JP6621754B2 - 遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンを含有するマイクロニードルデバイス - Google Patents

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Description

本発明は、遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンを含有するマイクロニードルデバイスに関する。
生理活性物質を経皮投与する手段の一つとして、マイクロニードルデバイスが知られている。マイクロニードルデバイスは、その主要面上に複数のマイクロニードルを有しており、その具体的な態様としては、例えば、マイクロニードル上に生理活性物質を含有するコーティング層を形成させたものや、生理活性物質を内包する自己溶解型マイクロニードルがある（例えば、特許文献１，２）。
特表２００８−５２８５０９号公報 特表２０１４−５０７４７３号公報
本発明者らは、生理活性物質として遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンを用いて、マイクロニードルをコーティングした場合に、コーティングにおける遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの含量均一性が低く、マイクロニードルデバイスの保存中に遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンが凝集しやすいことを見出した。
コーティング中の生理活性物質の含量均一性が低いと、マイクロニードルデバイス使用時に遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの吸収が安定せず、充分な治療効果が得られない場合がある。
したがって、本発明の目的は、コーティング層を有するマイクロニードルデバイスであって、コーティング層中に遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンが凝集しにくく、均一に分散するように塗布されたマイクロニードルデバイスを提供することである。
本発明は、基板と、基板上に配置されたマイクロニードルと、マイクロニードル上に形成されたコーティング層と、を備えるマイクロニードルデバイスであって、コーティング層は、遺伝子組換型卵胞刺激ホルモン（以下、単に「ＦＳＨ」ともいう。）、アルギニン及びグリセリンを含有し、上記コーティング層において、アルギニンの質量が、ＦＳＨの質量に対して０．０７〜０．７５倍、好ましくは０．０７〜０．６倍であり、グリセリンの質量が、ＦＳＨの質量に対して０．１〜２．７５倍である、マイクロニードルデバイスを提供する。
上記コーティング層がＦＳＨ、アルギニン及びグリセリンを含有することにより、使用者に有効量のＦＳＨを持続的に投与することができ、ＦＳＨの含量均一性及び溶解性にも優れ、コーティング層の液ダレも生じにくい。
上記コーティング層は、クエン酸、リン酸、ホウ酸、酒石酸及び乳酸からなる群から選択される酸をさらに含有することが好ましい。
また、本発明は、基板及びマイクロニードルを有するマイクロニードルアレイを準備する工程と、ＦＳＨ、アルギニン及びグリセリンを混合してコーティング組成物を得る工程と、マイクロニードルにコーティング組成物を塗布する工程と、コーティング組成物を乾燥させてマイクロニードル上にコーティング層を形成する工程と、を備える、マイクロニードルデバイスの製造方法を提供する。
上記製造方法におけるコーティング組成物では、アルギニンの質量が、ＦＳＨの質量に対して０．０７〜０．７５倍、好ましくは０．０７〜０．６倍であり、グリセリンの質量が、ＦＳＨの質量に対して１〜３倍であることが好ましい。
上記コーティング組成物は、クエン酸、リン酸、ホウ酸、酒石酸及び乳酸からなる群から選択される酸をさらに含有することが好ましい。
上記コーティング層において、アルギニンの質量が、ＦＳＨの質量に対して０．０７〜０．７５倍、好ましくは０．０７〜０．６倍となり、かつグリセリンの質量が、ＦＳＨの質量に対して０．１〜２．７５倍となるまで乾燥を行うことが好ましい。
さらに、本発明は、ＦＳＨ、アルギニン及びグリセリンを含有し、上記コーティング剤において、ＦＳＨの質量を基準として、アルギニンの含有量が０．０７〜０．７５倍、好ましくは０．０７〜０．６倍であり、かつグリセリンの含有量が１〜３倍である、マイクロニードル用コーティング剤を提供する。
上記コーティング剤は、クエン酸、リン酸、ホウ酸、酒石酸及び乳酸からなる群から選択される酸をさらに含有することが好ましい。
本発明のマイクロニードルデバイスによれば、コーティング層がＦＳＨ、アルギニン及びグリセリンを含有することにより、使用者に有効量のＦＳＨを持続的に投与することができ、ＦＳＨの含量均一性及び溶解性にも優れ、コーティング層の液ダレも生じにくい。
マイクロニードルデバイスの一実施形態を示す斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った側面断面図である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、マイクロニードルデバイスの製造方法の一実施形態を示す模式図である。 一実施形態のマイクロニードルデバイスのコーティング層におけるＦＳＨの凝集体含有率を示すグラフである。
以下、図面を参照しながら、好適な実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は理解を容易にするため一部を誇張して描いており、寸法比率は説明のものとは必ずしも一致しない。
本発明の一実施形態は、基板と、基板上に配置されたマイクロニードルと、マイクロニードル上に形成されたコーティング層と、を備えるマイクロニードルデバイスであって、コーティング層は、ＦＳＨ、アルギニン及びグリセリンを含有する、マイクロニードルデバイスである。
図１は、マイクロニードルデバイスの一実施形態を示す斜視図である。図１に示すマイクロニードルデバイス１は、基板２と、基板２上に二次元状に配置された複数のマイクロニードル３と、マイクロニードル３上に形成されたコーティング層５とを備えている。コーティング層５は、ＦＳＨ、アルギニン及びグリセリンを含有するものである。
基板２は、マイクロニードル３を支持するための土台である。基板２の面積は、０．５〜１０ｃｍ２であることが好ましく、より好ましくは１〜５ｃｍ２、さらに好ましくは１〜３ｃｍ２である。この基板２を複数個つなげることで所望の大きさの基板を構成するようにしてもよい。
マイクロニードル３は微小構造であり、その高さ（長さ）は、好ましくは５０〜６００μｍである。ここで、マイクロニードル３の長さを５０μｍ以上とすることにより、コーティング層に含まれるＦＳＨの投与が確実になる。また、マイクロニードル３の長さを６００μｍ以下とすることにより、マイクロニードルが神経に接触するのを回避して、痛みを生じる可能性を減少させるとともに、出血の可能性を回避することができるようになる。また、マイクロニードル３の長さが５００μｍ以下であると、皮内に入るべき量のＦＳＨを効率良く投与することができ、基底膜を穿孔させずに投与することも可能である。マイクロニードル３の長さは、３００〜５００μｍであることが特に好ましい。
ここで、マイクロニードル３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する。もっとも、マイクロニードルは、鋭い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のものであってもよい。マイクロニードル３が円錐状構造である場合には、その基底における直径は５０〜２００μｍ程度であることが好ましい。本実施形態ではマイクロニードル３は円錐形であるが、四角錐形などの多角錐形や、別の形状のマイクロニードルであってもよい。
マイクロニードル３は、典型的には、針の横列について１ミリメートル（ｍｍ）当たり約１〜１０本の密度となるように間隔を空けて設けられる。一般に、隣接する横列は横列内の針の空間に対して実質的に等しい距離だけ互いに離れており、１ｃｍ２当たり１００〜１００００本の針密度を有する。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る。一方、１００００本を超える針密度では、マイクロニードル３の強度を保つことが難しくなる。マイクロニードル３の密度は、好ましくは２００〜５０００本、より好ましくは３００〜２０００本、さらに好ましくは４００〜８５０本である。
基板２又はマイクロニードル３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）及び合成又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及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又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、ヒアルロン酸ナトリウム、プルラン、デキストラン、デキストリン又はコンドロイチン硫酸等も好適である。
基板２又はマイクロニードル３の製造方法としては、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、金属若しく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、基板２とマイクロニードル３は一体に成型される。マイクロニードル３を中空にする方法としては、マイクロニードル３を作製後、レーザー等で２次加工する方法が挙げられる。
マイクロニードルデバイス１は、マイクロニードル３上にコーティング層５を備えているが、コーティング層５は、コーティング組成物を塗布することにより形成されることが好ましい。塗布方法としては、噴霧コーティング及び浸漬コーティング等が挙げられ、浸漬コーティングが好ましい。なお、図１では、全てのマイクロニードル３にコーティング層５が形成されているが、コーティング層５は複数存在するマイクロニードル３の一部のみに形成されていてもよい。図１ではまた、コーティング層５はマイクロニードル３の先端部分だけに形成されているが、マイクロニードル３の全体を覆うように形成されていてもよい。さらには、コーティング層５は基板２の上に形成されていてもよい。
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った側面断面図である。図２に示すように、マイクロニードルデバイス１は、基板２と、基板２上に設けられたマイクロニードル３と、マイクロニードル３上に形成されたコーティング層５と、を備えている。マイクロニードル上に形成されているコーティング層５は、ＦＳＨ、アルギニン及びグリセリンを含有する。
コーティング層に含有されるアルギニンの質量が、ＦＳＨの質量に対して０．０７〜０．７５倍であることが好ましく、０．０７〜０．６倍であることがより好ましく、０．０７〜０．３倍であることがさらに好ましく、０．０８〜０．１５倍であることが特に好ましい。
コーティング層に含有されるグリセリンの質量の下限値は、ＦＳＨの質量に対して０．１倍であることが好ましく、０．２５倍であることがより好ましく、０．５倍であることがさらに好ましい。また、コーティング層に含有されるグリセリンの質量の上限値は、ＦＳＨの質量に対して２．７５倍であることが好ましく、１．６倍であることがより好ましく、１倍であることがさらに好ましい。
また、コーティング層全体の質量を基準として、グリセリン含有量が４０質量％以下であると、液ダレが生じにくい点から好ましい。
コーティング層は、例えば、ＦＳＨ、アルギニン及びグリセリンを含有するコーティング組成物を用いて形成することができる。コーティング層がＦＳＨ、アルギニン及びグリセリンを含有することにより、コーティング組成物の塗布時またはマイクロニードルデバイスの保存時におけるコーティング層の経時劣化をより抑制することができる。
本願発明の遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンは、下垂体前葉のゴナドトロフで作られる糖タンパクであり、性腺刺激ホルモン（ゴナドトロピン）の一種である卵胞刺激ホルモンの遺伝子組換型である。男性では、ＦＳＨは睾丸の精細管成長を促進し、精子の形成を維持する。女性では、ＦＳＨは卵巣の卵胞発育を促進する。
ＦＳＨの構造は天然型の卵胞刺激ホルモンと同様に、非共有結合により結合されたα鎖とβ鎖から成るヘテロダイマー糖タンパク質であり、α鎖とβ鎖はいずれも糖化すなわちグリコシル化されている。α−サブユニットは９２個のアミノ酸残基からなり、β−サブユニットは１１１個のアミノ酸残基からなり、その各々は２つの潜在的なアスパラギンに結合されるグリコシル化部位を有する。
ＦＳＨは、例えば、ヒトＦＳＨα鎖ｃＤＮＡを組み込んだ発現ベクター及びヒトＦＳＨβ鎖ｃＤＮＡを組み込んだ発現ベクターを哺乳動物細胞にトランスフェクトして作成した組換え体ヒトＦＳＨ産生細胞を無血清培地中で培養することにより、培養液中にＦＳＨを分泌させ、該培養液から精製することにより得ることができる。
ＦＳＨの精製は、該培養液から組換え体ヒトＦＳＨ産生細胞を除いたのち、陽イオン交換カラムクロマトグラフィー、色素アフィニティーカラムクロマトグラフィー、逆相カラムクロマトグラフィー、フェニルセファロースカラムクロマトグラフィーまたはゲルろ過カラムクロマトグラフィーを組み合わせて用いることで、ＦＳＨ活性画分を回収することにより行われ、極めて純度の高いＦＳＨを得ることができる（例えば、特許第２５２３８４３号公報、特開２００１−３２３０００号公報および特開２００９−２７３４２７号公報など）。得られたＦＳＨは、無血清培地を用いて組換え体ヒトＦＳＨ産生細胞を培養することから、ウイルスの混入を防止することができるため、高い有用性を有する。
精製されたＦＳＨは非還元・非加熱条件でのＳＤＳ−ＰＡＧＥ電気泳動をした後、ゲルをクマジー染色することにより分子量約４５ｋＤａに単一バンドが認められ、このバンドは抗ヒトＦＳＨ抗体を用いたウェスタンブロッティングで染色される。
また、精製されたＦＳＨは等電点電気泳動で分析することにより、ｐＩ（等電点）３．５〜５．５に複数のバンドを認める。
ＦＳＨを投与することにより、視床下部−下垂体機能障害または多嚢胞性卵巣症候群に伴う無排卵または希発排卵における排卵誘発作用を示す。したがって、本実施形態のマイクロニードルデバイスを使用することにより、視床下部−下垂体機能障害もしくは多嚢胞性卵巣症候群に伴う無排卵もしくは希発排卵、または不妊症の治療に効果的である。
コーティング組成物において、ＦＳＨの含有量は、コーティング組成物全体の質量を基準として、２１〜３９質量％であることが好ましく、２９〜３７質量％であることがより好ましく、３０〜３５質量％であることがさらに好ましい。ＦＳＨの含有量が２１質量％以上であると、ＦＳＨの薬理作用が充分に発揮され、所望の治療効果を奏しやすい。
また、コーティング組成物がさらにアルギニンを配合することにより、塗布後のコーティング組成物中において、ＦＳＨの凝集体が生じにくくなる。ＦＳＨの凝集体が生じると、治療に寄与しうるＦＳＨの量が低下し、所望の治療効果が得られにくくなる。
コーティング組成物において、アルギニンの含有量は、コーティング組成物に含まれるＦＳＨの質量を基準として、０．０７〜０．７５倍であることが好ましく、０．０７〜０．６倍であることがより好ましく、０．０７〜０．３倍であることがさらに好ましく、０．０８〜０．１５倍であることが特に好ましい。アルギニンの含有量が、ＦＳＨの質量を基準として０．０７倍以上であると、コーティング組成物中またはコーティング層中においてＦＳＨの凝集体が生成しにくくなる。また、アルギニンの含有量が０．７５倍以下、特に０．６倍以下であると、ＦＳＨのコーティング組成物に対する溶解性がより向上する。
コーティング組成物がグリセリンを含有することにより、コーティング組成物をマイクロニードルに塗布した際のＦＳＨの含量均一性が改善する。ＦＳＨの含量均一性が改善することにより、当該マイクロニードルデバイスの使用時に、コーティング層からＦＳＨが安定的に放出され、所望の治療効果を持続的に発揮できる。また、グリセリンはＦＳＨの溶解性が高く、コーティング組成物の成分として好適である。
コーティング組成物において、グリセリンの含有量は、コーティング組成物に含まれるＦＳＨの質量を基準として、１〜３倍であることが好ましく、１〜２．７５倍であることがより好ましく、１〜１．８倍であることがさらに好ましく、１〜１．２倍であることが特に好ましい。グリセリンの含有量が、ＦＳＨの質量を基準として１倍以上であると、コーティング層におけるＦＳＨの含量均一性及び溶解性がさらに優れ、マイクロニードルに塗布した際に液ダレが生じにくい点からより好ましい。
さらに、コーティング組成物は、クエン酸、リン酸、ホウ酸、酒石酸及び乳酸からなる群から選択される酸を含有することが好ましい。特に、コーティング組成物は、クエン酸を含有することがより好ましい。コーティング組成物が特定の酸を含有することにより、ＦＳＨの凝集体の生成がさらに抑制される傾向がある。
クエン酸、リン酸、ホウ酸、酒石酸または乳酸を含有するコーティング組成物は、塩酸、硫酸または酢酸を含有するコーティング組成物と比べて、ＦＳＨの凝集体の生成がより抑制される傾向がある。
酸の含有量は、コーティング組成物全体の質量を基準として、１〜６質量％であることが好ましく、１〜３．５質量％であることがより好ましく、１〜２質量％であることがさらに好ましい。
また、酸の含有量は、コーティング組成物に含まれるアルギニンの質量に対して、０．２〜０．６倍であることが好ましく、０．３〜０．６倍であることがより好ましく、０．３〜０．４倍であることがさらに好ましい。
コーティング組成物は、必要に応じて、溶剤、高分子担体（粘度付与剤）、溶解補助剤、吸収促進剤、安定化剤、抗酸化剤、乳化剤、界面活性剤、塩類等のその他の成分をさらに含有してもよい。溶剤としては、例えば、精製水、蒸留水等の水、メタノール、エタノール等のアルコールが挙げられる。コーティング組成物が溶剤を含有することにより、マイクロニードルに塗布する際の取り扱い性を向上することができ、乾燥工程によって容易に除去することができる。
コーティング組成物が溶剤を含有する場合には、乾燥工程において溶剤が除去されるため、コーティング組成物中の成分の組成比がコーティング層に反映されるわけではない。
すなわち、マイクロニードルデバイスを製造する際に、マイクロニードル上に塗布されたコーティング組成物を乾燥させることで、コーティング層を形成させる。乾燥工程において、コーティング組成物中に含まれる溶剤が除去されるとともに、グリセリンが蒸発し、グリセリンの含有量が低下しうる。グリセリン自体は、例えば、常温における減圧乾燥においては固体となることはない。
高分子担体としては、ポリエチレンオキサイド、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、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、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、アラビアゴム等が挙げられる。なお、高分子担体として用いられるポリエチレングリコールの重量平均分子量は、６００を超え、５０００００以下であることが好ましい。高分子担体としては、生理活性物質と相溶性（均一に交わる性質）の高い担体が好ましく、ヒドロキシプロピルセルロース、デキストラン、ポリビニルアルコール、プルランなどが特に好ましい。
コーティング組成物１０の高分子担体の含有量は、コーティング組成物１０の全質量を基準として、０．００５〜３０質量％であり、好ましくは０．０１〜２０質量％であり、より好ましくは０．０５〜１０質量％である。また、この高分子担体は、液ダレ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、粘度として室温（２５℃）で１００〜１０００００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。より好ましい粘度は、５００〜６００００ｍＰａ・ｓである。
上記の他、コーティング組成物１０には、必要に応じて溶解補助剤又は吸収促進剤として、炭酸プロピレン、クロタミトン、Ｌ−メントール、ハッカ油、リモネン、ジイソプロピルアジペート等や、薬効補助剤として、サリチル酸メチル、サリチル酸グリコール、Ｌ−メントール、チモール、ハッカ油、ノニル酸ワニリルアミド、トウガラシエキス等が添加されていてもよい。
界面活性剤としては、非イオン界面活性剤、イオン界面活性剤（カチオン、アニオン、両性）のいずれでもよいが、安全性の面から通常医薬品基剤に用いられる非イオン界面活性剤が望ましい。これらの化合物としては、例えば、ショ糖脂肪酸エステルなどの糖アルコール脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油が挙げられる。
マイクロニードルデバイスの製造方法は、基板及びマイクロニードルを有するマイクロニードルアレイを準備する工程と、ＦＳＨ、アルギニン及びグリセリンを混合してコーティング組成物を得る工程と、マイクロニードルにコーティング組成物を塗布する工程と、コーティング組成物を乾燥させてマイクロニードル上にコーティング層を形成する工程と、を備える。
コーティング層を形成する際の乾燥条件としては、上記コーティング層において、アルギニンの質量が、ＦＳＨの質量に対して０．０７〜０．７５倍、好ましくは０．０７〜０．６倍となり、かつグリセリンの質量が、ＦＳＨの質量に対して０．１〜２．７５倍となるまで乾燥を行うことが好ましい。なお、コーティング層におけるグリセリンの質量の下限値は、ＦＳＨの質量に対して、０．１倍であることが好ましく、０．２５倍であることがより好ましく、０．５倍であることがさらに好ましい。また、コーティング層におけるグリセリンの質量の上限値は、ＦＳＨの質量に対して、２．７５倍であることが好ましく、１．６倍であることがより好ましく、１倍であることがさらに好ましい。
このような乾燥条件は、減圧度、温度、時間を適宜調整することができ、アルギニン及びグリセリンの質量が上記範囲となるように行うことが好ましい。乾燥条件としては、例えば、減圧度１〜１００Ｐａにて、０〜４０℃、１〜１００時間の条件で行うことができ、減圧度５〜２０Ｐａ、室温、１０〜５０時間の条件で乾燥することが好ましい。より具体的には、例えば、乾燥条件は、室温、１０Ｐａの条件である。
次に、図３を用いて、マイクロニードルデバイスの製造方法を説明する。なお、本明細書において、図３に示す製造方法を「マスク版を用いた浸漬法」ともいう。
図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、マイクロニードルデバイス１の製造方法の一実施形態を示す模式図である。この方法では、まず、図３（ａ）に示すように、コーティング組成物１０をマスク版１１上でヘラ１２により矢印Ａ方向に掃引する。これにより、開口部１３にコーティング組成物１０が充填される。続いて、図３（ｂ）に示すように、マスク版１１の開口部１３にマイクロニードル３を挿入する。その後、図３（ｃ）に示すように、マスク版１１の開口部１３からマイクロニードル３を引き出す。これにより、マイクロニードル３上にコーティング組成物１０を付着させる。なお、コーティング組成物１０は基板２上に付着させてもよい。その後、風乾、真空乾燥、又はそれらの組み合わせ等の方法により、マイクロニードル３上のコーティング組成物１０の揮発成分を除去する。これにより、マイクロニードル３上にコーティング層５が強固に付着し、典型的にはガラス質又は固形状になり、マイクロニードルデバイス１が製造される。コーティング層５の水分含有量は通常、コーティング層５の全量基準で５５質量％以下、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下である。上記方法により、塗布されたコーティング組成物１０の液ダレが防止されるが、液ダレとは、針先からコーティング組成物が垂れてくることを指し、図３（ｃ）ではＨ部分が長くなることを意味する。
マイクロニードル３上に形成されているコーティング層５の高さＨは、図３（ｂ）に示すクリアランス（ギャップ）Ｃで調整される。このクリアランスＣは、マイクロニードル３の基底からマスク版１１表面までの距離（基板２の厚みは関与しない）で定義され、マスク版１１のテンションとマイクロニードル３の長さに応じて設定される。クリアランスＣの距離の範囲は、好ましくは、０〜５００μｍである。すなわち、クリアランスＣの距離が０の場合には、コーティング組成物１０がマイクロニードル３の全体に対して塗布されることを意味する。マイクロニードル３上に形成されているコーティング組成物１０の高さＨはマイクロニードル３の高さによって変動しうるが、通常１０〜５００μｍであり、好ましくは３０〜３００μｍであり、より好ましくは４０〜２５０μｍである。コーティング組成物１０中のＦＳＨを有効に皮内に投与するためには、マイクロニードルの一部分、すなわちニードルの先端部分に集中的に存在させた方が好ましい。また、皮膚に対する刺激及びＦＳＨの皮膚への移行効率の観点からも、マイクロニードル３の先端から平均して２００μｍまでに存在させることが好ましく、１５０μｍまでに存在させることがより好ましく、１２０μｍまでに存在させることが更に好ましい。コーティング組成物１０が、高い粘度を有すると、マイクロニードルの一部分にコーティング層５を形成しやすくなる。このような方法によりマイクロニードル３上に付着されたコーティング組成物１０は、揮発成分が除去された後、マイクロニードル３の先端部分で、好ましくは略球状又は涙滴状のコーティング層５を形成することができ、マイクロニードル３を皮膚へ穿刺させたときに同時に皮内へ挿入される。
コーティング層５の乾燥後の厚さは５０μｍ未満であることが好ましく、４０μｍ未満であることがより好ましく、１〜３０μｍであることがさらに好ましい。一般に、コーティング層５の厚さは、乾燥後にマイクロニードル３の表面にわたって測定される平均の厚さである。コーティング層５の厚さは、コーティング組成物１０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、コーティング組成物１０を塗布する工程を繰り返すことで任意に増大させることができる。
コーティング組成物１０をマイクロニードル３に塗布する際には、装置の設置環境の温湿度は、一定に制御されることが好ましい。また、コーティング組成物１０が水を含有する場合は、必要に応じて、水を充満させることもできる。これにより、コーティング組成物１０中の水の蒸散を極力防ぐことができる。
本実施形態に係るコーティング組成物によれば、凝集体の生成を抑制することができる。凝集体含有率の評価は、クロマトグラフィーを用いてコーティング組成物を分離し、ピーク面積から凝集体含有率を算出することができる。凝集体含有率の評価方法としては、例えば、０．０１％ポリソルベート８０を含むリン酸緩衝液を用いて、マイクロニードルに塗布されたコーティング組成物から抽出した後、サイズ排除クロマトグラフィーを用いて、得られた抽出液を分離して、ＦＳＨよりも保持時間が短いフラクションに含まれるタンパク質を凝集体として評価する。
本発明のマイクロニ一ドルデバイスを治療のために施用する方法は、例えば、ＷＯ２０１４／０９７８３７に記載された装置を用いて、マイクロニードルデバイスを被施用者の皮膚面に衝突または圧着させる方法が挙げられる。具体的には、マイクロニ一ドルの先端部の少なくとも一部分が当該皮膚へ穿入され、マイクロニードルの穿入された部分にあるコーティングから、遺伝子組換型ＦＳＨが被施用者の体内へ吸収され得る状態となる。その後、遺伝子組換型ＦＳＨが被施用者の体内へ吸収され得る状態を保持した後、マイクロニードルデバイスを皮膚面から取り去る。マイクロニ一ドルを皮膚に穿入させた状態を保持する時間（穿刺時間）は、１０分以内、１分以内、３０秒以内または１０秒以内であってよく、０．５秒以上であってよい。
被施用者の負担を軽減する観点から、穿刺時間はより短いことが好ましい。穿刺時間が長くなるほど、マイクロニ一ドルが真皮組織を損傷させるか、または皮膚に極微量の出血を生じる虞が高まる。
また、例えば、遺伝子組換型ＦＳＨ（３０〜６００ＩＵ）を含有する組成物をマイクロニードルの先端部に塗布して形成させたコーティング層を備えるマイクロニードルデバイスを、上述の方法（例えば、穿刺時間が０．５秒〜１分）で被施用者の皮膚に適用することを含む、遺伝子組換型ＦＳＨの投与方法が提供される。マイクロニードルデバイスの適用時から、血漿中のＦＳＨの濃度が最高となるまでの時間（Ｔｍａｘ）は、例えば、約３〜８時間である。内因性ホルモンが生理的には、パルス状に放出されることを鑑みると、Ｔｍａｘが上記範囲内であると、マイクロニードルデバイスは、期待する薬効を発揮しやすくなり、かつ、副作用も生じ難いと考えられる。
以下に、実施例を用いて、本発明をより詳細に説明する。
（１）含量均一性試験１
表１の記載にしたがって調製した参考例１〜３のコーティング剤を、マイクロニードルに塗布した。なお、表１中の数字は、コーティング剤全体に対する質量％を意味する。
次に、参考例１，２は約４０％ＲＨの条件下で１０枚、参考例３は９０％ＲＨの条件下で２０枚に塗布した。マイクロニードルに塗布されたコーティング剤をそれぞれ回収し、各コーティング剤における遺伝子組換型卵胞刺激ホルモン（以下、単に「ＦＳＨ」ともいう。）の含有量を測定した。得られたＦＳＨの含有量の平均値、標準偏差ＳＤ、変動係数ＣＶを算出した。なお、変動係数ＣＶとは、標準偏差を平均値で除した値である。
Figure 0006621754
結果を表２に示す。グリセリンを含む参考例１では、変動係数が７．２であり、プロピレングリコールを含む参考例２及びプルランを含む参考例３と比較して、含有量のバラツキが小さかった。
Figure 0006621754
（２）凝集試験１
表３の記載にしたがって、参考例４〜７及び実施例１のコーティング剤を調製した。得られたコーティング組成物を、マスク版を用いた浸漬法により、マイクロニードルアレイのマイクロニードルの先端部に塗布して、マイクロニードルアレイを減圧乾燥した。次に、得られたマイクロニードルデバイスを包装し、４０℃で２週間保存した後、凝集体含有率を以下のように評価した。なお、ＦＳＨよりも保持時間が長いフラクションには、タンパク質は含まれていなかった。
＜凝集体含有率の評価方法＞
０．０１％ポリソルベート８０を含むリン酸緩衝液を用いて、マイクロニードルに塗布されたコーティング組成物から抽出した。次に、サイズ排除クロマトグラフィーを用いて、得られた抽出液を分離して、ＦＳＨよりも保持時間が短いフラクションに含まれるタンパク質を凝集体として評価した。
Figure 0006621754
結果を図４に示す。図４に示すように、アルギニン＋クエン酸を用いた実施例１は、ＦＳＨの凝集体の生成を抑制する点で優れるものであった。
（３）凝集試験２
表４の記載にしたがってＦＳＨ、グリセリン、アルギニン、酸及び精製水を混合し、ｐＨ８のコーティング組成物をそれぞれ調製した。酸として、５Ｎ塩酸、リン酸、５Ｎ硫酸、ホウ酸、クエン酸、酒石酸、酢酸、乳酸を使用した。得られたコーティング組成物を、マスク版を用いた浸漬法により、マイクロニードルアレイのマイクロニードルの先端部に塗布して、マイクロニードルアレイを減圧乾燥した。次に、得られたマイクロニードルデバイスを包装し、４０℃で２週間保存した後、凝集体含有率を評価した。なお、凝集体含有率の評価は、凝集試験１と同様に行った。
Figure 0006621754
結果を表５に示す。実施例２〜９の中では、５Ｎ塩酸、５Ｎ硫酸または酢酸を含有する実施例２，４または８では、ＦＳＨの凝集体が少量生成したが、実施例３，５〜７または９ではＦＳＨの凝集体が全く生成しなかった。
Figure 0006621754
（４）性状試験１
表６の記載にしたがい、ＦＳＨ、グリセリン、アルギニン、クエン酸及び精製水を含有する実施例１０〜１３および参考例１０〜１２のコーティング組成物を調製した。得られたコーティング組成物を、マスク版を用いた浸漬法により、マイクロニードルアレイのマイクロニードルの先端部に塗布して、マイクロニードルアレイを減圧乾燥した。次に、得られたマイクロニードルデバイスを包装し、４０℃で２週間保存した後、コーティング層におけるＦＳＨの溶解性、及びＦＳＨの凝集体含有率を評価した。なお、凝集体含有率の評価は、凝集試験１と同様に行った。
Figure 0006621754
結果を表７に示す。実施例１０〜１３のコーティング組成物を用いたマイクロニードルデバイスでは、コーティング層におけるＦＳＨの溶解性に優れ、ＦＳＨの凝集体の生成も抑制された。一方、参考例１０のコーティング組成物を用いた場合には、ＦＳＨの凝集体が含有しており、参考例１１および１２のコーティング組成物を用いた場合には、ＦＳＨの溶解性が低下していた。
Figure 0006621754
（５）液ダレ抑制試験
表８の記載にしたがって、ＦＳＨ、グリセリン、アルギニン、クエン酸、精製水を混合し、実施例１４〜１６および参考例１３のコーティング組成物を調製した。得られたコーティング組成物について、不溶物の有無を目視にて観察した。不溶物が存在しなかった場合を「○」、不溶物が存在した場合を「×」として評価した。
また、得られたコーティング組成物を、マスク版を用いた浸漬法により、マイクロニードルアレイのマイクロニードルの先端部に塗布して、マイクロニードルアレイを減圧乾燥して、マイクロニードルデバイスを得た。次に、デジタルマイクロスコープ（キーエンス社製）を使用して、得られたマイクロニードルデバイスのコーティング層の性状（液ダレの有無）を観察した。液ダレが見られなかった場合を「Ａ」、液ダレが見られた場合を「Ｂ」として評価した。
Figure 0006621754
結果を表９に示す。実施例１４〜１６のコーティング組成物を用いたマイクロニードルデバイスでは、ＦＳＨが充分に溶解されていた。一方、参考例１３のコーティング組成物を用いたマイクロニードルデバイスでは、液ダレが見られた。
Figure 0006621754
（６）乾燥による影響
実施例１７のコーティング組成物をマイクロニードルに塗布した後、減圧乾燥前のコーティング組成物におけるＦＳＨ、アルギニン、グリセリン及びクエン酸の含有量を、ガスクロマトグラフィー法にて測定した。次に、室温、１０Ｐａの条件で減圧乾燥を行った後、同様に、コーティング層におけるＦＳＨ、アルギニン、グリセリン及びクエン酸の含有量を、ガスクロマトグラフィー法にて測定した。なお、実施例１７のコーティング組成物は、表１０中の減圧乾燥前の割合でＦＳＨ、グリセリン、アルギニン、クエン酸及び水を混合して得られたものである。
結果を表１０に示す。減圧乾燥前のコーティング組成物における各成分の含有率は、コーティング組成物を調製したときの各成分の配合割合とほぼ同一であった。一方、減圧乾燥後のコーティング層において、水の含有率だけでなく、グリセリンの含有率も低下した。すなわち、水とともにグリセリンが蒸発することにより、ＦＳＨの含量均一性に優れ、液ダレがより抑制されたものといえる。また、減圧乾燥の時間を長くすることによりグリセリンの含有率はさらに低下した。
Figure 0006621754
（７）含量均一性試験２
表１１の記載にしたがって調製した実施例１８および１９のコーティング剤を、マイクロニードルに塗布した。なお、表１１中の数字は、コーティング剤全体に対する質量％を意味する。
次に、実施例１８および１９は約４０％ＲＨの条件下で２０枚に塗布した。マイクロニードルに塗布されたコーティング剤をそれぞれ回収し、各コーティング剤における遺伝子組換型卵胞刺激ホルモン（以下、単に「ＦＳＨ」ともいう。）の含有量を測定した。得られたＦＳＨの含有量の平均値、標準偏差ＳＤ、変動係数ＣＶを算出した。なお、変動係数ＣＶとは、標準偏差を平均値で除した値である。
Figure 0006621754
結果を表１２に示す。実施例１８および１９のコーティング剤は、ともに含有量のバラツキが小さかった。
Figure 0006621754
（８）凝集試験３
表１３の記載にしたがって、実施例２０のコーティング剤を調製した。得られたコーティング剤を、マスク版を用いた浸漬法により、マイクロニードルアレイのマイクロニードルの先端部に塗布して、マイクロニードルアレイを減圧乾燥した。次に、得られたマイクロニードルデバイスを包装し、４０℃で２週間保存した後、凝集体含有率を評価した。なお、凝集体含有率の評価は、凝集試験１と同様に行い、ＦＳＨよりも保持時間が長いフラクションには、タンパク質は含まれていなかった。
Figure 0006621754
実施例２０のコーティング剤は、４０℃で２週間保存した後であっても、凝集体含有率は３．８％であった。
（９）性状試験２
表１４の記載にしたがい、ＦＳＨ、グリセリン、アルギニン、クエン酸及び精製水を含有する実施例２１および２２のコーティング剤を調製した。得られたコーティング剤を、マスク版を用いた浸漬法により、マイクロニードルアレイのマイクロニードルの先端部に塗布して、マイクロニードルアレイを減圧乾燥した。次に、得られたマイクロニードルデバイスを包装し、４０℃で２週間保存した後、コーティング層におけるＦＳＨの溶解性、及びＦＳＨの凝集体含有率を評価した。なお、凝集体含有率の評価は、凝集試験１と同様に行った。
Figure 0006621754
結果を表１５に示す。実施例２１および２２のコーティング剤を用いたマイクロニードルデバイスでは、コーティング層におけるＦＳＨの溶解性に優れ、ＦＳＨの凝集体の生成も抑制された。
Figure 0006621754
（１０）マイクロニードルデバイスの適用
ＦＳＨ１００質量部に対して、グリセリン１００質量部、アルギニン１０質量部及びその他の成分１００質量部を混合して調製したコーティング剤を、マイクロニードルの先端部に塗布した後、乾燥させて、マイクロニードルデバイスを得た。施用装置を用いて、得られたマイクロニードルデバイスを被施用者の皮膚に適用した。このとき、穿刺時間は１０秒間に設定した。経時的に被施用者の血液を採取し、血漿中のＦＳＨの濃度を測定した。
血漿中のＦＳＨの濃度が最大となるまでに要した時間（Ｔｍａｘ）は、約８時間であった。
１…マイクロニードルデバイス、２…基板、３…マイクロニードル、５…コーティング層、１０…コーティング組成物、１１…マスク版、１２…ヘラ、１３…開口部。

Claims (8)

  1. 基板と、基板上に配置されたマイクロニードルと、マイクロニードル上に形成されたコーティング層と、を備えるマイクロニードルデバイスであって、
    コーティング層は、遺伝子組換型卵胞刺激ホルモン、アルギニン及びグリセリンを含有し、
    コーティング層において、アルギニンの質量が、遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの質量に対して０．０７〜０．７５倍であり、グリセリンの質量が、遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの質量に対して０．１〜２．７５倍であり、
    コーティング層は、クエン酸、リン酸、ホウ酸、酒石酸及び乳酸からなる群から選択される酸をさらに含有する、マイクロニードルデバイス。
  2. コーティング層において、アルギニンの質量が、遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの質量に対して０．０７〜０．６倍である、請求項１に記載のマイクロニードルデバイス。
  3. 基板及びマイクロニードルを有するマイクロニードルアレイを準備する工程と、
    遺伝子組換型卵胞刺激ホルモン、アルギニン、グリセリン、及び、クエン酸、リン酸、ホウ酸、酒石酸及び乳酸からなる群から選択される酸を混合してコーティング組成物を得る工程と、
    マイクロニードルにコーティング組成物を塗布する工程と、
    コーティング組成物を乾燥させてマイクロニードル上にコーティング層を形成する工程と、を備え、
    コーティング層において、アルギニンの質量が、遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの質量に対して０．０７〜０．７５倍となり、かつグリセリンの質量が、遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの質量に対して０．１〜２．７５倍となるまで乾燥を行う、マイクロニードルデバイスの製造方法。
  4. コーティング層において、アルギニンの質量が、遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの質量に対して０．０７〜０．６倍となり、かつグリセリンの質量が、遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの質量に対して０．１〜２．７５倍となるまで乾燥を行う、請求項３に記載のマイクロニードルデバイスの製造方法。
  5. コーティング組成物において、
    アルギニンの質量が、遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの質量に対して０．０７〜０．７５倍であり、
    グリセリンの質量が、遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの質量に対して１〜３倍である、請求項３又は４に記載のマイクロニードルデバイスの製造方法。
  6. コーティング組成物において、アルギニンの質量が、遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの質量に対して０．０７〜０．６倍である、請求項３〜５のいずれか一項に記載のマイクロニードルデバイスの製造方法。
  7. 遺伝子組換型卵胞刺激ホルモン、アルギニン及びグリセリンを含有し、
    遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの質量を基準として、アルギニンの含有量が０．０７〜０．７５倍であり、かつグリセリンの含有量が１〜３倍であり、
    コーティング層は、クエン酸、リン酸、ホウ酸、酒石酸及び乳酸からなる群から選択される酸をさらに含有する、マイクロニードル用コーティング剤。
  8. 遺伝子組換型卵胞刺激ホルモンの質量を基準として、アルギニンの含有量が０．０７〜０．６倍である、請求項７に記載のマイクロニードル用コーティング剤。
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