JP5744517B2 - Microneedle device and method for increasing the efficacy of Japanese encephalitis virus antigen by microneedle device - Google Patents
Microneedle device and method for increasing the efficacy of Japanese encephalitis virus antigen by microneedle device Download PDFInfo
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Description
本発明は、マイクロニードルデバイスによる免疫原性増強方法に関する。 The present invention relates to a method for enhancing immunogenicity using a microneedle device.
皮膚は、最外層の角質層、表皮、真皮、および皮下結合組織からなる。通常、死細胞層および脂質二重層からなる角質層は、多くの物質に対して強力なバリア機能を示す。真皮層には、ランゲルハンス細胞と呼ばれる抗原提示細胞が存在し免疫機能を担っている。ランゲルハンス細胞は、皮膚内に侵入したタンパク質抗原を補足し、内部で分解し、MHC分子上にペプチド断片を表出する。MHC−ペプチド複合体は、輸入リンパ管から所属リンパ節の皮質下層へと移動し、T細胞と指状突起細胞とを介して接触する。ランゲルハンス細胞が、このように移動することによって、抗原が皮膚からリンパ節内に存在するTH細胞へと伝えられる。ランゲルハンス細胞は、抗原をTH細胞へ提示するために必要なMHCクラスII分子を有している。The skin consists of the outermost stratum corneum, epidermis, dermis, and subcutaneous connective tissue. Usually, the stratum corneum consisting of a dead cell layer and a lipid bilayer exhibits a strong barrier function against many substances. In the dermis layer, antigen-presenting cells called Langerhans cells exist and have an immune function. Langerhans cells capture protein antigens that have entered the skin, break down inside, and express peptide fragments on MHC molecules. The MHC-peptide complex moves from the imported lymphatic vessel to the subcortical layer of the regional lymph node, and contacts through the T cell and the finger process cell. Langerhans cells, by moving in this manner, is transmitted to the T H cells antigen is present in the lymph nodes from the skin. Langerhans cells have MHC class II molecules necessary to present antigen to the T H cells.
このように皮膚の角質層による強力なバリア機能のため真皮層へのウイルス抗原は有効であることは知られていたが、300〜2000μmと限られた真皮層への注射針による投与は技術的難しさから精度上の問題があった。 Thus, it was known that the virus antigen to the dermis layer is effective due to the strong barrier function by the stratum corneum of the skin, but the administration by the injection needle to the dermis layer limited to 300 to 2000 μm is technical. There was a problem in accuracy due to difficulty.
これを解決するための手段として、マイクロニードルが開発されている。これらは、最外層である角質層を穿刺することを目的とし、様々なサイズや形状(高さ数十〜数百マイクロメートル程度の非常に小さな突起物)が考案されており、特に非侵襲的なウイルス抗原投与方法として期待されている。 Microneedles have been developed as means for solving this problem. These are intended to puncture the outermost stratum corneum, and have been devised in various sizes and shapes (very small protrusions of several tens to several hundreds of micrometers), especially non-invasive It is expected as a new virus antigen administration method.
また、マイクロニードルを備えたデバイスを利用した場合の薬剤の適用方法についても様々な方法が考案されており、薬剤をマイクロニードル表面にコーティングして投与する方法や、針に薬剤あるいは生体成分を透過させるための穴(中空針)や溝を形成する方法、針自身に薬剤を混合する方法等が提案されている。これらのマイクロニードルデバイスは、何れも高さ数十〜数百マイクロメートル程度の非常に小さな突起物(マイクロニードル)を備えたものであるため、薬剤の適用方法によっては薬剤の経皮吸収性や吸収効率も大きく異なると考えられる。 In addition, various methods have been devised for applying drugs when using a device equipped with microneedles, such as a method of coating a drug on the surface of the microneedle and administering the drug or a biological component through the needle. A method of forming a hole (hollow needle) or a groove for making the needle, a method of mixing a drug in the needle itself, and the like have been proposed. These microneedle devices are all provided with very small protrusions (microneedles) having a height of about several tens to several hundreds of micrometers. Therefore, depending on the method of applying the drug, Absorption efficiency is also considered to differ greatly.
例えば、マイクロニードルを用いて抗原(ワクチン)の経皮吸収性を効率的に促進させる方法として、マイクロニードル表面の一部分に薬剤をコーティングする方法があり、例えば非特許文献1に開示されている。これは、マイクロニードルの一部分(特に針部分のみ)に抗原(ワクチン)をコーティングした場合、適用した抗原(ワクチン)の全てまたはそのほとんどが体内へ移行し、正確な真皮への投与手段として有用であることを示している。
For example, as a method of efficiently promoting transdermal absorbability of an antigen (vaccine) using a microneedle, there is a method of coating a drug on a part of the surface of the microneedle, which is disclosed in Non-Patent
ところで、診断薬や薬剤のような医薬物質を効率的かつ安全に投与することの重要性が最近認識されてきている。特に最近は日本脳炎ウイルス抗原において急性散在性脳脊髄炎(ADEM)の問題が指摘されている通り(非特許文献2)であり、そのリスクを低減するために、サルの腎細胞由来のベロ細胞を用いた日本脳炎ウイルス抗原の開発が行われていて、いかに少ないウイルス抗原でいかに多くの人に免疫を惹起させるかという、ウイルス抗原の効率的で簡便な投与方法の開発が望まれる。 Meanwhile, the importance of efficiently and safely administering pharmaceutical substances such as diagnostic agents and drugs has recently been recognized. In particular, as the problem of acute disseminated encephalomyelitis (ADEM) has recently been pointed out in Japanese encephalitis virus antigens (Non-patent Document 2), in order to reduce the risk, Vero cells derived from monkey kidney cells Japanese encephalitis virus antigens have been developed using, and it is desired to develop an efficient and simple administration method of virus antigens, such as how many humans can immunize with less virus antigens.
特許文献1には、治療用物質の量を低減させ治療効果を達成する目的で中空針を持ったマイクロニードルによる投与が開示されているが、免疫の惹起についての記載はない。
上述のように日本脳炎ウイルス抗原をマイクロニードルにコーティングして真皮への正確な投与を行うことにより、効率的で簡便な日本脳炎ウイルス抗原の投与の可能性があるにもかかわらず、これまで日本脳炎ウイルス抗原のマイクロニードルによる投与についての具体的な検討がなされていない。
本発明の目的は、日本脳炎ウイルス抗原の免疫原性を増強させるマイクロニードルデバイスによる免疫原性増強方法を提供することにある。Despite the possibility of efficient and simple administration of Japanese encephalitis virus antigen by coating Japanese encephalitis virus antigen on microneedles and performing accurate administration to the dermis as described above, No specific study has been made on the administration of encephalitis virus antigens using microneedles.
An object of the present invention is to provide a method for enhancing immunogenicity using a microneedle device that enhances the immunogenicity of a Japanese encephalitis virus antigen.
本発明者は以上を技術背景として日々検討を重ねた結果、サル腎細胞(ベロ細胞)由来の抗原からなる日本脳炎ウイルス抗原をコーティングしたマイクロニードルを用いて日本脳炎ウイルス抗原を経皮投与することで、抗体性が上昇することを見いだした。更に日本脳炎ウイルス抗原をコーティングしたマイクロニードルを経皮投与後、ラウリルアルコールを含有する貼付剤を貼付することで、更なる効率的な抗体価の上昇が確認できた。 The present inventor has conducted daily studies with the above as a technical background, and as a result, transdermally administers Japanese encephalitis virus antigens using microneedles coated with Japanese encephalitis virus antigens composed of antigens derived from monkey kidney cells (Vero cells). And found that the antibody property increased. Furthermore, after the transdermal administration of microneedles coated with Japanese encephalitis virus antigen, a patch containing lauryl alcohol was affixed, whereby a further efficient increase in antibody titer could be confirmed.
すなわち、本発明に係るマイクロニードルデバイスによる免疫原性増強方法は、サル腎細胞(ベロ細胞)由来の抗原からなる日本脳炎ウイルス抗原をコーティングしたポリ乳酸からなるマイクロニードルを備えたマイクロニードルデバイスを皮膚に当接し前記日本脳炎ウイルス抗原を経皮投与するものである。ここで、前記日本脳炎ウイルス抗原の経皮投与後、アジュバント効果を有するラウリルアルコールを含む貼付剤の貼付によりさらに免疫原性が増強される。その他にも皮膚浸透が可能なアジュバント活性を有する物質の塗布は免疫原性の増強効果が期待できる。 That is, the method for enhancing immunogenicity using a microneedle device according to the present invention is a method for treating a microneedle device comprising a microneedle made of polylactic acid coated with a Japanese encephalitis virus antigen made of an antigen derived from monkey kidney cells (Vero cells). And the Japanese encephalitis virus antigen is transdermally administered. Here, after the transdermal administration of the Japanese encephalitis virus antigen, the immunogenicity is further enhanced by applying a patch containing lauryl alcohol having an adjuvant effect. In addition, the application of a substance having an adjuvant activity that can penetrate the skin can be expected to enhance the immunogenicity.
本発明に係るマイクロニードルデバイスは、サル腎細胞(ベロ細胞)由来の抗原からなる日本脳炎ウイルス抗原をコーティングしたポリ乳酸からなるマイクロニードルを備える。ここで、前記コーティングは、コーティング担体としてプルランを含むことが好ましい。 The microneedle device according to the present invention includes a microneedle made of polylactic acid coated with a Japanese encephalitis virus antigen made of an antigen derived from monkey kidney cells (Vero cells). Here, the coating preferably includes pullulan as a coating carrier.
本発明によれば、サル腎細胞(ベロ細胞)由来の抗原からなる日本脳炎ウイルス抗原を、注射より簡便な操作で免疫原性を上昇させることができる。経皮的免疫賦活用のマイクロニードルデバイスを用いることにより、日本脳炎ウイルス抗原により誘発される免疫応答を刺激し、ウイルス抗原内の抗原の有効用量を減らすことができる。 According to the present invention, immunogenicity of Japanese encephalitis virus antigen consisting of an antigen derived from monkey kidney cells (Vero cells) can be increased by a simpler operation than injection. By using a microneedle device for transcutaneous immunostimulation, the immune response induced by Japanese encephalitis virus antigens can be stimulated, and the effective dose of antigens in the virus antigens can be reduced.
図1は本発明に係るマイクロニードルデバイスの一例を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は(a)のA−B断面図である。図1(a)に示すように、本発明に係るマイクロニードルデバイス(インターフェイス)5は、マイクロニードル基板8と、皮膚又は粘膜を穿孔可能な二次元状に配置された複数のマイクロニードル6とを有する。マイクロニードル基板8は、各マイクロニードル6に対応して配置された複数の開口部7を備える。本例では、マイクロニードル6の形状は円錐状であるが、本発明はこれに限定されず、四角錐等の多角錐でもよく、また別の形状でもよい。また、複数のマイクロニードル6と複数の開口部7とが交互にそれぞれ正方格子状に配置されているが、本発明はこれに限定されない。さらに、マイクロニードル6と開口部7の数は図では1:1であるが、本発明はこれに限定されることなく、開口部7を含まないものも含む。
1A and 1B are diagrams showing an example of a microneedle device according to the present invention, in which FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AB of FIG. As shown in FIG. 1 (a), a microneedle device (interface) 5 according to the present invention comprises a
本例では、マイクロニードル6の一部又は全面が、サル腎細胞(ベロ細胞)由来の抗原からなる日本脳炎ウイルス抗原でコーティングされている。コーティング1は、例えば、図1(b)に示すように、各マイクロニードル6の表面に配置される。コーティング1は、マイクロニードル6の全体に配置されているが、その一部に配置することもできる。用時に、図1(a)に示すマイクロニードル6の配置されたマイクロニードル基板面を皮膚に当接し、その反対面から薬物の溶解液を流すと、各開口部7から液体が流れ出て各マイクロニードル6に伝達され、上記日本脳炎ウイルス抗原が経皮吸収される。ここで、開口部7は必須ではなく、液体は開口部7を用いることなく別の手段でマイクロニードル6に供給してもよい。また、コーティング1は外部から液体を付与することなく、マイクロニードルを皮膚に穿孔したときの体液により溶解させることで、日本脳炎ウイルス抗原を皮膚内に放出させることができる。
In this example, a part or the whole surface of the
マイクロニードルデバイス中のマイクロニードルは、皮膚又は粘膜に穿刺されるマイクロニードル(針)とこの針部を支持する基板からなり、マイクロニードルは基板に複数配列されている。マイクロニードルは微小構造であり、マイクロニードルの高さ(長さ)hは、好ましくは50μm〜700μmであり、より好ましくは100μm〜600μm、更に好ましくは200μm〜500μmである。ここで、マイクロニードルの長さを50μm以上とするのは日本脳炎ウイルス抗原の経皮からの投与を確実とするためであり、700μm以下とするのはマイクロニードルの神経との接触を回避し、痛みの可能性を確実に減少させることができると同時に出血の可能性を確実に回避するためである。また、その長さが700μm以下であると、皮内に入る日本脳炎ウイルス抗原の量を効率よく投与することができる。 The microneedle in the microneedle device includes a microneedle (needle) that is punctured into the skin or mucous membrane and a substrate that supports the needle portion, and a plurality of microneedles are arranged on the substrate. The microneedle has a microstructure, and the height (length) h of the microneedle is preferably 50 μm to 700 μm, more preferably 100 μm to 600 μm, and further preferably 200 μm to 500 μm. Here, the length of the microneedle is set to 50 μm or more to ensure administration of the Japanese encephalitis virus antigen from the skin, and the length of 700 μm or less avoids contact of the microneedle with the nerve, This is because the possibility of pain can be surely reduced and at the same time the possibility of bleeding can be surely avoided. If the length is 700 μm or less, the amount of Japanese encephalitis virus antigen that enters the skin can be efficiently administered.
ここで、マイクロニードルとは、凸状構造物であって広い意味での針形状又は針形状を含む構造物を意味し、円錐状構造の場合、通常その基底における直径は50〜200μm程度である。また、マイクロニードルは、先鋭な先端を有する針形状のものに限定されるものではなく、先の尖っていない形状も含むものである。マイクロニードルは、好適には非金属製の合成または天然の樹脂素材を用いて作製される。また、マイクロニードルの形状は本例では円錐状であるが、本発明はこれに限定されず、四角錐等の多角錐でもよく、また別の形状でもよい。 Here, the microneedle means a convex structure and means a needle shape in a broad sense or a structure including a needle shape. In the case of a conical structure, the diameter at the base is usually about 50 to 200 μm. . Further, the microneedle is not limited to a needle shape having a sharp tip, and includes a shape having no sharp tip. The microneedles are preferably made using a non-metallic synthetic or natural resin material. Further, the shape of the microneedle is a conical shape in this example, but the present invention is not limited to this, and may be a polygonal pyramid such as a quadrangular pyramid or another shape.
マイクロニードル基板はマイクロニードルを支持するための土台であり、その形態は限定されるものではなく、例えば図1のように貫通した穴(開口部)を備えた基板であってもよく、この場合、基板の背面から、マイクロニードルにコーティングした日本脳炎ウイルス抗原の溶解液を流すことができる他、日本脳炎ウイルス抗原を開口部およびマイクロニードルを介して流して投与することもできる。マイクロニードルあるいは基板の材質としては、シリコン、二酸化ケイ素、セラミック、金属(ステンレス、チタン、ニッケル、モリブテン、クロム、コバルト等)及び合成または天然の樹脂素材等が挙げられるが、マイクロニードルの抗原性および材質の単価を考慮すると、ポリ乳酸、ポリグリコリド、ポリ乳酸−co−ポリグリコリド、プルラン、カプロノラクトン、ポリウレタン、ポリ無水物等の生分解性ポリマーや、非分解性ポリマーであるポリカーボネート、ポリメタクリル酸、エチレンビニルアセテート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオキシメチレン等の合成または天然の樹脂素材が特に好ましい。また、多糖類であるヒアルロン酸、プルラン、デキストラン、デキストリン若しくはコンドロイチン硫酸等も好適である。特に、ポリ乳酸は生分解性樹脂であり、インプラント製剤としても使用実績がある(特表2002−517300号公報または、Journal of Controlled Release 104(2005)51−66)ことから、強度面、安全性からみて最も好適なマイクロニードル素材の一つである。 The microneedle substrate is a base for supporting the microneedle, and the form thereof is not limited. For example, the substrate may be a substrate having a through hole (opening) as shown in FIG. In addition to allowing the solution of Japanese encephalitis virus antigen coated on the microneedle to flow from the back of the substrate, the Japanese encephalitis virus antigen can also be administered by flowing through the opening and the microneedle. Examples of the material of the microneedle or the substrate include silicon, silicon dioxide, ceramic, metal (stainless steel, titanium, nickel, molybdenum, chromium, cobalt, etc.) and synthetic or natural resin materials. Considering the unit price of the material, biodegradable polymers such as polylactic acid, polyglycolide, polylactic acid-co-polyglycolide, pullulan, capronolactone, polyurethane, polyanhydride, polycarbonates that are non-degradable polymers, polymethacrylic acid, A synthetic or natural resin material such as ethylene vinyl acetate, polytetrafluoroethylene, or polyoxymethylene is particularly preferable. Also suitable are polysaccharides such as hyaluronic acid, pullulan, dextran, dextrin or chondroitin sulfate. In particular, polylactic acid is a biodegradable resin and has a track record of use as an implant formulation (Japanese Patent Publication No. 2002-517300 or Journal of Controlled Release 104 (2005) 51-66). It is one of the most suitable microneedle materials in view of the above.
マイクロニードル(針)の密度は、典型的には、針の横列は1ミリメートル(mm)当たり約1ないし10の密度が提供される様に横列間が空けられている。一般に、横列は横列内の針の空間に対し実質等しい距離だけ離れており、1cm2当たり100〜10000本の針密度を有し、好ましくは100〜5000本、より好ましくは200〜2000本、更に好ましくは400〜1000本である。100本以上の針密度があると、効率良く皮膚を穿孔することができ、10000本を超える針密度では、マイクロニードルに皮膚穿孔可能な強度を付与することが難しくなる。The density of microneedles (needles) is typically spaced between the rows such that the rows of needles provide a density of about 1 to 10 per millimeter (mm). In general, the rows are separated by a substantially equal distance from the needle space in the row and have a needle density of 100-10000 per cm 2 , preferably 100-5000, more preferably 200-2000, and even more Preferably it is 400-1000. When there is a needle density of 100 or more, the skin can be efficiently perforated, and when the needle density exceeds 10,000, it is difficult to give the microneedles strength capable of perforating the skin.
マイクロニードルの製法としては、シリコン基板を用いたウエットエッチング加工又はドライエッチング加工、金属又は樹脂を用いた精密機械加工(放電加工、レーザー加工、ダイシング加工、ホットエンボス加工、射出成型加工等)、機械切削加工等が挙げられる。これらの加工法により、針部と支持部は、一体に成型される。針部を中空にする方法としては、針部を作製後、レーザー加工等で2次加工する方法が挙げられる。 Microneedle manufacturing methods include wet etching or dry etching using a silicon substrate, precision machining using metal or resin (electric discharge machining, laser machining, dicing, hot embossing, injection molding, etc.), machinery Examples include cutting. By these processing methods, the needle portion and the support portion are integrally molded. As a method for making the needle part hollow, there is a method of performing secondary processing by laser processing or the like after producing the needle part.
マイクロニードルへコーティングを行う際に、コーティング液の溶媒揮発による薬剤の濃度変化および物性の変化を最小限にするために、装置の設置環境の温湿度を一定に制御することもできる。溶媒の蒸散を防ぐためには、温度を下げるか湿度を上げるかのどちらかまたはその両方を制御することが好ましい。温度を制御しない場合の室温での湿度は、相対湿度として50〜100%RHであり、好ましくは70.0〜100%RHである。50%RH以下であると溶媒の蒸発が起こり、コーティング液の物性の変化が起こる場合がある。加湿方式には、目的の湿度状態が確保できれば特に限定されないが、気化式、蒸気式、水噴霧式などがある。 When coating the microneedles, the temperature and humidity of the installation environment of the apparatus can be controlled to be constant in order to minimize changes in the concentration and physical properties of the drug due to solvent evaporation of the coating solution. In order to prevent transpiration of the solvent, it is preferable to control either the temperature or the humidity or both. When the temperature is not controlled, the humidity at room temperature is 50 to 100% RH as relative humidity, and preferably 70.0 to 100% RH. If it is 50% RH or less, the solvent may evaporate and the physical properties of the coating solution may change. The humidification method is not particularly limited as long as the target humidity state can be secured, but there are a vaporization method, a steam method, a water spray method, and the like.
本発明で用いる日本脳炎ウイルス抗原の調製は、例えばWO01/076624号を参考に行うことができる。 Preparation of the Japanese encephalitis virus antigen used in the present invention can be performed with reference to, for example, WO01 / 076664.
マイクロニードルにコーティングするコーティング液は、日本脳炎ウイルス抗原の他、コーティング担体及び液体組成物を含み得る。また本発明コーティングとは、マイクロニードル(針)にコーティング液が留まり固着した状態が好ましく、そのためにコーティング液に乾燥工程を加えて固着させることもある。 The coating liquid that coats the microneedles can contain a coating carrier and a liquid composition in addition to the Japanese encephalitis virus antigen. The coating of the present invention is preferably a state in which the coating liquid stays and adheres to the microneedles (needles). For this purpose, the coating liquid may be fixed by applying a drying step.
コーティング担体としては、日本脳炎ウイルス抗原と比較的相溶性(均一に交わる性質)のある多糖類の担体が好ましく、ポリヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリメチルセルロース、デキストラン、ポリエチレングリコール、プルラン、カルメロースナトリウム、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、デキストラン、アラビアゴム等が好ましく、更にヒドロキシプロピルセルロース、プルラン、アラビアゴムがより好ましい。また、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC−SSL(分子量:15,000〜30,000)、HPC−SL(分子量:30,000〜50,000)、HPC−L(分子量:55,000〜70,000)、HPC−M(分子量:110,000〜150,000)、HPC−H(分子量:250,000〜400,000))、プルラン、ヒアルロン酸が更に好ましい。特に、日本脳炎ウイルス抗原との相溶性の面でプルランが最も好ましい。 As the coating carrier, a polysaccharide carrier that is relatively compatible with the Japanese encephalitis virus antigen (a property that uniformly crosses) is preferable. Polyhydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, polyhydroxypropylmethylcellulose, polymethylcellulose, dextran, polyethylene glycol, Pullulan, carmellose sodium, chondroitin sulfate, hyaluronic acid, dextran, gum arabic and the like are preferred, and hydroxypropyl cellulose, pullulan and gum arabic are more preferred. Further, hydroxypropylcellulose (HPC-SSL (molecular weight: 15,000 to 30,000), HPC-SL (molecular weight: 30,000 to 50,000), HPC-L (molecular weight: 55,000 to 70,000) HPC-M (molecular weight: 110,000 to 150,000), HPC-H (molecular weight: 250,000 to 400,000)), pullulan and hyaluronic acid are more preferable. In particular, pullulan is most preferable in terms of compatibility with the Japanese encephalitis virus antigen.
コーティング液全体のコーティング担体の含量は、1〜70重量%であり、好ましくは1〜40重量%であり、特に好ましくは3〜25重量%である。また、このコーティング担体は、液だれすることのないようある程度の粘性が必要である場合があり、粘度として100〜100000cps程度必要である。より好ましい粘度は、500〜60000cpsである。粘度がこの範囲にあることにより、マイクロニードルの材質に依存することなく、所望量のコーティング液を一度に塗布することが可能となる。また、一般的に粘度が高くなればなるほどコーティング液の量が増える傾向になる。 The content of the coating carrier in the whole coating liquid is 1 to 70% by weight, preferably 1 to 40% by weight, particularly preferably 3 to 25% by weight. In addition, this coating carrier may require a certain degree of viscosity so that it does not drip, and the viscosity is required to be about 100 to 100,000 cps. A more preferable viscosity is 500 to 60000 cps. When the viscosity is in this range, it is possible to apply a desired amount of the coating liquid at a time without depending on the material of the microneedle. In general, the higher the viscosity, the greater the amount of coating solution.
マイクロニードルをコーティングするのに使用される液体組成物は、生体適合性の担体、送達されるべき日本脳炎ウイルス抗原、および場合によってはいずれかのコーティング補助物質を揮発性液体と混合することにより調製する。揮発性液体は、水、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、エタノール、イソプロピルアルコールおよびそれらの混合物等であることができる。これらの中で水が最も好ましい。液体のコーティング液もしくは懸濁液は、典型的には、0.1〜65重量%の日本脳炎ウイルス抗原濃度を有することができ、好ましくは1〜30重量%、更に好ましくは、3〜20重量%である。
他の既知の製剤補助物質は、それらがコーティングの必要な溶解性および粘度の特徴ならびに乾燥されたコーティングの性状および物性に有害な影響を及ぼさない限りは、コーティングに添加してもよい。The liquid composition used to coat the microneedles is prepared by mixing a biocompatible carrier, the Japanese encephalitis virus antigen to be delivered, and possibly any coating aids with a volatile liquid. To do. The volatile liquid can be water, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, ethanol, isopropyl alcohol, mixtures thereof, and the like. Of these, water is most preferred. The liquid coating solution or suspension can typically have a Japanese encephalitis virus antigen concentration of 0.1 to 65 wt%, preferably 1 to 30 wt%, more preferably 3 to 20 wt%. %.
Other known formulation adjuvants may be added to the coating as long as they do not adversely affect the required solubility and viscosity characteristics of the coating and the properties and physical properties of the dried coating.
マイクロニードルのコーティングの厚さは、50μm未満であり、好ましくは25μm未満、さらに好ましくは1〜10μmである。一般に、コーティングの厚さは、乾燥後にマイクロニードルの表面にわたって測定される平均の厚さである。コーティングの厚さは、一般に、コーティング担体の複数の被膜を適用することにより増大させること、すなわち、コーティング担体固着後にコーティング工程をくり返すことで増大させることができる。 The thickness of the microneedle coating is less than 50 μm, preferably less than 25 μm, more preferably 1 to 10 μm. In general, the coating thickness is the average thickness measured across the surface of the microneedle after drying. The thickness of the coating can generally be increased by applying multiple coatings of the coating carrier, i.e. by repeating the coating process after fixing the coating carrier.
マイクロニードルの高さ(長さ)hは、上述のとおり、好ましくは50μm〜700μmである。マイクロニードルのコーティングの高さHは、マイクロニードルの高さhによって変動するが、0μm〜700μmの範囲とすることができ、通常10μm〜700μmの範囲内であり、好ましくは、30μm〜500μm程度である。 As described above, the height (length) h of the microneedles is preferably 50 μm to 700 μm. The coating height H of the microneedle varies depending on the height h of the microneedle, but can be in the range of 0 μm to 700 μm, usually in the range of 10 μm to 700 μm, preferably about 30 μm to 500 μm. is there.
本発明のマイクロニードルデバイスを使用して日本脳炎ウイルス抗原による免疫の惹起を増強するために、例えば、アジュバント効果のある脂肪族アルコール類を本発明マイクロニードルデバイスにより投与した部位に塗布することができる。このような脂肪族アルコール類においては、直鎖または分枝状の脂肪族アルコール類が好ましい。このような脂肪族アルコール類において、炭素数および分子量に特に限定はないが、皮膚透過性を考慮すると、炭素数8〜20であることがより好ましい。また、かかる脂肪族アルコール類は、飽和または不飽和のいずれであってもよい。
これら脂肪族アルコール類の中には経皮吸収における吸収促進剤として利用されることも多いが、本発明における脂肪族アルコール類は、WO2007/015441を参照すると吸収促進作用に加えて、アジュバント効果を期待することができる。In order to enhance the induction of immunity by Japanese encephalitis virus antigen using the microneedle device of the present invention, for example, an aliphatic alcohol having an adjuvant effect can be applied to the site administered by the microneedle device of the present invention. . Of these aliphatic alcohols, linear or branched aliphatic alcohols are preferred. In such aliphatic alcohols, the carbon number and molecular weight are not particularly limited, but considering the skin permeability, it is more preferably 8 to 20 carbon atoms. Such aliphatic alcohols may be saturated or unsaturated.
Among these fatty alcohols, they are often used as absorption enhancers in percutaneous absorption. However, referring to WO2007 / 015441, the aliphatic alcohols in the present invention have an adjuvant effect in addition to the absorption promoting action. You can expect.
そのような脂肪族アルコール類は、例えばオクチルドデカノール、ラウリルアルコール、オレイルアルコール、イソステアリルアルコール、デカノールなどであるが、その中でもラウリルアルコール、オレイルアルコール、イソステアリルアルコールが特に好ましく、ラウリルアルコールが最も好ましい。 Such aliphatic alcohols are, for example, octyldodecanol, lauryl alcohol, oleyl alcohol, isostearyl alcohol, decanol, etc. Among them, lauryl alcohol, oleyl alcohol, and isostearyl alcohol are particularly preferable, and lauryl alcohol is most preferable. .
ウイルス抗原に混ぜ合わせる場合には、本発明の脂肪族アルコール類は0.1〜99重量%で好ましく配合され、5〜90重量%で配合されるのがより好ましく、とくに10〜80重量%であるとさらに好ましい。最も好ましい組成中における脂肪族アルコール類の含量は15〜75重量%である。 When mixed with a viral antigen, the aliphatic alcohols of the present invention are preferably blended at 0.1 to 99% by weight, more preferably 5 to 90% by weight, particularly 10 to 80% by weight. More preferably. The content of aliphatic alcohols in the most preferred composition is 15 to 75% by weight.
該アジュバントを含む医薬製剤の形態としては、経皮的に投与できる形態であれば特に限定されないが、パップ剤やパッチ製剤等の貼付剤、軟膏剤、クリーム剤、液剤、ゲル剤、ローション剤などから必要に応じて選択できるが、特にパッチ製剤が好ましい。
パッチ製剤の投与部位については特に限定されないが、抗原の投与部位に近い方が好ましく、抗原の投与部位の上部に貼付することが更に好ましい。
該経皮投与製剤は、基剤として溶解剤、溶解補助剤、pH調整剤、防腐剤、吸収促進剤、安定化剤、充填剤、増粘剤、粘着剤、湿潤剤などの任意の成分を、該アジュバントとを組み合わせて用いることによって、常法により製造することができる。The form of the pharmaceutical preparation containing the adjuvant is not particularly limited as long as it can be administered transdermally. However, patches, ointments, creams, solutions, gels, lotions, etc. However, a patch preparation is particularly preferable.
The administration site of the patch preparation is not particularly limited, but is preferably closer to the antigen administration site, and more preferably applied to the upper part of the antigen administration site.
The preparation for transdermal administration contains, as a base, optional components such as a solubilizer, a solubilizer, a pH adjuster, an antiseptic, an absorption accelerator, a stabilizer, a filler, a thickener, an adhesive, and a wetting agent. By using the adjuvant in combination, it can be produced by a conventional method.
該アジュバントを含む医薬製剤の組成は、0.1〜99重量%で好ましく配合され、5〜90重量%で配合されるのがより好ましく、とくに10〜80重量%であるとさらに好ましい。最も好ましい組成中における脂肪族アルコール類の含量は15〜75重量%である。 The composition of the pharmaceutical preparation containing the adjuvant is preferably blended at 0.1 to 99% by weight, more preferably 5 to 90% by weight, and even more preferably 10 to 80% by weight. The content of aliphatic alcohols in the most preferred composition is 15 to 75% by weight.
(実験例1)
以下の通り調整したサル腎細胞(ベロ細胞)由来の抗原を含む日本脳炎ウイルス抗原をBIOMAX−10K(ミリポア社製)を用い、遠心分離により濃縮し、高分子ポリマー(プルラン)と混合の後、加湿器にて相対湿度90〜100%HRを維持しながら、マイクロニードルデバイスのポリ乳酸製マイクロニードル(高さ約300μm、密度841本/cm2、四角錐形状)にコーティングした。コーティング含量は抗原2μg/patchとし、4週齢のddYマウス(メス)に麻酔下で腹部剃毛後、コーティングマイクロニードルを皮膚に2時間穿刺投与した(4例)。アジュバント投与群(5例)は、アジュバント(ラウリルアルコール)貼付剤をマイクロニードル投与部位上部に貼付した。1週間後に同条件でブーストし、その1週間後に採血後、日本脳炎ウイルス抗原特異的IgG抗体価を測定した。図2にその結果を示す。(Experimental example 1)
A Japanese encephalitis virus antigen containing an antigen derived from monkey kidney cells (Vero cells) prepared as follows was concentrated by centrifugation using BIOMAX-10K (Millipore), mixed with a polymer (pullulan), While maintaining a relative humidity of 90 to 100% HR with a humidifier, the microneedle made of polylactic acid (height of about 300 μm, density of 841 pieces / cm 2 , square pyramid shape) of a microneedle device was coated. The coating content was 2 μg / patch of antigen, and a 4-week-old ddY mouse (female) was shaved from the abdomen under anesthesia, and then the coated microneedle was punctured for 2 hours into the skin (4 cases). In the adjuvant administration group (5 cases), an adjuvant (lauryl alcohol) patch was affixed to the upper part of the microneedle administration site. One week later, boosting was performed under the same conditions. After one week of blood collection, the Japanese encephalitis virus antigen-specific IgG antibody titer was measured. The results are shown in FIG.
(抗体価の測定)
採血した血液を4℃にて一夜静置した後、遠心により血清を分離し、非働化(56℃、30分間処理)した。コーティングバッファーで5μg/mLに希釈したウイルス抗原を100μL/wellにてwellに添加し、4℃、一夜静置した。固相化したプレートを洗浄バッファー400μL/wellで3回洗浄し、ブロッキングバッファーを250μL/well添加し、37℃、1時間反応した。その後、洗浄バッファー400μL/wellで3回洗浄し、十分に液を切った後に希釈バッファーにて100倍希釈し、2倍系列で段階希釈した検体を各100μL/well添加し、37℃、2時間反応させた。
次に、洗浄バッファー400μL/wellで3回洗浄し、希釈したHRP標識抗体100μL/wellを添加し、37℃、90分間反応させた。バッファー400μL/wellで3回洗浄し、TMBZ溶液を100μL/well添加し、暗所にて室温、30分間反応後、0.3N 硫酸を100μL/well添加して反応を停止し、450nmの吸光度を測定した。
コーティングバッファー;0.05M炭酸バッファー(pH9.5)
洗浄バッファー;0.05%Tween20含有PBS(PBS−T)
ブロッキングバッファー;0.5%BSA含有PBS
希釈バッファー;0.5%BSA含有PBS−T(Measurement of antibody titer)
The collected blood was allowed to stand overnight at 4 ° C., and then the serum was separated by centrifugation and inactivated (treated at 56 ° C. for 30 minutes). The virus antigen diluted to 5 μg / mL with the coating buffer was added to the well at 100 μL / well and allowed to stand at 4 ° C. overnight. The solid-phased plate was washed 3 times with 400 μL / well of washing buffer, 250 μL / well of blocking buffer was added, and reacted at 37 ° C. for 1 hour. Thereafter, the sample was washed 3 times with a washing buffer of 400 μL / well, sufficiently drained, then diluted 100-fold with a dilution buffer, and 100 μL / well of each sample diluted serially in a 2-fold series was added at 37 ° C. for 2 hours. Reacted.
Next, the plate was washed 3 times with a washing buffer of 400 μL / well, diluted HRP-labeled
Coating buffer; 0.05M carbonate buffer (pH 9.5)
Washing buffer; PBS containing 0.05% Tween 20 (PBS-T)
Blocking buffer; PBS containing 0.5% BSA
Dilution buffer: PBS-T containing 0.5% BSA
図2に示すように、マイクロニードルデバイス(MN)単独において十分な日本脳炎ウイルス抗原特異的IgG抗体価が得られ、更にアジュバント(ラウリルアルコール)貼付剤を併用した場合(MN+LAtape)には更に高い日本脳炎ウイルス抗原特異的IgG抗体価を得ることができる。 As shown in FIG. 2, a sufficient Japanese encephalitis virus antigen-specific IgG antibody titer can be obtained with the microneedle device (MN) alone, and even higher when the adjuvant (lauryl alcohol) patch is used together (MN + LAtape). Encephalitis virus antigen-specific IgG antibody titers can be obtained.
本発明は、以下のものを含む。
(1)基板に二次元状に配置され、皮膚を穿孔可能なポリ乳酸からなる、複数のマイクロニードルを備え、該マイクロニードルに、サル腎細胞(ベロ細胞)由来の日本脳炎ウイルス抗原がコーティングされたマイクロニードルデバイス。
(2)前記マイクロニードルが円錐型または角錐型である、上記(1)に記載のマイクロニードルデバイス。
(3)前記コーティングが、コーティング担体としてプルランを含む、上記(1)または(2)に記載のマイクロニードルデバイス。
(4)前記コーティングが、室温での相対湿度70.0〜100%RHにて行われる、上記(1)から(3)のいずれかに記載のマイクロニードルデバイス。
(5)前記コーティングが、アジュバント活性を有する物質を含む、上記(1)から(4)のいずれかに記載のマイクロニードルデバイス。
(6)前記アジュバント活性を有する物質が、ラウリルアルコールである、上記(5)に記載のマイクロニードルデバイス。
(7)前記マイクロニードルデバイスの基板が、日本脳炎ウイルス抗原液または日本脳炎ウイルス抗原溶解液を伝達可能な複数の開口部を有するものである、上記(1)から(6)のいずれかに記載のマイクロニードルデバイス。
(8)前記マイクロニードルの高さが200〜500μmである、上記(1)から(7)のいずれかに記載のマイクロニードルデバイス。
(9)前記マイクロニードルが400〜1000本/cm2の密度で配置される、上記(1)から(8)のいずれかに記載のマイクロニードルデバイス。
(10)マイクロニードルデバイスにより日本脳炎ウイルス抗原を投与後、更にアジュバント活性を有する物質を含有する貼付剤を貼付して、日本脳炎ウイルス抗原の奏効性を上昇させる方法において、当該方法に用いられるマイクロニードルデバイスであって、基板に二次元状に配置され、皮膚を穿孔可能なポリ乳酸からなる複数のマイクロニードルを有し、当該マイクロニードルは、サル腎細胞(ベロ細胞)由来の日本脳炎ウイルス抗原がコーティングされていることを特徴とするマイクロニードルデバイス。
(11)基板に二次元状に配置され、皮膚を穿孔可能なポリ乳酸からなる、複数のマイクロニードルを備え、該マイクロニードルにサル腎細胞(ベロ細胞)由来の日本脳炎ウイルス抗原をコーティングしてなるマイクロニードルデバイスにより、日本脳炎ウイルス抗原の奏効性を上昇させる方法。
(12)前記マイクロニードルが円錐型または角錐型である、上記(11)に記載のマイクロニードルデバイスによる日本脳炎ウイルス抗原の奏功性を上昇させる方法。
(13)前記コーティングが、コーティング担体としてプルランを含む、上記(11)または(12)に記載のマイクロニードルデバイスによる日本脳炎ウイルス抗原の奏効性を上昇させる方法。
(14)前記コーティングが、室温での相対湿度70.0〜100%RHにて行われる、請求項11から13のいずれかに記載のマイクロニードルデバイスによる日本脳炎ウイルス抗原の奏効性を上昇させる方法。
(15)前記コーティングが、アジュバント活性を有する物質を含む、上記(11)から(14)のいずれかに記載のマイクロニードルデバイスによる日本脳炎ウイルス抗原の奏効性を上昇させる方法。
(16)前記アジュバント活性を有する物質が、ラウリルアルコールである、上記(15)に記載のマイクロニードルデバイスによる日本脳炎ウイルス抗原の奏効性を上昇させる方法。
(17)前記マイクロニードルデバイスの基板が、日本脳炎ウイルス抗原液または日本脳炎ウイルス抗原溶解液を伝達可能な複数の開口部を有するものである、上記(11)から(16)のいずれかに記載のマイクロニードルデバイスによる日本脳炎ウイルス抗原の奏効性を上昇させる方法。
(18)前記マイクロニードルの高さが200〜500μmである、上記(11)から(17)のいずれかに記載のマイクロニードルデバイスによる日本脳炎ウイルス抗原の奏効性を上昇させる方法。
(19)前記マイクロニードルが400〜1000本/cm2の密度で配置される、上記(11)から(18)のいずれかに記載のマイクロニードルデバイスによる日本脳炎ウイルス抗原の奏効性を上昇させる方法。
(20)上記(11)から(19)のいずれかに記載のマイクロニードルデバイスによる日本脳炎ウイルス抗原の奏効性を上昇させる方法による日本脳炎ウイルス抗原の経皮投与後、更にアジュバント活性を有する貼付剤を貼付して、更なるマイクロニードルデバイスによる日本脳炎ウイルス抗原の奏効性を上昇させる方法。
(21)前記貼付剤のアジュバント活性を有する物質が、ラウリルアルコールである、上記(20)に記載の更なるマイクロニードルデバイスによる日本脳炎ウイルス抗原の奏効性を上昇させる方法。The present invention includes the following.
(1) A plurality of microneedles that are two-dimensionally arranged on a substrate and are made of polylactic acid capable of perforating the skin, and coated with Japanese encephalitis virus antigen derived from monkey kidney cells (Vero cells). Microneedle device.
(2) The microneedle device according to (1) above, wherein the microneedle is conical or pyramidal.
(3) The microneedle device according to (1) or (2), wherein the coating contains pullulan as a coating carrier.
(4) The microneedle device according to any one of (1) to (3), wherein the coating is performed at a relative humidity of 70.0 to 100% RH at room temperature.
(5) The microneedle device according to any one of (1) to (4), wherein the coating contains a substance having an adjuvant activity.
(6) The microneedle device according to (5) above, wherein the substance having adjuvant activity is lauryl alcohol.
(7) The substrate of the microneedle device according to any one of (1) to (6), wherein the substrate has a plurality of openings through which a Japanese encephalitis virus antigen solution or a Japanese encephalitis virus antigen solution can be transmitted. Microneedle device.
(8) The microneedle device according to any one of (1) to (7), wherein a height of the microneedle is 200 to 500 μm.
(9) The microneedle device according to any one of (1) to (8), wherein the microneedles are arranged at a density of 400 to 1000 / cm 2 .
(10) A method for increasing the response of Japanese encephalitis virus antigen by administering a patch containing a substance having an adjuvant activity after administration of Japanese encephalitis virus antigen using a microneedle device. A needle device having a plurality of microneedles made of polylactic acid that is two-dimensionally arranged on a substrate and can perforate the skin, and the microneedles are Japanese encephalitis virus antigens derived from monkey kidney cells (Vero cells) Is coated with a microneedle device.
(11) A plurality of microneedles made of polylactic acid that is two-dimensionally arranged on a substrate and capable of perforating the skin, and the microneedles are coated with a Japanese encephalitis virus antigen derived from monkey kidney cells (Vero cells). A method for increasing the response of Japanese encephalitis virus antigens using the microneedle device.
(12) The method for increasing the efficacy of a Japanese encephalitis virus antigen by the microneedle device according to (11) above, wherein the microneedle is a cone type or a pyramid type.
(13) The method for increasing the response of Japanese encephalitis virus antigen by the microneedle device according to (11) or (12), wherein the coating contains pullulan as a coating carrier.
(14) The method for increasing the response of Japanese encephalitis virus antigen by the microneedle device according to any one of claims 11 to 13, wherein the coating is performed at a relative humidity of 70.0 to 100% RH at room temperature. .
(15) The method for increasing the response of Japanese encephalitis virus antigen by the microneedle device according to any one of (11) to (14), wherein the coating contains a substance having an adjuvant activity.
(16) The method for increasing the efficacy of a Japanese encephalitis virus antigen by the microneedle device according to (15), wherein the substance having an adjuvant activity is lauryl alcohol.
(17) The substrate of the microneedle device according to any one of (11) to (16), wherein the substrate has a plurality of openings capable of transmitting Japanese encephalitis virus antigen solution or Japanese encephalitis virus antigen solution. To increase the response of Japanese encephalitis virus antigens using the microneedle device.
(18) A method for increasing the response of a Japanese encephalitis virus antigen by the microneedle device according to any one of (11) to (17), wherein the height of the microneedle is 200 to 500 μm.
(19) The method for increasing the efficacy of Japanese encephalitis virus antigen by the microneedle device according to any one of (11) to (18), wherein the microneedles are arranged at a density of 400 to 1000 / cm 2. .
(20) A patch having further adjuvant activity after transdermal administration of Japanese encephalitis virus antigen by the method for increasing the efficacy of Japanese encephalitis virus antigen by the microneedle device according to any of (11) to (19) above A method of increasing the response of Japanese encephalitis virus antigens with a further microneedle device.
(21) The method for increasing the efficacy of a Japanese encephalitis virus antigen by the further microneedle device according to (20), wherein the substance having the adjuvant activity of the patch is lauryl alcohol.
本発明は、マイクロニードルデバイスを用いることにより、効率的で、しかも簡便な操作でサル腎細胞(ベロ細胞)由来の日本脳炎ウイルス抗原からなる日本脳炎ウイルス抗原の抗原性を上昇させることを可能とするものであり、産業上の利用可能性がある。 The present invention makes it possible to increase the antigenicity of a Japanese encephalitis virus antigen comprising a Japanese encephalitis virus antigen derived from monkey kidney cells (Vero cells) by an efficient and simple operation by using a microneedle device. And has industrial applicability.
Claims (6)
前記マイクロニードルは円錐型または角錐型であり、前記マイクロニードルの高さは200〜500μmであり、前記マイクロニードルは400〜1000本/cm2の密度で配置されており、
前記コーティングは、コーティング液がコーティングの厚さ50μm未満、かつ高さ(H)30μm〜500μmでマイクロニードルに留まり固着した状態であり、
前記コーティングは、室温での相対湿度70.0〜100%RHにて行われることを特徴とするマイクロニードルデバイス。 A microneedle comprising a plurality of microneedles that are two-dimensionally arranged on a substrate and made of polylactic acid capable of perforating the skin, and which is coated with a Japanese encephalitis virus antigen derived from monkey kidney cells (Vero cells) A device,
The microneedle is conical or pyramidal, the height of the microneedle is 200 to 500 μm, and the microneedles are arranged at a density of 400 to 1000 / cm 2 ,
The coating is a state in which the coating liquid stays and adheres to the microneedles at a coating thickness of less than 50 μm and a height (H) of 30 μm to 500 μm,
The microneedle device is characterized in that the coating is performed at a relative humidity of 70.0 to 100% RH at room temperature.
基板に二次元状に配置され、皮膚を穿孔可能なポリ乳酸からなる、複数のマイクロニードルを有し、当該マイクロニードルは、サル腎細胞(ベロ細胞)由来の日本脳炎ウイルス抗原がコーティングされており、
前記マイクロニードルは円錐型または角錐型であり、前記マイクロニードルの高さは200〜500μmであり、前記マイクロニードルは400〜1000本/cm 2 の密度で配置されており、
前記コーティングは、コーティング液がコーティングの厚さ50μm未満、かつ高さ(H)30μm〜500μmでマイクロニードルに留まり固着した状態であり、
前記コーティングは、室温での相対湿度70.0〜100%RHにて行われることを特徴とするマイクロニードルデバイス。 After administering Japanese encephalitis virus antigen using a microneedle device, a patch containing a substance having an adjuvant activity is further applied to increase the response of Japanese encephalitis virus antigen. There,
Disposed two-dimensionally on the substrate, the skin made of pierceable polylactic acid, having a plurality of microneedles, the microneedles, monkey kidney cells (Vero cells) derived from Japanese encephalitis viral antigens have been coated ,
The microneedle is conical or pyramidal, the height of the microneedle is 200 to 500 μm, and the microneedles are arranged at a density of 400 to 1000 / cm 2 ,
The coating is a state in which the coating liquid stays and adheres to the microneedles at a coating thickness of less than 50 μm and a height (H) of 30 μm to 500 μm,
The microneedle device is characterized in that the coating is performed at a relative humidity of 70.0 to 100% RH at room temperature .
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