは、疎水性成分は、スチレン誘導体、および架橋性アルコキシシラン基を含む（メタ）アクリラートから誘導される。イメージング染料は、疎水性成分の架橋性基と反応することができる官能基を含み、共有結合によってナノ粒子のコアの中に固定化される。より詳しくは、イメージング染料は、アルコキシシラン基を含む。イメージング染料はナノ粒子の中に固定化されているので、量子効率が増強される。前述の米国特許出願第１１／９３０，４１７号に適当な粒子が記載されている。
【００３８】
前述の米国特許出願第１１／９３０，４１７号に記載されているイメージングプローブにおいて、ナノ粒子は、アミン修飾シリカナノ粒子の形であってよく、アミン官能基を含む生物適合性ポリマーシェルを有してよい。コア／シェル粒子には、１つ以上の蛍光基、ポリマー基、例えばポリエチレングリコール、標的化分子、抗体またはペプチドが取り付けられる。前述の米国特許出願第１１／１６５，８４９号に適当な粒子が記載されている。特に好ましいのは、近赤外蛍光コアを有し、アミン基および／またはポリエチレングリコールがそれらの表面に取り付けられているシリカナノ粒子である。例えば、生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、酸化物コア、共有結合によって酸化物コアに取り付けられた生物適合性ポリマーシェル、電磁放射に応答して発光を生じる染料、染料の発光を消光する消光剤、および共有結合によってプローブを染料および消光剤からなる群から選ばれる成分と結合させる開裂性ペプチドを含み、ペプチドが開裂すると成分がプローブから解放されるようになっている、ナノ粒子イメージングプローブであってよい。プローブは、１００ｎｍ未満のサイズを有し、染料分子の発光は、成分がプローブに結合していると消光され、成分がプローブから解放されると消光されない。
【００３９】
マルチモードイメージングプローブにおいて、ナノ粒子は、１つ以上のイメージングモード、例えばルミネセンスまたは蛍光イメージング成分、Ｘ線およびＭＲＩによってイメージ形成することができる１つ以上のイメージング成分を有する。
【００４０】
ルミネセンスまたは蛍光イメージング成分は、近赤外染料であってよい。蛍光団は、リン光、蛍光ならびに化学ルミネセンスおよび生物ルミネセンスを含むルミネセンスを発する有機、無機または金属材料を含む。蛍光団の例は、有機染料、例えば、ナフタロシアニン、フタロシアニン、ポルフィリン、クマリン、オキサノール、フルオレセイン、ローダミン、シアニン、ジピロメタン、アザジピロメタン、スクアレイン、フェノキサジンの類に属するもの；金を含む金属、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム；および蛋白質、例えば緑色蛍光蛋白質およびフィコビリ蛋白、ならびにルミナール、置換ベンジジン、置換カルバゾール、置換ナフトール、置換ベンゾチアゾリン、および置換アクリダンの酸化による化学ルミネセンスを含む。
【００４１】
ＭＲＩ＋光学：
【化１】
【００４２】
図中、Ｄｙｅは、構造式
【化２】
または、
【化３】
によって表される。
【００４３】
ＭＲＩ造影剤：
【化４】
【００４４】
放射性同位元素および染料のマルチモード：
【化５】
図中、ＤＹＥは、構造式
【化６】
または、
【化７】
または、
【化８】
によって表される。式中、ＤＹＥは、構造式
【化９】
によって表される。
【００４５】
Ｘ線および光学のためのマルチモード：
【化１０】
図中、ＤＹＥは、構造式
【化１１】
または、
【化１２】
によって表される。
【００４６】
Ｘ線造影剤：
【化１３】
【００４７】
２００８年８月７日出願の前述の米国特許出願第１２／２２１，８３９号に記載されているイメージングプローブにおいて、生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、式１に示されている架橋ポリマーを含む積載反応性ラテックス粒子であってよい。前記架橋ポリマーは、少なくとも４５％の水不溶性モノマー、および反応性ハロ芳香族共役基を有する１〜３０質量％のモノマーを含み、式ＩＩＩ：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｖ）ｑ−（Ｔ）ｏ−（Ｗ）ｐ
式ＩＩＩ
の分子イメージング剤を載せている。式中、ｍは、４０〜８０質量パーセントの範囲であってよく、ｎは、１〜１０質量パーセントの範囲であってよく、ｑは、１〜３０質量パーセントの範囲であってよく、ｏは、１０〜６０質量パーセントの範囲であってよく、ｐは、最大１０質量パーセントである。Ｘは、式ＩＶ：
【化１４】
式ＩＶ
に示されている水不溶性のアルコキシエチル含有モノマーである。ここで、Ｒ１は、メチルまたは水素であり、Ｒ２は、最大１０の炭素を含むアルキルまたはアリール基である。Ｙは、２つのエチレン形不飽和化学官能基を含む少なくとも１つのモノマーであり、Ｗは、Ｘ、Ｙ、ＶまたはＴとは異なるエチレン形モノマーであり、Ｖは、ポリエチレングリコール−メタクリラート誘導体（式Ｖに示される）である。式Ｖは、
【化１５】
式Ｖ モノマーＶの化学構造
ｎは１より大きく、１３０より小さく、好ましくは５から１１０であり、ＣＧは、４−ハロ−３−ニトロベンゾエート、２−ハロ−３−ニトロベンゾエート、２−ハロ−４−ニトロベンゾエート、４−ハロ−２−ニトロベンゾエート、２−ハロ−５−ニトロベンゾエート、３−ハロ−２−ニトロベンゾエート、２−ハロニコチネート、４−ハロニコチネート、６−ハロニコチネート、２−ハロイソニコチネート、および３−ハロイソニコチネートから選ばれる。ハロは、フルオロ、クロロ、ブロモおよびヨードから選ばれる。Ｔは、式ＶＩに示されるポリエチレングリコールアクリラート含有マクロモノマーである。
【化１６】
式ＶＩ モノマーＴの化学構造
Ｒ１は、水素またはメチルであり、ｑは、５〜２２０であり、ｒは、１〜１０であり、ＲＧは、水素または官能基である。
【００４８】
現在、これらの生物的なカーゴを載せたナノ粒子を投与するための第１の方法は、尾静脈注射による。この投与方法は、時間がかかるとともに、送達される生物活性材料の量の制御などの問題を免れない。従って、本発明は、制御された能動、受動または時間方法での生物活性材料（生物的なカーゴを載せたナノ粒子）の送達のためのデバイスおよび方法の両方を目的とする。次に、図５を参照すると、マウス２９の尾２８に取り付けられた経皮デバイス２７が示されている。図６の拡大図に示されている好ましい実施態様において、経皮デバイス２７は尾２８に固定され、それによって経皮デバイス２７はマウスの尾静脈３０に密着して配置されている。
【００４９】
次に、図７および８に図示されている断面図を参照すると、経皮デバイス２７は、複数の層、すなわち、噛み付き防止保護カバー３２、接着剤を含んでよい内層３５、生物活性材料、例えば、ニコチン酸、ニコチネートエステル、パパベリン、グリセリルトリニトレート、リドカン、リンスドミン、ニカルジピン、カプロニウムクロリド、アセチルコリン、ニコチンおよびその類縁体のリストから選ばれる単数または複数の血管拡張剤と混合された生物的なカーゴを載せたナノ粒子、を含む１つ以上の吸収剤層、例えば符号４５ａおよび符号４５ｂで示す吸収材層、を含む吸収剤セクション４０、およびコア５０を含む。噛み付き防止保護カバー３２は、シリコーン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）（Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｕ．Ｓ．ＬＬＣ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）、ＰｅＢａｘ（登録商標）（Ａｒｋｅｍａ，Ｉｎｃ．，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）、Ｐｌｅｘｉｇｌａｓｓ（登録商標）（Ａｒｋｅｍａ，Ｉｎｃ．，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）、ポリアセタールＤｅｌｒｉｎ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）、金属またはポリウレタンなどの材料で作られていてよい。コア５０は、層３５の内部に配置され、シリコーン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ＨＤＰＥ、Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）、ＰｅＢａｘ（登録商標）、Ｐｌｅｘｉｇｌａｓｓ（登録商標）、Ｄｅｌｒｉｎ（登録商標）、またはポリウレタンなどの材料で作られていてよい。コア５０は、内層３５の接触表面５５の健全性を保存する役割を果たす。図９の矢印６０によって示されるように、コア５０は使用の直前に取り除かれ、従って接触表面５５が露出される。接触表面５５は、図１９に示され、後で説明されるマイクロニードルのアレイを含んでよい。
【００５０】
コア５０に代って、またはコア５０に加えて、図７および８にも示されている内部保護層６５を用いて接触表面５５を保護してもよい。内部保護層６５は、ゼラチンであってよく、図１０に図示されているように、内部保護層６５が存在するとき、それは、以下のステップを用いて綿棒７０により取り除かれる。ステップ「Ａ」において、最初に、先端７５に液体、例えば蒸留水または食塩水を含む綿棒７０がその容器（図示していない）から取り出され、矢印８０によって示されるように経皮デバイス２７の中に挿入される。次に、ステップ「Ｂ」において、綿棒の先端７５は矢印８５によって示されるように前後に動かされ、内部保護層６５を取り除き、従って接触表面５５を露出させる。ステップ「Ｃ」において、綿棒の先端７５は矢印９０によって示されるように経皮デバイス２７から取り出される。経皮デバイス２７は、これで、マウスの尾２８の挿入のための準備ができている。
【００５１】
図１１に、経皮デバイス２７を取り付けるための方法の第１の実施態様が示されている。経皮デバイス２７は、矢印１００によって示されるように、スロット９５を通して尾２８を経皮デバイス２７の中に滑り込ませることによってマウス２９の上に配置される。次に、経皮デバイス２７は、矢印１０５によって示されるように、ラッチ１１０の２つの二半部が噛み合い、単数または複数の血管拡張剤４２と混合された生物的なカーゴを載せたナノ粒子を含む吸収剤セクション４０が尾２８と密着することが確実になるまでデバイス２７を押して閉めることによって、マウスの尾２８の上に固定される。
【００５２】
図１２に、経皮デバイス２７を取り付けるための方法の第２の実施態様が示されている。経皮デバイス２７は、２つの二半部２７ａ、２７ｂに形成され、これらが、矢印１１５によって示されるように、尾２８をこれらの二半部の間に配置し、これらの２つを噛み合わせることによってマウス２９の上に配置される。次に、経皮デバイス２７は、矢印１１５によって示されるように、２つのラッチ１２０が噛み合い、単数または複数の血管拡張剤４２と混合された生物的なカーゴを載せたナノ粒子を含む吸収剤セクション４０が尾２８と密着することが確実になるまで二半部２７ａ、２７ｂを押して閉めることによって、尾２８の上に固定される。
【００５３】
図１３に、経皮デバイス２７を取り付けるための方法の第３の実施態様が示されている。変形可能なフルオロプラスチック材料、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、一般にＴＦＥと呼ばれている）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ），パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、ポリ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン）（ＥＣＴＦＥ）コポリマー、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ），ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、またはポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、から作られた外部保護カバー３２を有する経皮デバイス２７が作られている。デバイス２７は、矢印１３０によって示されるように、デバイス２７の中心穴１２５の中に尾２８を滑り込ませ、経皮デバイス２７を静かに絞って尾２８の周りにデバイスをしっかりと密着させることによってマウス２９の上に配置され、従って、単数または複数の血管拡張剤４２と混合された生物的なカーゴを載せたナノ粒子を含む吸収剤セクション４０が尾２８と密着することが確実になる。
【００５４】
図１４は、図３Ａおよび３Ｂのイメージングシステム２１の試料チャンバ２５および対象試料ステージ２３の部分概略図を示している。マウス２９は、チャンバ２５の中に配置されると、呼吸デバイス、例えば遮光された気体ポートを通してチャンバ２５に入るチューブ１４５を介して外部供給源につながれたノーズコーンまたはマスク１４０、によって麻酔を投与される。この手順全体にわたり、矢印１５０によって表される麻酔がマウスを鎮静させる。
【００５５】
試験被験体としてマウスを用いることに加え、研究者は、自身の実験において、より大きな動物、例えばウサギ、ブタ、ヤギ等も用いる。より大きな動物が用いられるとき、生物活性材料は、通常、注射によって血管内に投与されてきた。繰り返すが、医薬、バイオテクの企業および学界の研究者たちがこれらの生物活性材料の経皮送達により侵襲性の注射プロセスを回避することが可能になれば非常に有利であろう。もちろん、これらの生物活性材料をヒトに投与することについても同じことが成立する。
【００５６】
経皮デバイスを用いて生物活性材料、例えば前述の生物的なカーゴを載せたナノ粒子の形のイメージングプローブ、をウサギに投与する際に、経皮デバイスは、皮膚表面に直接貼付されるパッチの形であってよい。パッチを動物に貼付するとき、毛皮または毛は、通常、例えば剃ることによって除かれる。図１５に図示されている例において、前述の、単数または複数の血管拡張剤と混合された生物的なカーゴを載せたナノ粒子を含む経皮バッチ２００がヒトの腕２１０の皮膚表面２０５に直接貼付される。送達可能なカーゴを有するパッチは、動物またはヒトの「作用標的」、例えば、目に見える腫瘍、表面腫瘍、創傷、病気の器官、またはその他の以前に診断されている組織の直近に投与することができる。これは、「標的部位」におけるカーゴの濃縮を容易にし、（ｉ）損失が最小となり、（ｉｉ）分解が最小となり、（ｉｉｉ）望ましくない生理損傷がなくなり、（ｉｖ）修飾が最小となる等であろう。
【００５７】
図１６に図示されている経皮パッチ２００は、保護層２１５、例えば、取り除いて吸収剤層または受け取り層２２５の下表面２２０（皮膚２０５と接触することになり、示されていない接着ストリップを有してもよい）を露出させることができる液体不透過性の薄いポリエステルの層、を含む複数の層を含んでいる。織物または他の吸収剤材料が、生物活性材料、例えば血管拡張剤４２と混合された生物的なカーゴを載せたナノ粒子を含む受け取り層２２５を形成してよい（図１７および１８に記載されている）。層２２５は、図１５に示されているように下表面２２０によって皮膚表面２０５に接着されてよい。最後に、パッチ２００は、同じく液体不透過性の薄いポリエステルで作られている上部保護層２３０を含んでよい。１つの特定の実施態様において、生物活性材料４２、例えば、光学的な、ＳＰＥＣＴの、マルチモードの、薬物的な、または生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、ニコチン酸、ニコチネートエステル、パパベリン、グリセリルトリニトレート、リドカン、リンスドミン、ニカルジピン、カプロニウムクロリドおよびアセチルコリンのリストから選ばれた血管拡張薬と混合されてよい。混合物は、パッチ２００の吸収剤層２２５の中に含まれ、皮膚２０５に貼付されると、皮膚２０５がパッチ２００から生物活性材料を徐々に、正確かつ均一に吸収することが可能になる。
【００５８】
これらの多くの種類の経皮パッチのいずれが用いられてもよく、あるいは送達システムとともに用いられるように改変されてもよい。例えば、Ｔｅｓｔｄｅｒｍ（登録商標）経皮システム（Ａｌｚａ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ）は、透明ポリエステルのフレキシブル裏地および、皮膚表面と接触し、システムからの活性薬剤の放出速度を調節するエチレン−酢酸ビニルコポリマーのテストステロン含有膜を用いている。薬物含有膜の表面は、ポリイソブチレンとコロイド二酸化ケイ素との薄い接着性ストライプによって部分的に覆われて薬物膜を皮膚と長時間接触させ続ける。
【００５９】
図１７は、吸収剤層２２５が多層時間放出物質３００である吸収層２２５の実施態様を図示している。図１７に図示されている例においては、４つの別々の時間放出層３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃおよび３０５ｄがある。時間放出を達成するために、経皮デバイス２７またはパッチ２００は、生物活性材料、例えば、前記の生物的なカーゴを載せたナノ粒子４２を、個別の生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１０，３１１，３１２および３１３のその適切な個別の時間放出層３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃおよび３０５ｄ中の配置によって、送達する。多層時間放出材料３００は、数層の個別層を含む。これらの層のそれぞれの中への、およびそれぞれを通る薬物の拡散性は、それぞれの層の中の材料の種類によって調節することができる。常時放出層３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃおよび３０５ｄのために１つの材料、例えば架橋ゼラチンが用いられる場合、時間放出層のそれぞれの間に半透過層３２０，３２５および３３０が配置されて層３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃおよび３０５ｄを通る時間放出の生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１０“Ａ”，３１１“Ｂ”，３１２“Ｃ”および３１３“Ｄ”の拡散速度をそれぞれ制御してよい。半透過層３２０は、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１１“Ｂ” ，３１２“Ｃ”および３１３“Ｄ”に対しては透過性であるが、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１０“Ａ」に対しては透過性でない。同様に、半透過層３２５は、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１２“Ｃ”および３１３“Ｄ”に対しては透過性であるが、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１１“Ｂ」に対しては透過性でなく、半透過層３３０は、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１３“Ｄ”に対しては透過性であるが、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１２“Ｃ”に対しては透過性でない。半透過層を用いると、矢印３３５によって示されるように、時間放出の生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１０“Ａ” ，３１１“Ｂ” ，３１２“Ｃ”および３１３“Ｄ”の皮膚への時限拡散を、制御することができる。
【００６０】
一例として、多層時間放出材料３００は、デキストラン−ビスアクリルアミドハイドロゲル（３０５ａ）、デキストラン−メタクリラートハイドロゲル（３０５ｂ）、カルボキシメチルデキストランハイドロゲル（３０５ｃ）およびジビニルベンゼン−メタクリル酸ハイドロゲル（３０５ｄ）の時間放出層をそれぞれ含んでよく、各層の厚さは、１０μｍから２００μｍである。各層の中のナノ粒子は、ＫＯＤＡＫ Ｘ−ＳＩＧＨＴナノスフェア７６１（層３０５ａの中のナノ粒子３１３“Ｄ”）、Ｘ−ＳＩＧＨＴナノスフェア６９１（層３０５ｂの中のナノ粒子３１２“Ｃ”）、積載反応性ナノスケールラテックス粒子（層３０５ｃの中のナノ粒子３１１“Ｂ”）および架橋有機−無機ハイブリッドナノ粒子（層３０５ｄの中のナノ粒子３１０“Ａ”）であってよい。
【００６１】
図１８は、経皮送達システムが単層時間放出材料３４０を含む吸収剤層２２５の別の実施態様を図示している。吸収剤層２２５は、生物活性材料、例えば、生物的なカーゴを載せたナノ粒子４２または３１０“Ａ”および３１１“Ｂ”のためのキャリアとしての役目もある接着剤３４５、例えばＤＵＲＯ−ＴＡＫ（登録商標）（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ，Ｂｒｉｄｇｅｗａｔｅｒ，ＮＪ）の単層を含んでいる。生物的なカーゴを載せたナノ粒子４２が時間放出するようにホストに分配される利用形において、接着剤−時間放出キャリア材料３４０は、単層を通る生物的なカーゴを載せたナノ粒子４２のホスト中への移動を制御するか、または制御を支援する。時間放出キャリア材料３４０は、デキストランハイドロゲル、デキストラン−メタクリラートハイドロゲル、カルボキシルメチルデキストランハイドロゲル、デキストラン−ポリラクチドハイドロゲル、ポリ（ビニルアルコール）ハイドロゲル、ヘパリン−ポリ（エチレングリコール）−ポリ（ビニルアルコール）ハイドロゲル、ポリ（アクリル酸）ハイドロゲル、ジビニルベンゼン−メタクリル酸コポリマーハイドロゲル、ポリアクリルアミドハイドロゲル、アクリルアミド−ビスアクリルアミドコポリマーハイドロゲル、シリコーンハイドロゲルを含むポリマーベースのハイドロゲルであってよい。別の実施態様において、同じく、生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１０“Ａ”と生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１１“Ｂ”との両方が１つの層の中に入れられてもよく、または生物的なカーゴを載せたナノ粒子３１０“Ａ”が層２（図示してない）の中に入れられ、層１を通るその拡散を制御することにより、その送達を弱めてもよいであろう。これらの方法のいずれか１つを用いて生物活性粒子または薬物の拡散を制御して適切な時間放出を達成してもよい。１つの層は、デキストランまたはその修飾ハイドロゲル、例えばデキストランハイドロゲル、デキストラン−メタクリラートハイドロゲル、カルボキシルメチルデキストランハイドロゲル、デキストラン−ポリラクチドハイドロゲルから選んでよい。第２の層は、ポリ（アクリル酸）ハイドロゲル、ジビニルベンゼン−メタクリル酸コポリマーハイドロゲル、ポリ（ビニルアルコール）ハイドロゲル、ヘパリン−ポリ（エチレングリコール）−ポリ（ビニルアルコール）ハイドロゲルを含む架橋されたアクリル酸ポリマーハイドロゲルまたはビニルアルコール含有ハイドロゲルであってよい。
【００６２】
さらに別の実施態様において、大型動物、ヒトの皮膚、またはマウスの尾と直接接触する経皮パッチまたはデバイスの表面は、図１９の電子顕微鏡像に示されるマイクロニードルのアレイ４００で構成されてよい。雑誌「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ」の２００３年１１月１７日のオンライン号において公表された論文中に記載されているように、皮膚を通る徐放を提供する経皮薬物送達のためのマイクロニードルが開発された。これらのニードルは、最大５０ｎｍの半径の高分子およびナノ粒子に対する皮膚透過性を増加させる。マイクロニードルは、角質層として知られている皮膚の外層に侵入し、生物活性材料、例えば光学的な、ＳＰＥＣＴの、マルチモードの、薬物的な、または生物的なカーゴを載せたナノ粒子を皮膚のより深い区域に運ぶ。そこで、ナノ粒子は拡散し、毛細血管によって吸収される。毛細血管は、ナノ粒子を血流中に運び込み、皮膚を通る生物活性材料の吸収を顕著に増加させる。例えば、マイクロニードルキャリアは、１から１，０００μｍの範囲のサイズの４００のニードルを含む１０ミリメートル四方の中実または中空のシリコンマイクロニードルアレイからなってよい。これらのマイクロニードルアレイも、腹腔内注射、経口摂取または強制栄養によって破損しないで確実に皮膚に侵入するのに十分な強度を有する金属およびポリマー材料から作製されてよい。
【００６３】
図２０Ａおよび図２０Ｂは、被験マウスの尾を通るＮｉｃｏｄｅｒｍ（商標）パッチによるＫＯＤＡＫ Ｘ−ＳＩＧＨＴ ７６１ナノスフェアの非侵襲送達の実験結果を示している。実験において、ＫＯＤＡＫ Ｘ−ＳＩＧＨＴ ７６１ナノスフェアは、Ｎｉｃｏｄｅｒｍ（登録商標）パッチ５００の内部接着接触表面に塗布された。次に、パッチは、被験体のマウス５１０の尾に貼付され、図３Ａ、図３Ｂおよび図４に記載されているイメージングシステム２１を用いて時間０分におけるマウス５１０の近赤外蛍光イメージが撮影された。０分の時点において撮影されたＫＯＤＡＫ Ｘ−ＳＩＧＨＴナノスフェアの近赤外蛍光イメージ５２０を図２０Ａにおいて見ることができる。後の時点、３時間の時点において、イメージングシステム２１を用いてマウス５１０の第２の近赤外蛍光イメージ５３０が撮影された。得られた近赤外蛍光イメージ５３０が図２０Ｂに示されている。近赤外蛍光イメージ５３０において、被験体のマウス５１０の肝臓と腎臓との両方が強固なＸ−ＳＩＧＨＴ ７６１ナノスフェアのシグナルを示している。この実験は、イメージング剤Ｘ−ＳＩＧＨＴ ７６１ナノスフェアがマウスの尾を通って被験体のマウス５１０に経皮送達されることが成功したことを明らかに示している。
【符号の説明】
【００６４】
１０ マルチモードイメージングシステム、１２ 光源、１４ 光学コンパートメント、１６ ミラー、１８ レンズ／カメラシステム、２０ 制御システム、２１ イメージングシステム、２２ Ｘ線源、２３ 対象試料ステージ、２４ ファイバ光学素子、２５ 試料環境、２６ アクセス手段／部材、２７ 経皮デバイス、２７ａ，２７ｂ 経皮デバイスの二半部、２８ 尾、２９ マウス、３０ 尾静脈、３２ 保護カバー、３５ 内層、４０ 吸収剤セクション、４２ 生物活性材料、４５ａ，４５ｂ 吸収剤層、５０ コア、５５ 接触表面、６０ 矢印、６５ 内部保護層、７０ 綿棒、７５ 綿棒の先端、８０，８５，９０，１００，１０５，１１５，１３０，１５０，３３５ 矢印、９５ スロット、１１０，１２０ ラッチ、 １２５ 中心穴、１４０ 呼吸デバイス（ノーズコーンまたはマスク）、１４５ チューブ、２００ 経皮パッチ、２０５ 皮膚、２１０ 腕、２１５ 除去可能な保護層、２２０ 下表面、２２５ 吸収剤層（または受け）、２３０ 上部保護層、３００ 時間放出材料、３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄ 時間放出層、３１０，３１１，３１２，３１３ 生物活性粒子、３２０，３２５，３３０ 半透過層、３４０ 単層時間放出材料、３４５ 接着剤の単層、４００ マイクロニードルアレイ、５００ パッチ、５１０ 被験体のマウス、５２０ 近赤外蛍光イメージ、５３０ 近赤外蛍光イメージ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物的なカーゴを載せたナノ粒子の動物またはヒトへの経皮送達のための方法であって、前記粒子は、マルチモード光分子イメージングプローブを含み、
皮膚を通して吸収することができる形の前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子を提供するステップと、
前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子を動物またはヒトの前記皮膚に送達するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記送達するステップは、前記皮膚に取り付け可能なデバイス中の前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子を用いて達成されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記デバイスは、
単数または複数の血管拡張剤を含むパッチ、または、
マイクロニードルを含むパッチ、または、
多層時間放出材料を含むパッチ
の１つによってヒトの前記皮膚に直接取り付けられることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法であって、前記デバイスは、
単数または複数の血管拡張剤を含む、前記尾に固定されたデバイス、または、
マイクロニードルを含む、前記尾に固定されたデバイス、または、
多層時間放出材料を含む、前記尾に固定されたデバイス
の１つによって動物の前記皮膚に取り付けられることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、
薬物、または、
ワクチン、または、
生物医薬品、または、
イメージング造影剤、または、
マルチモードイメージング造影剤、または、
生物分子、または、
抗感染薬
のいずれか１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記動物またはヒトを固定された状態で受けるようになっている支持部材を提供するステップと、
前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子の形のイメージング剤を前記動物またはヒトに経皮送達するステップと、
前記固定された動物またはヒトをマルチモードイメージングシステム中でイメージ化するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記イメージ化するステップは、
Ｘ線、または
近赤外蛍光
のいずれか１つのイメージングモード方式の使用を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、下式：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｚ）ｏ
によって表される繰り返し形の、架橋された、エチレン形不飽和モノマーの水適合性の膨潤した分岐ポリマーネットワークを含む、カーゴを載せたナノゲルを含み、
式中、Ｘは、イオン結合部分または水素結合部分を含む水溶性モノマーであり、Ｙは、重合性エチレン形不飽和基に結合した繰り返し形の親水性単位を含む水溶性マクロモノマーであり、Ｚは、多官能架橋用モノマーであり、ｍは、５０〜９０モル％の範囲であり、ｎは、２〜３０モル％の範囲であり、ｏは、１〜１５モル％の範囲である、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記ナノ粒子は、下式：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｚ）ｏ−（Ｗ）ｐ
によって表される混合物から作られたラテックス材料を含む、カーゴを載せたラテックス粒子を含有し、
式中、Ｙは、少なくとも２つのエチレン形不飽和化学官能基を有する少なくとも１つのモノマーであり、Ｚは、３００から１０，０００の間の平均分子量を有する少なくとも１つのポリエチレングリコールマクロモノマーであり、Ｗは、Ｘ、ＹまたはＺとは異なるエチレン形モノマーあり、Ｘは、少なくとも１つの水不溶性の、アルコキシエチル含有モノマーであり、ｍ、ｎ、ｏおよびｐは、各成分モノマーの質量百分率範囲であり、ｍは、４０〜９０質量パーセントの間の範囲であり、ｎは、１〜１０質量パーセントの間の範囲であり、ｏは、２０〜６０質量パーセントの間の範囲であり、ｐは、最大１０質量パーセントであり、
前記カーゴを載せたラテックス粒子は、蛍光染料を載せていることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、以下の式１：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｖ）ｑ−（Ｔ）ｏ−（Ｗ）ｐ
式１
によって表される架橋されたポリマーを含む、カーゴを載せた反応性ラテックス粒子を含有し、
前記架橋されたポリマーは、少なくとも４５％の水不溶性モノマーと、反応性ハロ芳香族共役基を有する１〜３０質量％のモノマーとを含み、分子イメージング剤に搭載され、
式中、ｍは、４０〜８０質量％の範囲であり、、ｎは、１〜１０質量％の範囲であり、、ｑは、１〜３０質量％の範囲であり、ｏは、１０〜６０質量％の範囲であり、ｐは、最大１０質量％であって、
式中、Ｘは、以下の式２：
【化１】
式２
によって表される水不溶性の、アルコキシエチル含有モノマーであり、Ｒ１は、メチルまたは水素であり、Ｒ２は、最大１０の炭素を含むアルキルまたはアリール基であり、
式中、Ｙは、２つのエチレン形不飽和化学官能基を含む少なくとも１つのモノマーであり、Ｗは、Ｘ、Ｙ、ＶまたはＴとは異なるエチレン系モノマーであり、Ｖは、以下の式３：
【化２】
式３ モノマーＶの化学構造
によって表されるポリエチレングリコール−メタクリラート誘導体であり、ｎは、１より大きく１３０より小さく、好ましくは５から１１０であり、ＣＧは、４−ハロ−３−ニトロベンゾエート、２−ハロ−３−ニトロベンゾエート、２−ハロ−４−ニトロベンゾエート、４−ハロ−２−ニトロベンゾエート、２−ハロ−５−ニトロベンゾエート、３−ハロ−２−ニトロベンゾエート、２−ハロニコチネート、４−ハロニコチネート、６−ハロニコチネート、２−ハロイソニコチネート、および３−ハロイソニコチネートから選ばれ、ハロは、フルオロ、クロロ、ブロモおよびヨードから選ばれ、
式中、Ｔは、以下の式４：
【化３】
式４ 調整可能な構造
によって表されるマクロモノマーを含むポリエチレングリコールアクリラートであり、
Ｒ１は、水素またはメチルであり、ｑは、５〜２２０であり、ｒは、１〜１０であり、ＲＧは、水素または官能基である、ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、前記ナノ粒子は、両親媒性ブロックまたはグラフトコポリマーの自己集合から誘導されて架橋粒子を形成し、前記ナノ粒子のコア中の共有化学結合およびアルコキシシラン架橋によってイメージング染料が前記粒子中に固定され、結果として有機／無機ハイブリッド材料が得られることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、ナノ粒子イメージングプローブを含み、
前記ナノ粒子イメージングプローブは、
酸化物コアと、
共有結合によって前記酸化物コアに取り付けられた生物適合性ポリマーシェルと、
電磁放射に応答して発光を生じる染料と、
前記染料の前記発光を消光する消光剤と、
前記ナノ粒子イメージングプローブを前記染料および前記消光剤からなる群から選ばれる成分と共有結合によって結合させる開裂可能なペプチドであって、前記ペプチドが開裂すると前記ナノ粒子イメージングプローブから前記成分が解放されるペプチドと、
を含み、
前記ナノ粒子イメージングプローブは、１００ｎｍ未満のサイズを有し、
前記染料の前記発光は、前記成分が前記ナノ粒子イメージングプローブと結合していると消光され、前記成分が前記ナノ粒子イメージングプローブから解放されると消光されない、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、ルミネセンスまたは蛍光イメージング成分、Ｘ線およびＭＲＩを含む１つ以上のイメージングモードによってイメージ化されることが可能である１つ以上のイメージング成分を有するナノ粒子を含むマルチモードイメージングプローブを含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、単数または複数の血管拡張剤と混合されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
動物またはヒトへの生物的なカーゴの経皮送達のためのデバイスであって、
生物的なカーゴを載せたナノ粒子であって、皮膚を通して吸収することができる形のマルチモード光分子イメージングプローブを含む粒子と、
前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子を動物またはヒトの前記皮膚に送達するための前記皮膚に取り付け可能なデバイスと、
を含むことを特徴とするデバイス。
【請求項１６】
請求項１５に記載のデバイスであって、前記デバイスは、
単数または複数の血管拡張剤を含むパッチ、または、
マイクロニードルを含むパッチ、または、
多層時間放出材料を含むパッチ
の１つによってヒトの前記皮膚に取り付け可能であることを特徴とするデバイス。
【請求項１７】
請求項１５に記載のデバイスであって、前記デバイスは、以下、すなわち
単数または複数の血管拡張剤を含み、尾に固定されるか、または、
マイクロニードルを含み、尾に固定されるか、または、
多層時間放出材料を含み、尾に固定されるか
の１つによって動物の前記皮膚に取り付け可能であることを特徴とするデバイス。
【請求項１８】
請求項１５に記載のデバイスであって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、
薬物、または、
ワクチン、または、
生物医薬品、または、
イメージング剤、または、
マルチモードイメージング剤、または、
生物分子、または、
抗感染薬
のいずれか１つを含むとを特徴とするデバイス。
【請求項１９】
請求項１５に記載のデバイスであって、第１の複数の異なる種類の生物的なカーゴを載せたナノ粒子が、対応する第２の複数の別々の時間放出層の中に配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項２０】
請求項１９に記載のデバイスであって、前記第２の複数の層の少なくとも２つの間に配置されて前記ナノ粒子の拡散速度を制御する少なくとも１つの半透過性の層をさらに含むことを特徴とするデバイス。
【請求項２１】
請求項１５に記載のデバイスであって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、血管拡張薬剤を含む吸収剤セクション中に配置され、前記吸収剤セクションは、前記皮膚と接触するための表面を有することを特徴とするデバイス。
【請求項２２】
請求項２１に記載のデバイスであって、前記表面は、前記皮膚に接着することを特徴とするデバイス。
【請求項２３】
請求項２１に記載のデバイスであって、前記吸収剤セクションを囲む保護カバーをさらに含むことを特徴とするデバイス。
【請求項２４】
請求項２３に記載のデバイスであって、前記保護カバーは、圧縮して前記デバイスを前記皮膚に固定することができることを特徴とするデバイス。
【請求項２５】
請求項２１に記載のデバイスであって、
動物の尾を受け入れ、それによって前記尾を前記吸収剤セクションと接触させるための開口と、
前記デバイスを前記尾に固定するための手段と、
をさらに含むことを特徴とするデバイス。
【請求項２６】
請求項２１に記載のデバイスであって、前記吸収剤セクションは、動物の尾を囲むための少なくとも１つのセクションの中に形成され、前記デバイスを前記尾に固定するための手段をさらに含むことを特徴とするデバイス。
【請求項２７】
請求項２１に記載のデバイスであって、前記表面のための取り除くことができる保護層をさらに含むことを特徴とするデバイス。
【請求項２８】
請求項１５に記載のデバイスであって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、前記デバイスの一部分を形成する接着層の中に配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項１】
生物的なカーゴを載せたナノ粒子の動物またはヒトへの経皮送達のための方法であって、前記粒子は、マルチモード光分子イメージングプローブを含み、
皮膚を通して吸収することができる形の前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子を提供するステップと、
前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子を動物またはヒトの前記皮膚に送達するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記送達するステップは、前記皮膚に取り付け可能なデバイス中の前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子を用いて達成されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記デバイスは、
単数または複数の血管拡張剤を含むパッチ、または、
マイクロニードルを含むパッチ、または、
多層時間放出材料を含むパッチ
の１つによってヒトの前記皮膚に直接取り付けられることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法であって、前記デバイスは、
単数または複数の血管拡張剤を含む、前記尾に固定されたデバイス、または、
マイクロニードルを含む、前記尾に固定されたデバイス、または、
多層時間放出材料を含む、前記尾に固定されたデバイス
の１つによって動物の前記皮膚に取り付けられることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、
薬物、または、
ワクチン、または、
生物医薬品、または、
イメージング造影剤、または、
マルチモードイメージング造影剤、または、
生物分子、または、
抗感染薬
のいずれか１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記動物またはヒトを固定された状態で受けるようになっている支持部材を提供するステップと、
前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子の形のイメージング剤を前記動物またはヒトに経皮送達するステップと、
前記固定された動物またはヒトをマルチモードイメージングシステム中でイメージ化するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記イメージ化するステップは、
Ｘ線、または
近赤外蛍光
のいずれか１つのイメージングモード方式の使用を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、下式：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｚ）ｏ
によって表される繰り返し形の、架橋された、エチレン形不飽和モノマーの水適合性の膨潤した分岐ポリマーネットワークを含む、カーゴを載せたナノゲルを含み、
式中、Ｘは、イオン結合部分または水素結合部分を含む水溶性モノマーであり、Ｙは、重合性エチレン形不飽和基に結合した繰り返し形の親水性単位を含む水溶性マクロモノマーであり、Ｚは、多官能架橋用モノマーであり、ｍは、５０〜９０モル％の範囲であり、ｎは、２〜３０モル％の範囲であり、ｏは、１〜１５モル％の範囲である、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記ナノ粒子は、下式：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｚ）ｏ−（Ｗ）ｐ
によって表される混合物から作られたラテックス材料を含む、カーゴを載せたラテックス粒子を含有し、
式中、Ｙは、少なくとも２つのエチレン形不飽和化学官能基を有する少なくとも１つのモノマーであり、Ｚは、３００から１０，０００の間の平均分子量を有する少なくとも１つのポリエチレングリコールマクロモノマーであり、Ｗは、Ｘ、ＹまたはＺとは異なるエチレン形モノマーあり、Ｘは、少なくとも１つの水不溶性の、アルコキシエチル含有モノマーであり、ｍ、ｎ、ｏおよびｐは、各成分モノマーの質量百分率範囲であり、ｍは、４０〜９０質量パーセントの間の範囲であり、ｎは、１〜１０質量パーセントの間の範囲であり、ｏは、２０〜６０質量パーセントの間の範囲であり、ｐは、最大１０質量パーセントであり、
前記カーゴを載せたラテックス粒子は、蛍光染料を載せていることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、以下の式１：
（Ｘ）ｍ−（Ｙ）ｎ−（Ｖ）ｑ−（Ｔ）ｏ−（Ｗ）ｐ
式１
によって表される架橋されたポリマーを含む、カーゴを載せた反応性ラテックス粒子を含有し、
前記架橋されたポリマーは、少なくとも４５％の水不溶性モノマーと、反応性ハロ芳香族共役基を有する１〜３０質量％のモノマーとを含み、分子イメージング剤に搭載され、
式中、ｍは、４０〜８０質量％の範囲であり、、ｎは、１〜１０質量％の範囲であり、、ｑは、１〜３０質量％の範囲であり、ｏは、１０〜６０質量％の範囲であり、ｐは、最大１０質量％であって、
式中、Ｘは、以下の式２：
【化１】
式２
によって表される水不溶性の、アルコキシエチル含有モノマーであり、Ｒ１は、メチルまたは水素であり、Ｒ２は、最大１０の炭素を含むアルキルまたはアリール基であり、
式中、Ｙは、２つのエチレン形不飽和化学官能基を含む少なくとも１つのモノマーであり、Ｗは、Ｘ、Ｙ、ＶまたはＴとは異なるエチレン系モノマーであり、Ｖは、以下の式３：
【化２】
式３ モノマーＶの化学構造
によって表されるポリエチレングリコール−メタクリラート誘導体であり、ｎは、１より大きく１３０より小さく、好ましくは５から１１０であり、ＣＧは、４−ハロ−３−ニトロベンゾエート、２−ハロ−３−ニトロベンゾエート、２−ハロ−４−ニトロベンゾエート、４−ハロ−２−ニトロベンゾエート、２−ハロ−５−ニトロベンゾエート、３−ハロ−２−ニトロベンゾエート、２−ハロニコチネート、４−ハロニコチネート、６−ハロニコチネート、２−ハロイソニコチネート、および３−ハロイソニコチネートから選ばれ、ハロは、フルオロ、クロロ、ブロモおよびヨードから選ばれ、
式中、Ｔは、以下の式４：
【化３】
式４ 調整可能な構造
によって表されるマクロモノマーを含むポリエチレングリコールアクリラートであり、
Ｒ１は、水素またはメチルであり、ｑは、５〜２２０であり、ｒは、１〜１０であり、ＲＧは、水素または官能基である、ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、前記ナノ粒子は、両親媒性ブロックまたはグラフトコポリマーの自己集合から誘導されて架橋粒子を形成し、前記ナノ粒子のコア中の共有化学結合およびアルコキシシラン架橋によってイメージング染料が前記粒子中に固定され、結果として有機／無機ハイブリッド材料が得られることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、ナノ粒子イメージングプローブを含み、
前記ナノ粒子イメージングプローブは、
酸化物コアと、
共有結合によって前記酸化物コアに取り付けられた生物適合性ポリマーシェルと、
電磁放射に応答して発光を生じる染料と、
前記染料の前記発光を消光する消光剤と、
前記ナノ粒子イメージングプローブを前記染料および前記消光剤からなる群から選ばれる成分と共有結合によって結合させる開裂可能なペプチドであって、前記ペプチドが開裂すると前記ナノ粒子イメージングプローブから前記成分が解放されるペプチドと、
を含み、
前記ナノ粒子イメージングプローブは、１００ｎｍ未満のサイズを有し、
前記染料の前記発光は、前記成分が前記ナノ粒子イメージングプローブと結合していると消光され、前記成分が前記ナノ粒子イメージングプローブから解放されると消光されない、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、ルミネセンスまたは蛍光イメージング成分、Ｘ線およびＭＲＩを含む１つ以上のイメージングモードによってイメージ化されることが可能である１つ以上のイメージング成分を有するナノ粒子を含むマルチモードイメージングプローブを含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、単数または複数の血管拡張剤と混合されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
動物またはヒトへの生物的なカーゴの経皮送達のためのデバイスであって、
生物的なカーゴを載せたナノ粒子であって、皮膚を通して吸収することができる形のマルチモード光分子イメージングプローブを含む粒子と、
前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子を動物またはヒトの前記皮膚に送達するための前記皮膚に取り付け可能なデバイスと、
を含むことを特徴とするデバイス。
【請求項１６】
請求項１５に記載のデバイスであって、前記デバイスは、
単数または複数の血管拡張剤を含むパッチ、または、
マイクロニードルを含むパッチ、または、
多層時間放出材料を含むパッチ
の１つによってヒトの前記皮膚に取り付け可能であることを特徴とするデバイス。
【請求項１７】
請求項１５に記載のデバイスであって、前記デバイスは、以下、すなわち
単数または複数の血管拡張剤を含み、尾に固定されるか、または、
マイクロニードルを含み、尾に固定されるか、または、
多層時間放出材料を含み、尾に固定されるか
の１つによって動物の前記皮膚に取り付け可能であることを特徴とするデバイス。
【請求項１８】
請求項１５に記載のデバイスであって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、
薬物、または、
ワクチン、または、
生物医薬品、または、
イメージング剤、または、
マルチモードイメージング剤、または、
生物分子、または、
抗感染薬
のいずれか１つを含むとを特徴とするデバイス。
【請求項１９】
請求項１５に記載のデバイスであって、第１の複数の異なる種類の生物的なカーゴを載せたナノ粒子が、対応する第２の複数の別々の時間放出層の中に配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項２０】
請求項１９に記載のデバイスであって、前記第２の複数の層の少なくとも２つの間に配置されて前記ナノ粒子の拡散速度を制御する少なくとも１つの半透過性の層をさらに含むことを特徴とするデバイス。
【請求項２１】
請求項１５に記載のデバイスであって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、血管拡張薬剤を含む吸収剤セクション中に配置され、前記吸収剤セクションは、前記皮膚と接触するための表面を有することを特徴とするデバイス。
【請求項２２】
請求項２１に記載のデバイスであって、前記表面は、前記皮膚に接着することを特徴とするデバイス。
【請求項２３】
請求項２１に記載のデバイスであって、前記吸収剤セクションを囲む保護カバーをさらに含むことを特徴とするデバイス。
【請求項２４】
請求項２３に記載のデバイスであって、前記保護カバーは、圧縮して前記デバイスを前記皮膚に固定することができることを特徴とするデバイス。
【請求項２５】
請求項２１に記載のデバイスであって、
動物の尾を受け入れ、それによって前記尾を前記吸収剤セクションと接触させるための開口と、
前記デバイスを前記尾に固定するための手段と、
をさらに含むことを特徴とするデバイス。
【請求項２６】
請求項２１に記載のデバイスであって、前記吸収剤セクションは、動物の尾を囲むための少なくとも１つのセクションの中に形成され、前記デバイスを前記尾に固定するための手段をさらに含むことを特徴とするデバイス。
【請求項２７】
請求項２１に記載のデバイスであって、前記表面のための取り除くことができる保護層をさらに含むことを特徴とするデバイス。
【請求項２８】
請求項１５に記載のデバイスであって、前記生物的なカーゴを載せたナノ粒子は、前記デバイスの一部分を形成する接着層の中に配置されていることを特徴とするデバイス。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【公表番号】特表２０１２−５０１３５５（Ｐ２０１２−５０１３５５Ａ）
【公表日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２６０２９（Ｐ２０１１−５２６０２９）
【出願日】平成２１年５月６日（２００９．５．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００２８００
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０２７３８７
【国際公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（５０７２２４５８７）ケアストリーム ヘルス インク (76)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月６日（２００９．５．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００２８００
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０２７３８７
【国際公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（５０７２２４５８７）ケアストリーム ヘルス インク (76)
【Ｆターム（参考）】
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