US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
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8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
1/16
USOO8961450B2
( 1 2 ) United States Patent ( 1 0 ) P a t e n t
N o . : U S
8 , 9 6 1 , 4 5 0
B2
Anderson e t
a ] . ( 4 5 )
Date o f P a t e n t : F e b .
2 4 , 2015
( 5 4 )
METHOD
ANDAPPARATUS
FOR
DERMAL ( 5 6 ) R e f e r e n c e s C i t e d
DELIVERYOF
A SUBSTANCE
U . S . PATENTDOCUMENTS
( 7 5 ) I n v e n t o r s :
R i c h a r d
R . A n d e r s o n ,
B o s t o n ,
MA
_
. . . .
4,287,554
A
9/1981 Wolff
( U S ) ,
W 1 1 1 1 a m A . F a r 1 n e 1 1 1 , D a n v e r s , 4 , 9 3 0 , 5 0 4
A
6 / 1 9 9 0 D i a m a n t o p o u l o s
MA
Us)
4 , 9 4 5 , 9 0 8
A
8 / 1 9 9 0 S c h n e i d e r
5 , 0 1 9 , 0 3 4 A 5 / 1 9 9 1 Weaver
( 7 3 )
A s s i g n e e :
The
G e n e r a l
H o s p i t a l
C o r p o r a t i o n ,
5 , 2 2 6 , 9 0 7 A 7 / 1 9 9 3 T a n k o v i c h
Boston MA
Us) 5 , 4 2 5 , 7 2 8 A
6 / 1 9 9 5
T a n k o v i c h
’ 5,464,436
A 11/1995
Smith
( * ) N o t i c e :
S u b j e c t
t o
a n y d i s c l a i m e r ,
t h e
t e r m
o f h i s ( C o n t i n u e d )
p a t e n t
i s e x t e n d e d
o r a d j u s t e d
u n d e r 3 5
U . S . C . 1 5 4 ( b ) b y
2 3 6
d a y s . FOREIGN PATENT DOCUMENTS
( 2 1 ) Appl
NO.
12/787 655 D E 1 0
2 0 0 7 0 4 7 6 1 8
A1 4 / 2 0 0 9
u ’ DE 102007047618 4/2009
( 2 2 )
F i l e d : May 6 , 2 0 1 0
( C o n t i n u e d )
( 6 5 ) P r i o r P u b l i c a t i o n Data OTHER
UBLICATIONS
Us 010/0305495 A1 D e c ' 2 , 2010 Form PCT/ISN237,
W O ,
O c t . 6 , 2 0 1 0 , W r i t t e n O p i n i o n f o r PCT/
US2010/036156.
R e l a t e d US.
A p p l i c a t i o n
Data
( C o n t i n u e d )
( 6 0 ) P r o v i s i o n a l
a p p l i c a t i o n
N o .
6 1 / 1 8 1 , 2 2 8 , ? l e d
o n May
2 6 ’ 2009 Primary Examiner ason F l i c k
( 5 1 ) I n t , C l , ( 7 4 ) A t t o r n e y , A g e n t ,
o r
Firm
a u l Ewing
LLP; P e t e r
C .
A61B
1 7 / 2 0
( 2 0 0 6 0 1 ) L a u r o ,
E s q . ; B r i a n
R . L a n d r y , E s q .
A61M 5 / 0 0 ( 2 0 0 6 . 0 1 )
A61M
/ 0 8 ( 2 0 0 6 . 0 1 )
( 5 7 ) ABSTRACT
A61Q 1 9 / 1 0
(200601)
The p r e s e n t
i n v e n t i o n i s d i r e c t e d
t o
a
method a n d a p p a r a t u s
A61M / 0 0
( 2 0 0 6 0 1 )
f o r
d e l i v e r i n g s u b s t a n c e s , e . g . , t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e s , i n t o
( 5 2 )
U - s - C l -
openings
on r n e a r a s k i n s u r f a c e ,
such
s
h a i r f o l l i c l e s ,
p o r e s
CPC
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ - -
A61M
5/003 (201301); A61M1/08 a n d / o r
i n t o sebaceous g l a n d s .
T h i s can
be achieved b y
u s i n g
(2013~01);A61M 2 0 5 / 3 6 5 3 ( 2 0 1 3 - 0 1 ) ;
A61Q
a n
a p p a r a t u s
t o d i r e c t a
s u b s t a n c e
i n t o t h e o p e n i n g s u n d e r
19/10 ( 2 0 1 3 - 0 1 ) ; A61M /0084
( 2 0 1 3 - 0 1 ) ; p r e s s u r e
v i a
one o r more
n o z z l e s
o r
s l i t s . A
o r t i o n
of t h e
A61M
2 0 5 / 3 6 8
( 2 0 1 3 0 1 ) ; A61M 2 1 0 / 0 4 sebum
r e s e n t
i n t h e h a i r f o l l i c l e i s o p t i o n a l l y h e a t e d a n d / o r
( 2 0 1 3 - 0 1 )
r e m o v e d , e . g .
u s i n g l o w - p r e s su r e c o n d u it
l o c a t e d o n t h e
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
lower s u r f a c e of h e a p p a r a t u s , before introducing t h e t h e r a
( 5 8 ) F i e l d o f
C l a s s i ? c a t i o n
S e a r c h p e u t i c s u b s t a n c e .
USPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604/20
S e e a p p l i c a t i o n
? l e
f o r c o m p l e t e s e a r c h h i s t o r y . 2 3 C l a i m s , 6 Drawing S h e e t s
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
2/16
US 8 , 9 6 1 , 4 5 0 B2
P a g e
2
( 5 6 )
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WO
2 0 0 4 / 0 9 8 6 1 6
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A1 7 / 2 0 0 5
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2009/061349
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5 / 2 0 0 9
5,562,643 A *
10/1996
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l ‘
““““““““““““““
604/22
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ISR
f o r
PCT/US2010/
5 , 9 2 5 , 0 3 4 A 7 / 1 9 9 9
B u c k l e y
0 3 6 1 5 6 .
6 , 0 3 4 , 2 6 7
A
3 / 2 0 0 0
G i e r s k c k y
e t a l ~ Muchas, e t
a l . , “ A New
A p p a r a t u s
W i t h
H i g h
R a d i a t i o n
E n e r g y
6 , 1 6 5 , 1 7 0 A
1 2 / 2 0 0 0 Wynne
B e t w e e n
3 2 0 - 4 6 0 m :
P h y s i c a l
D e s c r i p t i o n a n d D e r m a t o l o g i c a l
6 , 1 6 8 , 5 9 0 B 1
1 / 2 0 0 1 Neev
A p p l i c a t i o n s ” . T h e J o u r n a l o f
n v e s t i g a t i v e D e r m a t o l o g y ,
v o l .
7 6 . p p .
6 , 1 8 3 , 7 7 3
B1
2 / 2 0 0 1
A n d e r s o n 4247
( 1 9 8 1 ) ,
a ? g i o n C o m m u n i c a t i o n , E u r o p e a n
P a t e n t A p p l i c a t i o n N o .
1 0 7 2 7 2 2 4 7 ( M a r .
6,432,114 B1 * 8/2002 Rosso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606/131
13’
2 0 1 3 ) ; _ _ _
6 , 5 3 0 , 9 4 4 B2
3 / 2 0 0 3 West t
a l ‘
C o m m u n 1 c a t 1 0 n , E u r o p e a n
P a t e n t A p p l l c a t 1 o n
N o .
107272247 D e c .
6 , 6 0 0 , 9 5 1 B1 7 / 2 0 0 3
A n d e r s o n
4 , 2 0 1 3 )
6 , 6 8 5 , 9 2 7
B2 2 / 2 0 0 4
Sumian t 3 1 , C o m m u n i c a t i o n , J a p a n e s e P a t e n t
A p p l i c a t i o n
N o . 2 0 1 2 - 5 1 3 1 9 3
6 , 8 9 7 , 2 3 8
B2 5 / 2 0 0 5 A n d e r s o n ( F e b . 2 6 , 2 0 1 4 ) .
7 , 0 9 0 , 6 9 1 B2 8 / 2 0 0 6 S i m k i n e t
a l .
Xiaohua H u a n g , P r a s h a n t
K .
J a i n , I v a n
H .
E l - S a y e d , M o s t a f a
A .
2005/0037034 A1* 2 / 2 0 0 5 Rhoades ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
4 2 4 / 4 0 1
E l - S a y e d ,
P l a s m o n i c
p h o t o t h e r m a l t h e r a p y (PPTT) u s i n g g o l d
2 0 0 5 / 0 0 5 9 9 4 0
A1
3 / 2 0 0 5
Weber t a l ~ n a n o p a r t i c l e s , L a s e r s
Med.
S c i . ( 2 0 0 8 )
23217220.
Z o o s / 0 2 4 1 2 6 2
A1
1 0 / 2 0 0 8
L e ? e t 3 1 '
P r a k a s h
R a i , S r i c a l l e e s h a M a l l i d i , X i a n g Z h e n g , R a m t i n
2 0 0 9 ; 0 0 9 9 5 0 3 A 1 : @ 2 0 0 9
M é E S U d a 6 0 4 / 2 5
T a h m a n z a d e h ,
Y o u s s e f
M i r , S t e f a n E l r i n g t o n ,
A h m a t
K h u r s h i d ,
é
g e e o n g
T a y y a b a
l l a s a n ,
D e v e l o p m e n t a n d
a p p l i c a t i o n s
o f - p h o t o - t r i g g e r e d
2 0 1 0 / 0 1 1 1 9 3 8
A1
5 / 2 0 1 0
Boyden
t a l ‘
t h e r a n o s t 1 c a g e n t s ,
A d v a n c e d D r u g
D e 1 1 v e r y
R e v 1 e w s ,
6 2
( 2 0 1 0 )
2013/0053752 A1 2 / 2 0 1 3 Xu 1094-1124
J a m e s ChenYong
K a h ,
K e r Y i
Wong,
Koon
Gee
e o h , J i e Han S o n g ,
FOREIGN
PATENTDOCUMENTS
J a s o n
Wei P i n g F u , S u b o d h M h a i s a l k a r ,
M a l i n i
O l i v i o ,
C o l i n
J a m e s
R i c h a r d S h e p p a r d ,
C r i t i c a l
p a r a m e t e r s i n t h e p e g y l a t i o n o f g o l d
EP 0726083 A3
1 2 / 1 9 9 8 n a n o s h e l l s f o r
b i o m e d i c a l
a p p l i c a t i o n s : An i n v i t r o
macrophage
Ep
10727224] 9 / 2 0 1 4
s t u d y , J o u r n a l O f
D r u g
T a r g e t i n g
2 0 0 9
1 7 1 3 , 1 8 1 - 1 9 3 .
WO 98/22031 A1 5 / 1 9 9 8
WO 9 8 / 3 3 4 4 4 8 / 1 9 9 8
*
c i t e d
b y examiner
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
3/16
US. Patent F e b .
2 4 , 2 0 1 5
S h e e t
1
0 f 6
US
, 9 6 1 , 4 5 0 B2
115
5 1 1 5 2 1 1
swam
1 2 5
G a p
135
? u a i
140 sewn10 F ? i é i i ? i a :
,
1 3 0
Semmuig1 1 1 1 1 1 ]
1
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
4/16
US 8 , 9 6 1 , 4 5 0 B2
h e e t
2
0 f
6
e b . 2 4 ,
2 0 1 5
S.
P a t e n t
F I G . 2d
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
5/16
US. Patent F e b .
2 4 , 2 0 1 5
S h e e t 3 0 f 6
US
, 9 6 1 , 4 5 0 B2
36G
3 - 1 1
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
6/16
US 8 , 9 6 1 , 4 5 0 B2
h e e t
4
0 f
6
e b . 2 4 ,
2 0 1 5
S.
P a t e n t
F I G . 4a
F I G . 4b
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
7/16
US. Patent F e b .
2 4 , 2 0 1 5
S h e e t 5 0 f 6
US
, 9 6 1 , 4 5 0 B2
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
8/16
US. Patent F e b .
2 4 , 2 0 1 5
S h e e t 6 0 f 6
US
, 9 6 1 , 4 5 0 B2
5:10
1 *
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
9/16
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
10/16
US
8 , 9 6 1 , 4 5 0
B2
3
can
be
used
o t r e a t
a c n e ,
h a i r
l o s s ,
f o l l i c u l a r k e r a t o s i s , o r f o r
p h o t o d y n a m i c t h e r a p y
p r o c e d u r e s .
The a p p a r a t u s can i n c l u d e a d e l i v e r y arrangement
and an
o u t l e t s t r u c t u r e d t o d e l i v e r
t h e t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e
con
t a i n e d
t h e r e i n
under
p r e s s u r e t o
t h e
s k i n s u r f a c e .
The
t h e r a
p e u t i c substance
can
b e
contained
within a r e s e r v o i r or c a r
t r i d g e
p r o v i d e d
i n t h e a p p a r a t u s ,
w h i c h
may b e i n
communication with a s o u r c e
of
r e s s u r i z e d gas o r t h e l i k e
t h a t i s
c o n ? g u r e d
t o p r o p e l t h e t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e t h r o u g h
t h e
o u t l e t
a n d i n t o t h e
s k i n . A l t e r n a t i v e l y ,
t h e t h e r a p e u t i c
s u b
s t a n c e
c a n b e p r o v i d e d
t o t h e d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t i n
t h e
apparatus
under r e s s u r e from
a
remote
s o u r c e .
The
o u t l e t
c a n b e con?gured a s
a
s i n g l e o p e n i n g t h r ou g h
t h e
l o w e r
s u r f a c e o f t h e
a p p a r a t u s
t h a t c a n be r o u n d , o v a l , a
s l i t , o r
a s
a
p l u r a l i t y of u c h
o p e n i n g s . The o p e n i n g s
can
have
a
s m a l l
d i m e n s i o n , e . g . , a h o l e d i a m e t e r o r s l i t w i d t h , t h a t
i s
s m a l l
t o f a c i l i t a t e i n t r o d u c t i o n of h e s u b s t a n c e i n t o
t h e
s k i n a t
a high r e s s u r e .
For
n s t a n c e , a hole diameter r s l i t
width
can
be e s s
t h a n
about 1000 um,
. g . ,
l e s s
t h a n
about 500 pm, o r a s
s m a l l
a s
a b o u t
50 pm, o r o p t i o n a l l y l e s s
t h a n a b o u t
50 um.
S m a l l e r d i m e n s i o n s c a n be u s e d i n
a p p l i c a t i o n s f o r
which
d e l i v e r y o f
t h e
s u b s t a n c e i n t o t h e s k i n a t a h i g h e r
p r e s s u r e
i s
d e s i r a b l e .
One or more vacuum conduits can
b e provided
a t
l e a s t
p a r t i a l l y a l o n g a l o w e r s u r f a c e
o f
t h e a p p a r a t u s ,
t o i m p r o v e
t h e p h y si c a l c o n t a c t
between
t h e
l o w e r
s u r f a c e and t h e s k i n
d u r i n g a p p l i c a t i o n
o f t h e
t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e ( s ) .
One o r
more
r e s s u r e c o n d u i t s
can
l s o be r o v i d e d a t
l e a s t
p a r t i a l l y
a l o n g a
l o w e r
s u r f a c e
o f
t h e a p p a r a t u s a n d
con?gured
o
b e
i n
communication
with a s o u r c e
of
r e s s u r i z e d
g a s .
The
p r e s
s u r e c o n d u i t ( s ) can a c i l i t a t e
motion
of h e a p p a r a t u s o v e r t h e
s k i n s u r f a c e , e . g . ,
b y i n t e r m i t t e n t l y
b r e a k i n g a s u c t i o n f o r c e
between t h e
v a c u u m c o n d u i t s on
t h e
lower
s u r f a c e
of
t h e
a p p a r a t u s a n d t h e s k i n s u r f a c e .
I n f u r t h e r embodiments o f t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n ,
t h e a p p a
r a t u s can a l s o i n c l u d e a
heating
arrangement, such a s a
r e s i s
t a n c e h e a t e r , a s o u r c e
of
p t i c a l r a d i a t i o n o r u l t r a s o u n d ,
o r
t h e
l i k e .
The
h e a t i n g
a r r a n g e m e n t c a n b e
con?gured
t o
c o n t a c t
t h e s k i n
a n d / o r h e a t
a
p o r t i o n o f
t h e l o w e r s u r f a c e o f t h e
a p p a r a t u s , t o
t h e r e b y h e a t
t h e
s k i n
s u r f a c e and
l o o s e n sebum
a n d / o r
o t h e r
d e b r i s t h a t may
e
p r e s e n t i n
p o r e s ,
f o l l i c l e s ,
e t c .
The s k i n
i s
p r e f e r a b l y h e a t e d
t o
a t e m p e r a t u r e
l e s s
t h a n 6 5 ° C .
t o a v o i d g e n e r a t i n g t h e r m a l
damage
o
t h e
h e a t e d t i s s u e . The
l o o s e n e d m a t e r i a l may t h e n b e
p a r t i a l l y
removed
f r o m t h e
skin when the one or more vacuum onduits on the
lower
s u r f a c e p a s s o v e r t h e h e a t e d
s k i n .
A o l l e c t i o n arrangement
can be r o v i d e d i n
t h e a p p a r a t u s o r
a f ? x e d t h e r e t o t o t r a p s u c h
m a t e r i a l
removed from
t h e s k i n t h r o u g h t h e v a cuum
c o n d u i t
( s ) , t h e r e b y p r e v e n t i n g s u c h m a t e r i a l f r o m b e i n g t r a n s p o r t e d
i n t o t h e
l o w - p r e s s u r e s o u r c e a n d p o s s i b l y c o n t a m i n a t i n g o r
o b s t r u c t i n g i t .
I n a
s t i l l f u r t h e r embodiment,
t h e
a p p a r a t u s can i n c l u d e
a
v i b r a t i n g
a r r a n g e m e n t
m e c h a n i c a l l y
c o u p l e d
o r
a f ? x e d
t o t h e
h o u s i n g . The v i b r a t i n g
a r r a n g e m e n t c a n
b e c o n ? g u r e d
t o
i n d u c e v i b r a t i o n s i n t h e h o u s i n g , i n c l u d i n g t h e l o w e r s u r f a c e
t h e r e o f h a t c o n t a c t s t h e
s k i n
when n
u s e . S u c h
i b r a t i o n s can
f a c i l i t a t e
movement
of t h e
a p p a r a t u s o v e r
t h e s k i n s u r f a c e
when a low p r e s s u r e i s p r e s e n t i n t h e
v a c u u m
c o n d u i t
a n d / o r
f a c i l i t a t e
l o o s e n i n g o f sebum n d / o r
o t h e r
d e b r i s t h a t may be
p r e s e n t
i n p o r e s , f o l l i c l e s ,
e t c .
I n
a n o t h e r a s p e c t ,
embodiments o f t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
p r o v i d e a
method o r i n t r o d u c i n g
a t h e r a p e u t i c s u b
s t a n c e
i n t o
a s k i n s t r u c t u r e
s u c h
a s a
f o l l i c l e , p o r e , o r sebaceous g l a n d .
The method i n c l u d e s o p t i o n a l l y h e a t i n g a s u r f a c e
r e g i o n
t o
l o o s e n
sebum r
o t h e r
d e b r i s
t h a t may e r e s e n t n e a r t h e s k i n
s u r f a c e . A o w - p r e s s u r e a r r a n g e m e n t c a n t h e n
be
a s s e d
o v e r
t h e h e a t e d s k i n t i s s u e
t o
l o o s e n a n d / o r
p a r t i a l l y
remove some
20
25
30
35
40
50
55
60
6 5
4
of h e sebum a n d / o r d e b r i s . A o u r c e
o f
a
p r e s s u r i z e d
t h e r a
p e u t i c s u b s t a n c e
can
t h e n
be p a s s e d o v e r t h e s k i n
s u r f a c e
t o
d i r e c t a t
l e a s t
a p o r t i o n o f t h e s u b s t a n c e i n t o p o r e s ,
f o l l i c l e s ,
or other s k i n
s t r u c t u r e s .
I n
y e t a n o t h e r e m b o d i m e n t , t h e i n v e n t i o n
p r o v i d e s
a
method f o r t r e a t i n g a s u b j e c t
h a v i n g
a s k i n c o n d i t i o n . S k i n
c o n d i t i o n s i n c l u d e a c n e ,
h a i r
l o s s ,
f o l l i c u l a r
h y p e r
k e r a t o s i s ,
e t c .
Th e method
o m p r i s e s
d e l i v e r i n g a t h e r a p e u t i c a l l y
e f f e c
t i v e amount
of s u b s t a n c e under l e v a t e d p r e s s u r e through t
l e a s t one
opening
i n a s u b s t r a t e
o n t o
t h e s k i n t i s s u e
o f
t h e
s u b j e c t ; a n d p r o v i d i n g a t
l e a s t
o n e
l o w - p r e s s u r e c h a n n e l
a l o n g
a l o w e r s u r f a c e of h e s u b s t r a t e p r o x i m a l
t o
a t
l e a s t
a
p o r t i o n o f t h e a t
l e a s t
o n e
o p e n i n g ,
w h e r e i n t h e l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l
i s
con?gured t o
m a i n t a i n
t h e
l o w e r
s u r f a c e
o f t h e
s u b s t r a t e
p r o x i m a l
t o t h e s u r f a c e
o f
t h e s k i n t i s s u e
when
a
r e d u c e d p r e s s u r e i s p r o v i d e d i n
t h e
l o w - p r e s s u r e c h a n n e l ,
t h e r e b y t r e a t i n g t h e s u b j e c t f o r a s k i n c o n d i t i o n .
I n
s t i l l a n o t h e r
a s p e c t ,
t h e i n v e n t i o n p r o v i d e s k i t s t h t
i n c l u d e v a r i o u s
embodiments
o f
t h e
a p p a r a t u s d e s c r ib e d
h e r e i n
and
n s t r u c t i o n s f o r u s i n g
t h e
v a r i o u s
embodiments o f
t h e
a p p a r a t u s i n a c c o r d a n c e
w i t h t h e
methods o f
h e i n v e n t i o n
d e s c r i b e d
h e r e i n .
T h e s e a n d o t h e r o b j e c t s , f e a t u r e s
a n d
a d v a n t a g e s o f
t h e
p r e s e n t in v e n t i o n w i l l become more a p p a r e n t from t h e f o l
l o w i n g d e t a i l e d
d e s c r i p t i o n t a k e n
i n
c o n j u n c t i o n
w i t h
t h e
d r a w i n g s .
BRIEF
DESCRIPTION
OF THE
DRAWINGS
So t h a t
t h o s e h a v i n g o r d i n a r y s k i l l
i n
t h e
a r t t o which t h e
p r e s e n t
a p p l i c a t i o n a p p e r t a i n s
w i l l
m o r e r e a d i l y
u n d e r s t a n d
h o w t o
make
and use
t h e
same, r e f e r e n c e
may e
had t o
t h e
d r a w i n g s w h e r e i n :
FIG.
1 i s
an
i l l u s t r a t i o n
of
h a i r
f o l l i c l e
s t r u c t u r e ;
FIG. 2a
i s a schematic c r o s s - s e c t i o n a l
i l l u s t r a t i o n
of
an
e x e m p l a r y a p p a r a t u s i n a c c o r d a n c e w i t h a n embodiment o f
t h e p r e s e n t i n v e n t i o n ;
FIG. 2b
s an i l l u s t r a t i o n
of
h e
lower
s u r f a c e
o f
t h e appa
r a t u s
shown
i n F I G . 2 a ;
FIG. 2 0 i s
an i l l u s t r a t i o n
of
f u r t h e r
c o n ? g u r a t i o n o f t h e
l o w e r
s u r f a c e
o f
t h e
a p p a r a t u s shown
i n
F I G . 2 a ;
FIG. 2d s an i l l u s t r a t i o n of
s t i l l
f u r t h e r
c o n ? g u r a t i o n
of
t h e
l o w e r
s u r f a c e o f t h e
a p p a r a t u s shown i n
F I G . 2 a ;
FIG. 3 a
i s
a
schematic c r o s s - s e c t i o n a l
i l l u s t r a t i o n of an
e x e m p l a r y a p p a r a t u s i n a c c o r da n c e w i t h a n o t h e r embodiment
o f
t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n ;
FIG. 3b
s an i l l u s t r a t i o n
of h e lower s u r f a c e o f t h e
appa
r a t u s shown
i n F I G . 3 a ;
FIG. 3 0 i s
an i l l u s t r a t i o n
of
f u r t h e r
c o n ? g u r a t i o n o f
t h e
l o w e r
s u r f a c e o f t h e a p p a r a t u s
shown
i n F I G . 3 a ;
FIG. 4a
i s a schematic c r o s s - s e c t i o n a l
i l l u s t r a t i o n
of
an
e x e m p l a r y a p p a r a t u s i n a c c o r da n c e w i t h
t i l l a n o t h e r e m b o d i
ment o f t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n ;
FIG. 4b s an i l l u s t r a t i o n of h e lower s u r f a c e
o f
t h e appa
r a t u s shown i n F I G . 4 a ;
FIG. 4 0
i s an i l l u s t r a t i o n of f u r t h e r
c o n ? g u r a t i o n o f
t h e
l o w e r
s u r f a c e
o f
t h e
a p p a r a t u s shown
i n
F I G . 4 a ;
F I G . 4d s a s c h e m a t i c i l l u s t r a t i o n
of
h e a p p a r a t u s shown
i n F I G .
4 1 1
b e i n g used t o remove sebum f r o m , and a p p l y a
t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e t o , a r e g i o n o f
s k i n t i s s u e ;
a n d
FIG.
5 i s a schematic c r o s s - s e c t i o n a l
i l l u s t r a t i o n
of
an
e x e m p l a r y
a p p a r a t u s i n a c c o r d a n c e w i t h a f u r t h e r embodi
ment o f
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n .
While
h e
p r e s e n t i n v e n t i o n w i l l now be
d e s c r i b e d
i n d e t a i l
w i t h r e f e r e n c e t o t h e ? g u r e s , i t i s done s o i n c o n n e c t i o n w i t h
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
11/16
US
8 , 9 6 1 , 4 5 0
B2
5
t h e i l l u s t r a t i v e e m b o d i m e n t s
a n d
i s n o t l i m i t e d b y t h e p a r t i c u
l a r e m b o d i m e n t s
i l l u s t r a t e d
i n t h e
? g u r e s .
DETAILEDDESCRIPTION
A
c h e m a t i c s i d e view of an p p a r a t u s 200 h a t can be used
t o d e l i v e r s u b s t a n c e s
i n t o a h a i r
f o l l i c l e and
o p t i o n a l l y t o
an
a s s o c i a t e d s e b a c e o u s g l a n d
i s shown
i n
F I G .
2 a .
The a p p a r a
t u s
200 i n c l u d e s
a
housing 2 1 0 ,
a
v a c u u m
c o n d u i t
2 2 0 ,
and
d e l i v e r y a r r a n g e m e n t
2 3 0 . A o w e r
s u r f a c e
2 6 0
o f t h e
a p p a
r a t u s 200
i s
con?gured t o c o n t a c t
t h e
s k i n
s u r f a c e
2 5 0 . I n
c e r t a i n e m b o d i m e n t s ,
t h e
h o u s i n g 2 1 0
c a n
b e
s h a p e d
t o b e
e a s i l y h e l d
i n
t h e hand and r a v e r s e d o v e r an r e a of s k i n 250
t o be t r e a t e d .
The
d e l i v e r y arrangement 230 can
i n c l u d e
a
r e s e r v o i r, c a r t r i d g e , t u b e ,
d u c t , o r t h e l i k e ,
o r
a
c o m b i n a t i o n
t h e r e o f , t h a t may
be l o c a t e d w i t h i n o r
formed
a s p a r t o f
t h e
h o u s i n g
2 1 0 ,
a n d t h a t
i s
c o n ? g u r e d
t o c o n t a i n
a p o r t i o n o f h e
t h e r a p e u t i c
s u b
s t a n c e . The
h e r a p e u t i c
s u b
s t a n c e i n t h e d e l i v
e r y
a r r a n g e m e n t 230 can b e
p r e s s u r i z e d
u s i n g a n
e x t e r n a l
p r e s s u r e
s o u r c e t h a t
can provide
a
p r e s s u r i z e d
g a s o r t h e
l i k e
t h r o u g h a d e l i v e r y
t u b e
2 3 5 . The d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t
2 3 0
can a l s o be provided i n communication with an e x t e r n a l
s o u r c e o r
r e s e r v o i r
o f
a t h e r a p e u t i c
s u b s t a n c e
( n o t
shown)
c o n ? g u r e d t o s u p p l y t h e t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e t h r o u g h t h e
d e l i v e r y
t u b e
2 3 5 .
V a c u u m c o n d u i t
220
c a n
b e p r o v i d e d i n
communication with a
v a c u u m o r
low-pressure source
( n o t
s h o w n )
t h r o u g h
a
vac u um u b e 2 2 5 . A
i b r a t i n g a r r a n g e m e n t
212 m ay l s o be af? xed o
o r
p r o v i d e d i n mechanical
c o n t a c t
w i t h t h e h o u s i n g 2 1 0 .
An
x e m p l a r y c o n ? g u r a t i o n o f
h e
l o w e r
s u r f a c e
2 6 0
o f h e
a p p a r a t u s 2 0 0 i s shown
i n
F I G .
2 b .
The l o w e r p o r t i o n
o f t h e
v a c u u m
c o n d u i t 220 and t h e lower s u r f a c e
260
form a
low
p r e s s u r e c h a n n e l 2 2 2 , which a n b e g e n e r a l l y p r o x i m a l t o t h e
p e r i m e t e r o f
t h e
l o w e r
s u r f a c e
2 6 0 . The o u t l e t
280
o f
t h e
d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t
2 3 0 i s l o c a t e d i n t h e c e n t r a l
r e g i o n o f
t h e
l o w e r
s u r f a c e
2 6 0 .
The o u t s i d e d i a m e t e r o f t h e
l o w e r
s u r f a c e 2 6 0 i s
p r e f e r a b l y s m a l l enough t o
a l l o w t h e l o w e r
s u r f a c e
260
t o
conform
o
l o c a l
v a r i a t i o n s
i n
t h e
s h a p e
o f
t h e
s k i n s u r f a c e 2 5 0 , a n d
l a r g e
e n o u g h t o f a c i l i t a t e t r e a t m e n t o f
l a r g e r a r e a s
o f
h e s k i n 2 5 0 .
F o r
e x a m p l e , t h e o u t s i d e
d i a m e t e r
of t h e
l o w e r
s u r f a c e 260 can be between
a b o u t
1
i n c h
and
a b o u t
3 i n c h e s ,
a l t h o u g h
s m a l l e r o r l a r g e r
d i a m e t e r s c a n
b e
p r o v i d e d i n c e r t a i n e m b o d i m e n t s . The s h a p e
o f
t h e l o w e r
s u r f a c e
260
can
be
s u b s t a n t i a l l y
c i r c u l a r , a s
shown
n
F I G .
2 b .
I n f u r t h e r
e m b o d i m e n t s ,
t h e l o w e r s u r f a c e 260 c a n
be
o v o i d ,
e l l i p t i c a l , o r p o l y g o n a l i n s h a p e , o r a n y o t h e r
s h a p e
a p p r o p r i
a t e
f o r a p a r t i c u l a r a p p l i c a t i o n . The
l o w e r
s u r f a c e
260 can
be
s u b s t a n t i a l l y ? a t ,
o r
i t may
b e
s l i g h t l y
c o n v e x , c o n c a v e , o r
o t h e r w i s e
c o n t o u r e d t o
more c l o s e l y a d a p t
t o
t h e s h a p e o f a
s k i n
s u r f a c e 250 t o be t r e a t e d .
I n u s e , t h e
a p p a r a t u s 200 c a n b e
p l a c e d
a g a i n s t t h e s k i n
250
and low pres u r e
or v a c u u m
provided
n
the
vacuum onduit
220. The low pressure or v a c u u m can be c o n t r o l l e d , e .
g . ,
u s i n g a c o n v e n t i o n a l v a l v e
a r r a n g e m e n t
o r t h e
l i k e .
The low
p r e s s u r e
i n t h e v a cuum o n d u i t 220 a nd o w - p r e s s u r e c h a n n e l
222
can
a c i l i t a t e c l o s e c o n t a c t a n d / o r adherence between h e
l o w e r
s u r f a c e
260
o f t h e
a p p a r a t u s 200
and t h e
s k i n
s u r f a c e
2 5 0 .
A
h e r a p e u t i c
s u b s t a n c e
c a n b e
p r o v i d e d u n d e r
e l e v a t e d
p r e s s u r e i n
t h e d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t 2 3 0 ,
e . g . ,
u s i n g
t h e
d e l i v e r y t u b e 2 3 5 . The h e r a p e u t i c s u b s t a n c e c a n b e p r o v i d e d
i n t h e form
o f a n
a q u e o u s s o l u t i o n ,
a n o t h e r t y p e
o f
l i q u i d
s o l u t i o n , a l o t i o n , a
s u s p e n s i o n
o r
e m u l s i o n ,
o r t h e
l i k e .
The
t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e c a n t h e n b e d e l i v e r e d i n t o h a i r f o l l i c l e
r e g i o n s
i n
t h e s k i n 2 5 0 l o c a t e d p r o x i m a l t o t h e o u t l e t 280 o f
t h e d e l i v e r y a r r a n g e m e n t
2 3 0 .
The
l e v a t e d p r e s s u re
p r o v i d e d
i n t h e d e l i v e r y a r r a n g e m e n t 2 3 0 c a n f a c i l i t a t e s u c h d e l i v e r y .
I n c e r t a i n embodiments, one
o r more
l o w - p r e s s u r e c ha n n e l s
20
25
30
35
40
45
50
55
60
6 5
6
222 and/or
vacuum onduits 220 can be us ed t o
recover
a
p o r t i o n
o f h e t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e f r o m t h e s k i n s u r f a c e
t h a t
i s d e l i v e r e d b y t h e d e l i v e r y a r r a n g e m e n t 2 3 0 b u t n o t a b s o r b e d
i n t o t h e s k i n o p e n i n g s . Such r e c o v e r y can
be
u s e d ,
e . g . , t o
e l i m i n a t e a presence of
x c e s s
t h e r a p e u t i c
substance
on t h e
s k i n
s u r f a c e a f t e r t r e a t m e n t a n d /
r
t o
r e c o v e r expensive
h e r a
p e u t i c
s u b s t a n c e s o r
components t h e r e o f , s u c h
a s
g o l d
nano
p a r t i c l e s o r t h e
l i k e .
I n
c e r t a i n
e m b o d i m e n t s ,
t h e
p r e s s u r e
i n t h e d e l i v e r y
arrangement
230 can be v a r i e d o v e r
t i m e ,
e . g . , t o p r o v i d e a
p u l s e d
d e l i v e r y o f
h e t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e .
F o r e x a m p l e ,
t h e
d e l i v e r y a r r a n g e m e n t
2 3 0 c a n b e e x p o s e d
t o i n t e r v a l s
o f h i g h
p r e s s u r e t h a t may have r e g u l a r p e r i o d o r f re q u e n c y , o r which
may be
randomly
i m e d . The r e s s u r e v a r i a t i o n s o r p u l s e s
c a n
f a c i l i t a t e i n t r o d u c t i o n
o f
t h e t h e r a p e u t i c
s u b s t a n c e
i n t o
t h e
o p e n i n g s
o f
t h e s k i n t i s s u e , s u c h
a s
t h e
f o l l i c l e s
and p o r e s .
The i n t e r v a l s
can be of s h o r t
d u r a t i o n ,
e . g . , on
h e o r d e r
of
s e c o n d
o r
l e s s .
I n c e r t a i n e m b o d i m e n t s ,
l o n g e r i n t e r v a l s o f
h i g h p r e s s u r e may b e
u s e d .
Such v a r i a t i o n s
i n
p r e s s u r e
a p p l i e d t o t h e t h e r a p e u t i c
s u b s t a n c e d u r i n g
d e l i v e r y
may
b e
u s e d
w i t h
a n y
o f t h e v a r i o u s
embodiments o f
t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n d e s c r i be d h e r e i n .
The
low
p r e s s u r e p r o v i d e d
i n
t h e
v a cuum
c o n d u i t
220 and
l o w - p r e s s u r e c h a n n e l
2 2 2 c a n
a l s o h e l p p r e v e n t
a
p o r t i o n
o f
t h e t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e f r o m e s c a p i n g
o u t
t h e s i d e s o f
t h e
l o w e r s u r f a c e 260
o f
t h e a p p a r a t u s 200 when t
i s
d e l i v e r e d
u n d e r p r e s s u r e , w h i l e p r e f e r a b l y n o t r e m o v i n g a s i g n i ? c a n t
amount of h e t h e r a p e u t i c
s u b
s t a n c e
t h a t was i n t r o d u c e d i n t o
t h e
s k i n t h r o u g h
t h e
o u t l e t 2 8 0 . The
i z e ,
s h a p e a n d / o r geom
e t r y
o f
t h e
l o w - p re s s u r e c h a n n e l 2 2 2 c a n
b e s e l e c t e d t o o p t i
mize h e s e d i f f e r e n t f u n c t i o n s when h e d e v i c e i s
p a s s e d
o v e r
t h e s k i n a t r e a s o n a b l e / t y p i c a l
o p e r a t i n g
s p e e d s .
F o r
e x a m p l e ,
a p o r t i o n o f t h e t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e t h a t
i s
f o r c e d
t h r o u g h
t h e o u t l e t 280 b u t
d o e s n o t p e n e t r a t e o r a b s o r b
i n t o t h e f o l l i c l e
a r e a s
o f
t h e s k i n
250
may
b e
r e c o v e r e d
t h r o u g h
t h e low
p r e s s u r e channel 222 a nd v a c u u m c o n d u i t 2 2 0 .
The p p a r a t u s
can be r a v e r s e d over
h e
s k i n
s u r f a c e 250 o
t r e a t
a
l a r g e r
a r e a
o f
s k i n .
The
r e s e n c e o f low
p r e s s u r e
i n
t h e
v a cuum c o n d u i t c a n impede m o b i l i t y o f t h e
a p p a r a t u s 200
o v e r
t h e
s k i n
s u r f a c e
2 5 0 . However, t
h a s
been o b s e r v e d
t h a t
p r o v i d i n g a p r e s s u r i z e d s o u r c e such
a s
t h a t p r e s e n t a t
t h e
o u t l e t 280 o f t h e d e l i v e r y a r r a n g e m e n t 230
p r o v i d e s
a n i n t e r
m i t t e n t b r e a k i n g
and
e c o v e r y o f h e
v a cuum e a l
between h e
l o w - p r e ss u r e c h a n n e l 222 a t t h e l o w e r s u r f a c e 260 o f
t h e
a p p a r a t u s 200 and
h e s k i n s u r f a c e . Such b e h a v i o r
can
mani
f e s t
a s
a v i b r a t i o n
of
h e
a p p a r a t u s 2 0 0 , and f a c i l i t a t e s e a s y
motion
of h e
a p p a r a t u s 200 o v e r
t h e
s k i n
s u r f a c e
2 5 0 .
I n a f u r t h e r embodiment, t h e a p p a r a t u s 200
can
i n c l u d e a
p r e s s u r e c o n d u i t 270 c on?gured t o be p r o x i m a l
t o
a t l e a s t a
p o r t i o n
of h e
v a c u u m
o n d u i t 220
on
h e
lower
u r f a c e
260
of
t h e a p p a r a t u s 2 0 0 , a s shown
n F I G . 2 0 .
The r e s s u r e c o n d u i t
270
can have a
form
g e n e r a l l y s i m il a r
t o
t h a t of t h e
low
p r e s s u r e c h a n n e l 222 shown i n
FIG.
2 a .
A
o u r c e
of
r e s s u r
i z e d
g a s , s u c h a s a i r , n i t r o g e n ,
o r
t h e
l i k e , c a n b e
p r o v i d e d t o
t h e p r e s s u r e c o n d u i t 270 u s i n g a h o s e , t u b i n g o r t h e l i k e . The
p r e s s u r e i n t h e p r e s s u re c o n d u i t
270
can be c o n t r o l l e d u s i n g a
c o n v e n t i o n a l v a l v e
a r r a n g e m e n t . I n
u s e ,
t h e l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l
222 c a n
p r o v i d e
good a d h e r e n c e between h e a p p a
r a t u s 200 and
s k i n
s u r f a c e 2 5 0 , a s d e s c r i b e d a b o v e . The
p r e s s u r e i n t h e p r e s s u r e c o n d u i t
270
can be c o n t r o l l e d a n d / o r
a d j u s t e d
t o m o d i f y
t h i s
a d h e r e n c e a n d a l l o w t h e a p p a r a t u s
2 0 0 t o b e e a s i l y t r a v e r s e d o v e r t h e s k i n 2 5 0 , s u b s t a n t i a l l y
i n d e p e n d e n t o f
t h e
p r e s s u r i z e d t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e p r o
v i d e d t h r o u g h
t h e
o u t l e t 2 8 0 o f h e
d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t 2 3 0 .
I n
c e r t a i n e m b o d i m e n t s , t h e
r e l a t i v e
l o c a t i o n s
o f
t h e
l o w
p r e s s u r e
c h a n n e l
222 and p r e s s u r e
c o n d u i t
270
can
be
r e v e r s e d from t h a t shown i n F I G . 2 0 , s u c h t h a t
t h e
p r e s s u r e
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
12/16
US
8 , 9 6 1 , 4 5 0
B2
7
c o n d u i t 2 7 0 l i e s
o u t s i d e
o f
h e
l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l 2 2 2 ,
e . g . ,
c l o s e r
t o t h e o u t e r e d g e o f t h e l o w e r s u r f a c e
260
o f t h e
a p p a r a t u s
2 0 0 .
I n
s t i l l f u r t h e r e m b o d i m e n t s ,
t h e
l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l 222
a n d / o r
t h e
p r e s s u r e c o n d u i t 2 7 0 , i f
p r e s e n t , can
be p r o v i d e d a s a p l u r a l i t y o f o p e n i n g s on t h e l o w e r s u r f a c e
260
o f
t h e a p p a r a t u s 2 0 0 , e . g . , a s a p l u r a l i t y o f r e c t a n g u l a r
o r
curved
l o t s ,
r a t h e r t h a n
a s c o n t i n u o u s
c h a n n e l s such
s
t h o s e
shown
i n FIGS.
2b and
0 .
P r e s s u r e p r o v i d e d t o
t h e
p r e s s u r e
c o n d u i t
2 7 0 ( i f
p r e s e n t )
a n d / o r t h e d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t
2 3 0 ,
and v a cuum
i n t h e
v a c u u m
c o n d u i t 220 and l o w - p r e s s u r e c h a n n e l 222 can be
c o n t r o l l e d i n d i v i d u a l l y t o p r o v i d e
g o o d
a d h e r e n c e o f t h e
a p p a r a t u s 2 0 0 t o t h e s k i n
250
a n d d e s i r e d d e l i v e r y
o f
t h e
t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e
t o t h e s k i n 2 5 0 , w h i l e a l s o f a c i l i t a t i n g
motion
of h e
a p p a r a t u s
200
o v e r t h e s k i n
s u r f a c e
2 5 0 .
For
e x a m p l e , t h e
amount
o f p r e s s u r e o r v a c u u m a p p l i e d
t o
t h e s e
c o n d u i t s
can be s e t
o r v a r i e d
u s i n g
c o n v e n t i o n a l
v a l v e
arrangements a n d / o r p r e s s u r e c o n t r o l l e r s . The
r e s s u r e s
a n d /
o r v a c u u m
m ay p t i o n a l l y
be u l s e d t o f a c i l i t a t e
s u c h
m o t i o n .
The o u t l e t 280 o f t h e d e l i v e r y a r r a n g e m e n t 230 c a n
be
p r o v i d e d
a s a s i n g l e o p e n i n g , s i m i l a r t o t h a t shown n
F I G .
2 b .
A l t e r n a t i v e l y , t h e o u t l e t 280 c an be con?gu red a s a p l u r a l i t y
o f
s m a l l e r
o p e n i n g s
o r n o z z l e s ,
a s
shown
i n
F I G .
2 d .
The
s m a l l e r o p e n i n g s of
h e
o u t l e t 280 can be
used
o d e l i v e r
t h e
t h e ra p e u t i c s u b s t a n c e a t
h i g h e r l o c a l
p r e s s u r e s , which
c a n
f a c i l i t a t e
i n ? l t r a t i o n o f s u c h s u b s t a n c e
i n t o t h e f o l l i c l e
r e g i o n
a n d o p t i o n a l l y i n t o s e b a c e o u s g l a n d s . F o r e x a m p l e , t h e o u t
?ow o r e s
may
ave
a
l a t e r a l
s i z e o r
diameter
h a t i s between
a b o u t 50
um nd
a b o u t
500 um. A c c o r d i n g l y , t h e s t r e a m s o f
t h e t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e t h a t may
b e
p r o v i d e d t h r o u g h t h e
o p t i o n a l
o p e n i n g s o r
n o z z l e s can have a s i z e t h a t i s l e s s
t h a n
about 1000
um,
e . g . , l e s s t h a n about 500
pm,
o r a s s m a l l a s
a b o u t 50 pm, o r o p t i o n a l l y l e s s t h a n a b o u t 50 pm. The d e l i v
ery stream
or
streams can b e used t o f o r c e s o l u t i o n s
or
sub
s t a n c e s i n t o t h e a t
l e a s t
p a r t i a l l y open
s e b a c e o u s
f o l l i c l e s .
T h e v i b r a t i n g
a r r a n g e m e n t
2 1 2 may p t i o n a l l y
b e
p r o v i d e d
i n t h e a p p a r a t u s 2 0 0 . The v i b r a t i n g
a r r a n g e m e n t
212
c a n
b e
m e c h a n i c a l l y co u p l e d
t o
t h e
h o u s i n g
2 1 0 ,
a n d c o n ? g u r e d
t o
g e n e r a t e
v i b r a t i o n s
i n
t h e h o u s i n g ,
e . g . , on
h e l o w e r s u r f a c e
2 6 0 ,
when
h e d e v i c e 2 0 0
i s
i n u s e . The i b r a t i n g a r r a n g e m e n t
212
can i n c l u d e , e . g . , an e c c e n t r i c weight
provided
on
a
r o t a t i n g
s h a f t , a
p i e z o e l e c t r i c
e l e m e n t , or a n y c o n v e n t i o n a l
d e v i c e c o n ? g u r e d t o p r o d u c e v i b r a t i o n s .
V i b r a t i o n s
g e n e r
a t e d by
t h e v i b r a t i o n
a r r a n g e m e n t 212
c a n
f a c i l i t a t e
t r a n s l a
t i o n
of h e
a p p a r a t u s
200 o v e r t h e s k i n t i s s u e 250 when n u s e .
They
c a n
a l s o a s s i s t i n b r e a k i n g u p , l o o s e n i n g , a n d / o r remov
i n g
sebum a n d / o r
o t h e r
d e b r i s t h a t may be p r e s e n t n e a r t h e
s u r f a c e o f t h e s k i n
2 5 0 .
Such e m o v a l o f sebum n d / o r d e b r i s
i s d e s c r i b e d
i n
more
d e t a i l
b e l o w .
The v i b r a t i n g a r r a n g e m e n t 212
c a n h a v e
an
a m p l i t u d e
o f
v i b r a t i o n i n t h e r a n g e of
b o u t
50-1000 pm,
o r
between
b o u t
100-500 pm.
The
f r e q u e n c y
o f
t h e i n d u c e d
v i b r a t i o n s
can be
between a b o u t
1 H z and a b o u t 1 0 kHz. O t h e r
v i b r a t i o n
p a r a m e t e r s
may b e
u s e d i n
c e r t a i n e m b o d i m e n t s . P a r t i c u l a r
v i b r a t i o n p a r a m e t e r s
can
be s e l e c t e d
based
on
p r o p e r t i e s of
t h e
a p p a r a t u s 2 0 0,
e . g . , t h e s i z e
o f
t h e
a p p a r a t u s
200
a n d / o r
t h e
l o w e r
s u r f a c e
2 6 0 ,
t h e
s i z e and s h a p e o f
t h e
v a cuum
c o n d u i t
220
a n d /
o r
t h e
d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t 2 3 0 ,
t h e p r e s
s u r e s p r o v i d e d i n
t h e s e
s t r u c t u r e s ,
e t c .
The
i b r a t i n g
a r r a n g e
ment
1 2 c a n i n c l u d e c i r c u i t r y c o n ? g u r e d
t o
a d j u s t t h e
a m p l i
t u d e a n d / o r
f r e q u e n c y
o f t h e v i b r a t i o n s . The v i b r a t i o n
a r r a n g e m e n t
212
c a n
o p t i o n a l l y be
i n c l u d e d
w i t h o t h e r
embodiments
o f
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n d e s c r i b e d h e r e i n .
I n a
f u r t h e r embo diment, an
a p p a r a t u s
300
shown
i n
F I G .
3 1 1 c a n
be p r o v i d e d f o r
d e l i v e r i n g s u b s t a n c e s
i n t o a
h a i r
f o l
l i c l e
and
o p t i o n a l l y t o a n a s s o c i a t e d
s e b a c e o u s g l a n d . The
a p p a r a t u s 3 0 0 ,
s i m i l a r
t o t h e a p p a r a t u s
2 0 0
shown n F I G .
2 a ,
20
25
30
35
40
45
50
55
60
6 5
8
i n c l u d e s
a housing 3 1 0 , a v a c u u m c o n d u i t 3 2 0 , and d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t 3 3 0 . A a n d l e 340
c a n
be t t a c h e d t o t h e h o u s i n g
310
o r
formed s p a r t
o f
h e
h o u s i n g
310 o f a c i l i t a t e manipu
l a t i o n o f
h e
a p p a r a t u s
3
0 0 . The
e l i v e r y
a r r a n g e m e n t 3 3
0
c a n
b e provided i n communication with source
o r r e s e r v o i r of
t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e ( n o t s h o w n ) t h r o u g h a d e l i v e r y t u b e
3 3 5 , and t h e
v a cuum
c o n d u i t 320 and l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l
322 can be provided i n communication with
a
v a c u u m or
l o w - p r e s s u r e s o u r c e ( n o t shown) t h r o u g h
a
vac u um u b e 3 2 5 .
An x e m p l a r y c o n ? g u r a t i o n
o f h e
l o w e r
s u r f a c e
3 6 0
o f h e
a p p a r a t u s 300
s shown
n F I G . 3 b .
The
o w e r
s u r f a c e
360 can
have a s u b s t a n t i a l l y s q u a r e o r r e c t a n g u l a r s h a p e , a s shown i n
F I G .
3 b , a n d o t h e r s h a p e s
may l s o b e
u s e d . The
o w e r p o r t i o n
of
h e
v a c u u m o n d u i t 320 and
h e
lower s u r f a c e 360 form
h e
l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l
3 2 2 ,
w h i c h may b e g e n e r a l l y p r o x i m a l
t o t h e p e r i m e t e r
o f
h e l o w e r s u r f a c e 3 6 0 . The u t l e t 380 o f h e
d e l i v e r y a r r a n g e m e n t
330
can b e con?gured a s an e l o n g a t e d
s l i t e x t e n d i n g t h r o u g h t h e l o w e r s u r f a c e
3 6 0 .
Such a s l i t
c a n
p r o v i d e
a h i g h d e l i v e r y p r e s s u r e
f o r
t h e t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e
d e l i v e r e d t h r o u g h t h e d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t
3 3 0 , a n d t h e
d e l i v e r y
c a n
e a s i l y be a p p l i e d o v e r a
l a r g e
a r e a o f s k i n
when
t h e lower s u r f a c e 360 of h e d e v i c e 300 s t r a v e r s e d o v e r a s k i n
s u r f a c e
i n
t h e
d i r e c t i o n
of
h e
arrow
shown
i n
F I G .
3 b .
I n
a f u r t h e r embodiment,
shown
i n F I G . 3 0 , t h e o u t l e t 380
o f t h e d e l i v e r y a r r a n g e m e n t 330 c a n
be
con?gured a s a p l u
r a l i t y
o f e l o n g a t e d s l i t s e x t e n d i n g t h r o u g h t h e l o w e r s u r f a c e
360.
The
l i t s
can be
arranged
i n one
o r more
rows, a s
shown
i n
F I G .
3 0 , o r o t h e r c o n ? g u r a t i o n s may
a l s o
be
u s e d . Such
s l i t s c a n a l s o
p r o v i d e
a
h i g h
d e l i v e r y
p r e s s u r e f o r
t h e
t h e r a
p e u t i c s u b s t a n c e
d e l i v e r e d
t h r o u g h t h e d e l i v e r y a r r a n g e m e n t
3 3 0 .
I n a n o t h e r
embodiment,
t h e a p p a r a t u s
300
c a n i n c l u d e a
p r e s s u r e
c o n d u i t
s i m i l a r t o t h e p r e s s u r e
c o n d u i t
270
shown
n
F I G . 2 0 . T h i s
p r e s s u r e
c o n d u i t c a n b e p r o v i d e d
p r o x i m a l
t o
t h e l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l
322
on
h e
l o w e r
s u r f a c e 360
o f t h e
a p p a r a t u s
3 0 0 , and a
g a s p r e s s u r e
i n t h e
p r e s s u r e
c o n d u i t can
b e
c o n t r o l l e d
a n d / o r a d j u s t e d t o f a c i l i t a t e t r a v e r s a l o f
t h e
a p p a r a t u s
3 0 0
o v e r
t h e
s k i n
s u r f a c e ,
s u b s t a n t i a l l y
i n d e p e n
d e n t
o f
t h e
p r e s s u r i z e d
t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e p r o v i d e d
t h r o u g h t h e o u t l e t 3 8 0 .
A
u r t h e r embodiment of an
p p a r a t u s
400 h a t
can be u sed
t o d e l i v e r s u b s t a n c e s
i n t o
a h a i r f o l l i c l e and o p t i o n a l l y an
a s s o c i a t e d s e b a c e o u s g l a n d i s shown s c h e m a t i c a l l y i n F I G .
4 a .
The a p p a r a t u s
400 i n c l u d e s a
housing 4 1 0 ,
a
v a c u u m
c o n d u i t
4 2 0 , a n d a d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t
4 3 0 .
A
o w e r s u r f a c e
460 o f t h e a p p a r a t u s 400
c a n
b e ,
e . g . ,
a f ? x e d t o t h e h o u s i n g
410 o r
formed s
an
n t e g r a l p a r t t h e r e o f .
An
u t l e t
480 c an be
p r o v i d e d
t h a t
a l l o w s m a t e r i a l l o c a t e d i n t h e d e l i v e r y a r r a n g e
ment 430 t o p a s s t h r o u g h t h e
l o w e r
s u r f a c e
4 6 0 .
The
l o w e r
p o r t i o n o f
t h e
v a cuum
c o n d u i t 420
and
h e
l o w e r
s u r f a c e
460
form a l o w - p r e s s u r e c h a n n e l 4 2 2 . The h o u s i n g 410
c a n
i n c l u d e
a
h a n d l e
440 h a t
f a c i l i t a t e s m a n i p u l a t i o n o f
h e
appa
r a t u s
400, . g . , t o
t r a n s l a t e i t over an
r e a
of
k i n t o
b e
r e a t e d .
The
d e l i v e r y a r r a n g e m e n t
4 3 0
c a n
b e
p r o v i d e d
i n
communi
c a t i o n
with
a
source or r e s e r v o i r of
a t h e r a p e u t i c
substance
( n o t
s h o w n ) t h r o u g h a d e l i v e r y t u b e 4 3 5 .
The v a c u u m o n d u i t
420
and o w - p r e s s u r e
c h a n n e l
422
can
be provided
i n
communication with
a
v a c u u m pump r
low
p r e s s u r e
s o u r c e
( n o t shown) t h r o u g h a v a cuum u b e 4 2 5 . The
p r e s s u r e
w i t h i n t h e l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l 4 2 2 i s p r e f e r a b l y
l o w
e n o u g h
t o
s u b s t a n t i a l l y
m a i n t a i n g o o d c o n t a c t b e t w e e n
t h e
s k i n
and h e
l o w e r
s u r f a c e 460 o f t h e a p p a r a t u s 400 when
i n u s e .
Any r e s s u r e
t h a t i s
l o w e r
t h a n a t m o s p h e r i c
p r e s s u r e
may be p r o v i d e d i n t h e v a cuum
c o n d u i t
4 2 0 . The p r e s s u r e i s
p r e f e r a b l y g r e a t e r t h a n a b o u t 1 1 p s i ( e . g . , g r e a t e r t h a n a b o u t
— 0 . 8
a t m o s p h e r e s ) . E x p o s u r e
o f t h e
s k i n
t i s s u e
t o p r e s s u r e s
l o w e r
t h a n t h i s
may
g e n e r a t e
some p e t e c h i a l h e m o r r h a g e
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
13/16
US
8 , 9 6 l , 4 5 0
B2
a n d / o r
b r u i s i n g
o f
t h e
s k i n .
H o w e v e r , a p p l i c a t i o n
o f
a p r e s
s u r i z e d
e n v i r o n m e n t
( e . g . , a p r e s s u r e g r e a t e r t h a n atmo
s p h e r i c
p r e s s u r e )
p r o x i m a l t o t h e
r e g i o n
o f i s s u e e x p o s e d t o
such lower
p r e s s u r e
can
r e d u c e
t h e l i k e l i h o o d of r u i s i n g
o r
h e m o r r h a g e .
S u c h
h i g h e r
p r e s s u r e
c a n
b e p r o v i d e d ,
e . g . ,
b y
t h e p r e s s u r i z e d
s u b s t a n c e
b e i n g d e l i v e r e d f r o m t h e d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t 430
t h r o u g h t h e c o n d u i t
480
a n d / o r
by a p r e s
s u r i z e d
o u t l e t
p r o v i d e d
i n p r o x i m i t y
t o t h e l o w - p r e s s u r e
c h a n
n e l
4 2 2 , e . g . , s i m i l a r t o
t h e
p r e s s u ri z e d c o n d u i t
270
shown i n
F I G . 2 0 .
The a p p a r a t u s 4 0 0 f u r t h e r
i n c l u d e s a
h e a t i n g a r r a n g e m e n t
4 9 0 . The e a t i n g arrangement 490 can n c l u d e a c o n v e n t i o n a l
r e s i s t a n c e
h e a t e r
o r
o t h e r
h e a t i n g d e v i c e , a n d
p r e f e r a b l y
i n c l u d e s
an
on/off switch
and c o n t r o l l e r ,
e . g . , a t h e r m o s t a t i c
c o n t r o l l e r o r
t h e l i k e . The
h e a t i n g
arrangement
490
can
p r o
v i d e c o n t a c t o r r a d i a n t
energy
h e a t i n g of h e s k i n t i s s u e n e a r
t h e s u r f a c e .
F o r
e x a m p l e , t h e h e a t i n g
a r r a n g e m e n t
4 9 0 may
i n c l u d e e l e c t r i c a l r e s i s t a n c e h e a t i n g , i n f r a r e d o r o t h e r o p t i c a l
h e a t i n g ( e . g . , u s i n g
a
p l u r a l i t y o f L E D s , l a s e r d i o d e s , l a m p s ) ,
u l t r a s o u n d , o r
o t h e r s o u r c e s
con?gured o
emit
energy a t one
o r
more
w a v e l e n g t h s a b s o r b e d
by
t h e s k i n a n d / o r t h e
s e b u m ,
p h a s e - c h a n g e o r
c h e m i c a l r e a c t i on h e a t i n g
( e . g . ,
p r o v i d i n g
one
or
more
warm
r
exothermically
reactive
substances
in a
chamber
w i t h i n
t h e d e v i c e ) , e t c .
T h e
s i z e , d u r a t i o n ,
t e m p e r a t u r e
( f o r
c o n d u c t i v e c o n t a c t
h e a t i n g ) o r
e x p o s u r e
p a r a m e t e r s
o f r r a d i a n c e ,
w a v e l e n g t h ( s )
a n d e x p o s u r e t i m e f o r
r a d i a n t h e a t i n g o f t h e h e a t i n g a r r a n g e
ment 490 a r e p r e f e r a b l y
s e l e c t e d
s u c h t h a t t h e sebum
and
d e b r i s
a r e s u f ? c i e n t l y h e a t e d
t o
l o o s e n them
a n d / o r
f a c i l i t a t e
t h e i r removal when
h e
a p p a r a t u s 400
s
moved
o v e r t h e s k i n
a t r e a s o n a b l e / t y p i c a l
o p e r a t i n g
s p e e d s . S u c h s p e e d s
c a n b e ,
e . g . , on
h e
o r d e r o f
a b o u t
1 cm/ e c ,
a l t h o u g h
h i g h e r o r l o w e r
s p e e d s c a n a l s o
be
u s e d .
The h e a t i n g a r r a n g e m e n t 490 c a n
f a c i l i t a t e i n t r o d u c t i o n o f t h e t h e r a p e u t i c
s u b s t a n c e
i n t o t h e
f o l l i c l e r e g i o n
a n d
o p t i o n a l l y
i n t o s e b a c e o u s
g l a n d s
b y
h e a t
i n g a n d
l o o s e n i n g a c c u m u l a t e d sebum
n
t h e
f o l l i c l e r e g i o n .
A
p o r t i o n o f t h i s sebum may
a l s o b e
removed u s i n g t h e a p p a
r a t u s
4 0 0 ,
a s
d e s c r i b e d
i n
more
d e t a i l
below.
An
x e m p l a r y
c o n ? g u r a t i o n o f h e l o w e r s u r f a c e 4 6 0 o f h e
a p p a r a t u s 400 i s shown i n F I G .
4 b .
The o u t l e t 480 o f t h e
d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t
4 3 0 i s
l o c a t e d i n
t h e
c e n t r a l r e g i o n o f
t h e
l o w e r
s u r f a c e
4 6 0 .
The
l o w e r
p o r t i o n o f t h e v a cuum
c o n d u i t
420 and
h e l o w e r s u r f a c e 4 6 0 form h e l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l 422 i n
t h e
l o w e r
s u r f a c e
460 t h a t may b e
g e n e r a l l y
p r o x i m a l t o
t h e p e r i m e t e r
o f
t h e
l o w e r
s u r f a c e
4 6 0 . A o r t i o n
4 2 2 1 1 o f
t h e l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l 4 2 2 p r o x i m a l t o
t h e
h e a t i n g
a r r a n g e m e n t
490
may
b e
w i d e r t h a n
o t h e r p a r t s
o f
t h e l o w
p r e s s u r e c h a n n e l
422 t o
f a c i l i t a t e
removal of
sebum i n t h e
s k i n , a s d e s c r i b e d i n more d e t a i l b e l o w . I n c e r t a i n embodi
m e n t s ,
two
o r more l o w - p r e s s u r e c ha n n e l s
422
may e p r o
v i d e d .
T h u s , f o r e x a m p l e ,
t h e
w i d e r p o r t i o n 4 2 2 1 1 o f t h e l o w
p r e s s u r e c h a n n e l
422
shown i n F I G . 4b
c a n
o p t i o n a l l y be
provided
a s a
second
c h a n n e l t h a t
i s
s e p a r a t e
from
t h e n a r
r o w e r p o r t i o n
o f t h e
l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l
4 2 2 .
A u r f a c e
o f
t h e h e a t i n g
a r r a n g e m e n t
4 9 0 i s p r e f e r a b l y
c o n ? g u r e d
t o b e s u b s t a n t i a l l y c o p l a n a r w i t h t h e l o w e r s u r f a c e
4 6 0 , s u c h t h a t i t
w i l l
c o n t a c t t h e s k i n s u r f a c e
when
h e l o w e r
s u r f a c e 460
o f
h e
d e v i c e
400 s p l a c e d on h e s k i n . I n a n o t h e r
e m b o d i m e n t , t h e
h e a t i n g
a r r a n g e m e n t 4 9 0 c a n b e l o c a t e d
a b o v e a p o r t i o n o f t h e l o w e r s u r f a c e 4 6 0 , e . g . ,
w i t h i n
t h e
h o u s i n g
4 1 0 ,
a n d c o n ? g u r e d t o
h e a t
a
p o r t i o n
o f t h e l o w e r
s u r f a c e 4 6 0 a n d a r e g i o n o f s k i n c o n t a c t i n g t h e h e a t e d
p o r t i o n
o f t h e
l o w e r
s u r f a c e 4 6 0 .
I n a f u r t h e r embodiment, t h e a p p a r a t u s 400 can i n c l u d e a
p r e s s u r e
c o n d u i t 470 p r o x i m a l t o a t l e a s t a p o r t i o n
o f
t h e
l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l 422
on
t h e l o w e r s u r f a c e
460
o f t h e
a p p a r a t u s
4 0 0 , a s shown n F I G . 4 0 . The r e s s u r e c o n d u i t 470
20
25
30
35
40
45
50
55
60
6 5
1 0
can be s i m i l a r t o t h e
p r e s s u r e
c o n d u i t 270 shown i n
F I G .
2 0 ,
a n d may b e p r o v i d e d t o
f a c i l i t a t e
t r a n s l a t i o n o f t h e a p p a r a t u s
400 over a skin surface when vacuum r low pressure is
p r e s e n t i n t h e l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l
422 a n d / o r
t o r e d u c e
o r
p r e v e n t b r u i s in g o f s k i n t h a t i s e x p o s e d t o t h e
l o w p r e s s u r e . A
s o u r c e of r e s s u r i z e d g a s , s u c h a s
a i r ,
n i t r o g e n , o r t h e l i k e , can
b e
p r o v i d e d
t o
t h e p r e s s u r e
c o n d u i t
4 7 0
u s i n g
a h o s e ,
t u b i n g
o r t h e
l i k e , and
t h e g a s p r e s s u r e can be
c o n t r o l l e d u s i n g
a
c o n v e n t i o n a l v a l v e a r r a n g e m e n t . P r e s s u r e p r o v i d e d t o t h e
p r e s s u r e
c o n d u i t
4 7 0
may o p t i o n a l l y b e p u l s e d t o f a c i l i t a t e
t r a n s l a t i o n o f
t h e
a p p a r a t u s 4 0 0 .
The
g e o m e t r y
o f t h e p r e s s u r e c o n d u i t 470 a nd t s l o c a t i o n
r e l a t i v e
t o t h e v a c u u m c o n d u i t 420 may
e v a r i e d
from
t h e
c o n ? g u r a t i o n
shown
i n
F I G . 4 0 . I n
g e n e r a l ,
p o r t i o n s o f t h e
p r e s s u r e c o n d u i t
470 t h a t
p a s s t h r o u g h t h e l o w e r s u r f a c e 460
o f
t h e
a p p a r a t u s 400 a r e
p r e f e r a b l y l o c a t e d
p r o x i m a l
t o
p o r
t i o n s o f t h e l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l
4 2 2 . F o r e x a m p l e , t h e
p r e s
s u r e c o n d u i t
470
may e
con?gured
s a p l u r a l i t y of h a n n e l s
p r o v i d e d s u b s t a n t i a l l y p a r a l l e l
t o
p o r t i o n s o f h e
l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l
422 on
t h e lower s u r f a c e 4 6 0 .
Su c h
p r o x i m i t y can
f a c i l i t a t e
i n t e r m i t t e n t
i n t e r r u p t i o n of v a c u u m
s e a l t h a t
may
b e
for med between
h e l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l
4 2 2
and
h e s k i n
s u r f a c e a s
d e s c r i b e d a b o v e ,
and a l l o w t h e
a p p a r a t u s
400 t o
more a s i l y
be r a n s l a t e d over h e s k i n when
low
p r e s s u r e i s
p r e s e n t i n
t h e
v a c u u m
c o n d u i t 4 2 0 .
FIG. 4d l l u s t r a t e s
an
exemplary use of h e a p p a r a t u s
400 o
d e l i v e r
a t h e r a p e u t i c m a t e r i a l
433 i n t o one
o r more
sebaceous
g l a n d s 4 9 5 l o c a t e d i n t h e s k i n 4 5 0 . The a p p a r a t u s 4 0 0 i s
p l a c e d
on
h e s u r f a c e
o f
t h e s k i n
4 5 0 . The o w - p r e s s u r e c h a n
n e l
422
f a c i l i t a t e s
good c o n t a c t
between
t h e
l o w e r
s u r f a c e
460 of
h e
a p p a r a t u s 400 a nd h e s k i n 450 when low r e s s u r e
i s
p r o v i d e d i n t h e v a c u u m c o n d u i t 4 2 0 . The p p a r a t u s 400 can
be
r a n s l a t e d o v e r
t h e s u r f a c e of h e
s k i n 450
i n t h e
d i r e c t i o n
i n d i c a t e d
by
t h e
a r r o w
i n
F I G .
4 d .
The h e a t i n g
a r r a n g e m e n t 4 9 0
p r o v i d e d
i n a f o r w a r d
l o c a
t i o n of h e
a p p a r a t u s
w i l l ? r s t c o n t a c t a t a r g e t a r e a
o f t h e
s k i n
4 5 0 , and
can be c o n t r o l l e d
t o h e a t
sebum
492 a nd
any
a s s o
c i a t e d d e b r i s
l o c a t e d
i n
t h e
t a r g e t a r e a .
Such
h e a t i n g can
l o o s e n
t h e sebum 4 9 2 ,
e . g . ,
b y
m e l t i n g
o r
r e d u c i n g
t h e
v i s
c o s i t y
o f wax
s t e r s
o f t h e sebum 492 t h a t may b e
p r e s e n t
i n
o r proximal
t o
s e b a c e o u s
g l a n d s 495 t h a t block a c c e s s
t o
t h e
f o l l i c l e o p e n i n g a n d
s e b a c e o u s g l a n d 4 9 5 .
For
e x a m p l e , t h e
t a r g e t
a r e a o f t h e s k i n
450 can
be h e a t e d
t o
a t e m p e r a t u r e of between a b o u t 37° C . and a b o u t 47° C .
H e a t i n g o f
h e s k i n t i s s u e 450 o
h i g he r t e m p e r a t u r e s c a n
a l s o
b e
p e r f o r me d . H e a t i n g t e m p e r a t u r e s may
p r e f e r a b l y b e
g r e a t e r t h a n
a b o u t 3 5 ° C . ,
w h i c h
may
b e s l i g h t l y l o w e r t h a n
t h e b o d y ’ s c o r e
t e m p e r a t u r e
b u t
g r e a t e r
t h a n
a t y p i c a l s u r f a c e
t e m p e r a t u r e o f
t h e s k i n 4 5 0 . P r e f e r a b l y , t h e t a r g e t a r e a
o f
t h e
s k i n
450 s
h e a t e d
t o
a
t e m p e r a t u r e
t h a t i s
l e s s
t h a n a b o u t 6 5 °
C . , t o a v o i d t h e l i k e l i h o o d
o f
g e n e r a t i n g
i r r e v e r s i b l e
t h e r m a l
d a m a g e
i n
s u r r o u n d i n g
d e r m i s
t i s s u e s .
S e b a c e o u s g l a n d s 4 9 5
a r e
g e n e r a l l y l o c a t e d a b o u t 1 - 2 mm
e e p
below h e s u r f a c e
o f
t h e s k i n 4 5 0 .
H e a t t r a n s f e r
by
c o n d u c t i o n
t h r o u g h t h e s k i n
4 5 0 t o t h e l e v e l o f t h e s e b a c e o u s g l a n d 4 9 5 may r e q u i r e
s e v e r a l s e c o n d s
o r m o r e , depending
on d e p t h
o f
t h e
f e a t u r e s
b e i n g
h e a t e d .
P r e h e a t i n g o f s k i n
t i s s u e
450 o b e t r e a t e d c a n o p t i o n a l l y be
p e r f o r m e d
p r i o r
t o u s i n g a n a p p a r a t u s i n a c c o r d a n c e w i t h
c e r t a i n embodiments o f t h e p r e se n t i n v e n t i o n d e s c r i b e d
h e r e i n . F o r
e x a m p l e , r a d i a n t h e a t i n g o r
c o n t a c t
h e a t i n g u s i n g ,
e . g . ,
a
heated a d ,
a
h o t
t o w e l ,
o r
t h e
l i k e can be performed
on
t h e s k i n
4 5 0 p r i o r
t o a p p l i c a t i o n o f
a n
a p p a r a t u s 2 0 0 , 3 0 0 ,
4 0 0
t o t h e h e a t e d s k i n 4 5 0 . I n c e r t a i n e m b o d i m e n t s ,
s u c h
p r e h e a t
i n g c a n
b e p e r f o r m e d
i n s t e a d o f p r o v i d i n g a
h e a t i n g a r r a n g e
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
14/16
US
8 , 9 6 1 , 4 5 0
B2
1 1
ment 4 9 0 i n t h e
e x e m p l a r y
a p p a r a t u s 4 0 0 .
A l t e r n a t i v e l y ,
s u c h
p r e h e a t i n g c a n be p e r f o r m e d i n
a d d i t i o n
t o u s i n g s u c h a
h e a t i n g
a r r a n g e m e n t
4 9 0 .
As t h e a p p a r a t u s 400 i s t r a v e r s e d o v e r t h e
s k i n
4 5 0 , a
f o r w a r d
p o r t i o n
4 2 2 1 1 o f h e l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l 4 2 2 ( w h i c h
may
o p t i o n a l l y
b e w i d e r t h a n o t h e r p a r t s o f
t h e l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l 4 2 2 )
p a s s e s o v e r
t h e
h e a t e d
t i s s u e , and
h e
low
p r e s
s u r e can a c i l i t a t e l o o s e n i n g a n d / o r removal of p o r t i o n o f h e
h e a t e d
sebum 4 9 2 a n d / o r d e b r i s f r o m
s e b a c e o u s
g l a n d s
4 9 5 ,
f o l l i c l e s ,
a n d / o r p o r e s
i n
t h e
s k i n 4 5 0 . The v a c u u m r o c e d u r e
can a l s o remove some blockages
t h a t may
be p r e s e n t
i n
t h e
d u c t o f t h e
s e b a c e o u s
g l a n d 4 9 5 a n d / o r i n f o l l i c l e s ,
which
may b e
a c h i e v e d
w i t h o t h e r embodiments o f
t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n
d e s c r i b e d
h e r e i n t h a t do n o t i n c l u d e
a h e a t i n g
a r r a n g e m e n t 4 9 0 .
Removal o f sebum
492
a n d / o r o t he r d e b r i s
i n t h e
f o l l i c l e
r e g i o n
c a n
b e
e n h a n c e d , e . g . ,
by
a p p l y i n g a f o r c e i n
t h e
v i c i n i t y
o f a
h a i r f o l l i c l e
t h a t h a s a
l a t e r a l component
( e . g . ,
p a r a l l e l t o t h e s k i n s u r f a c e ) ,
s u c h
t h a t m a t e r i a l
i n
t h e i n ? d
i b u l u m c a n b e s q u e e z e d
o u t .
Such f o r c e may
b e a p p l i e d
by
e d g e s o f
t h e l o w e r s u r f a c e 460
o f
t h e a p p a r a t u s 400 a s
i t
i s
t r a n s l a t e d o v e r t h e
s k i n
4 5 0 . The low p r e s s u r e i n t h e low
p r e s s u r e c h a n n e l
422
c a n
p u l l
t h e s k i n
450
a g a i n s t t h e
l o w e r
s u r f a c e 460 o f t h e a p p a r a t u s
400
a s i t
i s
t r a n s l a t e d , t h u s
i n c r e a s i n g t h e
e f f e c t i v e n e s s o f s u c h
r e m o v a l .
The
o u t l e t 480 o f t h e
d e l i v e r y a r r a n g e m e n t
430 c a n be
l o c a t e d
b e h i n d
t h e
w i d e p o r t i o n 4 2 2 1 1 o f t h e l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l 4 2 2
( r e l a t i v e
t o t h e p r e f e r r e d t r a n s l a t i o n d i r e c t i o n o f
t h e
a p p a r a t u s 400 i n d i c a t e d by
t h e
a r r o w
i n F I G . 4 d ) ,
a s
shown i n F I G . 4 b . The w i d t h o f
t h e o u t l e t 480
i s
p r e f e r a b l y
s i m i l a r
t o t h a t
o f t h e wide
p o r t i o n
4 2 2 1 1
o f
t h e
l o w - p r e s s u r e
c h a n n e l 4 2 2 , e . g . , i t may b e s l i g h t l y n a r r o w e r a s shown i n
F I G .
4 b . As t h e
a p p a r a t u s
400
c o n t i n u e s
t o be t r a v e r s e d
o v e r
t h e s k i n 4 5 0 , a t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e 4 3 3
p r o v i d e d
u n d e r
p r e s s u r e i n t h e d e l i v e r y a r r a n g e m e n t 430 c a n b e f o r c e d
t h r o u g h
t h e
c o n d u i t 4 8 0
a n d i n t o t h e f o l l i c l e r e g i o n o f t h e
t a r g e t
a r e a ,
e . g . , i n t o t h e s e b a c e o u s
g l a n d s
4 9 5 from which
some sebum
492
and
d e b r i s
may
have
p r e v i o u s l y
been
l o o s
ened
a n d / o r removed.
Removal
of
sebum 492
can
g e n e r a t e
a
more
open pathw ay
h a t
f a c i l i t a t e s p e n e t r a t i o n
o f s u c h
t h e r a
p e u t i c
s u b s t a n c e
4 3 3
more
d e e p l y
i n t o
t h e f o l l i c l e
a n d / o r
s e b a c e ou s g l a n d
4 9 5 .
T h e t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e
4 3 3
i s
p r e f e r a b l y
p r o v i d e d
i n t h e
d e l i v e r y a r r a n g e m e n t 4 3 0
u n d e r
p r e s s u r e .
I n
c e r t a i n
embodi
m e n t s , m u l t i p l e d e l i v e ry
a r r a n g e m e n t s 4 3 0 a n d /
o r o u t l e t s 4 8 0
can b e
provided
t h a t a r e con?gured t o
d e l i v e r
two
o r more
d i f f e r e n t t y p e s
o f
t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e s 4 3 3 . The d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t
430
may
i n c l u d e a r e s e r v o i r , c a r t r i d g e , o r t h e
l i k e
t h a t may be l o c a t e d w i t h i n t h e housing 410 o r formed s
p a r t o f
t h e h o u s i n g 4 1 0 t h a t i s c o n ? g u r e d
t o
c o n t a i n t h e
t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e 4 3 3 . The h e r a p e u t i c s u b s t a n c e 4 3 3 c a n
be r e s s u r i z e d u s i n g ,
e . g . ,
a p r e s s u r e s o u r c e such s a manual
o r e l e c t r i c pump,
a p i s t o n , a
p r e s s u r i z e d
g a s
l i n e p r o v i d e d i n
c o m m u n i c a t i o n
w i t h
t h e d e l i v e r y a r r a n g e m e n t
4 3 3 ,
o r t h e
l i k e .
I n
c e r t a i n e m b o d i m e n t s , t h e o u t l e t 480 c a n b e
p r o v i d e d
i n
t h e form
of
one o r more
s m a l l e r
n o z z l e s , o r i ? c e s , j e t s , o r
s l i t s
t h r o u g h
t h e
l o w e r
s u r f a c e
460 h a t a r e con?gured o d i r e c t one
o r
more
s m a l l
s t r e a m s
of
h e t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e 433 o n t o
t h e s k i n s u r f a c e
4 5 0 a n d
i n t o t h e f o l l i c l e
r e g i o n a n d / o r s e b a
c e o u s g l a n d s 4 9 5 . Su c h n o z z l e s o r j e t s can be provided i n a
s u b s t a n t i a l l y l i n e a r a r r a y ( e . g . , i n a s i n g l e r o w ) t o
e x p o s e
a
l a r g e
p o r t i o n o f t h e s k i n s u r f a c e t o t h e s t r e a m s when t h e
a p p a r a t u s
i s
t r a v e r s e d
o v e r
t h e s k i n
s u r f a c e .
A l t e r n a t i v e l y , t h e
j e t s
o r n o z z l e s
can
be a r r a n g e d
i n a
two-dimensional
a r r a y
( e . g . ,
two o r
more
r o w s o f n o z z l e s , j e t s ,
s l i t s ,
e t c . ) t o
p r o v i d e
g r e a t e r
e x p o s u r e o f
t h e s k i n s u r f a c e
4 5 0
t o t h e p l u r a l i t y
o f
20
25
30
35
40
45
50
55
60
6 5
1 2
s t r e a m s o f p r e s s u r i z e d t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e 4 3 3 a s t h e a p p a
r a t u s
400 i s t r a n s l a t e d over h e s k i n
s u r f a c e
4 5 0 .
I n f u r t h e r e x e m p l a r y e m b o d i m e n t s , t h e
a p p a r a t u s
400 c a n
i n c l u d e a p l u r a l i t y
o f l o w - p r e s s u r e c h a n n e l s
4 2 2
a n d / o r
d e l i v
e r y
a r r a n g e m e n t s 4 3 0 a n d o u t l e t s
4 8 0 ,
w h i c h
may
b e
con?g
ured such
h a t a p a r t i c u l a r f o l l i c l e o r
pore s
exposed o more
t h a n
o n e
c y c l e
o f l o w - p r e s s u r e r e m o v a l a n d d e l i v e r y o f
p r e s
s u r i z e d s u b s t a n c e ( s ) a s
t h e a p p a r a t u s 400
i s t r a n s l a t e d o v e r
t h e f o l l i c l e o r p o r e . M u l t i p l e h e a t i n g
a r r a n g e m e n t s
490 c a n
a l s o
b e
p r o v i d e d .
S u c h e x e m p l a r y
c o n ? g u r a t i o n s c a n
i m p r o v e
t h e e f f e c t i v e n e s s
f o r
s k i n h e a t i n g ,
r e m o v a l
o f s e b u m , a n d / o r
d e l i v e r y o f h e r a p e u t i c
m a t e r i a l ( s ) .
A l t e r n a t i v e l y , t h e
a p p a r a
t u s 400 ( o r a n y
a p p a r a t u s
i n
a c c o r d a n c e w i t h
embodiments
o f
t h e p r e s e n t i n v e n t i o n ) may b e t r a n s l a t e d o v e r a r e g i o n o f
s k i n
t o
b e t r e a t e d a p l u r a l i t y o f
i m e s
t o
g e n e r a t e m u l t ip l e
c y c l e s o f
h e a t i n g ,
s e b u m r e m o v a l , a n d / o r d e l i v e r y
o f
t h e r a p e u t i c s u b
s t a n c e s .
A u r t h e r embodiment of an a p p a r a t u s 500 i n a c c o r d a n c e
w i t h t h e p r e se n t i n v e n t i o n
i s shown
i n F I G . 5 . The a p p a r a t u s
500
i n c l u d e s
a
housing 5 1 0 ,
a
v a c u u m
c o n d u i t
5 2 0 ,
a low
p r e s s u r e c h a n n e l 5 2 2 ( o p t i o n a l l y i n c l u d i n g
a w i d e
p o r t i o n
5 2 2 a ) ,
a d e l i v e r y a r r a n g e m e n t
5 3 0 , a n d
a
h e a t i n g a r r a n g e
ment
5 9 0 .
The
housing 510 can
i n c l u d e a
handle
540
t h a t
f a c i l i t a t e s m a n i p u l a t i o n o f h e
a p p a r a t u s
5 0 0 .
A
o w e r s u r f a c e
560
o f t h e a p p a r a t u s 500 can
be
af?xed
o
t h e housing
510
o r
formed a s an i n t e g r a l p a r t t h e r e o f .
The d e l i v e r y arrangement 530 c an
i n c l u d e
a r e s e r v o i r , c a r
t r i d g e ,
e n c l o s u r e
o r
t h e
l i k e
a d a p t e d
t o h o l d
a t h e r a p e u t i c
s u b s t a n c e 5 3 3 . The e l i v e r y a r r a n g e m e n t 5 3
0
c a n b e p r o v i d e d
i n communication w i t h a p r e s s u r e
s o u r c e
t h r o u g h
d e l i v e r y
t u b e 5 3 5 ,
s u c h
t h a t
t h e
t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e
5 3 3
c a n b e
d e l i v e r e d under p r e s s u r e from
an
o u t l e t 580 l o c a t e d on t h e
l o w e r
s u r f a c e
560
o f
t h e a p p a r a t u s
500
and i n t o
t h e
s k i n . A
c o n t r o l
c o n d u i t 5 3 8
may
l s o b e p r o v i d e d
i n communication
w i t h
t h e d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t 5 3 0 , e . g . , a s shown n F I G . 5.A
d i s t a l end
o f
t h e c o n t r o l c o n d u i t 538
c a n
p a s s
t h r o u g h
t h e
lower s u r f a c e 560 of h e
a p p a r a t u s
500 a t one
o r more l o c a
t i o n s
t h e r e o n .
The c o n t r o l conduit 538
can a c t
a s a c o n t r o l valve f o r
p r e s s u r i z i n g
t h e t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e 5 3 3 i n t h e d e l i v e r y
a r r a n g e m e n t
5 3 0 .
F o r
e x a m p l e ,
when h e
l o w e r
s u r f a c e 5 6 0 o f
t h e
a p p a r a t u s 500 s
p l a c e d
i n c o n t a c t w i t h
a s k i n
s u r f a c e , t h e
d i s t a l end
f
h e
c o n t r o l c o n d u i t 538
c a n b e b l o c k e d ,
a l l o w i n g
a p r e s s u r i z e d g a s p r o v i d e d t h r o u g h t h e d e l i v e r y t u b e 5 3 5 t o
f o r c e some o f t h e t h e r a p e u t i c s u b s t a n c e 5 3 3
t h r o u g h
t h e
o u t
l e t
5 8 0 .
When h e
l o w e r
s u r f a c e
560
o f t h e
a p p a r a t u s 500 i s
n o t
i n c o n t a c t w i t h
a
s k i n s u r f a c e ,
t h e p r e s s u r i ze d g a s
w i l l
more
r e a d i l y
? o w
h r o u g h
t h e
c o n t r o l c o n d u i t
538
and o u t
o f
t h e
u n o b s t r u c t e d d i s t a l
e n d t h e r e o f , t h e r e b y p r e v e n t i n g
t h e
t h e r a p e u t i c
s u b s t a n c e 5 3 3
f r o m
b e i n g p u s h e d o u t o f
h e
o u t l e t
580
when
t i s n o t p r o x i m a l
t o a
s k i n
s u r f a c e . A anual
s w i t c h
o r
v a l v e may l s o be
p r o v i d e d ,
i n a d d i t i o n t o
o r
i n s t e a d
o f
t h e
c o n t r o l c o n d u i t 5 3 8 , t o c o n t r o l
t h e d e l i v e r y
o f p r e s s u r i z e d
t h e r a p e u t i c
s u b s t a n c e 533 t h r o u g h
t h e o u t l e t 580
and
i n t o a
r e g i o n
of
k i n t o be r e a t e d . The c o n t r o l c o n d u i t
538 can
a l s o
b e p r o v i d e d w i t h
o t h e r e m b o d i m e n t s
o f t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
d e s c r i b e d h e r e i n
t o
c o n t r o l
a p p l i c a t i o n
o f
t h e t h e r a p e u t i c
s u b s t a n c e 5 3 3 .
A o l l e c t i o n a r r a n g e m e n t 528 may a l s o b e
p r o v i d e d
i n
communication with a vacuum tube
525
and t h e v a c u u m
c o n d u i t
5 2 0 . The c o l l e c t i o n
a r r a n g e m e n t 528 c a n
be con?g
ured
t o
t r a p sebum o r
o t h e r
m a t e r i a l t h a t may
be
withdrawn
f r o m t h e s k i n
b e i n g
t r e a t e d t h r o u g h t h e
vac u um
c o n d u i t
5 2 0 ,
w h i l e
p r e v e n t i n g t h e sebum r o m p a s s i n g t h r o u g h t h e
vacuum
t u b e
525
t h a t p r o v i d e s low p r e s s u r e
t o
t h e v a c u u m c o n d u i t
5 2 0 a n d l o w - p r e s s u r e c h a n n e l 5 2 2 . The
c o l l e c t i o n
a r r a n g e
ment
528 c a n be p r o v i d e d w i t h i n t h e h o u s i n g 510 o f
t h e
-
8/18/2019 US8961450 Dermal Delivery Mass General 2015
15/16
US
8 , 9 6 1 , 4 5 0
B2
1 3
a p p a r a t u s 500 a s
shown
i n F I G . 5 ,
o r
e x t e r n a l t o
t h e
h o u s i n g
5 1 0 . The
c o l l e c t i o n a r r a n g e m e n t 5 3 8 may a l s o
b e p r o v i d e d
w i t h
o t h e r embodiments
o f
t h e p r e se n t i n v e n t i o n
d e s c r i b e d
h e r e i n .
An p p a
![Lecithin Microemulsion Based Systems for Dermal Delivery of ...phospholipid based systems are liposomes and lecithin microemulsions [5]. Lecithin microemulsions as a delivery system,](https://static.fdocuments.us/doc/165x107/60d1ca488011473f501bd79e/lecithin-microemulsion-based-systems-for-dermal-delivery-of-phospholipid-based.jpg)
