专利名称：微针装置的制作方法
微针装置
技术领域：
本发明涉及用于经皮肤施用药物的，基板上配备可穿孔皮肤的多个的微针的微针
直O
背景技术：
一直以来，作为用于升高药剂的经皮吸收的装置已知微针装置。设于微针装置的微针以穿刺作为皮肤最外层的角质层作为目的，提案了各种各样的尺寸或形状，作为非侵袭性的施用方法被期待(参照专利文献1)。另外，对于利用微针装置时的药剂的适用方法也提案各种各样的方法。在专利文献2记载着将药剂包被于微针表面，在微针设用于透过药剂或活体成分的沟或中空部分， 向微针自身混合药剂等。另外，在专利文献2也记载，储液池介质优选含糖类，特别是含，形成玻璃(非晶质的固体物质)的乳糖、棉子糖、海藻糖或如蔗糖一样的稳定化用糖类。在专利文献3公开了用于流感疫苗的经皮施用的装置。在此专利文献3，作为向微小突起阵列的包被调合物之一例，记载着聚(乙烯基醇)、聚(环氧乙烷)、聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)、聚(η-乙烯基吡咯烷酮)、及聚乙二醇。另外，在专利文献3记载，所望的包被的厚度旨在依赖对于施用必要的服用量必要的厚度，每单位面积片的微细突起的密度、 包被调合物的粘度及组成、以及选择的包被方法等的数种的因素。现有技术文献专利文献专利文献1特表2001-506904号公报专利文献2特表2004-504120号公报专利文献3特表2007-530680号公报
发明内容发明要解决的技术课题然而，据报告，为了向微针的针尖端部包被所望量的生理活性成分(低分子化合物或，肽、蛋白等的高分子成分)，向包被液添加载质(增粘剂)有效。实际上报告，PVA等的水溶性聚合物使得药物的有效的送达成为可能(国际公开第2007/091608号单行本)。但是，将活性成分限定于肽或蛋白等的高分子生理活性成分时，多数作为载质使用的水溶性高分子，通过与高分子活性成分(肽或蛋白等)混合而发生凝集现象或相分离现象，难以得到均一的包被液。为了解决此问题，也考虑了通过添加表面活性剂来得到均一的包被液，但在生理活性成分之中不稳定的也多，出现了由表面活性剂的活性的消失的新问题。包被液不均一地含高分子活性成分，则不仅不可高精度控制向微针的高分子活性成分的包被量，连包被自体也变得困难。从而，得到均一地含高分子活性成分的溶解的包被剂是重要的。
本发明旨在解决上述课题，以提供具有基本上均一地含高分子活性成分的包被剂的微针装置作为目的。解决课题的技术方案本发明人为解决上述课题进行锐意检查之中，发现进行包被载质的筛选而通过用一部分的水溶性高分子，使不产生凝集现象或相分离现象而确实地均一地混合高分子活性成分变得可能。本发明人又发现，将其水溶性高分子的浓度设定为0. 1 30重量％，可有效包被高分子活性成分，从而完成本发明。即，本发明的微针装置配备基板，和设于基板的，可穿孔皮肤的微针，在微针的表面上和/或基板上的至少一部分包被了含高分子活性成分和水溶性高分子的包被剂，包被剂中水溶性高分子的含量是0. 1 30重量％，包被剂中水溶性高分子和高分子活性成分的含量的比是5 1 1 100。由这样的微针装置，由于包被剂中含与高分子活性成分有相溶性的水溶性高分子，包被剂中可基本上均一地含高分子活性成分。其结果，不仅抑制高分子活性成分的凝集或相分离，还使高浓度的高分子活性成分包被到微针变得可能。另外，通过将包被剂中水溶性高分子的含量达到0. 1 30重量％，可有效包被高分子活性成分，还可显著地提高微针装置的利用性。本发明的微针装置中，水溶性高分子可选自羧基乙烯基聚合物、聚氧化乙烯、及聚乙烯基吡咯烷酮。本发明的微针装置中，水溶性高分子可为羧基乙烯基聚合物，包被剂中水溶性高分子的含量可为0. 5 10重量％。本发明的微针装置中，水溶性高分子可为聚氧化乙烯，包被剂中水溶性高分子的含量可为1 10重量％。本发明的微针装置中，水溶性高分子可为聚乙烯基吡咯烷酮，包被剂中水溶性高分子的含量可为5 30重量％。本发明的微针装置中，水溶性高分子可为羧基乙烯基聚合物，包被剂中水溶性高分子和高分子活性成分的含量的比可为1 3 1 80。本发明的微针装置中，水溶性高分子可为聚氧化乙烯，包被剂中水溶性高分子和高分子活性成分的含量的比可为1 3 1 10。本发明的微针装置中，水溶性高分子可为聚乙烯基吡咯烷酮，包被剂中水溶性高分子和高分子活性成分的含量的比可为2 1 1 5。如此，通过调节水溶性高分子及高分子活性成分的量，可高精度控制包被量，且显著地提高微针装置的利便性。发明效果由这样的微针装置，由于包被剂中含与高分子活性成分有相溶性的水溶性高分子，包被剂中可基本上均一地含高分子活性成分。
图1是示实施方式涉及的微针装置之一例的斜视图。图2是图1的II-II线截面图。
图3(a) (C)是示包被微针的方法之一例的图。实施方式以下，参照着附图详细地说明本发明的实施方式。再有，在附图的说明中，对相同或同等的要素赋予相同的符号，省略重复的说明。图1是示实施方式涉及的微针装置之一例的斜视图。图2是图1的II-II线截面图。如图1所示，微针装置1配备微针基板2，和在该微针基板2上以二维状配置的， 可穿孔皮肤的多个微针3。微针基板2是用于支持微针3的基台。在微针基板2，使多个贯通孔4以二维状配置地方式形成。微针3和贯通孔4在微针基板2的对角线方向交互配置。由贯通孔4，从微针基板2的背面施用生理活性成分变得可能。当然，用无这样的贯通孔的基板也可。微针基板2的面积是0. 5cm2 10cm2，优选为Icm2 5cm2、更优选为Icm2 3cm2。通过将此微针基板2数个相连而构成所望的大小的基板也可。微针3是微小结构，其高度(长度)h优选为50 600 μ m。其中，使微针3的长度达到50 μ m以上是为了确实活性成分的经皮施用，使在600 μ m以下是为了回避微针与神经接触而确实地减少疼痛的可能性，同时确实地回避出血的可能性。另外，如果微针3的长度是500 μ m以下，则可有效施用要送入皮内的量的活性成分。微针3的长度特别优选为 300 500 μ m。在这里，微针是指凸状结构物，包括广义上的针形状、或针形状的结构物。当然，微针不限于有锐的尖端的针形状，也包括端不尖的形状。在微针3是圆锥状结构时，其基底的直径是50 200 μ m左右。在本实施方式中，微针3是圆锥状，但用四棱锥等的多棱锥状的微针也可。对于微针3的密度而言，典型地，对于针的横列每1毫米(mm)提供约1 10的密度的方式空着间隔。一般而言，邻接的横列对于横列内的针的空间仅互相离基本上相等的距离，每Icm2有100 10000条的针密度。如果有100条以上的针密度，则可有效穿孔皮肤。另一方面，如果是超过10000条的针密度，则将可穿孔皮肤的强度给予微针3变难。微针3的密度优选为200 5000条、更优选为300 2000条、最优选为400 850条。作为微针基板2或微针3的材质而言，可举硅、二氧化硅、陶瓷、金属(不锈钢、钛、 镍、钼、铬、钴等)及合成或天然的树脂原料等，但如果考虑微针的抗原性及材质的成本，则特别优选聚乳酸、聚乙交酯、聚乳酸-共-聚乙交酯、支链淀粉、己内酯、聚氨基甲酸酯、聚酸酐等的可生物分解性聚合物，或作为非分解性聚合物的聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸、乙酸亚乙基乙烯酯、聚四氟乙烯、聚甲醛等的合成或天然的树脂原料。另外，作为多糖类的透明质酸、 透明质酸钠、支链淀粉、葡聚糖、糊精或硫酸软骨素等也适宜。作为微针基板2或微针3的制法而言，可举用硅基板的湿法蚀刻加工或干法蚀刻加工、用金属或树脂的精密机械加工(放电加工、激光加工、切粒加工、热压花加工、射出成型加工等)、机械切削加工等。由这些的加工法，针部和支持部一体成型。作为使针部中空的方法而言，可举制造针部后，用激光加工等进行二次加工的方法。在微针3上施用由含高分子活性成分和水溶性高分子的包被剂的包被5。包被5 是含与高分子活性成分有相溶性的水溶性高分子的包被液固着化到微针3和/或微针基板2之一部分或全部而形成的。其中，“高分子活性成分”是指分子量在1000以上的生理活性物质。“有相溶性”是指在视觉评价的范围，溶液制备后，进行离心操作而不发生相分离，及观察不到凝集物的发生。作为与高分子活性成分有相溶性的水溶性高分子而言，可举例如后述的羧基乙烯基聚合物或聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮等。“固着化的”是指包被液保持大致一样地附着到对象物的状态。包被后，立即通过风干、真空干燥、冷冻干燥或它们的组合的已知的干燥方法，包被液在干燥状态下固着，但经皮施用后，由于保持与周围的气氛平衡的水分含量或有机溶剂等，不限于在干燥状态下固着。图3(a) (c)是示包被微针3的方法之一例的图。此方法中，首先，如图3 (a)所示，将包被液10在罩板11上由刮刀12向箭头A方向扫弓丨，向开口部13填充包被液10。接下来，如图3 (b)所示，向罩板11的开口部13插入微针3。其后，如图3 (c)所示，从罩板11 的开口部13抽出微针3。由此，在微针3施加包被液10的包被5。包被5通过干燥固着到微针3。微针3的包被的范围H用图3(b)所示的刀距(间隔)C调节。此刀距C定义为微针3的基底至罩板11下面的距离(不计基板厚度)，应罩板11的张力和微针3的长度设定。刀距C的距离的范围优选为0 500 μ m。刀距C的距离是0的情况中，微针3的全体被包被。包被的范围H根据微针3的高度h变动，但可为0 500 μ m,通常是10 500 μ m， 优选为30 300 μ m左右。微针3的包被5的厚度不足50 μ m,优选为不足25 μ m、更优选为1 10 μ m。一般而言，包被的厚度是干燥后跨微针3的表面测定的平均厚度。一般而言，可使包被的厚度随着适用包被载质的多个被膜而增大，即，包被载质固着后，随着重复包被步骤而增大。为了向微针3进行包被时，由包被剂的溶剂挥发的药剂的浓度变化及性质的变化成最小限度，优选一定地控制装置的设置环境的温湿度。为防溶剂的蒸散，优选控制下调温度或升高湿度，或两者。不控制温度时的室温的湿度是，作为相对湿度是50 100% RH，优选为70 100% RH，最优选为90 100% RH。如果在50% RH以下，则发生溶剂的显著的蒸发，发生包被溶液的性质的变化。加湿方式有气化式、蒸气式、水喷雾式等，但如果可确保目的的湿度状态，则不特别限定加湿方式。对于混合于包被溶液的增粘剂而言，优选选择尽可能抑制溶剂的挥发性的湿润性或保湿性高的水溶性聚合物。包被剂含生理活性成分和纯化水和/或高分子包被载质。作为高分子包被载质而言，有聚氧化乙烯、聚羟甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚羟丙基甲基纤维素、聚甲基纤维素、 葡聚糖、聚乙二醇、聚乙烯基醇、聚乙烯基吡咯烷酮、支链淀粉、羧甲基纤维素钠、硫酸软骨素、透明质酸、透明质酸钠、糊精、阿拉伯胶等。作为包被载质而言，优选与高分子活性成分有相溶性(均一地混合的性质)的水溶性高分子的载质。具体而言，优选聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基醇、羧基乙烯基聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚氧基亚乙基聚氧基丙二醇、Pluronic、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚乙烯基乙酰胺等，特别优选羧基乙烯基聚合物、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮，羧基乙烯基聚合物最优选。包被剂中的包被载质的含量是0. 1 70重量％，优选为0. 1 60重量％，特别优选为0. 1 30重量％。此包被载质需要不使滴液的一定程度的粘性，作为粘度，需要100 lOOOOOcps左右。更优选的粘度为500 60000cps。通过粘度在此范围，从而不依赖微针3的材质，使一次涂布所望量的包被溶液变得可能。另外，一般粘度越高，包被溶液的量成增加的倾向。包被剂中的羧基乙烯基聚合物的含量优选为0. 5 10重量％，特别优选为约1 重量％。另外，包被剂中的聚氧化乙烯的含量优选为1 10重量％，特别优选为2 3重量％。再者，包被剂中的聚乙烯基吡咯烷酮的含量优选为5 30重量％，特别优选为10
20重量％。在包被微针3中使用的液体组合物可根据活体适合性的载质、要送达的有益的生理活性成分、及情况，通过将任何的包被辅助物质与挥发性液体混合来制备。挥发性液体可为水、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙醇、异丙基醇及它们的混合物。这些之中水最优选。液体的包被溶液或悬浮液，典型而言，可有0. 1 65重量％的有益的生理活性成分浓度，优选为1 40重量％、更优选为10 30重量％的浓度。包被特别优选为固着化的状态。表面活性剂可为双性离子性、两性离子性、阳离子性、阴离子性、或非离子性。可为例如，吐温20 及吐温80、其他山梨坦衍生物、例如月桂酸山梨坦、及烷氧基化的醇类、例如Laureth-4。例如，为了将更多种高分子活性成分溶解于包被载质，加表面活性剂也有效。其他已知的制剂辅助物质是，只要它们不向包被的必要的溶解性及粘度的特征、 以及干燥的包被的性状及性质产生有害的影响，也可添加到包被。本发明中用的高分子活性成分(药物)是高分子化合物。作为高分子，作为基准， 分子量是1000以上，不特别设定分子量的上限。作为高分子化合物而言，考虑肽、蛋白质、 DNA、RNA等，但不特别限定，可举例如，α-干扰素、用于多发性硬化症的β-干扰素、促红细胞生成素、卵泡刺激激素(FSH)、促滤泡素β、促滤泡素α、G-CSF、GM-CSF、人绒毛性腺刺激激素、黄体形成(Ieutinizing)激素、鲑鱼降钙素、胰高血糖素、GNRH拮抗剂、胰岛素、人生长激素、非格司亭、肝素、低分子肝素、副甲状腺激素(PTH)、生长激素等。另外，作为疫苗类的例，可举流感疫苗、日本脑炎疫苗、轮状病毒疫苗、阿尔茨海默病疫苗、动脉硬化疫苗、癌疫苗、烟碱疫苗、白喉疫苗、破伤风疫苗、百日咳疫苗、莱姆病疫苗、狂犬病疫苗、肺炎双球菌疫苗、黄热病疫苗、霍乱疫苗、种痘疹疫苗、结核疫苗、风疹疫苗、麻疹疫苗、流行性耳下腺炎疫苗、肉毒杆菌疫苗、疱疹病毒疫苗、其他DNA疫苗、B型肝炎疫苗等。另外，如果分子量是1000左右，则是疫苗、低分子肽、糖、核酸等的生理活性成分也无妨。再有，这些药物可单独使用，也可将2种以上联用，只要是药学可容许的盐，则当然包括无机盐或有机盐之任何的形态的药物。为了将本发明中用到的高分子活性成分(药物)确实有效地包被于微针3，高分子活性成分(药物)和包被载质的量的比例特别重要。这是因为，高分子活性成分(药物) 和包被载质相溶性好地均一地混合，有使以更良好的粘度附着于微针的必要。包被载质和高分子活性成分(药物)的含量的比优选为5 1 1 100，更优选为2 1 1 80。羧基乙烯基聚合物和高分子活性成分(药物)的含量的比优选为 1 3 1 80，聚氧化乙烯和高分子活性成分(药物)的含量的比优选为1 3 1 10， 聚乙烯基吡咯烷酮和高分子活性成分(药物)的含量的比优选为2 1 1 5。如此，通过根据各自的聚合物的特性设优选的含量的比，包被剂含有高用量的高分子活性成分(药物)，从而，可不使滴液地良好地将包被剂附着于微针3。而且，由于可使向罩板11(图3)的填充性变高，经包被干燥后包被剂也坚固地附着于微针3，可防止搬运时或皮肤穿刺时的包被剂的脱落。在用微针装置1施用时，也可使用用于固定微针装置1的辅助器具，通过手押直接施用也可。在微针装置1接触皮肤之时，以1. 0 IOkg的力施用，优选以1. 0 7kg的力、 更优选以1. 0 4kg的力施用。另外，以该力的施用时间不算长，从数秒钟到即便长也是数分钟，根据情况而不足1秒钟的瞬间的施用也可。但是，其后固定于皮肤而继续施用活性成分也可。
实施例以下，基于实施例具体说明本发明，但本发明不受它们的任何限定。实施例1各种聚合物和BSA，OVA的相溶性确认试验(操作方法)作为高分子活性成分的模型而采用BSA(牛血清白蛋白)、OVA(卵白蛋白)及 TI (胰蛋白酶抑制剂)，将各种聚合物和BSA、OVA或TI的混合水溶液根据下述的表1 7 的条件制备。然后，通过确认凝集物的发生的有无或离心除沫后(离心条件在表中记载)的相分离发生的有无来评价相溶性(均一的液性=〇、不均一的液性=X)。在表1 7中， 〇记号表示有相溶性，X记号表示无相溶性。再有，以下的记载中的％标记是包被剂中含的重量％。用图3所示的方法进行包被之后，用ImL纯化水提取，根据BCA法测定BSA、0VA 或TI的含量(附着量)，同时也测定该时的pH。表中的“不可”的记载表示观察不到聚合物的向针的附着。使用以下的各种聚合物。聚乙烯基吡咯烷酮使用日本触媒社制的，聚乙烯基醇使用夕7 >社制的，羧基乙烯基聚合物使用日光* S力社制的，聚丙烯酸(AC-10LP、 AC-10LHP、AC-10SHP)使用日本纯药社制的，聚氧基亚乙基聚氧基丙二醇使用日本油脂社制的，Pluronic使用日本油脂社制的，聚丙烯酸钠(NP-600、NP-800)使用昭和电工制的。对于聚氧化乙烯而言，分子量90万的等级使用-二才 > 力一”]卜·'社制的，分子量200万和 500万的等级使用SIGMA社制的。另外，聚乙二醇使用日本油脂社制的，乙烯基乙酰胺使用日本力一K 4卜工业社制的。再有，日光* S力X社制的羧基乙烯基聚合物的大致的粘度(mPa · s/20°C · 0. 2% )是，等级 980 是 16000 沘000，等级 981 是 1500 7500，等级 ETD2050 是 2000 12000。在表1示关于OVA或BSA和各水溶性聚合物的相溶性的结果。在表2，3示OVA或 BSA和羧基乙烯基聚合物的相溶性、及包被于微针时的OVA或BSA的含量。在表4，5示OVA 或BSA和聚氧化乙烯的相溶性、及包被于微针时的OVA或BSA的含量。在表6，7示BSA或 TI和聚乙烯基吡咯烷酮的相溶性、及包被于微针时的BSA或TI的含量。表1(各种聚合物和OVA或BSA的相溶性)
权利要求
1.微针装置，其配备基板，和设于上述基板的，可穿孔皮肤的微针，在上述微针的表面上和/或上述基板上的至少一部分包被了含高分子活性成分和水溶性高分子的包被剂，上述包被剂中上述水溶性高分子的含量是0. 1 30重量％，上述包被剂中上述水溶性高分子和上述高分子活性成分的含量的比是5 1 1 100。
2.权利要求1所述的微针装置，其中上述水溶性高分子选自羧基乙烯基聚合物、聚氧化乙烯、及聚乙烯基吡咯烷酮。
3.权利要求1所述的微针装置，其中上述水溶性高分子是羧基乙烯基聚合物，上述包被剂中上述水溶性高分子的含量是0. 5 10重量％。
4.权利要求1所述的微针装置，其中上述水溶性高分子是聚氧化乙烯，上述包被剂中上述水溶性高分子的含量是1 10重量％。
5.权利要求1所述的微针装置，其中上述水溶性高分子是聚乙烯基吡咯烷酮，上述包被剂中上述水溶性高分子的含量是5 30重量％。
6.权利要求1所述的微针装置，其中上述水溶性高分子是羧基乙烯基聚合物，上述包被剂中上述水溶性高分子和上述高分子活性成分的含量的比是1 3 1 80。
7.权利要求1所述的微针装置，其中上述水溶性高分子是聚氧化乙烯，上述包被剂中上述水溶性高分子和上述高分子活性成分的含量的比是1 3 1 10。
8.权利要求1所述的微针装置，其中上述水溶性高分子是聚乙烯基吡咯烷酮，上述包被剂中上述水溶性高分子和上述高分子活性成分的含量的比是2 1 1 5。
全文摘要
旨在使包被剂中基本上均一地含高分子活性成分。为此，微针装置1配备微针基板2，和设于微针基板2的，可穿孔皮肤的微针3，在微针3的表面上和/或微针基板2上的至少一部分包被了含高分子活性成分和水溶性高分子的包被剂，包被剂中水溶性高分子的含量是0.1～30重量％，包被剂中水溶性高分子和高分子活性成分的含量的比是5∶1～1∶100。
文档编号B81B1/00GK102300601SQ20108000568
公开日2011年12月28日 申请日期2010年1月25日 优先权日2009年1月30日
发明者德本诚治, 松户俊之, 桑原哲治 申请人:久光制药株式会社