KR20060135931A

KR20060135931A - 인플루엔자 백신의 경피전달 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20060135931A
Application number: KR1020067022824A
Authority: KR
Inventors: 유히-펀 마아; 스콧 셀러스; 제임스 마트리아노; 아샤 람다스
Original assignee: 알자 코포레이션
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-12-29
Also published as: MXPA06011429A; EP1734993A4; AR048862A1; US20050220854A1; WO2005099751A3; BRPI0509493A; EP1734993A2; WO2005099751A2; JP2007530680A; AU2005232541A1; TW200536573A; CA2562932A1; CN101124343A

Abstract

면역학적 활성제를 경피 전달하기 위한 장치 및 방법은 각질층을 통해 하부 표피층, 또는 표피 및 진피층 속으로 피어싱하기에 적합한 미세돌출부(또는 그의 어레이)를 복수개 포함하는 미세돌출부재(또는 시스템)를 지닌 전달 시스템을 포함하고, 상기 미세돌출 부재 상에는 면역학적 활성제를 함유하는 생체적합성 코팅이 배치되어 있다. 바람직하게는, 생체적합성 코팅은 백신 코팅 제제로부터 형성된다.

Description

인플루엔자 백신의 경피전달 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSDERMAL DELIVERY OF INFLUENZA VACCINE}

관련 출원에 의한 교차 참고문헌

본 출원은 2004년 4월 1일자로 출원된 미국 특허 가출원 제 60/559,153호의 이득을 주장한다.

발명의 기술분야

본 발명은 일반적으로 경피제 전달 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 인플루엔자 백신의 경피 전달 장치, 방법 및 제제에 관한 것이다.

활성제(또는 약물)는 가장 통상적으로 경구 투여되거나 또는 주사에 의해 투여된다. 불행하게도, 많은 활성제는 경구 투여될 경우 흡수되지 않거나 또는 혈류에 도달하기 전에 부작용을 나타내므로, 목적으로 하는 활성을 지니지 못하게 되어, 완전히 무효로 되거나 급격히 효능이 감소되어 버린다. 한편, 상기 활성제를 투여하는 동안 해당 활성제의 어떠한 변성도 없는 것을 확인하면서 혈류에 해당 활성제를 직접 주사하는 것은, 난해한 동시에 불편하고 또한 불쾌감을 주는 방법인 바, 때때로 환자의 순응도가 나빠지게 된다.

그러므로, 원리상, 경피 전달은, 해당 경피 전달이 아니라면 피하주사 또는 정맥내주사에 의해서 투여될 필요가 있는 활성제를 투여하는 방법에 제공된다. 본 명세서에서 사용되는 단어 "경피"란, 수술용 칼에 의한 절개나 피하주사바늘에 의한 피부의 피어싱(piercing)과 같이 피부의 실질적인 절개나 침투 없이 국소 조직이나 전신 순환계통에 피부를 통해 약제(예를 들면, 약물 등의 치료제 혹은 백신 등의 면역학적 활성제)를 전달하는 것을 의미한다. 경피적 약물 전달은 수동적 확산뿐만 아니라, 전기(예를 들면, 이온영동(iontophoresis)) 및 초음파(예를 들면, 음성 영동) 등의 외부 에너지원에 의거한 전달도 포함한다.

당업계에 충분히 공지된 바와 같이, 피부는 외부 위험으로부터 신체를 차단하는 물리적 장벽일 뿐만 아니라, 면역체계의 통합부분이다. 피부의 면역기능은 총괄적으로 피부 면역 체계로서 알려진 선천적 면역 기능과 획득된 면역 기능의 양쪽 모두에 의해 생육가능한 표피 및 진피의 정주 세포 및 체액 구성체의 집중으로부터 일어난다.

피부 면역 체계의 가장 중요한 성분들 중 하나는 생육가능한 진피에서 발견되는 특정화된 항원 제공용 세포인 LC(Langerhan's Cells: 랑게르한스 세포)이다. LC는 주변 세포 간에 그들의 수상돌기의 연장된 분기에 기인한 생육가능한 진피 내에 반연속망(semi-continuous network)을 형성한다. LC의 통상의 기능은 항원을 검출, 포획 및 제공하여 침입하는 병원체에 대한 면역반응을 불러일으키는 것이다. LC는 에피큐테이니어스(epicutaneous) 항원을 내재화하고, 국소 피부 배출용 림프 절에 대해 수수(trafficking)하고, 처리된 항원을 T 세포에 제공함으로써, 그의 기능을 수행한다.

피부면역체계의 효능은 피부에 대해 표적화된 예방접종 전략의 성공 및 안전성을 책임진다. 피부 난절에 의해 살아있는 독성약화 천연두 백신에 의한 예방접종은 치명적인 천연두 질환의 세계적인 박멸을 성공적으로 가져왔다. 각종 백신의 표준 IM 용량의 1/5 내지 1/10을 이용한 피부내 주사는 다수의 백신에 의한 면역반응을 유발시키는 데 유효한 반면, 저용량 광견병 백신은 피부내 적용을 위해 시판 허가되어 있다.

대안예로서, 경피 전달은, 해당 경피 전달이 아니라면 피하주사, 정맥내주사 혹은 경구를 통해서 전달될 필요가 있는 생물학적 활성제, 특히 백신을 투여하는 방법에 제공된다. 경피 백신 전달은 이들 피하 주사 또는 정맥내 주사의 두 분야에 있어서 개선점을 제공한다. 경피 전달은 경구 전달에 비해서 소화관의 가혹한 환경을 피하고, 위장관의 약물 대사를 우회하여, 1차-통과 작용을 감소시키는 동시에, 소화 효소 및 간 효소에 의해 일어날 수 있는 불활성화를 막는다. 역으로, 소화관은 경피 투여되는 동안 활성제에 영향을 받지 않는다.

가장 통상적인 수동적 경피제 전달 시스템은 전형적으로 고농도의 활성제를 수용하는 약물 저장소를 포함한다. 이 저장소는 피부와 접촉해서, 해당 활성제를 피부를 통해 환자의 체조직 혹은 혈류 속으로 확산시킨다.

수동적 경피 확산제의 유동량(flux)을 증대시키는 통상의 방법 중의 하나는 약제, 즉, 피부 침투증진제에 의해 피부를 전처리하거나, 해당 약제에 의해 공전달 하는 방법을 포함한다. 상기 침투 증진제는, 해당 약제가 전달되는 체표면에 가해질 경우, 해당 약제의 유동량을 증대시킨다. 그러나, 경피 단백질 유동량의 증대에 있어서의 이들 방법의 효능은 그들의 크기에 기인해서 적어도 보다 대형의 단백질에 대해서는 제한이 있었다.

경피 전달중인 약제의 양을 증가시키기 위해서 최외 피부층을 기계적으로 관통하거나 파괴시킴으로써 피부에 경로를 형성하는 많은 수법과 시스템도 개발되어왔다. 일반적으로 난절기(scarifier)로서 알려진 초기의 예방접종기구는 피부에 찔러서 그 찌른 부위에 상흔이나 작은 상처를 내는 복수개의 소침이나 바늘을 포함한다. 백신은 예를 들면 미국 특허 제 5,487,726호 공보에 개시된 바와 같이 피부에 국소적으로 적용되거나, 미국 특허 제 4,453,926호 공보, 미국 특허 제 4,109,655호 공보 및 미국 특허 제 3,136,314호 공보에 개시된 바와 같이, 습윤 액체로서 난절기의 소침에 가해진다.

환자에게 면역성을 부여할 때 효능을 발휘시키기 위해서는 단지 아주 극소량의 백신만이 피부에 전달될 필요가 있으므로, 난절기는 부분적으로 진피내 백신 전달용으로 제안되어 왔다. 또한, 백신은 과잉량도 양호한 면역성을 달성할 수 있으므로, 해당 백신의 투여량은 특히 중요하지 않다.

그러나, 약제, 특히 백신의 전달에 난절기를 이용하는 데 있어서의 심각한 단점은 경피 약물 유동량 및 얻어지는 전달 투약량의 결정이 곤란하다는 점이다. 또한, 천자(puncturing)를 빗나가게 하여 저지시키는 피부의 탄성, 변형성 및 탄력성으로 인해, 미소한 피어싱 요소들은 피부를 균일하게 관통하지 않고/않거나, 피 부 관통시 약제의 액체 코팅을 닦아내 버리는 일도 있다.

또, 피부의 자가 치유 과정에 기인하여, 피부에 형성된 구멍이나 베인 자국이 각질층으로부터 피어싱 요소를 제거한 후 폐쇄되는 경향이 있다. 따라서, 피부의 탄력성은 피부에 이들 미소한 피어싱 요소가 침투할 때 해당 피어싱 요소에 도포되어 있는 활성제 액체 코팅을 제거하는 작용을 한다. 또한, 이들 피어싱 요소에 의해 형성된 미소한 베인 자국들은 상기 기구의 제거 후 신속하게 치유되므로, 상기 피어싱 요소에 의해 형성된 통로를 통한 액체 약물 용액의 통과가 제한되어, 결국 이러한 기구의 경피 유동은 제한된다.

경피 약물 전달을 증대시키기 위해 미소한 피부 피어싱 요소들을 사용하는 기타 시스템 및 장치는, 예를 들면, 미국 특허 제 5,879,326호 공보, 미국 특허 제 3,814,097호 공보, 미국 특허 제 5,250,023호 공보, 미국 특허 제 3,964,482호 공보, 리이슈(Reissue) 제 25,637호, 그리고, PCT 공개공보인 WO 96/37155, WO 96/37256, WO 96/17648, WO 97/03718, WO 98/11937, WO 98/00193, WO 97/48440, WO 97/48441, WO 97/48442, WO 98/00193, WO 99/64580, WO 98/28037, WO 98/29298 및 WO 98/29365호 등에 개시되어 있고, 이들 특허문헌의 개시내용은 모두 전체로서 본 명세서에 참조로 병합된다.

상기 개시된 시스템 및 장치는 피부의 최외층(예를 들면, 각질층)을 피어싱하기 위해 각종 형태와 크기의 피어싱 요소들을 사용한다. 이들 특허문헌에 개시된 피어싱 요소는 일반적으로 패드나 시트(sheet) 등과 같은 얇고 평탄한 부재로부터 수직으로 뻗는다. 이들 기구의 일부에 있어서의 피어싱 요소들은 매우 작고, 이들은 단지 약 25 내지 400 ㎛의 미세돌출부 길이와 단지 약 5 내지 50 ㎛의 미세돌출부 두께를 지닌다. 이에 대응해서 이들 미소한 피어싱/절개 요소들은 경피 약제 전달의 증대를 위해 각질층 내에 작은 미세한 베인 자국(혹은 마이크로슬릿: microslit)/미세한 절개 자국(microcut)을 형성한다.

상기에 개시된 시스템은 전형적으로 약물을 유지하는 저장소 및 이 저장소로부터 각질층을 통해 약물을 전달하는 기구 자체의 속이 빈 소침과 같은 전달 시스템도 더 포함한다. 그러한 기구의 일례가 PCT 공개공보인 WO 93/17754에 기재되어 있으며, 이 공보에 기재된 기구는 액체 약물 저장소를 지니고 있다. 그러나, 상기 저장소를 가압하여 미소한 관상 요소를 통해 액체 약물을 피부 속으로 밀어넣어야 한다. 이러한 기구의 단점은 가압가능한 액체 저장소를 추가하기 위한 추가의 복잡성 및 비용, 그리고 압력-구동 전달 시스템의 존재에 기인한 복잡성을 포함한다.

본 명세서에 참조로 전체가 병합되어 있는 미국특허출원 제 10/045,842호에 개시된 바와 같이, 물리적 저장소에 수용시키는 대신에 미세돌출부상에 피복된 전달대상 약물을 지니는 것도 가능하다. 이것은 별도의 물리적인 저장소의 필요성을 제거하여 해당 저장소에 대해 특이적으로 약물 제제 또는 조성물을 전개시키는 일을 제거한다.

그러나, 피복된 미세돌출부 시스템의 결점은, 미세돌출부(및 그의 어레이)의 각질층을 침투하는 능력은 코팅 두께가 증가함에 따라 감소되므로, 전달된 활성제, 특히 면역 활성제의 최대량이 제한되는 점이다. 또, 두꺼운 코팅이 배치된 미세 돌출부에 의해서 각질층을 효과적으로 침투하기 위하여, 어플리케이터(applicator)의 충격 에너지가 증가될 필요가 있어, 충격시 참을 수 없는 감각을 초래하게 된다.

그러므로, 피복된 미세돌출부를 통해서 면역학적(또는 생물학적) 유효량으로 용이하게 투여될 수 있는 고농도의 면역학적 활성제, 특히 액체 인플루엔자 백신을 제공하는 것이 요망된다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 면역학적 활성제 전달 방법 및 시스템과 관련된 상기 결점 및 단점들을 실질적으로 감소시키거나 제거한 면역학적 활성제의 경피 전달 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 인플루엔자 백신이 내부에 배치된 생체적합성 코팅으로 피복된 미세돌출부를 포함하는 인플루엔자 백신의 경피 전달 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 인플루엔자 백신 코팅 제제에 의해 피복된 미세돌출부를 복수개 지닌 미세돌출부재를 포함하는 인플루엔자 백신의 경피 전달 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 피복된 미세돌출 시스템을 통해서 면역학적 유효량으로 용이하게 투여될 수 있는 인플루엔자 백신을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 실질적으로 방부제가 첨가되지 않은 인플루엔자 백신을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 증대된 보존 기간을 지닌 인플루엔자 백신을 제공하는 데 있다.

발명의 개요

상기 목적과 더불어, 후술하는 설명으로부터 더욱 명백해질 목적과 관련하여, 본 발명에 따른 면역학적 활성제를 경피 전달하는 장치 및 방법은 일반적으로 각질층을 통해 하부 표피층, 또는 표피 및 진피층 속으로 피어싱하기에 적합한 미세돌출부(또는 그의 어레이)를 복수개 포함하는 미세돌출부재(또는 시스템)를 지닌 전달 시스템을 포함하고, 상기 미세돌출 부재 상에는 면역학적 활성제를 함유하는 생체적합성 코팅이 배치되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 생체적합성 코팅은 면역학적 활성제 코팅 제제로부터 형성된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 면역학적 활성제는 인플루엔자 백신을 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 면역학적 활성제는 바이러스류, 세균, 단백질계 백신, 다당류계 백신 및 핵산계 백신으로 이루어진 군으로부터 선택된 항원 제제 또는 백신을 포함한다.

적절한 항원 제제는 단백질, 다당류 컨쥬게이트, 올리고뉴클레오타이드 및 지질단백의 형태의 항원을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 이들 서브유닛 백신은, 백일해 균(Bordetella pertussis)(재결합 PT 액신스-무세포), 파상풍균(Clostridium tetani)(정제, 재결합), 디프테리아균(Corynebacterium diphteriae)(정제, 재결합), 거대세포 바이러스(당단백질 서브유닛), A군 연쇄상 구균(Group A streptococcus)(당단백질 서브유닛, 파상풍 톡소이드를 지닌 글리코컨쥬게이트 A군 다당류, 독성 서브유닛 캐리어(carrier)에 연결된 M 단백질/펩타이드, M 단백질, 다가형-특이 에피토프, 시스테인 프로테아제, C5a 펩티다제), B형 간염 바이러스(재결합 Pre S1, Pre-S2, S, 재결합 핵심 단백질), C형 간염 바이러스(재결합-발현 표면 단백질 및 에피토프), 인간 유두종 바이러스(캡시드 단백질, TA-GN 재결합 단백질 L2 및 E7[HPV-6으로부터], HPV-11로부터의 MEDI-501 재결합 VLP L1, 4가 재결합 BLP L1[HPV-6으로부터], HPV-11, HPV-16 및 HPV-18, LAMP-E7[HPV-16으로부터], 레기오엘라 프네우모필라(Legionella pneumophila)(정제 세균 표면 단백질(purified bacterial surface protein), 수막염균(Neisseria menigitides)(파상풍 톡소이드에 의한 글리코컨쥬게이트), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)(합성 펩타이드), 풍진 바이러스(Rubella virus)(합성 펩타이드), 폐렴연쇄구균(Streptococcus pneumoniae)(수마구균 B OMP에 컨쥬게이트된 글리코컨쥬게이트[1,4,5,6B,9N,14,18C,19V,23F], CRM197에 컨쥬게이트된 글리코컨쥬게이트[4,6B,9V,14,18C,19F,23F], CRM1970에 컨쥬게이트된 글리코컨쥬게이트[1,4,5,6B,9V,14,18C,19F,23F]), 매독균(Treponema pallidum)(표면 지질단백), 수두 대상포진 바이러스(Varicella-zoster virus)(서브 유닛, 당단백), 콜레라균(Vibrio cholerae)(컨쥬게이트 지질다당류)를 포함한다.

전체 바이러스 또는 세균은 거대세포 바이러스, B형 간염 바이러스, C형 간염 바이러스, 인간 유두종 바이러스, 풍진 바이러스 및 수두 대상포진 바이러스 등의 약화 또는 사멸 바이러스; 보르데텔라 백일해(Bordetella pertussis), 파상풍균(Clostridium tetani), 디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae), A군의 연쇄상 구균, 폐렴 레지오넬라(Legionella pneumophilla), 수막염균(Neisseria meningitides), 녹농균(Pseudomonas aeroginosa), 폐렴 연쇄구균(Streptococcus pneumoniae), 매독균(Treponema pallidum), 콜레라균(Vibrio cholerae) 및 이들의 혼합물 등의 약화 또는 사멸 세균을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.

항원 제제를 함유하는 추가의 시판중인 백신은, 플루 백신(flu vaccines), 라임 질환 백신(Lyme disease vaccine), 광견병 백신(rabies vaccine), 풍진 백신, 볼거리 백신, 수두 백신, 천연두 백신, 간염 백신, 백일해 백신 및 디프테리아 백신을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.

핵산을 포함하는 백신은 예를 들면 수퍼코일 플라스미드 DNA 등의 단일쇄 핵산 및 이중쇄 핵산; 선상 코일 플라스미드 DNA; 코스미드; 세균성 인공 염색체(BAC); 효모 인공 염색체(YAC); 포유동물 인공 염색체; 및 예를 들면 mRNA 등의 RNA 분자를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 핵산은 단백질 제제와 결합할 수 있거나, 또는, 예를 들면, 포스포로티오에이트 부분 등의 화학적 변성을 하나 이상 포함할 수 있다.

백신 항원과 함께 백신을 구성할 수 있는 적절한 면역반응 촉진 애주번트(adjuvant)는 인산 알루미늄 겔; 수산화 알루미늄; 알갈 글루칸: β-글루칸; 콜레라 독성 B 서브유닛; CRL1005: x=8 및 y=205의 평균값을 지닌 ABA 블록 폴리머; 감마이눌린: 선상 (미분기) β-D(2->1)폴리프럭토푸라녹실-α-D-글루코스; 게르부 애주번트(Gerbu adjuvant): N-아세틸글루코사민-(β 1-4)-N-아세틸무라밀-L-알라닐-D-글루타민(GMDP), 디메틸 디옥타데실암모늄 클로라이드(DDA), L-프롤린아연염 착물(Zn-Pro-8); 이미퀴모드(1-(2-메틸프로필)-H-아미다졸[4,5-c]퀴놀린-4-아민; ImmTher^TM: N-아세틸글루코아미닐-N-아세틸무라밀-L-Ala-D-이소Glu-L-Ala-글리세롤 디팔미테이트; MTP-PE 리포솜: C₅₉H₁₀₈N₆O₁₉PNa-3H₂O(MTP); 무라메타이드: Nac-Mur-L-Ala-D-Gln-OCH₃; 플레우란: β-글루칸; QS-21; S-28463: 4-아미노-a,a-디메틸-1H-이미다조[4,5-c]퀴놀린-1-에탄올; 스클라보 펩타이드: VQGEESNDK·HCl(IL-1β 163-171 펩타이드); 및 트레오닐-MDP(Termurtide^TM): N-아세틸 무라밀-L-트레오닐-D-이소글루타민; 및 인터루킨 18(IL-18), IL-2, IL-12, IL-15를 포함한다. 애주번트는 예를 들면 CpG 함유 올리고뉴클레오타이드 등의 DNA 올리고뉴클레오타이드도 포함한다. 또한, IL-18, IL-2, IL-12, IL-15, IL-4, IL-10, 감마 인터페론 및 NF 카파 B 조절신호 단백질 등의 면역 조절 림포킨류를 부호화하는 핵산 서열이 이용될 수 있다.

본 발명의 일실시형태에 있어서, 상기 미세돌출부재의 미세돌출부 밀도는 1 ㎠당 적어도 대략 10개의 미세돌출부를 지니는 것(즉, 적어도 대략 10 미세돌출부 개수/㎠)으로 표현되며, 바람직하게는 대략 100개보다 많은 미세돌출부/㎠, 더욱 바람직하게는 대략 200 내지 3000 미세돌출부 개수/㎠이다. 또, 상기 미세돌출부의 길이는 대략 50 내지 145 ㎛의 범위, 더욱 바람직하게는, 대략 70 내지 140 ㎛의 범위이다.

일실시형태에 있어서, 미세돌출부재는 스테인레스 강, 티탄, 니켈 티탄 합금, 또는 중합체 물질과 같은 유사한 생체적합성 재료로 구성된다.

또 다른 실시형태에 있어서, 상기 미세돌출부재는 폴리머 등의 비도전성 재료로 구성된다. 또는, 미세돌출부재는 파릴렌(Parylene^®) 등의 비전도성 재료로 피복될 수 있다.

본 발명의 일실시형태에 있어서, 상기 생체적합성 코팅의 두께는 100 ㎛ 미만이다. 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 생체적합성 코팅의 두께는 대략 2 내지 50 ㎛의 범위이다.

미세돌출부재에 적용되어 고형의 생체적합성 코팅을 형성하는 코팅 제제는 면역학적 활성제를 포함하는 수성 혹은 비수성 제제를 포함할 수 있다. 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 코팅 제제는 수성 제제를 포함한다.

본 발명의 일실시형태에 있어서, 상기 코팅 제제는 양성이온성(zwitterionic), 양성, 양이온성, 음이온성 또는 비이온성일 수 있는 적어도 1종의 계면활성제를 포함한다. 적절한 계면활성제의 예로서는 라우로앰포아세트산 나트륨, 도데실황산 나트륨(SDS), 염화 세틸피리디늄(CPC), 도데실트리메틸 암모늄 클로라이드(TMAC), 염화 벤잘코늄, 트윈(Tween) 20 및 트윈 80과 같은 폴리소르베이트류, 라우르산 소르비탄 등의 기타 소르비탄 유도체, 및 라우렛-4 등의 알콕시화 알코올을 들 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 코팅 제제는 양친매 성질을 지닌 폴리머 재료 또는 폴리머를 적어도 1종 포함하며, 그 예로서는 플루로닉스뿐만 아니라, 덱스트린, 하이드록시에틸 스타치(HES), 하이드록시에틸셀룰로오스(HEC), 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 메틸셀룰로오스(MC), 하이드록시에틸메틸셀룰로오스(HEMC) 또는 에틸하이드록시에틸셀룰로오스(EHEC) 등의 셀룰로오스 유도체를 들 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일실시형태에 있어서, 코팅 제제 중의 양친매 성질을 발현하는 폴리머의 농도는 바람직하게는 상기 코팅 제제의 대략 0.001 내지 70 중량%의 범위, 더욱 바람직하게는 대략 0.01 내지 50 중량%의 범위, 더욱더 바람직하게는 0.03 내지 30 중량%의 범위 내이다.

본 발명의 일실시형태에 있어서, 상기 고형 생체적합성 코팅 중의 양친매 성질을 발현하는 폴리머의 농도는 바람직하게는 상기 고형 생체적합성 코팅의 대략 0.002 내지 99.9 중량%의 범위, 더욱 바람직하게는 대략 0.1 내지 60 중량%의 범위 내이다.

또 다른 실시형태에 있어서, 상기 코팅 제제는 폴리(비닐알코올), 폴리(에틸렌옥사이드), 폴리(2-하이드록시에틸메타크릴레이트), 폴리(n-비닐 피롤리돈), 폴리에틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물, 그리고 유사 폴리머로부터 선택된 친수성 폴리머를 포함한다.

바람직한 실시형태에 있어서, 코팅 제제 중의 친수성 폴리머의 농도는 상기 코팅 제제의 대략 0.001 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 대략 0.01 내지 20 중량%의 범위, 더욱더 바람직하게는 0.03 내지 10 중량%의 범위 내이다.

바람직한 일실시형태에 있어서, 상기 고형 생체적합성 코팅 중의 친수성 폴리머의 농도는 바람직하게는 상기 코팅 제제의 대략 0.002 내지 99.9 중량%의 범위, 더욱 바람직하게는 대략 0.1 내지 20 중량%의 범위 내이다.

본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 코팅 제제는 생체적합성 캐리어를 포함하며, 상기 생체적합성 캐리어로서는 인간 알부민, 생체공학적 인간 알부민, 폴리글루탐산, 폴리아스파르트산, 폴리히스티딘, 펜토산 폴리설페이트, 폴리아미노산, 슈크로오스, 트레할로스, 멜레지토스, 라피노스 및 스타키오스를 들 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.

바람직하게는, 코팅 제제 중의 생체적합성 캐리어의 농도는 바람직하게는 상기 코팅 제제의 대략 0.001 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 70 중량%, 더욱더 바람직하게는 대략 5 내지 50 중량%의 범위 내이다.

바람직하게는, 생체 적합성 코팅 중의 생체적합성 캐리어의 농도는 바람직하게는 고형 생체적합성 제제의 대략 0.002 내지 99.9 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 95 중량%의 범위 내이다.

다른 실시형태에 있어서, 상기 코팅 제제는 비환원당, 다당류, 환원당 또는 DNA 분해효소 억제제를 포함할 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아닌 안정제를 포함한다.

또 다른 실시형태에 있어서, 상기 코팅 제제는 혈관수축제를 포함하며, 이러한 혈관수축제의 예로서는, 아마이드프린, 카파미놀, 사이클로펜타민, 데옥시에피네프린, 에피네프린, 펠리프레신, 인단아졸린, 메티졸린, 미도드린, 나파졸린, 노르데프린, 옥토드린, 오르니프레신, 옥시메타졸린, 페닐에프린, 페닐에탄올아민, 페닐프로판올아민, 프로필헥세드린, 슈도에페드린, 테트라하이드로졸린, 트라마졸린, 투아미노헵탄(tuaminoheptane), 티마졸린, 바소프레신, 크실로메타졸린 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다. 가장 바람직한 혈관수축제는 에피네프린, 나파졸린, 테트라하이드로졸린, 인단아졸린, 메티졸린, 트라마졸린, 티마졸린, 옥시메타졸린 및 크실로메타졸린을 포함한다.

상기 혈관수축제는, 이용할 경우, 그 농도는 바람직하게는 상기 코팅의 대략 0.1 중량% 내지 10 중량%의 범위 내이다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 코팅 제제는 "경로개통조정제"(pathway patency modulator)를 포함하고, 상기 경로개통조정제로서는 삼투압 제제(osmotic agent)(예를 들면, 염화나트륨), 양성이온성 화합물(zwitterionic compounds)(예를 들면, 아미노산류), 그리고, 베타메타손 21-인산 이나트륨염, 트리암시놀론 아세토나이드 21-인산 이나트륨, 하이드로코르타메이트 염산염, 하이드로코르티손 21-인산 이나트륨염, 메틸프레드니솔론 21-인산 이나트륨염, 메틸프레드니솔론 21-숙신산 나트륨염, 파라메타손 인산 이나트륨, 프레드니솔론 21-숙신산 나트륨염 등의 항염증제, 구연산, 구연산염(예를 들면, 구연산 나트륨), 덱스트린 황산 나트륨, 아스피린 및 EDTA 등의 항응고제를 들 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.

바람직하게는, 상기 코팅 제제의 점도는 대략 5 포아즈(poise)보다 적고, 더욱 바람직하게는 대략 0.3 내지 2.0 포아즈의 범위이다.

본 발명의 일실시형태에 의하면, 면역학적 활성제의 전달방법은 (i) 복수의 미세돌출부를 지닌 미세돌출부재를 제공하는 단계; (ii) 벌크 백신을 제공하는 단계; (iii) 상기 벌크 백신에 TFF(Tangential-Flow Filtration)를 실시하여 백신 용액을 얻는 단계; (iv) 상기 백신 용액에 적어도 1종의 부형제(예를 들어, 슈크로오스, 트레할로스 혹은 만니톨)를 첨가하는 단계; (v) 상기 백신 용액을 냉동 진공 건조(freeze-drying)시켜 백신 산물을 형성하는 단계; (vi) 상기 백신 산물을 제 1 용액(예를 들어, 물)에 의해 재구성하여 백신 코팅 제제를 형성하는 단계; (vii) 상기 미세돌출부재를 상기 백신 코팅 제제에 의해 피복하는 단계; 및 (viii) 상기 피복된 미세돌출부재를 대상의 피부에 적용하는 단계를 포함한다.

일실시형태에 있어서, 백신은 인플루엔자 백신을 포함한다. 바람직하게는, 상기 방법은 대략 45 ㎍의 적혈구 응집소를 전달하는 단계를 더 포함한다. 더욱 바람직하게는, 백신을 전달하는 단계는 APC-풍부 표피층에 적어도 대략 70%의 백신을 전달하는 것을 포함한다.

다른 실시형태에 있어서, 본 발명의 백신 용액을 제제화하는 방법은 (i) 벌크 백신을 제공하는 단계; (ii) 상기 벌크 백신에 TFF를 실시하여 백신 용액을 얻는 단계; (iii) 상기 백신 용액에 적어도 1종의 부형제를 첨가하는 단계; 및 (iv) 상기 백신 용액을 냉동 진공 건조시켜 백신 산물을 형성하는 단계를 포함한다. 일실시형태에 있어서, 상기 백신산물은 벌크 백신보다 적어도 500배 농축된 농도를 나타낸다. 바람직하게는, 상기 백신 산물은 적어도 6개월간 실온 안정성을 유지한다.

발명의 상세한 설명

본 발명을 상세히 설명하기 전에, 본 발명은 특히 예시된 재료, 제제, 방법 또는 구조로 한정되지 않고, 이들은 물론 변경가능한 것임을 이해할 필요가 있다. 따라서, 본 명세서에 기재된 것과 유사 혹은 등가의 다수의 재료 및 방법을 본 발명의 실시에 이용할 수 있지만, 본 명세서에서는 바람직한 재료 및 방법에 대해 설명하기로 한다.

또, 본 명세서에서 이용되는 용어는 본 발명의 특정 실시형태를 설명하기 위한 것일 뿐, 이것으로 제한하고자 하는 것이 아님을 이해할 필요가 있다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 이용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, "당업자"라 약칭함)가 일반적으로 이해하고 있는 것과 마찬가지의 의미를 지닌다.

또, 앞에서 혹은 이하의 설명에 있어서 본 명세서에 인용된 특허공개 공보, 특허등록 공보 및 특허출원 명세서에 개시된 내용은 모두 전체로서 본 명세서에 참조로 병합된다.

마지막으로, 본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 이용되고 있는 바와 같이, 단수 형태는 그 내용이 달리 명백히 기술되지 않은 한 복수의 형태도 포함하는 것이다. 따라서, 예를 들면 단수 형태로 기재된 "면역학적 활성제"는 이러한 활성제를 2종 이상 포함하는 것을 의미하고, 단수 형태로 기재된 "미세돌출부"는 이러한 미세돌출부를 2개 이상 포함하는 것도 의미한다.

정의

본 명세서에서 이용되는 용어 "경피"란, 국소 혹은 전신 치료를 위해 피부 속으로 및/또는 피부를 통해 약제를 전달하는 것을 의미한다.

본 명세서에서 이용되는 용어 "경피 유동(혹은 유동량 혹은 플럭스)"(transdermal flux)이란, 경피 전달의 속도를 의미한다.

본 명세서에서 이용되는 용어 "공전달"이란, 약제가 전달되기 전, 약제의 경피 유동 전과 경피 유동 동안, 약제의 경피 유동 동안, 약제의 경피 유동 동안과 경피 유동 후, 및/또는 약제의 경피 유동 후에, 보충제(들)가 경피 투여되는 것을 의미한다. 또한, 2종 이상의 면역학적 활성제를 본 발명의 생체적합성 코팅에 배합함으로써, 상이한 면역학적 활성제의 공전달을 이루어도 된다.

본 명세서에서 이용되는 용어 "생물학적 활성제"란, 치료적 유효량으로 투여된 경우 약리학적으로 유효한 활성제 혹은 약물을 함유하는 물질 혹은 혼합물의 조성물을 의미한다. 이러한 활성제의 예로서는, 소분자량 화합물, 폴리펩타이드, 단백질, 올리고뉴클레오타이드, 핵산 및 다당류를 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에서 이용되는 용어 "면역학적 활성제"란 면역학적 유효량으로 투여될 경우 유리한 면역반응을 개시할 수 있는 임의의 및 모든 공급원으로부터의 "백신" 및/또는 항원 제제를 함유하는 물질의 조성물 또는 혼합물을 의미한다. 면역학적 활성제의 구체예로는 인플루엔자 백신이 있다.

면역학적 활성제의 또 다른 예로는 바이러스 및 세균, 단백질계 백신, 다당류계 백신, 및 핵산계 백신을 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.

적절한 면역학적 활성제는 단백질, 다당류 컨쥬게이트, 올리고당 및 지질단백의 형태의 항원을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 이들 서브유닛 백신은, 백일해 균(Bordetella pertussis)(재결합 PT 액신스-무세포), 파상풍균(Clostridium tetani)(정제, 재결합), 디프테리아균(Corynebacterium diphteriae)(정제, 재결합), 거대세포 바이러스(당단백질 서브유닛), A군 연쇄상 구균(Group A streptococcus)(당단백질 서브유닛, 파상풍 톡소이드를 지닌 글리코컨쥬게이트 A군 다당류, 독성 서브유닛 캐리어에 연결된 M 단백질/펩타이드, M 단백질, 다가형-특이 에피토프, 시스테인 프로테아제, C5a 펩티다제), B형 간염 바이러스(재결합 Pre S1, Pre-S2, S, 재결합 핵심 단백질), C형 간염 바이러스(재결합-발현 표면 단백질 및 에피토프), 인간 유두종 바이러스(캡시드 단백질, TA-GN 재결합 단백질 L2 및 E7[HPV-6으로부터], HPV-11로부터의 MEDI-501 재결합 VLP L1, 4가 재결합 BLP L1[HPV-6으로부터], HPV-11, HPV-16 및 HPV-18, LAMP-E7[HPV-16으로부터]), 폐렴 레지오넬라(Legionella pneumophila)(정제 세균 표면 단백질), 수막염균(Neisseria menigitides)(파상풍 톡소이드에 의한 글리코컨쥬게이트), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)(합성 펩타이드), 풍진 바이러스(Rubella virus)(합성 펩타이드), 폐렴 연쇄구균(Streptococcus pneumoniae)(수마구균 B OMP에 컨쥬게이트된 글리코컨쥬게이트[1,4,5,6B,9N,14,18C,19V,23F], CRM197에 컨쥬게이트된 글리코컨쥬게이트[4,6B,9V,14,18C,19F,23F], CRM1970에 컨쥬게이트된 글리코컨쥬게이트[1,4,5,6B,9V,14,18C,19F,23F]), 매독균(Treponema pallidum)(표면 지질단백), 수두 대상포진 바이러스(Varicella - zoster virus)(서브 유닛, 당단백), 콜레라균(Vibrio cholerae)(컨쥬게이트 지질다당류)를 포함한다.

전체 바이러스 또는 세균은, 거대세포 바이러스, B형 간염 바이러스, C형 간염 바이러스, 인간 유두종 바이러스, 풍진 바이러스 및 수두 대상포진 바이러스 등의 약화 또는 사멸 바이러스; 보르데텔라 백일해(Bordetella pertussis), 파상풍균(Clostridium tetani), 디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae), A군의 연쇄상 구균, 폐렴 레지오넬라(Legionella pneumophilla), 수막염균(Neisseria meningitides), 녹농균(Pseudomonas aeroginosa), 폐렴 연쇄구균(Streptococcus pneumoniae), 매독균(Treponema pallidum), 콜레라균(Vibrio cholerae) 및 이들의 혼합물 등의 약화 또는 사멸 세균을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.

항원 제제를 함유하는 다수의 시판중인 백신은, 본 발명에 의한 유용성을 지니며, 그 예로서는, 플루 백신, 라임질환 백신, 광견병 백신, 풍진 백신, 볼거리 백신, 수두 백신, 천연두 백신, 간염 백신, 백일해 백신 및 디프테리아 백신을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 방법에 따라 전달될 수 있는 핵산을 포함하는 백신은 예를 들면 수퍼코일 플라스미드 DNA 등의 단일쇄 핵산 및 이중쇄 핵산; 선상 플라스미드 DNA; 코스미드; 세균성 인공 염색체(BAC); 효모 인공 염색체(YAC); 포유동물 인공 염색체; 및 예를 들면 mRNA 등의 RNA 분자를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 핵산의 크기는 수천 킬로베이스(kilobase)까지 일 수 있다. 핵산은 단백질 제제와 결합할 수 있거나, 또는, 예를 들면, 포스포로티오에이트 부분 등의 화학적 변성부분을 하나 이상 포함할 수 있다.

백신 항원과 함께 백신을 구성할 수 있는 적절한 면역반응 촉진용 애주번트는 인산 알루미늄 겔; 수산화 알루미늄; 알갈 글루칸: β-글루칸; 콜레라독성 B 서브유닛; CRL1005: x=8 및 y=205의 평균값을 지닌 ABA 블록폴리머; 감마이눌린: 선상 (미분기) β-D(2->1)폴리프럭토푸라녹실-α-D-글루코스; 게르부 애주번트: N-아세틸글루코사민-(β 1-4)-N-아세틸무라밀-L-알라닐-D-글루타민(GMDP), 디메틸 디옥타데실암모늄 클로라이드(DDA), L-프롤린아연염 착물(Zn-Pro-8); 이미퀴모드(1-(2-메틸프로필)-1H-아미다조[4,5-c]퀴놀린-4-아민; ImmTher^TM: N-아세틸글루코아미닐-N-아세틸무라밀-L-Ala-D-이소Glu-L-Ala-글리세롤 디팔미테이트; MTP-PE 리포솜: C₅₉H₁₀₈N₆O₁₉PNa-3H₂O(MTP); 무라메타이드: Nac-Mur-L-Ala-D-Gln-OCH₃; 플레우란: β-글루칸; QS-21; S-28463: 4-아미노-a,a-디메틸-1H-이미다조[4,5-c]퀴놀린-1-에탄올; 살보 펩타이드: VQGEESNDK·HCl(IL-1β 163-171 펩타이드); 및 트레오닐-MDP(Termurtide^TM): N-아세틸 무라밀-L-트레오닐-D-이소글루타민, 및 인터루킨 18, IL-2, IL-12, IL-15을 포함한다. 애주번트는 예를 들면 CpG 함유 올리고뉴클레오타이드 등의 DNA 올리고뉴클레오타이드도 포함한다. 또한, IL-18, IL-2, IL-12, IL-15, IL-4, IL-10, 감마 인터페론 및 NF 카파 B 조절신호 단백질 등의 면역 조절 림포킨류를 부호화하는 핵산 서열이 이용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "생물학적 유효량" 또는 "생물학적 유효율"은 원하는 면역, 때론 유익한 결과를 자극 혹은 개시하는 데 필요한 면역학적 활성제의 양 또는 비율을 의미한다. 본 발명의 코팅에 이용되는 면역학적 활성제의 양은 소망의 면역 결과를 얻는 데 필요한 활성제의 양을 전달하는 데 필요한 양일 것이다. 사실상, 이것은 전달중인 특정 면역학적 활성제, 전달 부위 및 활성제를 피부조직 속으로 전달하기 위한 용해 및 방출속도론에 의존해서 광범위하게 다양할 것이다.

당업자가 이해하고 있는 바와 같이, 전달되는 면역학적 활성제의 용량은 미세돌출부 어레이(또는 패치(patch)) 크기, 밀도 등을 변경함으로써 변화 혹은 조정될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "코팅 제제"란 미세돌출부 및/또는 그의 어레이를 피복하는 데 이용되는 자유로이 유동하는 조성물 또는 혼합물을 의미하는 동시에 포함하는 것을 뜻한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "생체적합성 코팅" 및 "고형 코팅"이란 실질적으로 고체 상태의 "코팅 제제"를 의미하는 동시에 포함하는 것을 뜻한다.

본 명세서에서 이용되는 용어 "미세돌출부"란 살아있는 동물, 특히 포유동물, 더욱 바람직하게는 인간의 피부의 하부의 표피층 또는 표피 및 진피층 속으로 각질층을 통해 피어싱하거나 절개하는 데 적합한 피어싱 요소를 의미한다.

본 명세서에서 이용되는 용어 "미세돌출부재"란 일반적으로 각질층을 피어싱하기 위한 어레이형태로 배열된 복수의 미세돌출부를 포함하는 미세돌출부 어레이를 의미한다. 미세돌출부재는 도 2에 표시된 바와 같이 얇은 시트로부터 복수의 미세돌출부를 에칭하거나 펀칭하고, 이들 미세돌출부를 해당 시트의 평면으로부터 접거나 구부려서 소정 형상을 형성함으로써 형성될 수 있다. 미세돌출부재는 또한, 예를 들면 미국 특허 제 6,050,988호 공보에 개시된 바와 같은 스트립(들)(strip(s))의 각각의 가장자리를 따라 미세돌출부를 지닌 1개 이상의 스트립을 형성하는 방법과 같이, 기타 공지의 방법으로 형성되어 있어도 되며, 상기 미국특허 공보의 내용은 전체로서 본 명세서에 참조로 병합된다.

일실시형태에 있어서, 미세돌출부재는 미세돌출부 밀도가 적어도 대략 10 미세돌출부 개수/㎠, 바람직하게는, 적어도 대략 100 미세돌출부 개수/㎠, 더욱 바람직하게는, 대략 200 내지 3000 미세돌출부 개수/㎠인 어레이를 지닌다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명은 각질층을 통해 하부 표피층, 또는 표피 및 진피층 속으로 피어싱하기에 적합한 미세돌출부(또는 그의 어레이)를 복수개 포함하는 미세돌출부재(또는 시스템)를 지닌 면역학적 활성제의 경피 전달 장치 및 방법을 포함하고, 상기 미세돌출 부재 상에는 면역학적 활성제를 함유하는 생체적합성 코팅이 배치되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 면역학적 활성제는 인플루엔자 백신, 더욱 바람직하게는, 3가 인플루엔자 백신을 포함한다. 본 발명에 의하면, 피부의 각질층을 피어싱할 때, 생체적합성 코팅은 체액(세포내액, 혹은 간질액(interstitial fluid) 등의 세포외액)에 의해 용해되어, 인플루엔자 백신이 전신 요법을 위해 피부 속으로 방출된다(예를 들어, 일시 전달).

본 발명에 의하면, 코팅 용해 및 방출의 동력학은 면역학적 활성제, 코팅 프로세스, 코팅 두께 및 코팅 조성물(예를 들어, 코팅 제제 첨가제의 존재)의 성질을 포함해서 많은 인자에 의존할 것이다. 방출 역학 프로파일에 의존해서, 피복된 미세돌출부를 연장된 기간 동안 피부와 피어싱관계로 유지하는 것이 필요할 수 있다. 이것은 도 5에 표시되고 WO 97/48440에 기재된 바와 같이 고정된 미세돌출부를 이용하거나 접착제를 이용해서 피부에 미세돌출부재를 고정함으로써, 달성될 수 있고, 상기 공개공보는 참조로 전체로서 본 명세서에 병합된다.

당업계에 잘 알려진 바와 같이, 인플루엔자 바이러스 입자는 인간에게 있어 보호성 항-HA 항체의 유도에 반응할 수 있는 원발성 표면 항원으로서 적혈구 응집소(HA)를 지닌 많은 단백질 성분으로 이루어져 있다. 인플루엔자 입자의 예는 도 1에 표시되어 있다.

면역학적으로, 인플루엔자 A 바이러스는 2개의 표면 항원, 즉, HA 및 뉴라미니다제(NA)에 의거해서 서브 타입으로 분류된다. 이들 항원, 특히 적혈구 응집소에 대한 면역은 감염이 일어날 경우 감염 가능성을 저감하고 질병의 중대성을 완화시킨다.

균주를 순환하는 항원 특징은 해마다 백신에 포함된 바이러스 균주를 선택하기 위한 기초를 제공한다. 매년, 인플루엔자 백신은 다가오는 겨울철에 전세계적으로 퍼지기 쉬운 인플루엔자 바이러스를 나타내는 3종의 바이러스 균주(통상 두 종의 A형 및 하나의 B형)를 함유한다. A형 및 B형 인플루엔자는 그들의 핵산 단백질 및 기질 단백질에 있어서의 차이에 의해 구별될 수 있다. A형은 가장 통상적인 균주로, 인간의 주된 범유행을 담당하는 것이다. 3가 백신에 있어서의 각 균주의 HA 함량은 전형적으로는 단일 인간 용량에 대해 15 ㎍, 즉, 총 HA 45 ㎍으로 설정된다.

본 명세서에서 상세히 설명되어 있는 바와 같이, 유일한-예비-제제화 프로세스(unique-pre-formulation process)에 의해, 인플루엔자 백신의 전체 인간 용량(full human dose), 즉 적혈구 응집소 45㎍이 피복된 미세돌출부 어레이를 통해, 피부의 가장 면역적격 성분인 APC-풍부 표피층으로 경피 전달될 수 있고, 이때, 인플루엔자 백신의 적어도 70%가 상기 표피층으로 전달된다. 더욱 중요하게는, 항원은 강한 항체 및 혈청-방어 면역 반응을 이끌어내도록 피부에 면역원성을 남긴다. 또한, 건조 피복된 백신 제제는 실질적으로 방부제-무첨가이고, 적어도 6개월 실온 안정성을 유지할 수 있다.

이제, 도 2를 참조하면, 본 발명에 사용하기 위한 미세돌출부재(30)의 일실시형태가 도시되어 있다. 도 2에 예시된 바와 같이, 미세돌출부재(30)는 복수의 미세돌출부(34)를 지닌 미세돌출부 어레이(32)를 포함한다. 상기 미세돌출부(34)는 바람직하게는 주지의 실시형태에 있어서 개구부(38)를 포함하는 시트(36)로부터 실질적으로 90°각도로 뻗어 있다.

본 발명에 의하면, 상기 시트(36)는 해당 시트(36)용의 이면(40)을 포함한 전달용 패치 속에 편입되어 있어도 되고, 또한, 피부에 상기 패치를 붙이기 위한 접착 스트립(도시 생략)을 부가적으로 포함하고 있어도 된다(도 4 참조). 본 실시형태에 있어서, 미세돌출부(34)는 얇은 금속제의 시트(36)로부터 복수의 미세돌출부(34)를 에칭하거나 펀칭하고, 이들 미세돌출부(34)를 상기 시트(36)의 평면으로부터 구부림으로써 형성된다.

본 발명의 일실시형태에 있어서, 상기 미세돌출부재(30)의 미세돌출부 밀도는 적어도 대략 10 미세돌출부 개수/㎠, 더욱 바람직하게는 적어도 대략 200 내지 3000 미세돌출부 개수/㎠의 범위이다. 바람직하게는, 약제가 통과하는 단위 면적당 개구부의 개수는 적어도 대략 10 개구부 개수/㎠ 이상 약 3000 개구부 개수/㎠ 미만이다.

설명한 바와 같이, 미세돌출부(34)의 돌출부의 길이는 바람직하게는 1000㎛ 미만이다. 일실시형태에 있어서, 상기 미세돌출부(34)의 돌출부의 길이는 500㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 250㎛ 미만이다.

출혈 및 자극을 최소화하기에 적합한 또 다른 실시형태에 있어서, 미세돌출부는 그 돌출부 길이가 145 ㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 대략 50 내지 145 ㎛, 더욱더 바람직하게는 대략 70 내지 140 ㎛ 범위이다.

미세돌출부재(34)는 바람직하게는 도 2에 있어서 "W"로 표시된 대략 25 내지 500 ㎛ 범위의 폭과, 대략 10 내지 100 ㎛ 범위의 두께를 지닌다.

이제 도 5를 참조하면, 본 발명의 범위 내에서 이용될 수 있는 미세돌출부재(50)의 다른 실시형태가 도시되어 있다. 미세돌출부재(50)는 마찬가지로 미세돌출부(54)를 복수개 지닌 미세돌출부 어레이(52)를 포함한다. 미세돌출부(54)는 바람직하게는 마찬가지로 개구부(56)를 포함하는 시트(51)로부터 실질적으로 90°각도로 뻗어 있다.

도 5에 예시된 바와 같이, 미세돌출부(54)의 몇몇은 인접한 선단 에지가 배치된 유지 부재(retention member) 혹은 앵커(anchor)(58)를 포함한다. 상기 표시된 바와 같이, 유지 부재(58)는 대상의 피부에 미세돌출부재(50)의 부착을 용이하게 한다.

미세돌출부재(예를 들어, (30), (50))는 스테인레스 강, 티탄, 니켈 티탄 합금 등의 각종 금속 또는 중합체 재료와 같은 유사한 생체적합성 재료로 제작될 수 있다. 바람직하게는, 미세돌출부재는 티탄으로 제작된다.

본 발명에 의하면, 미세돌출부재는 폴리머 등의 비도전성 재료로 구성할 수도 있다. 또는, 미세돌출부재는 파릴렌(Parylene^®) 등의 비전도성 재료, 또는 테플론(Teflon^®) 등의 소수성 재료, 실리콘 혹은 기타 저에너지 재료로 피복될 수 있다. 주지의 소수성 재료 및 관련된 염기성 (예를 들어 포토레지스트)층은 미국특허 출원 제 60/484,142호에 개시되어 있으며, 이 특허 공개공보는 참조로 본 명세서에 병합된다.

본 발명에서 이용될 수 있는 미세돌출부재는 미국특허 제 6,083,196호, 제6,050,988호 및 제 6,091,975호 공보, 그리고 미국특허 공개공보 제 2002/0016562호에 개시된 부재를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니고, 상기 각 미국특허공보는 전체로서 본 명세서에 참조로 병합된다.

본 발명에 이용될 수 있는 기타 미세돌출부재는, 실리콘 칩 에칭기술을 이용한 실리콘의 에칭에 의해 또는 에칭된 미소 금형을 이용한 플라스틱의 성형에 의해 형성된 부재를 포함하며, 이들 부재는 미국 특허 제 5,879,326호 공보에 개시되어 있으며, 이 특허 공보에 개시된 내용은 본 명세서에 참조로 병합된다.

이제, 도 3을 참조하면, 생체적합성 코팅(35)이 피복된 미세돌출부(34)를 지닌 미세돌출부재(30)가 도시되어 있다. 본 발명에 의하면, 상기 코팅(35)은 각 미세돌출부(34)를 부분적으로 혹은 완전히 피복할 수 있다. 예를 들면, 상기 코팅(35)은 상기 미세돌출부(34) 상의 건식 패턴 코팅일 수 있다. 상기 코팅(35)은 또한, 상기 미세돌출부(34)를 형성하기 전이나 혹은 후에 도포될 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기 코팅(35)은 다양한 공지된 방법에 의해 미세돌출부(34)에 도포될 수 있다. 바람직하게는, 상기 코팅은 단지 피부를 피어싱하는 미세돌출부재(30) 또는 미세돌출부(34)의 부분(예를 들면, 선단부(39))에만 도포된다.

이러한 코팅 방법의 하나로서 침지 코팅법을 들 수 있다. 침지 코팅은 미세돌출부(34)를 코팅 용액 속으로 부분적으로 혹은 전체적으로 침지함으로써 미세돌출부를 피복하는 수법으로서 설명될 수 있다. 부분 침지 기술을 이용하면, 미세돌출부(34)의 선단부(39)에만 상기 코팅(35)을 제한하는 것이 가능하다.

또 다른 피복방법으로서는, 마찬가지로 미세돌출부(34)의 선단부(39)에 코팅(35)을 제한하는 롤러코팅기구를 이용하는 롤러피복법을 들 수 있다. 이 롤러피복법은 예를 들면 미국 특허출원 제 10/099,604호(미국 특허출원 공개공보 제 2002/0132054호)에 개시되어 있고, 이 특허문헌에 개시된 내용은 전체로서 본 명세서에 참조로 병합된다. 상기 미국 특허 출원에 상세히 설명되어 있는 바와 같이, 개시된 롤러피복법은 피부를 피어싱하는 동안 미세돌출부(34)로부터 용이하게 제거되지 않는 평활한 코팅을 제공한다.

본 발명에 의하면, 미세돌출부(34)는 개구부(도시 생략), 홈(도시 생략), 표면 요철(도시 생략) 또는 유사한 변형 형태와 같은 코팅(35)의 체적을 수용 및/또는 증대시키는 데 적합한 수단도 포함할 수 있고, 이러한 수단은 다량의 코팅이 침착될 수 있는 증대된 표면적을 제공한다.

본 발명의 범위 내에서 이용가능한 또 다른 피복방법으로서 분무 피복법을 들 수 있다. 본 발명에 의하면, 분무 피복법은 코팅 조성물의 에어로졸 현탁액의 형성을 망라할 수 있다. 바람직한 실시형태에 있어서, 약 10 내지 200pℓ의 액적 크기를 지닌 에어로졸 현탁액이 미세돌출부(34) 상에 분무되고 나서 건조된다.

패턴 코팅은 미세돌출부(34)를 코팅하는 데 이용될 수도 있다. 패턴 코팅은 미세돌출부 표면상에 퇴적된 액체를 위치결정하기 위한 분배시스템을 이용해서 도포될 수 있다. 상기 퇴적된 액체의 양은 바람직하게는 미세돌출부 1개당 0.1 내지 20nℓ의 범위이다. 적절한 정밀계량 액체 분배기의 예는 예를 들면 미국 특허 제 5,916,524호 공보; 미국 특허 제 5,743,960호 공보; 미국 특허 제 5,741,554호 공보; 및 미국 특허 제 5,738,728호 공보에 개시되어 있고, 이들 특허 문헌에 개시된 내용은 본 명세서에 참조로 병합된다.

미세돌출부 코팅 제제 또는 용액은, 공지의 솔레노이드 밸브 분배기, 임의의 유체가동수단 및 일반적으로 전계를 이용해서 제어되는 위치결정수단을 이용하는 잉크 젯 수법에 의해 도포될 수도 있다. 당 기술분야에서 공지된 인쇄산업 혹은 유사한 액체분배수법으로부터 기타의 액체분배수법이 본 발명의 패턴 코팅을 도포하는 데 이용될 수 있다.

이제 도 6 및 도 7을 참조하면, 보존 및 적용을 위해서, 미세돌출부재(30)는 공계류중인 미국특허출원 제 09/976,762호(공개번호 제 2002/0091357호)에 상세히 설명되어 있는 바와 같이, 바람직하게는 접착탭(6)에 의해 보유기 링(40)에 매달려 있으며, 상기 특허 출원의 내용은 참조로 전체로서 본 명세서에 병합된다.

보유기 링(40)에 미세돌출부재(30)를 놓은 후, 미세돌출부재(30)는 환자의 피부에 적용된다. 바람직하게는, 미세돌출부재(30)는 도 8에 표시되고 공계류중인 미국특허출원 제 09/976,798호에 상세히 설명되어 있는 바와 같이, 충격식 어플리케이터(45)를 이용해서 피부에 적용되고, 상기 특허 출원의 내용은 참조로 전체로서 본 명세서에 병합된다.

설명된 바와 같이, 본 발명의 일실시형태에 의하면, 고체 코팅을 형성하기 위해 미세돌출부재(30)에 가해진 코팅 제제는 수성 제제를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 코팅 제제는 비수계 제제를 포함한다. 본 발명에 의하면, 면역학적 활성제는 생체적합성 캐리어 내에 용해되거나 상기 캐리어 내에 현탁될 수 있다.

설명된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 면역학적 활성제는 인플루엔자 백신, 더욱 바람직하게는, 3가 인플루엔자 백신을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 면역학적 활성제는 바이러스 및 세균, 단백질계 백신, 다당류계 백신 및 핵산계 백신으로 이루어진 군으로부터 선택된 백신(또는 항원 제제)을 포함한다.

적절한 항원 제제는 단백질, 다당류 컨쥬게이트, 올리고당 및 지질단백의 형태의 항원을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 이들 서브유닛 백신은, 백일해 균(Bordetella pertussis)(재결합 PT 액신스-무세포), 파상풍균(Clostridium tetani)(정제, 재결합), 디프테리아균(Corynebacterium diphteriae)(정제, 재결합), 거대세포 바이러스(당단백질 서브유닛), A군 연쇄상 구균(Group A streptococcus)(당단백질 서브유닛, 파상풍 톡소이드를 지닌 글리코컨쥬게이트 A군 다당류, 독성 서브유닛 캐리어에 연결된 M 단백질/펩타이드, M 단백질, 다가형-특이 에피토프, 시스테인 프로테아제, C5a 펩티다제), B형 간염 바이러스(재결합 Pre S1, Pre-S2, S, 재결합 핵심 단백질), C형 간염 바이러스(재결합-발현 표면 단백질 및 에피토프), 인간 유두종 바이러스(캡시드 단백질, TA-GN 재결합 단백질 L2 및 E7[HPV-6으로부터], HPV-11로부터의 MEDI-501 재결합 VLP L1, 4가 재결합 BLP L1[HPV-6으로부터], HPV-11, HPV-16 및 HPV-18, LAMP-E7[HPV-16으로부터]), 폐렴 레지오넬라(Legionella pneumophila)(정제 세균 표면 단백질), 수막염균(Neisseria menigitides)(파상풍 톡소이드에 의한 글리코컨쥬게이트), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)(합성 펩타이드), 풍진 바이러스(Rubella virus)(합성 펩타이드), 폐렴 연쇄구균(Streptococcus pneumoniae)(수마구균 B OMP에 컨쥬게이트된 글리코컨쥬게이트[1,4,5,6B,9N,14,18C,19V,23F], CRM197에 컨쥬게이트된 글리코컨쥬게이트[4,6B,9V,14,18C,19F,23F], CRM1970에 컨쥬게이트된 글리코컨쥬게이트[1,4,5,6B,9V,14,18C,19F,23F]), 매독균(Treponema pallidum)(표면 지질단백), 수두 대상포진 바이러스(Varicella - zoster virus)(서브 유닛, 당단백) 및 콜레라균(Vibrio cholerae)(컨쥬게이트 지질다당류)를 포함한다.

항원 제제를 함유하는 다수의 시판중인 백신은 플루 백신, 라임질환 백신, 광견병 백신, 풍진 백신, 볼거리 백신, 수두 백신, 천연두 백신, 간염 백신, 백일해 백신 및 디프테리아 백신을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.

핵산을 포함하는 백신은 예를 들면 수퍼코일 플라스미드 DNA 등의 단일쇄 핵산 및 이중쇄 핵산; 선상 플라스미드 DNA; 코스미드; 세균성 인공 염색체(BAC); 효모 인공 염색체(YAC); 포유동물 인공 염색체; 및 예를 들면 mRNA 등의 RNA 분자를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 핵산의 크기는 수천 킬로베이스까지 일 수 있다. 또, 본 발명의 소정의 실시형태에 있어서, 핵산은 단백질 제제와 결합할 수 있거나, 또는, 예를 들면, 포스포로티오에이트 부분 등의 화학적 변성부분을 하나 이상 포함할 수 있다. 핵산의 부호화 서열은 면역 반응이 요구되는 항원 서열을 포함한다. 또한, DNA의 경우, 프로모터 및 폴리아데닐화 서열도 백신 구조에 편입된다. 부호화될 수 있는 항원은 암 항원뿐만 아니라 감염성 질환, 병원체의 모든 항원 성분을 포함한다. 이와 같이 해서, 핵산은 예를 들면, 감염성 질환, 암, 알레르기, 자가면역질환 및 염증성 질환의 분야에 있어서 용도를 발견하였다.

백신 항원과 함께 백신을 구성할 수 있는 적절한 면역반응 촉진용 애주번트는 인산 알루미늄 겔; 수산화 알루미늄; 알갈 글루칸: β-글루칸; 콜레라독성 B 서브유닛; CRL1005: x=8 및 y=205의 평균값을 지닌 ABA 블록폴리머; 감마이눌린: 선상 (미분기) β-D(2->1)폴리프럭토푸라녹실-α-D-글루코스; 게르부 애주번트: N-아세틸글루코사민-(β 1-4)-N-아세틸무라밀-L-알라닐-D-글루타민(GMDP), 디메틸 디옥타데실암모늄 클로라이드(DDA), L-프롤린아연염 착물(Zn-Pro-8); 이미퀴모드(1-(2-메틸프로필)-1H-아미다조[4,5-c]퀴놀린-4-아민; ImmTher^TM: N-아세틸글루코아미닐-N-아세틸무라밀-L-Ala-D-이소Glu-L-Ala-글리세롤 디팔미테이트; MTP-PE 리포솜: C₅₉H₁₀₈N₆O₁₉PNa-3H₂O(MTP); 무라메타이드: Nac-Mur-L-Ala-D-Gln-OCH₃; 플레우란: β-글루칸; QS-21; S-28463: 4-아미노-a,a-디메틸-1H-이미다조[4,5-c]퀴놀린-1-에탄올; 살보 펩타이드: VQGEESNDK·HCl(IL-1β 163-171 펩타이드); 및 트레오닐-MDP(Termurtide^TM): N-아세틸 무라밀-L-트레오닐-D-이소글루타민, 및 인터루킨 18, IL-2, IL-12, IL-15를 포함한다. 애주번트는 예를 들면 CpG 함유 올리고뉴클레오타이드 등의 DNA 올리고뉴클레오타이드도 포함한다. 또한, IL-18, IL-2, IL-12, IL-15, IL-4, IL-10, 감마 인터페론 및 NF 카파 B 조절신호 단백질 등의 면역 조절 림포킨류를 부호화하는 핵산 서열이 이용될 수 있다.

본 발명에 의하면, 코팅 제제는 적어도 1종의 습윤제를 포함할 수 있다. 적절한 습윤제는 양친매성을 제공하는 계면활성제 및 폴리머를 포함한다.

따라서, 본 발명의 일실시형태에 있어서, 코팅 제제는 적어도 1종의 계면활성제를 함유한다. 본 발명에 의하면, 계면활성제(들)은 양성이온성, 양성, 양이온성, 음이온성 혹은 비이온성일 수 있다. 계면활성제의 예로서는, 라우로앰포아세트산 나트륨, 도데실황산 나트륨(SDS), 염화 세틸피리디늄(CPC), 도데실트리메틸 암모늄 클로라이드(TMAC), 염화 벤잘코늄, 트윈 20 및 트윈 80 등의 폴리소르베이트, 라우르산 소르비탄 등의 기타 소르비탄 유도체, 라우렛-4 등의 알콕시화 알코올을 들 수 있다. 가장 바람직한 계면활성제로서는 트윈 20, 트윈 80 및 SDS를 들 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 코팅 제제는 양친매 성질을 지닌 폴리머 재료 또는 폴리머를 적어도 1종 포함한다. 주지의 폴리머의 예로서는 플루로닉스뿐만 아니라, 하이드록시에틸셀룰로오스(HEC), 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 메틸셀룰로오스(MC), 하이드록시에틸메틸셀룰로오스(HEMC) 또는 에틸하이드록시에틸셀룰로오스(EHEC) 등의 셀룰로오스 유도체를 들 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일실시형태에 있어서, 양친매 성질을 발현하는 폴리머의 농도는 바람직하게는 상기 코팅 제제의 대략 0.01 내지 20 중량%의 범위, 더욱 바람직하게는 대략 0.03 내지 10 중량%의 범위이다. 더욱더 바람직하게는, 습윤제의 농도는 코팅 제제의 대략 0.1 내지 5 중량%의 범위 내이다.

당업자가 이해하고 있는 바와 같이, 주지의 습윤제는 개별적으로 혹은 조합해서 사용될 수 있다.

본 발명에 의하면, 코팅 제제는 친수성 폴리머를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 친수성 폴리머는 덱스트린, 하이드록시에틸 스타치(HES), 폴리(비닐알코올), 폴리(에틸렌옥사이드), 폴리(2-하이드록시에틸메타크릴레이트), 폴리(n-비닐 피롤리돈), 폴리에틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물, 그리고 유사 폴리머로부터 선택된다. 당업계에 공지된 바와 같이, 주지의 폴리머는 점성을 증가시킨다.

코팅 제제 중의 친수성 폴리머의 농도는 상기 코팅 제제의 대략 0.01 내지 50 중량%, 더 바람직하게는 대략 0.03 내지 30 중량%의 범위이다. 더욱더 바람직하게는, 습윤제의 농도는 코팅 제제의 대략 0.1 내지 20 중량%의 범위 내이다.

본 발명에 의하면, 코팅 제제는 또한 공계류중인 미국특허출원 제 10/127,108호에 개시된 바와 같은 생체적합성 캐리어를 더 포함할 수 있고, 상기 특허 출원의 내용은 참조로 전체로서 본 명세서에 병합된다. 생체적합성 캐리어의 예로는 인간 알부민, 생체공학적 인간 알부민, 폴리글루탐산, 폴리아스파르트산, 폴리히스티딘, 펜토산 폴리설페이트, 폴리아미노산, 슈크로오스, 트레할로스, 멜레지토스, 라피노스 및 스타키오스를 들 수 있다.

코팅 제제 중의 생체적합성 캐리어의 농도는 바람직하게는 상기 코팅 제제의 대략 2 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 대략 5 내지 50 중량%이다. 더욱더 바람직하게는, 습윤제의 농도는 코팅 제제의 대략 10 내지 40 중량%의 범위 내이다.

코팅 제제는 공계류중인 미국특허출원 제 10/674,626호에 개시된 바와 같은 혈관수축제를 더 포함할 수 있고, 상기 특허 출원의 내용은 참조로 전체로서 본 명세서에 병합된다. 상기 공계류중인 특허출원에 개시되어 있는 바와 같이, 혈관수축제는 미세돌출부재 상에 적용하는 동안 혹은 적용후 출혈을 제어하는 데 이용된다. 바람직한 혈관수축제로는, 아마이드프린, 카파미놀, 사이클로펜타민, 데옥시에피네프린, 에피네프린, 펠리프레신, 인단아졸린, 메티졸린, 미도드린, 나파졸린, 노르데프린, 옥토드린, 오르니프레신, 옥시메타졸린, 페닐에프린, 페닐에탄올아민, 페닐프로판올아민, 프로필헥세드린, 슈도에페드린, 테트라하이드로졸린, 트라마졸린, 투아미노헵탄, 티마졸린, 바소프레신, 크실로메타졸린 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다. 가장 바람직한 혈관수축제는 에피네프린, 나파졸린, 테트라하이드로졸린, 인단아졸린, 메티졸린, 트라마졸린, 티마졸린, 옥시메타졸린 및 크실로메타졸린을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 코팅 제제는 공계류중인 미국특허출원 제 09/50,436호에 개시된 바와 같은 적어도 1종의 "경로개통조정제"를 포함할 수 있고, 상기 특허 출원의 내용은 참조로 전체로서 본 명세서에 병합된다. 상기 공계류중인 특허출원에 개시되어 있는 바와 같이, 상기 경로개통조정제는 피부의 자연적인 치유과정을 방지하거나 감소시킴으로써, 미세돌출부재 어레이에 의해 각질층에 형성된 경로 혹은 마이크로슬릿의 폐쇄를 방지한다. 경로개통조정제의 예는 삼투압 제제(예를 들면, 염화나트륨) 및 양성이온성 화합물(예를 들면, 아미노산류)을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.

상기 공계류중인 특허출원에 개시되어 있는 바와 같이, 용어 "경로개통조정제"는 베타메타손 21-인산 이나트륨염, 트리암시놀론 아세토나이드 21-인산 이나트륨, 하이드로코르타메이트 염산염, 하이드로코르티손 21-인산 이나트륨염, 메틸프레드니솔론 21-인산 이나트륨염, 메틸프레드니솔론 21-숙신산 나트륨염, 파라메타손 인산 이나트륨, 프레드니솔론 21-숙신산 나트륨염 등의 항염증제, 구연산, 구연산염(예를 들면, 구연산 나트륨), 덱스트린 황산 나트륨, 아스피린 및 EDTA 등의 항염증제를 들 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 코팅 제제는 에탄올, 클로로포름, 에테르, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등의 비수계 용매, 염료, 안료, 불활성 충전제, 침투 증진제, 부형제, 및 당해 기술분야에서 공지된 약제학적 제품 또는 경피 기구의 공지된 기타 성분도 포함할 수 있다.

공지의 기타 제제 애주번트는 건조 코팅의 코팅 제제의 필요한 용해도 및 점도 특성 그리고 물리적 일체성에 악영향을 주지 않는 한 코팅 제제에 첨가될 수 있다.

바람직하게는, 상기 코팅 제제의 점도는 각 미세돌출부(34)를 효과적으로 코팅하기 위해 대략 5 포아즈보다 적다. 더욱 바람직하게는, 코팅 제제의 점도는 대략 0.3 내지 2.0 포아즈의 범위이다.

본 발명에 의하면, 코팅 두께는 바람직하게는 100 ㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 50 ㎛ 미만이다. 더욱더 바람직하게는, 코팅 두께는 대략 2 내지 30 ㎛의 범위이다.

소망의 코팅 두께는 필요한 용량, 따라서 그 용량을 전달하는 데 필요한 코팅 두께, 시트의 단위면적당의 미세돌출부의 밀도, 코팅 제제의 점도와 농도 및 선택된 코팅 방법을 포함한 몇몇 인자에 의존한다.

모든 경우에 있어서, 코팅이 적용된 후, 코팅 제제는 각종 수법에 의해 미세돌출부상에서 건조될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 있어서, 피복된 미세돌출부재(예를 들어, (30))는 분위기실 조건에서 공기 건조된다. 다른 실시형태에 있어서, 피복된 미세돌출부재는 진공건조된다. 또 다른 실시형태에 있어서, 피복된 미세돌출부재는 공기건조 후, 진공건조된다.

각종 온도 및 습도 레벨이 미세돌출부상의 코팅 제제를 건조시키는 데 이용될 수 있다. 이와 같이 해서, 피복된 미세돌출부재(30)에는 가열, 동결 건조, 냉동 건조 혹은 코팅으로부터 물을 제거하기 위한 유사한 기술을 실시하는 것이 가능하다.

본 발명의 기타 특징과 이점은 첨부도면에 예시된 바와 같은 이하의 바람직 한 실시예의 더욱 구체적인 설명으로부터 명백해질 것이며, 전체 도면에 있어서 동일한 참조부호는 일반적으로 동일한 부분 혹은 요소를 나타낸다:

도 1은 인플루엔자 바이러스 입자의 일례를 표시한 도면;

도 2는 본 발명에 의한 미세돌출부재의 일부의 일실시형태의 사시도;

도 3은 본 발명에 의한 미세돌출부상에 침착된 생체적합성 코팅을 지닌 도 2에 표시한 미세돌출부재의 사시도;

도 4는 본 발명에 의한 접착성 이면을 지닌 미세돌출부재의 단면 측면도;

도 5는 본 발명에 의한 미세돌출부의 다른 실시형태의 일부의 사시도;

도 6은 본 발명에 의한 미세돌출부재가 그 안에 배치되어 있는 보유기의 단면 측면도;

도 7은 도 6에 표시된 보유기의 사시도;

도 8은 도 6에 표시된 보유기 및 어플리케이터의 사시도;

도 9는 본 발명에 의한 예비-제제화 프로세스의 순서도;

도 10은 본 발명에 의한 감소된 용액 혼탁도에 대한 pH의 효과를 설명하는 흡광도 대 pH의 그래프;

도 11은 백신 플루존(Fluzone^®) 및 박시그립(Vaxigrip™)에 대한 점도 대 rpm의 그래프;

도 12는 22.5 ㎎/㎖에서 15% HA 순도를 지닌 A/뉴칼레도니아(New Caledonia) 균주에 대한 점도 대 온도의 그래프;

도 13A 및 도 13B는 본 발명에 의한 각종 미세돌출부 어레이 설계에 대한 백 신 전달을 요약한 그래프;

도 14A는 HA(A/파나마(Panama) 균주)의 각종 용량에 대한 평균 항-HA 역가 대 시간의 그래프;

도 14B는 총 A/파나마-특이적 IgG 역가 대 HI 활성의 그래프;

도 15A 및 15B는 항-A/파나마-특이적 IgG 항체 및 HI 활성을 예시한 HA(A/파나마 균주)의 수개의 제제의 면역원성의 막대 그래프;

도 16A 및 16B는 28일 및 49일째의 항-HA IgG 항체 활성 및 HI 활성을 예시한 미세돌출부상에 건조 피복된 HA(A/파나마 균주)의 수개의 제제의 면역원성의 막대 그래프;

도 17은 HI 활성을 예시하는, 미세돌출부상에 건조 피복된 3가(trivalent) HA(A/파나마, A/뉴 칼레도니아 및 B/산동성 균주)의 수개의 제제의 면역원성의 막대 그래프;

도 18은 본 발명에 의한 8주까지 동안 40℃에서 보존한 수개의 코팅 제제의 안정성 프로파일을 예시한 HA 양 대 시간의 그래프;

도 19 및 도 20은 본 발명에 의한 3개월까지 동안 40 ℃에서 그리고 6개월까지 동안 5℃ 및 40℃에서 보존한 제제의 안정성 프로파일을 예시한 2종의 3가 제제의 막대 그래프;

도 21은 본 발명에 의한 슈크로오스를 배합한 A/뉴 칼레도니아 균주의 40℃에서 8주간 보존한 후의 안정성 프로파일을 나타내는 SRID/BCA 대 시간의 그래프.

연구/ 실시예

이하의 연구 및 실시예는 본 발명의 장치, 제제화 방법 및 프로세스를 예시한다. 이들 실시예는 예시의 목적일 뿐이므로, 어쨌든 본 발명의 범위를 제한하는 것을 의미하는 것은 아니다.

먼저 표 1을 참조하면, 이하의 연구에 있어서 취득되고 이용된 1가(monovalent) 균주(즉 로트(lot))의 요약이 표시되어 있다:

균주	로트번호	HA 농도(㎍/㎖)	총 백신 함량의 HA %
B/야마나시/플루존^®	5096PD	79	20
B/빅토리아/플루존^®	U2603	197	25
B/빅토리아/플루존^®	U02995	210	18
A/뉴 칼레도니아/플루존^®	5095PD	95	16
A/파나마/플루존^®	5094PD	112	40
A/파나마/플루존^®	U02598	401	50
A/파나마/박시그립™	FA106821	180	38
A/파나마/박시그립™	FA107640	159(123)	(33)^*
A/뉴 칼레도니아/박시그립™	FA106076	131(127)	(32)^*
B/산동성/박시그립™	FA107994	191(260,234)	(63)^*

예비-제제화 프로세스

얻어진 첫번째 벌크 백신(bulk vaccine)은 400 ㎍ HA/㎖의 1가 A/파나마/2007/99 균주(플루존(Fluzone)^®)였다. 용액은 입수시 혼탁하였고, 이것은 가능하게는 수불용성 지질, 지질-단백질 복합체 및 응집 단백질에 기인한 불용성 입자의 존재를 시사하였다. BCA 분석 및 1가의 투석은 염 및 기타 저분자량 물질이 고형분 함량의 대부분을 차치하는 것을 나타내었다. 용량 요구조건에 부응하도록 코팅의 HA 함량을 풍부하게 하기 위하여, 이들 저 MW(분자량) 성분은 제거할 필요가 있었다. 따라서, 투석 여과/농축 프로세스는 이 논점에 초점을 맞추어 개발되었다.

이제 도 9를 참조하면, 이용된 예비-제제화 프로세스의 순서도가 표시되어 있다. 순서도에 기재된 단계는 이하에 설명한다.

TFF ( Tangential - Flow Filtration )

당업계에 공지된 바와 같이, TFF는 투석 여과 및 농축을 동시에 수행할 수 있다. 투석 여과를 이용해서 저분자량 물질을 제거하였다. 펠리콘(Pellicon) XL인 재생 셀룰로오스막(Millipore, 50 ㎠, 30 kD MWCO)을 장비한 TFF 시스템(Millipore, Labscale)을 설치해서, 백신 원료의 투석 여과 및 농축에 대해 평가하였다. 백신 용액의 체적은 원래의 체적의 1/20 내지 l/50으로 감소되어, HA 농도가 5 내지 10 ㎎ HA/㎖까지 증가되었다. 완충용액은 완충액 교환 및 농축을 위해 첨가하였다.

동결 건조

TFF 이후, 농축된 백신은 슈크로오스 또는 트레할로스 등의 동결방지용(lyoprotective) 부형제와 배합해서, 20 ㎖ 유리병에 충전하고, 액체 질소로 새로이 냉동하고, 다양한 형태의 냉동 건조기(Virtis, 25EL Freezemobile) 상에 놓았다. 상기 병을 챔버 압력이 정상 상태(~ 50 mTorr)에 이를 때까지 2 내지 5일간 냉동 진공 건조시켰다.

상기 예비-제제화 프로세스는 중간체 산물로서 고도로 농축된 고체상태 적혈구 응집소(HA) 제제를 제공하였다. 실로, HA 제제의 농도는 시판품의 농도의 적어도 500배였다. 주지의 중간체 산물은 또한 고도로 강력한 면역원성이었다.

당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 주지의 예비-제제화 프로세스는 변형되어, 각종 백신원 재료 및 그의 형태를 예비 제제화하는 데 적합화될 수 있다. 예를 들어, 이 프로세스는 고농도로 입수한 원료를 이용하는 데 적합할 수 있었다. 이 경우, 투석 여과 단계는 불필요하고, 고농도의 원료는 직접 동결 건조 및 재구성되어 코팅 제제를 생성하였다.

예비-제제화 프로세스는 동결 건조된 혹은 분무 건조된 분말 등(단, 이들로 제한되지 않음)의 고형분으로서 입수된 원료를 사용하는 데 적용될 수도 있었다. 이 경우, 상기 고형분 원료는 직접 재구성되어 코팅용액 제제를 생성하였다.

예비-제제화 프로세스는 세포 유래된 인플루엔자 백신(단, 이것으로 한정되지 않음)과 같은 고순도의 원료와 함께 사용하기 위해 변경될 수 있었다. 이 경우, 원료는 동결 건조 및 재구축 단계가 불필요하게 되는 충분한 순도로 될 것이다.

제제 개발

제제 효과는 안정한 코팅성 및 안정성을 지닌 코팅 제제를 개발하고, 재현가능한 코팅 용량을 신뢰성 있게 생산가능한 코팅 시스템을 규정하고, 양호한 전달 효율 및 허용가능한 피부 내성을 지닌 백신을 전달할 수 있는 어레이 설계(design), 즉 모형을 확인하는 데 있다.

코팅 프로세스

2종의 코터(coater)를 본 연구에 이용하였다. 첫번째 코터는 델린(Delrin)사에서 제작한 0.38" 직경 드럼을 장착하고 있다. 이 드럼은 장전 체적 0.25 ㎖를 지닌 저장소 속에 침지되어 있다. 이 저장소는 냉각능력은 없지만 작업시 신선한 물의 직접적인 주입으로 증발을 보상할 수 있다. 드럼 상에 형성되는 막의 두께는 약 200 내지 250 ㎛이다.

평가된 두번째 코터는 0.621" 직경의 스테인레스 강제의 드럼 및 동심 저장소를 장착하고 있다. 이 코터용의 저장소는 드럼의 직경에 의존해서 0.3 내지 0.7 ㎖의 장전 체적을 지닌다. 또, 드럼 직경은 막의 두께를 제어하고, 이때의 두께는 0.621" 드럼에 대해서 대략 80 내지 90 ㎛이다. 이 코터의 저장소는 TEC(thermo-electrical chilling)를 장착하고 있다. 드럼 온도를 분위기 조건의 이슬점에서 제어함으로써, 코팅 용액의 농도의 변화를 최소화할 수 있다. 코팅 높이는 미세돌출부 길이와 어레이 스트립 두께의 합으로 결정되었다.

미세돌출부 어레이 모형

8개의 미세돌출부 어레이를 제제 개발에 이용하였다. 미세돌출부 어레이 모형은 미세돌출부 길이, 팁 각도, 및 잔류 미늘(retention barbs) 및/또는 미세돌기턱 등의 부가의 설계 특성의 존재에 따라 변경하였다. 2개의 미세돌출부 어레이 모형 MF-I 및 MF-2는 초기에 평가되었다.

부형제

현탁액, 즉 불투명 코팅용액을 이용해서 도포될 수 있었는지의 여부를 평가하기 위하여, 초기의 초점은 계면활성제를 첨가함으로써 불용성 입자를 안정화시키는 것이었다.

이제 표 2를 참조하면, 용액 탁도의 감소시의 계면활성제의 효과를 도시하고 있다. 주지의 데이터는 용액 탁도의 감소에 의해 구해진 바와 같이 계면활성제의 첨가는 입자의 분해/가용화를 도울 수 있는 것을 시시한다. 계면활성제 강도의 순서는 SDS > 트리톤(Triton) XlOO > 트윈 20이며, 이것은 동일 계면활성제의 존재시의 용액 투명도와 일치한다(표 3 참조).

혼탁도@ 340 ㎚	용적( bulk )	용적/0.1% SDS	용적/0.1% 트리톤 X100	용적/0.1% 트윈 20
80 ㎍/㎖ HA	0.279	0.022	0.053	0.184

계면활성제	외관	멤브레인 / MWCO	최종 농도	코멘트
SDS	투명	울트르프리/10kD+ 센트리콘 30 kD	30 ㎎/㎖	점도가 100 센티포아즈를 초과함
트리톤 X	투명	울트르프리/10kD	15 ㎎/㎖	겔화 상승
트윈 80	혼탁	울트르프리/10kD	15 ㎎/㎖	겔화 상승

계면활성제의 다른 유력한 부류인 쯔비터젠트(Zwittergent)도 단백질/지질계 응집체를 파쇄할 수 있다. 표 4에는 쯔비터젠트의 소수성의 증가에 따라 가용화 힘이 증가되는 3종의 쯔비터젠트가 일람되어 있고, 쯔비터젠트 3-14가 가장 강력하다.

쯔비터젠트	흡광도@ 340 ㎚
출발 백신 물질(0.2 ㎎/㎖ HA)	0.3557
3-10	0.120
3-12	0.087
3-14	0.070

pH를 조정하는 것은 도 10에 표시되어 있는 바와 같이 높은 pH 및 낮은 pH에서 백신의 탁도를 감소시키는 것을 나타내고 있다. 그러나, pH의 커다란 증가 혹은 감소는 고농도에서 항원의 안정성을 절충시킬 수 있었다. 따라서, 용액 탁도를 제거하기 위해서 pH 7.2로부터의 유의한 이탈은 이용되지 않았다.

가용화 혹은 현탁된 코팅용액을 제조하기 위한 전략에 따라, 코팅에 필요한 레벨로 백신의 농축을 허용하는 예비 제제화 프로세스에 의해, 7개의 후보 제제를 더욱 조사하였다. 표 5에 표시된 제제는 적어도 1종 이상의 부형제를 함유한다.

참조 번호	제제(제형)
1	5% HA/ 1% 트레할로스/ 10% SDS(가용화됨)
2	5% HA/ 1% 트레할로스/ 10% 트리톤 X100(가용화됨)
3	5% HA/ 1% 트레할로스/ 5% 쯔비터젠트 3-14/ pH 10(NaCO₃-NaHCO₃)(가용화됨)
4	5% HA/ 1% 트레할로스/ 10% 쯔비터젠트 3-14(가용화됨)
5	5% HA/ 5% 슈크로오스/ 2% 트윈 80(현탁액)
6	5% HA/ 5% 슈크로오스(현탁액)
7	5% HA/ 2.5% 트레할로스/ 2.5% 만니톨/ 2% 플루로닉 F68(현탁액)

제제 1 내지 4는 가용화된 용액이었다. 제제 5 내지 7은 현탁액/탁한 용액이었다. 모든 제제는 단백질을 안정화시키기 위해 적어도 당을 함유하였다. 제제 5는 약한 계면활성제인 트윈 80을 함유하였고, 이것은 백신의 증대된 가용화를 제공하는 동시에 아마도 증대된 면역원성을 제공할 수 있을 것으로 여겨졌다. 슈크로오스만을 함유하는 제제 6은 평가된 모든 제제 중 가장 간단하였다. 제제 7은 만니톨과, 고형 계면활성제인 플루로닉 F68을 함유하였고, 이것은 코팅의 흡습성을 감소시키고, 코팅 일체성/물리적 안정성을 증대시킬 수 있는 것을 여겨졌다.

코팅용액/현탁액 특성화

당해 기술에서 충분히 인식되고 있는 바와 같이, 2가지 물리적 파라미터, 즉, 코팅 용액의 점도 및 젖음성이 주로 코팅 실행가능성을 지배한다. 주지의 파라미터는 각각 이하에 설명한다.

점도

용액 점도는 미세돌출부의 피복 동안 코팅 용액의 흐름에 영향을 미친다. 코팅용액 점도가 지나치게 낮으면, 해당 용액이 미세돌출부의 선단 둘레에 막을 형성할 기회를 가지기 전에 침지된 미세돌출부 어레이가 해당 코팅용액으로부터 제거될 경우 해당 용액의 상당한 부분은 저장소 속으로 도로 떨어져 버릴 수 있다. 이 결과, 많은 피복 사이클을 필요로 하는 프로세스에 덜 효과적으로 될 것이다.

한편, 코팅용액 점도가 너무 높으면, 미세돌출부 어레이 상의 용액이 매우 느리게 이동해서 이상한 코팅 형태를 초래할 수 있다. 표 6은 고체 상태의 7종의 후보 제제의 조성을 요약한 것이다. 모든 7종의 코팅용액 제제는 방부제로서 2-페녹시에탄올을 6 ㎎/㎖ 함유하였다. 코팅용액 중의 HA 함량은 HA 순도가 50%인 이 경우에 대략 30%였다.

이제 도 11을 참조하면, 2종의 상이한 백신 로트, 즉, 플루존® 및 박시그립™을 비교한 그래프가 표시되어 있다. 양쪽 모두의 로트는 A/파나마 균주를 함유하고, 제제 번호 5(HA: 트레할로스:트윈 80 = 5:5:2 중량비)로 배합되었다.

코팅 제제는 통상 HA 50 ㎎/㎖ (5%)였다. 그러나, 이 농도에서, 박시그립™의 용액 점도는 예를 들어 200 rpm에서 약 0.8 포아즈로 훨씬 높았다.

도 11에 예시된 바와 같이, 제제의 점도는 희석에 따라 감소되었다. 35 ㎎/㎖ HA (3.5%)에서, 박시그립™ 제제의 용액 점도는 50 ㎎/㎖ HA (5%)의 플루존^® 제제와 동일한 레벨에 이르렀고, 예를 들어, 200 rpm에서 약 0.4 포아즈였다.

HA 순도 및 HA 농도 이외에, 코팅용액의 온도는 점도에 영향을 미치는 또 다른 중요한 인자이다. 이와 같이 해서, 15% HA 순도를 지닌 A/뉴 칼레도니아 균주를 포함하는 고도로 점성인 코팅용액은 냉동 진공 건조된 백신을 HA 22.5 ㎎/㎖까지 재구성함으로써 제조되었다(2.25% HA/2.25% 슈크로오스를 지닌 변성된 제제 번호 6). 이 코팅용액의 점도는 실온 이하의 수개의 온도에서 측정되었다(도 12 참조). 이 용액은 고도로 점성, 즉, 5℃에서 약 1.70 cp였다.

당업계에 충분히 공지된 바와 같이, 온도는 스테인레스 강제의 용액 저장소로서의 코팅 시스템에 있어서 중요한 변수이고, 드럼은 코팅 프로세스 동안 증발에 의한 수분 손실을 최소화할 목적으로 분위기 환경의 이슬점으로 온도 제어된다. 정상의 분위기 조건(22 ℃ 및 30 내지 45% RH)하에서의 이슬점은 전형적으로 4 내지 10 ℃의 범위이다.

용액 점도가 유의하게 변화할 수 있다 하더라도, 코팅용액은 광범위한 점도 범위, 바람직하게는, 대략 0.3 내지 2.0 포아즈의 범위에 걸쳐 미세돌출부 어레이상에 용이하게 효율적으로 피복될 수 있다.

젖음성: 접촉 각도

당업계에 공지된 바와 같이, 젖음성은 피복될 표면에 걸쳐 부착, 접착 및 퍼지는 액체의 능력을 결정한다. 기판 표면상의 액적의 접촉각 측정은 통상 표면 젖음성을 특징화하는 데 이용된다. 측정된 접촉각은 동일 조건하에서의 접촉각이 대략 70 내지 80°인 순수를 기준으로 한다. 일반적으로, 접촉각이 작을수록, 젖음성은 양호하다.

이제 표 7을 참조하면, 표 5에 기재된 7종의 인플루엔자 백신 제제의 깨끗하지 않은 금속성 티탄 표면상에의 접촉각이 표시되어 있다. 순수에 비해서, 모든 제제는 26°내지 36°범위의 접촉각을 지니는 양호한 젖음성을 보였다. 매우 상이한 제제의 이러한 좁은 범위의 접촉각은 백신의 젖음성에 대한 기여가 부형제로부터의 기여를 능가할 수 있는 것을 시사한다. 이 가설을 검증하기 위해, 백신을 함유하지 않은 동일 제제의 접촉각을 측정하였다. 이 결과는 백신 중의 성분이 금속 표면을 젖게 하는 데 도움을 보이는 것을 시사한다. 백신 없이, 강력한 계면활성제를 제외한 이들 부형제는, 금속 표면을 효과적으로 젖게 할 수 없었다.

전체적으로, 코팅용액은 강력한 젖음성을 발휘하였고, 이것은 피복된 면에 최소로 작용하였으며, 또한, 접촉각이 최적의 접촉각 범위의 하단에 있음에도 불구하고 우수한 코팅성을 보였다. 최적의 접촉각은 대략 30 내지 60°의 범위인 것으로 여겨졌으며, 이 접촉각은 다른 생물 약제학상 및 위약(placebo) 제제로부터 확립되었다.

면역원성 연구의 후보 선택

면역원성 연구용의 최종 제제의 선택은 항원 안정성 및 전달 성능을 기초로 하였다

3가 제제

표 1을 다시 참조하면, 각 로트의 HA 순도가 결정되어 있다. HA 순도는 16% 내지 50%의 범위에 있었다. 인정된 실험적 관계에 의거해서, 코팅 용액의 HA 함량은 HA 순도가 원하는 50% 내지 20%로 감소된 경우 대략 30% 내지 11%로 극적으로 감소되었다. 이러한 HA 순도 변경에도 불구하고, 이들 재료는 모두 성공적으로 처리될 수 있어, 예비-제제화 프로세스의 강건함을 시사하였다.

두 접근법은 이들 1가 균주인 A/파나마/플루존^®, A/뉴 칼레도니아/플루존^® 및 B/빅토리아/플루존^®로부터 3가 독감 백신의 제조를 위해 평가되었다. 첫번째 접근법에 있어서, 3개의 1가 균주 출발물질인 A/파나마/플루존^®A/뉴 칼레도니아/플루존^® 및 B/빅토리아/플루존^®은 개별적으로 처리되어 3개의 냉동 진공 건조된 1가 중간체를 얻었다. 당량의 HA 량의 이들 3종의 중간체의 각각으로부터의 냉동 진공 건조된 재료를 배합해서 코팅을 위해 물에 의해 재구성하였다.

두번째 접근법은 당량의 HA 량, 즉, 상이한 체적의 3종의 1가 출발물질을 혼합함으로써 수행되었다. 다음에, 이 3가 혼합물을 TFF 시스템에 의해 투석 여과 및 농축하고 냉동 건조시켰다. 제 2 접근법으로부터의 코팅용액은 제 1 접근법으로부터의 것과 동일한 코팅성을 지녔다.

3가 제제(24 ㎎/㎖ HA, 즉, HA 균주당 약 8 ㎎/㎖)의 코팅은 이용된 미세돌출부 어레이 모형에 관계없이 유사한 위치에서 팁-코팅(tip-coating) 형태를 보였다. 미세돌출부의 선단으로부터 측정한 바, 코팅은 모든 모형에 대해서 대략 90 ㎛ 아래쪽으로 연장되었고, 이것은 잘 제어된 코팅 시스템이 확립된 것을 나타낸다.

피복된 미세돌출부 어레이의 특징화

상기 형태 이외에, 코팅의 수개의 물리적 및 생화학적 측면은 제제화 프로세스의 실행을 이해하기 위해 특징을 부여하는 데 필요하였다. 물리적 변수는 코팅 동안 및 코팅 후의 물 증발 및 수분 함량, 그리고 코팅의 미생물학적인 사상을 포함한다.

코팅 실현 가능성/형태학: 가용화 제제 (번호 1 내지 4)

상이한 코팅 제제가 각종 코팅 형태를 초래할 수 있다는 사실에도 불구하고, 유사하고 허용가능한 코팅 위치/형태가 제제에 관계없이 얻어졌고, 이것은 일부의 백신 성분의 존재가 접촉각 결과가 반영된 바와 같은 코팅 프로세스에 알맞은 것을 시사하였다. 코팅 실현가능성은 이들 4가지 제제에 대해 입증되었다.

코팅 실현 가능성/형태학: 현탁액 제제 (번호 5 내지 7)

제제 번호 5 내지 7은 고도의 탁한 점성 용액이었지만, 그 현탁액은 1개월에 걸친 냉장 보관후 상분리가 관찰되지 않았으므로 안정적이었다. 또, 7,000 rpm에서 2분간 원심분리 후 명백한 입자 침강은 없었다. 명백한 입자가 관찰되는 일 없이 피복 동안 드럼 상에 균일한 박막이 형성되었는 바, 미세한 안정한 현탁액인 것을 더욱 입증하였다.

수분 함량

표 8에 반영된 바와 같이, 코팅의 수분 함량이 건조 및 처리 환경, 특히 분위기 조건의 상대 습도에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 미세돌출부 어레이 또는 티탄 시트 기판상에 건조된 제제 5(HA/슈크로오스/트윈 80)로부터의 코팅용액은 단지 공기 건조후 진공 건조될 경우 1.7% 수분 함량을 초래하였다. 진공 건조가 없다면, 코팅의 수분 함량은 유의하게 6.2%로 높았고, 이것은 분위기 공기의 수분에 따라 변화되는 것을 의미한다.

샘플 정보	건조	물 함량(%)
제제 5의 피복 어레이 (A/박시그립™의 파나마)	공기 건조후 진공 건조	1.7
티탄 시트상에서 건조된 제제 5	하룻밤 공기 건조	6.2
티탄 시트상에서 건조된 제제 5	2시간 공기건조 후 하룻밤 진공건조	1.7

미생물학

미생물학 분석은 GLP 생산 배치(batch) 및 GMP 생산 배치에 대해 어떠한 방부제도 없이 3가 슈크로오스 단독 제제에 대해 낮은 미생물 오염도(bioburden) 생산 영역, 즉, "비멸균" 모드에서 수행되었다. 이 분석 결과는 표 9에 표시되어 있다.

배치	3가 코팅용액		3가 피복 어레이
배치	내독소^*	미생물 함유량^*	내독소	미생물 함유량
GLP	< 0.05 EU/㎖	< 0.04 CFU/㎖	< 0.5 EU/어레이	< 1 CFU/어레이
GMP	< 0.04 EU/㎖	< 0.05 CFU/㎖	< 0.5 EU/어레이	< 1 CFU/어레이

* 단일 인간 용량 농도에서의 당량. 3가 코팅용액은 현재 시판되는 백신 용액보다 466배 이상 농축되었다.

표 9에 반영된 바와 같이, 어떠한 방부제도 없이, 코팅용액의 두 배치는 모두 매우 낮은 레벨의 내독소 및 미생물 함량을 포함하였다. 따라서, 그 결과는 이 프로세스가 코팅용액을 유도하는 데 이용되고, 코팅 프로세스 자체는 추가의 미생물 오염을 제품에 도입하지 않도록 가동될 수 있는 것을 나타낸다.

SDS - PAGE / 웨스턴 블롯

미세돌출부 상에 피복된 3종의 최종 제제(제제 번호 3, 6 및 7)에 있어서의 HA 항원성은 웨스턴 블롯(Western Blot) 분석에 의해 분석되었다. 출발물질(레인 2)과 비교해서, 모든 피복된 냉동 진공 건조된 제제는 유사한 밴드 패턴을 표시하였다. 이들 3개의 밴드는 단량체(~ 75 kD) 또는 삼량체(~ 225 kD)로서의 HA와 관련된 것으로 여겨졌다. 따라서, 정합된 밴드 및 밴드 강도(출발 백신에 대해서)에 의거해서, 냉동 진공 건조되고 미세돌출부 어레이 상에 피복된 제제 중의 항원 HA는 항원성이 유지된 것으로 결론지어졌다.

BCA 대 SRID

당업계에 충분히 공지된 바와 같이, SRID는 일반적으로 면역원성과 일치하는, HA 시험관내 효능 결정에 대해 승인된 유일한 에세이이다. 그러나, 시간 소모성(3일)이다. 예비 제제화 및 피복 프로세스 동안 적시의 양식으로 HA 효능을 모니터하기 위해서, BCA 단백질 에세이를 수행하고, SRID 에세이로부터의 결과와 비교한 바, 평가된 단기의 HA 안정성이 허용되었다.

이제 표 10을 참조하면, TFF 농도, 냉동 진공 건조, 3가 코팅 액체로의 재구성 및 피복 후의 3종의 1가 균주에 대한 BCA/SRID 결과의 요약이 표시되어 있다. BCA 결과는 일반적으로 냉동 진공 건조된 재료가 BCA 값보다 훨씬 낮은 SRID 값을 갖는 A/뉴 칼레도니아의 경우를 제외하고 SRID 결과와 일치하였다. 그러나, 이들 두 값은 재구성된 3가 액체 제제에 있어서 더욱 일치되었고, 이것은 초기의 불일치는 십중 팔구 샘플 제제 혹은 에세이 변동에 기인하는 것을 시사한다.

미세돌출부 어레이 전달 및 피부 내성

16개의 개별의 전달 연구를 수행하여 전달 효능과 피부 내성을 평가하였다. 각 연구는 하기 표 11에 요약하였다.

연구번호	제제	피부 평가
1	플루존^® A/P(1,2,4)	없음
2	플루존^® A/P(2,3,5)	없음
3	플루존^® A/P(2,5,7)	없음
4	플루존^® A/P(3,5,7)	없음
5	박시그립™ A/P(3,5,7)	없음
6	박시그립™ A/P(5)	없음
7	박시그립™ A/P(5)	없음
8	3가(6)	없음
9	3가(6)	없음
10	3가(6)	없음
11	플루존^® A/P(6)	있음
12	플루존^® A/P(6)	있음
13	플루존^® A/P(6)	있음
14	플루존^® A/P(6)	있음
15	플루존^® A/P(6)	없음
16	플루존^® A/P(6)	있음

전달 연구 번호 1 내지 7

전달 연구 번호 1 내지 7은 두 개의 미세돌출부 모형(이하, MF-I 및 MF-2라 표기함)에 관한 것이었다. 이 결과는 MF-I 미세돌출부 모형에 의한 전달이 제제에 관계없이 고도로 유효, 즉, 피부 속에 코팅의 40 내지 90% 전달된 것을 시시한다.

전달 연구 번호 8 내지 15

전달 연구 번호 8 내지 15는 균형잡힌 전달 효율과 피부 내성을 제공하는 미세돌출부 모형에 초점을 맞추었다. 출혈은 주로 미세돌출부 길이와 직접 상관이 있는 너무 깊이 침입하는 것에 기인하므로, 추가의 평가를 위해 선택된 6개의 모형(MF-3, MF-4 및 MF-5) 각각의 미세돌출부 길이는 225 ㎛였고, 그 밀도는 1316 미세돌출부 개수/2 ㎠ 어레이였다.

8개의 미세돌출부 어레이 모형을 포함하는 조사는 그들의 약물 전달 성능을 평가하기 위해 7개의 전달 연구에 걸쳐 있다. 어레이 모형은 약물 장전을 증가시킨 상태에서 생체내 무모 기니 피그(guinea pig) 피부에 존재하는 형광물질-백신 함유량을 측정함으로써 시험되었다.

이제 도 13a를 참조하면, 8개의 미세돌출부 어레이 모형에 대한 전달 결과의 개요가 표시되어 있다. MF-3 어레이 모형은 고형분 약물의 최대량이 비교된 모형에 대해 전달될 수 있는 코팅 정점인 약물 피복 140㎍ 까지 그의 높은 약물 전달 효율을 유지하는 것으로 판명되었다. MF-I, MF-6 및 MF-7 어레이 모형의 전달 효율은 약물 피복 100 ㎍ 부근으로 감소되기 시작하였고, 이것에 의해 이들 모형을 지닌 약물 전달의 최대량이 MF-3보다 낮게 되었다.

MF-3의 성능을 확인하기 위해, 일련의 MF-3 어레이가 총 고형분 피복량 50 내지 170 ㎍의 넓은 범위의 피복량을 지닌 전달 연구 번호 15에 대해서 제조되었다. 도 13b에 표시된 전달 결과는 전달 번호 15에 대한 전달 효율 프로파일이 전달 연구 번호 8 내지 14(표 11 참조)에서 관찰된 MF-3 어레이에 대한 효능 프로파일과 거의 중첩되는 것을 시사한다. 전달량은 140 ㎍의 변곡점에서 증가된 피복량에도 불구하고 레벨이 떨어질 때까지 초기에 70% 등사습곡을 수반한다. 어레이 적용 후의 피복 잔사는 보다 적은 피복량에 대해서 낮고, 140㎍의 피복량에서 점프하며, 이것은 전달된 피복량의 급격한 변화와 일치한다.

피부 내성(미세 출혈) 및 체류 등의 침투 관련 특성은 시스템의 안전성과 강인함을 평가하는 데 중요하다. 이와 같이 해서 미세돌출부 패치는 각각 3분 및 15분에 살아 있는(각 시스템에 대해 2 마리) 및 안락사시킨 무모 기니 피그(HGP)에 적용하였다. 패치의 제거시, 이들 동물에 대해서는 피부 반응/미세 출혈(살아있는 동물만), 체류 기능 및 메틸렌 블루에 의해 염색된 적용 부위에서의 침투 점수를 평가하였다.

체류에 대해서는, 체류 특성을 지닌 미세돌출부 모형(즉, MF-3, MF-4, MF-5 및 MF-7)이 피부에서 감지할 수 있는 체류를 보였고, 이것은 피복량의 증가에 따라 감소되었다. 높은 피복량을 지닌 경우(160 ㎍의 피복량을 지닌 MF-3 및 138㎍의 피복량을 지닌 MF-I)에는 어느 것이나 출혈이 관찰되지 않았다.

피복량의 범위는 항원 순도 및 전달될 용량에 의해 결정되었다. 40% HA 순도의 벌크 백신을 고려하면, 부형제를 포함한 총 피복량은 45㎍ HA 용량에 대해 ~ 150㎍ / 2 ㎠ 어레이, 그리고 15㎍ HA 용량에 대해 50㎍ / 2 ㎠ 어레이였다.

전달 연구 번호 16

전달 연구 번호 16은 ~ 15㎍/어레이, 즉, 어레이당 총 코팅 ~ 60 내지 70 ㎍의 저용량의 HA로 피복된 수개의 미세돌출부 어레이 모형에 제공하였다. 4개의 모형(MF-3, MF-5, MF-6 및 MF-7)을 포함하는 연구는 고용량에서 가장 효과적인 것을 입증하였다.

4개의 어레이 모형은 연구 번호 13 및 14에서 사용된 것과 같은 A/파나마/슈크로오스 제제에 의거한 60 내지 70 ㎍의 총 코팅량으로 피복되었다. 이제 표 12를 참조하면, 체류 점수 및 출혈경향의 관점에서 미피복 및 피복된 어레이의 비교 결과가 표시되어 있다. 체류 성능은 1 내지 5의 점수체계에 의거해서 등급 매겼다.

상기 체류 결과는 (i) 미피복 어레이가 피복된 어레이보다 그 성능이 뛰어나고, (ii) 성능의 등급은 MF-6 ~ MF-3 >MF-5 > MF-5의 순서인 것을 시사한다. 동일한 경향은 출혈경향에서도 관찰되었다. 전체적으로, MF-5 모형은 체류 및 침투의 관점에서 강인하였고, 저용량에서 더욱 양호한 피부 내성을 보였다.

면역원성 연구

4가지 면역원성 연구가 무모 기니 피그(HGP)에서 수행되었다. 첫번째 연구는 용량 1, 5 및 5O㎍ A/파나마 (H3N2)에서 근육내(IM) 주입을 이용해서 항체 반응 역학 및 항원 용량 반응을 확립하였다. 이 연구는 1에서 50 ㎍까지 HA 용량을 증가시킨 1차 예방접종이 항체 역가의 증가를 초래한 것을 입증하였다. 추가 예방접종시(4주째에 수행함), 용량 반응은 1 내지 5㎍ HA 사이에서 관찰되었다. 그러나, 5 내지 50㎍ HA 용량에서 통계학적 차이는 관찰되지 않았다. 피크 항체 역가는 추가예방접종 후 2 내지 3주에 관찰되었다(도 14a 참조). 총 HA-특이적 IgG 역가(ELISA(효소면역측정법)에 의해 측정됨) 대 적혈구 응집소 저해(HI) 활성 간에 상관관계가 확립되었다(도 14b 참조). 이어서, 이 데이터에 의거해서, 5㎍ HA 용량은 HA 효능에 대한 제제 평가에 이용되었다.

두번째 예방접종 연구는 HA/파나마(H3N2)의 수개의 제제의 상대적인 면역원성의 평가를 수행하였다. HA/파나마(H3N2)를 함유하는 4가지 제제, 즉

(1) 40-52 ㎎/㎖ HA, 10% 쯔비터젠트 3-14

(2) 40-52 ㎎/㎖ HA, 5% 쯔비터젠트 3-14 pH 1O

(3) 40-52 ㎎/㎖ HA, 10% 트리톤 XlOO pH 10

(4) 40-52 ㎎/㎖ HA, 10% 트리톤 XlOO pH 10

를 평가하였다.

각 농축액의 일부를 티탄 원반의 표면상으로 옮기고, 건조시켰다(예를 들어, "건조 피복"). 액체 농축액 및 건조 피복된 원반 모두 본 연구에서 시험되었다. 각 희석된 제제 0.1 ㎖ 체적(5㎍ 용량)을 0일(초기) 및 28일(추가접종)에 HGP에 IM 경로를 통해 주입하였다. 대조군은 등가의 5㎍ 용량(출발물질)으로 이루어진 것을 포함하였다.

본 연구는 모든 제제가 ELISA 및 HI 에세이(도 l5a 및 도 15b 참조)에 의해 측정된 바와 같이 항-HA 항체 반응이 가능한 것을 입증하였다. 그러나, 각종 HA 제제 간에는 차이가 있었다. 10% 트리톤 X-100(액체 혹은 건조 피복됨) 또는 10% SDS(건조 피복됨)를 함유하는 제제는 면역 유효성이 감소되었다. 모든 다른 HA 제제는 출발물질을 이용한 등가의 주입 용량과 비교할 때 통계학적인 유의성은 보이지 않았다.

세번째 예방접종 연구는 미세돌출부 어레이 상에 건조 피복된 1가 A/파나마 (H3N2) 코팅 제제가 제 1 및 제 2 HA-특이적 항체 반응 모두를 유발시킬 수 있는 것을 입증하기 위해 수행하였다. IM 대조군은 HA 출발 물질을 이용해서 함유시켰다. 단일의 미세돌출부 어레이 모형(MF-I)이 사용되었다. 총 4종의 HA 제제, 즉,

HA, 쯔비터젠트 (10%), 트레할로스 (2.5%)

HA, 트윈-80 (2%), 슈크로오스 (5%)

HA, 플루로닉 F68 (2%), 트레할로스 (2.5%) 만니톨 (2.5%)

HA, 슈크로오스 (5%)

가 미세돌출부 어레이 상의 두 개의 표적 HA 코팅 용량(5 및 15 ㎍/어레이)에서 시험되었다. 일괄적으로, 본 연구로부터의 결과(혈청 HAI 역가)는 1차(28일) 및 2차 항체(49일) 반응이 HA 피복된 매크로플럭스 시스템(Macroflux system)을 이용해서 생성될 수 있는 것을 입증하였다(도 16a 및 도 16b 참조). 또한, HA-특이적 혈청 중화용 항체는 패치에 의해 면역된 동물에서 생성되었다. 일부의 제제 차는 추가 예방접종 후에 보다 높은 표적화된 HA 코팅 용량에서 관찰될 수 있었다. 가장 높은 평균 HAI 역가는 쯔비터젠트 3-14/트레할로스를 이용한 HA 제제에 의해 면역된 HGP로부터 발생되었다. 이 군으로부터의 혈청 중화용 항체 역가 레벨은 IM 처치 대조군과 가장 유사하였다.

네번째 연구는 HGP에서의 티탄 미세돌출부 어레이 상에서 건조 피복된 3가 인플루엔자 제제의 면역원성 시험에 의해 평가하였다. 본 연구는 2종의 3가 코팅 제제, 3개의 매크로플럭스 미세돌출부 어레이 모형 및 2종의 HA 코팅 용량을 평가하기 위해 구성되었다. 3가 인플루엔자 제제는 2종의 A 균주(A/파나마/2007/99 [H3N2] 및 A/뉴 칼레도니아/20/99 [HlNl]) 그리고 1종의 B 균주(B/산동성/7/97)로 구성되었다. HA 균주는 1:1:1의 비율로 제제화되었다. 3가 HA를 함유하는 2종의 코팅 제제는 슈크로오스(5%), 또는 2) 트윈-80(2%) 및 슈크로오스(5%)로 제제화되었다. 미세돌출부 어레이 모형은 MF-I, MF-3 및 MF-5(직경 2 ㎠)였다. 미세돌출부 어레이 모형 상에 장전된 2종의 HA 피복 용량은 "저"(21-23 ㎍) 및 "고"(33-45 ㎍)로서 정의되었다. 이 데이터는 3차 매크로플럭스 패치가 각 HA 균주에 대한 1차 항-HA 항체 반응(HI 역가)을 유도할 수 있는 것을 입증한다(도 18 참조). 매크로플럭스 어레이를 이용해서 2종의 3가 제제(슈크로오스 및 트윈-80/슈크로오스)를 면역시킨 HGP로부터 생성된 항체 역가 레벨은 그들 각각의 근육내 주입 대조군과 견줄만하였다. 각종 미세돌출부 어레이 모형 간 또는 슈크로오스 대 트윈-80/슈크로오스 제제 간에 항-HA 반응에 대한 유의한 차이는 보이지 않았다. 어떤 경우에는, HA 균주 및 처치군에 의존해서 용량 반응이 관찰되었지만 그 경우에 항상 관찰되는 것은 아니었다.

전체적으로, 이들 면역원성 연구는 표 5에 표시된 각 제제가 출발 백신에 대한 유의한 제제 변화에도 불구하고 면역원성이 있는 것을 사시한다.

단기 안정성

예비-제제화 프로세스는 상기 주제에서 냉동뿐만 아니라, 멤브레인 투석 여과 동안의 전단 응력 및, 얼음/물 계면 및 탈수/재수화로부터 일어나는 응력을 포함하는 일련의 응력 사항에 대한 항원에 대해 설명하였다. 냉동 진공 건조된 백신을 재구성한 후, 이와 같이 해서, 이 용액에 대해 10회의 냉동/해동(액체 질소에 의한 냉동 직후 실온에서의 해동)을 실시하고, 만약 있다면, 항원의 안정성에 대한 효과를 평가하였다. ELISA에 의해 구한 바, 10회의 냉동/해동 전후의 HA 효능은 변하지 않았고, 이것은 트레할로스 또는 슈크로오스에 의한 항원 안정성의 유지를 시사하였다.

냉동 진공 건조보다 더욱 스트레스가 많은 프로세스는 격심한 진탕(소용돌이 교반)에 의해 고농도의 SDS 또는 쯔비터젠트 등의 강력한 계면활성제에 의한 재가용화이다. 이들 계면활성제는 천연의 분자의 물리적 형태를 변경시킴으로써 단백질을 변성시키는 것으로 알려져 있다. 백신 항원에 대해서, 유의한 형태적 변화의 결과는 항원성 및 면역원성의 전체적 손실을 초래할 수 있다. 강력한 계면활성제의 존재 하의 재가용화의 효과는 이하의 연구에서 평가되었다.

SDS-PAGE/웨스턴 블롯 분석은, 계면활성제 없이, 그리고 SDS(10%), 트리톤-X100(10%) 또는 쯔비터젠트 3-14(5 및 10%)에 의해 재구성된 냉동 진공 건조된 백신을 포함하는 일련의 예비-제제화 공정 후에 A/파나마 백신에 대해 수행되었다. 쿠마시 블루(Coomassie Blue) 염색된 겔(왼쪽상의 SDS-PAGE 겔)에 대한 비환원성 조건하에서, 출발 백신에 존재하는 모든 밴드는 재구성된 샘플에서도 존재하는 것으로 입증되었고, 이것은 평가된 제제의 어느 것에 대해서도 검출가능한 열화는 보이지 않은 것을 시사한다.

웨스턴 블롯 분석을 위해 멤브레인으로 겔을 이전시킴에 따라, 재차 상이한 제제와 출발 백신간에는 차이가 없었다. HA 단백질과 항-HA 항체 간의 결합을 반영하는 일련의 밴드는 고분자량에서 주로 일어났다. 정합된 밴드와 밴드 강도(출발 백신에 대해서 상대적으로)에 의거해서, 냉동 진공 건조되고 강력한 계면활성제의 고농도에 노출시킨 제제 중의 HA는 항원성을 유지한 것으로 결론지어졌다.

환원 조건하에, 모든 제제는 SDS-PAGE 겔 상의 출발 백신의 것과 유사한 밴드를 보인다. 웨스턴 블롯 겔상의 밴드 패턴은 또한 모든 제제 간에 잘 정합되었다. ELISA 분석에 따라, HA는 투석 여과, 농축, 냉동, 탈수 및 격렬한 소용돌이 교반하에 강력한 계면활성제에 의한 재수화를 포함하는 광범위한 제제 조작 후에도 강하게 보이고, 항원성이 남는다.

장기간 안정성

2가지 유형의 안정성, 즉 (i) 피복의 물리적 안정성 및 (ii) 항원의 생화학적 안정성은 최적의 제제를 선별해서 확인하기 위해 연구되었고, 이 두 가지는 모두 전달가능한 목표 용량을 지속하기 위해 보존하는 동안 유지될 필요가 있다.

물리적 안정성

피복의 물리적 안정성은 소정의 기간 동안 특정 온도에서의 보존 후에 피복의 위치 및 형태의 보전을 포함한다. 본 연구를 실행하기 위해, 4종의 코팅 제제(번호 3, 5, 6 및 7)는 4주까지 고온(65℃)에 노출시켰다.

65 ℃에서의 보존 전후에 제제 5 및 6의 SEM 형태는 4주간 보존 시 변화가 일어나지 않은 것을 나타내었다. 동일한 결과는 제제 3 및 7에 대해서 관찰되었고, 이것은 모든 4종의 제제가 이러한 고온에서도 물리적으로 강력한 것을 시사한다.

생화학적 안정성

표 13을 참조하면, 항원 생화학적 안정성을 조사하기 위해 마찬가지로 변수를 이용하였다. 본 조사는 4가지 연구를 포함하였고, 그중, 1가 균주를 이용하는 제제 번호 3, 5, 6 및 7을 선별하기 위한 촉진 연구를 시작으로 하였다. 가장 안정한 제제(들)는 일련의 부형제 조성에서 기타 2종의 균주에 의한 부형제 희석 연구에 시험되었다. 다음에, 부형제 희석 연구로부터 결정된 바람직한 조성은 비정상 안정성 연구의 일부로 호일 파우치에 포장된 미세돌출부 어레이 상에 피복된 3가 제제에 시험되었다. 이 최종 포장된 안정성 연구는 항원 안정성에 대한 피복 중의 수분 함량의 효과를 조사하기 위해 수행되었다.

연구 타입	제형	조건	안정성-표시 에세이
촉진	A/3, 5, 6, 7의 파나마(표 5)	40℃ 및 실온	ELISA
희석	A/뉴칼레도니아 및 B/빅토리아	40℃ 및 실온	SRID
포장	3가	2 내지 8, 25 및 40℃	SRID
습도 효과	3가	40℃	SRID

촉진 안정성 연구

4개의 A/파나마 제제(제제 번호 3, 5, 6 및 7)를 미세돌출부 어레이 상에 피복하였다. 각 피복된 어레이를 나선 탑 캡(screw top cap)을 지닌 20-㎖ 신틸레이션 병(scintillation vial)에 넣었다. 어레이 조작 후 흡수된 수분을 제거하기 위해 각 병을 진공 건조후 밀봉하였다. 모든 샘플을 1, 2, 4 및 8 주 동안 40℃ 오븐에서 인큐베이트하였다. 3개의 샘플(세 개 한 벌)을 각 시점에서 취하여 ELISA에 의한 HA 효능을 분석하였다.

이제 도 18을 참조하면, 4종의 제제의 안정성 프로파일이 표시되어 있다. HA 효능이 인큐베이션 시간에 따라 감소를 보이는 쯔비터젠트 제제(제제 번호 3)에 대해서는 명확한 경향이 있다. 트윈/슈크로오스 제제는 최종 시점(8주)에서의 대부분의 HA 효능을 상실하는 듯한 것은 명백하였다.

슈크로오스 단독 제제의 안정성은 제제 중 세번째였고, 플루로닉/트레할로스/만니톨 제제가 가장 효능을 유지하였다.

2종의 상이한 용량으로 코팅된 상기 3종의 제제를 실온에서(진공하) 25주까지 보존하였다. HA 효능은 ELISA에 의해 모니터하였다. 표 4를 참조하면, 트레할로스/만니톨/플루로닉 제제(제제 번호 7)는 효능이 감소하는 경향을 보였다. 나머지 2종의 제제는 시각 0에서의 효능에 비해서 항원효능을 유지하는 것으로 나타났다. 제제 번호 5 및 7에 대해서, 안정성 경향은 40℃ 및 실온에서 보존된 샘플들 간에 상이한 것처럼 여겨졌다.

슈크로오스 단독 및 슈크로오스-트윈을 포함하는 2종의 3가 제제를 어레이 상에 피복하고, 밀봉된 질소 정화된 호일 파우치(foil pouch)에서 40℃에서 3개월까지 그리고 5℃ 및 25℃에서 6개월까지 보존하였다. 3종의 균주 A/파나마(A/P), A/뉴 칼레도니아(ATNC) 및 B/산동성(B/SD)에 대한 효능은 SRID 분석에 의해 분석측정하였다. 슈크로오스 단독 및 슈크로오스-트윈 제제 안정성 연구의 결과는 각각 도 19 및 도 20에 표시되어 있다. 도 19 및 도 20에 반영된 바와 같이, 피복된 어레이는 두 제제에 있어서 3종의 균주 모두 5℃ 및 25℃에서 6개월까지의 보존에 대해 매우 양호한 안정성을 보였다.

부형제 희석 연구

슈크로오스 제제에 대한 최적의 부형제 조성물을 결정하기 위하여, B/빅토리아 균주(HA 순도 18%)는 HA:슈크로오스=l:l, 1:2 및 1:4의 중량비로 슈크로오스와 배합되었다. 피복된 어레이는 8주까지 40℃에서 인큐베이트하였다. 샘플을 분석때까지 -80℃에서 보존하고, 모든 샘플은 물 1 ㎖에 의해 재구성하고, 단일의 실리카겔상의 SRID에 의해 그리고 단일의 96 웰 플레이트 상의 BCA에 의해 분석하여 에세이간 변동성을 제거하였다. 안정성 프로파일은 도 21에 표시되어 있다.

첫번째 두 주 간 보존 동안 초기 감소가 관찰된 이후, HA:슈크로오스=l:2 및 1:4의 제제는 40℃에서도 8주에 걸쳐 안정함을 보였다. 그러나, HA:슈크로오스=l:l의 제제에 대해서는, 감소 경향이 계속되었다. 이 현상은 프로테아제의 존재에 의해 초래된 것으로 여겨졌으며, 이것은 정제 동안 완전히 제거되지 않아, 본 프로세스 동안 활성화될 수도 있다.

HA에 대해 슈크로오스의 양을 증가시킴에 따라 안정화 효과가 나타났다. 본 연구에 이용된 B/빅토리아의 로트는 매우 낮은 순도, 즉, 존재하는 전체 총 단백질에 대해 대략 15%를 지녀, 장래의 벌크 출발물질(> 40% HA 순도)을 나타낼 것으로 예상되지 않았다. 그러나, 슈크로오스 중량%를 증가시킨 때의 안정화 효과는 높은 HA 순도의 출발물질에 의한 당량 상대도에 대해서 관찰될 수 없었다. 예를 들어, 100 ㎎의 15% HA 순도 출발물질은 1:1 , 1:2 및 1:4의 HA:슈크로오스로 배합한 경우 15, 30 및 45 ㎎의 슈크로오스를 필요로 한다. 이것은 각각 13, 23 및 37%의 슈크로오스의 건조중량비를 초래한다. 그러나, 100 ㎎의 40% HA 순도 출발물질은 동일한 세 가지 비율로 배합하기 위해 40, 80 및 160 ㎎의 슈크로오스를 필요로 하여, 29, 44 및 54%의 슈크로오스의 건조 중량비로 될 것이다. 그 결과, 고순도 1:1 제제는 1:4 저순도 제제의 건조 중량 슈크로오스 함량에 이미 접근하고 있다. 이들 레벨에서, 슈크로오스의 안정화 효과로 인해 플래토 상태(plateau)가 가장 쉽게 판독되며, 슈크로오스 함량의 증가는 더 이상 생성물의 안정성에 영향을 거의 혹은 전혀 미치지 않을 것이다. 이 이유로 인해, 그리고 더욱 거대한 처리를 단순화하기 위해, 슈크로오스의 고정비는 예비동결건조 용액에 대해 1.0%였다. 동결건조된 힘이 원래의 예비동결건조된 체적의 1/5까지 제구성되므로, 이 결과, 5% 슈크로오스의 코팅용액 농도로 되었다.

당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 유일한-예비 제제 프로세스를 통해, 전체 인간 용량의 인플루엔자 백신, 즉, 45㎍의 적혈구 응집소를 피복된 미세돌출부 어레이를 통해 경피 전달할 수 있고, 여기서, 적어도 70%의 인플루엔자 백신이 피부를 통해 전달된다. 항원은 또한 피부에 면역원성을 남겨 강한 항체 및 혈청-방 어 면역 반응을 이끌어 낸다. 또한, 건조 피복된 백신 제제는 실질적으로 방부제-무첨가이고, 적어도 실온에서 6개월간 안정성을 유지할 수 있다.

본 발명의 정신과 범주로부터 일탈하는 일없이, 당업자는 각종 용도 및 조건에 적합하도록 본 발명에 대해 각종 변화와 변경을 행할 수 있다. 이와 같이 해서, 이들 변화와 변경은 적절한 동시에 정당한 것이며, 나아가서는, 이하의 청구의 범위와 등가의 범주 내에 들어가는 것으로 의도하고자 한다.

Claims

면역학적 활성제를 함유하는 생체적합성 코팅이 상부에 배치된 각질층-피어싱용 미세돌출부를 복수개 지닌 미세돌출부재를 포함하는, 면역학적 활성제를 경피 전달하기 위한 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 생체적합성 코팅은 상기 면역학적 활성제의 제제로부터 형성되는 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 면역학적 활성제는 인플루엔자 백신을 포함하는 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 면역학적 활성제는 바이러스류, 세균, 단백질계 백신, 다당류계 백신 및 핵산계 백신으로 이루어진 군으로부터 선택된 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 면역학적 활성제는 바이러스류, 약화 바이러스류, 사멸 바이러스류, 세균, 약화 세균, 사멸 세균, 단백질계 백신, 다당류계 백신, 핵산계 백신, 단백질, 다당류 컨쥬게이트, 올리고당, 지질단백, 백일해 균(Bordetella pertussis)(재결합 PT 백신-무세포), 파상풍균(Clostridium tetani)(정제, 재결합), 디프테리아균(Corynebacterium diphteriae)(정제, 재결합), 거대세포 바이러스 (당단백질 서브유닛), A군 연쇄상 구균(Group A streptococcus)(당단백질 서브유닛, 파상풍 톡소이드를 지닌 글리코컨쥬게이트 A군 다당류, 독성 서브유닛 캐리어에 연결된 M 단백질/펩타이드, M 단백질, 다가형-특이 에피토프, 시스테인 프로테아제, C5a 펩티다제), B형 간염 바이러스(재결합 Pre S1, Pre-S2, S, 재결합 핵심 단백질), C형 간염 바이러스(재결합-발현 표면 단백질 및 에피토프), 인간 유두종 바이러스(캡시드 단백질, TA-GN 재결합 단백질 L2 및 E7[HPV-6으로부터], HPV-11로부터의 MEDI-501 재결합 VLP L1, 4가 재결합 BLP L1[HPV-6으로부터], HPV-11, HPV-16 및 HPV-18, LAMP-E7[HPV-16으로부터]), 폐렴 레지오넬라(Legionella pneumophila)(정제 세균 표면 단백질), 수막염균(Neisseria menigitides)(파상풍 톡소이드에 의한 글리코컨쥬게이트), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)(합성 펩타이드), 풍진 바이러스(Rubella virus)(합성 펩타이드), 폐렴 연쇄구균(Streptococcus pneumoniae)(수마구균 B OMP에 컨쥬게이트된 글리코컨쥬게이트[1,4,5,6B,9N,14,18C,19V,23F], CRM197에 컨쥬게이트된 글리코컨쥬게이트[4,6B,9V,14,18C,19F,23F], CRM1970에 컨쥬게이트된 글리코컨쥬게이트[1,4,5,6B,9V,14,18C,19F,23F]), 매독균(Treponema pallidum)(표면 지질단백), 수두 대상포진 바이러스(Varicella - zoster virus)(서브 유닛, 당단백), 콜레라균(Vibrio cholerae)(컨쥬게이트 지질다당류), 거대세포 바이러스(cytomegalo virus), B형 간염 바이러스, C형 간염 바이러스, 인간 유두종 바이러스, 풍진바이러스, 수두대상포진, 백일해 균, 파상풍균(Clostridium tetani), 디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae), A군의 연쇄상 구균, 폐렴 레지오넬 라(Legionella pneumophilla), 수막염균(Neisseria meningitides), 녹농균(Pseudomonas aeroginosa), 폐렴 연쇄구균(Streptococcus pneumoniae), 매독균(Treponema pallidum), 콜레라균(Vibrio cholerae), 플루 백신(flu vaccines), 라임질환 백신(Lyme disease vaccines), 광견병 백신(rabies vaccine), 풍진 백신, 볼거리 백신, 수두 백신, 천연두 백신, 간염 백신, 백일해 백신, 디프테리아 백신, 핵산, 단일쇄 핵산, 이중쇄 핵산, 수퍼코일 혈장 DNA, 선상 혈장 DNA, 코스미드, 세균성 인공 염색체(BAC), 효모 인공 염색체(YAC), 포유동물 인공 염색체, RNA 분자 및 mRNA로 이루어진 군으로부터 선택되는 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 제제는 인산 알루미늄 겔, 수산화 알루미늄, 알파 글루칸, β-글루칸, 콜레라 독성 B 서브유닛, CRL1005, x=8 및 y=205의 평균값을 지닌 ABA 블록폴리머, 감마 이눌린, 선상 (미분기) β-D(2->1)폴리프럭토푸라녹실-α-D-글루코스, 게르부 애주번트(Gerbu adjuvant), N-아세틸글루코사민-(β 1-4)-N-아세틸무라밀-L-알라닐-D-글루타민(GMDP), 디메틸 디옥타데실암모늄 클로라이드(DDA), L-프롤린아연염 착물(Zn-Pro-8), 이미퀴모드(1-(2-메틸프로필)-1H-아미다조[4,5-c]퀴놀린-4-아민, ImmTher^TM, N-아세틸글루코아미닐-N-아세틸무라밀-L-Ala-D-이소Glu-L-Ala-글리세롤 디팔미테이트, MTP-PE 리포솜, C₅₉H₁₀₈N₆O₁₉PNa-3H₂O(MTP), 무라메타이드, Nac-Mur-L-Ala-D-Gln-OCH₃, 플레우란, QS-21; S-28463, 4-아미노-a,a-디메틸-1H-이미다조[4,5-c]퀴놀린-1-에탄올, 스클라보 펩타이드, VQGEESNDK· HCl(IL-1β 163-171 펩타이드), 트레오닐-MDP(Termurtide^TM), N-아세틸 무라밀-L-트레오닐-D-이소글루타민, 인터루킨 18(IL-18), IL-2, IL-12, IL-15, IL-4, IL-10, DNA 올리고뉴클레오타이드, CpG 함유 올리고뉴클레오타이드, 감마 인터페론 및 NF 카파 B 조절신호 단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 면역반응 촉진 애주번트를 더 포함하는 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 미세돌출부재의 미세돌출부 밀도는 적어도 대략 10개 미세돌출부 개수/㎠인 시스템.
제 7항에 있어서 상기 미세돌출부재의 미세돌출부 밀도는 대략 200 내지 3000 미세돌출부 개수/㎠의 범위 내인 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 미세돌출부의 길이는 대략 50 내지 145 ㎛의 범위인 시스템.
제 9항에 있어서, 상기 미세돌출부의 길이는 대략 70 내지 140 ㎛의 범위인 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 생체적합성 코팅의 두께는 대략 2 내지 50 ㎛의 범위인 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 제제는 수성 제제를 포함하는 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 코팅 제제는 계면활성제를 포함하는 시스템.
제 13항에 있어서, 상기 계면활성제는 라우로앰포아세트산 나트륨, 도데실황산 나트륨(SDS), 염화 세틸피리디늄(CPC), 도데실트리메틸 암모늄 클로라이드(TMAC), 염화 벤잘코늄, 트윈(Tween) 20 및 트윈 80과 같은 폴리소르베이트류, 소르비탄 유도체, 라우르산 소르비탄, 알콕시화 알코올 및 라우렛-4로 이루어진 군으로부터 선택되는 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 코팅 제제는 양친매성 폴리머를 포함하는 시스템.
제 15항에 있어서, 상기 양친매성 폴리머는 셀룰로오스 유도체, 하이드록시에틸셀룰로오스(HEC), 하이드록시프로필-메틸셀룰로오스(HPMC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 메틸셀룰로오스(MC), 하이드록시에틸메틸셀룰로오스(HEMC), 에틸하이드록시에틸셀룰로오스(EHEC) 및 플루로닉스로 이루어진 군으로부터 선택되는 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 코팅 제제는 친수성 폴리머를 포함하는 시스템.
제 17항에 있어서, 상기 친수성 폴리머는 폴리(비닐알코올), 폴리(에틸렌옥사이드), 폴리(2-하이드록시에틸메타크릴레이트), 폴리(n-비닐 피롤리돈), 폴리에틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 코팅 제제는 생체적합성 캐리어를 포함하는 시스템.
제 19항에 있어서, 상기 생체적합성 폴리머는 인간 알부민, 생체공학적 인간 알부민, 폴리글루탐산, 폴리아스파르트산, 폴리히스티딘, 펜토산 폴리설페이트, 폴리아미노산, 슈크로오스, 트레할로스, 멜레지토스, 라피노스 및 스타키오스로 이루어진 군으로부터 선택되는 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 코팅 제제는 비환원당, 다당류, 환원당 및 DNA 분해효소 억제제로 이루어진 군으로부터 선택된 안정화제를 포함하는 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 코팅 제제는 혈관수축제를 포함하는 시스템.
제 22항에 있어서, 상기 혈관수축제는 에피네프린, 나파졸린, 테트라하이드로졸린, 인단아졸린, 메티졸린, 트라마졸린, 티마졸린, 옥시메타졸린, 크실로메타졸린, 아마이드프린, 카파미놀, 사이클로펜타민, 데옥시에피네프린, 에피네프린, 펠리프레신, 인단아졸린, 메티졸린, 미도드린, 나파졸린, 노르데프린, 옥토드린, 오르니프레신, 옥시메타졸린, 페닐에프린, 페닐에탄올아민, 페닐프로판올아민, 프로필헥세드린, 슈도에페드린, 테트라하이드로졸린, 트라마졸린, 투아미노헵탄(tuaminoheptane), 티마졸린, 바소프레신 및 크실로메타졸린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 코팅 제제는 경로개통조정제(pathway patency modulator)를 포함하는 시스템.
제 24항에 있어서, 상기 경로개통조정제는 삼투압 제제(osmotic agent), 염화나트륨, 양성이온성 화합물(zwitterionic compounds), 아미노산류, 항염증제, 베타메타손 21-인산 이나트륨염, 트리암시놀론 아세토나이드 21-인산 이나트륨, 하이드로코르타메이트 염산염, 하이드로코르티손 21-인산 이나트륨염, 메틸프레드니솔론 21-인산 이나트륨염, 메틸프레드니솔론 21-숙신산 나트륨염, 파라메타손 인산 이나트륨, 프레드니솔론 21-숙신산 나트륨염, 항응고제, 구연산, 구연산염, 구연산 나트륨, 덱스트란 황산 나트륨 및 EDTA로 이루어진 군으로부터 선택되는 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 코팅 제제의 점도는 대략 5 포아즈(poise)보다 적고 대략 0.3 포아즈보다 큰 시스템.
복수의 미세돌출부를 지닌 미세돌출부재를 제공하는 단계;

벌크 백신을 제공하는 단계;

상기 벌크 백신에 TFF(Tangential-Flow Filtration)를 실시하여 백신 용액을 얻는 단계;

상기 백신 용액에 적어도 1종의 부형제를 첨가하는 단계;

상기 백신 용액을 냉동 진공 건조(freeze-drying)시켜 백신 산물을 형성하는 단계;

상기 백신 산물을 제 1 용액에 의해 재구성하여 백신 코팅 제제를 형성하는 단계;

상기 미세돌출부재를 상기 백신 코팅 제제에 의해 피복하는 단계; 및

상기 피복된 미세돌출부재를 대상의 피부에 적용하는 단계

를 포함하는 대상에게 면역학적 활성제를 경피 전달하는 방법.
제 27항에 있어서, 상기 백신 용액에 적어도 1종의 부형제를 첨가하는 단계는 슈크로오스, 트레할로스 및 만니톨로 이루어진 군으로부터 선택된 부형제를 첨가하는 것을 포함하는 방법.
제 27항에 있어서, 벌크 백신을 제공하는 단계는 인플루엔자 백신을 제공하는 것을 포함하는 방법.
제 29항에 있어서, 상기 인플루엔자 백신은 적혈구 응집소를 포함하는 방법.
제 30항에 있어서, 대략 45 ㎍의 적혈구 응집소를 전달하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 31항에 있어서, 적혈구 응집소를 전달하는 단계는 상기 대상의 표피의 APC-풍부층에 적어도 대략 70%의 적혈구 응집소를 전달하는 것을 포함하는 방법.
벌크 백신을 제공하는 단계;

상기 벌크 백신에 TFF(Tangential-Flow Filtration)를 실시하여 백신 용액을 얻는 단계;

상기 백신 용액에 적어도 1종의 부형제를 첨가하는 단계; 및

상기 백신 용액을 냉동 진공 건조시켜 백신 산물을 형성하는 단계

를 포함하는, 백신 용액을 제제화하는 방법.
제 33항에 있어서, 상기 백신 산물은 상기 벌크 백신보다 적어도 대략 500배 이상 농축된 농도를 나타내는 방법.
제 33항에 있어서, 상기 백신 산물은 적어도 대략 6개월간 실온 안정성을 유지하는 방법.
제 33항에 있어서, 벌크 백신을 제공하는 단계는 인플루엔자 백신을 제공하는 것을 포함하는 방법.
제 36항에 있어서, 상기 인플루엔자 백신은 적혈구 응집소를 포함하는 방법.