专利名称：用于使用微针将药物递送至眼组织的方法和装置的制作方法用于使用微针将药物递送至眼组织的方法和装置 关于联邦政府赞助的研究或开发的声明本发明是在美国国家卫生研究院颁布的合同号8R01EB00260-03和合同号R24EY017045-01下通过美国政府支持制造的。美国政府对本发明拥有一定权利。本发明通常涉及眼科治疗领域，特别涉及使用微针用于将药液配方注入眼组织， 用于靶向、局部药物递送。对眼睛递送药物及其困难，特别是高分子递送和对眼后部递送。很多眼后段的炎症和增生疾病需要长期药物治疗。此类病的实例包括黄斑变性，糖尿病视网膜病变和葡萄膜炎。使用常规递送方法(诸如局部施用，其效率低；以及全身给药，其经常会产生严重副作用)对眼后部递送有效剂量的药物很困难。(Geroski&Edelhauser, Invest Ophthalmol,Vis, Sci，41 :961-64(2000))。例如，虽然滴眼液可用于治疗影响眼睛前部的眼睛外表面或组织的病况，但是滴眼液无法大量地渗入眼睛后面，如各种视网膜疾病的治疗所需。使用常规针和注射器对眼睛进行直接注射往往比较有效，但是需要专业培训且会引起安全问题(Maurice :J. Ocul. Pharmacol. Ther. 17 :393-401 (2001))。期望能够最少化眼睛注射治疗所需的次数和/或频率，以对需要药物的眼组织位点递送治疗有效量的药物。已经研究了眼睛的脉络膜上腔，且其套管插入被描述为药物递送的可能路径。见例如，Olsen 等的 American J. 0pthamologyl42(5) :777-87(Nov. 2006) ；IscienceInterventional 公司的 PCT 专利申请公开号 WO 2007/100745。因此，期望提供用于对眼组织的治疗剂的直接递送的更好、更安全、更有效的技术。也期望提供可用于此类技术的装置，该装置可能会相对便宜地生产和使用所述技术。还期望提供用于对巩膜、脉络膜、眼色素层、黄斑、纤毛、玻璃体和视网膜组织进行尖端递送药物的方法。发明概要本发明提供了用于对患者的眼睛给药的方法和装置。所述方法可用于例如治疗葡萄膜炎、青光眼、糖尿病性黄斑水肿、老年黄斑退化症或巨细胞病毒性视网膜炎。一方面，方法包括在插入位点将空心微针插入眼睛的巩膜，微针具有带有开口的尖端；且在一段时间内，通过插入的微针将包含药物的药液配方注入眼睛的脉络膜上腔，其中在注入过程中，注入的药液配方离开插入位点在脉络膜上腔内流动。附图简述图1A、图1B、图IC和图ID是人眼组织结构的剖面图。眼整体图(1A)、眼角膜特写图(IB)和眼睛中的巩膜的特写图(IC)和眼睛中的相关组织(ID)，其中在脉络膜上腔里无液体或在脉络膜上腔里有液体。图2是根据一个实施例的微针装置的剖面视图，其中所述微针装置包括设置在伸长主体中的空心微针。图3是如图2所示的微针装置的伸长主体的剖面视图。图4是根据一个实施例的微针装置的图。图5是根据一个实施例的微针装置的图。图6A和图6B示出用于使用空心微针将药物递送到眼睛的脉络膜上腔中的过程的实施例，其中所述过程包括将空心微针插入巩膜和将药液配方注入脉络膜上腔。图7A示出根据一个实施例的空心微针与传统30规格的皮下注射针的尖端的比较。图7B示出成型为适合整个眼睛的定制塑胶模的示意图。图8A和图SB分别为在磺酰罗丹明注入之前和之后，猪眼的矢状剖面的明视场显微图像。图9A、图9B、图9C和图9D是在没有注入脉络膜上腔的情况下的猪眼的冰冻断层·的荧光图像(9A)，在轴平面注入500nm荧光颗粒且拼贴形成全景视图后的兔眼的冰冻断层的荧光图像(9B)，在箭头方向注入500nm荧光颗粒且拼贴显示微针插入位点前后空间后的猪眼的冰冻断层荧光图像(9C)，和在箭头方向注入500nm荧光颗粒且拼贴显示微针插入位点前后空间后的人眼的冰冻断层的荧光图像(9D)。图9B、图9C和图9D的插图显示微针插入位点的放大视图。图IOA和图IOB是微电脑断层摄影图，其显示了注入剖面图像中的猪眼的脉络膜上腔I μ m比对颗粒的外围分布(IOA)，以及剖面图像的三维重组(IOB)。图11A、图11B、图IIC和图IlD是显示注入压力和微针长度对将20nm颗粒至猪眼的脉络膜的递送成功率的影响(IlA)、对将IOOnm颗粒至猪眼的脉络膜的递送成功率的影响(IlB)、对将500nm颗粒至猪眼的脉络膜的递送成功率的影响(IlC)、对将IOOOnm颗粒至猪眼的脉络膜的递送成功率的影响(IlD)的图形。图12A和图12B是在箭头方向注入20nm颗粒且拼贴显示微针插入位点前后空间后的猪眼的冰冻断层的荧光图像(12A)，和在箭头方向注入IOOOnm颗粒且拼贴显示微针插入位点前后空间后的猪眼的冰冻断层的荧光图像(12B)。图12A和图12B的插图显示了微针插入位点的放大图。图13A和图13B是显示针对18mmHg的模拟眼压，眼压和微针长度对将IOOOnm颗粒至脉络膜的递送成功率的影响(13A)以及针对36mmHg的模拟眼压，眼压和微针长度对将IOOOnm颗粒至脉络膜的递送成功率的影响(13B)的图形。图14是对脉络膜上腔注入萤光素钠后兔眼的视线扫描的一维线，其中X轴代表从后部(O)到前部(160)在眼睛中的位置，且y轴代表在此位置的钙荧光强度。图15是显示在一段时间内脉络膜上腔的萤光素钠的清除率的图形。图16是显示在一段时间内脉络膜上腔的20nm颗粒的清除率的图形。图17是显示在一段时间内脉络膜上腔的500nm颗粒的清除率的图形。图18是根据一个实施例的对眼睛给药的方法的框图。在可替代的实施例中，装置包括两个或多个微针的阵列。例如，装置可包括介于2到1000(如，2到100之间)个微针之间的阵列。在一个实施例中，装置可包括I个至10个微针。微针阵列可包括不同微针的混合。例如，阵列可包括具有不同的长度、基座部分直径、尖端部分形状、微针的间隔和药物包衣等的微针。在其中微针装置包括两个或多个微针的阵列的实施例中，单个微针以其从基座延伸的角度可独立于阵列中的另一微针以其从基座延伸的角度。示例装置图2-图5示出微针装置的示例实施例。在图2-图3中示出的一个实施例中，微针装置110包括空心微针114，其具有药液配方(未显示)可通过其被递送至眼睛或生物药物可通过其从眼睛中撤出的空心孔140。微针包括近端部分116和尖端部分118。微针114可从基座延伸，其中所述基座包括，例如，具有远端的伸长主体112，伸长主体112具有微针的近端部分116和尖端部分118从其中延伸的远端。伸长主体可进一步包括用于固定延伸出基座112的微针的远端的基座部分的工具111 (诸如，螺丝或销)。在图3中示出用于固定微针的伸长主体112的示例实施例，并包括盖子部分113和具有位于其间的空心孔117的基座部分115。伸长主体112的盖子部分113和基座部分115理想地包括用于手动调节针长(即，从基座112延伸的微针的近端部分和尖端部分)的工具，其从伸长本体的盖子部分突起。此类工具可包括，例如，螺纹119，其允许盖子部分113被拧进或拧出伸长主体的基座部分115。在图4中示出的示例实施例中，伸长主体的基座部分115可操作地连接到致动器120，以控制药液配方通过微针控制注入脉络膜上腔。微针装置可进一步包括用于容纳药液配方的储液器，储液器在微针远端至尖端的位置处与微针孔可操作地连通。储液器可与微针一体构成，与伸长主体一体构成，或与微针和伸长主体分尚。微针的制造微针可由不同生物相容材料(包括金属、玻璃、半导体材料、陶瓷或聚合物)形成/构成。合适金属的实例包括制药等级的不锈钢、金、钛、镍、铁、金、锡、铬、铜和其合金。聚合物可为生物降解或非生物降解。合适的生物相容性、生物降解性聚合物的实例包括聚乳酸、聚乙交酯、聚丙交酯-共-乙交酯(PLGA)、聚酐、聚正酯、聚醚酯、聚已酸内酯、聚酰胺酯、聚(丁酸)、聚(戊酸)、聚氨酯及其共聚物和混合物。代表性的非生物降解聚合物包括各种热塑性塑料或在医疗器械制造中已知的其它聚合结构材料。实例包括尼龙、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、乙烯基醋酸盐和其它酰基替代的醋酸纤维素的聚合物、非生物降解的聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯，聚(乙烯咪唑)、聚烯烃氯磺酸、聚氧化乙烯及其混合物和共聚物。可生物降解的微针比非生物降解的微针相比能提供更高的安全性，这样它们即使不注意在眼组织里破碎，也基本无害。克通过本领域中已知的不同方法或如以下实例描述来制造微针。在一个实施例中，使用激光或类似的光能源制造空心微针。在一个实施例中，可使用激光切割微管以呈现期望的微针长度。激光也可用于成型单个或多个尖端开口。可在单个微管上进行单个或多个切口以成型期望的微针结构。在一个实施例中，微针可由金属(诸如，不锈钢)制造，且可使用带有在光谱(0.7μπι-300μπι)的红外线区域内的波长的激光切割。可使用与本领域的那些技术相似的金属电抛光技术进行进一步精化。在另一个实施例中，通过物理打磨方法形成微针长度和光学斜面，物理打磨方法例如可包括相对运动研磨面打磨金属插管。制造过程可进一步包括精确打磨、微珠射流吹洗和超声波清洗以形成微针的所期望精确尖端 的形状。例如，在Raju等人的美国专利申请公开号2006/0086689Α1、Kim等人的美国专利申请公开号2006/0084942、Yuzhakov等人的美国专利申请公开号2005/0209565、Park等人的美国专利申请公开号2002/0082543A1、Alien等人的美国专利号6，334，856、Prausnitz等人的美国专利号6，611，707,Prausnitz等人的美国专利号6，743，211中描述了可能的制造技术的其它细节，其专利的微针制造技术的公开内容通过引用的方式并入本文。药液配方药液配方可以药液、在适当溶剂中包括药物的药溶液或悬浮液的形式。悬浮液可包括分散在用于注入的合适液体载体里的微粒或纳米颗粒。在不同实施例中，药物可包括在液体载体、微粒或纳米颗粒，或载体和颗粒两者里。药液配方是足够的液体以流入脉络膜上腔或在其中流动。在优选实施例中，药液配方的粘度在37°C时为约lcP。可配制各种药物，用于通过本发明的位置装置和方法递送至眼睛组织。本文所用的术语“药物”基本上是指任何预防疾病、治疗或诊断剂，即对医疗、兽药或化妆品应用有用的成分。可从合适的蛋白质、多肽类和其片段中选择药物，其可天然产生、合成或重组生产。可从合适的寡核苷酸(如反义寡核苷酸剂)、多核苷酸(如治疗性DNA)、酶性核酸、dsRNAs、siRNA, RNAi、基因治疗载体和/或治疗使用的疫苗中选择药物。药物可为适体(如结合到具体目标分子的寡核苷酸或缩氨酸分子)。用于对眼组织递送药物的药物类型的代表性例子包括抗生素、抗病毒剂、镇痛药、抗组胺、消炎剂和抗肿瘤剂。具体药物和药物类别的非限制性例子包括β_肾上腺素能受体拮抗药(如卡替洛尔、塞他洛尔、倍他洛尔、左布诺洛尔、美替洛尔和噻吗心安)、缩瞳剂(如毛果芸香碱、卡巴胆碱和毒扁豆碱)、交感神经能拟似药(如肾上腺素和地匹福林)、碳酸酐酶抑制剂(如乙酰唑胺和多佐胺)、前列腺素、抗菌化合物，其包括抗菌药物和抗真菌药(如氯霉素、氯四环素、环丙沙星、弗氏菌丝素、梭链孢酸、庆大霉素、新霉素、诺氟沙星、氧氟沙星、多粘菌素、普罗帕脒、四环素、妥布霉素和喹啉)、抗病毒化合物(如阿昔洛韦、西多福韦、碘苷和干扰素)、醛糖还原酶抑制剂、消炎和/或抗过敏化合物(如留体化合物、诸如倍他米松、氯倍他松、地塞米松、氟米龙、氢化可的松、泼尼松龙和非留体化合物，诸如安他唑啉、溴芬酸、双氯芬酸、消炎痛、洛度沙胺、卡洛芬和色甘酸钠)、人造眼泪/干眼治疗、局部麻醉剂(如地卡因、利诺卡因、氯化丁氧普鲁卡和丙美卡因)、环孢霉素、双氯芬酸、尿抑胃素和生长因子，诸如表皮生长因子、瞳孔放大剂和睫状肌麻痹剂、丝裂霉素C.和胶原酶抑制剂和老年黄斑变性的治疗药物(诸如哌加他尼钠、兰尼单抗和贝伐单抗)。在某些实施例中，药物可为整合素拮抗剂、选择拮抗剂、粘着分子拮抗剂(如细胞间黏附分子(ICAM)-l、ICAM-2、ICAM-3、小板内皮细胞黏附分子(PCAM))、血管细胞粘附分子(VCAM)，或白细胞粘附诱导细胞因子或生长因子拮抗剂(如瘤坏死因子-α (TNF-α)、白介素_1β (IL-Ιβ)、单核细胞趋化蛋白-I (MCP-I)和血管内皮生长因子(VEGF)) jBAdamis的美国专利号6，524，581中所述。在某些其它实施例中，药物可为亚免疫球蛋白抗原结合分子，诸如Fv免疫球蛋白碎片和微体等，如Thiel等人的美国专利号6，773，916所述。在另一个实施例中，药物可为本领域已知的诊断剂，诸如造影剂。通常需要制造药物，以用于通过本文所述的微针装置进行存储和递送。“药物配方”是药物的配方，其通常包括本领域已知的一种或多种药学上可接受的赋形剂材料。术语 “赋形剂”指制剂的任何非活性成分，目的在于促进药物的处理、稳定性、分散性、可湿性、释放动力和/或注射。在一个实施例中，赋形剂可包括水或盐水或由水或盐水组成。在一个实施例中，药液配方包括微粒或纳米颗粒，任何一种都包括至少一种药物。理想地，微粒或纳米颗粒提供对药物在眼组织中的释放的控制。本文所使用的术语“微粒”包含微球体、微胶囊、微小颗粒和珠状物，其平均直径为Iym至100 μ m,最优选为Ιμπι至25 μ m。术语“纳米颗粒”是平均直径为Inm至IOOOnm的颗粒。微粒可或不可为球状。“微胶囊”被定义为微粒，其具有围绕另一材料的核心的外壳。核心可为液体、胶体、固体、气体或其组合。在一种情况下，微胶囊可是“微泡”，其具有围绕气体核心的外壳，其中药物分散在外壳的表面上、它本身的外壳里，或核心里。(微泡可响应用于诊断的本领域已知的音响振动，或爆破微泡以在所选眼组织位点上/中释放其效载荷音)。“微球”可为实体球，能渗透且包括由基质材料或外壳上的孔或空隙形成的海绵状或蜂巢结构，或者可包括基质材料或外壳上的多个分离空隙。微粒或纳米颗粒可进一步包括基质材料。外壳或基质材料可为微囊化技术领域已知的聚合物、氨基酸、糖类或其它材料。含药微粒或纳米颗粒可悬浮在水性或非水性液体载体里。液体载体可为药学上可接受的水溶液，且可选地进一步包括表面活性剂。药物本身的微粒或纳米颗粒可包括赋形剂材料，诸如聚合物、多糖和表面活性剂等，其本领域中已知用于控制药物从颗粒中释放的动力。在一个实施例中，药液配方进一步包括有效降巩膜里的解胶原质或GAG纤维的药齐U，其可增强药物在眼组织中的渗入/释放。该药剂可为例如酶(诸如透明质酸酶、胶原酶或其组合)。在该方法的变化中，在药物注入之前或之后的分离步骤中，对眼组织给送酶。在同样的位置处给送酶和药物。在另一个实施例中，药物配方是在给药后进行相变的药物配方。例如，可注入药液配方通过空心微针进入脉络膜上腔，然后药液配方胶化，且药物在从胶体处分散，用于控制释放。使用方法中的引导微针运动的控制特征
微针装置可包括可控制地和任选地将微针插入和撤出眼组织的工具。此外，微针装置可包括控制角度的工具，其中至少一个微针以所述角度插入眼组织(如通过以约90度的角度将至少一个微针插入眼组织的表面)。微针插入眼组织的深度可通过微针的长度以及微针的其它几何特征控制。例如，微针宽度的凸缘或其它突然变化可用于限制微针插入深度。也可使用涉及将微针移动进入眼组织的齿轮或其它机械部件的机械微定位系统来控制微针插入，同样，相反可操作所控制的距离，以例如撤出微针所控制的距离。也可通过微针以其插入眼组织的速率来控制插入深度。可通过微针插入的眼组织的弹性反冲或通过在微针装置中包括在插入力释放之后将微针拉回特定距离的弹性元件来控制撤出距离。可通过将微针定位在相对微针基座的第一角度和将基座定位在相对眼表面的第 二角度来引导插入角度。在一个实施例中，第一角度可为约90°，第二角度可为约0°。也可通过使微针从装置壳体突出通过以特定角度定向的该外壳中的通道来引导插入角度。通过结合本文所列的公开和以下实例中的公开，本领域的技术人员适应本领域已知的机械系统，以设计合适的结构，以控制地驱动微针插入，其结构可人工操作、电气操作或以其组合来操作。通过微针的传输的控制可使用例如一个或多个阀门、泵、传感器、致动器和微处理器控制或监控药物配方或生物药液通过空心微针的传输。例如在一个实施例中，微针装置可包括微泵、微阀和定位器，其中微处理器被编程来控制泵或阀门，以控制药液配方通过微针并进入眼组织的递送速率。可通过扩散、毛细管活动、机械泵、电渗透、电泳、对流或其它驱动力来驱动通过微针的流动。可使用已知的泵和其它装置来定制装置和微针设计，以使用这些驱动器。在一个实施例中，微针装置可进一步包括离子电渗装置，其类似于Beck的美国专利号6，319，240中所述的装置，其用于提高药液配方至眼组织的递送。在另一个实施例中，微针装置可进一步包括流量计或其它工具来监控通过微针的流动并协调泵和阀的使用使用本技术领域中已知的不同阀门或闸门来调节药液配方或生物液体的流动。阀门可为被选择地和重复地打开和关闭的阀门，或者可为一次性，诸如易碎屏障。可热、电化学、机械或磁力地致动在微针装置中使用的其它阀门和闸门，以选择性地启动、调节或停止材料通过微针的流动。在一个实施例中，通过用作阀门的限速膜来控制流动。可参考以下非限制性实例进一步理解本发明。实例进行了实验来评估微针是否可用于刺破巩膜的底部并瞄准脉络膜上腔。更具体地，进行了实验来评估空心微针是否可对猪、兔和人尸眼的脉络膜上腔递送小分子和颗粒。进行了其它实验来测量微针长度、注入压力和眼内压力对在猪眼中递送直径在20nm-1000nm的颗粒的影响。最后，进行了实验来检查微粒尺寸所起的作用以及眼部解剖屏障对至脉络膜上腔的递送的影响。都附有视神经的整个兔眼(Pel-freez Biologicals, Rogers, AR)、猪眼(Sioux-Preme Packing, Sioux Center, IA)和人眼(Georgia Eye Bank, Atlanta, GA)力口冰运输且在4°C下保存最多3天。在使用前，允许眼睛进入室温环境，且去除任何脂肪和结膜，以暴露巩膜。空心微针由硼娃酸盐微量吸液管(Sutter Instrument, Novato, CA)制造,如先前的描述(J. Jiang等人，Pharm，Res. 26 :395-403 (2009))。图7A示出空心微针与30规格的皮下注射针(比例= 500μπι)的尖端的比较。制造带有螺纹盖的定制笔状装置用于定位微针并允许其长度的精确调整。该装置连接至微吸液管支架(MMP-KIT，World PrecisionInstruments, Sarasota, FL),其带有连接到用于施加注入压力的二氧化碳气筒的管道。支架连接至显微操纵器(KITE, World Precision Instruments),其用于控制微针插入巩膜。注射羧酸盐改性的FluoSpheres (Invitrogen, Carlsbad, CA)，作为直径为 20nm、100nm、500nm和IOOOnm的颗粒的2wt %固体悬浮液。将最终浓度为0. 5wt %的Tween80 (Sigma-Aldrich, St, Louis, MO)添加到悬浮液中且在使用前超声处理。将磺酰罗丹明B (Sigma-Aldrich)溶解在汉克(Hank)平衡盐溶液中(Mediatech,Manassas, VA),以使测量直径为Iym的1(Γ4Μ·硫酸钡颗粒(Fisher Scientific, Waltham, MA)的磺酰罗丹明溶液悬浮在平衡盐溶液(BSS Plus, Alcon, Fort Worth, TX)中，以形成I. 5wt%的悬浮液。建立成型为适合整个眼睛的定制塑胶模型来固定住眼睛，并用于所有实验(图7B)。将导管插入通过视神经进入玻璃体，并连接至BSS Plus瓶，其提升了高度以产生内部·眼压力(18mm Hg或36mmHg)。对模型中的通道施加抽吸以在微针插入和操纵期间固定眼睛的外表面。每个微针均预先装满所需量的待注入材料。微针以设定的微针长度被置于装置支架中，其附着至微操纵器，并连接到恒压源。然后微针垂直插入巩膜组织，位于异色边缘后5mm-7mm。施加设定的压力以诱导注入。允许花三十秒来观察是否开始注入溶液。如果发生了注入，则在注入特定容量后，立即停止压力。如果所注射的材料的目测显示了位于脉络膜上腔里，则注射视为成功。如果在该时间表范围内未开始注入，则停止施加的压力，且撤出针。这将视为未成功的递送。在递送完成后几分钟内将使用显微镜成像的眼睛从装配上取下。将眼睛置于丙酮或异戊烷里保存在干冰或液体氮上，使眼睛在放置后的几分钟内完全冻结。将已冻结的眼睛从液体中取下，并使用剃须刀片将眼睛部分手切用于注射材料的成像。使用采用明视场和突光光学(型号SZX12,Olympus America,Center Valley,Pa)的立体显微镜进行成像。将包含巩膜、脉络膜和网膜的部分放置在最佳切片温度介质(Sakura Finetek, Torrance,CA)，并在干冰或液体氮下冷冻。这些样品都制成10μπι-30μπι厚的冰冻断层(MicromCryo-Star HM 560MV, ffalldorf, Germany),且由明视场和突光显微镜成像(Nikon, E600,Melville，NY)，以确定注射材料在眼睛中的位置。必要时，使用Adobe Photoshop软件(Adobe 系统，San Jose, CA)拼贴图像。在注射后没有对用于微电脑断层成像的猪眼睛进行冷冻，而是对猪眼注射硫酸钡悬浮液并将其固定在30mm直径的样品试管中，并在30 μ m的各向同性体素、E = 55kVp，I =145 μ A以及积分时间=200ms下，使用Scanco μ CT4桌面维束系统(Scanco Medical AG,Briittisellen, Switzerland)在空气中进行扫描。通过基于 Feldkamp 等人(J. Opt. Soc.Am. A-Opt. Image Sci. Vis. I :612-619(1984))的技术的卷积反投影法则运算，自动重建原始数据以生成2D灰度断层图。选择用于对比增强区域以及总的眼组织的总分割值(高斯Σ、高斯支集和阈值)。堆积灰度断层图，并通过应用最佳分割值来产生3D 二值化图像(一张为整体眼睛图像，另一张是注入了对比试剂的区域图像)。使用Scanco图像处理语言层叠这些图像，以展现整个眼睛内的对比增强区域的相对3D位置。实例
实例I :用空心微针给送模型化合物到脉络膜上腔红色荧光性磺酰罗丹明B用作模型化合物，并使用仅插入巩膜底部的单个空心微针间接体内注入猪眼，以便靶向脉络膜上腔。在注入35 μ L磺酰罗丹明B之前和之后，摄取未经处理的猪眼睛的矢状横截面的明场显微图像，如图8Α和 图SB所示(比例尺500 μ m)。可区别正常眼组织(图8A)来辨别出巩膜、脉络膜、视网膜和玻璃体。在注入模型化合物之后(图SB)，可以看到磺酰罗丹明溶液刚好在巩膜之下和脉络膜上腔内的脉络膜之上，从而确认了注射了溶液并从初始注射位点在脉络膜上腔内扩散。能够在无渗漏的情况下注射最大容量达35 μ L，但超过此量就会从其中涡状静脉会间接体内附着的眼睛表面的开口渗漏。但是，对猪眼和兔眼进行的体内后续实验已经表明在不从这些开口渗漏的情况下达100 μ L的脉络膜递送(数据未示出)。实例2 :使用空心微针对脉络膜上腔递送颗粒将直径为500nm或IOOOnm的颗粒分别间接体内注射到兔、猪和人眼的脉络膜上腔，并对其成像以评估巩膜正下方的颗粒的分布和定位。在没有注入脉络膜上腔的猪眼冰冻断层的荧光图像中识别巩膜(I)、脉络膜(2)和视网膜(3)(图9A，比例尺500pm)。在轴平面摄取注射500nm颗粒之后的兔眼的冰冻断层的荧光图像，并拼贴这些图像以形成全景图(图9B，比例尺500pm)。在巩膜正下方的薄鞘中沿着眼睛的中纬线观察荧光颗粒的扩散(其在图像中呈现为亮白色区域)。注射15yL的量，在插入位点的平面中截取的该特定横截面中，注射已经分布了约20mm，其对应于眼睛的总圆周长的约36%。从矢状方向摄取猪眼和人眼的冰冻切片的荧光图像，以便图像向右显示眼睛的前端并向左显示眼睛的后端(分别如图9C和图9D)。这些图像示出微注射的颗粒(其呈现为亮白)在眼睛从注射位点的前端方向和后端方向上在脉络膜上腔里扩散的能力。在这些实验中，单一微针向两种脉络膜上腔里递送30 μ L的2wt%颗粒悬浮液。在远离注射位点的涡状静脉开口处观察到了渗漏，类似于用磺酰罗丹明注射所观察到的情况。这些图像中的插图显示了微针插入位点的放大图，在每种情况下，巩膜内的插入位点充满了颗粒。在猪(图9C)和人(图9D)的情况下，视网膜仍然是附着和可视的，且很显然微针并未穿透视网膜。在兔眼(图9B)的情况下，视网膜在冰冻断层过程中分离并不可视。这些结果证实了微针能够靶向兔眼、猪眼、人眼的脉络膜上腔，以递送直径高达IOOOnm的颗粒。结果还证实了这些颗粒在脉络膜上腔内的所有方向上周向从注射位点扩散。采用微电脑断层摄影(μ CT)来使用无创方式在三维中来成像注射的物质在脉络膜上腔内的周向扩散和定位。在猪眼的脉络膜上腔中注射35 μ L直径为Ιμπι的硫酸钡颗粒对比剂颗粒之后，截面影像显示了颗粒分布为白色细条，其正好环绕在眼睛的外边缘下，即正好位于巩膜之下(图10Α)。该轮廓的特征在于脉络膜递送，且与荧光成像的结果相似。这些横断层面图像的三维重建显示了颗粒在眼睛的后段中的分布(图10Β，比例尺5mm)。颗粒分布以约5mm的半径，虽然颗粒围绕注射位点不对称地分布，且覆盖了约70mm2的面积(占眼睛后部的表面积的7% )。这进一步证实了微针通过靶向脉络膜上腔在眼睛的绝大部分后段上分散颗粒的能力。实例3 :操作参数对向脉络膜上腔递送的影响使用不同微针长度和注射压力将直径为20nm、100nm、500nm和IOOOnm的颗粒间接
体内注射到猪眼中，以确定脉络膜递送的成功率。尝试注射被认为完全成功(将25yL颗粒悬浮液全部注射到脉络膜上腔中)或者完全不成功(完全无法注射)。没有观察到局部注射。针对对猪眼递送20nm(图11A) U00nm(图llB)、500nm(图11C)和IOOOnm (图11D)颗粒，示出注射压力和微针长度对脉络膜上递送颗粒的成功率的影响。成功率随着注入压力和微针长度的增加(AN0VA，p < O. 05)而增加。对于20nm的颗粒(图11A)，以所有微针的长度使用250kpa的压力实现了 100%的成功注射。对于IOOnm的颗粒(图11B)，压力影响同样稳定在250kpa，且所有但是最短的微针长度(700 μ m)获得了 100%的成功。对于更大的颗粒(500nm和IOOOnm)，(分别如图IlC和图11D)，压力影响一般稳定在300kpa，且对于稍短的位置，成功率明显下降。不希望被任何理论约束，相信短微针长度注入巩膜，以便颗粒一定会强行通过巩膜的一部分到达脉络膜上腔。因为巩膜中的胶原纤维束间隙接近300nm，所以更小的颗粒(20nm和IOOnm)可更容易地强行通过巩膜的一部分到达脉络膜上腔。然而更大的颗粒(500nm和IOOOnm)通过该组织屏障更加困难，因此注入压力成为更重要参数，且注入成功率明显下降。使用ANOVA(方差分析)进行以不同微针长度对不同大小颗粒的注射的注射率的统计比较，且概括如下表。 意义被认为P < O. 05并由星号(*)表不。
MM-
20 vs 100 am I(K) vs SM nm 5_ vs IOOOnni 20 vs 1000 nm
长度.
Τ Γμ η0.02*0.02*( 9~丨0.02*800 pm0.370.00*O. IO0.01*
900 μπι0.180.03*0.180.03*
1000 μιη0.18037· 0.210.18统计分析显示了在700 μπι的微针长度下，其中需将大部分巩膜组织传送到脉络膜上腔，成功率极度取决于颗粒大小。使用800 μ m和900 μ m的微针，小于胶原纤维间隙(20nm和IOOnm)的颗粒表现相似,且大于胶原纤维间隙(500nm和IOOOnm)的颗粒同样表现相似，但是介于IOOnm和500nm之间的颗粒显著不同。示出可能到达巩膜底部的最长微针(1000 μ m)对颗粒的大小依赖不明显，从而建议不再需要克服巩膜内胶原屏障。不希望受任何特定理论的约束,前述还建议20nm和IOOnm的颗粒可在巩膜以及脉络膜上腔中扩散，而500nm和IOOOnm的颗粒应专有地定位于脉络膜上腔中。在同等条件下比较20nm的颗粒扩散(图12A)和IOOOnm的颗粒扩散(图12B)。如所预期的，较小颗粒在巩膜以及和脉络膜上腔中展现出显著的扩散。与此相反，较大颗粒主要转移脉络膜上腔并且大部分被从巩膜中排出。较大颗粒的该定位与图11中示出的结果一致。因此，使用最小长度为800 μ m微针和最小250kpa压力可靠地注入20nm和IOOnm的颗粒。为了递送注入500nm和IOOOnm的颗粒，需要1000 μ m的微针最小长度和250kpa-300kpa的最小压力。实例4 :眼内压对脉络膜上腔颗粒给送的影响眼内压(IOP)是保持眼睛膨胀的眼睛内的内部压力。眼内压提供可抵消掉注入压力的反压。为了评估眼内压对向脉络膜上腔递送颗粒的影响，在两个不同的IOP水平，18mmHg和36mmHg下注射IOOOnm的颗粒。注入压力和微针长度对在模拟的18mmHg和36mmHg的IOP水平下向脉络膜上递送IOOOnm颗粒的成功率的影响分别示于图13A和图13B中。递送成功率一般随着IOP的增加而增加。显而易见，在常规IOP下，不在最低注入压力(150kpa)或使用最短微针(700 μ m)来递送颗粒，且只有最长微针(1000 μ m)在最高注入压力(300kpa)下获得100%的成功率(图13A)。相反，在升高的IOP下，有时在最低注入压力并使用最短微针来递送颗粒，且在最高注入压力使用900 μ m和1000 μ m的微针获得100%的成功率(图13B)。不希望受任何理论的约束，相信升高的IOP的主要影响是使巩膜表面更坚固，从而在微针注入过程中减少组织表面偏转，并因此针对给定长度的微针，增加穿透进入巩膜的深度。尽管我们没有直接测量微针插入深度，但是这些结果表明微针插入在升高IOP的下可更有效，因为它们注入巩膜更深，从而提高注入成功率。实例5 :对活体动物模型中的脉络膜上腔递送模型化合物根据批准的活体动物实验协议，使用兔子来评估对脉络膜上腔递送荧光分子(荧光素钠)。在注入之后的五分钟内，进行眼睛的一维扫描(通过视线)，以确定荧光分子在 眼中的分散(图14)。y轴表示荧光强度(即浓度)，X轴表示从前(160)到后(O)在眼睛中的位置。因此，结果示出在注射后的第一个5分钟之内，荧光素已经流过脉络膜上腔到达眼睛的后面，其中一部分留在初始注入位点。进行同样的扫描来评估在一段时间内从脉络膜上腔中清除荧光素的清除率(图15)。在一段时间内，测量眼睛的两个区域(脉络膜上腔和中间玻璃体区域)中的荧光强度。结果示出多数注入的物质留在脉络膜上腔，而没有通过中间玻璃体区域，且物质基本上在24小时之内清洁了脉络膜上腔。实例6 :对活体动物模型中的脉络膜上腔递送颗粒也进行活体动物实验来评估颗粒至脉络膜上腔的递送，将直径为20nm和500nm的荧光颗粒注入到兔眼中，且评估荧光强度来确定颗粒在眼睛的两个区域(脉络膜上腔和中间玻璃体区域)中停留的时间长度。较小颗粒(图16)成功地被递送至脉络膜上腔并在脉络膜上腔中停留至少35天。较大颗粒(图17)也成功地被递送至脉络膜上腔并在脉络膜上腔中停留至少24天。显然，较小颗粒和较大颗粒都很好地定位，如在中间玻璃体区域中的低水平荧光性所示。本文件所引用的出版物和所引用的材料通过引用的方式具体并入本文。通过前述详细描述，本文描述的方法和装置的修改和变化对于本领域的技术人员是显而易见的。这样的修改和变化旨在处于所附权利要求书的范围之内。


本发明提供了给患者眼睛靶向给药的方法和装置。在一个实施例中，所述方法包括在插入位点将空心微针插入眼睛的巩膜，并注入药液配方通过所述插入的微针并进入眼睛的脉络膜上腔，其中在注入过程中，所述注入的药液配方离开所述插入位点在所述脉络膜上腔内流动。所述药液配方可朝向眼睛后段中的视网膜脉络膜组织、黄斑和视神经周向流动。