[发明专利]与生理响应性微针递送系统有关的方法和组合物

说明书

本文公开了微针设备，包括所述微针设备的药盒及使用所述微针设备的方法。具体地，公开了一种用于运输物质穿过受试者的生物屏障的设备，其包括：多根微针，其各自具有底端和尖端，在所述底端和所述尖端处或在所述底端与所述尖端之间设置有至少一条通路；基板，所述微针的底端附接或整合到所述基板上；和至少一个与所述微针阵列的底端连接的贮器，其中所述贮器包括药剂递送系统，其中所述药剂递送系统包括要运输穿过所述生物屏障的药剂，或用于产生要运输穿过所述生物屏障的药剂的装置，和用于检测来自受者的生理信号的装置。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年2月19日提交的美国临时申请第62/297,346号的权益，其据此通过引用整体并入本文。

背景技术

糖尿病，作为最具挑战性的慢性疾病之一，目前影响了全球超过3.87亿人，预计到2030年这一数字将增加到约5亿(J.E.Shaw等Diabetes Research and Clinical Practice2010,87,4；B.Belgium,IDF Diabetes Atlas，第6版，International DiabetesFederation 2013)。提供终身的外源性胰岛素对于1型糖尿病的治疗至关重要(Matriano等Diabetes Care 2013,36增刊1,S67；R.A.Hayward,Jama 1997,278,1663；D.R.Owens,B.Zinman,G.B.Bolli,The Lancet 2001,358,739；R.A.Hayward,Jama 1997,278,1663；D.R.Owens等The Lancet 2001,358,739)。然而，2014年全世界估计有490万例糖尿病相关死亡。传统胰岛素注射的一个主要制约因素在于血糖控制不足，导致糖尿病并发症，如失明、截肢和肾衰竭。相反，用胰岛素过度治疗会导致低血糖，这可能导致行为和认知障碍、癫痫发作、脑损伤或死亡(Mo等Chemical Society Reviews 2014,43,3595；C.Ricordi等Nature Reviews Immunology 2004,4,259；G.Steil,Advanced Drug DeliveryReviews2004,56,125；Z.Gu等Chemical Society Reviews 2011,40,3638)。

已经深入研究了胰岛素生成细胞的移植以治疗1型糖尿病(S.Schneider等Transplantation 2008,86,1762)。然而，由于宿主对移植细胞的识别、对供体细胞的依赖以及对广泛免疫抑制疗法的需求，直接细胞移植在糖尿病护理中的作用有限(S.Merani等British Journal of Surgery 2008,95,1449；R.Nishimura等TransplantationProceedings2011,43,3239；A.R.Pepper等Nature Biotechnology 2015,33,518)。替代技术是将胰腺β-细胞封装在半渗透性容器中，使其与免疫系统分离并保护其免受免疫系统损害，同时仍然允许营养物和氧气扩散和运输到封装细胞中(H.Zimmermann等CurrentDiabetes Reports 2007,7,314；E.Pedraza等Proceedings of the National Academy ofSciences2012,109,4245；C.C.Lin等Proceedings of the National Academy ofSciences 2011,108,6380)。然而，植入或取出细胞囊通常需要外科手术。更重要的是，细胞囊的生物相容性常常受损，导致持续性炎症、异物巨细胞的形成、纤维化、对周围组织的损害以及植入物无法控制葡萄糖(O.Veiseh,R.Langer,Nature 2015,524,39；Z.Gu,A.A.Aimetti,Q.Wang,T.T.Dang,Y.Zhang,O.Veiseh,H.Cheng,R.S.Langer,D.G.Anderson等ACS Nano 2013,7,4194；W.Tai等Biomacromolecules2014,15,3495)。本领域需要的是用于向有需要的受试者递送组合物的设备和方法，其中所述设备和方法不需要手术。