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
本発明は、マイクロニードルアレイに関する。本発明は、特にポリオワクチンを含有した自己溶解型マイクロニードルアレイに関する。
近年、生体内溶解性の物質からなる基材に薬物を含有させた溶解型マイクロニードルアレイが開発されている。マイクロニードルアレイの針は細く、短いことから、神経への刺激が少ない。このため、マイクロニードルアレイは、「痛くない注射」とも称される。
非特許文献１には、スクロース、トレオニンおよびゼラチンで構成されるマイクロニードルアレイ、ならびにマルトデキストリン、スクロースおよびゼラチンで構成されるマイクロニードルアレイが開示されている。
特許文献１には、水溶性高分子と、グルコース、フルクトース、シュクロース、ラクトース、トレハロースからなる群から選ばれた１種若しくは複数種の糖類との混合物をマイクロニードル素材とし、マイクロニードル刺入後３０分以内に溶解することを特徴とするマイクロニードルが記載されている。
特許文献２には、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、水溶性高分子及び薬物を含み、針部の全固形分の５０質量％以上が水溶性高分子であり、針部先端を含む領域であって、針部全体の高さの２０％の長さに相当する高さを有する針部先端領域において、水溶性高分子と薬物とが、所定の質量比率で存在し、シート部が、水溶性高分子を含む、マイクロニードルアレイが記載されている。
Ｖａｃｃｉｎｅ ３３（２０１５）４６８３－４６９０
非特許文献１ではサルに対する有効性を評価しているが、水溶性高分子としてゼラチンを使用していることから、動物由来試料によるアレルギー発症の観点で、安全性に懸念がある。また、医薬品用のゼラチンは非常に高価な為、製造コストも高くなる。特許文献１では、先端部への薬物の局所化と速やかな溶解性を課題としているが、ポリオワクチンを用いた検討はなされていない。また、特許文献２においてもポリオワクチンを用いた検討はなされていない。
本発明の課題は、マイクロニードルアレイの製造時の、ポリオワクチンにおける有効成分の活性（以下、ワクチン活性とする）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が向上したマイクロニードルアレイを提供することである。
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリオワクチンを含有するマイクロニードルアレイにおいて、ポリオワクチンを含有する針部に、所定の水溶性高分子と、二糖類とを含めることによって、上記課題を解決したマイクロニードルアレイを提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、以下の発明が提供される。
（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。
（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。
本発明によれば、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る。さらに本発明によれば、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。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
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。
[マイクロニードルアレイの構成]
本発明において複数とは、１つ以上のことを意味する。
本発明において複数とは、１つ以上のことを意味する。
本発明のマイクロニードルアレイは、ポリオワクチンを効率的に皮膚中に投与するために、シート部及び針部を少なくとも含み、針部にポリオワクチンを担持させている。
本発明のマイクロニードルアレイとは、シート部の上面側に、複数の針部がアレイ状に配置されているデバイスである。針部は、シート部の上面側に配置されていることが好ましい。針部は、シート部の上面に直接配置されていてもよいし、あるいは針部は、シート部の上面に配置された錐台部の上面に配置されていてもよい。
シート部は、針部を支持するための土台であり、図１～８に示すシート部１１６のような平面状の形状を有する。このとき、シート部の上面とは、面上に複数の針部がアレイ状に配置された面を指す。
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。
シート部の厚さは、錐台部又は針部と接している面と、反対側の面の間の距離で表す。シート部の厚さとしては、１μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上１５００μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以上１０００μｍ以下であることがさらに好ましい。
シート部は、水溶性高分子を含む。シート部は、水溶性高分子から構成されていてもよいし、それ以外の添加物（例えば、二糖類など）を含んでいてもよい。なお、シート部にはポリオワクチンを含まないことが好ましい。
シート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。
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水溶性高分子の含有量は、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％以上であり、より好ましくは６０質量％以上であり、特に好ましくは８０質量％以上である。
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。
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。
マイクロニードルアレイは、シート部の上面側に、アレイ状に配置された複数の針部から構成される。針部は、先端を有する凸状構造物であって、鋭い先端を有する針形状に限定されるものではなく、先の尖っていない形状であってもよい。
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。
針部の高さ（長さ）は、針部の先端から、錐台部又はシート部（錐台部が存在しない場合）へ下ろした垂線の長さで表す。針部の高さ（長さ）は特に限定されないが、好ましくは５０μｍ以上３０００μｍ以下であり、より好ましくは１００μｍ以上１５００μｍ以下であり、さらに好ましくは１００μｍ以上１０００μｍ以下である。針部の長さが５０μｍ以上であれば、ポリオワクチンの経皮投与を行うことができ、針部の長さが３０００μｍ以下であれば、針部が神経に接触することによる痛みの発生を防止できるだけでなく、出血も回避できるため、好ましい。
錐台部（ただし、錐台部が存在しない場合には針部）とシート部の界面を基底部と呼ぶ。１つの針部の基底における最も遠い点間の距離は、５０μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上１５００μｍ以下であることがより好ましく、２００μｍ以上１０００μｍ以下であることがさらに好ましい。
針部は、１つのマイクロニードルアレイあたり１～２０００本配置されることが好ましく、３～１０００本配置されることがより好ましく、５～５００本配置されることがさらに好ましい。１つのマイクロニードルアレイあたり２本の針部を含む場合、針部の間隔は、針部の先端から錐台部又はシート部（錐台部が存在しない場合）へ下ろした垂線の足の間の距離で表す。１つのマイクロニードルアレイあたり３本以上の針部を含む場合、配列される針部の間隔は、全ての針部においてそれぞれ最も近接した針部に対して先端から錐台部又はシート部（錐台部が存在しない場合）へ下ろした垂線の足の間の距離を求め、その平均値で表す。針部の間隔は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
針部は、水溶性高分子と二糖類とポリオワクチンとを含む。
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。
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。
針部は、二糖類を含む。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。
ポリオワクチンとしては、ポリオウイルスの弱毒株または不活化されたポリオウイルス（不活化ポリオウイルス）を使用することができる。本明細書では、不活化ポリオウイルスを、不活化ポリオワクチンと呼称する。
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。
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。
不活化ポリオワクチンは、ポリオウイルスをホルマリンにより不活化し、感染力を失わせたワクチンである。不活化ポリオワクチンは、被接種者の体内での増殖も、被接種者の周囲のヒトへの感染もしないので、ワクチン関連麻痺を起こすことはない。不活化ポリオワクチンの製造には、従来より強毒株が用いられているが、近年では弱毒株（セービン株）も用いられている。
好ましくは、ポリオワクチンは、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。
好ましくは、ポリオワクチンは、セービン株由来である。
好ましくは、ポリオワクチンは、セービン株由来である。
針部に含まれる水溶性高分子の含有量は、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５０質量％以上であり、より好ましくは６０質量％以上であり、特に好ましくは７０質量％以上である。
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。
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。
以下、添付の図面に従って、本発明の好ましい実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されない。
図１～図８は、マイクロニードルアレイの一部拡大図であるマイクロニードル１１０を示している。本発明のマイクロニードルアレイは、シート部１１６の表面に複数個の針部１１２が形成されることで、構成される（図においては、シート部１１６上に１つの針部１１２のみ、あるいは１つの錘台部１１３と１つの針部１１２を表示し、これをマイクロニードル１１０と称する）。
図１Ａにおいて、針部１１２は円錐状の形状を有し、図１Ｂにおいて、針部１１２は四角錐状の形状を有している。図１Ｃにおいて、Ｈは針部１１２の高さを、Ｗは針部１１２の直径（幅）を、Ｔはシート部１１６の高さ（厚み）を示す。
図２及び図３は、シート部１１６の表面に、錐台部１１３及び針部１１２が形成された別の形状を有するマイクロニードル１１０を示している。図２において、錐台部１１３は、円錐台の形状を有し、針部１１２は円錐の形状を有している。また、図３において、錐台部１１３は、四角錐台の形状を有し、針部１１２は四角錐の形状を有している。ただし、針部の形状は、これらの形状に限定されるものではない。
図４は、図２及び図３に示されるマイクロニードル１１０の断面図である。図４において、Ｈは針部１１２の高さを、Ｗは基底部の直径（幅）を、Ｔはシート部１１６の高さ（厚み）を示す。
本発明のマイクロニードルアレイは、図１Ｃのマイクロニードル１１０の形状よりも、図４のマイクロニードル１１０の形状とすることが好ましい。このような構造をとることで、針部全体の体積が大きくなり、マイクロニードルアレイの製造時において、より多くのポリオワクチンを針部の上端に集中させることができる。
図５及び図６は、さらに別の形状を有するマイクロニードル１１０を示している。
図５に示される針部第１層１１２Ａは円錐状の形状を有し、針部第２層１１２Ｂは円柱状の形状を有している。図６に示される針部第１層１１２Ａは四角錐状の形状を有し、針部第２層１１２Ｂは四角柱状の形状を有している。ただし、針部の形状は、これらの形状に限定されるものではない。
図７は、図５及び図６に示されるマイクロニードル１１０の断面図である。図７において、Ｈは針部１１２の高さを、Ｗは基底部の直径（幅）を、Ｔはシート部１１６の高さ（厚み）を示す。
図８は、針部１１２の側面の傾き（角度）が連続的に変化した別の形状のマイクロニードルの断面図である。図８において、Ｈは針部１１２の高さを、Ｔはシート部１１６の高さ（厚み）を示す。
本発明のマイクロニードルアレイにおいて、針部は、横列について１ｍｍ当たり約０．１～１０本の間隔で配置されていることが好ましい。マイクロニードルアレイは、１ｃｍ２当たり１～１００００本のマイクロニードルを有することがより好ましい。マイクロニードルの密度を１本／ｃｍ２以上とすることにより効率良く皮膚を穿孔することができ、またマイクロニードルの密度を１００００本／ｃｍ２以下とすることにより、マイクロニードルアレイが十分に穿刺することが可能になる。針部の密度は、好ましくは１０～５０００本／ｃｍ２であり、さらに好ましくは２５～１０００本／ｃｍ２であり、特に好ましくは２５～４００本／ｃｍ２である。
本発明のマイクロニードルアレイは、乾燥剤と一緒に密閉保存されている形態で供給することができる。乾燥剤としては、公知の乾燥剤（例えば、シリカゲル、生石灰、塩化カルシウム、シリカアルミナ、シート状乾燥剤など）を使用することができる。
[マイクロニードルアレイの製造方法]
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。
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。
（モールドの作製）
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。
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種類目の方法は、Ｓｉ基板上にフォトレジストを塗布した後、露光、現像を行う。そして、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）等によるエッチングを行うことにより、原版１１の表面に円錐の形状部（凸部）１２のアレイを作製する。尚、原版１１の表面に円錐の形状部を形成するようにＲＩＥ等のエッチングを行う際には、Ｓｉ基板を回転させながら斜め方向からのエッチングを行うことにより、円錐の形状を形成することが可能である。２種類目の方法は、Ｎｉ等の金属基板に、ダイヤモンドバイト等の切削工具を用いた加工により、原版１１の表面に四角錐などの形状部１２のアレイを形成する方法である。
次に、モールドの作製を行う。具体的には、図９Ｂに示すように、原版１１よりモールド１３を作製する。方法としては以下の４つの方法が考えられる。
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。
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。
これにより、原版１１の円錐形又は角錐形の反転形状である針状凹部１５が２次元配列で配列されたモールド１３を作製した。このようにして作製したモールド１３を図９Ｃに示す。
図１０は他の好ましいモールド１３の態様を示したものである。針状凹部１５は、モールド１３の表面から深さ方向に狭くなるテーパ状の入口部１５Ａと、深さ方向に先細りの先端凹部１５Ｂとを備える。入口部１５Ａをテーパ形状とすることで、水溶性高分子溶解液を針状凹部１５に充填しやすくなる。
図１１は、マイクロニードルアレイの製造を行う上で、より好ましいモールド複合体１８の態様を示したものである。図１１中、（Ａ）部はモールド複合体１８を示す。図１１中、（Ｂ）部は、（Ａ）部のうち、円で囲まれた部分の拡大図である。
図１１の（Ａ）部に示すように、モールド複合体１８は、針状凹部１５の先端（底）に空気抜き孔１５Ｃが形成されたモールド１３、及び、モールド１３の裏面に貼り合わされ、気体は透過するが液体は透過しない材料で形成された気体透過シート１９と、を備える。空気抜き孔１５Ｃは、モールド１３の裏面を貫通する貫通孔として形成される。ここで、モールド１３の裏面とは、空気抜き孔１５Ｃが形成された側の面を言う。これにより、針状凹部１５の先端は空気抜き孔１５Ｃ、及び気体透過シート１９を介して大気と連通する。
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。
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。
空気抜き孔１５Ｃの径Ｄ（直径）としては、１～５０μｍの範囲が好ましい。空気抜き孔１５Ｃの径Ｄが１μｍ未満の場合には、空気抜き孔としての役目を十分に果たせない。また、空気抜き孔１５Ｃの径Ｄが５０μｍを超える場合には、成形されたマイクロニードルの先端部のシャープ性が損なわれる。
気体は透過するが液体は透過しない材料で形成された気体透過シート１９としては、例えば気体透過性フィルム（住友電気工業社製、ポアフロン（登録商標）、ＦＰ－０１０）を好適に使用できる。
モールド１３に用いる材料としては、弾性素材又は金属製素材を用いることができ、弾性素材が好ましく、気体透過性の高い素材がさらに好ましい。気体透過性の代表である酸素透過性は、１×１０－１２（ｍＬ／ｓ・ｍ２・Ｐａ）以上が好ましく、１×１０－１０（ｍＬ／ｓ・ｍ２・Ｐａ）以上がさらに好ましい。なお、１ｍＬは、１０－６ ｍ３である。気体透過性を上記範囲とすることにより、モールド１３の凹部に存在する空気を型側から追い出すことができ、欠陥の少ないマイクロニードルアレイを製造することができる。このような材料として、具体的には、シリコーン樹脂（例えば、ダウコーニング社製のシルガード１８４（登録商標）、信越化学工業株式会社のＫＥ－１３１０ＳＴ（品番））、紫外線硬化樹脂、プラスチック樹脂（例えば、ポリスチレン、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート））を溶融、又は溶剤に溶解させたものなどを挙げることができる。これらの中でもシリコーンゴム系の素材は、繰り返し加圧による転写に耐久性があり、かつ素材との剥離性がよいため好ましい。また、金属製素材としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｉｒ、Ｔｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＭｇＯ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、α－酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、ステンレス（例えば、ボーラー・ウッデホルム社（Bohler-Uddeholm KK）のスタバックス材(STAVAX)（商標））などやその合金を挙げることができる。枠の材質としては、モールド１３の材質と同様の材質のものを用いることができる。
（水溶性高分子溶解液）
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。
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。
（針部の形成）
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。
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。
図１３はノズルの先端部の概略斜視図を示している。図１３に示すように、ノズル３４の先端には平坦面であるリップ部３４Ａ及びスリット形状の開口部３４Ｂを備えている。スリット形状の開口部３４Ｂにより、例えば、１列を構成する複数の針状凹部１５に同時に、ポリオワクチン含有液２２を充填することが可能となる。開口部３４Ｂの大きさ（長さと幅）は、一度に充填すべき針状凹部１５の数に応じて適宜選択される。開口部３４Ｂの長さを長くすることで、より多くの針状凹部１５に一度にポリオワクチン含有液２２を充填することができる。これにより、生産性を向上させることが可能となる。
ノズル３４に用いる材料としては、弾性素材又は金属製素材を用いることができる。例えば、テフロン（登録商標）、ステンレス鋼（ＳＵＳ(Steel Special Use Stainless)）、チタン等が挙げられる。
図１２Ｂに示すように、ノズル３４の開口部３４Ｂが針状凹部１５の上に位置調整される。ノズル３４のリップ部３４Ａとモールド１３の表面とは接触している。タンク３０からポリオワクチン含有液２２がノズル３４に供給され、ノズル３４の開口部３４Ｂからポリオワクチン含有液２２を針状凹部１５に充填する。本実施形態では、１列を構成する複数の針状凹部１５にポリオワクチン含有液２２を同時に充填する。ただし、これに限定されず、針状凹部１５に一つずつ充填するようにすることもできる。
モールド１３が気体透過性を有する素材で構成される場合、モールド１３の裏面から吸引することでポリオワクチン含有液２２を吸引でき、針状凹部１５内へのポリオワクチン含有液２２の充填を促進することができる。
図１２Ｂに示す充填工程に次いで、図１２Ｃに示すように、ノズル３４のリップ部３４Ａとモールド１３の表面とを接触させながら、開口部３４Ｂの長さ方向と垂直方向に液供給装置３６を相対的に移動し、ノズル３４を、ポリオワクチン含有液２２が充填されていない針状凹部１５に移動する。ノズル３４の開口部３４Ｂが針状凹部１５の上に位置調整される。本実施の形態では、ノズル３４を移動させる例で説明したが、モールド１３を移動させてもよい。
ノズル３４のリップ部３４Ａとモールド１３の表面とを接触させて移動しているので、ノズル３４がモールド１３の針状凹部１５以外の表面に残るポリオワクチン含有液２２を掻き取ることができる。ポリオワクチン含有液２２をモールド１３の針状凹部１５以外に残らないようにすることができる。
モールド１３へのダメージを減らし、かつモールド１３の圧縮による変形をできるだけ抑制するため、移動する際のノズル３４のモールド１３への押付け圧はできる限り小さい方が好ましい。また、ポリオワクチン含有液２２がモールド１３の針状凹部１５以外に残らないようにするため、モールド１３もしくはノズル３４の少なくとも一方がフレキシブルな弾性変形する素材であることが望ましい。
図１２Ｂの充填工程と、図１２Ｃの移動工程とを繰り返すことで、５×５の２次元配列された針状凹部１５にポリオワクチン含有液２２が充填される。５×５の２次元配列された針状凹部１５にポリオワクチン含有液２２が充填されると、隣接する５×５の２次元配列された針状凹部１５に液供給装置３６を移動し、図１２Ｂの充填工程と、図１２Ｃの移動工程とを繰り返す。隣接する５×５の２次元配列された針状凹部１５にもポリオワクチン含有液２２が充填される。
上述の充填工程と移動工程は、（１）ノズル３４を移動しながらポリオワクチン含有液２２を針状凹部１５に充填する態様でもよいし、（２）ノズル３４の移動中に針状凹部１５の上でノズル３４を一旦静止してポリオワクチン含有液２２を充填し、充填後にノズル３４を再度移動させる態様でもよい。充填工程と移動工程との間、ノズル３４のリップ部３４Ａはモールド１３の表面に接触している。
図１４は、ポリオワクチン含有液２２を針状凹部１５に充填する際のノズル３４の先端とモールド１３との部分拡大図である。図１４に示すように、ノズル３４内に加圧力Ｐ１を加えることで、針状凹部１５内にポリオワクチン含有液２２を充填するのを促進することができる。さらに、針状凹部１５内にポリオワクチン含有液２２を充填する際の、ノズル３４をモールド１３の表面に接触させる押付け力Ｐ２を、ノズル３４内の加圧力Ｐ１以上とすることが好ましい。押付け力Ｐ２≧加圧力Ｐ１とすることにより、ポリオワクチン含有液２２が針状凹部１５からモールド１３の表面に漏れ出すのを抑制することができる。
図１５は、ノズル３４の移動中における、ノズル３４の先端とモールド１３との部分拡大図である。ノズル３４をモールド１３に対して相対的に移動する際は、ノズル３４をモールド１３の表面に接触させる押付け力Ｐ３を、充填中のノズル３４をモールド１３の表面に接触させる押付け力Ｐ２より小さくすることが好ましい。モールド１３へのダメージを減らし、モールド１３の圧縮による変形を抑制するためである。
５×５で構成される複数の針状凹部１５への充填が完了すると、ノズル３４は、隣接する５×５で構成される複数の針状凹部１５へ移動する。液供給に関して、隣接する５×５で構成される複数の針状凹部１５へ移動する際は、ポリオワクチン含有液２２の供給を停止するのが好ましい。５列目の針状凹部１５から次の１列目の針状凹部１５までは距離があるため、その距離をノズル３４が移動する間に、ポリオワクチン含有液２２を供給し続けると、ノズル３４内の液圧が高くなりすぎる場合がある。その結果、ノズル３４からポリオワクチン含有液２２がモールド１３の針状凹部１５以外に流れ出る場合があり、これを抑制するため、ノズル３４内の液圧を検出し、液圧が高くなりすぎると判定した際にはポリオワクチン含有液２２の供給を停止するのが好ましい。
なお、上記においてはノズルを有するディスペンサーを用いてポリオワクチン含有液を供給する方法を説明したが、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もできる。
本発明においては、ポリオワクチン含有液を針状凹部に供給した後、乾燥処理を実施することが好ましい。
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。
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。
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際の条件としては、乾燥開始後３０分から３００分間経過してから、ポリオワクチン含有液の含水率が２０質量％以下に到達する条件であることが好ましい。
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。
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。
上記した乾燥速度の制御の方法としては、例えば、温度、湿度、乾燥風量、容器の使用、容器の容積及び／又は形状など、乾燥を遅らすことが可能な任意の手段を取ることができる。
乾燥は、好ましくは、ポリオワクチンを含む第一の水溶性高分子溶解液を充填した針部形成用モールドを、容器を被せた状態又は容器に収容した状態で、行うことができる。
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。
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の形成）
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。
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。
第１の態様において、ポリオワクチン含有液２２、及び水溶性高分子溶解液２４の針状凹部１５内への充填を促進させるために、モールド１３の表面からの加圧、及び、モールド１３の裏面からの減圧吸引を行うことも好ましい。
次に、第２の態様について図１７Ａから１７Ｃを参照して説明する。図１７Ａに示すように、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。次いで、図１６Ｂと同様に、ポリオワクチン含有液２２を乾燥固化させることで、ポリオワクチンを含む層１２０が針状凹部１５内に形成される。次に、図１７Ｂに示すように、別の支持体２９の上に、水溶性高分子溶解液２４を塗布する。支持体２９は限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース、ガラス等を使用することができる。次に、図１７Ｃに示すように、針状凹部１５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、支持体２９の上に形成された水溶性高分子溶解液２４を重ねる。これにより、水溶性高分子溶解液２４を針状凹部１５の内部に充填する。ポリオワクチンを含む層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。次に、水溶性高分子溶解液２４を乾燥固化することで、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。
第２の態様において、水溶性高分子溶解液２４の針状凹部１５内への充填を促進するために、モールド１３の表面からの加圧及びモールド１３の裏面からの減圧吸引を行うことも好ましい。
水溶性高分子溶解液２４を乾燥させる方法としては、高分子溶解液中の溶媒を揮発させる工程であればよい。その方法は特に限定されず、例えば加熱、送風、減圧等の方法が用いられる。乾燥処理は、１～５０℃で１～７２時間の条件で行うことができる。送風の場合には、０．１～１０ｍ／秒の温風を吹き付ける方法が挙げられる。乾燥温度は、ポリオワクチン含有液２２内のポリオワクチンを熱劣化させない温度であることが好ましい。
（剥離）
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。
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。
図２０はモールド１３から剥離されたマイクロニードルアレイ２を示している。マイクロニードルアレイ２は、基材４０、基材４０の上に形成された針部１１２、錐台部１１３及びシート部１１６で構成される。針部１１２は、円錐形状又は多角錐形状を少なくとも先端に有しているが、針部１１２はこの形状に限定されるものではない
以下に、本発明の実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、以下の実施例に示される材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
本発明のマイクロニードルアレイの製造法としては、特に限定されないが、（１）モールドの製造工程、（２） ポリオワクチン含有液及び水溶性高分子溶解液を調製する工程、（３） ポリオワクチン含有液をモールドに充填し、針部の上端部を形成する工程、（４）水溶性高分子溶解液をモールドに充填し、針部の下端部およびシート部を形成する工程、（５）モールドから剥離する工程、を含む製造法によって得ることが好ましい。
略称は以下を示す。
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
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
不活化ポリオワクチン内包マイクロニードルアレイの作製
（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。
（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。
（ポリオワクチン含有液の調製）
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。
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。
(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の調製)
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。
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。
（ポリオワクチン含有液の充填及び乾燥）
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。
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。
水平な吸引台上に一辺１５ｍｍの気体透過性フィルム（住友電気工業社製、ポアフロン（登録商標）、ＦＰ－０１０）を置き、その上に表面が上になるようにモールドを設置した。モールド裏面方向からゲージ圧９０ｋＰａの吸引圧で減圧して、気体透過性フィルムとモールドをバキューム台に固定した。
図１３に示すような形状のＳＵＳ製（ステンレス鋼）のノズルを準備し、長さ２０ｍｍ、幅２ｍｍのリップ部の中央に、長さ１２ｍｍ、幅０．２ｍｍのスリット状の開口部を形成した。このノズルを液供給装置に接続した。３ｍＬのポリオワクチン含有液を、液供給装置とノズル内部に装填した。開口部を、モールドの表面に形成された複数の針状凹部で構成される１列目と平行となるようにノズルを調整した。１列目に対して２列目と反対方向に２ｍｍの間隔をおいた位置で、ノズルを１．３７２×１０４Ｐａ（０．１４ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力でモールドに押し付けた。ノズルを押し付けたまま、押し付け圧の変動が±０．４９０×１０４Ｐａ（０．０５ｋｇｆ／ｃｍ２）に収まるようにＺ軸を制御しつつ、０．５ｍｍ／秒で開口部の長さ方向に対して垂直な方向に移動させながら、液供給装置にて、ポリオワクチン含有液を、０．１５μＬ／秒で２０秒間、開口部から放出した。２次元配列された複数の針状凹部の孔パターンを通過して、２ｍｍ間隔を置いた位置でノズルの移動を停止し、ノズルをモールドから離した。
ポリオワクチン含有液を充填したモールドを、温度２３℃、相対湿度４５％の環境下で、容器を被せた状態で静置し、乾燥した。このとき、ポリオワクチン含有液は、徐々に乾燥され、６０分以上経過した後に、含水率が２０質量％以下となるようにした。
（針部の下端部およびシート部の形成及び乾燥）
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。
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。
（剥離）
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。
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。
試験例１：マイクロニードルアレイ製造前後のポリオワクチンの活性
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。
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。
＜判定基準＞
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。
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。
試験例２：ワクチンの経時安定性
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。
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。
作製したマイクロニードルアレイを、４５℃環境の恒温室に保管し、所定の期間ごとに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％、牛血清アルブミン１．０質量％を含有する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、ワクチン活性を評価した。
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。
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。
１ マイクロニードルアレイ
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
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。
Priority Applications (1)
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| JP2019097405A JP7205041B2 (ja) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | ポリオワクチン内包マイクロニードルアレイ |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019097405A JP7205041B2 (ja) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | ポリオワクチン内包マイクロニードルアレイ |
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|---|---|
| JP2020189038A JP2020189038A (ja) | 2020-11-26 |
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| JP2019097405A Active JP7205041B2 (ja) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | ポリオワクチン内包マイクロニードルアレイ |
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|---|---|---|---|---|
| WO2017213169A1 (ja) | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 富士フイルム株式会社 | マイクロニードルアレイ |
| 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 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102494544B1 (ko) * | 2015-09-15 | 2023-02-02 | 주식회사 엘지생활건강 | 소아마비 백신 전달용 용해성 미세바늘 패치 |
-
2019
- 2019-05-24 JP JP2019097405A patent/JP7205041B2/ja active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017213169A1 (ja) | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 富士フイルム株式会社 | マイクロニードルアレイ |
| 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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