在一实施例中，板构件或柱塞中的至少一个由金属制成，金属包括但不限于不锈钢、碳钢、钛及其合金。在一较佳实施例中，至少板构件和柱塞由金属制成。
[0079]施加器还包括至少部分地定位在板构件的下表面与柱塞的远端之间的至少一个能量存储元件20。较佳地，各能量存储元件被保持和/或支承在板与柱塞远端之间。
[0080]考虑任何合适的能量存储元件，包括但不限于弹簧或弹性部件。在各非限制实施例中，能量存储元件是弹性存储元件、压缩弹簧、螺旋弹簧或波形弹簧装置。当柱塞由阻挡构件保持时，能量存储构件被保持在存储能量的高能量位置，且当柱塞从阻挡构件释放时，能量存储构件释放其存储的能量且这样移动柱塞。当柱塞近端由阻挡构件保持时，能量存储元件通常保持在柱塞近表面与板构件的远表面之间的约束或限制位置。当柱塞近端从阻挡构件释放时，能量存储元件从约束位置释放且存储的能量推动柱塞远端远离板并朝向患者皮肤。由能量存储元件所存储的能量的量可基于施加面积和/或微结构结构特征来调整。所存储能量的量可以是例如在约0.1J至约1J范围内，或约0.25J至约IJ范围内。在一实施例中，能量存储构件选择成在柱塞上提供足够的力以使柱塞行进比柱塞杆的长度长的距离。在包括下文所讨论壳体的其它各实施例中，能量存储构件选择成在柱塞上提供足够的力以使柱塞行进足够的距离，使得柱塞远端的至少一部分离开壳体远端。
[0081]本领域的技术人员会理解能适于使用的宽范围的能量存储构件，且在美国专利公开第2011/0276027号中示出了某些示例，该专利公开全文以参见的方式纳入本文。应理解，其它类似形状、包括但不限于其它轴对称形状可用于形成能量存储构件。此外，可使用非对称形状来形成能量存储构件。还应理解，能量存储构件可包括多个单独的能量存储构件，多个单独的能量存储构件的尺寸、形状和材料可以相同或可以不同。使用多个单独的能量存储构件可用于允许以用单个能量存储构件可能不能实现或与单个能量存储构件不同的方式改变柱塞速度、能量、启动力或其它性能参数。
[0082]制造能量存储构件的材料是可改变的，且本领域技术人员会理解，该材料基于若干设计考虑来选择，包括存储寿命和所需施加力，这些设计考虑当然还取决于构件的构造。示例材料包括金属、合金、塑料，且具体实例包括不锈钢和热塑材料。
[0083]微突起阵列或其它输送装置在与皮肤接触时的速度可例如通过改变能量存储元件内所存储能量的量和/或通过改变柱塞的质量而调整。这例如通过控制能量存储元件的几何设计和制造能量存储元件的材料的特性来完成。能量存储元件可呈压缩形式，其中压缩程度(例如沿一空间方向)控制所存储能量的量。
[0084]当能量存储元件以压缩形式存储时，元件外部的各种机构而不是施加器的形成部分可用于释放压缩并允许元件解压缩且因此释放其能量的某些或全部。
[0085]微凸起阵列或其它输送装置在与皮肤接触时的速度可例如在0.lm/s至20m/s范围内或在0.5m/s至lOm/s范围内。一般而言，所存储的能量可用于移动微突起阵列或其它输送装置与皮肤接触以及克服作用在微突起阵列或其它输送装置上的任何力(例如来自施加器的其它部件)。此外，所存储的能量可用于移动那些根据施加器的设计必须随着微突起阵列或其它输送装置朝向皮肤移动也移动的其它部件。
[0086]施加器还可包括至少部分地围绕或封围施加器的外部壳体63。在图3所示的实施例中，柱塞的处于保持或约束位置的至少一部分和能量存储元件由壳体封围。较佳地，致动构件的至少一部分从壳体可触及，从而使用者可对致动构件施加压力。应理解，当从阻挡构件释放和/或处于平衡状态时，柱塞的至少一部分延伸超过壳体的远端，使得微突起阵列或其它输送装置能够接触皮肤。还应理解，微结构本身的仅一部分需要延伸超过壳体远端以穿透皮肤。如图3可见，壳体的远端可包括抵靠受试者或患者皮肤60放置的皮肤接触区域或构件54。皮肤接触区域54可呈围绕用于微突起阵列或其它输送装置的开口 58定位的环形，如图10所示。皮肤接触区域还可包括用于将壳体粘结到皮肤的粘合剂56。粘合剂可至少部分地涂敷到环形皮肤接触区域上。在各实施例中，壳体包括粘合剂所施加或可施加的表面以将壳体固定到第二表面。应理解，皮肤接触区域可围绕用于供附连到柱塞远端的微结构阵列或其它输送装置穿过的开口 58的全部或一部分。
[0087]本文考虑的施加器通常会具有至少两个状态或构造。在第一状态或构造中，柱塞的近端由板构件保持。在第一状态或构造中，能量存储元件在高能量位置限制在板构件与柱塞远端之间。这通常预期为施加器制造之后以及运输和存储期间的状态。当柱塞近端穿过至少一个开口时，能量存储元件从约束状态释放并释放所有或一部分所存储的能量。在通过操作致动构件或元件达到的该第二状态或构造，微突起阵列或其它输送装置从施加器向外突出。
[0088]制造施加器各部件的材料可选自对本领域技术人员已知的宽范围材料。例如，填充聚合物材料适于制造至少外部覆盖物或壳体、阻挡构件和/或致动构件。本领域的技术人员会理解当选择用于每个部件部分的合适材料时所要考虑的各种材料特性。
B.开口释放施加器
[0089]另一方面，本文描述了一种用于输送针、微针、微突起、微结构、其阵列或其它输送装置的施加器。该施加器包括致动器或致动件、柱塞或活塞、具有开口的板或保持器以及能量存储元件。施加器通过对致动件施加阈值以上的力以释放由板的开口或烧性元件保持的柱塞来操作。
[0090]图7示出另一示例致动器或施加器100。如图7所示，平面板构件或保持器12具有上或近表面34和下或远表面36。板构件具有至少部分延伸穿过板的开口 82。在一个非限制实施例中，开口中心地定位在板上或定位在板的中心附近。板构件通常是刚性或基本上刚性的。较佳地，板构件足够有刚度以与柱塞远端一起约束如下文进一步描述的能量存储构件。
[0091]在一实施例中，具有间隙66的挠性元件64邻近板构件的上或近表面34。挠性元件可至少部分地保持在板构件的开口内。挠性元件可通过任何合适的方式和/或借助于开口和挠性元件的形状由板构件保持或固定到板构件，合适的方式包括但不限于诸如锁定系统、粘合剂的机械特征。挠性元件包括能够在第一位置74 (图13A)与第二位置76 (图13C)之间移动的间隙。较佳地，第一位置与较大或扩大的第二位置相比较小或受约束。挠性元件的间隙与板构件的开口 82至少部分地对齐。应理解，在施加器不包括挠性元件的情况下，板构件的开口能够在第一与第二位置之间移动。挠性元件通常具有与板构件的近表面至少部分交叠的平面区域。在各实施例中，挠性元件与板开口的至少一部分交叠。在另一些实施例中，烧性元件包括从远表面延伸以与开口的至少一部分配合或接触的结构或元件。这样，挠性元件相邻于开口被保持。
[0092]施加器还包括柱塞16，柱塞16具有中心柱或杆26以及近端26和远端28。柱塞的近端优选地尺寸和形状做成使得其在第一位置由挠曲元件的间隙保持。应理解，柱塞可具有任何适当的形状或尺寸。如图7所示，一种合适的形状包括圆柱形杆和圆形近端和远端。但应理解，其它形状也是合适的，包括但不限于矩形棱柱或其它多边形棱柱。还应理解，杆、近端和远端可各具有不同几何形状。作为一个实例，杆和近端可以呈圆柱形，而远端呈方形或矩形。还应理解，近端和远端中的一个或两个可以是呈圆形、方形、矩形、椭圆形或不规则形状的板。较佳地，近端具有比中心杆的直径宽的直径。如上文指出的，挠性元件的间隙与板构件的开口至少部分地对齐，且柱塞可滑动地设置在对准的间隙和开口内，使得柱塞的远端可穿过对准的开口和间隙。在一个实施例中，柱塞的近端包括在第一位置至少部分延伸超过间隙的边缘、壁架或底切部。在一实施例中，柱塞的近端尺寸做成通过围绕柱塞杆的壁架由间隙/开口保持在其第一位置。因此，柱塞的近端的壁架、下侧或底切部的至少一部分搁置在挠性元件和/或板构件的近表面上。较佳地，近端由对准的开口和间隙围绕，使得近端由围绕或基本上围绕近端的至少边缘的近表面支承和保持或支承和保持在该近表面上。近端可具有任何合适的尺寸和形状。，近端尺寸做成使得其当间隙/开口处于第一位置时不能穿过间隙和/或开口，但在第二位置穿过间隙/开口。图11示出柱塞近端24在第一位置由间隙保持的示例实施例。图中不包括致动构件和装置的其它特征以更好示出所保持的柱塞近端。
[0093]图12示出致动构件68、挠曲元件64、板12和柱塞16的分解图。如图12所示，板开口 82可包括切口或其它区域，切口或其它区域足够大以在间隙处于第二位置时供柱塞近端穿过。还应理解，该开口可沿其宽度在若干或所有点足够宽以供柱塞近端穿过。尽管柱塞近端示出直径比柱塞远端小，但应理解，两端可以是相同直径，或者柱塞远端可具有比近端小的直径。
[0094]板构件、柱塞和挠性元件可由任何合适的材料制成。在一非限制实施例中，板构件和/或挠性元件和柱塞至少部分地由弹性模量在约0.5-500KSI之间的材料制成。在一实施例中，板构件、柱塞或挠性元件中的至少一个由金属制成，金属包括但不限于不锈钢、碳钢、钛及其合金。在一较佳实施例中，至少挠性构件(存在的情况下)和柱塞由金属制成。
[0095]柱塞的远端较佳地包括固定到柱塞远端28的最远端或底表面30或与之一体形成的微突起或微突起阵列或其它药剂输送装置。以上输送装置的讨论适用于该实施例。
[0096]该施加器还包括用于将间隙从第一位置移动到第二位置的致动构件68。致动构件用于将间隙和/或开口从第一位置移动到第二位置。随着间隙/开口移动到第二位置(或到达第二位置)，间隙/开口变得足够大或宽以供杆的近端穿过并被释放。来自致动构件的中心压力较佳地均匀分配到间隙。致动构件包括用于接收压力的近端70和用于至少部分地定位在间隙/开口内的远端72。近端可具有适于接收压力的任何形状，包括但不限于按钮、销或板。通常，压力是沿从致动器近端朝向致动器远端(且通常朝向间隙/开口)方向的向下压力。压力可通过包括手动和机械在内的任何适当的方式施加。在压力手动施加的情况下，致动器近端具有适于与使用者接触的外表面78。
[0097]致动器远端具有适于将间隙/开口从第一位置移动或推动到第二位置的形状。在图8所示的实施例中，致动器远端可以是多面体形构件80。在各实施例中，多面体形构件具有2-8个面。在一实施例中，多面体形构件尺寸和形状做成使得当间隙/开口处于第一位置时远部至少部分地配和在间隙/开口内。当对致动器的近端施加压力时，多面体形构件被推入间隙/开口并使其向第二位置变宽或打开。但还应理解，当间隙/开口处于第一位置时，多面体形构件可不接触间隙/开口或可与间隙/开口相邻。在该实施例中，施加到致动器的近端的压力导致多面体形构件首先进入间隙/开口并然后推动其打开或变宽。在图8所示的实施例中，多面体形构件是双倾斜楔形件。楔形具有两个倾斜平面，从而间隙/开口在两个表面或两侧上同时开口的优点。楔件的角度斜坡用相对的力压在弹簧挠性元件上，增加间隙/开口。致动器上的压力增加柱塞近端的底切部或壁架搁置的间隙，直到底切部避开间隙/开口且柱塞释放为止。
[0098]多面体形构件可包括尺寸设置成接纳柱塞近端的至少一部分或围绕该至少一部分配和的间隙、切口或区域。在图8所示的实施例中，多面体形构件具有间隙或开口，该间隙或开口允许用于使柱塞近端搁置在挠性元件上的空间。间隙或开口的形状可以是适于接纳柱塞近端的任何形状。在各非限制实施例中，多面体形构件中的间隙或开口呈圆形、卵形、矩形、方形或其它多面体形。应理解，多面体形构件中的间隙或开口的形状可选择成其中容纳柱塞近端的部分。多面体形构件中的间隙或开口可具有与柱塞近端相同或不同的形状。此外，多面体形构件间隙或开口可具有任何合适的尺寸以接纳柱塞的远部。
[0099]致动所需的能量为将间隙和/或开口充分展开以允许柱塞近端穿过所需的能量。该能量取决于其精确尺寸和其制造材料的材料特性(例如杨氏模量)。
[0100]图13A-13C示出本文所描述装置的示例使用。图13A示出间隙处于第一位置或至少在保持柱塞近端的位置的装置的一部分。图13B示出通过对致动构件的近表面施加力而使间隙膨胀。致动构件作用在间隙的两侧或所有侧上，以将间隙从第一位置移动到第二位置，在第二位置柱塞穿过间隙/开口并被释放，如图13C所示。
[0101]某些现有微结构阵列的一个问题是柱塞释放期间柱塞的不均匀运动。这些影响是不希望的，因为它们导致施加期间柱塞在壳体内倾斜或摆动。柱塞在其接触或撞击壳体时失去能量，这减少用各微凸起穿透皮肤时可用的能量。另一问题是柱塞可能在壳体内倾斜，导致各微凸起倾斜接触皮肤，而不是以各微凸起的中心轴线大致垂直于皮肤的“直”的形式接触皮肤。使用本发明各构造，柱塞的远部在单个释放点从间隙/开口释放。这些构造之所以有利是因为柱塞的释放围绕底切部或壁架同时或基本上同时发生。因此，该释放不与柱塞的部署方向干涉且微凸起阵列用预期的力沿预期方向部署。中心释放保存了释放柱塞所需的能量，导致用于将微结构部署到皮肤内的一致能量和/或在各微结构以正确角度部署到皮肤内时需要较低能量。
[0102]应理解，一旦柱塞近端穿过间隙/开口，则间隙/开口可返回到第一位置。在该实施例中，一旦柱塞近端穿过间隙/开口，且间隙/开口已返回到第一位置，则柱塞近端可搁置抵靠板和/或挠性元件的下表面或远表面。应理解，柱塞的长度可选择或调节成在从间隙/开口释放时提供所需的位置。在装置包括壳体的情况下，柱塞的长度可选择成使得柱塞的所需长度延伸超过壳体远端。在各实施例中，对于柱塞远端较佳的是微凸起阵列平衡地延伸超过皮肤表面。在图9所示的其它实施例中，柱塞具有延伸的最终平衡位置。
[0103]如图7所示，施加器还包括定位在柱塞远端的上表面或近表面与板构件的下表面或远表面之间的能量存储元件20。考虑任何合适的能量存储元件，包括但不限于弹簧或弹性部件。以上能量存储元件的讨论与本实施例相关并认为是本实施例的一部分。当柱塞由间隙/开口保持时，能量存储构件具有存储能量的第一力，且当柱塞从间隙/开口释放时，能量存储构件释放其存储的能量且这样移动柱塞。当柱塞近端由间隙/开口保持时，能量存储元