增加通过使用者的皮肤的药物和药妆品的吸收的方法和装置
阅读说明：本技术 增加通过使用者的皮肤的药物和药妆品的吸收的方法和装置 (Method and device for increasing the absorption of drugs and cosmeceuticals through the skin of a user ) 是由 斯科特·N·谢夫特尔 杰弗里·B·斯基巴 于 2019-06-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于增加通过动物或人的皮肤的物质的吸收的装置,该装置包括：织物或基底；作为特定图案中的多条线或点放置在织物或基底表面的至少一部分上或通过织物或基底表面的至少一部分暴露的金属颗粒,特定图案将金属颗粒离散地定位在相距一定距离的电隔离位置,其中,织物或基底被配置为使得所述金属颗粒接触人或动物的皮肤表面,其中多条间隔的线彼此基本上均匀地间隔开；以及适于容纳物质的层；其中所述织物或基底形成空气-金属电池的多个半电池,用于与人或动物的皮肤进行离子交换,于是,通过离子电渗疗法驱动位于装置和皮肤之间的物质。(The present invention provides a device for increasing the absorption of a substance through the skin of an animal or human, the device comprising: a fabric or substrate; metal particles placed on or exposed through at least a portion of the fabric or substrate surface as a plurality of lines or dots in a specific pattern, the specific pattern discretely locating the metal particles at electrically isolated locations at a distance, wherein the fabric or substrate is configured such that the metal particles contact a skin surface of a human or animal, wherein the plurality of spaced lines are substantially evenly spaced from each other; and a layer adapted to contain a substance; wherein the fabric or substrate forms a plurality of half-cells of an air-metal battery for ion exchange with human or animal skin, whereupon substances located between the device and the skin are driven by iontophoresis.)
技术领域
本发明涉及一种用于增加通过使用者皮肤的物质的吸收的方法和装置。本发明在增加药物通过皮肤的吸收方面具有特殊的用途，并且将结合这种用途进行描述，但是其他的用途，例如增加包括例如药妆品的其他物质的吸收的速度或深度也是可以考虑的。
背景技术
皮肤包括表皮、真皮和皮下脂肪组织。当将药物施用到皮肤上时，表皮，即皮肤的上层，通常将药物视为异物并阻碍药物的吸收。结果，由于分子大小、生物特性、生化现象等的影响，实际上吸收到皮肤中的药物的量非常小。
为了克服该问题，已经开发了离子电渗疗法以增加通过皮肤的药物的吸收。离子电渗疗法涉及产生微电流以流经皮肤，从而通过电排斥力有效地增加与皮肤具有电亲和力的药物中所含成分的吸收。例如，可以使用离子电渗疗法将作为皮肤生长中的抗氧化剂和辅助因子的维生素C吸收到皮肤中，从而提供细胞刺激和抗氧化保护。局部维生素C用于皮肤健康和改善皱纹。离子电渗疗法的其他用途可以从药物递送(例如处方药)到局部给药而没有全身性副作用。
当前的离子电渗疗法装置通过将贴剂附着到皮肤上并允许微电流从贴剂流到皮肤中来在皮肤上和周围诱导产生电场。然而，当前的离子电渗疗法装置需要电源，例如，电池或与电源的连接，电线，电路等，它们既昂贵又笨重，使用不便，从而降低了患者的依从性。因此，需要一种用于递送通过皮肤吸收的药物的自给式(self-contained)、低成本的方法和装置。除了对皮肤的离子电渗作用外，定向微电流还可以刺激皮肤，增强血流量和组织氧合作用，并通过增加蛋白质合成、氨基酸转运和增加ATP(线粒体能量)合成来增强细胞反应。净效应是局部胶原蛋白刺激，可解决皱纹，肤色和皮肤的健康。
在我们先前的美国专利第9,192,761号和第9,707,172号中，我们描述了用于治疗多汗症和其他病症(例如神经性疼痛，外周动脉疾病和神经病变)的方法和设备；用于手术康复和外科恢复，包括关节手术康复和软组织愈合；以及用于包括肌肉和肌腱愈合以及中风康复的物理疗法，通过将其施加到需要所述治疗的患者的皮肤表面上，该装置包括含有元素锌颗粒的织物，该织物被布置成使得该织物形成空气锌电池的多个半电池，从而与患者的皮肤产生离子交换。如我们上述专利中所述，元素锌颗粒或锌盐颗粒对皮肤的作用将导致副反应，形成有益于主体(host)的锌络合物。将局部锌递送到皮肤表面的能力可以产生有益的效果，只要局部锌处于正确的元素形态，可用性和构型即可。
锌、氧化锌和锌盐在化妆品和药用软膏和乳霜中的独特治疗价值，即用于治疗多种皮肤疾病，在本领域中是有据可查的。同样，如我们在审的美国申请序列号15/823,076中所报告的，通过使上面印刷有元素锌颗粒的织物与患者皮肤接触，可以获得直接施用于皮肤的含锌乳霜或软膏的许多相同益处，即，如我们的上述‘761和‘172专利中所述。
发明内容
现在我们已经发现，诸如在我们的上述‘761和‘172专利中以及在我们的上述‘076在审申请中所述载有金属颗粒的织物可以有利地用作与皮肤接触的氧化/还原反应中的半电池，以产生电流，当引入皮肤，电流会改变皮肤膜的通透性，使诸如药物之类的物质更容易进入皮肤。也就是说，由载有金属颗粒的纤维与皮肤接触所产生的电场提供了电场方向，即离子织物中为负而组织中为正。结果，类似于离子电渗疗法，通过电排斥力，即负到正吸引，可以将织物或皮肤上的物质吸收到皮肤上，朝向对患者的组织的正向吸引。因此，本发明本质上提供了一种用于将诸如药物之类的物质驱动进入穿着者的皮肤的自给式无外部电池的离子电渗疗法装置。
本发明的一个方面提供了一种用于增加通过动物或人的皮肤的物质的吸收的装置，该装置包括：织物或基底；作为特定图案中的多条线或点放置在织物或基底表面的至少一部分上或通过织物或基底表面的至少一部分暴露的金属颗粒，该特定图案将金属颗粒离散地定位在相距一定距离的电隔离位置，其中，织物或基底被配置为使得所述金属颗粒接触人或动物的皮肤表面，其中多条间隔的线彼此基本上均匀地间隔开；以及适于容纳物质的层；其中所述织物或基底形成空气-金属电池的多个半电池，用于与人或动物的皮肤进行离子交换，随后将位于装置和动物或人的皮肤之间的物质通过离子电渗疗法驱入皮肤。
在一方面，这些图案符合人或动物的血液循环模式和/或神经或下面的肌肉模式。
在另一方面，线或点以0.1至3mm，优选地0.2至2mm，更优选地0.3至1.5mm，最优选地0.5至1mm的间隔均匀地间隔开。
在又一方面，线或线的点宽为0.1mm至5mm，优选为约0.1至3mm，更优选为0.2至2mm，甚至更优选为0.3至1mm，最优选为0.4至0.5mm。
在另一方面，图案覆盖织物或基底的表面的约10％至90％，优选从约15％至约75％，更优选从约25％至约50％，最优选从约30％到约40％。
在一个优选方面，金属颗粒包括金属、金属氧化物或金属盐，优选元素锌颗粒、氧化锌颗粒和锌盐颗粒，或铝、铁、铜和镁及其氧化物或盐。
在又一方面，该装置包括适于将装置固定到动物或人的皮肤上的粘合剂或粘合剂突片(tab)。在通过粘合剂将装置固定在皮肤上的情况下，可以将金属颗粒直接掺入粘合剂中。
本发明还提供了一种用于增加通过人或动物的皮肤的物质的吸收的方法，该方法包括将基底放置在人或动物的皮肤附近；以及放置在基底上方的人或动物的皮肤上，一种装置，该装置包括：织物或基底；金属颗粒，其以特定图案中的多条线或点的形式布置在织物或基底表面的至少一部分上，该特定图案将金属颗粒离散地定位在隔开一定距离的电隔离位置中，其中，织物或基底被配置使得所述金属颗粒接触人或动物的皮肤表面，其中多条隔开的线彼此基本上均匀地隔开，其中所述织物或基底形成空气-金属电池的多个半电池，其改变皮肤膜的渗透性，并驱动该物质进入皮肤。
在该方法的一方面，这些图案符合人或动物的血液循环模式和/或神经或下面的肌肉模式。
在该方法的另一方面，线或点以0.1至3mm，优选0.2至2mm，更优选0.3至1.5mm，最优选0.5至1mm的间隔均匀地间隔开。
在该方法的又一方面，线或线的点宽为0.1mm至5mm，优选为约0.1至3mm，更优选为0.2至2mm，甚至更优选为0.3至1mm，最优选为0.4至0.5mm。
在该方法的又一方面，图案覆盖织物或基底的表面的约10％至90％，优选从约15％至约75％，更优选从约25％至约50％，最优选从约30％至约40％。
在该方法的优选方面，金属颗粒包括金属、金属氧化物或金属盐，优选元素锌颗粒、氧化锌颗粒和锌盐颗粒，或铝、铁、铜和镁，及其氧化物或盐。
在该方法的又一方面，使用粘合剂或粘合剂突片将装置固定到动物或人的皮肤上。在使用粘合剂将装置固定到皮肤的情况下，可以将金属颗粒直接掺入粘合剂中。
本发明还提供了一种增加通过人或动物的皮肤的物质的吸收的方法，包括：使该物质与人或动物的皮肤接触；并用织物装置覆盖该物质，该织物装置包括：织物或基底；金属颗粒，其以特定图案中的多条线或点的形式布置在织物或基底表面的至少一部分上，该特定图案将金属颗粒离散地定位在隔开一定距离的电隔离位置，其中，织物或基底被配置使得所述金属颗粒接触人或动物的皮肤表面，其中多条隔开的线彼此基本上均匀地隔开，其中所述织物或基底与人或动物的皮肤形成空气-金属电池的多个半电池，于是织物中的金属颗粒形成电池电路的第一半电池，而在人或动物的身体中，利用主体中的氧气形成电池电路的第二半电池，因此该物质通过离子电渗疗法进入人或动物的皮肤。
在后一种方法的一个方面，所述图案符合人或动物的血液循环模式和/或神经或下面的肌肉模式。可替代地，这些模式也可以符合亚洲医学定义的经络和经络的焦点。
在后一种方法的另一方面，线或点以0.1至3mm，优选0.2至2mm，更优选0.3至1.5mm，最优选0.5至1mm的间隔均匀地间隔开。
在后一种方法的又一方面，线或线的点宽为0.1mm至5mm，优选为约0.1至3mm，更优选为0.2至2mm，甚至更优选为0.3至1mm，最优选为0.4至0.5mm。
在后一种方法的又一个方面，图案覆盖织物或基底的表面的约10％至90％，优选地从约15％至约75％，更优选地从约25％至约50％，最优选地从约30％至约40％。
在后一种方法的优选方面，金属颗粒包括金属、金属氧化物或金属盐，优选元素锌颗粒，氧化锌颗粒和锌盐颗粒，或铝、铁、铜和镁，及其氧化物或盐。
在后一种方法的又一个方面，使用粘合剂或粘合剂突片，其适于将装置固定到动物或人的皮肤上。
附图说明
从下面结合附图的详细描述中，可以看出本发明的其他特征和优点，其中
图1是根据本发明的自给式离子电渗疗法垫的部分截面的俯视图；
图2是示意性地示出了用于形成根据本发明的自给式离子电渗疗法垫的过程的流程图；和
图2A是通过图2的过程形成的中间产物的放大图。
具体实施方式
在下面的描述中，术语“金属颗粒”可以包括能够形成金属-空气电化学电池的金属的元素金属颗粒及其氧化物和盐。尽管可以使用包括铝、铁、铜或镁的其他金属和氧化物及其盐，但是优选的是锌金属颗粒及其氧化物和盐。
尽管合成纤维是优选的，特别是由热塑性或热固性塑料材料形成的纤维和/或涂覆有粘合剂的纤维，术语“纤维”可以包括天然和合成纤维、细丝和线。
参照图1，根据本发明的自给式无电池的离子电渗疗法设备或装置10采取贴片(patch)的形式，该贴片包括一个柔性基底12、诸如纱布14的药物载体和覆盖物16形成的夹层(sandwich)，该柔性基底12由诸如透气或不可透气纺织品或织物的片状材料形成，该纺织品或织物可以包括粘合剂涂覆的纺织品或织物，该覆盖物16由载有多个间隔开的金属颗粒的线或点的线的第二片材形成，例如，如在我们前述的‘761和‘172专利中所述，或在我们的‘076在审申请中所述。优选地，金属颗粒是锌颗粒，并且具有在1至100纳米之间的平均粒径，更优选地在1至10微米，甚至更优选地在约5微米。如我们的上述专利和在审申请中所教导的，金属颗粒可以被印刷在基底16上，或者在纤维形成时被挤出或熔融纺丝。聚乙烯是用于形成释放锌离子的纤维的选择材料。锌的用量和所用锌或其他金属的表面积是颗粒尺寸和制造电池可用性的函数。每单位体积的总锌量将决定电池的容量。锌耗尽时，电池也将耗尽，除非继续进行充电，例如由于皮肤中存在的离子。
优选地，但非必要地，织物16包括机织织物，尽管织物16可以是非织造织物、纤维网、非纤维网，其可以包括涂覆有粘合剂的纺织品或织物，网等。
优选地，但非必须地，装置10的相对端可以包括以虚线(phantom)在20处示出的粘合剂或粘合剂突片，使得离子电渗疗法装置可以被固定至使用者的皮肤。替代地，离子电渗疗法装置10可以通过包裹物等保持在适当位置。
如在我们前述的‘761和‘172专利中所教导的，或者在我们的‘076在审申请中所描述的，并且如图1所示，金属颗粒以假想的间隔线或点的线不连续的且基本上均匀地分布在织物16的表面上，至少部分地横穿织物16的表面积。通常，线或点的线以0.1至3mm，优选0.2至2mm，更优选0.3至1.5mm，最优选0.5至1.0mm的间隔均匀地间隔开。粘合剂或形成线或点的挤出纤维中诸如锌等金属的浓度决定了可用于“电池”的金属量。优选的浓度是织物表面积的30％；然而，锌的浓度可以在约1％至约99％的范围内。可以将粘合剂和锌金属的混合物制成糊状，并通过丝网印刷法进行涂布，例如，如我们前述的‘761和‘172专利所述。为此优选30％重量的锌-粘合剂。线或点的宽度和长度还决定了沉积物中的金属量，因为线越宽和越长，可用的金属就越多。优选的线点宽度为1毫米宽，但宽度可以在0.1mm到5mm宽度之间变化。由于沉积物是沉积在织物上或承载在粘合剂中，因此粘合剂/金属的用量也可以变化。在某些实施方式中，被涂覆的织物可以在相同的图案上涂覆两次或更多次，由此可以根据需要增加沉积物的厚度。在某些实施方式中，金属沉积区域图案覆盖织物表面积的约10％至约90％。在其他实施方式中，金属沉积区域覆盖织物或介于两者之间的任何位置的表面积的约20％至约80％，从约15％至约75％，从约25％至约50％或从约30％至约40％。尽管图1示出了基本均匀地分布在织物的表面上的多个金属沉积区域18，但是在其他实施方式中，多个金属沉积区域可以随机地分布在织物的表面上。通常，线的厚度为0.1至3mm，优选为0.2至2mm，更优选为0.3至1.0，最优选为0.4至0.5mm。间隔的线可以是连续的，并且可以采用各种形式，包括如图所示的直的、弯曲的和各种角度的形状，例如直的连续的线；直的断线；连续锯形；连续的波浪线；断裂的波浪线等，如我们上述的‘761和‘172专利以及我们的‘076在审申请中所述。线的实际形状并不重要。优选地，但非必须地，这些线的厚度近似相等并且被均匀地隔开。
参照图2和图2A，按照我们上述‘076申请的教导形成了根据本发明的自给式外部无电池离子电渗疗法设备，该设备如下：金属颗粒，具体是元素锌颗粒，其通过研磨或由悬浮沉淀而预先形成，并具有1至100纳米，更优选1-10微米，甚至更优选约5微米的平均粒度，金属颗粒与热塑料材料例如聚乙烯在加热的混合桶30中混合以使材料熔融，并且混合物在纺丝工位32处挤出或熔融纺丝以形成纤维34，其中包含金属颗粒36。聚乙烯是用于从金属释放电子的聚合物的选择。纤维的孔隙率也被认为起作用。也可以使用聚丙烯或聚酯纤维，但是结果是离子释放较慢。然后可以在并捻工位(cabling station)38将含有金属的纤维并捻或加捻，并且在编织或针织工位40将其织成片或布。在切割工位42处将所得的浸渍金属颗粒的片材或布切割成一定尺寸，将其与浸渍有药物的纱布垫和基片12一起组装，如之前在组装工位44处所述，并将组装的包装层压在一起以在层压工位46处形成自给式无电池离子电渗疗法设备。层压可通过在基底12和含金属的织物16的边界上施加胶水或通过熔融融合组件的边缘来进行。
因此，提供了一种自给式外部无电池的离子电渗疗法设备。
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对上述发明进行各种改变。例如，可以增加或减少织物或粘合剂涂层中锌的含量，以改变电池容量。向纤维中添加过多的锌可能会使纤维变弱，因此我们可以采用双组分概念，其中仅外层具有锌，内芯为聚酯或其他强度更高的聚合物。通过这种方法，我们可以对纤维进行处理，而不同于仅添加锌的聚乙烯纤维。
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