CN105188569B - 用于递送活性剂的微结构阵列 - Google Patents

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Abstract

提供了一种包含与基底相连的多个溶解型微结构(如微突起)的微结构阵列。多个微结构包含生物相容性和水溶性基质中的活性剂，该水溶性基质优选包含多糖聚合物和糖醇，且该基底通常包含非水溶性基质。多个微结构在穿透对象的皮肤后经溶解以释放活性剂。还提供了干燥和液体形式的相关微结构制剂，制备上述微结构阵列的方法和通过将本发明所述微结构阵列应用于对象皮肤来给予活性剂的方法，以及其他特征。

Description

用于递送活性剂的微结构阵列
相关申请的交叉参考
本申请要求2013年3月15日提交的美国临时申请号61/800,543的权益，该申请通过引用全文纳入本文。
技术领域
本发明通常涉及用于使用微结构的阵列透皮给予治疗剂的递送***、组合物和方法，以及其相关特征。
背景技术
20世纪70年代提出使用微针阵列作为通过皮肤进行给药的方法。微针或微结构阵列可在常规透皮给药不适用的情况下促进药物通过或进入人皮肤和其他生物膜。微结构阵列还可用于对生物膜附近发现的样品流体(如组织间液)进行取样，随后测试其中是否存在生物标记物。
近年来，以使其广泛应用在财务上可行的方式制造微结构阵列。美国专利号6,451,240公开了制造微针阵列的示意性方法。如果这些阵列足够便宜，它们可以一次性装置的方式提供。对于重复使用的装置而言，一次性装置是优选的，因为先前使用不会损害装置完整性，并无需在每次使用之后对装置进行灭菌并将装置维持在受控的储存条件下。此外，微结构阵列优选应用于发展中国家，因为无需针和冷藏。
虽然最初的许多工作使用硅或金属制造微针阵列，但与基于硅或金属的阵列相比，聚合物阵列具有显著优势。制造聚合物微针阵列的方法描述于美国专利号6,451,240，同时还描述了主要使用生物可降解聚合物制备的阵列。参见例如，美国专利号6,945,952和美国公开专利申请号2002/0082543和2005/0197308。由聚乙醇酸(PGA)制备的说明性微针阵列的制造的详细描述参见Jung-Hwan Park等，“Biodegradable polymer microneedles:Fabrication,mechanics,and transdermal drug delivery(生物可降解聚合物微针：制造、结构和透皮药物递送)”J.of Controlled Release,104:51-66(2005)。描述了通过微针阵列的疫苗递送，例如参见美国专利公开号2009/0155330，其通过引用纳入本文。其中还描述了溶解型微突起阵列。
微针辅助的治疗剂透皮递送是相当近期的技术发展。目前需要改进的制剂和微突起阵列以经由皮肤有效地递送活性剂、小分子药物和较大分子(如蛋白和肽)，同时在制造和储存后和给药期间提供良好的制剂稳定性(包括维持活性剂效力)，从而方便地递送治疗和/或免疫有效量的活性剂而不具有传统基于液体、基于针的方法的相关不适、不便或化学不稳定性。
发明内容
下文描述和说明的以下方面和实施方式是示例性和说明性的，不旨在限制范围。
在第一方面中，本发明提供了一种包含大致平的基底和多个微结构的微结构阵列，该阵列包含至少一种活性剂。
更具体地，提供了一种包含大致平的基底和多个溶解型微结构的微结构阵列，各微结构具有与基底连接的连接点和穿透对象皮肤的末梢尖端，其中，(i)多个微结构包含生物相容性和水溶性基质中的活性剂，该生物相容性和水溶性基质包含多糖聚合物和糖醇，且(ii)该基底包含生物相容性、非水溶性聚合物基质，该微结构(或至少其部分)在穿透对象皮肤后经历溶解以递送活性剂。
在该微结构阵列的一个实施方式中，该多糖是葡聚糖或化学改性的葡聚糖。
在另一个实施方式中，该多糖是α-葡聚糖或化学改性的α-葡聚糖。
在另一个更具体的实施方式中，该多糖是右旋糖酐或化学改性的淀粉，如羧甲基(CM)淀粉或羟烷基淀粉。示例性羟烷基淀粉包括羟乙基淀粉(HES)或羟丙基淀粉(HPS)。在另一个实施方式中，该化学改性的淀粉的取代度是约0.80至0.40。
在涉及糖醇的一个实施方式中，该糖醇选自甘油、木糖醇、甘露醇、山梨糖醇、半乳糖醇、乳糖醇、赤藓糖醇、甘油和麦芽糖醇。在另一个实施方式中，该糖醇是山梨糖醇。
在微结构阵列的一个具体和优选的实施方式中，该多糖是右旋糖酐且该糖醇是山梨糖醇。
在微结构阵列的另一个具体和优选的实施方式中，该多糖是羟乙基淀粉且该糖醇是山梨糖醇。
在另一个实施方式中，该生物相容性和水溶性基质还包含一种或多种赋形剂或佐剂。在一个相关实施方式中，该一种或多种赋形剂是表面活性剂。
在另一个实施方式中，本发明提供的微结构阵列的特征是包含活性剂的生物相容性和水溶性基质，当其以约0.1重量％至约7重量％范围的活性剂浓度溶于水性缓冲液时，其特征还包括该活性剂在5℃稳定性保持至少7天。即，该液体制剂在干燥后形成包含活性剂的生物相容性和水溶性基质，相对于上文所示活性剂表现出溶液相稳定性。
在该固体微结构阵列的更具体的实施方式中，多个微结构包含约1-15重量％(固体)活性剂，约40-75重量％(固体)多糖和约25-40重量％(固体)糖醇。
在第二方面中，本发明提供了一种适用于形成多个溶解型微结构的液体制剂，该液体制剂包含于缓冲液中的活性剂、多糖和糖醇。在涉及前文的一个具体的实施方式中，该液体制剂包含约3-20重量％多糖、约1-15重量％糖醇和约0.05-5重量％活性剂。
在与第二方面相关的一个或多个实施方式中(即该液体制剂在干燥后形成生物相容性、水溶性、包含活性剂的基质)，多糖、糖醇和其他任选的赋形剂如与第一方面相关的实施方式中所述。
在另一个和第三方面中，提供了干燥形式的上文所述液体制剂。
在第四方面中，提供了一种制备微结构阵列的方法。该方法包括以下步骤：(i)提供包含于缓冲液中活性剂、多糖和糖醇的液体制剂，该液体制剂包含约3-20重量％多糖、约1-15重量％糖醇和约0.05-5重量％活性剂；(ii)将来自(i)的液体制剂分散在具有微结构空腔的阵列的模具上并填充这些微结构空腔以形成充满制剂的模具；(iii)干燥该充满制剂的模具；(iv)将背衬层置于来自(iii)的干燥模具上，使得该背衬层形成具有与各微结构空腔连接的连接点的基底以提供模塑的微结构阵列；以及(v)将来自(iv)的微结构阵列移出模具。
在上文相关的一个实施方式中，该方法还包括将背衬层固定至背衬基材。示例性背衬基材包括例如聚碳酸酯薄膜中的紫外固化的粘合剂和可呼吸非织造压敏粘合剂。
在与该方法相关的其他实施方式中，分散步骤后，从模具表面除去过量的液体制剂。
在第五方面中，提供了一种向哺乳动物对象透皮给予活性剂的方法，包括将具有本文所示特征的微结构阵列***对象的皮肤中。
在与给药方法相关的一个实施方式中，该微结构阵列包含大致平的基底和多个溶解型微结构，各微结构具有与基底连接的连接点和穿透对象皮肤的末梢尖端。多个微结构包含生物相容性和水溶性基质中的活性剂，该生物相容性和水溶性基质包含多糖聚合物和糖醇，且该基底包含生物相容性非水溶性聚合物基质，这些微结构在穿透对象皮肤后经溶解以递送活性剂。
从以下说明书、附图、实施例和权利要求中，本发明的微结构、阵列、方法等的其他实施方式显而易见。应从前述和后文的说明书中理解，本文所述各特征和两种或多种这类特征的各组合都包括在本发明的范围内，前提是这类组合中包含的特征不会相互矛盾。此外，任何特征或特征组合可以特定地排除在本发明的任何实施方式外。
本发明的其他方面和优势列于以下说明书和权利要求中，特别是与所附实施例和附图一起考虑时。
附图说明
图1是应用于皮肤之前(左侧)和之后(右侧)的本发明所述示例性微结构阵列的示意图。这些微结构能够穿透皮肤的角质层屏障以促进治疗剂(如活性剂)的递送。所示微结构阵列由生物可降解尖端或微结构部分(显示为装载药物的尖端)和背衬(本文中也称为基底)层组成。这些微结构的末梢部分含有水溶性和生物相容性基质中干燥的活性剂。连接和支持尖端部分的背衬层通常由非水溶性和生物相容性基质组成。在***皮肤时，装载有活性剂的尖端溶解并将活性剂释放至皮肤中。
发明详述
下文将更全面地描述微结构阵列、活性剂制剂和相关方法的多个方面。然而，这类方面可以按多种不同的形式实施，不应当理解为限于本文提出的实施方式；而是，提供这些实施方式使揭示的内容能够透彻而完整，且能够向本领域技术人员完全地展示其范围。
除非另有说明，本发明的实施将采用化学、生物化学和药理学的常规方法，这些方法在本领域技术范围内。这些技术在文献中已有充分描述。参见例如A.L.Lehninger，Biochemistry(《生物化学》)(沃斯出版公司(Worth Publishers,Inc.)，最新版本)；Morrison和Boyd，Organic Chemistry(《有机化学》)(Allyn和Bacon公司(Allyn andBacon,Inc.)，最新版本)；J.March，Advanced Organic Chemistry(《高等有机化学》)(MH公司(McGraw Hill)，最新版本)；Remington:The Science and Practice of Pharmacy(《雷明顿：药物科学和实践》)，A.Gennaro编，第20版；Goodman&Gilman The PharmacologicalBasis of Therapeutics(《Goodman和Gilman治疗的药理学基础》)，J.Griffith Hardman，L.L.Limbird，A.Gilman，第10版。
当提供一个数值范围时，应理解在本发明的范围内包括该范围上下限之间的每一个中间值，以及在该提到的范围内的任何其它所提到的或中间的数值。例如，如果说明1μm至8μm的范围，其旨在表明也公开了2μm、3μm、4μm、5μm、6μm和7μm，以及大于或等于1μm的值的范围和小于或等于8μm的值的范围。
定义
本说明书使用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数的指代物，除非上下文中另有明确的说明。因此，例如，“聚合物”包括单种聚合物以及两种或多种相同或不同的聚合物，“赋形剂”包括单种赋形剂以及两种或多种相同或不同的赋形剂，等。
在说明和要求保护本发明的过程中，将依据以下定义使用以下术语。
“生物可降解”指酶促、非酶促或以上述两种方式降解以生成生物相容和/或毒理学上安全的副产物的天然或合成的材料，所述副产物可通过正常代谢途径除去。
本文使用的“疏水性聚合物”指在水性溶剂中不溶或溶解性差的聚合物。本文使用的“亲水性聚合物”指在水性溶剂中可溶或基本可溶的聚合物。
术语“微凸起”、“微突起”、“微结构”或“微针”在本文中互换使用，指施用于穿透或透过角质层或其他生物膜的至少部分的元件。例如，除本发明所述的那些外，说明性微结构还可包括美国专利号6,219,574所述的微刀片、美国专利号6,652,478所述的有刃微针，和美国专利公开号U.S.2008/0269685和U.S.2009/0155330所述的微凸起。
“任选的”或“任选地”表示随后描述的情形可能发生或可能不发生，而且该描述包括情形发生的实例和情形不发生的实例。
“基本”或“大致”表示接近全部或完全，例如给定量的90％或更高。
“透皮”指递送试剂使之进入皮肤中和/或通过皮肤以用于局部和/或全身性治疗。相同的发明原理适用于通过其他生物膜(例如覆盖口腔内部、胃肠道、血凝障碍或其他身体组织或器官的那些膜或在手术期间或者诸如腹腔镜或内窥镜的过程期间暴露或可接触的生物膜)。
“水溶性”的材料可定义为在水性溶剂中可溶或基本可溶，使得该材料溶解至皮肤或本质上基本是水性的其他膜之中、之内或之下。
概述
本发明至少部分涉及各组分的优选组合的发现，其用于制备包含活性剂的生物相容性和水溶性基质，例如用于透皮给予活性剂的微结构阵列。更具体地，发明人研发了多糖聚合物和糖醇的组合，其用于形成包含干燥形式的活性剂的生物相容性和水溶性基质。糖醇(如山梨糖醇)在这些制剂中具有双重作用。更具体地，糖醇的功能是稳定活性剂组分(蛋白、肽、多核苷酸、小分子药物等)(特别是干燥状态的活性剂组分)并使多糖组分塑化。用于形成生物相容性和水溶性基质(其用于微结构阵列，且具体地用于微结构本身)时，多糖与糖醇的组合提供了改进的基质，其不仅稳定液体和干燥形式的活性剂(表现为维持化学完整性和活性剂效力)，而且产生具有良好的机械性能和良好的储存稳定性的微结构阵列。最后，如本发明提供的示例性制剂和微结构阵列所示，通常，该组合可有效地透皮给予活性剂以实现基本等于肌肉内注射所得的治疗应答。以下段落中将更详细地描述前文。
微结构阵列
微结构阵列组合物
适用于本发明所提供的制剂和方法的微结构阵列的一般特征详细描述于美国专利公开号2008/0269685、美国专利公开号2009/0155330、美国专利公开号2011/0006458、美国专利公开号2011/0276028，其全部内容明确地通过引用纳入本文。优选地，这些微结构阵列包含大致平的基底和与基底相连的多个溶解型微结构，其购自具有与基底连接的连接点和穿透对象皮肤的末梢尖端。参见例如图1。
通常，这些微结构的至少一部分由生物相容性、生物可降解、生物可吸收和/或生物可侵蚀聚合物基质(优选生物相容性和水溶性基质)形成。适用于该基质的生物相容性、生物可降解、生物可吸收和/或生物可侵蚀聚合物包括但不限于：聚(乳酸)(PLA)、聚(乙醇酸)(PGA)、聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)、聚酐、聚原酸酯、聚醚酯、聚己内酯(PCL)、聚酯酰胺、聚(丁酸)、聚(戊酸)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、PEG-PLA-PEG、PLA-PEG-PLA、PEG-PLGA、PEG-PLGA-PEG、PLGA-PEG-PLGA、PEG-PCL、PEG-PCL-PEG、PCL-PEG-PCL、PEG-PLA的嵌段共聚物、乙二醇-丙二醇-乙二醇的共聚物(PEG-PPG-PEG，商品名为
Figure BDA0000803108180000071
或
Figure BDA0000803108180000072
)、右旋糖酐、羟乙基淀粉(如赫他淀粉(hetastarch)、特拉淀粉(tetrastarch)或喷他淀粉(pentastarch))、纤维素、羟丙基纤维素(HPC)、羧甲基纤维素钠(Na CMC)、热敏HPMC(羟丙基甲基纤维素)、聚磷腈、羟乙基纤维素(HEC)、其他多糖、多元醇、明胶、藻酸盐、壳聚糖、透明质酸及其衍生物、胶原及其衍生物、聚氨酯，以及这些聚合物的共聚物和掺混物。
优选地，这些微结构的至少一部分包含生物相容性和水溶性基质，其包含一种或多种亲水性、水溶性聚合物。在一个或多个实施方式中，这些微结构的整体包含生物相容性和水溶性基质。优选的亲水性、水溶性聚合物包括多糖、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、乙二醇和丙二醇的共聚物(例如
Figure BDA0000803108180000073
)、PLGA和PEG的嵌段共聚物等。特别优选的聚合物是多糖。优选用于本发明的微结构制剂的多糖是葡聚糖，即由糖苷键连接的D-葡萄糖单体组成的聚糖。该葡聚糖可以是α-葡聚糖，如右旋糖酐、糖原、支链淀粉、淀粉及其化学改性的形式。或者，该葡聚糖可以是β-葡聚糖，例如纤维素、凝乳聚糖、昆布多糖、金藻昆布多糖、普鲁聚糖(pleuran)、酵母聚糖等及其化学改性形式，其中特别优选水溶性多糖。对于前文，虽然任何数目的化学改性都是可能的，但通常情况下，化学改性的多糖通常是羟烷基改性或羧甲基(CM)改性的。羟烷基改性的多糖包括使用羟甲基、羟乙基或羟丙基基团取代的那些，取代的程度通常是约0.1至约0.8，或优选约0.4至0.80。即，取代的程度可选自0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7和0.8，或前述数值中任意两个之间的任何范围。优选的多糖是右旋糖酐和化学改性的淀粉，如羧甲基淀粉和羟烷基淀粉(如羟乙基淀粉)。适用于本发明的制剂和微结构阵列的市售可得的羟乙基淀粉包括赫他淀粉(摩尔取代为约0.75)和特拉淀粉(摩尔取代为约0.4)。在一个实施方式中，该生物相容性和水溶性基质包含上文所述多糖作为其仅有的聚合物组分。在另一个实施方式中，该生物相容性和水溶性基质包含上文所述多糖作为其仅有的聚合物组分，该多糖是右旋糖酐或羟乙基淀粉。
通常，该生物相容性和水溶性基质包含干燥状态的约35-80重量％聚合物(如多糖)，或约40-75重量％聚合物(如多糖)，或约45-70重量％聚合物(如多糖)。例如，该生物相容性和水溶性基质可包含干燥状态的约35-80重量％多糖(例如35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％或甚至80重量％，或前述数值中任意两个之间的子范围)，或约40-75重量％多糖，或40-70重量％多糖，该聚糖选自右旋糖酐和化学改性的淀粉，如羧甲基淀粉和羟烷基淀粉(如羟乙基淀粉)。在前文的一个相关实施方式中，上文所述多糖是该生物相容性和水溶性基质仅有的聚合物组分。
在相应的液体制剂(即用于制备微结构阵列层)中，聚合物(如多糖)的重量百分比通常为约2-30重量％(例如2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％或30重量％，或前述数值中任意两个之间的子范围)，或优选地约3-20重量％，或甚至4-18重量％，其取决于液体制剂中各组分的种类。
通常，该微突起阵列包含一种或多种糖，通过包含一种或多种糖来促进该微突起阵列的生物可降解性或可溶解性。示例性糖包括右旋糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、麦芽酮糖、异麦芽酮糖、甘露糖、乳糖、乳果糖、蔗糖和海藻糖。优选的是糖醇，例如乳糖醇、麦芽糖醇、山梨糖醇、甘露醇、甘油、木糖醇、半乳糖醇和赤藓糖醇。环糊精也可有利地用于微针阵列，例如α、β和γ环糊精，例如羟丙基-β-环糊精和甲基-β-环糊精。特别优选的是糖醇，优选无环多羟基线性糖醇，其与上文所述多糖组合时，似乎能够特别有效地稳定干燥状态的活性剂组分(如核酸、核苷酸、肽和蛋白或蛋白片段)，并用于通过对多糖聚合物组分表现增塑样效果来增强微突起的机械性质。在这方面，一种特别优选的糖醇是山梨糖醇。
通常，该生物相容性和水溶性基质包含干燥状态的约20-60重量％糖醇(如线性糖醇，如山梨糖醇)，或优选约25-50重量％糖醇，或甚至约25-40重量％糖醇。在相应的液体制剂中(即用于制备微结构阵列层的液体制剂)，糖醇的重量百分比是约0.5至约20重量％，优选约1-15重量％，或甚至约1-12重量％。
还可通过包含以下物质来促进微结构阵列的生物可降解性：水可溶胀性聚合物，如交联的PVP，淀粉乙醇酸钠，交联的聚丙烯酸，交联羧甲基纤维素钠，纤维素，天然和合成的胶，多糖或藻酸盐。
在多层阵列中，这些糖和促进生物可降解性的其他聚合物可在某些实施方式中仅位于包含微突起的层中。优选的微突起层的组分(即多个微结构)的组合是多糖和糖醇。示例包括右旋糖酐和糖醇(如山梨糖醇)；或羟乙基淀粉和糖醇(如山梨糖醇)。在一个或多个实施方式中，多个微结构包含生物相容性和水溶性基质中的活性剂，该生物相容性和水溶性基质包含多糖和糖醇，该多糖是仅有的聚合物组分且该糖醇是仅有的糖或改性的糖组分(不含可分类为聚合物组分或糖醇的任何活性剂)。然而，该生物相容性和水溶性基质可在需要时包含其他制剂添加剂，例如一种或多种表面活性剂或螯合剂，或其他添加剂。在某些情况下，包含表面活性剂可有利地改变表面张力并降低液体制剂中活性剂的疏水相互作用。通常，这类添加剂以少量存在于生物相容性和水溶性基质中，例如固体制剂中的重量百分比小于约20重量％。固体制剂中这类添加剂的示意性范围是约0.05重量％至约20重量％，或约0.5重量％至约18重量％，或约0.05重量％至约15重量％，这取决于添加剂和活性剂组分的性质。示例性添加剂(下文中将更详细地描述)包括佐剂、表面活性剂(如聚山梨酯，如聚山梨酯20)和螯合剂(如EDTA)。
使用的聚合物可具有多种分子量。使用的聚合物通常是多分散的，使其分子量实际上是重均分子量。这些聚合物的分子量可以是至少约1千道尔顿、至少约5千道尔顿、至少约10千道尔顿、至少约20千道尔顿、至少约30千道尔顿、至少约50千道尔顿、或至少约100千道尔顿或更多。对于生物可降解微结构，其可能需要具有包含一种或多种较低分子量聚合物的生物可降解部分，这取决于聚合物的选择。聚合物中的强度-分子量关系是反比关系，使得通常具有较低分子量的聚合物显示较低强度且倾向于显示较高生物可降解性并因此由于其较低机械强度而更容易断裂。在一个实施方式中，至少末梢层包含至少一种具有较低分子量(例如小于约100千道尔顿)的聚合物。在另一个实施方式中，至少末梢层包含一种分子量小于约80千道尔顿的聚合物。
示例性制剂包括其中溶解型微结构的生物相容性和水溶性基质包含上文所述聚合物的那些，所述聚合物的平均分子量落入以下范围之一：约1-1,000kDa、约5–800kDa，或约15–700kDa。例如，对于诸如右旋糖酐的多糖，示意性平均分子量包括1kD、40kD、60kD和70kD。对于羟乙基淀粉或HES，示意性平均分子量是约600,000kD，其中羟乙基淀粉的分子量通常是约20kD至约2,500kD。羟乙基淀粉的一个示例性分子量范围是约450kD至约800kD。用于制备生物相容性和水溶性基质的示意性多糖包括右旋糖酐40、右旋糖酐60、右旋糖酐70、特拉淀粉和赫他淀粉。
本发明提供的微结构制剂往往包括干燥形式的制剂(如微结构本身)和液体形式的制剂(例如用于制备微结构)。通常，液体制剂包含水性溶剂或缓冲液中的上文所述组分。示例性缓冲液包含磷酸盐缓冲盐水和组氨酸。
末梢层(即微结构或微针层)可包含一种或多种具有较低分子量的聚合物，而近端层和/或基材或基底可包含具有较高分子量的聚合物。可至少部分基于聚合物的分子量选择末梢和/或近端部分的聚合物以促进给药后至少部分微结构的分离或脱离。
通常，在阵列中大量形成的微结构的数目是至少约50个，优选至少约100个、至少约500个、至少约1000个、至少约1400个、至少约1600个，或至少约2000个。例如，阵列中微结构的数目的范围可以是约1000至约4000个，或约2000至约4000个，或约2000至约3500个，或约2200至约3200个。由于微结构的尺寸较小，微结构的表面密度可能不会特别高，而是例如每cm2的微结构数目可以是至少约50个、至少约250个、至少约500个、至少约750个、至少约1000个、至少约2000个，或至少约3000个。
虽然阵列本身可具有多种形状中的任一种，通常调节阵列的尺寸使其直径为约5毫米至约25毫米，或约7毫米至约20毫米，或约8毫米至约16毫米。示例性直径包括5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24和25毫米。
微针和其他凸起的尺寸与制造技术和精确应用相关。然而，通常情况下，实践中使用的微结构和其他微凸起的高度预期为至少约20至约1000微米，更优选地约50至约750微米，且最优选地约100至约500微米。在具体但非限制性的实施方式中，这些微结构的高度为至少约100μm、至少约150μm、至少约200μm、至少约250μm，或至少约300μm。通常，优选地，这些微突起的高度不超过约1mm、不超过约500μm、不超过约300μm，或在一些情况下不超过约200μm或150μm。通常，这些微凸起足够长以在向对象(如哺乳动物对象)施用的一些合适点处至少部分穿透皮肤的角质层，例如大腿、臀、上臂或躯干。这些微突起的高宽比为至少3:1(长度比基底直径)、至少约2:1或至少约1:1。
这些微突起可具有任何合适的形状，包括但不限于多边形或圆柱形。具体实施方式包括金字塔形(包括四面金字塔形)、漏斗形、圆柱形、具有漏斗形端部和圆柱形底部的漏斗形和圆柱形的组合，以及具有多边形(例如六边形或菱形)底部的锥形。其他可能的微突起形状显示于例如美国公开专利申请2004/0087992。微突起可在一些情况下具有向基底变厚的形状，例如大致具有漏斗外形的微突起，或更一般地，随着至微突起末梢距离增加，微突起直径的增加快于线性方式。应理解，多边形微突起还可具有向基底变厚的形状，或者随着至微突起末梢距离增加，半径或直径的增加快于线性方式。当微突起向基底变厚时，一部分微突起与基底相邻，其可称作“基座”，可设计为不穿透皮肤。
在一个或多个实施方式中，这些微结构具有尖点或尖端。需要尖端直径小于约5μm或2μm。优选尖端直径小于约1.5μm，如尖端直径小于约1μm。
这些微突起通常间隔约0-500μm。在具体但非限制性的实施方式中，这些微突起间隔约0μm、约50μm、约100μm、约150μm、约200μm、约250μm、约300μm、约350μm、约400μm、约450μm或约500μm。可由各微突起的基底(基底至基底)或尖端(尖端至尖端)测量各微突起之间的间距。
在其他实施方式中，至少一部分微突起是可与微突起阵列脱离的。可脱离的微突起阵列描述于美国专利公开2009/0155330和美国专利申请号61/745,513，其各自通过引用纳入本文。可脱离微突起阵列可由多种方法实现，包括但不限于分层方法，其中该阵列由多层组成且一层包含某些区域，在这些区域中，与阵列基底相连的微突起与其他层相比可更容易地降解。
脱离型微突起的一个优势是无需锐物处理，而另一个优势是不会造成针刺损伤。此外，脱离型微突起有利地显著减少或消除误用(如针头共用)，因为因生物降解而缺少微突起或微突起端部被钝化的基材或基底不会穿透皮肤。脱离型微突起的另一个优势是避免药物误用，因为富药物尖端在皮肤中溶解，使得给药后阵列中不存在或仅存在少量药物。
或者，可以使用由均匀材料制得的阵列，其中该材料在较低pH下更容易降解。由这类材料制得的阵列倾向于在靠近连接点处更容易降解，因为更靠近皮肤表面的这些材料的pH低于微突起末梢端。(皮肤表面的pH通常低于内部的皮肤，例如表面的pH为约4.5而内部的pH为约6.5-7.5)。
溶解性取决于pH的材料可以是例如在纯水中不可溶但在酸性或碱性pH环境中可溶。使用这类材料或材料组合，可使阵列在皮肤表面(pH约4.5)处或皮肤内部差异性生物降解。在前一种实施方式中，整个阵列可以生物降解，而在后者中，阵列的微突起部分可以生物降解，从而可以除去和弃去基底基材。在优选的实施方式中，该微结构阵列对应于后者，其中该阵列的微突起部分在给予活性剂后溶解和生物降解，从而可以移除和弃去基底基材。
水性介质中降解性依赖于pH的材料可以例如通过使用丙烯酸共聚物制备，所述丙烯酸共聚物以商品名
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购自罗姆哈斯制药公司(Rohm Pharma)，其广泛用于药物制剂中。具有pH依赖性溶解度的材料的其他实施例是羟丙基纤维素邻苯二甲酸酯。已开发具有pH依赖性溶解度的材料，例如用作口服剂型中的肠溶衣。参见例如美国专利号5,900,252和Remington's Pharmaceutical Sciences(《雷明顿药物科学》)(第18版，1990)。
在某些情况下，除了包含聚合物(如多糖)、糖醇和活性剂的生物相容性和水溶性基质层外，还需要本发明提供的微突起阵列包含一个或多个其他层。需要具有多个层的阵列的原因很多。例如，与微突起阵列的整个体积相比，通常需要这些微突起本身具有较高浓度的活性成分(如活性剂)。这是因为，例如，在与阵列基底相比水合程度更高的环境中，预期这些微凸起在许多情况下更快速地溶解。此外，在阵列应用的某些实验方案中，可将阵列放置一小段时间，其间基本只有微突起可发生显著溶解。当活性剂的成本很高时，需要在微突起本身中放置较高浓度的活性剂的需要更为迫切。一种实现微突起本身中较高浓度活性剂的方法是具有包含微突起或微突起主要部分的第一含活性剂层以及具有减少的活性剂浓度或不含活性剂的第二层，所述第二层包含基底或基底主要部分。
通常，在包含两个或多个不同层的优选的微结构阵列配置中(即一层包含多个微结构或突起，且基底或背衬层支持这些微结构)，该基底层包含生物相容性非水溶性基质。一旦微结构阵列穿透皮肤，这些微结构溶解，从而透皮递送活性剂。基底层优选包含多种生物相容性非水溶性聚合物中的任一种，包括聚酯、聚氨基酸、聚酸酐、聚原酸酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚醚酯、聚己内酯(PCL)、聚酯酰胺，及其共聚物。说明性聚合物包括聚丙烯酸酯、纤维素、聚(乳酸)(PLA)、聚(乙醇酸)(PGA)、聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)、聚(丁酸)、聚(戊酸)。示例性背衬或基底层包含聚丙交酯聚乙交酯(PLGA75/25)。参见例如，实施例4。
活性剂
如前文所述，本发明提供的溶解型微结构的至少一部分包含生物相容性和水溶性基质和活性剂。
这些微结构可包含一种或多种活性剂。在一个或多个实施方式中，这些微结构的至少一部分可包含涂料，所述涂料任选地含有一种或多种活性剂。
在一个实施方式中，该微突起阵列中的活性剂是一种或多种蛋白或肽，例如用作疫苗。这些试剂可包括，例如，在美国经批准用于对抗以下疾病的那些：炭疽、白喉、甲型肝炎、乙型肝炎、乙型流感嗜血杆菌、人***瘤病毒、流感、日本脑炎、莱姆病、麻疹、脑膜炎球菌和肺炎球菌疾病、腮腺炎、百日咳、脊髓灰质炎、狂犬病、轮状病毒、风疹、带状疱疹、天花、破伤风、结核、伤寒、水痘和黄热。该活性剂可包含活减毒或灭活细菌、活减毒病毒、亚基疫苗、偶联疫苗、合成疫苗、病毒载体、多糖疫苗和DNA疫苗。在炭疽疫苗中，特别优选的是包含PA(保护性抗原)的疫苗，尤其是重组生产的保护性抗原(rPA，即重组保护性抗原)。在另一个实施方式中，该活性剂是激素，例如甲状旁腺激素(PTH)，包括重组人甲状旁腺激素(1-34)。
其他试剂包括针对以下物质的那些：禽(大流行)流感病毒、弯曲菌属(Campylobacter sp.)、衣原体属(Chlamydia sp.)、肉毒梭菌(Clostridium botulinum)、艰难梭菌(Clostridium difficile)、登革热病毒、大肠杆菌、埃博拉病毒、爱泼斯坦-巴尔二氏病毒、不可分型流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)、丙型肝炎、戊型肝炎、疱疹病毒(包括带状疱疹)、HIV、利什曼原虫的和疟原虫、脑膜炎球菌血清组B、烟碱、副流感病毒、豚草变应原、呼吸道合胞病毒(RSV)、裂谷热病毒、SARS相关冠状病毒、志贺氏菌属(Shigella sp.)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、链球菌组A(GAS)、链球菌组B(GBS)、蜱传脑炎、委内瑞拉马脑炎和西尼罗病毒。
由于疫苗的广泛使用，当对于特定病症需要对多种类型疫苗进行选择时，疫苗稳定性是一种重要考量。例如，在活性剂是热敏感的情况下，需要维持疫苗的控温供应链，通常称作“冷链”。用于疫苗的冷链的目的通常是将疫苗维持在2-8℃下。这对于热带气候的贫穷国家而言具有特别的困难。因此，对于许多疫苗，与相应液体疫苗相比，微突起阵列的固相制剂提供了增强的确定性且更易于操作。
该微结构阵列还可包含其他赋形剂以纳入生物相容性和水溶性基质，包括例如佐剂、防腐剂、小分子稳定剂、表面活性剂等。佐剂包括例如具有或不具有铝盐的寡聚脱氧核苷酸(ODN)。用作疫苗佐剂的铝盐包括氢氧化铝、磷酸铝和硫酸铝钾等。
通常需要(但非必需)使微突起阵列中活性剂的重量百分比浓度相对较高，因为其允许在微突起***皮肤后个体中存在较高的活性剂浓度。形成阵列的固体(生物相容性和水溶性基质)的示意性浓度如下：至少约0.1％、0.5％、1％、2％、5％、10％、15％或20重量％活性剂(如疫苗)。更优选地，形成微结构阵列的生物相容性和水溶性基质中的固体重量百分比范围是约1-15％活性剂。即，多个固体微突起中活性剂(如疫苗)的示例性重量百分比包括1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％和15％或更高。对于相应的液体制剂，活性剂的含量范围通常是约0.05重量％至约10重量％活性剂，或优选是约0.5重量％至约5重量％活性剂。
递送至身体的剂量适用于在大部分个体中引发显著的治疗和/或免疫应答。通常，需要的剂量是至少约0.1μg/cm2，至少约0.5μg/cm2，至少约1μg/cm2，至少约2μg/cm2，至少约5μg/cm2，或至少约10μg/cm2。
或者，活性剂剂量可测量为其他途径(如肌肉内)递送的剂量的百分比。例如，可能需要递送通过其他途径递送的剂量(如通过肌肉内递送的剂量)的至少约1％，至少约10％，至少约25％，至少约50％，至少约75％，至少约100％，至少约150％或至少约200％。或者，可能需要递送通过其他途径递送的剂量的不超过约200％，不超过约150％，不超过约100％，不超过约75％，不超过约50％，不超过约25％，不超过约10％或不超过约1％。使用常规透皮贴片时，微突起阵列进行的剂量递送(DDE)可小于该微突起阵列的总活性剂含量。参见例如，实施例9。
制造微突起阵列
本发明提供的微突起阵列可通过使用双层阵列制造技术来制造，参见美国临时专利申请号60/1923,861和60/1925,462(美国专利申请号12/1148,180的优先权文件)。通常，通过以下步骤制备本发明提供的微结构阵列：(i)提供包含缓冲液中活性剂、多糖和糖醇的液体制剂，(ii)将来自(i)的液体制剂分散在具有微结构空腔的阵列的模具上并填充这些微结构空腔以形成充满制剂的模具；(iii)干燥该充满制剂的模具；(iv)将背衬层置于来自(iii)的干燥模具上，使得该背衬层形成具有与各微结构空腔连接的连接点的基底以提供模塑的微结构阵列；以及(v)将来自(iv)的微结构阵列移出模具。
在该方法的具体实施方式中，该液体制剂(其可以是溶液或悬浮液)包含约3-20重量％多糖、约1-15重量％糖醇和约0.05-5重量％活性剂，但具体含量可偶尔变化。示意性制剂提供于下文所附实施例中并简要描述。例如，用于制备所需微结构阵列的液体制剂含有3-20重量％多糖组分(如右旋糖酐或羟烷基淀粉)、约1-15重量％糖醇(如山梨糖醇)和约0.05-5重量％活性剂(如疫苗)。或者，用于制备所需微结构阵列的液体制剂含有约5-15重量％多糖组分(如右旋糖酐或羟烷基淀粉)、约3-12重量％糖醇(如山梨糖醇)和约0.05-5重量％活性剂(如疫苗)。该液体制剂可在需要时任选地含有少量其他制剂添加剂，例如一种或多种表面活性剂或螯合剂，或其他添加剂。
实施例1提供了含有活性剂(即疫苗)的示意性液体制剂。示意性制剂如下：(1)右旋糖酐，14重量％；山梨糖醇，7重量％，0.6％活性；(2)右旋糖酐，10.5重量％；山梨糖醇，5重量％，0.6％活性；(3)右旋糖酐，10.5重量％；山梨糖醇，5重量％，1.1％活性；(4)右旋糖酐，7重量％；山梨糖醇，3重量％，0.6％活性；(5)右旋糖酐，7重量％；山梨糖醇，7重量％，0.6％活性；(6)右旋糖酐，14重量％；山梨糖醇，3重量％，0.6％活性；(7)羟乙基淀粉，14重量％；山梨糖醇，7重量％，0.6％活性；(8)羟乙基淀粉，10.5重量％；山梨糖醇，5重量％，0.6％活性；(9)羟乙基淀粉，10.5重量％；山梨糖醇，5重量％，1.1％活性；(10)羟乙基淀粉，7重量％；山梨糖醇，3重量％，0.6％活性；(11)羟乙基淀粉，7重量％；山梨糖醇，7重量％，0.6％活性；和(12)羟乙基淀粉，14重量％；山梨糖醇，3重量％，0.6％活性。活性剂的生物活性维持于5℃或25℃下储存的液体制剂中，持续4小时、1天、2天或7天。即最低程度下足以覆盖微结构阵列制造过程的时间。在考虑活性剂颗粒尺寸的维持/稳定性中，多糖浓度低于约14重量％的制剂在所述条件下显示良好的颗粒尺寸稳定性。
实施例2提供了其他示意性液体组合物，其含有磷酸盐缓冲盐水中的活性剂(即疫苗)、增强剂或佐剂或者活性剂和增强剂的组合以及多糖(其选自右旋糖酐和羟乙基淀粉)和山梨糖醇。表2中详述的液体制剂含有7-17重量％右旋糖酐或羟乙基淀粉，3-9重量％山梨糖醇，0.75重量％活性剂和少量的示例性表面活性剂聚山梨酯20(0.02重量％)。表3中详述的液体制剂含有约7-14重量％右旋糖酐或羟乙基淀粉，和约3-9重量％糖醇山梨糖醇。其他组分包括约2.35重量％增强剂、少量(0.02重量％)表面活性剂(聚山梨酯20)和少量(0.3重量％)EDTA。表4中提供的示意性顶端药物(drug-in-tip)液滴制剂含有约9重量％多糖(右旋糖酐或羟乙基淀粉)、约5重量％山梨糖醇和0.85重量％活性剂。其他制剂组分包含增强剂和少量表面活性剂聚山梨酯20。这些代表性液体制剂在5℃稳定性保持至少48小时，进一步显示液体制剂(如用于制备微结构阵列的那些)的适用性。
实施例4提供其他示例性液体制剂，其含有活性剂(如抗原)的组合。这些液体制剂包含右旋糖酐或羟乙基淀粉、山梨糖醇和活性剂的组合。少量表面活性剂也可包含在这些制剂内；这些液体制剂在5℃稳定性保持至少7天并在25℃稳定性保持至少2天。
回到制备微结构阵列的方法，通常通过以下步骤形成微凸起或微突起的阵列：(a)提供具有对应于微凸起阴面的空腔的模具，(b)将包含适用于形成生物相容性和水溶性基质的组分、活性剂和溶剂的溶液浇铸在该模具上，(c)除去溶剂，(d)将所得阵列与模具脱离。
具有不同几何形状的微结构阵列工具可用于制备阴模(通常但不必需使用聚二甲基硅酮)。其他阴模材料包括聚氨酯、陶瓷材料、蜡等。该模具随后用于制造微结构阵列(MSA)，该微结构阵列复制原始工具的几何形状。一种示例性工具具有菱形形状，其微突起高度为200μm，基底宽度为70μm，且突起至突起间距为200μm。
通常按如下方式制备含有活性剂的微结构阵列。将上文所述液体活性剂制剂导入模具，所述液体活性剂例如通常包含水性溶剂或缓冲液中的多糖和糖醇和任选的其他赋形剂、佐剂或添加剂。随后使用任何数目的合适技术填充该模具，例如压缩、加压等。擦拭后，在一个或两个初步干燥步骤中干燥模具内含有的液体制剂，这取决于例如各液体制剂的物理化学性质，例如粘度、固体含量、液体制剂和模具之间的表面相互作用等。在一步法初步干燥中，将模具内含有的液体制剂直接置于烘箱内，在约25℃至约40℃下干燥以除去水。该一步法干燥可在任何位置进行，持续20分钟至数小时。在两步法干燥过程中，第一步是缓慢干燥步骤，其中首先将充满液体制剂的模具置于湿度受控的腔体内(例如湿度为75-90％RH)，室温下干燥约1分钟至60分钟，随后将该模具置于烘箱中，在约25℃至约40℃的温度下干燥约20分钟至数小时。
干燥后，随后将背衬层浇铸在干燥的含有制剂的模具上以连接多个微突起。优选地，微突起的组分(即生物相容性和水溶性基质的组分)不溶于用于背衬层的溶剂中。通常，用于浇铸背衬层的溶剂是有机溶剂，例如乙腈、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯等。该背衬层首先使用受控气流在压缩干空气(CDA)盒中干燥一段时间(如约15分钟至2小时)，随后在对流烘箱中(例如在35℃至80℃的温度下)干燥约30-90分钟。随后任选地在该背衬层或基底层上放置背衬基材。该背衬基材可以是例如聚碳酸酯薄膜中紫外光固化的粘合剂或透气性非织造压敏粘合剂，但也可使用许多类型的材料。
从模具中移开后，通常将微结构阵列冲切(die cut)成适当尺寸的切片，随后经历最终干燥步骤以从干燥的含活性剂制剂中除去残留水分并从背衬层中除去残留溶剂。该最终干燥步骤可在室温或更高温度(如35℃)下在真空(约0.05托)下进行，持续数小时的延长的时间。
如果需要，随后可单独或共同地包装或密封这些微结构阵列，优选气密性密封。经包装的微结构阵列也可包含干燥剂。本发明所提供的微结构阵列也可以试剂盒一部分的形式提供，其中该试剂盒还可包含施用器装置。
本发明所述示例性微结构阵列的制备描述于实施例6、7和8。通常，多个微结构包含约1-15重量％(固体)活性剂，约40-75重量％(固体)多糖和约25-40重量％(固体)糖醇。更具体地，多个微结构包含约1-15重量％(固体)活性剂(如疫苗)，约40-75重量％(固体)多糖(如右旋糖酐或羟乙基淀粉)和约25-40重量％(固体)糖醇(如山梨糖醇)。或者，多个微结构包含约2-12重量％(固体)活性剂(如疫苗)，约45-75重量％(固体)多糖(如右旋糖酐或羟乙基淀粉)和约25-40重量％(固体)糖醇(如山梨糖醇)。所述包含活性剂的微球阵列具有良好的机械性能、良好的活性剂稳定性以及基于治疗应答的良好性能。
微结构阵列的特征
本发明的微结构阵列包含液体和干燥形式的稳定其中活性剂的溶解型生物相容性和水溶性基质(表现为维持化学完整性和活性剂效力)并还产生具有良好机械性能和良好储存稳定性的微结构阵列。
示例性本发明所述微结构阵列显示有利的活性剂稳定性，在制造期间和储存后都是如此。例如，在以约0.1重量％至约7重量％的活性剂浓度溶解于水性缓冲液中时，包含活性剂的生物相容性和水溶性基质的特征还包括活性剂的稳定性在5℃下持续至少7天，其通过活性剂粒度、化学完整性和活性剂效力的维持中一种或多种测量。如实施例1、2和3所示，用于制备微结构阵列的液体制剂具有足够的稳定性以在制造过程期间维持活性剂的完整性。此外，示例性干燥的微结构阵列被发现具有良好的室温储存稳定性，持续延长的时间(即至少3个月)。参见例如，实施例10。最后，经由本发明提供的微结构阵列透皮给予示例性活性剂导致的免疫应答至少与肌肉内给予液体活性剂所观察到的应答同样良好(实施例11)。因此，前文支持本发明所提供的微结构阵列、相关制剂和方法的有利特征。
使用方法
本文所述方法、试剂盒、微结构阵列和相关装置和制剂用于向人或兽医学对象透皮给予活性剂。
这些微结构阵列可手动施用于皮肤，例如通过将阵列按压入皮肤。较优选地，使用施用器来提供辅助应用微结构阵列至皮肤和通过皮肤的机制。优选的施用器类型是具有弹簧加载机制的施用器，从而通过弹簧中储存的能量驱动阵列进入皮肤。适用的和示意性施用器包括美国公开号2011/0276027中描述的那些，其全文纳入本文。例如，示例性施用器通常包含柱塞或活塞，其中微结构阵列位于柱塞的远端，并启动致动器(或致动元件)以释放柱塞。该柱塞通常维持在收缩或限制的位置直至释放。释放柱塞后，该柱塞随后冲击皮肤并从而允许微结构阵列穿透或破裂皮肤表面。可自动或手动地将微结构阵列的剩余部分与柱塞远端分离。
相关方面和实施方式
(1)在第一方面(即方面1)中，提供了一种包含大致平的基底和多个生物可降解微结构的微结构阵列，各微结构具有与基底的连接点和穿透对象皮肤的末梢尖端，其中，(i)多个微结构包含生物相容性和水溶性基质中的活性剂，该生物相容性和水溶性基质包含亲水性聚合物和糖醇，且(ii)该基底包含生物相容性、非水溶性聚合物基质，该微结构在穿透对象皮肤后经历溶解以递送活性剂。
(2)实施方式1。在方面1相关的第一实施方式中，提供了方面1所述的微结构阵列，所述聚合物选自多糖、改性的纤维素、乙烯基酰胺聚合物、乙烯醇聚合物、1,2-环氧聚合物或其共聚物。
(3).实施方式2。在第一实施方式相关的第二实施方式中，所述多糖是所述微结构阵列中的葡聚糖或化学改性的葡聚糖。
(4).实施方式3。在第三实施方式中，所述多糖是α-葡聚糖或化学改性的α-葡聚糖。
(5).实施方式4。在第一实施方式相关的第四实施方式中，所述多糖是所述微结构阵列中的右旋糖酐或化学改性的淀粉。
(6).实施方式5。在实施方式3相关的第五实施方式中，所述微结构阵列中的所述多糖是化学改性的淀粉，其选自羧甲基淀粉和羟烷基淀粉。
(7).实施方式6。在实施方式5所述微结构阵列相关的第六实施方式中，所述羟烷基淀粉是羟乙基淀粉(HES)或羟丙基淀粉(HPS)。
(8).实施方式7。在实施方式5和6相关的第七实施方式中，所述化学改性的淀粉的取代度为0.80至0.40。
(9).实施方式8。如涉及微结构阵列的前述实施方式中任一项相关的第八实施方式中，所述糖醇选自甘油、木糖醇、甘露醇、山梨糖醇、半乳糖醇、乳糖醇、赤藓糖醇、甘油、麦芽糖醇、蔗糖和海藻糖。
(10).实施方式9。在实施方式1所述微结构阵列的第九实施方式中，所述多糖是右旋糖酐且所述糖醇是山梨糖醇。
(11).实施方式10。在实施方式1所述微结构阵列的第十实施方式中，所述多糖是羟乙基淀粉且所述糖醇是山梨糖醇。
(12).实施方式11。在第十一实施方式中，提供了前述实施方式中任一项或方面1所述的微结构阵列，所述生物相容性和水溶性基质还包含一种或多种赋形剂或佐剂。
(13).实施方式12。在实施方式11相关第十二实施方式中，所述一种或多种赋形剂包含表面活性剂。
(14).实施方式13。在实施方式9或10相关的第13实施方式中，在包含活性剂的所述生物相容性和水溶性基质以约0.05重量％至约20重量％范围的活性剂浓度溶于水性缓冲液时，其特征还包括所述活性剂在5℃稳定性保持至少7天。
(15).实施方式14。在第14实施方式中，提供了上文实施方式1-13中任一项或方面1所述的微结构阵列，所述多个微结构包含约0.1-15重量％(固体)活性剂，约20-95重量％(固体)多糖和约5-50重量％(固体)糖醇。
(16).在第二方面中，提供了一种液体制剂，其适用于形成多个溶解型微结构。所述液体制剂包含缓冲液中的活性剂、多糖和糖醇，所述液体制剂包含约1-30重量％多糖、约1-30重量％糖醇和约0.05-20重量％活性剂。
(17).在第二方面相关的第一实施方式中，所述多糖是右旋糖酐或化学改性的淀粉。
(18).在第二方面相关的第二实施方式中，所述多糖是化学改性的淀粉，所述化学改性的淀粉是羧甲基淀粉或羟烷基淀粉。
(19).在第二方面相关的第三实施方式中，所述羟烷基淀粉是羟乙基淀粉(HES)或羟丙基淀粉(HPS)。
(20).在第二方面的第三实施方式相关的第四实施方式中，所述羟烷基淀粉的取代度是0.80至0.40。
(21).在第二方面相关的第五实施方式或者第二方面所涉及第一至第四实施方式中任一项中，所述糖醇选自甘油、木糖醇、甘露醇、山梨糖醇、半乳糖醇、乳糖醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇、蔗糖和海藻糖。
(22).在第二方面相关的第六实施方式中，所述多糖是右旋糖酐且所述糖醇是山梨糖醇。
(23).在第二方面相关的第七实施方式中，所述多糖是羟乙基淀粉且所述糖醇是山梨糖醇。
(24).在第二方面相关的第八实施方式或第二方面相关的前述实施方式中任一项中，所述液体制剂包含一种或多种赋形剂或佐剂。
(25).在上述第八实施方式相关第九实施方式中，所述一种或多种赋形剂包含表面活性剂。
26.在第十实施方式中，提供了干燥形式的相关实施方式1-9中任一项的第二方面所述的液体制剂。
(27).在第三方面中，提供了一种制备微结构阵列的方法。所述方法包括(i)提供包含缓冲液中活性剂、亲水性聚合物和糖醇的液体制剂，所述液体制剂包含约1-30重量％亲水性聚合物、约5-50重量％糖醇和约0.1-50重量％活性剂；(ii)将来自(i)的液体制剂分散在具有微结构空腔的阵列的模具上并填充这些微结构空腔以形成充满制剂的模具；(iii)干燥所述充满制剂的模具；(iv)将背衬层置于来自(iii)的干燥模具上，使得所述背衬层形成具有与各微结构空腔连接的连接点的基底以提供模塑的微结构阵列；以及(v)将来自(iv)的微结构阵列移出所述模具。
(28).在第三方面相关第一实施方式中，所述亲水性聚合物选自多糖、改性的纤维素、乙烯基酰胺聚合物、乙烯醇聚合物、1,2-环氧聚合物和共聚物。
(29).在第三方面相关第二实施方式中，所述方法还包括将背衬层固定至背衬基材。
(30).在第三方面相关第三实施方式中，所述背衬基材是可透气非织造压敏粘合剂。
(31).在第三方面相关第四实施方式中，所述背衬基材是聚碳酸酯薄膜中紫外固化的粘合剂。
(32).在第三方面相关第五实施方式中，所述背衬基材由聚合物或金属形成。
(33).在第三方面相关第六实施方式或前述第一至第五实施方式中任一项中，在分散步骤后，从所述模具的表面上除去过量的液体制剂。
(34).在第三方面相关第七实施方式或相关实施方式1-6中任一项中，所述液体制剂是溶液或悬浮液。
(35).在第三方面相关第八实施方式或相关实施方式1-7中任一项中，所述微结构空腔通过加压填充。
(36).在第三方面相关第九实施方式中，所述液体制剂是第二方面所述或第二方面相关实施方式1-9中任一项所述的液体制剂。
(37).在第四方面中，提供了一种向哺乳动物对象透皮给予活性剂的方法，包括将第一方面或其相关实施方式中任一项所述的微结构阵列***所述对象的皮肤中。
实施例
以下实施例本质上是说明性的且绝非限制性的。已经进行了诸多努力，以确保数值(例如数量、温度等)的精确性，但是必须考虑到存在一些误差和偏差。除非另有指示，份数为重量份数，温度为℃，压力处于或接近大气压。
缩写
API 活性药物成分，
HPLC 高效液相色谱
MSA 微结构阵列
SDS-PAGE 十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳
SEC 尺寸排阻色谱
SPE 皮肤穿透效率
TDS 透皮递送***
DSL 动态光散射
IM 肌肉内
实施例1
含有活性剂的液体制剂
将含有疫苗的活性剂储液添加至含有组氨酸缓冲液中多糖和山梨糖醇的液体溶液中并温和混合所得溶液，所述多糖选自右旋糖酐70(药用级别，MW 70,000)和赫他淀粉(羟乙基淀粉，分子取代约0.75(即每100个葡萄糖单元约75个羟乙基基团))。液体制剂在使用前储存于5℃。如下文表1中总结的那样制备各制剂。
基于通过动态光散射和SDS-PAGE测定的颗粒尺寸评价液体制剂中活性剂的稳定性。
表1
含有活性剂的液体制剂
Figure BDA0000803108180000221
Figure BDA0000803108180000231
对于该研究，所有液体制剂中活性剂浓度都维持在5mg/mL。这些液体制剂储存于5℃或25℃并在4小时、1天、2天和7天时分析这些制剂中的活性剂。
来自类似制剂的SDS-PAGE结果显示液体制剂与净活性剂之间没有差异。未观察到其他条带，显示活性剂在制剂中是稳定的。
活性剂颗粒尺寸在含有低(7％)多糖浓度的右旋糖酐和羟乙基淀粉制剂中都是稳定的。活性剂颗粒尺寸在5℃储存的所有制剂中稳定最多7天或在25℃储存的所有制剂中稳定4小时。具有中等多糖浓度(10.5％)的制剂显示良好的颗粒尺寸稳定性，其在5℃下持续7天并在25℃下持续4小时。在具有高多糖浓度(14％)的制剂中，活性剂颗粒尺寸在25℃下储存1天或更长时增加。对于活性剂颗粒尺寸，山梨糖醇组分似乎几乎没有效果。
这些液体制剂在5℃稳定性保持至少7天且在25℃稳定性保持至少4小时，即最低程度下足以覆盖制造过程的时间。即，在制造过程期间维持活性剂完整性及其体外效力，显示制备微结构阵列的方法的稳健性。
实施例2
含有多糖的液体制剂
将活性剂、增强剂或佐剂或活性剂与增强剂的组合添加至含有磷酸盐缓冲盐水(pH 6.8)中多糖和山梨糖醇、任选地含有其他添加剂/赋形剂(如聚山梨酯20(聚氧乙烯(20)山梨糖醇酐单月桂酸酯)或乙二胺四乙酸(EDTA))的液体溶液中并温和混合所得溶液，所述多糖选自右旋糖酐70(药用级别，MW 70,000)和赫他淀粉(羟乙基淀粉，分子取代约0.75(即每100个葡萄糖单元约75个羟乙基基团))。如下文表2、3和4中总结的那样制备各制剂。通过SEC-HPLC评估液体制剂中活性剂的稳定性。通过RP-HPLC评估增强剂的稳定性。
含有活性剂或增强剂的制剂在5℃下稳定至少48小时、
表2
含有活性剂的液体制剂
Figure BDA0000803108180000251
表3
含有增强剂的液体制剂
Figure BDA0000803108180000252
Figure BDA0000803108180000261
表4
含有活性剂/增强剂组合的液体DIT制剂的实施例
Figure BDA0000803108180000262
实施例3
含有多种活性剂的液体制剂
将活性剂添加至磷酸盐缓冲盐水(pH 6.8)中含有多糖、山梨糖醇和表面活性剂聚山梨酯20的液体溶液中，所述多糖选自右旋糖酐70(药用级别，MW 70,000)和赫他淀粉(羟乙基淀粉，分子取代约0.75(即每100个葡萄糖单元约75个羟乙基基团))。如下文表5中总结的那样制备各制剂。
通过SRID(单径向免疫扩散)试验评估液体制剂中活性剂的稳定性。这些液体制剂经测定在5℃稳定性保持至少7天且在25℃稳定性保持至少2天。
表5
液体制剂的实施例
Figure BDA0000803108180000271
实施例4
背衬层：液体制剂
制备了示意性聚合物溶液用于浇铸微结构阵列的背衬层。通过在室温下将聚合物溶解在溶剂或溶剂混合物中来制备这些聚合物溶液。示例性背衬层制剂提供于表6。
表6
用于背衬层的液体制剂的实施例
Figure BDA0000803108180000281
实施例5
微结构阵列制造
背衬基材
背衬基材可用于连接背衬层与施用器装置。示例性背衬基材包括(i)置于背衬层顶部的透气性非织造压敏粘合剂以及(ii)在背衬层上浇铸并通过UV固化的UV可固化粘合剂，等。
工具
具有不同几何形状的微结构阵列工具可用于制备阴模(通常使用聚二甲基硅酮)。该模具随后用于制造微结构阵列(MSA)，该微结构阵列复制原始工具的几何形状。一种用于这些实施例的示例性工具具有菱形形状，其微突起高度为200μm，基底宽度为70μm，且突起至突起间距为200μm。
制造
通常如下文所述制造本发明所述含有活性剂的微结构阵列。将约55μl的液体活性剂制剂导入硅酮模具，使用18X 18mm盖玻片覆盖，在50psi下加压1分钟并拭去过量制剂。或者，将约75μl的液体制剂浇铸至硅酮模具内，使用22X 30mm盖玻片覆盖，在50psi下加压1分钟并擦拭。
擦拭后，在一个或两个初步干燥步骤中干燥模具内含有的液体制剂，这取决于例如各液体制剂的物理化学性质，例如粘性、固体含量、液体制剂和模具之间的表面相互作用等。在一步法初步干燥中，将模具内含有的液体制剂直接置于烘箱内，32℃下干燥约30分钟以除去水。在使用两步法干燥时，第一步是缓慢干燥步骤，其中首先将充满液体制剂的模具置于湿度受控的腔体内(湿度为85％RH)，室温下持续1-30分钟。随后将该模具置于32℃的烘箱内持续约30分钟。
干燥后，随后将背衬层浇铸在干燥的含有制剂的模具上以连接多个微突起。该背衬层首先使用受控气流在压缩干空气(CDA)盒中干燥30分钟，随后置于对流烘箱中45℃下干燥30-90分钟。随后在该背衬层上放置背衬基材。
从模具中移开后，将微结构阵列冲切成11mm(1cm2)或14mm(2cm2)切片，随后经历最终干燥步骤以从干燥的含活性剂制剂中除去残留水分并从背衬层中除去残留溶剂。该最终干燥步骤在真空(约0.05托)下进行，35℃下干燥过夜。在多叶饰(Polyfoil)袋中单独密封这些微结构阵列。
实施例6
微结构阵列制造
为确认干燥期间活性剂未受到影响，使用模拟MSA制造工艺的干燥条件将液体含活性剂制剂干燥为薄固体薄膜。使用SDS-PAGE和DLS表征固体薄膜中活性剂的完整性。使用ELISA测试从固体薄膜重建的活性剂的生物活性。
液体制剂或固体薄膜中活性剂与活性剂标准品之间的SDS-PAGE图案没有区别。因此，制剂G1和制剂G2中的活性剂都不受干燥过程的不利影响。此外，来自颗粒尺寸评估和体外效力试验的结果都显示活性剂制剂G1和G2都良好耐受干燥过程。
如下文所述制造含活性剂的微结构阵列。将约55μl的来自表1的液体制剂A3或A9浇铸至硅酮模具内，使用18X 18mm盖玻片覆盖，在50psi下加压1分钟并擦拭。或者，将约75μl的液体制剂浇铸至硅酮模具内，使用22X 30mm盖玻片覆盖，在50psi下加压1分钟并擦拭。擦拭后，在一个或两个初步干燥步骤中干燥模具内含有的液体制剂。将充满的模具置于湿度受控的腔体内(85％RH)，室温下持续1-30分钟，随后置于32℃的烘箱中持续约30分钟。将对应于制剂F2的背衬层浇铸在含有活性剂制剂的模具上以连接至微突起。该背衬层首先使用受控气流在压缩干空气(CDA)盒中干燥30分钟，随后置于45℃的对流烘箱中干燥30-90分钟。随后将透气性非织造压敏粘合剂置于背衬层顶部上。随后从模具中移开干燥的MSA并冲切为1或2cm2尺寸。进一步干燥在真空(约0.05托)下进行，35℃下干燥过夜；在多叶饰(Polyfoil)袋中单独密封经干燥的MSA。
在5mM组氨酸缓冲液，pH 6.8中从MSA中提取活性剂。具体而言，通过在低速振荡器上在室温下将1cm2面积的MSA浸入200μL 5mM组氨酸缓冲液(pH6.8)中或者将1.5cm2面积的MSA浸入300μL 5mM组氨酸缓冲液(pH 6.8)中约30分钟来提取活性剂。使用经修改的劳里(Lowry)方法测定液体提取物中的活性剂成分。使用SEC-HPLC进行MSA的含量分析。
经干燥组合物的组成总结于表7。
表7
活性剂干燥的MSA制剂
Figure BDA0000803108180000301
这些MSA微突起在离体的猪皮中迅速溶解。微结构阵列中活性剂浓度通过SEC-HPLC测量且是约15-21μg/cm2。
基于这些和下文所述其他数据，本发明所提供的含有活性剂的包含制剂的MSA具有良好的机械性能、良好的活性剂稳定性以及基于治疗应答的良好性能。
实施例7
任选与第二试剂合并的活性剂微结构阵列制造
将上文表2和3所述约55μl的液体制剂B5(活性剂)或D1(活性剂与第二试剂的组合)添加至硅酮模具，使用18X 18mm盖玻片覆盖，50psi下加压1分钟并擦拭。或者，将约75μl的液体制剂浇铸至硅酮模具内，使用22X 30mm盖玻片覆盖，在50psi下加压1分钟并擦拭。擦拭后，在两个初步干燥步骤中干燥模具制剂中的液体。将含有液体制剂的模具置于湿度受控的腔体内(85％RH)，室温下干燥1-30分钟，随后在32℃的烘箱中干燥约30分钟。将对应于背衬制剂F2(表6)的背衬层浇铸在含有活性剂制剂的模具上以连接至微突起。该背衬层首先使用受控气流在压缩干空气(CDA)盒中干燥30分钟，随后置于45℃的对流烘箱中干燥30-90分钟。随后将UV粘合剂置于背衬层顶部，使用5密耳聚碳酸酯(PC)薄膜覆盖以铺展该粘合剂，随后使用UV融合***固化。UV固化剂量是1.6J/cm2。固化后，将包含含活性剂微突起层/PLGA/PC上UV粘合剂背衬层的MSA从模具中移开并冲切成1–2cm2切片。该MSA随后经历最终干燥步骤以从微突起层中完全除去水分并从背衬层中完全除去残留溶剂。该最终干燥在真空(约0.05托)下进行，35℃下干燥过夜。在多叶饰(Polyfoil)袋中单独密封这些MSA。活性剂或活性剂、第二试剂组合(即形成固体MSA的那些)的示意性经干燥组合物总结于表8。
为测定最终MSA中的活性剂浓度，在5mM磷酸盐缓冲液(pH 8.0)中从MSA中提取活性剂。通过SEC-HPLC测量MSA中的活性剂。通过UV测量MSA中的活性剂/第二试剂加载量，因为可基于制剂中两种组分的比例预测第二试剂和活性剂加载量。MSA中的活性剂是约16μg/cm2；具有合并的试剂的MSA中第二试剂加载量是约55μg/cm2。
表8
示例性固体组合物MSA
Figure BDA0000803108180000321
实施例8
含活性剂的微结构阵列的制造
将约55μl的上文表4所述液体制剂E1或E3加至硅酮模具内，使用18X 18mm盖玻片覆盖，在50psi下加压1分钟并擦拭。或者，将约75μl的液体制剂浇铸至硅酮模具内，使用22X30mm盖玻片覆盖，在50psi下加压1分钟并擦拭。擦拭后，在两个初步干燥步骤中干燥模具制剂中的液体。将含有液体制剂的模具置于湿度受控的腔体内(85％RH)，室温下持续1-30分钟，随后在32℃的烘箱中下持续约30分钟。将对应于背衬制剂F2(表6)的背衬层浇铸在含有活性剂制剂的模具上以连接至微突起。该背衬层首先使用受控气流在压缩干空气(CDA)盒中干燥30分钟，随后置于45℃的对流烘箱中干燥30-90分钟。随后将UV粘合剂置于背衬层顶部，使用5密耳聚碳酸酯(PC)薄膜覆盖以铺展该粘合剂，随后使用UV融合***固化。UV固化剂量是1.6J/cm2。固化后，将包含含活性剂微突起层/PLGA/PC上UV粘合剂背衬层的MSA从模具中移开并冲切成1–2cm2切片。该MSA随后经历最终干燥步骤以从微突起层中完全除去水分并从背衬层中完全除去残留溶剂。该最终干燥在真空(约0.05托)下进行，35℃下干燥过夜。在多叶饰(Polyfoil)袋中单独密封这些MSA。示意性经干燥制剂(即形成固体MSA的那些)总结于表9。
为测定最终MSA中的活性剂加载量，在磷酸盐缓冲液(pH 7.0)中从MSA中提取活性剂。通过SRID测量MSA中的试剂加载量。表9总结了MSA的浓度。
表9
示例性固体组合物
Figure BDA0000803108180000331
表10
MSA中活性剂加载量(SRID测定)
Figure BDA0000803108180000332
实施例9
体外皮肤穿透效率和表观剂量递送效率
从腹部切下全厚度猪皮，随后夹住并刮毛以除去毛鬃。将按上文所述制备的MSA施用于刮毛后的皮肤位点，使用施用器以施加足以将各微突起的至少一部分***皮肤的力并在原位用手固定约5-15分钟的时间。对施用位点进行染料染色并照相以观察微结构阵列穿透。使用基于计算机的图像分析程序定量穿透。随后基于MSA的预期微结构理论数目计算皮肤穿透效率(SPE)，如下所示：
％SPE＝100×(#穿透/#微结构)
通过将使用的MSA在水性提取介质中浸渍约30分钟来提取体外SPE测试后MSA中剩余的残留活性剂，随后使用合适的分析方法(如SEC-HPLC)分析提取物。虽然如下所示计算表观递送剂量/单位和递送效率：
表观递送剂量＝初始药物加载量–残留药物
％药物递送效率＝100×表观递送剂量/初始药物加载量
实施例6所述MSA(制剂G1)的SPE大于80％。
实施例10
制造过程中和储存后MSA中活性剂稳定性
通过在多个制造步骤期间提取样品并分析活性剂纯度来监测制造期间的活性剂稳定性(“过程中稳定性”)。
对于保存期稳定性，将含有活性剂的MSA储存在不同的储存条件下：例如5℃，25℃/65％RH和40℃/75％RH。在预定的时间点处，分析样品的纯度。
使用不同的分析方法来表征所用活性剂的稳定性：粒度、SDS-PAGE、SEC-HPLC和体外效力或者SRID试验方法被用于监测活性剂的稳定性。
含有制剂G1中活性剂的MSA在5°或25℃稳定性保持至少3个月。
实施例11
使用MSA透皮给予的活性剂的体内免疫原性研究
在猪中评估通过MSA给予的活性剂的体内免疫原性。所有动物都使用活性剂的IM注射初免。随后将MSA中含有的活性剂用作加强剂。比较MSA给予的活性剂的加强应答与基于活性剂IM注射的加强。来自MSA所给予活性剂的加强应答至少与IM液体注射一样良好。
在无毛豚鼠中评估活性剂的体内免疫原性。IM注射活性剂/增强剂(佐剂)液体被用作对照。所有组都给予三次活性剂：初免/加强/加强。通过MSA递送的活性剂显示与IM注射相比相等或更好的性能。然而，与IM相比，使用MSA给药的应答质量要好得多。
虽然上文描述了许多示例性方面和实施方式，但本领域技术人员应理解某些修改、排列、添加及其子项组合。因此，以下所附权利要求和之后导入的权利要求旨在被理解为包括所有这类修改、排列、添加及其子项组合，如在其真正精神和范围内那样。
本文中提及的所有专利、专利申请和出版物均以参考的方式用全文纳入本文。然而，在通过引用纳入包含明确定义的专利、专利申请或公开出版物时，应理解这些明确定义用于其所在的纳入的专利、专利申请或公开出版物，不一定用于本申请的文本，特别是本申请的权利要求书，其中本文提供的示例、定义用作代替。

Claims (27)

1.一种包含大致平的基底和多个生物可降解微结构的用于递送疫苗的微结构阵列，各微结构具有与所述基底连接的连接点和用以穿透对象皮肤的末梢尖端，其中
(i)所述多个生物可降解微结构包含生物相容性和水溶性基质，所述生物相容性和水溶性基质包含：(1 )0.1-10固体重量％的至少一种疫苗抗原，(2)20-80固体重量％的多糖聚合物作为唯一聚合组分，和(3)25-50固体重量％的糖醇，且
(ii)所述基底包含生物相容性非水溶性聚合物基质，
所述微结构在穿透所述对象的皮肤后溶解递送免疫有效量的所述至少一种疫苗抗原，
其中所述生物相容性和水溶性基质自液体制剂浇铸，所述液体制剂包含缓冲液中的：
(a)0.05-10重量％的至少一种疫苗抗原，
(b)1-10.5重量％的多糖作为唯一聚合组分，和
(c)1-30重量％的糖醇。
2.如权利要求1所述的微结构阵列，其特征在于，所述生物相容性和水溶性基质包含：
至少0.1固体重量％，0.5固体重量％，1固体重量％，2固体重量％，或5固体重量％的至少一种疫苗抗原。
3.如权利要求1所述的微结构阵列，其特征在于，所述生物相容性和水溶性基质包含：
35-80重量％的多糖聚合物；
40-75重量％的多糖聚合物；或
45-70重量％的多糖聚合物。
4.如权利要求1所述的微结构阵列，其特征在于，所述生物相容性和水溶性基质包含：
25-40重量％的糖醇。
5.如权利要求1所述的微结构阵列，其特征在于，所述至少一种疫苗抗原是一种或多种蛋白质或肽。
6.如权利要求5所述的微结构阵列，其特征在于，所述一种或多种蛋白质或肽用作对抗以下的疫苗：甲型肝炎、乙型肝炎、流感、人***状瘤病毒、日本脑炎、莱姆病、麻疹、脑膜炎球菌疾病、肺炎球菌疾病、腮腺炎、百日咳、脊髓灰质炎、狂犬病、轮状病毒、风疹、带状疱疹、天花、破伤风和结核。
7.如权利要求1所述的微结构阵列，所述多糖是右旋糖酐或化学改性的淀粉。
8.如权利要求7所述的微结构阵列，所述多糖是选自羧甲基淀粉和羟烷基淀粉的化学改性的淀粉，
其中所述羟烷基淀粉可选自羟乙基淀粉HES或羟丙基淀粉HPS；或
其中所述化学改性的淀粉的取代度为0.80至0.40。
9.如权利要求1所述的微结构阵列，所述糖醇选自甘油、木糖醇、甘露醇、山梨糖醇、半乳糖醇、乳糖醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇、蔗糖和海藻糖。
10.如权利要求1所述的微结构阵列，所述多糖是右旋糖酐且所述糖醇是山梨糖醇；或所述多糖是羟乙基淀粉且所述糖醇是山梨糖醇。
11.如权利要求1所述的微结构阵列，所述生物相容性和水溶性基质包含：
1-10重量％的所述至少一种疫苗抗原，40-75重量％的多糖和25-40重量％的糖醇；或者
2-10重量％的所述至少一种疫苗抗原，40-75重量％的多糖和25-40重量％的糖醇；或者
0.1-8固体重量％的疫苗抗原，35-80固体重量％的多糖和30-40固体重量％的糖醇。
12.如权利要求1所述的微结构阵列，所述生物相容性和水溶性基质还包含一种或多种赋形剂或佐剂。
13.如权利要求12所述的微结构阵列，所述生物相容性和水溶性基质包含小于20重量％的一种或多种赋形剂或佐剂。
14.如权利要求1所述的微结构阵列，其中，所述生物相容性和水溶性基质包含疫苗抗原，当溶于水性缓冲液时，其特征还包括所述疫苗抗原在5℃稳定性保持至少7天。
15.如权利要求1所述的微结构阵列，所述非水溶性聚合物基质由聚(乳酸-共-乙醇酸)组成。
16.如权利要求1所述的微结构阵列，所述多个生物可降解微结构配置成递送疫苗抗原以实现基本等于肌内注射获得的治疗应答。
17.如权利要求1所述的微结构阵列，所述微结构阵列的至少一部分可与所述阵列脱离。
18.如权利要求1所述的微结构阵列，还包括：
固定于基底的背衬基材。
19.如权利要求18所述的微结构阵列，所述背衬基材由压敏粘合剂或紫外固化的粘合剂构成。
20.如权利要求1所述的微结构阵列，所述至少一种疫苗抗原在室温下在基质中稳定保持至少三个月。
21.如权利要求1所述的微结构阵列，所述液体制剂包含：
10.5％右旋糖酐，5％山梨糖醇，和0.6％的疫苗抗原；
10.5％右旋糖酐，5％山梨糖醇，和1.1％的疫苗抗原；
7％右旋糖酐，3％山梨糖醇，和0.6％的疫苗抗原；
7％右旋糖酐，7％山梨糖醇，和0.6％的疫苗抗原；
10.5％羟乙基淀粉，5％山梨糖醇，和0.6％的疫苗抗原；
10.5％羟乙基淀粉，5％山梨糖醇，和1.1％的疫苗抗原；或
7％羟乙基淀粉，7％山梨糖醇，和0.6％的疫苗抗原。
22.一种制备微结构阵列的方法，所述方法包括：
(i)提供液体制剂，所述液体制剂包含缓冲液中的：
(a)0.05-10重量％的至少一种疫苗抗原，
(b)1-10.5重量％的多糖聚合物作为唯一聚合组分，和
(c)1-30重量％的糖醇；
(ii)将来自(i)的所述液体制剂分散在具有微结构空腔阵列的模具上并填充所述微结构空腔以形成制剂填充的模具，
(iii)干燥所述制剂填充的模具，
(iv)将背衬层置于来自(iii)的干燥模具上，使得所述背衬层形成基底，所述基底具有与各所述微结构空腔连接的连接点，从而提供模塑的微结构阵列；以及
(v)将来自(iv)的所述微结构阵列移出所述模具。
23.如权利要求22所述的方法，所述方法还包括将所述背衬层固定至背衬基材。
24.如权利要求22所述的方法，其中，在分散步骤后，从所述模具的表面上除去过量的液体制剂。
25.如权利要求22所述的方法，所述液体制剂是溶液或悬浮液。
26.如权利要求22所述的方法，所述微结构空腔通过加压填充。
27.如权利要求22所述的方法，所述多糖是右旋糖酐或化学改性的淀粉。
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