CN101932312B - 通过电喷雾生产贴片的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于物质的皮肤施用的贴片的生产方法，所述方法包括使用电流体动力学喷雾(电喷雾)方法将所述物质淀积到所述装置上。所述方法特别地包括以下步骤：距离喷嘴(11)一定距离设置导电性支持物(31)；朝喷嘴(11)进给包含所述物质的液体制剂(21)；使制剂(21)经历电场，从而在喷嘴(11)和支持物(31)之间形成气雾剂(22)；和在支持物上收集由所述气雾剂(22)形成的粒子。

Description

通过电喷雾生产贴片的方法

本发明总地涉及要用于物质的皮肤施用的贴片的生产。更特别地，本发明涉及通过电流体动力学喷雾(ElectroHydroDynamic Spraying，EHDS)生产这种贴片的方法和装置。本发明适用于生产任何类型的贴片，所述贴片特别是在人或动物中用于药用、化妆用、疫苗用和/或诊断用。

发明背景

借助于贴片进行物质的皮肤施用在人或动物健康领域有许多应用。实际上，它可以允许开发出用于将活性成分转移给皮肤的有效的诊断检测或方法。虽然人的表皮形成了抵御外来试剂进入身体的屏障，但是皮肤并非是完全封闭的。若干研究已经用实验的方法证明了这种方法在不同条件下的可行性。另外，有几种贴片系统目前被销售用于变态反应的检测。

与其它给药方法诸如注射相比，将物质施用在皮肤上具有许多优点，特别是没有任何污染危险，没有疼痛，容易操纵，或另外的允许患者自己施用物质的可能性。

在文献中已经描述了不同类型的贴片。尤其可提及要用于局部作用的贴片，诸如例如，膏药、贴片、绷带、或吸盘(cupules)。

要用于系统作用的其它贴片(即，透皮贴片系统)已有描述。在这类贴片中，物质可以通过被动扩散、或通过由物理化学方法促进的扩散(离子电渗、电穿孔、超声促渗)、或进一步通过机械作用(微针)而被递送给生物体。

在采用被动扩散的皮肤贴片的情况中，物质典型地被淀积到贴片的表面(被称为支持物)上并设置为接触皮肤。贴片可以包括闭合的腔或浓缩隔室。将贴片施用在皮肤上使得物质与皮肤之间能够接触以及使得物质能够扩散进表皮的各个层中或扩散进生物体内。

无论使用哪类贴片，重要的是要有用于制备这些贴片的有效的、可重现的和可工业化的方法。因此，例如上述的静电贴片典型地按照使用所谓的“集尘器(duster)”系统的制造方法来制备，如在文献WO07/122226中所示的方法。这个方法包括借助于旋转辊(或推进器)在贴片支持物上施加作为干燥粉末的生物活性物质，所述旋转辊(或推进器)在其旋转行进过程中回收粉末并将其施加在支持物上。然而，这种生产系统另外由于粉末淀积在贴片支持物以外(例如，在贴片的外周上)和/或粉末在淀积反应器壁上阻塞等问题造成粉末的损失，也就是物质的损失，特别是在粉末的粒度非常细或在粉末粒子具有特定形状(例如，通过冷冻干燥获得的粉末)时。这些损失一方面要求使用大量的物质粉末(这样提高了贴片的生产成本)，而且还在控制被淀积到贴片上的活性物质的量以及淀积物的均质性方面造成困难。

专利申请US 2005/220853涉及一种医用制品，其包括粘性衬底和淀积到该衬底上的治疗剂。该文献提及了不同的淀积技术，但是没有描述如何在工业条件下获得在贴片支持物上实现均匀的和受控的淀积。

申请WO 03/094811涉及要用于处理伤口的绷带的生产方法。这种绷带是通过淀积没有任何生物化学功能的纤维得到的，可以在伤口上直接制成或者可以预先在支持物上制成。此外，该文献没有描述如何在工业和制药条件下在贴片的支持物上获得物质淀积物(活性成分)。

因此，现有技术需要用于产生包含生物学物质的贴片的改进方法。特别地，在涉及利用皮肤的自然水损耗使得要给药的物质在皮肤上增溶的干燥贴片时，需要尽可能亲水性的淀积物，以便在贴片一旦被敷设在皮肤上就实现快速和完全的溶出。

发明内容

本发明涉及通过使用电喷雾技术(或电流体动力学喷雾或“EHDS”)进行贴片、特别是干燥贴片的工业生产的改进方法。

通过本发明的方法，有可能控制通过EHDS从液体制剂产生的小滴的大小、电荷和生产频率，并基于此，有可能控制被投射到贴片的支持物上的物质粒子的大小和频率，以便获得均匀的淀积物和控制被淀积到贴片上的物质的量。带电的粒子沿着喷嘴与支持物之间的电场的电力线，这样或多或少允许通过电场的电力线来控制淀积物在支持上的位置的准确定位。

因此，本发明的目的是生产要用于物质的皮肤施用的贴片的方法，所述方法包括将物质的液体制剂电流体动力学喷雾淀积到贴片的支持物上。

本发明的另一个目的涉及生产要用于物质的皮肤施用的贴片的方法，特征在于所述贴片包括导电性支持物以及特征在于所述方法包括通过所述物质的液体制剂的电流体动力学喷雾将所述物质淀积到贴片的支持物上。

在优选实施方案中，在喷雾之前将所述物质溶于溶剂中以便形成制剂，所述溶剂例如是可能包含表面活性剂的水性溶剂。

在另一个优选实施方案中，将物质或液体制剂以平均直径小于或等于约20μm、优选5μm、更优选1μm的小滴直接喷雾。

在另一个优选实施方案中，将所述制剂以0.1到1.5毫升/小时的速率喷雾。

在另一个优选实施方案中，所述喷雾在1到10kV的电压下进行。

在另一个优选实施方案中，所述方法包括在喷雾期间或之后处理支持物、优选通过加热处理支持物的步骤，以便获得干残留物形式的淀积物或降低所得到的淀积物的湿度比。

本发明的特定目的在于生产贴片的方法，所述贴片包括涂有物质的支持物，所述方法的特征在于根据以下步骤通过电流体动力学喷雾将物质淀积到支持物上：

a)距离喷嘴一定距离设置导电性支持物；

b)为喷嘴提供液体形式的物质；

c)使物质经历电场，从而在喷嘴和支持物之间形成气雾剂；和

d)在支持物上收集所形成的气雾剂。

如所示的，物质为液体形式(液体制剂)，因此其也是在步骤c)中经历电场的液体制剂。

所述方法包括一个可选的额外步骤，即用于形成和/或包装用于形成贴片的支持物。

本发明的目的还在于要用于物质的皮肤施用的贴片，所述贴片可以通过上述的生产方法得到。

本发明的另一个目的在于包括导电性支持物的贴片。

本发明的目的另外在于生产贴片的整套装置，特征在于其包括至少一个电流体动力学喷雾装置(优选包括至少一个喷嘴(11)和至少一个对电极和/或设置为连接到地，用以产生电场并从制剂(21)形成气雾剂)，以及用于为所述整套装置进给贴片的导电性支持物(31)的机构。在特定的实施方案中，所述装置包括几个喷嘴(11)，所述几个喷头同时或非同时操作，每个喷嘴都在贴片的支持物上产生物质淀积物。不同的喷嘴有利地被安装在绝缘支架上。

本发明的方法对于生产贴片、特别是干燥贴片是特别有利的，因为它尤其确保了：

-淀积物在贴片的必需用所述物质覆盖的整个表面区域上的均质性，这对于通过患者进行皮肤给药来说是特别有利的，

-精确控制在每个贴片上淀积的剂量，尤其是为了满足制药规范限制，

-在每个贴片中的淀积物的结构和质量，以便获得尽可能被生物利用的物质淀积物(例如，在将贴片敷设在皮肤上之后并由排汗使所述淀积物增溶)。

本发明另外描述了尽可能缩短物质淀积时间以及在同一机器上并行和同时实现几个淀积物所需时间的手段，这是应用以工业生产速度在贴片上施加物质的EHDS技术所需要的。

本发明适用于任何类型的物质，尤其是活性物质，诸如抗原、过敏原或药物，并且适用于任何类型的贴片，即可以施加在受试者的皮肤区域上以便使其接触物质或产生增湿区域的任何装置。这些可以是采用被动扩散、易化扩散或机械扩散的贴片，粘性贴片，绷带，膏药，吸盘或经皮(皮肤)贴片。有利地是使用闭合类型或带有浓缩隔室的被动扩散型皮肤装置。

附图说明

图1举例说明了根据本发明的方法的一个实施方案处于生产过程中的贴片。

图2是示例性贴片结构的剖视图。

图3举例说明带有导电性支持物的贴片。

图4举例说明用于通过电喷雾生产贴片的宽带材的原理。

图5举例说明了在有和没有乙醇的情况下采用花生制剂实现的操作电压和液体流流速范围的比较。

图6举例说明了通过极化的屏蔽环以及贴片的绝缘垫圈的极化而使气雾剂聚焦在PET/GOLD膜上而制备的示例性淀积物。

图7举例说明了在用铝覆盖的聚合物膜上制备的干燥花生粒子淀积物的SEM照片。

图8举例说明了在用金覆盖的聚合物膜上制备的多孔性花生层的淀积物的SEM照片。

图9举例说明了在用金覆盖的聚合物膜PET上制备的多孔性花生层的基本组成的特征(在淀积物的中心和边缘之间的特征)。

图10举例说明了在有/没有连接到地的环的情况下的操作电压和液体流速范围；D_喷嘴外径/D_喷嘴内径(mm)＝4/0.3；D_环内(mm)＝20；D_i-e＝D_{喷 嘴-环}＝20mm；D_环-平面＝20mm。

发明详述

本发明涉及改进的产生贴片的工业方法，涉及应用所述方法的成套设备或装置，以及涉及新的贴片，所述贴片在例如药用、化妆用或诊断用应用中在任何哺乳动物中都具有有利的和可用的性质。本发明尤其是基于形成或包含感兴趣的物质的液体制剂的电流体动力学喷雾的步骤，以便将所述感兴趣的物质淀积到适合于制造贴片的导电性支持物上。

本发明首次提出通过电流体动力学喷雾将物质淀积到贴片的支持物上。如发明人所进行的实验实施例所得到的，这种方法提供了对投射到贴片的支持物上的粒子在大小、电荷和频率方面的控制，并且可以得到均匀的淀积物且可以控制在贴片上所淀积的物质的量。

电喷雾，或电流体动力学喷雾(EHDS)是用于生产经常是干燥形式且非常少量的物质的方法，例如用于在光谱学中的分析物质、制备诊断用物质的微淀积物、用活性物质涂覆表面、产生微粒和纳粒、或进一步生产微纤维(尤其是参见WO 99/49981、WO2006/010845、US7,259,109、US 5,349,186、FR 1288034、FR 1087802)。

然而，尽管在多种应用中已知EHDS的原理，但是将这种技术移植到贴片的工业生产中从未被考虑过或使之成为可能。特别地，EHDS包括某些局限性和技术限制，可能与需要快速性、稳健性和生物适合性的药学和工业应用有矛盾。在这些限制中，尤其可以提及：

-所生产的物质的低生产能力，也就是产量低，

-该方法对外部条件和扰动的高敏感性，和

-对于某些制剂和某些所需流速来说，在不损害淀积物质量的情况下暂时中断气雾剂并再次开始的准不可能性(quasi-impossibility)。

本发明目前证明了EHDS可以适合于贴片的工业和受控生产。本发明还致力于可实施所述喷雾方法来生产贴片的最佳条件。

因此，本发明的一个特别的目的在于生产贴片的方法，所述贴片包括涂覆有物质的支持物，所述方法的特征在于通过电流体动力学喷雾将物质(21)淀积到支持物(31)上根据以下步骤进行：

a)距离喷嘴(11)一段距离设置导电性支持物(31)；

b)为喷嘴(11)提供液体制剂(21)形式的物质；

c)使制剂(21)经历电场，从而在喷嘴(11)和支持物(31)之间形成气雾剂(22)；和

d)在支持物(31)上收集从气雾剂(22)所形成的粒子。

本申请目前表明，有可能在与工业和药学应用相容的条件下通过EHDS得到均匀的和可重现的淀积物。本申请还描述了可以用以实施这种方法以便获得规则的和均匀的淀积物的最佳条件，尤其是被喷雾的物质的液体制剂、所使用的电压、所使用的流速、电极的几何构造。

根据电喷雾原理，在稳定生产模式下，喷嘴(11)的极化诱导由存在于液体中的离子所携带的电荷的分离。在喷嘴(11)的出口处的电场的作用下，液体内的正负电荷分离，且具有与喷嘴(11)相同极性的那些电荷朝向液体的表面迁移，从而使液体极化。具有与外加电势相反极性的电荷处于喷嘴-液体界面处，而一部分的具有相同极性的电荷处于液体的表面处。如果在液体表面处的电场充分增大，则朝向小滴内部的与液体表面垂直的电压也增加。对于某些电压和液体流速条件，电和流体动力学的压力在液体表面处是平衡状态：存在有电流体动力学平衡。在这种情况中，喷嘴出口处的小滴呈现稳定的液体锥体的形状(泰勒锥)，在稳定的液体锥体的末端处出现液体射流。流体力学不稳定性沿着射流传播，所述射流破碎为高度带电的微滴。带电小滴之间的静电排斥产生诱导形成气雾剂(22)的径向伸展作用(radial extension effect)并由此促进投射的均质性，同时防止任何粒子间聚结或凝结。

取决于对所述方法的参数(诸如，非详尽地包括液体流速、喷嘴的电压和极性)的调整且取决于液体(21)的固有性质，诸如，非详尽地包括电导率、动态粘度、表面张力、比重和相对电容率，本发明特别地表明了有可能通过对形成气雾剂(22)的小滴的频率和直径的控制在工业上得到具有受控直径的粒子的淀积物或实现多层物质的受控淀积。

电极的几何构造

电场是通过在喷嘴出口处的液体与一个或多个电极之间所施加的电压而形成的，采用以下对电极的任何组合：被极化或连接到地的对电极(16)、定位在喷嘴和对电极(16)之间的支持物、定位在喷嘴与支持物之间的被极化或连接到地的环形对电极(12)或带孔板、以及连接到地和连接到支持物(31)的触点的一个或多个触点(41，44)。

根据一个特定的实施方案，电场是通过在喷嘴(11)和支持物(31)之间施加电势差而形成的，所述支持物连接到地。

根据另一个实施方案，电场是通过在喷嘴(11)和环形对电极(12)或带孔板之间施加电势差而形成的，所述环形对电极(12)或带孔板被极化或连接到地，定位在喷嘴与支持物之间。

在特定的实施方案中，电场是通过在经过所述喷嘴(11)在喷嘴末端处的液体制剂(21)和被极化或连接到地的环形对电极(12)(也称为屏蔽环)之间施加电势差而形成的。

根据另一个实施方案，电场是通过在喷嘴(11)和一个或多个触点(41，44)之间施加电势差而形成的，所述一个或多个触点(41，44)连接到地并连接到支持物(31)的触点。

在特别奇特的实施方案中，所述喷雾装置包括对电极(12)(也称为屏蔽环)(图6)。这个屏蔽环(12)用导电性材料，尤其用金属材料。它可以具有传导部分和绝缘部分。

屏蔽环(12)优选是金属环或带孔板的形式，定位为垂直于制剂的喷雾方向，距离喷嘴(11)在优选0到30毫米的距离处。采用屏蔽环(12)并由此使其与被投射到贴片的支持物(31)上的气雾剂(22)交叉，有可能保证该方法的稳定性。可以将其连接到地或连接到高电压发生器。

通常，屏蔽环具有以下优点：

i)控制淀积物直径的可能性。实际上，施加在环上的电势允许在被极化的环和具有与环相同极性的带电小滴之间的静电排斥的强度得到控制。在这种情况下，对环施加的电势越高，则环与小滴之间的静电排斥越大。因此，支持物的被小滴流所覆盖的区域随着在环上施加的电势的增加而逐渐减小，由此淀积物的直径逐渐减小；

ii)通过屏蔽生产区域(即，通过使不仅在喷嘴和支持物之间而且在喷嘴和屏蔽环之间的气雾剂的生产稳定化)提高所述方法的稳健性。在这种情况下，并且对于环的最佳尺寸、形状和位置而言，气雾剂的产生与喷嘴和环之间的区域以外的情况是准独立的(quasi independent)。这种稳定性要求在工业生产贴片的情况中实际上是必需的，以便使得所述方法充分地稳健、避免扰动并由此获得充分的有效的生产时间。

喷嘴

根据实施方案，喷嘴可以是完全导电的或可以是完全绝缘的，或者具有导电部分和绝缘部分。在具有导电性并连接于高压电源(13)时，喷嘴形成可以将制剂(21)极化的电极。在绝缘的情况中，它是与要被极化的液体直接接触的喷嘴的支架，所述支架则是导电性的并连接于高压。喷嘴(11)典型地具有用于允许液体制剂(21)通过的环形孔口，其外径有利地为0.05到8毫米之间，其内径有利地为0.05到1毫米之间。

根据一个实施方案，所述装置可以包括几个喷嘴(11)且由几个喷嘴(11)来喷雾制剂(21)。

实际上，电喷雾方法的一个缺点在于由喷嘴递送的液体流速低(量级(OM)为：0.1-100mL/h)，导致生产量低。为了优化本发明的方法，已经开发了包括几个喷嘴的系统，这样允许每单位时间所生产的贴片数随着喷嘴数而增加。由本发明人制造了这种系统，尽管存在与在电场和静电边缘效应之间的可预测的干扰问题有关的技术困难。

实际上，EHDS所需要的电场对于各喷嘴必须是相似的，并且特别是不受到有利于电场空间改变的边缘效应的影响。除了允许形成锥体和液体射流的几何电场Eg之外，由带电粒子组成的空间电荷的电场诱导带电粒子之间的库仑排斥，有利地防止粒子间凝结，但是可能在一方面通过与相邻喷雾相互作用而干扰方法的稳定化，另一方面对气雾剂的方向有影响。现在，一方面应该使后者垂直于支持支架的表面，并且对于工业生产而言，另一方面需要使其彼此平行。

安装一组几个喷嘴遇到了静电边缘效应的问题，位于边缘处的喷嘴产生倾斜的喷雾，并因此不能用于生产。这个缺点在理论上可以通过在每排喷嘴的末尾安装一个产生电场的系统来加以限制，所述电场与由相邻喷雾所产生的电场相似并由此将其抵消。

我们已经表明，有可能通过将喷嘴安装在绝缘支架上来避免这些额外的系统：在最初启动所述方法时、在最初稳定化阶段过程中，对于末端的两个喷嘴而言，观察到液体锥体之间具有诱导液体锥体倾斜的强相互作用(图1.a)。这个角度在几秒之后减小，然后喷雾变为准竖直的(图1.b)并保持那样。并非确信所提出的解释，有可能这种作用是由于包围喷嘴、特别是包围喷嘴支架的绝缘体的极化的平衡所导致。

使用具有在绝缘PVC支架上插入3个喷嘴(D_{喷嘴的外径/内径}＝4/0.3mm)的系统对用于淀积花生提取物的方法进行试验。在喷嘴-平面构造中，37mm喷嘴之间的充分距离和1mL/h/喷嘴的液体流速允许方法的稳定化，且对于支架上的三个喷嘴而言能够在相似条件下淀积活性成分，支架的表面是15mm。

在优选实施方案中，本发明的方法包括从几个喷嘴、优选2-10个喷嘴同时喷雾。更优选地，所使用的喷嘴被安装在绝缘支架上。

高压电源

使用高压DC电源来生成用于形成气雾剂(22)所需要的电场。

因此，所述电喷雾装置有利地包括在生产贴片(21)的整个持续时间在喷嘴(11)和支架之间施加电势差的正或负的高DC电压电源(13)、和/或对电极、和/或屏蔽环。电源(13)典型地提供-5到+5微安的电流并施加-30到+30kV的DC电压。

在特别优选的实施方案中，所述该方法施加1-10kV的电压。

液体制剂

如所示的，在所述方法中使用液体形式的物质。这种液体制剂的性质可以经过改变以便改进所述方法的性能。特别地，本发明人表明，可以控制这种制剂的电导率和粘度，并且在某些情况中加以改变以便获得所述方法的最佳工业性能。

因此，优选将物质溶于溶剂中。所溶解的物质的量根据其溶解度不同而异。

溶剂可以是能够溶解感兴趣的物质的药学应用相容的任何溶剂，优选是有机溶剂。

在该方法的过程中用于溶解物质并由此形成液体制剂的溶剂可以根据物质的性质以及根据期望获得的干燥速率或质量来加以选择。例如，所述溶剂可以是水，使用水有可能避免在生产贴片过程中某些物质的劣化。然而，为了加速溶剂的蒸发，有利的是可以向水性制剂添加醇，例如乙醇。因此，在特定的实施方案中，液体制剂是包括1-15％(以溶液的总体积计)、优选1-10％(以溶液的总体积计)的醇的水性溶剂，所述醇优选是乙醇。得到的结果表明，这种制剂特别适合于蛋白质的混合物，诸如过敏原。此外，得到的结果还表明，使用乙醇允许在方法的稳定性方面得到改进，如图5中举例说明的。

在优选实施方案中，液体制剂包括溶于水性溶剂中的物质，所述水性溶剂包含1-10体积％的乙醇。这类制剂特别适合于多肽(例如，蛋白质)和肽。

此外，最优选使用去离子水。

在另一个实施方案中，溶剂是醇，诸如例如，乙醇。

另一方面，为了降低表面张力，本发明人表明特别有利的是为液体制剂添加表面活性剂，优选添加量为0.05-2重量％。

因此，在优选实施方案中，制剂包括：

-溶剂；和

-0-2重量％的药用级的表面活性剂，优选0.05-2％的量(以溶液的总重量计)。

示例性的制剂为：

-水性溶剂，包括0-15％的醇(以溶液的总体积计)；和

-0.05-2％的量的表面活性剂(以溶液的总重量计)。

表面活性剂可以是与药学应用相容的任何表面活性剂，诸如例如，VOLPO N20。

另外，优选在配制之前对物质进行透析。

所包含的物质或淀积到贴片上的由液体制剂(21)形成的物质可以是任何药用、化妆用、疫苗用和/或诊断用的物质(和/或其合成类似物)。物质(21)可以具有生物学性质，尤其是包含寡肽、生物学活性的和/或抗原性的(多)肽或蛋白质、激素、细胞因子、免疫球蛋白、过敏原、生长因子、营养因子、增湿用化合物、维生素、或化学分子。还可能包含具有不同性质的药物或活性成分，无论是否为生物制品的类似物，且非详尽地包括：烟碱、咖啡因、吗啡、盐酸氢吗啡酮、芬太尼、盐酸阿扑吗啡、东莨菪碱、氯苯那敏、咪喹莫特、苯海拉明(diphenhydramide)、利多卡因、异维A酸、酮洛芬、双氯芬酸、醋酸亮内瑞林、非那雄胺等等。所述物质还可以是生物学化合物和非生物学化合物的组合。

液体进给装置

在一个特定的实施方案中，使用泵送装置(14)将存在于贮槽(15)中的制剂(21)以受控的液体流速带到喷嘴(11)。在优选实施方案中，使用注射器泵作为泵送装置。取决于物质的性质，通常以4-60℃、优选20℃的温度从贮槽(15)吸取所述物质。

液体流速经过调节以便控制所形成的小滴的大小并在淀积之后或淀积期间实现可接受的溶剂蒸发。

对于一个喷嘴(11)而言，制剂(21)的设计流量可以是例如0.01-100毫升/小时。

在优选实施方案中，一个喷嘴的制剂(21)的设计流量为0.01-10毫升/小时，优选0.01-1.5毫升/小时，最优选0.1-1.5毫升/小时。本发明人实际上已表明，使用这个流速，有可能获得平均尺寸小于20μm、优选5μm、典型约1μm的小滴，确保形成均匀的淀积物。在所述物质是多肽或肽时，最特别地将流速调节为0.7-1.3毫升/小时。

在同时具有几个喷嘴的优选实施方案中，每个喷嘴连接于一个特定的泵，且各个泵同时开动，以便在相同的持续时间产生相同的流。

另一方面，泵装备有可以调节泵送方向的马达。因此，在不将注射器拆下的情况下通过泵送制剂通过容器来填充注射器，或者通过为喷嘴进给制剂将注射器排空。

气体注射装置

在电喷雾原理中，液体表面处的电场对于能够生成粒子的气雾剂和使EHDS方法稳定化(处于稳定模式)来说是需要的。在空气中，在大气压力下，液体的这种极化是气体中电场的来源，其可以在液体周围的气体体积中诱导电离和放电现象，并由此使液体EHDS不稳定。实际上，这些脉冲放电是液体表面处的电场随时间改变的来源，因此是所产生的小滴的平均大小和平均电荷变化的来源。为了避免这些脉冲放电现象，同时保持用于形成气雾剂所需要的电场，有可能通过使用绝缘气体(SF₆、CO₂、N₂O或本领域技术人员已知的其它气体或绝缘气体混合物)来提高气体的介电常数。

本发明的方法采用所有这些解决办法，以便根据要喷雾的制剂并由此根据要淀积的物质使贴片的生产稳定化。

根据一个优选实施方案，特别是在使用绝缘气体的情况中，装置包括包围喷嘴(11)的自由端并要用于输送气体的导管(17)。有利地，所述气体是二氧化碳。

然后将导管(17)连接于气体源(18)并在喷嘴(11)的自由端处开口。

还可以对投射装置的壳体加以限制，并且可以将空气替换为更绝缘的气体。

贴片支持物的性质

在本文件中使用的术语“支持物”是指贴片的材料或表面区域，通过喷雾在其上面淀积制剂(21)中所包含的物质。这种支持物可以具有不同的形状和性质。

支持物在表面上或在主体中应该具有导电性，即基于导电材料，或通过本领域技术人员已知的任何技术在表面处或在主体中经过处理以使其有导电性。因此，所述支持物可以包括不同的生物相容性材料或由不同的生物相容性材料组成，诸如例如聚合物材料、掺杂型聚合物、在一个或两个面上涂有导电层的聚合物、金属、织物和/或生物材料等。

在另一个实施方案中，支持物包括至少一个导电面，所述导电面定位为面向喷嘴。因此，优选的支持物在至少一个面上具有带导电层的绝缘层，例如绝缘聚合物(膜、纤维等)。

覆盖支持物的一个或两个面的导电层可以是无机性质的(例如，金属)或有机性质的(例如，包括碳、石墨或氧化物)。金属优选是金、银、铂或铝。导电层的厚度有利地为5-40nm，优选5-20nm。

在导电层是石墨的情况中，支持物(31)上的石墨淀积可以事先进行或在即将进行电流体动力学喷雾制剂(21)之前在线进行。石墨淀积可以通过投射中性或带电的气雾剂来进行，或者通过使膜通过石墨浴液的浸渍来进行。

在喷雾步骤之前形成支持物的导电层可以另外通过金属化或淀积氧化物来实现。氧化物优选是掺杂有锡的氧化铟(ITO)。

还可以进行等离子体处理，以便促进例如淀积物-支持物界面的粘接。

因此，根据一个特定的实施方案，本发明是一种方法，所述方法另外包括在喷雾步骤之前处理支持物的步骤，该步骤包括在低压力或大气压力下进行等离子体处理、和/或金属化、和/或氧化物淀积和/或石墨淀积。

在优选实施方案中，所述支持物是覆盖有薄的导电性金层(15nm)的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的支持物。得到的贴片可以另外包括绝缘的双重粘合剂隆起，例如由PE-PP泡沫形成的。

因此，根据一个特定的优选实施方案，支持物包括至少一个例如根据上述方法形成的导电面，且气雾剂(22)被投射到这个导电面上。优选地，贴片的其上投射有所述物质的支持物基本上是平坦的。

根据另一个特定的实施方案，所述支持物由涂有导电层的绝缘聚合物组成，且电场是通过在喷嘴(11)和支持物(31)之间施加电势差而形成的，所述支持物(31)通过至少一个触点(41，44)连接到地，所述至少一个触点(41，44)直接连接到地并连接到支持物(31)的触点并定位为接触支持物的导电面。

根据另一个优选实施方案，在支持物由导电材料组成时，电场是通过在喷嘴(11)和支持物之间施加电势差而形成的，所述支持物定位在喷嘴与对电极(16)之间。

贴片支持物的形状和性质可以变化。因此，尽管在图1、2和3中举例说明的支持物(31)是平坦的，但是可以考虑其它几何构造。特别是，取决于需要，可以考虑包括形成腔的凹陷的支持物、带有储器的贴片、刚性或半刚性的支持物、平坦的或不平坦的、圆形的、正方形的、矩形的、椭圆形的形状等。

在所述方法中所采用的支持物在用作贴片之前可以经过机械加工。在这种情况中，将贴片直接用于本发明的方法。

在另一个实施方案中，预先根据本发明的方法用物质涂覆支持物，然后将其用于形成贴片。在这种情况中，支持物(31)可以例如作为在上面投射有所述物质的膜或辊。然后由这个膜切割出为最终用户设计的贴片。

在这方面，由于支持物的导电性表面优选在淀积的整个持续时间必需完美地连接到地，以及在从一个贴片转移到另一个贴片过程中，为了允许所淀积的并蓄积在支持物上的粒子电荷的流动，在特别有利的实施方案中，贴片支持物呈现为逐渐展开的辊形宽带材。所述宽带材有利地包括：

-例如膜形式的导电性支持物(例如，涂有金的PET)，和

-以规则间隔包括圆孔并粘着在导电性膜上的泡沫膜，通过形成贴片淀积区域的每个孔可见支持物区域。

支持物膜比泡沫膜宽，使得由泡沫包围的每个支持物区域都与支持物膜的整个导电性表面(上面)电接触。这种支持物膜区域在其生产过程中通过本身连接到地的导电性辊连接到地。在淀积之后裁剪出贴片(外部裁减)。

淀积方法

为了实施所述方法，为喷嘴提供液体制剂，优选在提及的组成和流速条件下进行。形成电场，引起形成气雾剂，气雾剂的小滴有利地具有小于约5μm的平均大小。在贴片的支持物上收集由气雾剂在支持物上形成的粒子，然后或同时进行处理，以便蒸发掉任何溶剂残留物并形成干燥淀积物。因此，在将物质投射到支持物(31)上之后和/或过程中，可以将在其中溶解所述物质的溶剂的可能残留物蒸发掉。可以被动地实现蒸发，或者可以通过加速蒸发来实现，例如通过对流加热、辐射(例如用紫外或红外辐射)、冻干或干气体循环来加速蒸发。在特定的实施方案中，通过将支持物(31)置于热空气流中实现将其干燥。

在优选实施方案中，本发明的方法另外包括在淀积气雾剂(22)过程中和/或之后蒸发溶剂从而获得干燥残留物形式的物质的步骤。所述蒸发步骤可以通过加热、对流、辐射、冻干和/或干气体循环来实现。

如前所述，大多数淀积方法，诸如以干燥形式进行的淀积，通常引起活性物质在感兴趣的区域之外损失。在这种情况中，本发明的另一个主要的益处在于将活性物质流朝向这个感兴趣的区域聚焦(图6)。

如图6中所示，在两个层面上对带电滴剂流所覆盖的表面进行控制：

-通过在环上施加的电势，和/或

-通过对淀积区域的材料定界，这种定界可以通过形成贴片周围部分的粘性套环来实现(特别是对于具有浓缩隔室的贴片而言)，这个套环是电绝缘的。

在后一种情况中，作为成品贴片的组成部分的绝缘套环具体地限定电场电力线终止和聚焦的区域。借助这种现象，由此有可能使跟随电场电力线的活性物质流聚焦，特别是聚焦在贴片的中心，避免了感兴趣的区域之外的任何活性物质损失并形成完美集中的淀积物。

本发明的另一个目的涉及通过本申请所述方法获得的任何贴片。本发明的贴片包括支持物(31)，在支持物(31)上已经通过电喷雾淀积了作为干燥淀积物(33)存在的物质(21)。

有利地将所述贴片包装起来，使得所述干燥淀积物(33)与外部环境隔绝。因此，如图2中所示，在特定的实施方案中，贴片(3)可以包括覆盖粉末(33)的可剥离膜(32)和支持物(31)的没有被粉末(33)覆盖的部分。所述可剥离膜(32)要用于在将贴片(3)施用在皮肤上之后被除去。

本发明适用于任何类型的贴片，即，可被施加在受试者的皮肤区域上以便使其接触物质或产生增湿区域的任何装置。这些可以是采用被动扩散、易化扩散或机械扩散的贴片，粘性贴片，绷带，膏药，吸盘、或经皮(皮肤)贴片。

膏药包括作为均匀的层被喷雾在适合的支持物上的粘性物质或覆层，其包含一种或多种物质、一种或多种稀释剂、润肤剂和粘合剂。粘性物质使得其在皮肤温度软化并粘附于皮肤。然而，膏药在生产过程中保持被赋予的形状并粘着于施加膏药被施加于其上的各个部分。它们呈现为任选地被裁剪成的不同大小的片材。可以将它们附着在粘性绷带上并在其中心用穿孔材料覆盖以限制接触。

药用绷带要用于施加在小的皮肤损害上用于局部作用，并且由粘性绷带组成，所述粘性绷带在中心附着有用物质覆盖的绷带材料。

粘性贴片要用于施加在皮肤上以便检测器官对物质的敏感性。这些贴片包括粘性绷带，在该粘性绷带中心带有塑料圆盘，包含物质的粘合剂被设置在塑料圆盘上。粘合剂另外包含诸如阿拉伯树胶或明胶以及水的组分。

被动扩散、易化扩散或机械扩散的贴片典型地包括支持物，物质以干燥形式淀积在所述支持物上，且如有必要包括用于促进细胞渗透性的装置(施加电脉冲、超声波、微针等)。优选地，使用干燥贴片，特别是闭合型的干燥贴片，尤其优选使用静电贴片，如文献WO 02/071950中所述的。

本发明的贴片可以尤其用于药用、化妆用、疫苗用和/或诊断用。

为了确保处于包装中的贴片(3)的防腐并且尤其是避免所淀积物质的活性成分的变化，以及保持微生物学性质，贴片可经历额外的处理，诸如例如，巴氏灭菌、电离，以及更通常地，经历本领域技术人员已知的任何处理。

本发明的另一个目的涉及用于在皮肤上施加物质的贴片，所述贴片包括被定位在所述贴片的支持物区域上的所述物质，所述支持物区域是导电性的。如上所指出的，所述导电性支持物可以用导电材料或在表面处或在主体中经过处理以有导电性。

本发明的更特别的目的涉及用于在皮肤上施加物质的贴片，所述贴片包括支持物，支持物包括导电层和绝缘层，所述导电层位于支持物的要接触皮肤的面上，所述物质为干燥形式并固定在所述支持物的导电面上。

所述物质有利地呈现为微粒形式。这可以是前述的任何生物学物质，特别是蛋白质或肽，例如是抗原或过敏原。

此外，根据优选实施方案，支持物的周边经过改造，以便在接触皮肤时产生包含所述物质的密闭腔。

本发明的其它方面和优点可以通过阅读以下的实施例而显而易见，应该将所述实施例看作是说明性的和非限制性的。

实施例

实施例1：在铝化的聚合物膜上淀积BSA

图1举例说明了根据本发明方法的一实施方案生产贴片(图2和图3)的过程中的电流体动力学喷雾装置(1)。

在这个特定的实施方案中，喷雾装置(1)包括喷嘴(11)，喷嘴(11)具有用于使泵送装置(14)进给的液体通过的孔，泵送装置(14)从贮槽(15)取得液体制剂(21)。液体制剂(21)包含溶于水中的BSA(牛血清白蛋白)。这个制剂(21)优选在喷雾过程中以恒定的流速被提供给喷嘴(11)。

对电极(16)设置为轴线定位并距离喷嘴(11)一段距离。使对电极(16)连接到地。

贴片(3)的支持物(31)定位在喷嘴和对电极(16)之间。这个支持物(31)包括掺杂有碳的聚乙烯聚合物。

喷雾装置(1)另外包括与气体源(18)连接并包围喷嘴(11)的自由端的导管(17)。将BSA溶于低电导率的水(理想地为10-100μS/m之间)中。

在稳定条件下进行BSA的淀积，BSA浓度为0.1-5mg/mL，液体流速为0.1-2.5mL/h，电压为4-7kV，喷嘴(11)/对电极(16)距离为0.5-1.5cm，在大气压力下，CO₂流速为3-6L/min，以及喷嘴的外径和内径分别为[0.11-0.60]mm和[0.006-0.1]mm。

在这些生产条件下，淀积物具有以下特征：

i)首先通过使用二辛可宁酸(BCA)来对蛋白质质量进行量定量试验。这些试验确定，对于0.1-5mg/mL的BSA浓度和一分钟的淀积时间，蛋白质以1-50微克的量淀积在导电性支持物上。

ii)然后通过扫描电子显微术(SEM)进行观察，以证实干燥残留物在贴片上的均匀分布，并通过本发明的方法借助未揭示蛋白质的任何结构改变的电泳凝胶确认蛋白质没有发生降解。

iii)另外，通过径向免疫扩散方法验证BSA蛋白质主要功能之一的保持(抗原抗体识别)。

因此，在这个实施例中示出的这些操作试验证明了如下的事实：本发明的生产方法能够得到所淀积的物质在支持物上均匀分布且不发生改变的贴片。

实施例2：带有导电性支持物的贴片

在优选实施方案中，贴片包括：

-涂有薄的导电性金层(15nm)的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的支持物，和

-用PET泡沫的双重粘合剂的绝缘隆起(图3)。

通过电喷雾在上面制备淀积物的贴片被提供有导电性支持物，所述支持物的导电性表面应该完美地连接到地或连接到电压发生器，并且这用于淀积的整个持续时间以及从一个贴片转移到另一个贴片的过程中，以便允许与支持物上蓄积的物质粒子同时淀积的电荷的流动。已知导电性表面定位为面向喷嘴，对于大多数时间，有可能不能通过简单地使桌上的支持物本身连接到地来直接实施这个接地操作。所找到的解决办法包括使形成贴片的材料呈现为逐渐展开的宽的辊状带材。

所述宽带材包括：

-膜形式的导电性支持物(例如，涂有金的PET)，和

-以规则间隔包括圆孔并粘着在导电性膜上的泡沫膜，对于形成贴片的淀积区域的每个支持物，可见支持物区域(图4)。

支持物膜比泡沫膜宽，使得由泡沫包围的每个支持物区域都与支持物膜的整个导电性表面(上面)电接触。这种支持物膜区域在生产过程中通过连接到地的导电性辊被连接到地。在淀积之后裁剪出贴片(外部裁减)。

实施例3：-物质淀积物的物理特征

在某些情况下，在悬浮在气体中的小滴的转移时间过程中，溶剂蒸发是充分的，使得物质在贴片上呈现为独特的和充分个体化的干燥粒子(图7)。这些粒子的大小促进它们特别是在范德华力的作用下粘着在支持物上。

在其它情况下，粒子的流速和溶剂的性质使得花生蛋白质以湿形式淀积到支持物上，并随后可能彼此聚集。视觉上，这些淀积物呈现为均匀的层。然而，令人惊讶的是，这个层的溶出极其容易，使得物质是极其可利用的，如使用发明人用BSA或花生蛋白质生产的淀积物进行的试验所证明的。因此，足够擦拭在支持物上的刚刚湿润的布以便除去淀积物的准全体(quasi-totality)。由于物质的巨大可利用性，通过这种技术制备的并放置在对花生过敏的患者上的贴片样品显示出贴片作用的快速性。用扫描电子显微镜(SEM)拍取的照片允许鉴定这些淀积物的形态和特征：

A)淀积物具有多层结构，和

B)在淀积物中存在有微孔或裂纹(图8)。

这两种细节可能是快速增溶能力的原因：水分的扩散由于各层的重叠以及这些微孔的存在而得以促进。

概括而言，应用于所谓的“干燥贴片”的电喷雾方法产生淀积物，通过电子显微技术拍摄的照片似乎示出的强多孔性是用于给药这些物质的辅助因素。

在考查通过EDS形成的花生蛋白质淀积物的元素组成的分析结果时显示出所述方法的另一个有趣的性质。这些分析结果证明，在逐渐远离淀积物中心移动时，碳的量略有降低(图9中的红色曲线)，碳是有机材料的量的表征并由此是所淀积的蛋白质的量的表征。

因此，淀积物是特别均匀的，这是一个重要的性质，因为众所周知，贴片的物质朝向皮肤的扩散是与物质浓度按比例并垂直于皮肤表面进行的。

实施例4：在使用覆盖有金层的聚合物支持物的贴片上淀积花生蛋白质提取物

对于这种淀积，以有利地等于0.7mL/h的液体流速为喷嘴(11)进给要被淀积的花生液体制剂(21)。喷嘴(11)距离预先形成的贴片的宽带材(图4)18mm被设置，所述宽带材主要包括PET/金支持物(在表面上为导电性的)和双重粘合剂(绝缘)泡沫垫圈。通过高压电源(14)使喷嘴(11)和包含花生蛋白质提取物的液体(21)极化为高压，优选极化到9-9，5kV。为了使电荷随时间流动以及为了确保该方法的稳定性，将支持物的导电面连接到地，从而使预先形成的贴片的所有支持物都连接到地。

为了允许用于生产贴片的这种方法的工业化，也就是为了提高该方法在生产贴片过程中的稳健性，在距离喷嘴(11)5mm处设置屏蔽环(12)。在优选实施方案中，其被极化到2.2kV。

在这些条件下，由于前述提及的原因，使得有可能在不中断所述方法的情况下从一个贴片到另一个贴片进行花生蛋白质提取物的淀积(尤其是涉及使活性物质依次为导电性和绝缘性的区域上方经过)。

已经在有或者没有连接到地的环的情况下试验了两种实施方案，用于阐明这个第二实施例。

所使用的支持物是涂有一个薄金层(15nm)的聚合物的PET膜(厚度23μm)。

可以通过电喷雾方法喷雾的花生制剂是通过将花生蛋白质提取物溶于milliQ水、乙醇(99.9％)和非离子型表面活性剂(Volpo N20)的混合物中得到的。

对于这种给定的花生制剂，已经描绘了喷嘴-支持物和喷嘴-环-支持物配置的操作范围。为了对它们进行比较，通过使喷嘴-支持物(没有任何环)和喷嘴-环距离等于20mm来限定这些范围。在后一种情况中，环本身距离平面20mm被设置，以免后者对EHD平衡状态有任何影响(图10)。

如图10中所示，限定了三个独特的区域：

A区：小滴产生模式的顺序性是标准的：逐滴的(GAG)＝＞间歇的锥体射流＝＞稳定模式＝＞多锥体射流。

B区：在喷嘴-环-平面构造中不再存在多锥体射流模式。超过稳定模式的极限电压，液体锥体相对于喷嘴轴保持居中，但是脉冲放电干扰生成模式。

C区：由于脉冲放电在喷嘴-环-平面构造中不再可能实现方法的稳定性。

在B区和C区中观察到的这些差异可以归因于在喷嘴和相关对电极(连接到地的环或平面)之间的电场电力线的改变。

实施例5：通过电喷雾淀积LHRH

试验了第三类蛋白质以便证实通过EHDS淀积活性成分的可行性，尤其是用于生产贴片的可行性。

表1示出了在淀积LHRH范围内所试验的实验条件：

表1

试验了在乙醇(99.9％)中稀释的7mg/mL的LHRH溶液。电导率和表面张力分别等于400μS/m和21.8mN/m。

使用严格地设置为与膜表面垂直的6mm的喷嘴外径，可以得到可与使用花生所得到的稳定模式相比较的稳定模式。

在用铝或金进行金属化处理的膜上获得了瞬时干燥的淀积物。

淀积物的外观与花生淀积物的外观相似。3-3.3cm的直径可以通过电极间距离比通常用于花生的电极间距离大约30％来解释。

Claims (27)

1.生产要用于物质的皮肤施用的贴片的方法，特征在于所述贴片包括导电性支持物以及特征在于所述方法包括通过所述物质的液体制剂(21)的电流体动力学喷雾在稳定生产模式下将所述物质淀积到贴片的支持物(31)上，其根据以下步骤进行：

a)距离喷嘴(11)一定距离设置导电性支持物(31)，所述喷嘴的内径为0.05到1mm之间，外径为0.05到8mm之间；

b)为喷嘴(11)提供包含物质的液体制剂(21)，包含物质的液体制剂(21)在喷雾过程中以恒定的液体流速被提供给喷嘴，并使所述液体制剂(21)在喷嘴的出口处经历电场；

c)使生成电场的电压维持在-30和+30kvolts之间，以及使液体流速维持在0.01和10mL/小时之间，从而引起喷嘴出口处的小滴呈现稳定的液体锥体即泰勒锥的形状，在稳定的液体锥体末端处出现液体射流，流体力学不稳定性沿着射流传播，所述射流破碎为平均粒径小于20μm的高度带电的微滴，所述带电微滴之间的静电排斥诱导在所述喷嘴(11)和支持物(31)之间形成气雾剂(22)；和

d)在支持物上收集由气雾剂(22)形成于支持物(31)上的粒子。

2.权利要求1的生产方法，特征在于所述物质被溶于生物相容性溶剂中。

3.权利要求2的生产方法，特征在于所述物质作为蛋白质或蛋白质混合物被溶于包含0-15体积%的醇和/或0-2重量%的表面活性剂的水性溶剂中以形成液体制剂。

4.权利要求1的生产方法，特征在于所述物质在醇中是稳定的，且被溶于醇中以形成液体制剂。

5.权利要求1的生产方法，特征在于形成所述气雾剂的小滴的平均直径小于或等于5μm。

6.权利要求1到3中任一项的生产方法，其中电场是通过在以下位置施加电势差而形成的：(i)在喷嘴(11)和支持物(31)之间，所述支持物通过一个或多个触点连接到地；或(ii)在喷嘴(11)和对电极(12)之间，所述对电极(12)为定位在喷嘴与支持物之间的被极化或连接到地的环或带孔板。

7.权利要求中1到3中任一项的生产方法，其中所述物质通过同时或非同时操作的几个电流体动力学喷雾装置来喷射，每个装置都在贴片的支持物上产生物质淀积物。

8.权利要求1到3中任一项的生产方法，其中气雾剂的形成是在周围环境空气中或在不同于空气的气体气氛中进行。

9.权利要求8的生产方法，其中所述气体是绝缘气体。

10.权利要求1到3中任一项的生产方法，特征在于所述物质是药用、化妆用、疫苗用和/或诊断用的物质，且包括多肽、蛋白质或化学分子。

11.权利要求3或4的生产方法，其中所述醇是乙醇。

12.权利要求1到3中任一项的生产方法，其中包含物质的液体制剂(21)在喷雾过程中以恒定流速被提供给喷嘴。

13.权利要求12的生产方法，其中所述恒定流速低于1.5毫升/小时。

14.权利要求1到3中任一项的生产方法，其中所述导电性支持物是基于导电材料的支持物或者是在表面处或在主体中经过处理以使其有导电性的支持物。

15.权利要求1到3中任一项的生产方法，其中所述支持物包括至少一个导电面，所述导电面定位为面向喷嘴。

16.权利要求14的生产方法，其中所述支持物用生物相容性材料。

17.权利要求16的生产方法，其中所述生物相容性材料选自掺杂型聚合物、生物相容性金属或在支持物的一个或两个面上涂有导电层的聚合物。

18.权利要求17的生产方法，其中所述导电层由金属、碳或氧化物组成。

19.权利要求18的生产方法，其中所述金属是金、银、铂或铝。

20.权利要求18的生产方法，其中所述氧化物是掺杂有锡的氧化铟(ITO)。

21.权利要求1到3中任一项的生产方法，另外包括在喷射步骤之前处理支持物的步骤，该步骤包括在大气压力下进行等离子体处理、和/或金属化、和/或氧化物淀积和/或石墨淀积。

22.权利要求1到3中任一项的生产方法，特征在于，贴片的其上投射有所述物质的支持物基本上是平坦的。

23.权利要求1到3中任一项的生产方法，另外包括在来自气雾剂(22)的粒子的淀积过程中和/或之后增强溶剂蒸发从而获得干燥残留物形式的物质的手段。

24.权利要求23的生产方法，其中所述蒸发手段通过加热、对流、辐射、冻干或干气体循环来实现。

25.权利要求1到3中任一项的生产方法，其中其上淀积有所述物质的支持物然后被包装，以便使物质(33)与外部环境隔离。

26.权利要求22的生产方法，其中其上淀积有所述物质的支持物覆盖有可剥离膜(32)。

27.通过权利要求1-26中任一项的生产方法得到的用于物质的皮肤施用的贴片。

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