JP5713341B2 - エレクトロスプレーによるパッチを作るための方法 - Google Patents
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Description
パッチ手段による物質の表皮適用は、人間または動物の健康において多くの適用を有する。実際、それにより、効率的な診断テストまたは有効成分を皮膚に移動させるための方法を開発することができる。体内への外用剤の浸入に対し、人間の上皮が障壁を形成する場合であっても、皮膚が完全に密閉されることはない。いくつかの調査から、さまざまな条件下におけるそのような方法の実現可能性が実験的に示されている。さらに、現在、いくつかのパッチ方式がアレルギー検出分野で市販されている。
本発明は、エレクトロスプレー手法(あるいは電気流体力学的スプレーまたはさらに<<EHDS>>)を使用することにより、パッチ、特に、ドライパッチの工業製造を行うための改善された方法の提供に関連する。
a)スプレーノズルから距離を置いて導電性支持体を配置する工程;
b)スプレーノズルに液体として物質を提供する工程;
c)ノズルと支持体との間にエアロゾルを形成するように、電場に物質を送り出す工程;および
d)形成されたエアロゾルを支持体上で収集する工程
により、電気流体力学的スプレーで物質を支持体上に堆積させることを含むことを特徴とする、方法にある。
− 特に患者の皮膚を通した投与に有利である、物質で被覆する必要があるパッチの全表面領域にわたる堆積の均一性、
− 特に、医薬規制の制約を満たすための、各パッチ上に堆積させる用量の正確な制御、
− 可能な限り生物学的に利用可能な物質堆積を得るための、各パッチの堆積の構造および品質(皮膚上にパッチを貼付した後の堆積の可溶化および発汗によるもの等)
が確保されるため、特に、パッチ、特に、ドライパッチの製造に有利である。
本発明は、パッチを生成するための改善された工業方法、その適用のための設備またはデバイスならびに、例として、医薬、美容または診断の適用において、哺乳類に対して有利かつ使用可能な特性を有する新規なパッチに関する。本発明は、とりわけ、対象物質を形成または含有する液体調合物を電気流体力学的にスプレーし、パッチの製作に適応した導電性支持体上に前記対象物質を堆積させる工程に基づく。
− 低歩留まりと同義である、生成される物質の低スループット、
− 外的条件および擾乱に対する方法の高い感受性ならびに
− 一定の調合物および一定の要求流動速度において、エアロゾルを一時的に中断し、堆積の品質を損なわずに再開することがほぼ不可能であること。
a)スプレーノズル(11)から距離を置いて導電性支持体(31)を配置する工程;
b)液体調合物(21)中の物質をスプレーノズル(11)に提供する工程;
c)ノズル(11)と支持体(31)との間にエアロゾル(22)を形成するように、電場に調合物(21)を送り出す工程;および
d)支持体(31)上に形成された、エアロゾル(22)からの粒子を収集する工程
により、電気流体力学的スプレーで支持体(31)上に物質(21)を堆積させることを含むことを特徴とする、方法にある。
電場は、ノズル出口における液体と一つ以上の電極との間に適用された電圧によって形成され、対電極は、:極性を与えられるか、アースに接続された対電極(16)と、ノズルと対電極(16)との間に位置付けられる支持体と、極性を与えられるか、アースに接続されたかのいずれかである、スプレーノズルと支持体との間に位置付けられた、リング形状の対電極(12)または穴付きプレートと、アースおよび支持体(31)の接点に接続された一つ以上の接点(41,44)との任意の組み合わせである。
i)堆積の直径の制御の可能性。実際、リング上に適用された電位により、極性を与えられたリングと、リングと同極の電荷を帯びた滴との間において、静電反発力の強度を制御することができる。その場合、リングに適用される電位が高くなるほど、リングと滴との間の静電反発力がより増加する。よって、滴の流動によって被覆された支持体の領域、したがって、堆積の直径は、リング上に適用された電位が増加するにつれ、徐々に減少する。
ii)生成領域のシールド、すなわち、もはやノズルと支持体との間ではなく、ノズルとシールドリングとの間におけるエアロゾル生成の安定化により、方法のロバスト性を増加させる。そのような場合、リングの最適な寸法、形状および位置のため、エアロゾルの生成は、ノズルとリングとの間に位置する領域の外の状況にほぼ無関係である。この安定性要求は、方法を十分にロバストなものとして作り、不安定化を回避し、このように、十分な有効生成時間を得るため、パッチの工業製造の場合には実際に必要である。
実施態様によると、スプレーノズルは、全体的に導電または全体的に絶縁であるか、導電部分および絶縁部分を有することができる。スプレーノズルが導電性であり、高電圧電源(13)に接続されている場合、調合物(21)に極性を与えることができる電極を形成する。スプレーノズルが絶縁の場合、極性を与える液体に対して、導電性であり高電圧に接続されるノズルの支持体が直接接触する。ノズル(11)は、通常、外径が有利には0.05〜8ミリメートルを含み、内径が有利には0.05〜1ミリメートルを含む、液体調合物(21)を通すための円形形状のオリフィスを有する。
エアロゾル(22)の形成に要求される電場は、高DC電圧電源を使用して発生させる。
指摘したとおり、方法では液体形態の物質を使用する。方法の性能を改善するため、この液体調合物の性質を適応させることができる。特に、本発明者らは、この調合物の電気伝導度および粘度を制御することができ、一定の場合、方法の最良の工業性能を得るために適応させることができることを示している。
− 溶剤;および
− 0〜2重量%、好ましくは、(溶液の全体重量に対して)0.05〜2%を含む量の医薬品質の界面活性剤
を含む。
− (溶液の全体体積に対して)0〜15%のアルコールを含む水性溶剤;および
− (溶液の全体重量に対して)0.05〜2%を含む量の界面活性剤
である。
特定の実施態様では、タンク(15)内に存在する調合物(21)を制御された液体流動速度でスプレーノズル(11)に運ぶため、ポンプデバイス(14)を使用する。好ましい実施態様では、ポンプデバイスとしてシリンジポンプを使用する。物質の特性に依存し、物質は、一般的に、4〜60℃を含む温度、好ましくは、20℃でタンク(15)から取り込まれる。
エレクトロスプレー原理では、粒子のエアロゾルの発生を可能にし、EHDS方法を安定化させる(安定モード)ため、液体表面における電場が要求される。空気中の大気圧力において、液体のこの極性形成は、ガス中の電場の始点であり、液体近辺のガス体積における電離および放電現象を誘起し、このように、液体EHDSを不安定化することができる。実際、これらのパルス放電は、液体表面における時間の経過による電場の変動、このように、生成された液滴の平均直径および平均電荷の変動の始点である。これらのパルス放電現象を回避するため、エアロゾルの形成に要求される電場を保持しつつ、絶縁ガス(SF6、CO2、N2Oもしくは他の任意のガスまたは当業者に公知の絶縁ガス混合物)を使用することにより、ガスの誘電体誘電率を増加させることが可能である。
本文書で使用される<<支持体>>という用語は、スプレーにより、調合物(21)に含有された物質が堆積される、パッチの材料または表面領域を指定する。この支持体は、さまざまな形状および性質のものであることができる。
− 導電性支持体、例として、フィルム(例として、金でコーティングされたPET)および
− 規則的な間隔で円形穴を包含し、導電性フィルム上に付着した発泡体フィルム、パッチ堆積領域を形成する各穴を通して可視である支持体領域
を含む。
方法を行うため、好ましくは、挙げられた調合物および流動速度条件下において、液体調合物がノズルに提供される。電場が形成され、有利には、平均サイズが約5μm未満である液滴のエアロゾルが形成される。エアロゾルから支持体上に形成された粒子がパッチ支持体上で収集され、その後または同時に、溶剤残留物を蒸発させ、乾燥堆積を形成するために処理される。このように、支持体(31)上への物質の噴射後および/または噴射中、前記物質が溶解している溶剤の可能な残留物を蒸発させることができる。受動的または加速された蒸発、例として、加熱、対流、照射(例として、紫外線または赤外線放射)、フリーズ乾燥または乾燥ガスの循環により、蒸発を達成することができる。特定の実施態様では、支持体を熱い空気の流動中に配置することにより、支持体(31)の乾燥が達成される。
− リングに適用された電位および/または
− パッチ(特に、凝縮コンパートメントを持つパッチ)の周縁部分を形成する、電気的に絶縁である粘着カラーによって達成することができる、堆積領域の材料境界。
例1:アルミめっきしたポリマーフィルム上へのBSAの堆積
図1は、本発明の方法の実施態様によるパッチ(図2および3)の製造中における電気流体力学的スプレーデバイス(1)を例示する。
i)まず、ビシンコニン酸(bicinchronic ascid、BCA)でアッセイを作ることにより、タンパク質の質量を定量した。これらのアッセイでは、BSA濃度が0.1〜5mg/mLを含み、堆積時間が1分間である場合、導電性支持体上に1〜50マイクログラムを含む量のタンパク質が堆積されることが裏付けられた。
ii)走査型電子顕微鏡法(SEM)による観察をすることにより、その後、パッチ上での乾燥残留物の均一な分布を検証することができ、電気泳動ゲル手段により、本発明による方法によるタンパク質の無分解が確認され、タンパク質の構造変化が露呈しなかった。
iii)さらに、半径方向の免疫拡散方法により、BSAタンパク質によって確保された主な機能の一つ(抗原抗体認識)が維持されることが確証された。
好ましい実施態様では、パッチは、:
− 薄い導電性金層(15nm)で被覆されたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの支持体および
− PET発泡体の両面粘着絶縁クラウン(図3)
からなる。
− フィルムとしての導電性支持体(例として、金でコーティングされたPET)および
− パッチの堆積領域を形成する各支持体の支持体領域が可視である、規則的な間隔で円形穴を包含し、導電性フィルム上に付着した発泡体フィルム(図4)
を含む。支持体フィルムは、発泡体フィルムよりも幅広く、発泡体に囲まれた各支持体領域が支持体フィルムの全導電性表面(上面)に電気接触する。この支持体フィルム領域は、製造中、アースに接続された導電性ロールを介し、アースに接続される。堆積後、パッチを切り抜く(外側を切る)。
一定の場合、ガス中に浮遊した滴の輸送時間中における溶剤の蒸発が十分であり、物質は、パッチ上で乾燥した別個の個別化した粒子となる(図7)。これらの粒子のサイズは、特に、ファン・デル・ワールス力の作用下で支持体上への粒子の粘着を促進する。
A)堆積の多層構造および
B)堆積中のマイクロ穴または亀裂の存在(図8)
この堆積のため、堆積させるピーナッツ液体調合物(21)を有利には0.7mL/時に等しい液体流動速度でノズル(11)に供給する。主に、PET/金支持体(表面で導電性)および両面粘着(絶縁)発泡体ワッシャーからなる、事前成形されたパッチの幅広ストリップ(図4)から18mmに、ノズル(11)を配置する。ノズル(11)およびピーナッツタンパク質抽出物を含有する液体(21)に対し、高電圧電源(14)により、高電圧、優先的には、9〜9,.5kVの極性を与える。時間の経過とともに電荷を流動させ、方法の安定性を確保するため、支持体の導電性面をアースに接続し、それにより、アースに接続された事前成形パッチのすべての支持体を位置付ける。
A領域:滴生成モードの継続が標準的である:滴下(GAG)⇒断続的なコーンジェット⇒安定モード⇒マルチコーンジェット。
B領域:ノズル−リング−平面構成において、マルチコーンジェットモードがもはや存在しない。安定モードの最大電圧を超え、液体コーンがノズルの軸に対して中心に留まるが、パルス放電が生成モードを擾乱する。
C領域:ノズル−リング−平面構成において、パルス放電のため、方法の安定性がもはや不可能である。
BおよびC領域で観察されるこれらの相違は、ノズルと該当する対電極(アースに接続されたリングまたは平面)との間の電場線の変化に帰することができる。
特に、パッチを作るため、EHDSによる有効成分の堆積の実現可能性を裏付けるため、第三のタイプのタンパク質をテストした。
表1は、LHRHを堆積させる範囲内でテストされた実験的な条件を示す。
Claims (24)
- 物質の皮膚適用を意図したパッチを製造するための方法であって、前記物質(21)がアレルギー性または抗原性のタンパク質またはペプチドを含む生物学的に有効な物質であり、前記パッチが導電性支持体(31)を包含し、安定生成モードでの電気流体力学的スプレーによってパッチの支持体(31)上に、生体適合溶剤に溶解している前記物質(21)を含む液体調合物を堆積させることを含み、
a)スプレーノズル(11)から距離を置いて導電性支持体(31)を配置する工程;
b)物質(21)を含有する液体調合物を、スプレーの間、一定の液体流動速度で、スプレーノズル(11)に提供し、ノズル出口の電場に調合物(21)を送り出す工程;
c)ノズル出口における滴が安定した液体コーン(テイラーコーンと呼ばれる)の形状をとり、その端部で液体ジェットを生じ、流体力学的不安定がジェットに沿って伝播し、ジェットが強い電荷を帯びた平均サイズが20μm未満の微小な滴に寸断され、電荷を帯びた滴間の静電反発力が、ノズル(11)と支持体(31)の間でのエアロゾル(22)の形成を引き起こすように、電場を形成する電圧を−30〜+30キロボルト、液体流動速度を0.01〜10mL/時に維持する工程;及び
d)前記生体適合溶剤を蒸発させることによって、前記導電性支持体(31)上に生物学的に有効な状態で前記物質の均一で乾燥した堆積を形成する工程
を含む、方法。 - 前記液体調合物は、0〜15体積%のアルコールおよび/または0〜2重量%の界面活性剤を含む水性溶剤に溶解した前記生物学的に有効な物質を含むことを特徴とする、請求項1記載の製造方法。
- 前記液体調合物は、アルコールを含むことを特徴とする、請求項1記載の製造方法。
- エアロゾルを形成する液滴が5μm以下の平均直径を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項記載の製造方法。
- (i)スプレーノズル(11)と、1つ以上の接点を介してアース接続された支持体(31)との間、又は(ii)スプレーノズル(11)と、リングまたは穴付きプレートとして、極性を与えられるか、アースに接続され、スプレーノズルと支持体との間に位置付けられた対電極(12)との間に電位差を適用することにより、電場が形成される、請求項1〜2のいずれか1項記載の製造方法。
- いくつかの電気流体力学的スプレーデバイスにより、前記生物学的に有効な物質がスプレーされ、各デバイスがパッチ支持体上に物質堆積を形成する、請求項1または請求項2に記載の製造方法。
- エアロゾルの形成が周囲空気中または空気以外のガス雰囲気中で行われる、請求項1または請求項2に記載の製造方法。
- ガスが、絶縁ガスである二酸化炭素である、請求項7記載の製造方法。
- 前記生物学的に有効な物質(21)が、医薬、美容、ワクチンおよび/または診断物質であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の製造方法。
- アルコールがエタノールである、請求項2又は3記載の製造方法。
- 前記生物学的に有効な物質(21)を含有する液体調合物が、スプレー中に定流動速度、1.5mL/時未満でノズルに提供される、請求項1〜10のいずれか1項記載の製造方法。
- 導電性支持体が、導電性材料に基づくか、導電性が作られるように表面またはバルクにおいて処理された支持体である、請求項1または請求項2に記載の製造方法。
- 支持体がノズルと対面して位置付けられた少なくとも一つの導電性面を含む、請求項1または請求項2に記載の製造方法。
- 支持体が、生体適合材料であり、添加ポリマー、生体適合金属または支持体の一つもしくは両方の面を導電性層でコーティングされたポリマーから選択される、請求項12記載の製造方法。
- 導電性層が、金属、炭素、グラファイトまたは酸化物からなる、請求項14記載の製造方法。
- 金属が、金、銀、プラチナまたはアルミニウムである、請求項15記載の製造方法。
- 酸化物がスズ添加インジウム酸化物(ITO)である、請求項15記載の製造方法。
- さらに、大気圧力でのプラズマ処理および/またはメタライゼーションおよび/または酸化物の堆積および/またはグラファイトの堆積からなる、スプレー工程前に支持体を処理する工程を含む、請求項1または請求項2に記載の製造方法。
- 前記生物学的に有効な物質が噴射されるパッチの支持体が本質的に平坦であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の製造方法。
- さらに、乾燥残留物として物質を得るため、エアロゾル(22)からの粒子の堆積中および/または堆積後に溶剤の蒸発を増加させる手段を含む、請求項1または請求項2に記載の製造方法。
- 加熱、対流、照射、フリーズ乾燥またはドライガスの循環により、蒸発手段が達成される、請求項20記載の製造方法。
- 外環境から物質(33)を絶縁するため、前記生物学的に有効な物質が堆積された支持体が、その後、パッケージングされる、請求項1または請求項2に記載の製造方法。
- 前記生物学的に有効な物質が堆積された支持体が、剥離可能フィルム(32)で被覆される、請求項19記載の製造方法。
- 請求項1〜23のいずれか1項記載の方法によって得られる、前記生物学的に有効な物質の皮膚適用のためのパッチ。
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