JP2024039052A - 塩形態の有効成分を含むマイクロニードルアレイ - Google Patents

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Abstract

【課題】塩形態の有効成分の皮内送達のための適切な剤形を提供する。【解決手段】担体上に複数のマイクロニードルを備えた、塩形態の有効成分の皮内送達で使用するためのマイクロニードルアレイであって、該マイクロニードルは、少なくとも1種の塩形態の有効成分および少なくとも1種の生分解性ポリマーを含有する製剤を含む、前記マイクロニードルアレイである。また、前記皮内送達で使用するためのマイクロニードルアレイを備えるアプリケーターシステムであって、該アプリケーターシステムは、トリガ機構を備えることを特徴とする、前記アプリケーターシステムである。【選択図】なし

Description

本発明は、塩形態の有効成分、特に塩形態の医薬を皮内送達するためのマイクロニードルアレイ、特にアプリケーターシステム、およびその使用に関し、該マイクロニードルアレイは、ヒトまたは動物の皮膚への貫入に適しており、該マイクロニードルは、少なくとも1種の塩形態の有効成分および少なくとも1種の生分解性ポリマーを含有する製剤で作製されている。
マイクロニードルアレイが有効成分、特に医薬の無痛皮内(または経皮)投与のために使用される、マイクロニードルシステムおよびデバイスは従来技術から知られている。塩形態の有効成分の経皮送達は、パッチまたは経皮治療システム(TTS)について本出願人による特許文献1に開示されている。
皮膚は幾つかの層からなる。角質層である皮膚の最外層は、異物が体内に浸透することと、身体自身の物質が体外に出て行くことを防ぐための公知の遮断特性を有する。約10マイクロメートル~30マイクロメートルの厚さを有する密集した角質細胞片から構成される複雑な構造物である角質層は、身体を保護するこの目的のために水密な膜を形成する。角質層の天然のこの不透過性により、殆どの医薬品および他の物質は、皮内送達の一部としての皮膚を通じた投与が妨げられる。
したがって、結果として、例えば角質層に微細孔または切り傷を作り、角質層中または角質層下に医薬を供給または送達することによって様々な物質が投与される。こうすることで、多数の医薬を、例えば皮下または皮内または皮膚内で投与することもできる。
従来技術では、有効成分が通常その基剤の形態で送達されることがいまだ問題であるが、この形態はその塩形態よりも安定性が低いため、損失が生じる。したがって、塩形態で送達されるべき有効成分を塩形態の適切な剤形で提供することが大いに求められている。
独国特許第102007041557号
したがって、本発明の課題は、塩形態の有効成分の皮内送達のための適切な剤形を提供することである。
上記課題は、特許請求の範囲に示される技術的な教示により解決される。
したがって、本発明は、請求項1の特徴を有するそのような教示に関し、これは、担体上に複数のマイクロニードルを備えた、塩形態の有効成分の皮内送達で使用するためのマイクロニードルアレイであって、マイクロニードルは、少なくとも1種の塩形態の有効成分および少なくとも1種の生分解性ポリマーを含有する製剤から構成される、マイクロニードルアレイに関する。
貫入したマイクロニードルはその場で溶解し、皮膚に直接吸収されることが特に有利で
ある。これにより、塩形態の有効成分は、製剤内に包埋されることにより皮膚へと導入されるため、マイクロニードルは内部が中空である必要もまたはチャネルを有する必要もない。塩形態該製剤は体内で溶解し、塩形態の有効成分が放出される。さらに、中空のマイクロニードルは、装着期間中に空洞が凝固血液で詰まる場合があるという欠点を有する。
本発明によれば、皮内送達に適した全ての適切な塩形態の有効成分が包含される。
塩形態の有効成分は、好ましくは、麻酔薬のような鎮痛薬の群からの有効成分である。モルヒネ誘導体、ヘロインおよびブプレノルフィン、またはフェンタニルおよびその誘導体、スフェンタニルおよびアルフェンタニルが好ましい物質として挙げられるが、それらの全てはそれらの塩形態である。本発明を限定するものではないが、特にクエン酸フェンタニルまたは塩酸ブプレノルフィンが本発明による塩として理解される。本発明は同様に、塩酸オキシコドンまたは塩酸モルヒネのような他の公知のオピオイド塩も包含する。塩はエタノールのような薬学的に許容可能な溶媒中に可溶性であることが好ましい。「可溶性」という用語は、1部の塩が10部~30部の溶媒中に溶解することを意味するものとする。
当業者であれば、有効成分に対応する塩を製造することができる。
マイクロニードルアレイは、患者の皮膚を介してまたは皮膚内へ塩形態の有効成分を放出することができるように、複数のマイクロニードルを備えることができ、ここで、マイクロニードルアレイは患者の皮膚に適用される。マイクロニードルアレイの各マイクロニードルは、好ましくは2つの端部を有する細長い軸(shaft)を備え、軸の片方の端部は
マイクロニードルの基部を形成し、それによりマイクロニードルは平坦な担体に取り付けられ、またはそれによりマイクロニードルは平坦な担体へと一体化される。基部の反対側に位置する軸の端部は、好ましくは、マイクロニードルができる限り容易に皮膚へと貫入することができるようにテーパー形状を有する。
本発明によるマイクロニードルアレイは、塩形態の有効成分の皮内送達で使用するのに適しており、担体上に、塩形態複数のマイクロニードルを備えており、ここで、マイクロニードルは、少なくとも1種の塩形態の有効成分および少なくとも1種の生分解性ポリマーを含有する製剤を含むまたは製剤から構成される。
特に好ましくは、生分解性ポリマーは、水溶性ポリマー、好ましくは、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、セルロース、デキストラン、乳酸および/またはグリコール酸のようなアルファヒドロキシ酸、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリラクチド-co-グリコリド、ならびにそれらとポリエチレングリコールとのコポリマー、ポリ酸無水物、ポリ(オルト)エステル、ポリウレタン、ポリ酪酸、ポリ吉草酸およびポリラクチド-co-カプロラクトンからなる群から選択されるポリマーとし得る。
本発明の意味の範囲内で、水もしくはエタノールまたはアルコール/水混合物中に室温で最大50%、または沸騰熱で、すなわち約78℃で最大80%溶解するポリマーも水溶性であるとみなされる。
マイクロニードルは、円形の断面または、例えば三角形、四角形もしくは多角形の断面を有する非円形の断面を有する軸を有し得る。軸は、ニードルの基部からニードル先端まで、またはほぼニードル先端まで延びる1つの通路または複数の通路を有し得る。マイクロニードルは(逆)鉤として設計することができ、ここで、これらのマイクロニードルの1つまたはそれ以上は、1つまたはそれ以上のそのような鉤を備える。さらに、マイクロニードルは螺旋形状で構成され、回転可能に配置することができ、それにより、回転運動
が加えられると皮膚への貫入が容易になり、特に表皮内の所望の貫入深さで皮内での係留を実現することができる(独国特許出願公開第10353629号明細書)。
マイクロニードルの直径は、典型的には1μm~1000μmの間、好ましくは10μm~100μmの間の範囲である。通路の直径は、典型的には3μm~80μmの間の範囲であり、好ましくは液体物質、溶液および物質調製物を通過させるのに適している。マイクロニードルの長さは、典型的には5μm~6000μmの間、特に100μm~700μmの間の範囲である。
マイクロニードルは、その基部で平坦な担体に取り付けられている、または平坦な担体へと一体化されている。マイクロニードルは、好ましくは、担体の表面領域に対して実質的に垂直に位置するように配置される。マイクロニードルは、規則的または不規則的に配置することができる。複数のマイクロニードルの配置は、異なる断面形状、異なる寸法の直径および/または異なる長さを有するマイクロニードルを備え得る。同様に、その配置は中実のマイクロニードルおよび半中実の複合体を備え得る。
担体上のマイクロニードルの密度は、5個/cm~5000個/cm、特に5個/cm~1000個/cmでもよい。
マイクロニードルアレイは平坦な担体を備えることができ、ここで、担体は本質的にディスク形状、プレート形状またはフィルム形状の基本形状を有する。担体は円形、楕円形、三角形、四角形または多角形の基部表面領域を有し得る。担体は金属、セラミック材料、半導体、有機材料、ポリマーまたは複合材のような様々な材料から製造することができる。担体の製造に適した材料は、好ましくはフィルムまたはウェブ状材料、例えば、好ましくはポリエチレン(PE)もしくはポリプロピレン(PP)製の微孔質膜、または好ましくはエチレン-酢酸ビニルコポリマー(EVA)もしくはポリウレタン(PUR)製の拡散膜でもよい。担体を製造するための適切な材料は、ポリエチレンテレフタレート(PET)のようなポリエステル、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルケトン(PAEK)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリウレタン(PU)、ポリスチレン(PS)、ポリアミド(PA)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)のようなポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリ乳酸(PLA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)ならびに水和セルロースまたは酢酸セルロースのようなセルロース系プラスチック材料からなる群から選択することができる。担体を製造するための適切な材料は、アルミニウム、鉄、銅、金、銀、白金、上述の金属の合金を含む金属、および他の薬学的に許容可能な金属箔または金属化フィルムの群から選択することができる。
担体は、好ましくは、可撓性材料、例えば、プラスチック材料で作製されている。可撓性材料製の担体は、非可撓性材料製の担体よりも皮膚の表面およびその湾曲部へとよく馴染むことができる。こうして、マイクロニードルアレイと皮膚との間のより良好な接触が達成され、それによりマイクロニードルアレイの信頼性が改善される。
好ましい実施形態では、マイクロニードルアレイは平坦なまたは平面のマイクロニードルアレイである。
本発明の別の実施形態では、アプリケーターシステムを使用して、マイクロニードルアレイを皮膚上に圧力を掛けて配置し、皮膚に急激な負荷をかけることができる。別の好ましい実施形態では、マイクロニードルアレイを備えるマイクロニードルシステムは、アプリケーターと共に構成される。このようなアプリケーターにより、有利にはマイクロニー
ドルアレイが皮膚または角質層に貫入するように圧力機構を起動することができる(例えば、国際公開第2008091602号パンフレット、国際公開第2016162449号パンフレットを参照)。
さらなる実施形態では、マイクロニードルアレイを備えるアプリケーターシステムは、皮膚への固定だけでなく皮膚に圧力を加えるための簡単な取り扱いを可能にし、特に、少なくとも1つの固定手段を備え得る通例の機能的物体で構成される。
本発明の範囲内で、アプリケーターシステムは、塩形態の有効成分を投与するためにマイクロニードルアレイを皮膚上に設け、塩形態の有効成分を皮内に送達するデバイスを備えるシステムである。
好ましい実施形態では、アプリケーターシステムは、電気的または機械的に制御されるトリガデバイスを備え得る。例えば、アプリケーターシステムは、マイクロニードルが皮膚に貫入するようにマイクロニードルアレイを皮膚上に配置または適用するプランジャを備え得る。
トリガデバイスは、例えば、プランジャの押し込みを十分なエネルギーで行うことができるポンプ、シリンジまたはバネを備え得る。プランジャは、任意の形状および性質を有してよく、第1に、有効成分を皮膚上に投与するためにマイクロニードルアレイを第1の位置から第2の位置へと設けることが実現されるべきである。
アプリケーターシステムは、押し込みボタンまたはねじ(thread)をさらに備え得る。
さらなる実施形態によれば、マイクロニードルアレイは、ニードルパッチとも呼ばれるコンタクト接着剤の細片またはパッチによって患者または被験者の皮膚に好ましくは貼着される固定手段を備え得る。適切なコンタクト接着剤は、感圧接着剤(PSA)として知られる弱い圧力を軽く加えた後に皮膚に貼着する高粘度物質を含む。これらは高い凝集力および接着力を有する。例えば、ポリ(メタ)アクリレート系、ポリイソブチレン系またはシリコーン系のコンタクト接着剤を使用することが可能である。さらなる実施形態では、固定手段はバンド、弾性バンド、ゴムまたはストラップで作製されていてもよい。そのような固定手段によって、身体への確実な固定を実現することができる。
したがって、本発明は同様に、マイクロニードルアレイを備える本発明によるアプリケーターシステム、または皮膚用の固定手段を備える皮内送達用のマイクロニードルアレイに関する。
本発明によれば、「皮内送達」(同義語:「皮膚内送達」)という用語は、マイクロニードルアレイを介した皮膚内への任意の有効成分の投与を記載し、皮膚に穿孔または貫入するマイクロニードルを必要とする。
したがって、本発明は同様に、担体上に複数のマイクロニードルを備えたマイクロニードルアレイを、特にアプリケーターシステムによって適用する皮内送達のための方法であって、マイクロニードルが、少なくとも1種の塩形態の有効成分および少なくとも1種の生分解性ポリマーを含有する製剤で作製されている、方法に関する。
本発明は、担体上に複数のマイクロニードルを備えたマイクロニードルアレイ、特に対応するアプリケーターシステムの使用であって、マイクロニードルが、少なくとも1種の塩形態の有効成分および少なくとも1種の生分解性ポリマーを含有する製剤で作られている、使用にさらに関する。
以下の実施例は、本発明をさらに説明するために用いられるが、本発明をこれらの実施例に限定するものではない。
100mgのクエン酸フェンタニル、6.9gのResomer R 202 H(ポリラクチド、PDLLA)および約3gのエタノールを沸騰熱で溶解させた。まだ熱い状態で、この溶液を15μmの厚さおよび2.5cmの表面積を有する円形のポリエチレンテレフタレートフィルム片上に、冷却後に約0.4mm~0.8mmの高さを有するニードルが得られるように、3Dプリンタを使用してプリントした。これらのニードルは、1.43%のクエン酸フェンタニルおよび98.57%のResomer R 202 Hから構成されており、依然として微量のエタノールを含有していた。溶媒を蒸発させた後に、0.3mgの酢酸フェンタニルを含有する約20.7mgが得られるようにプリンタを設定した。0.3mgのクエン酸フェンタニルは、経皮的疼痛管理のための初回1日量に相当する。該PETフィルムは、その面をニードルからそらして、コンタクト接着剤で被覆されたメッシュ上に、接着剤メッシュがニードルパッチからはみ出るように配置した。貯蔵のために、ニードルパッチおよびコンタクト接着剤メッシュを175μmのシリコーン処理HDPEフィルム製の熱成形シートで覆うことで、ポリマーのニードルを保護した。送達のために、熱成形フィルムは剥がされる。ニードルパッチは、疼痛患者に貼着され、全方向にニードル区域からはみ出ている接着剤層によって固定される。その過程でクエン酸フェンタニルおよびResomer R 202で作製したニードルが角質層を穿孔する。Resomer R 202が崩壊し、それによりクエン酸フェンタニルが皮下組織へと放出され、そこから幾らか遅れて血液循環系に到達する。
5gのクエン酸フェンタニルを95gのポリビニルアルコール中で、溶融押出によってその2成分の混合物のガラス転移温度を上回る温度で特定の3Dプリンタに適した均質なストランド、いわゆる「押出フィラメント」へと押出し、その後に巻き取ってロールを形成した。この有効成分のポリマーストランドを、3Dプリンタを使用して溶融し、ニードルの形状にした。これにより0.5mm~1.0mmの高さを有するニードルが得られた。硬化過程ができる限り迅速に行われることを確実にし、吸湿性ポリマーが水を吸収するのを防ぐために、室温および湿度をできるだけ低く保った。該フィルムは、その面をニードルからそらして、コンタクト接着剤で被覆されたフィルム上に、接着剤フィルムが「オーバーパッチ(over-patch)」の形態でニードルパッチからはみ出るように配置した。貯蔵のために、ニードルパッチおよびコンタクト接着剤メッシュを175μmのシリコーン処理HDPEフィルム製の熱成形シートで覆うことで、ポリマーのニードルを保護した。送達のために、熱成形フィルムは剥がされる。ニードルパッチは、疼痛患者に貼着され、全方向にニードル区域からはみ出ている接着剤層によって固定される。その過程でクエン酸フェンタニルおよびポリビニルアルコールで作製したニードルが角質層を穿孔する。ポリビニルアルコールが溶解し、それによりクエン酸フェンタニルが角質層下に放出され、そこから血液循環系に到達する。
5gのクエン酸フェンタニルを95gのポリビニルアルコール中で、混合物の溶融温度を上回る温度まで加熱し、溶融した混合物を射出成形法によってニードルの形状にした。これにより0.5mm~1.0mmの高さを有するニードルが得られた。硬化過程ができる限り迅速に行われることを確実にし、吸湿性ポリマーが水を吸収するのを防ぐために、室温および湿度をできるだけ低く保った。該フィルムは、その面をニードルからそらして、コンタクト接着剤で被覆されたフィルム上に、接着剤フィルムが「オーバーパッチ」の形態でニードルパッチからはみ出るように配置した。貯蔵のために、ニードルパッチおよびコンタクト接着剤メッシュを175μmのシリコーン処理HDPEフィルム製の熱成形
シートで覆うことで、ポリマーのニードルを保護した。送達のために、熱成形フィルムは剥がされる。ニードルパッチは、疼痛患者に貼着され、全方向にニードル区域からはみ出ている接着剤層によって固定される。その過程でクエン酸フェンタニルおよびポリビニルアルコールで作製したニードルが角質層を穿孔する。ポリビニルアルコールが溶解し、それによりクエン酸フェンタニルが角質層下に放出され、そこから血液循環系に到達する。
7.5gのブプレノルフィンHClを92.5gのポリビニルアルコール中で、混合物の溶融温度を上回る温度まで加熱し、2軸スクリュー押出機によって押出し、得られたストランドを、3Dプリント法によって有効成分を通過させないフィルム上にニードルの形態でプリントし、0.5mm~1.0mmの高さを有するニードルが得られた。硬化過程ができる限り迅速に行われることを確実にし、吸湿性ポリマーが水を吸収するのを防ぐために、室温および湿度をできるだけ低く保った。該フィルムは、その面をニードルからそらして、コンタクト接着剤で被覆されたフィルム上に、接着剤フィルムが「オーバーパッチ」の形態でニードルパッチからはみ出るように配置した。貯蔵のために、ニードルパッチおよびコンタクト接着剤メッシュを175μmのシリコーン処理HDPEフィルム製の熱成形シートで覆うことで、ポリマーのニードルを保護した。送達のために、熱成形フィルムは剥がされる。ニードルパッチは、疼痛患者に貼着され、全方向にニードル区域からはみ出ている接着剤層によって固定される。その過程でブプレノルフィンHClおよびポリビニルアルコールで作製したニードルが角質層を穿孔する。ポリビニルアルコールが溶解し、それによりブプレノルフィンHClが角質層下に放出され、そこから血液循環系に到達する。
5gのブプレノルフィンHClを、ポリビニルピロリドンK30が25gの30%エタノール溶液中に溶解し、例えば、約0.8mmの長さおよび約0.2mmの幅を有し、ニードル間隔が約0.3mmのニードル64個のニードルアレイ用のネガ型窪みを備える母型の中へ計量した。その上には、約0.2mmの高さおよび1cmの表面積を有するアレイプレートのために凹部が存在していた。溶媒を乾燥により除去した後、PVP VA64の30%メタノール溶液で作製した有効成分不含の基部プレートをニードル上に計量して、曲げやすいプレートを作製し、プレートはニードルと結合してユニットを形成した。該フィルムは、その面をニードルからそらして、コンタクト接着剤で被覆されたフィルム上に、接着剤フィルムが「オーバーパッチ」の形態でニードルパッチからはみ出るように配置した。貯蔵のために、ニードルパッチおよびコンタクト接着剤メッシュを175μmのシリコーン処理HDPEフィルム製の熱成形シートで覆うことで、ポリマーのニードルを保護した。送達のために、熱成形フィルムは剥がされる。ニードルパッチは、疼痛患者に貼着され、全方向にニードル区域からはみ出ている接着剤層によって固定される。その過程でブプレノルフィンHClおよびポリビニルピロリドンで作製したニードルが角質層を穿孔する。PVP K30が溶解し、それによりブプレノルフィンHClが角質層下に放出され、そこから血液循環系に到達する。

Claims (9)

  1. 担体上に複数のマイクロニードルを備えた、塩形態の有効成分の皮内送達で使用するためのマイクロニードルアレイであって、該マイクロニードルは、少なくとも1種の塩形態の有効成分および少なくとも1種の生分解性ポリマーを含有する製剤を含むことを特徴とする、前記マイクロニードルアレイ。
  2. 塩形態の有効成分は、塩形態の医薬であることを特徴とする、請求項1に記載の塩形態の有効成分の皮内送達で使用するためのマイクロニードルアレイ。
  3. 塩形態の有効成分は、塩形態の鎮痛薬、特にクエン酸フェンタニルまたは塩酸ブプレノルフィンであることを特徴とする、請求項1または2に記載の塩形態の有効成分の皮内送達で使用するためのマイクロニードルアレイ。
  4. 生分解性ポリマーは、水溶性ポリマーであることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の皮内送達で使用するためのマイクロニードルアレイ。
  5. 生分解性ポリマーは、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、セルロース、デキストラン、乳酸および/またはグリコール酸のようなアルファヒドロキシ酸、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリラクチド-co-グリコリド、ならびにそれらとポリエチレングリコールとのコポリマー、ポリ酸無水物、ポリ(オルト)エステル、ポリウレタン、ポリ酪酸、ポリ吉草酸およびポリラクチド-co-カプロラクトンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の皮内送達で使用するためのマイクロニードルアレイ。
  6. マイクロニードルアレイは、平面であることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の皮内送達で使用するためのマイクロニードルアレイ。
  7. 担体上のマイクロニードルの密度は、5個/cm~5000個/cmであることを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載の皮内送達で使用するためのマイクロニードルアレイ。
  8. マイクロニードルアレイは、特に接着性の細片、パッチ、バンド、弾性バンド、ゴムまたはストラップからなる群から選択される固定手段を備えることを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載の使用のためのマイクロニードルアレイ。
  9. 請求項1~8のいずれか1項に記載の皮内送達で使用するためのマイクロニードルアレイを備えるアプリケーターシステムであって、該アプリケーターシステムは、トリガ機構を備えることを特徴とする、前記アプリケーターシステム。
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