JP7205041B2 - ポリオワクチン内包マイクロニードルアレイ - Google Patents
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Description
(1) シート部、及び、シート部の上面に存在する複数の針部、を有するマイクロニードルアレイであって、針部が、水溶性高分子と二糖類とポリオワクチンとを含み、シート部が、水溶性高分子を含み、上記針部およびシート部の水溶性高分子が、ポリビニルピロリドン、コンドロイチン硫酸、デキストラン、およびヒドロキシエチルスターチからなる群より選ばれる少なくとも一種である、マイクロニードルアレイ。
(2) 二糖類が、スクロースまたはトレハロースである、(1)に記載のマイクロニードルアレイ。
(3) 水溶性高分子が、ヒドロキシエチルスターチである、(1)または(2)に記載のマイクロニードルアレイ。
(4) ポリオワクチンが、不活化ポリオワクチンI型、不活化ポリオワクチンII型および不活化ポリオワクチンIII型の混合ワクチンである、(1)から(3)のいずれか一に記載のマイクロニードルアレイ。
(5) ポリオワクチンがセービン株由来である、(1)から(4)のいずれか一に記載のマイクロニードルアレイ。
本発明のマイクロニードルアレイは、針部が、水溶性高分子と二糖類とポリオワクチンとを含み、シート部が、水溶性高分子を含み、上記針部およびシート部の水溶性高分子が、ポリビニルピロリドン、コンドロイチン硫酸、デキストラン、およびヒドロキシエチルスターチからなる群より選ばれる少なくとも一種であるという構成を有している。上記構成を採用したことにより、マイクロニードルアレイの製造時のポリオワクチンの活性低下を抑制することができ、さらに高温環境におけるポリオワクチンの安定性を向上することができる。マイクロニードルアレイにおけるポリオワクチンの活性低下の抑制並びに安定性の向上については、従来報告がなく、本発明により初めて見出された知見である。本発明のマイクロニードルアレイは、ポリオワクチンの経皮吸収製剤として有用である。
本発明において複数とは、1つ以上のことを意味する。
シート部の面積は、特に限定されないが、0.005~1000mm2であることが好ましく、0.05~500mm2であることがより好ましく、0.1~400mm2であることがさらに好ましい。
シート部には、二糖類を添加してもよく、二糖類としては、スクロース、ラクツロース、ラクトース、マルトース、トレハロースまたはセロビオースなどが挙げられ、特にスクロースまたはトレハロースが好ましい。
シート部に含まれる二糖類の含有量は、特に限定されないが、シート部の固形分質量に対して、好ましくは30質量%以下であり、より好ましくは20質量%以下であり、特に好ましくは10質量%以下である。
針部の形状の例としては、円錐状、多角錐状(四角錐状など)、又は紡錘状などが挙げられる。例えば、図1~8に示す針部112のような形状を有し、針部の全体の形状が、円錐状又は多角錐状(四角錐状など)であってもよいし、針部側面の傾き(角度)を連続的に変化させた構造であってもよい。また、針部側面の傾き(角度)が非連続的に変化する、二層又はそれ以上の多層構造をとることもできる。
本発明のマイクロニードルアレイを皮膚に適用した場合、針部が皮膚に挿入され、シート部の上面又はその一部が皮膚に接するようになることが好ましい。
針部に含まれる水溶性高分子としては、ポリビニルピロリドン、コンドロイチン硫酸、デキストラン、およびヒドロキシエチルスターチからなる群より選ばれる少なくとも一種である。上記の成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上の混合物として用いてもよい。水溶性高分子は特に好ましくは、ヒドロキシエチルスターチである。
なお、針部に含まれる水溶性高分子は、シート部に含まれる水溶性高分子と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
ポリオウイルスの弱毒株(セービン株)は経口ワクチンとして用いられている。
好ましくは、ポリオワクチンは、セービン株由来である。
針部に含まれる二糖類の含有量は、特に限定されないが、シート部の固形分質量に対して、好ましくは50質量%以下であり、より好ましくは40質量%以下であり、特に好ましくは30質量%以下である。
針部全体におけるポリオワクチンの含有量は、特に限定されないが、針部の固形分質量に対して、好ましくは0.001~20質量%であり、より好ましくは0.005~15質量%であり、特に好ましくは0.01~10質量%である。
本発明のマイクロニードルアレイは、例えば、特開2013-153866号公報又は国際公開WO2014/077242号公報に記載の方法に準じて以下の方法により製造することができる。
図9Aから9Cは、モールド(型)の作製の工程図である。図9Aに示すように、モールドを作製するための原版を先ず作製する。この原版11の作製方法は2種類ある。
1つ目の方法としては、原版11にPDMS(ポリジメチルシロキサン、例えば、ダウコーニング社製のシルガード184(登録商標))に硬化剤を添加したシリコーン樹脂を流し込み、100℃で加熱処理し硬化した後に、原版11より剥離する方法である。2つ目の方法としては、紫外線を照射することにより硬化するUV(Ultraviolet)硬化樹脂を原版11に流し込み、窒素雰囲気中で紫外線を照射した後に、原版11より剥離する方法である。3つ目の方法としては、ポリスチレンやPMMA(ポリメチルメタクリレート)等のプラスチック樹脂を有機溶剤に溶解させた溶液を剥離剤の塗布された原版11に流し込み、乾燥させることにより有機溶剤を揮発させて硬化させた後に、原版11より剥離する方法である。4つ目の方法としては、Ni電鋳により反転品を作成する方法である。
このようなモールド複合体18を使用することで、針状凹部15に充填される高分子溶解液は透過せず、針状凹部15に存在する空気のみを針状凹部15から追い出すことができる。これにより、針状凹部15の形状を高分子に転写する転写性が良くなり、よりシャープな針部を形成することができる。
本発明においては、針部の一部を形成するためのポリオワクチン含有液、及び、針部の一部とシート部とを形成するための水溶性高分子溶解液、を準備することが好ましい。
水溶性高分子の種類は、本明細書中で上記した通りである。
上記の液には、二糖類を混合してもよく、二糖類の種類は、本明細書中で上記した通りである。
水溶性高分子溶解液中の水溶性高分子の濃度は、使用する水溶性高分子の種類によっても異なるが、一般的には1~50質量%であることが好ましい。また、溶解に用いる溶媒は、水であってもよいし、水以外であっても揮発性を有するものであればよく、メチルエチルケトン(MEK)、アルコールなどを用いることができる。
図12Aに示すように、2次元配列された針状凹部15を有するモールド13が、基台20の上に配置される。モールド13には、5×5の2次元配列された、2組の複数の針状凹部15が形成されている。ポリオワクチン含有液22を収容するタンク30、タンクに接続される配管32、及び、配管32の先端に接続されたノズル34、を有する液供給装置36が準備される。なお、本例では、針状凹部15が5×5で2次元配列されている場合を例示しているが、針状凹部15の個数は5×5に限定されるものではなく、M×N(M及びNはそれぞれ独立に1以上の任意の整数を示し、好ましくは2~30、より好ましくは3~25、さらに好ましくは3~20である)で2次元配列されていればよい。
好ましくは、本発明のマイクロニードルアレイは、ポリオワクチン含有液を充填した針部形成用モールドを、乾燥することによって針部の一部を形成する工程;及び水溶性高分子溶解液を、上記で形成された針部の一部の上面に充填して乾燥する工程によって製造することができる。
特に好ましくは、上記の乾燥は、ポリオワクチンが失活しない温度以下に保ち、かつ乾燥開始後60分以上経過してから、ポリオワクチン含有液の含水率が20質量%以下に到達するように制御する。
乾燥の際の温度は、好ましくは1~45℃であり、より好ましくは1~40℃である。
乾燥の際の相対湿度は、好ましくは10~95%であり、より好ましくは20~95%であり、さらに好ましくは30~95%である。
針部の下端部およびシート部を形成する工程について、いくつかの態様を説明する。
針部の下端部およびシート部を形成する工程について、第1の態様について図16Aから16Dを参照して説明する。モールド13の針状凹部15にポリオワクチン含有液22をノズル34から充填する(図16A)。次いで、図16Bに示すように、ポリオワクチン含有液22を乾燥固化させることで、針状凹部15内にポリオワクチンを含む層120が形成される。次いで、図16Cに示すように、ポリオワクチンを含む層120が形成されたモールド13に、水溶性高分子溶解液24をディスペンサーにより塗布する。ディスペンサーによる塗布に加えて、バー塗布、スピン塗布、スプレーなどによる塗布などを適用することができる。ポリオワクチンを含む層120は固化されているので、ポリオワクチンが、水溶性高分子溶解液24に拡散するのを抑制することができる。次いで、図16Dに示すように、水溶性高分子溶解液24を乾燥固化させることで、複数の針部112、錐台部113及び、シート部116から構成されるマイクロニードルアレイ1が形成される。
マイクロニードルアレイをモールド13から剥離する方法は特に限定されない。剥離の際に針部が曲がったり折れたりしないことが好ましい。具体的には、図18に示すように、マイクロニードルアレイの上に、粘着性の粘着層が形成されているシート状の基材40を付着させた後、端部から基材40をめくるように剥離を行うことができる。ただし、この方法では針部が曲がる可能性がある。そのため、図19に示すように、マイクロニードルアレイの上の基材40に吸盤(図示せず)を設置し、エアーで吸引しながら垂直に引き上げる方法を適用することができる。なお、基材40として支持体29を使用してもよい。
HES:ヒドロキシエチルスターチ
DEX:デキストラン
CS:コンドロイチン硫酸
Suc:スクロース
Tre:トレハロース
MD:マルトデキストリン
MC:メチルセルロース
CMC:カルボキシメチルセルロース
PVP:ポリビニルピロリドン
sIPV:不活化ポリオワクチン(セービン株由来)
ELISA:酵素結合免疫吸収アッセイ
(モールドの製造)
一辺40mmの平滑なNi板の表面に、図21に示すような、底面が500μmの直径D1で、150μmの高さH1の円錐台50上に、300μmの直径D2で、500μmの高さH2の円錐52が形成された針状構造の形状部12を、1000μmのピッチL1にて四角形状に100本の針を2次元正方配列に研削加工することで、原版11を作製した。この原版11の上に、シリコンゴム(ダウ・コーニング社製SILASTIC MDX4-4210)を0.6mmの厚みで膜を形成し、膜面から原版11の円錐先端部50μmを突出させた状態で熱硬化させ、剥離した。これにより、約30μmの直径の貫通孔を有するシリコンゴムの反転品を作製した。このシリコンゴム反転品の、中央部に10列×10行の2次元配列された針状凹部が形成された、一辺30mmの平面部外を切り落としたものをモールドとして用いた。針状凹部の開口部が広い方をモールドの表面とし、30μmの直径の貫通孔(空気抜き孔)を有する面をモールドの裏面とした。
セービン株由来の不活化ポリオワクチン(不活化ポリオワクチンI型、II型、およびIII型を含む)を限外濾過法によって濃縮した後、表1に示す成分と混合した水溶液を調製し、ポリオワクチン含有液とした。各成分の使用量については、下記表に記載した通りである。
表2に示す成分を、マイクロニードルアレイ成形時に表2の組成となるように任意の濃度比率で水に溶解し、針部の下端部およびシート部を形成する水溶性高分子溶解液を調製した。
図22に示す充填装置を使用した。充填装置は、モールドとノズルの相対位置座標を制御するX軸駆動部61及びZ軸駆動部62、ノズル63を取り付け可能な液供給装置64(武蔵エンジニアリング社製超微量定量ディスペンサーSMP-III)、モールド69を固定する吸引台65、モールド表面形状を測定するレーザー変位計66(パナソニック社製HL-C201A)、ノズル押し込み圧力を測定するロードセル67(共和電業製LCX-A-500N)、及び表面形状及び押し付け圧力の測定値のデータを基にZ軸を制御する制御機構68を備える。
シート部を形成する支持体としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)シート(175μm)をクラウドリムーバー(Victor jvc社)を用いて、以下条件(使用ガス:O2、ガス圧:13Pa、高周波(RF)電力:100W、照射時間:3分、O2流量:SV250、目標真空度(CCG):2.0×10-4Pa)にて親水化プラズマ処理したものを用いた。処理を施したPET上に、水溶性高分子溶解液を、表裏面に対して75μmの膜厚で塗布した。一方で、ポリオワクチン含有液を充填したモールドを吸引台に吸引固定した。水溶性高分子溶解液を塗布したPETの表面側が、モールド表面と向かい合わせになるように配置し、更にPETとモールド間の空隙、および、PETのモールドと反対側の空間を2分間減圧した。減圧後、PETのモールドと反対側の空間のみを大気圧開放することで、水溶性高分子溶解液を塗布したPETと、モールドを貼り合せた。10分間接触状態を維持した後、PETとモールドが貼り合わさって一体となったものを乾燥した。
乾燥固化したマイクロニードルアレイをモールドから慎重に剥離することで、ポリオワクチンを内包したマイクロニードルアレイを作製した。本マイクロニードルアレイは、シート部と錘台部と針部から構成されており、針部が、高さ:約460μm、基底部の幅:約270μm、錘台部が、高さ約130μm、上底面直径約270μm、下底面直径約460μmの円錐台構造であり、シート部厚さ約205μm(このうちポリエチレンテレフタレート約175μm)、針本数100本、針の間隔約1mmで正方配置されている。
作製したマイクロニードルアレイの針部を回収し、溶解液(Tween(登録商標)20 0.5質量%および牛血清アルブミン1.0質量%を含有するリン酸緩衝生理食塩水(PBS))0.5mLで溶解した後、ポリオワクチンのD抗原に特異的に反応する抗体を固相化して試験系を構築したELISA法を用いて、ポリオワクチンの活性を以下の判定基準により評価した。結果を表3に示す。
マイクロニードルアレイ溶解液をELISAで測定して得られた定量結果が、予想含量(充填液中のポリオワクチン濃度(μg/mL)×モールドへの充填重量(mg))に対し、ポリオワクチンI型、II型およびIII型のいずれもが70%以上の場合をAとし、何れか一つ以上の型が70%未満の場合をBとした。
実施例1および2と同様にして、ポリオワクチン含有液の基材としてスクロースもしくはトレハロースを使用し、シート部の基材としてHESを使用して、ポリオワクチンI型、II型またはIII型を含有したポリオワクチンを内包したマイクロニードルアレイを作製した。
比較対象として、sIPV標準物質(一般財団法人阪大微生物病研究会:力価試験用参照品)を同時評価した。
結果を図23に示す。
2 マイクロニードルアレイ
110 マイクロニードル
112 針部
112A 針部第1層
112B 針部第2層
113 錐台部
116 シート部
120 ポリオワクチンを含む層
122 ポリオワクチンを含まない層
W 直径(幅)
H 高さ
T 高さ(厚み)
11 原版
12 形状部
13 モールド
15 針状凹部
15A 入口部
15B 先端凹部
15C 空気抜き孔
D 径(直径)
18 モールド複合体
19 気体透過シート
20 基台
22 ポリオワクチン含有液
24 水溶性高分子溶解液
29 支持体
30 タンク
32 配管
34 ノズル
34A リップ部
34B 開口部
36 液供給装置
P1 加圧力
P2 押付け力
P3 押付け力
40 基材
50 円錐台
52 円錐
D1 直径
D2 直径
L1 ピッチ
H1 高さ
H2 高さ
61 X軸駆動部
62 Z軸駆動部
63 ノズル
64 液供給装置
65 吸引台
66 レーザー変位計
67 ロードセル
68 制御機構
69 モールド
Claims (5)
- シート部、及び、シート部の上面に存在する複数の針部、を有するマイクロニードルアレイであって、針部が、水溶性高分子と二糖類とポリオワクチンとを含み、シート部が、水溶性高分子を含み、前記針部およびシート部の水溶性高分子が、コンドロイチン硫酸、デキストラン、およびヒドロキシエチルスターチからなる群より選ばれる少なくとも一種である、マイクロニードルアレイ。
- 二糖類が、スクロースまたはトレハロースである、請求項1に記載のマイクロニードルアレイ。
- 水溶性高分子が、ヒドロキシエチルスターチである、請求項1または2に記載のマイクロニードルアレイ。
- ポリオワクチンが、ポリオワクチンI型、ポリオワクチンII型およびポリオワクチンIII型の混合ワクチンである、請求項1から3のいずれか一項に記載のマイクロニードルアレイ。
- ポリオワクチンがセービン株由来である、請求項1から4のいずれか一項に記載のマイクロニードルアレイ。
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WO2018005769A1 (en) | 2016-06-29 | 2018-01-04 | Duke University | Compositions and methods for activating antigen presenting cells with chimeric poliovirus |
WO2019028526A1 (en) | 2017-08-10 | 2019-02-14 | Vaxxas Pty Limited | DIFFERENTIAL COATING OF MICROAILLIES AND MICROARRAYS PLACED ON MATRIXES |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2018005769A1 (en) | 2016-06-29 | 2018-01-04 | Duke University | Compositions and methods for activating antigen presenting cells with chimeric poliovirus |
WO2019028526A1 (en) | 2017-08-10 | 2019-02-14 | Vaxxas Pty Limited | DIFFERENTIAL COATING OF MICROAILLIES AND MICROARRAYS PLACED ON MATRIXES |
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