JP4033382B2

JP4033382B2 - インスリン投与装置

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Publication number: JP4033382B2
Application number: JP2002105796A
Authority: JP
Inventors: 健二森; 成人肥後; 誠治徳本; 秀次佐藤; 堅次杉林
Original assignee: Hisamitsu Pharmaceutical Co Inc
Current assignee: Hisamitsu Pharmaceutical Co Inc
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2022-04-08
Also published as: AU2003220956A1; US20050169976A1; WO2003084564A1; JP2003299743A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電場の力を利用してインスリンリスプロ類を皮膚または粘膜投与するインスリン投与装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
糖尿病の患者は、スルフォニル尿素などのように経口糖尿病で治療できる２型糖尿病患者と、全くインスリンの分泌が見られない１型糖尿病患者とに大別できる。１型糖尿病患者は、インスリンが分泌されないためにインスリンを投与することが必要である。また、２型糖尿病患者でも、血糖コントロールが困難な場合は、１型と同様に、インスリンを投与する治療方法がとられる。しかし、インスリンは、血糖コントロール効果は高いものの吸収性や安定性が悪く経口での投与が出来ず、また、持続性も低いために苦痛を伴う注射による１日１回から数回の頻回投与に頼るしかないのが現状である。例えば、ＷＯ０２／０２１７９Ａ１には、マイクロニードルを用いて、経皮的にインスリンやインスリンリスプロを投与した例が示されている。しかしマイクロニードルは、痛みは少ないものの皮膚に物理的に極小の孔を空け、そこから経皮的に薬物を吸収させるために、投与後に皮膚に孔が残る。そのため感染症などの問題が無視できない。
【０００３】
一方、皮膚や粘膜に対して、薬物の吸収を促進する方法としてイオントフォレーシス（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，７６巻，３４１ページ，１９８７年）やエレクトロポレーション（特表平３−５０２４１６、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９０巻，１０５０４−１０５０８ページ，１９９３年）等の様に電気的なエネルギーを用いた投与方法が開発されている。イオントフォレーシスは、皮膚の経毛嚢器官から薬物を送達させるために皮膚に孔などを生じることがなく、さらに負荷する電圧も低く、安全性に富んでいる。またエレクトロポレーションは、高い電圧を負荷するものの、適用時間が数マイクロ秒から数ミリ秒と極短く、エレクトロポレーションによりに皮膚に生じた孔は可逆的で、薬物投与終了後まで残ることはない。イオントフォレーシスおよびエレクトロポレーションはともに経皮または経粘膜により薬物の吸収を促進する安全な投与方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの技術を用いてもインスリンを投与することは難しい。例えば、イオントフォレーシスを単独で利用してインスリンの送達を行った報告があるが（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，７６巻，３４１ページ，１９８７年）、ほとんど効果が見られないか、または血糖値の下降が見られてもわずか十数分程度の効果でしかなかった。また、エレクトロポレーションを用いてもインスリンの効果を示す程十分量が送達されたという報告はない。またエレクトロポレーションとイオントフォレーシスの併用の研究もされているが、インスリンの効果を示す程十分量が送達された報告はない。インスリン以外の薬物をイオントフォレーシスとエレクトロポレーションの併用により経皮吸収を試みた例としては、分子量３０００のカルシトニンであれば、ラットにおいて数百ｎｇ／ｍＬの血中濃度を示すほど送達できたが、分子量４０００のＰＴＨでは１００ｎｇ／ｍＬにも満たない量しか送達出来ていないという報告がある（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＲｅｌｅａｓｅ，６６巻，１２７ページ，２０００年）。すなわち、イオントフォレーシスとエレクトロポレーションを併用しても、分子量３０００以上の化合物を送達することは難しく、分子量６０００のインスリンを皮膚や粘膜から十分量を送達することはさらに難しいというのが現状である。
【０００５】
従って本発明の目的は、インスリンの有効な経皮または経粘膜投与を可能にするインスリン投与装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために、低い電場を長時間負荷することができるイオントフォレーシスと高い電場を短時間負荷することができるエレクトロポレーションを単独または組み合わせて用い、種々のインスリン（ヒトインスリン、プタインスリン、ウシインスリン、アルギニン−インスリン、インスリンリスプロ）の投与を試みた。
その結果、下記構造式
【０００７】
【化２】

【０００８】
で示されるインスリンリスプロまたはその薬学的に許容され得る塩（以下、「インスリンリスプロ類」という）を用いる場合に、電場適用手段として、エレクトロポレーションとイオントフォレーシスとを組み合わせることにより、経皮または経粘膜吸収性が優れ、前記薬物が十分な薬効を発現し持続できることを見いだし、本発明に至った。
【０００９】
すなわち、本発明のインスリン投与装置は、上記インスリンリスプロ類を少なくとも２つの異なる電場適用手段を用いて経皮または経粘膜より投与するものである。ここで、２つの異なる電場適用手段は好適にはイオントフォレーシスとエレクトロポレーションである。この場合、イオントフォレーシスの適用電流は０．０１〜１．０ｍＡ／ｃｍ^２であることが好ましく、またエレクトロポレーションの適用電圧は電極間の単位距離あたり１Ｖ／ｃｍ〜１０ｋＶ／ｃｍであることが好ましい。
【００１０】
また、インスリンリスプロ類は、親水性マトリックスに溶解、懸濁または分散されていることが好ましい。親水性マトリックスは、例えば、寒天、ローカストギンガム、キサンタンガム、ポリビニルアルコール類およびその誘導体並びにポリアクリル酸およびその塩類からなる群から選択される１またはそれ以上を含むことができる。
さらに、本発明のインスリン投与装置は、インスリンリスプロ類の放出制御膜を備えることができる。放出制御膜上にエレクトロポレーション用の少なくとも１対の電極を有する。放出制御膜は好適には多孔質膜により形成される。インスリンリスプロ類が膜上に保持されるようにすることができる。この場合、インスリンリスプロ類は乾燥状態で保持され、使用時その一部または全てを溶解させて使用することが好ましい。エレクトロポレーション用電極の少なくとも１つの電極は、皮膚または粘膜に直接またはその近傍（例えば、約１００μｍ以下）に設置されるようにすることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係るインスリン投与装置は、上記インスリンリスプロ類を含むエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤と、イオントフォレーシスの対電極となるリファレンス製剤と、両製剤にそれぞれ接続された電源装置とを備える。ここで、電源装置は、イオントフォレーシス用の接続口とエレクトロポレーション用の接続口とを有することができる。
さらに、本発明に係るエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤は、バッキングと、バッキングに配置されたイオントフォレーシス電極と、イオントフォレーシス電極上に配置され上記インスリンリスプロ類を含むインスリンリスプロ含有層と、インスリンリスプロ含有層上に配置され異なる極の電極を有するエレクトロポレーション電極とを備える。ここで、インスリンリスプロ含有層とエレクトロポレーション電極との間にインスリンリスプロ類の放出を制御する放出制御膜を備えることができる。この放出制御膜は孔径として０．０１〜１０μｍを有する多孔質膜とすることができる。
【００１２】
また、本発明に係るエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤は、バッキングと、バッキングに配置されたイオントフォレーシス電極と、イオントフォレーシス電極上に配置された親水性マトリックス基剤と、親水性マトリックス基剤上に配置されたライナーと、ライナー上に配置され上記インスリンリスプロ類を保持する保持膜と、保持膜上に配置され異なる極の電極を有するエレクトロポレーション電極とを備える。ここで、インスリンリスプロ類は保持膜に乾燥状態で保持されることが好ましい。エレクトロポレーション電極は多点接触型に形成することができる。
このように構成することにより、インスリンの有効な経皮または経粘膜投与を可能にするインスリン投与装置を得ることができる。
以下、本発明について詳細に述べる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るインスリン投与装置の実施形態の一例を示す図である。本装置は、２つの異なる電場適用手段として、イオントフォレーシスおよびエレクトロポレーションを有するものであり、図１に示されるように、インスリンリスプロを含むエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤１１５と、イオントフォレーシスの対電極となるリファレンス製剤１１４と、両製剤１１４、１１５にそれぞれ接続されたエレクトロポレーション−イオントフォレーシス電源装置１１１とを備える。この電源装置１１１は、イオントフォレーシス接続口１１２とエレクトロポレーション接続口１１３とを有する。本例では、両製剤１１４、１１５は皮膚１１６に貼付されている。
【００１４】
本装置では、電源装置１１１により、高電場のエレクトロポレーションを負荷させ、かつ低電場のイオントフォレーシスを負荷させる。この場合、エレクトロポレーションの適用電圧は１Ｖ／ｃｍ〜１０ｋＶ／ｃｍが望ましい。また、イオントフォレーシスの適用電流は０．０１〜１．０ｍＡ／ｃｍ^２がインスリンの送達量、電気刺激の点から望ましい。イオントフォレーシスの電流波形としては直流、パルス、パルス脱分極等が上げられるが、これらに限定されない。また電流値を一定にする定電流通電では上記のように０．０１〜１．０ｍＡ／ｃｍ^２に、また電圧値を一定にする定電圧通電では１Ｖ〜２０Ｖの間で適用にすることが望ましい。インスリンリスプロは、その等電点（約５．５付近）より低いｐＨ環境下で存在するときは、イオントフォレーシス用電極の陽極側に含有させ、等電点より高いｐＨ環境下に存在するときはその陰極側に含有させる。陽陰極の両方に含有させ、両方から同時に投与してもよい。この場合、エレクトロポレーション電極もイオントフォレーシスの陰陽両方の製剤に設置する必要がある。
【００１５】
図２は、本発明に係るエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤の一例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。本製剤は、図のように、凹部を有するバッキング１６と、バッキング１６の凹部底面部に配置されたイオントフォレーシス電極１１と、イオントフォレーシス電極１１を外部の電源装置に接続するためのイオントフォレーシス電極接続端子１２と、バッキング１６の内側に配置されたインスリンリスプロ含有層１５と、インスリンリスプロ含有層１５上に配置された同一平面用に隣り合うそれぞれ異なる極の電極からなるエレクトロポレーション電極１４と、エレクトロポレーション電極１４を外部の電源装置に接続するためのエレクトロポレーション電極接続端子１３と、エレクトロポレーション電極１４とエレクトロポレーション電極接続端子１３とを接続する導電線１８と、皮膚へ貼付し及び導電部１８やエレクトロポレーション電極１４が不必要に皮膚と直接接しないように絶縁する粘着絶縁層１７とを備える。
【００１６】
ここで、インスリンリスプロ含有層１５は、有効成分として、上記インスリンリスプロ類を１種またはそれ以上含むものであり、インスリンリスプロの薬学的に許容され得る塩としては、特に限定されず、一般的に考えられる塩を用いることができる。
なお、インスリンリスプロ含有層１５は、マトリックスに溶解または懸濁、分散させることのできる親水性基剤を用いることが望ましい。これらの基剤としては、例えば、寒天、ゼラチン、ポリアクリル酸およびその塩、ポリビニルピロリドンおよびポリビニルピロリドンとビニルアセテートとの共重合体、メチルセルロースおよびこの誘導体、ペクチン、ポリエチレンオキサイド、メチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコールおよびその誘導体またはこれらのケン化物などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１７】
イオントフォレーシス電極の材料は、陽極側が銀や銅、陰極側が銀／塩化銀、銅／塩化銅のような非分極性の電極が望ましいが、例えばカーボン、チタン、金、白金などの分極性電極や、分極性、非分極性の両方を組み合わせて用いてもよい。エレクトロポレーション電極の材料は、電流を流すことができればどのような材料でもよく、例えばカーボン、白金、金、銀、チタン、アルミ、クロム、亜鉛、及びこれらの合金などが上げられるが、これらに限定されない。エレクトロポレーション電極は、イオントフォレーシス電極と異なり、陽陰の両極間の距離が重要である。この距離により負荷させる電場が違ってくるからである。この距離は０．０１ｍｍ〜１０ｃｍの範囲に有ることが、望ましく、負荷される電圧を考慮して決定すべきである。例えば、１０ｃｍの電極間距離で１０Ｖを負荷すれば１Ｖ／ｃｍの電場であり、０．０１ｍｍの電極間距離に１Ｖを負荷すれば１０００Ｖ／ｃｍとなる。望ましいエレクトロポレーション負荷電場は１Ｖ／ｃｍ〜１０ｋＶ／ｃｍである。エレクトロポレーション電極とイオントフォレーシス電極は共有してもよく、また別々に設置してもよい。
【００１８】
一方、イオントフォレーシスリファレンス製剤は、図示はしないが通常のイオントフォレーシス装置に用いられる構成のものでよい。例えば、本製剤は、図１において、エレクトロポレーション電極１４、エレクトロポレーション電極接続端子１３及び導電線１８を除いた構成とすることができる。この場合、インスリンリスプロ含有層１５は、インスリンリスプロを含まない単なる導電層に代えることができる。
【００１９】
図３は、本発明に係るエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤の他の例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。本製剤は、インスリンリスプロ放出制御膜を有する点で図２の製剤の例と異なる。すなわち本製剤は、図のように、凹部を有するバッキング２６と、バッキング２６の凹部底面部に配置されたイオントフォレーシス電極２１と、イオントフォレーシス電極２１を外部の電源装置に接続するためのイオントフォレーシス電極接続端子２２と、バッキング２６の内側に配置されたインスリンリスプロ含有層２５と、インスリンリスプロ含有層２５上に配置されたインスリンリスプロ放出制御膜２９と、インスリンリスプロ放出制御膜２９上に固定、もしくは印刷されており同一平面用に隣り合うそれぞれ異なる極の電極からなるエレクトロポレーション電極２４と、エレクトロポレーション電極２４を外部の電源装置に接続するためのエレクトロポレーション電極接続端子２３と、エレクトロポレーション電極２４とエレクトロポレーション電極接続端子２３とを接続する導電線２８と、皮膚へ貼付し及び導電部２８やエレクトロポレーション電極２４が不必要に皮膚と直接接しないように絶縁する粘着絶縁層２７とを備える。
【００２０】
インスリンリスプロ含有層２５は、インスリンリスプロ溶液中に増粘剤が分散されたものである。インスリンリスプロ放出制御膜２９は、特に限定されないが、インスリンリスプロの透過を妨げないことが好ましく、これには細孔を持つような多孔質膜を用いることが望ましい。多孔質膜の孔径としては好ましくは０．０１〜１０μｍ、さらに好ましくは０．１〜５μｍが、薬物の保持性、透過性に適当である。
インスリンリスプロ放出制御膜の材料としては、例えば、ナイロン膜、ポリフッ化ビニリデン、セルロース、ニトロセルロース、ポリカーボネイト、ポリスルフォン、ポリエチレン、不織布、ガーゼ、織布、紙、脱脂綿、連続発砲を有するポリエチレン、ポリプロピレン、酢酸ビニル、ポリオレフィンフォーム、ポリアミドフォーム、ポリウレタン等の多孔質膜および発砲体などやこれら材料に化学的修飾、処理を加えたもの等が挙げられるが、これらに限定されない。インスリンリスプロは後述のように膜上に乾燥状態で保持させてもよい。
なお、インスリンリスプロ含有層２５には、インスリンリスプロの他に電解質、吸収促進剤、安定化剤、ｐＨ調製剤、増粘剤、粘着剤、界面活性剤、乳化剤、不織布等を含んでいてもよい。
【００２１】
バッキングの材料としては、例えば、加工性、柔軟性かつ適度な保形成に優れた材料であればよく、例えば、不織布、塩化ビニリデン、塩化ビニル等の重合体である塩素含有樹脂、オレフィン系、エステル系、スチレン系、アクリル系、アミド系、オキシメチレン系、フェニレンスルフィド系、アミドイミド系、アクリロニトリル系、エーテルケトン、エーテルスルホン、スルホン．エーテルイミド、ブタジエン、イソプレン等の高分子重合体やこれらの共重合体が挙げられるがこれに限定されない。上記材料をフィルム状にしたものや加工したもの、あるいは成型品が用いられる。バッキングの厚さは特に限定されないが、５〜２５０μｍの厚さにすると保形性、柔軟性に優れるので好ましい。
【００２２】
図４は、本発明に係るエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤の他の例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。本製剤は、インスリンリスプロを乾燥状態で保持する保持膜を有する点で図２、図３の製剤の例と異なる。すなわち本製剤は、図のように、ライナー１０１２でイオントフォレーシス電極や親水性マトリックスを有する部分１０１０と乾燥状態のインスリンリスプロやエレクトロポレーション電極などを有する部分１０２０に分けられ、１０１０は、凹部を有するバッキング１０６と、バッキング１０６の凹部底面部に配置されたイオントフォレーシス電極１０１と、イオントフォレーシス電極１０１を外部の電源装置に接続するためのイオントフォレーシス電極接続端子１０２と、バッキング１０６の内側に配置された親水性マトリックス基剤１０５とからなる。また、１０２０は、保持膜１０９上に乾燥状態のインスリンリスプロ１０１１と固定もしくは印刷されたエレクトロポレーション電極１０４と、この保持膜周辺部を覆った絶縁粘着層１０７と絶縁粘着層１０７で保護されたエレクトロポレーション電極の導線１０８と、この導線１０８とつながるエレクトロポレーション電極端子１０３とからなる。
【００２３】
ここで、製剤使用前には、インスリンリスプロ１０１１は保持膜１０９上に粉末で乾燥状態にある。使用時、バッキング１０６、イオントフォレーシス電極１０１、親水性マトリックス基剤１０５からなる部分１０１０からライナー１０１２を引き抜き剥離後、インスリンリスプロ保持膜１０９を部分１０１０と合わせる。これにより保持膜１０９上のインスリンリスプロは溶解し、部分１０１０とインスリンリスプロ保持膜１０９が一体になった製剤は投与できる形態となる。インスリンリスプロはｐＨによっては溶解しにくいこともあるので、溶解部に溶解補助剤を加えることができ、また乾燥時のインスリンリスプロの結晶状態を変える等の対策を講じてもよい。
【００２４】
図５は、本発明に係るエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤の他の例を示す図であり、（ａ）は適用面の平面図、（ｂ）は導電層の平面図、（ｃ）は多孔質膜部分断面図、（ｄ）は全体断面図である。本製剤は、多点接触型のエレクトロポレーション電極を有する点で図２〜図４の製剤の例と異なる。すなわち本製剤では、多点接触型のエレクトロポレーション電極１２０２、１２０３が多孔質膜１２０１上に設置され、点状に皮膚と接触する。電極は皮膚を介して通電されるようにするために電極の周囲は誘電層１２０６で覆われている。エレクトロポレーションの電圧を負荷するための電流は端子１２０４、１２０５を介して流れる。これら端子１２０４、１２０５も電極周囲と同様に誘電体で覆われ漏電を防ぐ構造である。この多点接触型のエレクトロポレーション電極を組み込んだ製剤１２４０はエレクトロポレーション電極の他にイオントフォレーシス電極１２０９を有する。イオントフォレーシス電極１２０９はイオントフォレーシス電極端子１２０７を介して外部の電源装置に接続される。本製剤では、インスリンリスプロは導電層１２０８に含有させることができるが、多孔質膜１２０１に含有させてもよい。
【００２５】
【実施例】
以下に実施例、比較例を挙げ、本発明を詳細に説明する。
実施例１、比較例１、２では、インスリンリスプロ約５００ユニット／ｍＬの溶液を用いた。この調製方法を以下に示す。市販のヒューマログ（イーライリリー社製）を用い、遠心濾過、凍結乾燥により、イオンを含む低分子の除去、濃縮を行いその後、０．２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を用いて溶解、０．２Ｎ塩酸で中和し、ｐＨ約７、濃度約５００ユニット／ｍＬのインスリンリスプロ溶液を得た。
比較例３で用いたヒトインスリンの投与液は市販のヒューマリン（塩野義社製）を用い、インスリンリスプロと同様の操作を行い、ｐＨ約７、濃度約５００ユニット／ｍＬのヒトインスリン溶液を得、これを用いた。
実施例２、比較例４のインスリン投与液はそれぞれ市販の１００ユニット／ｍＬのヒューマログ、１００ユニット／ｍＬのヒューマリンをそのまま用いた。
また、比較例５〜７では各種インスリンを１００ユニット／ｍＬに調製し用いた。
【００２６】
（実施例１）
図６は、本実施例に用いたエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は平面図である。本製剤は、図示のように、凹部を有するバッキング３７と、バッキング３７の凹部底面部に配置されたイオントフォレーシス電極３１と、イオントフォレーシス電極３１を外部の電源装置に接続するためのイオントフォレーシス電極接続端子３４と、バッキング３７の内側に配置されたインスリンリスプロ水溶液層３５と、インスリンリスプロ水溶液３５上に配置された一対のエレクトロポレーション電極３２と、皮膚へ貼付し及び不必要に皮膚と直接接しないように絶縁する粘着絶縁層３６と、インスリンリスプロ溶液の供給用のポート３３とを備える。
【００２７】
ここで、バッキング３７の凹部は直径１７ｍｍの円形断面を有する。高電圧負荷用のエレクトロポレーション電極３２は銀箔を用いて作成し、電極間距離１０ｍｍで設置した。インスリンリスプロを含む側の低電圧を負荷するイオントフォレーシス電極３１は銀箔を電気分解して作成した銀／塩化銀電極を用いた。イオントフォレーシス電極３１は、イオントフォレーシス電極接続端子３４を介してイオントフォレーシス電源装置と接続される。本製剤を有するインスリン投与装置をＳＤラット腹部へ貼付し、その後ポート３３からインスリンリスプロ溶液（約５００Ｕ／ｍＬ）を適用してインスリンリスプロ水溶液層３５とした。この時、イオントフォレーシス電極は溶液中にある。エレクトロポレーション３２を用いてパルス幅１０ミリ秒で１５０ボルトを１０回負荷した後、イオントフォレーシス電極接続端子３４を介してイオントフォレーシス電極３１をイオントフォレーシス電源装置と接続し、直流電流で０．３１ｍＡを１時間負荷した。経時的に頸静脈より採血し、インスリンリスプロ測定キット（インスリンリスプロリアキット：Ｌｉｎｃｏｒｅｓｅａｒｃｈ社製）、グルコース測定キット（グルコースＣＩＩテストワコー：和光純薬社製）を用いて、血中インスリンリスプロ濃度及びグルコース濃度を測定した。
【００２８】
（実施例２）
インスリンリスプロ投与液の単位を１００ユニット／ｍＬとしたこと以外は、実施例１と同様の実験を行った。
【００２９】
（比較例１：イオントフォレーシスのみを用いる例）
図６に示した装置からエレクトロポレーション電極３２を取り除いた装置を用い、インスリンリスプロ溶液を投与し、イオントフォレーシス電極接続端子３４を介してイオントフォレーシス電極３１をイオントフォレーシス電源装置と接続し、直流電流で０．３１ｍＡを１時間負荷した。実施例１と同様に血中インスリンリスプロ濃度及びグルコース濃度を測定した。
【００３０】
（比較例２：エレクトロポレーションのみを用いる例）
図６に示した装置からイオントフォレーシス電極３１を取り除いた装置を用い、インスリンリスプロ溶液を投与し、エレクトロポレーション電極３２を用いてパルス幅１０ミリ秒で１５０ボルトを１０回負荷した。実施例１と同様に血中インスリンリスプロ濃度及びグルコース濃度を測定した。
【００３１】
（比較例３：ヒトインスリンを用いる例）
インスリンリスプロの代わりに、ヒトインスリン投与液（５００ユニット／ｍＬ）を用いたこと以外は、実施例１と同様の実験を行った。
測定は、血中インスリン測定用キット（ＩＭＸインスリン・ダイナパック：ダイナボット社製）を用いて行った。また、グルコース濃度は実施例１と同様グルコースＣＩＩテストワコーを用いた。
【００３２】
（比較例４：ヒトインスリンを用いる例））
インスリンリスプロの代わりに、ヒトインスリンとして、ヒューマリン（１００ユニット／ｍＬ：塩野義製薬社製）を用いたこと以外は、実施例１と同様の実験を行った。
測定は、血中インスリン測定用キット（ＩＭＸインスリン・ダイナパック：ダイナボット社製）を用いて行った。また、グルコース濃度は実施例１と同様グルコースＣＩＩテストワコーを用いた。
【００３３】
（比較例５：ブタインスリンを用いる例）
インスリンリスプロの代わりに、ブタインスリン（１００Ｕ／ｍＬ：シグマ社製）を用いたこと以外は、実施例１と同様の実験を行った。
血中のブタインスリン濃度の測定は行わず、血中グルコース濃度のみを測定した。
【００３４】
（比較例６：ウシインスリンを用いる例）
インスリンリスプロの代わりに、ウシインスリン（１００Ｕ／ｍＬ：シグマ社製）を用いたこと以外は、実施例１と同様の実験を行った。
血中のウシインスリン濃度の測定は行わず、血中グルコース濃度のみを測定した。
【００３５】
（比較例７：アルギニン−インスリンを用いる例）
インスリンリスプロの代わりに、アルギニン−インスリン（１００Ｕ／ｍＬ：シグマ社製）を用いたこと以外は、実施例１と同様の実験を行った。
血中のインスリン濃度の測定は行わず、血中グルコース濃度のみを測定した。
【００３６】
実施例１および比較例１、２の血中インスリンリスプロ濃度の比較を、図７のグラフに示す。実施例１は本発明のイオントフォレーシスとエレクトロポレーションを適用し、比較例１はイオントフォレーシスのみを適用し、比較例２はエレクトロポレーションのみを適用して、それぞれインスリンリスプロを投与したものである。
図７から明らかなように、実施例１では最大で１２００マイクロユニット／ｍＬのインスリンリスプロの血中濃度を示したが、比較例１、２ではいずれもインスリンリスプロはほとんど検出されなかった。
【００３７】
実施例１および比較例１、２の血中グルコースレベルの推移を、初期（投与前）の血糖値に対する投与後の血糖値の割合として、図８のグラフに示す。
実施例１では、投与後１２０分で既に初期の９％迄低下し、その後、低血糖のために死亡するラットが現れる程、高いインスリンリスプロの吸収が見られた。これに対し、比較例１、２では１２０分後で約８０％までの低下に過ぎなかった。すなわち、エレクトロポレーションとイオントフォレーシスの組み合わせのみがインスリンリスプロの高い吸収を得ることができることが示された。
【００３８】
実施例１と比較例３の血中インスリン濃度を、図９のグラフに示す。図９は、エレクトロポレーションとイオントフォレーシスを利用した場合における他のインスリンの吸収を比較したものであり、実施例１（インスリンリスプロをエレクトロポレーションとイオントフォレーシスを用いて投与）と比較例３（ヒトインスリンをエレクトロポレーションとイオントフォレーシスを用いて投与）の血中インスリン濃度を示す。両者は、インスリンの種類は違うが、投与量はいずれも約５００ユニット／ｍＬで同じである。先に示した結果と同様に、実施例１では最大で１２００μユニット／ｍＬの血中インスリン濃度を示したが、比較例３では１００μユニット／ｍＬ程度の血中インスリン濃度しか得られなかった。
【００３９】
実施例１と比較例３の血中グルコースレベルの推移を、初期（投与前）の血糖値に対する投与後の血糖値の割合として示す図１０のグラフに示す。図１０に示すように、薬効においても、インスリンリスプロでは投与後１２０分で対初期値９％まで低下したのに対して、ヒトインスリンでは４０％程度の低下に過ぎなかった。すなわち、実施例１と比較例３の比較により、エレクトロポレーションとイオントフォレーシスを用いたとしても、インスリンリスプロを用いなければ十分な吸収が得られないことがわかる。
【００４０】
実施例２と比較例４の血中インスリン濃度を、図１１のグラフに示す。すなわち、図１１は、インスリンリスプロ、ヒトインスリンとも投与液の濃度を１００ユニット／ｍＬとし、エレクトロポレーションとイオントフォレーシスを用いてインスリンを投与した場合の血中濃度を示すものである。
実施例２では、実施例１に比べて投与濃度を１／５としても、最大血中濃度が約７００マイクロユニット／ｍＬを示し、比較例４に比べて極めて高い吸収を得ることができた。
【００４１】
実施例２と比較例４、５、６、７の血中グルコースレベルの推移を、初期（投与前）の血糖値に対する投与後の血糖値の割合として、図１２のグラフに示す。すなわち、図１２は、他のインスリン（アルギニン−インスリン、ブタインスリン、ウシインスリン）をエレクトロポレーションとイオントフォレーシスを用いて、実施例２や比較例４と同様１００ユニット／ｍＬで投与したときの血中グルコースの経時的変化を示すものである。図１１から明らかなようにインスリンリスプロを用いた時だけがグルコース濃度が対初期値に対し２０％まで降下し、他のインスリンを用いた時はいずれも６５％までの降下に過ぎなかった。
【００４２】
これらに示した実験例より、高電場を極短時間負荷するエレクトロポレーションと低電場を長時間負荷するイオントフォレーシスを併用して、インスリンリスプロを投与したときのみが非常に高い吸収を得ることができ、高い薬効も確認された。イオントフォレーシスまたはエレクトロポレーションのどちらか一方では効果が無く、また両方を併用してもインスリンリスプロ以外のインスリンでは吸収が十分でなかった。
すなわち、本発明は、エレクトロポレーションおよびイオントフォレーシスとインスリンリスプロの組み合わせが、インスリンの経皮または経粘膜投与において著しく高い吸収性を得られることができることを見いだしてなされたものである。
【００４３】
上述のエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤に用いられるの処方例を次の実施例３〜実施例７に示す。これらの処方により調製した組成物を、上述のエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤に添加し、投与製剤として用いることができる。
【００４４】
（実施例３）
インスリンリスプロ（５００ユニット溶液）０．２ｍＬ
１５％ポリビニルアルコール水性ゲル１ｇ
【００４５】
（実施例４）
インスリンリスプロ（５００ユニット溶液）０．２ｍＬ
カルポキシメチルセルロースナトリウム３０ｍｇ
水０．７７ｇ
【００４６】
（実施例５）
インスリンリスプロ（５００ユニット溶液）０．２ｍＬ
寒天１０ｍｇ
ローカストギンガム３ｍｇ
水０．７８７ｇ
【００４７】
（実施例６）
インスリンリスプロ（５００ユニット溶液）０．２ｍＬ
キサンタンガム３ｍｇ
ローカストギンガム３ｍｇ
水０．７８７ｇ
【００４８】
（実施例７）
インスリンリスプロ（５００ユニット溶液）０．２ｍＬ
ポリアクリル酸５０ｍｇ
水酸化アルミニウム５ｍｇ
水０．７４５ｇ
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、インスリンの有効な経皮または経粘膜投与を可能にするインスリン投与装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインスリン投与装置の実施形態の一例を示す図である。
【図２】本発明に係るエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤の一例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】本発明に係るエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤の他の例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】本発明に係るエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤の他の例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】本発明に係るエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤の他の例を示す図であり、（ａ）は適用面の平面図、（ｂ）は導電層の平面図、（ｃ）は多孔質膜部分断面図、（ｄ）は全体断面図である。
【図６】本実施例に用いたエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は平面図である。
【図７】実施例１と比較例１、２の血中インスリンリスプロ濃度を示すグラフである。
【図８】実施例１と比較例１、２の血中グルコースレベルの推移を初期（投与前）の血糖値に対する投与後の血糖値の割合として示すグラフである。
【図９】実施例１と比較例３の血中インスリン濃度を示すグラフである。
【図１０】実施例１と比較例３の血中グルコースレベルの推移を初期（投与前）の血糖値に対する投与後の血糖値の割合として示すグラフである。
【図１１】実施例２と比較例４の血中インスリン濃度を示すグラフである。
【図１２】実施例２と比較例４、５、６、７の血中グルコースレベルの推移を初期（投与前）の血糖値に対する投与後の血糖値の割合として示すグラフである。
【符号の説明】
１１１エレクトロポレーション−イオントフォレーシス電源装置
１１２イオントフォレーシス接続口
１１３エレクトロポレーション接続口
１１４イオントフォレーシスリファレンス製剤
１１５エレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤
１１６皮膚

Claims

下記構造式

で示されるインスリンリスプロまたはその薬学的に許容され得る塩（以下、「インスリンリスプロ類」という）を、少なくともイオントフォレーシスとエレクトロポレーションを用いて、経皮または経粘膜投与することを特徴とするインスリン投与装置。
イオントフォレーシスの適用電流が、０．０１〜１．０ｍＡ／ｃｍ^２であることを特徴とする請求項１記載のインスリン投与装置。
エレクトロポレーションの適用電圧が、１Ｖ／ｃｍ〜１０ｋＶ／ｃｍであることを特徴とする請求項１または２記載のインスリン投与装置。
インスリンリスプロ類が、親水性マトリックスに溶解、懸濁または分散されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインスリン投与装置。
親水性マトリックスが、寒天、ローカストギンガム、キサンタンガム、ポリビニルアルコール類並びにポリアクリル酸およびその塩類からなる群から選択される１またはそれ以上を含むことを特徴とする請求項４の記載のインスリン投与装置。
インスリンリスプロ類の放出制御膜を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインスリン投与装置。
放出制御膜上にエレクトロポレーション用の少なくとも１対の電極を有することを特徴とする請求項６記載のインスリン投与装置。
放出制御膜が、多孔質膜により形成されていることを特徴とする請求項６または７記載のインスリン投与装置。
インスリンリスプロ類が膜上に保持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインスリン投与装置。
インスリンリスプロ類が、膜上に乾燥状態で保持され、使用時その一部または全てを溶解させて使用することを特徴とする請求項９記載のインスリン投与装置。
エレクトロポレーション用電極の少なくとも１つの電極が、皮膚または粘膜に直接またはその近傍に設置されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のインスリン投与装置。
インスリンリスプロまたはその薬学的に許容され得る塩を含むエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤と、イオントフォレーシスの対電極となるリファレンス製剤と、両製剤にそれぞれ接続された電源装置とを備えたことを特徴とするインスリン投与装置。
電源装置がイオントフォレーシス用の接続口とエレクトロポレーション用の接続口とを有することを特徴とする請求項１２記載のインスリン投与装置。
バッキングと、バッキングに配置されたイオントフォレーシス電極と、イオントフォレーシス電極上に配置され、インスリンリスプロまたはその薬学的に許容され得る塩を含むインスリンリスプロ含有層と、インスリンリスプロ含有層上に配置され異なる極の電極を有するエレクトロポレーション電極とを備えたことを特徴とするエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤。
インスリンリスプロ含有層とエレクトロポレーション電極との間に、インスリンリスプロまたはその薬学的に許容され得る塩の放出を制御する放出制御膜を備えたことを特徴とする請求項１４記載のエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤。
放出制御膜が、孔径として０．０１〜１０μｍを有する多孔質膜であることを特徴とする請求項１５記載のエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤。
バッキングと、バッキングに配置されたイオントフォレーシス電極と、イオントフォレーシス電極上に配置された親水性マトリックス基剤と、親水性マトリックス基剤上に配置されたライナーと、ライナー上に配置され、インスリンリスプロまたはその薬学的に許容され得る塩を保持する保持膜と、保持膜上に配置され異なる極の電極を有するエレクトロポレーション電極とを備えたことを特徴とするエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤。
インスリンリスプロまたはその薬学的に許容され得る塩が、保持膜に乾燥状態で保持されることを特徴とする請求項１７記載のエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤。
エレクトロポレーション電極が、多点接触型に形成されていることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれかに記載のエレクトロポレーション−イオントフォレーシス製剤。