TWI867555B - 無針注射系統之投遞物 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可用於無針注射系統的投遞物，主要是藉由一生物可降解材料層來包覆一作用物質，以成為一初始投遞物，再將複數個初始投遞物放置於一投遞物載體所構成的載體空間內，而成為一投遞物。當投遞物被放入無針注射系統內時，隨著動力源所提供的推動能量，投遞物載體將連同初始投遞物以一足夠的動能來穿透射入一目標物內。投遞物載體及生物可降解材料層可在目標物內被吞噬、分解或代謝，而將作用物質釋放於目標物。藉由投遞物載體來包覆初始投遞物，不僅可讓初始投遞物具有可穿透射入目標物的足夠動能，又可避免習用金屬微粒當投遞物載體所帶來的弊端。
Description
本發明是關於一種投遞物，尤指一種可用於無針注射系統之投遞物，可被用於基因槍、藥物傳遞系統或生物彈道傳送系統。
習用要將藥物、疫苗或醫美物質等作用物質傳送進入生物體內是採用有穿刺針或注射針的有針注射系統。然而傳統的有針注射系統卻存在有下述弊端：(1) 針刺的疼痛及不適感；(2) 針刺位置容易感染、過敏或紅腫；(3) 容易造成出血、中風或失明危險，尤其是對於眼睛、鼻子的臉部倒三角區域施針；(4) 使用後的針頭容易造成環境汙染；及(5) 拔針時不慎造成醫護人員的感染。
為了解決上述有針注射系統的缺點，業界開發出一種無針注射系統，例如但不限係為一基因槍、一藥物傳遞系統或一生物彈道傳送系統。無針注射系統之主要是將一作用物質(active substance)附著在一金屬微粒的表面，例如鎢(tungsten)、金粉(gold particle)或銀粉的表面，以成為一投遞物(delivery substance)。再藉由一動力源(power supply)針對投遞物進行加速處理，以致使該投遞物可被加速而穿透射入一細胞膜、一細胞壁、一生物體組織(例如皮膚組織)及/或一生物體器官(例如肝臟)等目標物內。作用物質可為一藥物、一疫苗、一生物性物質、一DNA或一RNA。無針注射系統被廣泛的應用在動植物的基因轉殖、DNA疫苗、基因治療、醫療或醫學美容等領域。
習用可用於無針注射系統的投遞物10，如圖１所示，是使用一金屬微粒13來做為一作用物質11的投遞物載體，將作用物質11附著在金屬微粒13的外表面，主要是因為需藉由金屬微粒13的重量，如此才可在高速氣體，例如氮氣，噴射推動時具有足夠的動能以穿透射入目標物內。然而金屬微粒13在射入目標物時，很容易造成細胞或組織等目標物的表層損傷或破洞。且，金屬微粒在目標物內無法被目標物吞噬、分解或代謝，長久累積將對目標物造成傷害。又，金屬微粒製成的投遞物在無針注射系統內不容易形成懸浮態樣，因此無法在無針注射系統內及目標物體內均勻分布，容易集中在一小範圍內，影響作用物質在目標物內的功效。
本發明的主要目的在於提出一種可用於無針注射系統的投遞物，其投遞物載體在動力源提供能量時將具有足夠的動能，可將作用物質射入目標物體內，而投遞物載體又可被目標物本身吞噬、分解或代謝，降低對目標物的損害。
為達成上述目的，本發明提供一種用於無針注射系統之投遞物，包括：一作用物質；一生物可降解材料層，包覆該作用物質，並與該作用物質形成一初始投遞物；及一投遞物載體，包括有複數條主載體鍊及複數條交聯鍊，該交聯鍊可連接兩兩該主載體鍊，並在該主載體鍊與該交聯鍊之間形成有一載體空間，而該初始投遞物則置放在該載體空間內。
於本發明一實施例中，所述該投遞物載體為一玻尿酸，而該主載體鍊為一玻尿酸鍊。
於本發明一實施例中，所述該投遞物載體為一凝膠型玻尿酸或一顆粒型玻尿酸
於本發明一實施例中，所述該作用物質為一藥物、一醫美材料、一疫苗、一生物性物質、一基因物質或一增生劑。
於本發明一實施例中，該生物可降解材料層具有一殼體厚度，而該殼體厚度將根據在一目標物內的分解速度而可調整。
於本發明一實施例中，所述該投遞物載體空間內放置有多個具有不同殼體厚度的該初始投遞物。
於本發明一實施例中，所述該投遞物載體可為一膠原蛋白、一彈性蛋白、一蛋白多糖或一醣胺聚醣。
於本發明一實施例中，尚包括有一緩衝液，置放在該載體空間內。
於本發明一實施例中，其中該作用物質為一生物可降解材料。
於本發明一實施例中，其中該作用物質與該生物可降解材料層是同一物質所製成者。
於本發明一實施例中，其中該投遞物載體係包括有一第一投遞物載體及一第二投遞物載體，該第一投遞物載體及該第二投遞物載體係為同一物質、為不同物質、或為同一但不同分子量的物質。
於本發明一實施例中，其中該第一投遞物載體是玻尿酸，而第二投遞物載體是含蛋白質物質。
於本發明一實施例中，其中該第一投遞物載體是高分子量玻尿酸，而第二投遞物載體是低分子量玻尿酸。
於本發明一實施例中，其中該緩衝液係可為一水、一1,3-丁二醇、一三羥甲基胺基甲烷、一三羥甲基甲胺基丙磺酸或一三羥甲基甲胺基丙磺酸。
為此，本發明至少有以下優點：
1. 投遞物載體可在目標物體內被吞噬、分解或代謝，不會長存且傷害目標物。
投遞物載體可讓投遞物具有足夠的動能，可確保初始投遞物及投遞物載體可穿透射入目標物體內。
投遞物載體及/或生物可降解材料層可在目標物內衍生具有美容或醫療效果的衍生物，有助於目標物。
生物可降解材料層可因為厚度之不同，而調控在目標物體內的分解速度，因此可在目標物內在以不同時段釋放出作用物質，藉此可減少施用無針注射系統的次數。
參閱圖２、圖３及圖４，分別為本發明可用於無針注射系統之投遞物一較佳實施例的構造示意圖、單一構造示意圖及使用示意圖。如圖所示，無針注射系統(needle-free injection system)20主要係包括有一蓄壓器21、一投料裝置23、一輸出管25、一手握裝置27及一動力源29。輸出管25固設於蓄壓器21的前端，而手握裝置27則固定於蓄壓器21的底端。蓄壓器21可連接一動力源29。動力源29可為一氣體供應裝置、一爆破裝置或一振動裝置，可提供一推動能量至輸出管25。投料裝置23可設於蓄壓器21的頂端或另外獨立設置，包括有一驅動器231、一存料件233及一遞料管235。存料件233內可用以存放一投遞物30。
輸出管25設有一進料孔259，連接投料裝置23的遞料管235。而投遞物30則可通過遞料管235及進料孔259而被送入輸出管25內。動力源29所提供的推動能量，例如高壓氣體，在經過輸出管25時會被加速，並帶動輸出管25內平均分布的投遞物30而穿透射入一目標物(例如細胞體、組織或真皮層；未顯示)內。
本發明之投遞物30主要是先透過一生物可降解材料(biodegradable material)來包覆一作用物質(active substance)31。換言之，先在作用物質31的外表面設有一生物可降解材料層33，藉此以形成一初始投遞物35。如果以初始投遞物35直接送入於無針注射系統20之輸出管25內，當動力源29提供一推動能量時，初始投遞物35被推動所具有的動能將不足以穿透射入一目標物(未顯示)。因此，本發明投遞物30會將多個初始投遞物35放置於一投遞物載體37內。
投遞物載體37包括有複數條主載體鍊373 (如本圖之彎折曲線)，而兩兩主載體鍊373之間將設有至少一交聯鍊375 (如本圖之圓柱體)，多個主載體鍊373及多個交聯鍊375之間將形成有一載體空間379。而至少一初始投遞物35即可被放入載體空間379內。初始投遞物35及其相搭配的投遞物載體37將組合成本發明可用於無針注射系統的投遞物30。
在本發明一實施例中，投遞物載體37是為一玻尿酸(Hyaluronic Acid；HA)，具有大分子及/或長鏈結構之醣醛酸。主載體鍊373為一玻尿酸鍊，而交聯鍊(cross-linking agent；或稱架橋劑)375則可為但不限是一二元酸、多元醇、二乙烯基苯、二異氰酸酯或亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)。藉由玻尿酸鍊373及交聯鍊375的搭配可組合成一具有三維空間的載體空間379，並用以置放至少一個初始投遞物35。初始投遞物35與投遞物載體37即可組合成為本發明之投遞物30。
由於玻尿酸等投遞物載體37在水性環境中可壓縮特性，在投遞物載體37被溶解膨脹狀態下，初始投遞物35可穿透並黏附在溶脹的主載體鍊373上。又，當投遞物30被動力源29所提供的高速氣體衝擊時，投遞物載體37及初始投遞物35即可被充分霧化及加速，並連同超音速氣體穿透射入目標物。
作用物質(active substance)31係可為但不限是為一藥物、一醫美材料、一疫苗、一生物性物質、一基因物質或一增生劑(proliferant)。例如皮下填充物、組織促生劑、肉毒桿菌毒素、保養品、高分子微粒、維晶瓷、DNA、RNA、蛋白質、化妝組合物、礦物、病毒顆粒、肉毒桿菌、尿酸、激化膠、膠原蛋白、維生素、纖維素、果酸、基因轉殖物、精華液、珍珠、貴重金屬、止痛基因、還原色素、感冒藥物、流行病藥物或治癌藥物等。
本發明一實施例中，如果其作用物質31是為一增生劑，則可為一細胞製劑、一滲透物衝擊物、一刺激物或一化學趨化劑、一高濃度血小板血漿 (platelet rich plasma；PRP)、幹細胞、葡萄糖、甘油、硫酸鋅、酚、單寧酸、愈創木酚、浮石、魚肝油酸、萃取物、臭氧及/或維生素。而被施打之目標物則為一肌腱、韌帶、真皮層、關節囊、細胞體、頭皮組織、皮膚、脊椎關節、骨骼肌肉等，也對於運動傷害、退化性關節炎、肩頸疼痛、五十肩、網球肘、手肘痛、手腕痛、膝痛、腳踝、脊椎痛、下背痛、足底筋膜炎、半月板損傷、十字韌帶損傷旋轉肌肌腱炎、肌腱病變、慢性疼痛、皮膚疤痕、緊緻肌膚平滑、頭皮毛囊增生，預防掉髮等都有顯著的治療效果。
本發明之生物可降解材料層33係可選擇為一聚羥基脂酸酯(PHA)、一聚己內酯(PCL)、一聚甘醇酸(PGA)、一聚乳酸(PLA)、一具左旋乳酸(PLLA)或一特殊高分子材料等，都是目標物內可降解的生醫材料。具有良好的生物相容性，且其在目標物等生物體內的降解速度可被控制。
本發明之初始投遞物35由於被置放在投遞物載體37內，因此可讓投遞物30在無針注射系統20內被射出時，具有足夠的動能可隨著投遞物載體37以穿透射入目標物內，因此可有效降低習用金屬微粒所帶來粗暴穿透力。
又，因為投遞物載體37及生物可降解材料層33都是可在目標物內被其自身細胞或組織進行吞噬、分解或代謝，而不會長留在目標物體內，甚至可衍生有利於醫療或美容效果的膠原蛋白等物質，因此可有效解決習用金屬微粒不被目標物分解或代謝所帶來的弊端。
在本發明一實施例中，其投遞物載體37可由一地一第一投遞物載體371及一第二投遞物載體372所組成。第一投遞物載體371及第二投遞物載體372可為同一物質、不同物質或同一但不同分子量的物質所構成。例如，第一投遞物載體371及第二投遞物載體372都是同一物質的玻尿酸。或者，第一投遞物載體371為一玻尿酸，而第二投遞物載體372為一含蛋白質物質。或者，第一投遞物載體371為一分子量大於10000單位的高分子量玻尿酸，而第二投遞物載體372則為一分子量不大於10000單位的低分子量玻尿酸。
在本發明一實驗模型中，如果投遞物載體37全部用高分子量的玻尿酸，例如1x10
7amu(原子質量單位)，則會因為高分子量的玻尿酸而形成投遞物30的黏度過高，不利於投遞物30在輸出管25內的霧化效果及均勻分布。如果投遞物載體37全部用低分子量的玻尿酸，例如1x10
3amu(原子質量單位)，則會因為低分子量的玻尿酸而形成投遞物30的前進動能不足，無法將投遞物30穿透射入目標物體內。反之，如果將第一投遞物載體(高分子量玻尿酸)371與第二投遞物載體(低分子量玻尿酸)372調配成適當比例使用，調配適當的投遞物30之黏度，則可獲得良好的霧化效果及射入動能。同理，如果搭配不同材質的第一投遞物載體371與第二投遞物載體372，也可以獲得良好的霧化效果及射入動能。
請參閱圖５，為本發明可用於無針注射系統之投遞物一實施例的結構示意圖。如圖所示，投遞物載體37可為一顆粒型玻尿酸或一凝膠型玻尿酸，而為了注入輸出管25的方便性及均勻分布性，也可在投遞物載體37內設有一緩衝液(Biological Buffers)39，例如但不限係為一水、一醇類或一有效物質溶液，更具體而言係可為一1,3-丁二醇(1,3-Rutylene Glycol)、一三羥甲基胺基甲烷(TRIS)、一三羥甲基甲胺基丙磺酸(TAPS)或一三羥甲基甲胺基丙磺酸(TES)。
最後，請參閱圖６，為本發明可用於無針注射系統之初始投遞物一實施例的結構示意圖。如圖所示，本發明初始投遞物35之生物可降解材料層33具有一殼體厚度R1 (R2、R3)。由於生物可降解材料層33的材料本身會被目標物的細胞或組織進行吞噬、分解或代謝，所以殼體厚度R1 (R2、R3)的尺寸大小將明顯影響到生物可降解材料層33被目標物所吞噬或分解掉的時間及速度。只要詳細精算出殼體厚度R1之生物可降解材料層33被整個分解移除的時間，即可推論並調整出作用物質31在目標物體內開始產生效果的時間，例如0.5小時。因此，本發明初始投遞物35即可作為一緩釋劑(Time-Released Medications)使用。
在本發明一實施例中，可在一投遞物30內設有多種不同殼體厚度R1、R2、R3的初始投遞物35。而不同殼體厚度R1、R2、R3的初始投遞物35可同時隨著投遞物載體37被穿透射入一目標物內，並可隨著生物可降解材料層33被吞噬或分解掉的時間推延，而在不同時間點將作用物質31是出於目標物體內。
例如，殼體厚度R1的初始投遞物35可在穿透射入目標物後，於一個小時即可釋放出作用物質31。殼體厚度R2的初始投遞物35可在穿透射入目標物後，於一個月才會釋放出作用物質31。殼體厚度R3的初始投遞物35可在穿透射入目標物後，於2個月後才會釋放出作用物質31。如此，一次的無針注射系統20使用，即可將三劑作用物質31同時射入目標物體內，並可在設計的不同時間點將作用物質31釋出治目標物體內。此種構造及使用方法對於偏遠地方的民眾很有助益，一次穿透射入即可將三劑的疫苗(作用物質31)同時放入民眾體內，可節省民眾的交通時間及移動時的不便利性。
本發明一實施例中，投遞物載體37除了玻尿酸外，也可使用一膠原蛋白、一彈性蛋白、一蛋白多糖或一醣胺聚醣(GAGs)，同樣達到可攜帶初始投遞物35，且可提供初始投遞物35足夠動能的功效。
本發明一實施例中，其中該作用物質31亦可為一生物可降解材料，作用物質31的生物可降解材料與生物可降解材料層33的生物可降解材料可使用同一物質或使用不同物質。作用物質31及生物可降解材料層33的生物可降解材料，例如具左旋乳酸(PLLA)，在穿透射入目標物後，將受到目標物的巨噬細胞(macrophage)及/或纖維母細胞(fibroblast)作用而產生膠原蛋白，對於目標物產生修補、傷口癒合或增生的作用。
上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
10:投遞物
11:作用物質
13:金屬微粒
20:無針注射系統
21:蓄壓器
23:投料裝置
231:驅動器
233:存料件
235:遞料管
25:輸出管
259:進料孔
27:手握裝置
29:動力源
30:投遞物
31:作用物質
33:生物可降解材料層
35:初始投遞物
37:投遞物載體
371:第一投遞物載體
372:第二投遞物載體
373:主載體鍊
375:交聯鍊
379:載體空間
39:緩衝液
R1、R2、R3:殼體厚度
本發明的結構以及優選的使用方式、進一步的目的和優點將通過參考以下結合附圖對一些說明性實施例的詳細描述而得到最好的理解，其中：
［圖１］：習用無針注射系統之投遞物的構造示意圖。
［圖２］：本發明可用於無針注射系統之投遞物一較佳實施例的構造示意圖。
［圖３］：本發明投遞物使用於無針注射系統之使用示意圖。
［圖４］：本發明投遞物之單一構造示意圖。
［圖５］：本發明可用於無針注射系統之投遞物又一實施例的構造示意圖。
［圖６］：本發明可用於無針注射系統之投遞物又一實施例的構造示意圖。
30:投遞物
31:作用物質
33:生物可降解材料層
35:初始投遞物
37:投遞物載體
373:主載體鍊
375:交聯鍊
379:載體空間
Claims (13)
- 一種用於無針注射系統之投遞物，包括：一作用物質；一生物可降解材料層，包覆該作用物質，並與該作用物質形成一初始投遞物；及一投遞物載體，包括有複數條主載體鍊及複數條交聯鍊，該交聯鍊可連接兩兩該主載體鍊，並在該主載體鍊與該交聯鍊之間形成有一載體空間，而該初始投遞物則置放在該載體空間內。
- 如請求項1所述之投遞物，其中該投遞物載體為一玻尿酸。
- 如請求項2所述之投遞物，其中該投遞物載體為一凝膠型玻尿酸或一顆粒型玻尿酸。
- 如請求項1所述之投遞物，其中該作用物質為一藥物、一醫美材料、一疫苗、一生物性物質、一基因物質或一增生劑。
- 如請求項1所述之投遞物，其中該載體空間內具有多個初始投遞物，且該多個初始投遞物的該生物可降解材料層具有不同的殼體厚度。
- 如請求項1所述之投遞物，其中該投遞物載體為一膠原蛋白、一彈性蛋白、一蛋白多糖或一醣胺聚醣。
- 如請求項1所述之投遞物，尚包括有一緩衝液，置放在該載體空間內。
- 如請求項1所述之投遞物，其中該作用物質為一生物可降解材料。
- 如請求項8所述之投遞物，其中該作用物質與該生物可降解材料層是同一物質所製成者。
- 如請求項1所述之投遞物，其中該投遞物載體係包括有一第一投遞物載體及一第二投遞物載體，該第一投遞物載體及該第二投遞物載體係為同一物質、為不同物質、或為同一但不同分子量的物質。
- 如請求項10所述之投遞物，其中該第一投遞物載體是玻尿酸，而第二投遞物載體是含蛋白質物質。
- 如請求項10所述之投遞物，其中該第一投遞物載體是高分子量玻尿酸，而第二投遞物載體是低分子量玻尿酸。
- 如請求項7所述之投遞物，其中該緩衝液係可為一水、一1,3-丁二醇、一三羥甲基胺基甲烷、一三羥甲基甲胺基丙磺酸或一三羥甲基甲胺基丙磺酸。
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| TW202446432A (zh) | 2024-12-01 |
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