KR20240046503A

KR20240046503A - 고성능 마이크로니들 어레이

Info

Publication number: KR20240046503A
Application number: KR1020247005253A
Authority: KR
Inventors: 잉수 취안; 미오 사이토; 히로후미 야마시타; 후미오 가미야마
Original assignee: 코스메드 파마소티컬 씨오 쩜 엘티디
Priority date: 2021-08-20
Filing date: 2022-08-19
Publication date: 2024-04-09
Also published as: EP4389189A1; WO2023022217A1; CN117794611A; JP2023029328A

Abstract

바이오어베일러빌리티와 약리학적 어베일러빌리티가 높은 마이크로니들 어레이를 제공한다. 바늘부와 기판부로 구성되는 마이크로니들 어레이에 있어서, 해당 바늘부는 수용성 고분자를 주성분으로 하는 기제에 유가물을 함유하고, 해당 기판부에는 유가물을 함유하지 않고, 해당 기판부의 기제는 비수용성 고분자를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 어레이.

Description

고성능 마이크로니들 어레이

본 발명은, 고성능 마이크로니들 어레이에 관한 것이다. 상세하게는, 높은 유가물 흡수율과 약리학적 효과를 실현하는 마이크로니들의 기술분야에 관한 것이다.

피부 표층 및/또는 피부 각질층의 특정한 장소에 약효 성분을 확실하게 공급하는 방법으로서, 마이크로니들의 연구가 활발히 행해지고 있다. 예를 들어, 종래의 자기 용해형 마이크로니들에서는, 목적 물질은 바늘 전체에 용해 혹은 분산되어 있거나, 바늘 선단부에 용해 혹은 분산되어 있다. 유가물이 고가인 경우에는, 유가물을 마이크로니들 어레이 전체에 함유시키면 마이크로니들 어레이의 기판 부분에 함유된 유가물이 낭비가 되기 때문에, 유가물은 마이크로니들 선단부에만 함유시킬 필요가 있다. 그리고, 목적 물질을 용해 혹은 분산시키는 기제는 수용성 고분자 물질을 포함하고, 상기 기제로서, 예를 들어 다당류, 단백질, 폴리비닐알코올, 카르복시비닐 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 및 이들의 공중합체, 그리고 이들의 염이 사용되어 왔다. 바늘이 임립하는 기판부는 목적 물질을 포함하지 않지만, 바늘부를 구성하는 기제와 마찬가지의 수용성 고분자가 사용되어 왔다(예를 들어 특허문헌 1, 2)

일본 특허 제5538897호 공보 일본 특허 공개 제2017-051312호 공보

마이크로니들 어레이는, 취급하기 용이함(예를 들어, 피부에의 삽입하기 용이함)의 점에서, 전체 길이 150 내지 1500㎛ 정도의 마이크로니들이 바람직하게 사용되어 왔다. 그런데, 이 사이즈의 마이크로니들을 애플리케이터를 사용하여 피부에 적용하면, 바늘부의 모두가 피부에 삽입되어 피부 내에서 수용성 고분자(기제)가 용해되고, 거기에 따른 목적 물질이 피부에 이행한다. 그때에, 바늘부의 후단부 부분에 존재하는 목적 물질은 피부 내로 확산됨과 동시에 기판부에도 확산되는 것이 관찰되었다. 그 결과, 바늘부에 포함되는 목적 물질의 일부는 피부 내에 확산되지 않고 기판부에 이행하고, 기판부는 마이크로니들 투여 후에 피부로부터 제거되므로 체내에 흡수되는 일 없이, 사실상, 그대로 폐기되고 있었다. 이 손실이, 바이오어베일러빌리티와 약리학적 어베일러빌리티의 향상에 대한 하나의 장해가 되고 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 바이오어베일러빌리티와 약리학적 어베일러빌리티가 높은 마이크로니들 어레이를 제공하는 데 있다.

특히, 목적 물질이 고가의 단백성 약물인 경우에는, 가령 소량의 손실이어도 상품화 시에는 큰 문제가 된다. 그래서, 본 발명자들은, 이 과제를 해결하도록 연구를 진행시키고, 이하에 상세하게 설명하는 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은, 이하에 나타내는 대로이다.

〔1〕 바늘부와 기판부로 구성되는 마이크로니들 어레이에 있어서, 해당 바늘부는 수용성 고분자를 주성분으로 하는 기제에 유가물을 함유하고, 해당 기판부에는 유가물을 함유하지 않고, 해당 기판부의 기제는 비수용성 고분자를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 어레이.

〔2〕 상기 기판부의 비수용성 고분자의 SP값이 9.0 이상인 것을 특징으로 하는 〔1〕에 기재된 마이크로니들 어레이.

〔3〕 상기 바늘부의 수용성 고분자의 SP값과 상기 기판부의 비수용성 고분자의 SP값의 차가 4 이하인 것을 특징으로 하는 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 마이크로니들 어레이.

〔4〕 상기 바늘부가 0.02 내지 1.5㎜의 길이이고, 원뿔 형상, 원뿔대 형상, 삼각 혹은 다각뿔 형상 또는 삼각 혹은 다각뿔대 형상인 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔3〕의 어느 것에 기재된 마이크로니들 어레이.

〔5〕 상기 기판부의 두께가 0.01 내지 1.0㎜인 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔4〕의 어느 것에 기재된 마이크로니들 어레이.

〔6〕 상기 비수용성 고분자가, 아세트산셀룰로오스, 에폭시 수지, 무수 말레산-메틸비닐에테르 공중합체 및 아크릴산-아크릴산에스테르 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 1종 이상인, 〔1〕 내지 〔5〕의 어느 것에 기재된 마이크로니들 어레이.

〔7〕 상기 바늘부의 선단부에 유가물을 함유하고, 상기 바늘부의 근원부는 유가물을 함유하지 않고 비수용성 고분자를 주성분으로 하는 기제로 구성되는, 〔1〕 내지 〔6〕의 어느 것에 기재된 마이크로니들 어레이.

〔8〕 상기 유가물을 함유하지 않고 비수용성 고분자를 주성분으로 하는 기제로 구성되는 근원부의 길이가, 상기 바늘부 전체의 바늘 길이의 60％ 이하인 것을 특징으로 하는 〔7〕에 기재된 마이크로니들 어레이.

〔9〕〔1〕 내지 〔8〕의 어느 것에 기재된 마이크로니들 어레이의 제조 방법이며, 하기 공정:

1) 리소그래피법 또는 정밀 금속 가공법에 의해, 오목형의 마이크로니들 패턴을 갖는 주형을 준비하는 공정,

2) 유가물과 기제 수용성 고분자를 함유하는 수용액을 상기 주형 표면에 도포하고, 건조시키는 공정,

3) 비수용성 고분자를 주성분으로 하는 기제의 유기 용매를 포함하는 기제 용액을, 상기 건조 공정 후의 주형 표면에 도포하고 건조시키는 공정, 및

4) 형성한 마이크로니들 어레이를 상기 주형으로부터 취출하는 공정

을 포함하는, 제조 방법.

본 발명에 따르면, 목적 물질의 손실을 최소한으로 억제하기 위해서, 기판부의 기제를 비수용성 고분자를 주성분으로 함으로써, 제제 투여 시에 있어서도 기판부가 팽윤하지 않고, 따라서 목적 물질이 기판부에 확산되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 목적 물질의 보다 높은 흡수율과 약리학적 효과를 실현할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 마이크로니들 어레이의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 마이크로니들 어레이의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 3은, 실시예 3, 4에서 제작한 타입 1의 마이크로니들 어레이의 현미경 사진이다.
도 4는, 비교예 3, 4에서 제작한 타입 2의 마이크로니들 어레이의 현미경 사진이다.
도 5는, 비교예 5에서 제작한 타입 3의 마이크로니들 어레이의 현미경 사진이다.

본 발명의 마이크로니들 어레이는, 바늘부와 기판부로 구성된다. 본 발명의 마이크로니들 어레이의 바늘부는, 생체 내 용해성의 물질을 포함하는 기제와 당해 기제에 유지된 목적 물질을 갖는다. 본 발명의 마이크로니들 어레이는, 바늘부를 피부에 삽입하여 사용되고, 바늘부의 기제가 용해됨으로써 목적 물질이 체내에 흡수되는 바늘상의 제제이다. 본 발명의 마이크로니들 어레이에서는, 바늘부의 모두 혹은 선단부에 목적 물질이 유지되어 있고, 목적 물질은 목적 물질을 용해 또는 분산시킨 기제를 고화하여 얻어지는 것에 용해 혹은 분산되어 있다. 본 발명의 특징은, 목적 물질을 갖지 않는 기판부가 수용성 고분자가 아닌 비수용성 고분자를 주성분으로 하는 기제를 포함하는 것에 있다.

본 양상의 피부 적용 제제는, 바늘상의 형상을 갖는 것이고, 피부 등의 체표에 삽입하여 사용되지만, 마이크로니들 제제가 피부 투여되었을 때의 양상을 상세하게 해석하면 이하와 같이 된다. 먼저, 종래 기술인 바늘부 및 기판부의 양쪽이 수용성 물질을 포함하는 경우를 설명한다. 바늘부의 기제가 용해됨으로써 목적 물질이 체내에 흡수되지만, 바늘부의 선단부는, 피부의 깊숙한 곳에서 조직 내의 수분도 많은 위치까지 도달하기 때문에, 빠르게 기제가 조직 내에서 팽윤, 용해되고, 그에 따라 목적 물질은 피부 내에 확산된다. 피부에 삽입했을 때에, 바늘부의 후단부의 부분은 피부 표면에 가까이 피부 내부로부터의 침출액에 의해 팽윤하지만 수분은 또한 바늘부의 후단부를 통과하여 기판부로 확산되고 기판부도 팽윤시킨다. 바늘부의 후단부의 부분에 용해되어 있는 목적 물질은, 바늘부의 기제의 팽윤에 수반하여 이동성을 얻고, 피부 내로 확산됨과 동시에 팽윤하고 있는 기판부에도 확산된다. 기판부에 확산된 목적 물질은, 유효하게 피부에 작용하지 않고 목적 물질의 손실이 된다.

목적 물질의 손실을 최소한으로 억제하기 위해서는, 기판부를 비수용성으로 하면 제제 투여 시에 있어서도 기판부가 팽윤하지 않고, 따라서 목적 물질이 기판부에 확산되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 목적 물질의 보다 높은 흡수율과 약리학적 효과를 실현할 수 있다.

바늘부와 기판부의 기제로서, 전자를 수용성 고분자, 후자를 비수용성 고분자로 하는 것은, 제제적으로는 다른 고분자 상호의 상용성 관점에서는 바람직하지 않다. 다른 고분자는 일반적으로 상용성이 나쁘고, 따라서 마이크로니들 어레이의 기계적 강도를 손상시키게 된다. 본 발명자들은 검토의 결과, 바늘부의 수용성 고분자와 기판부의 비수용성 고분자의 친화성을 유지시키기 위해서, 양쪽 고분자 간의 용해성 파라미터값(이하 SP값)의 차가 4 이하이면, 실용적으로 충분한 기계적 강도를 유지할 수 있는 것을 알아냈다. 바늘부의 수용성 고분자의 SP값과 기판부의 비수용성 고분자의 SP값의 차는, 통상 5 이하이고, 4 이하가 바람직하고, 3.5 이하가 보다 바람직하고, 3 이하가 더욱 바람직하다. 또한, SP값의 차란, 바늘부의 수용성 고분자의 SP값과 기판부의 비수용성 고분자의 SP값 중, 큰 쪽의 SP값에서 작은 쪽의 SP값을 뺀 값을 의미한다.

SP값은, 1950년대에 제창되어, 현재도 고분자, 저분자의 극성을 수치화하는 파라미터로서 범용되고 있는 유기물 고유의 수치이고, 측정에 의해 구하거나, 혹은 구성 치환기로부터의 계산에 의해서도 구해진다. 분자의 구조식으로부터 SP값을 추산하는 방법에 대해서는 여러 가지의 문헌이 있다. 예를 들어, 우에다 신이치 외, 도료의 연구 No.152, P.41-46 Oct. 2010이 참고가 된다. 이들의 문헌을 참조하여 목적물의 SP값을 산정한다. 고분자의 SP값에 대해서는 그의 반복 단위의 SP값으로써 그 고분자의 SP값으로 한다. 공중합체의 SP값은 공중합체를 구성하는 단량체의 질량비로써 본 공중합체의 SP값으로 한다.

바늘부의 기제의 주성분은 수용성 고분자이다. 수용성 고분자로서, 단백질, 예를 들어 콜라겐(또는 가수 분해 콜라겐), 젤라틴; 다당류, 예를 들어 히알루론산, 덱스트린, 덱스트란, 프로테오글리칸, 콘드로이틴 황산나트륨; 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스 등의 고분자가 예시된다. 이들 수용성 고분자는 모두 SP값이 14.0 이상이다. 그에 추가로, 수용성 고분자로서, 합성 고분자, 예를 들어 폴리비닐알코올(12.6), 카르복시비닐폴리머(14.0), 폴리비닐피롤리돈(14.9), 및 이들의 공중합체, 그리고 이들의 염으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 사용할 수 있다. ( ) 내의 수치는 SP값이다.

또한, 바늘부의 기제는, 모두 수용성 고분자여도 된다. 바늘부의 기제는, 피부 투여된 후에 바늘부가 팽윤하여 용해되는 한, 수용성 고분자 이외의 성분을 포함하고 있어도 된다. 수용성 고분자의 함유량은, 바늘부의 기제 중의 농도로서, 50질량％ 이상이 바람직하고, 60질량％ 이상이 보다 바람직하고, 65질량％ 이상이 보다 한층 바람직하고, 70질량％ 이상이 더욱 바람직하고, 80질량％ 이상이 특히 바람직하고, 90질량％ 이상이 가장 바람직하다. 수용성 고분자의 함유량은, 바늘부의 기제 중의 농도로서, 100질량％ 이하여도 되고, 100질량％ 미만이어도 되고, 98질량％ 이하여도 되고, 95질량％ 이하여도 된다.

마이크로니들 어레이의 바늘부의 기제는, 수용성 고분자 이외에 수용성 저분자 화합물을 함유할 수 있다. 수용성 저분자 화합물로서는, 단당, 이당류 또는 다가 알코올이며, 분자량이 500 이하의 화합물을 들 수 있다. 단당으로서는, 글루코오스, 프룩토오스 등을 들 수 있고, 이당류로서는, 수크로오스, 락토오스, 트레할로오스, 말토오스 등을 들 수 있다. 다가 알코올로서는, 글리세린, 프로필렌글리콜(PG), 부틸렌글리콜(BG), 폴리에틸렌글리콜(PEG)200, PEG400 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 또는 1종 이상을 사용할 수 있다.

수용성 저분자 화합물의 함유량은, 바늘부의 기제 중의 농도로서 2질량％ 이상 50질량％ 미만이고, 바람직하게는 2질량％ 이상 35질량％ 이하이다.

기판부의 기제의 주성분은 비수용성 고분자이다. 바늘부의 수용성 고분자와의 친화성이 필요한, 기판부의 기제의 비수용성 고분자도, 높은 SP값이 필요하다. 비수용성 고분자로서는, 구체적으로는 에틸셀룰로오스(10.3), 아세트산셀룰로오스(11.0), 에폭시 수지(11.2), 무수 말레산-메틸비닐에테르 공중합체(10.0), 아크릴산-아크릴산에스테르 공중합체(8.7 내지 11.8), 폴리시아노아크릴레이트(10.7)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 사용할 수 있다. 수용성 고분자는, 12.6 이상의 SP값을 갖는 고분자가 많고, 그것들과의 친화성을 고려하면, 기판부의 기제의 비수용성 고분자의 SP값은, 9.0 이상인 것이 바람직하고, 9.5 이상인 것이 보다 바람직하다.

바늘부의 수용성 고분자와 기판부의 비수용성 고분자는 전술한 바와 같이 높은 친화성과 그것에 기초하는 높은 접착성이 필요하다. 양쪽 고분자 간의 계면의 접착성이 약하면, 마이크로니들 성형 후, 피부 투여 시에 충격으로 계면부가 박리되고, 마이크로니들이 파괴하여 바늘부의 피부에의 삽입이 불안정해진다. 계면부의 접착 강도의 강약은, 성형된 마이크로니들의 압축 강도 측정에 의해 바늘의 파단 혹은 박리 거동을 측정함으로써 정량적으로 평가할 수 있다.

또한, 기판부의 기제는, 모두 비수용성 고분자여도 된다. 기판부의 기제는, 피부 투여된 후에 기판부가 팽윤 또는 용해되지 않는 한, 그 밖의 성분을 포함해도 된다. 비수용성 고분자의 함유량은, 기판부의 기제 중의 농도로서, 50질량％ 이상이 바람직하고, 60질량％ 이상이 보다 바람직하고, 70질량％ 이상이 보다 한층 바람직하고, 80질량％ 이상이 더욱 바람직하고, 90질량％ 이상이 특히 바람직하다. 비수용성 고분자의 함유량은, 기판부의 기제 중의 농도로서, 100질량％ 미만이어도 되고, 95질량％ 이하여도 된다.

본 발명의 마이크로니들 어레이에는, 화장품 원료 내지는 약효 성분, 특히 고분자 약효 성분 등의 유가물을 함유시켜도 된다. 본 발명의 마이크로니들 어레이에 있어서, 바늘부가 유가물을 함유하고, 기판부가 유가물을 함유하지 않는 것이 바람직하다. 유가물의 함유량은, 바늘부 질량에 대하여 0.001질량％로부터 30질량％가 적당하다.

상기 화장품의 원료인 유가물로서는, 예를 들어 팔미트산아스코르빌, 코지산, 루시놀, 트라넥삼산, 유용성 감초 엑기스, 비타민 A 유도체, 태반 엑기스, 아데노신 황산마그네슘 등의 미백 성분; 레티놀, 레티노산, 아세트산레티놀, 팔미트산레티놀, EGF, 세포 배양 엑기스, 아데노신, 등의 주름 방지 성분; α-토코페롤, 아세트산토코페롤, 캡사이신, 노닐산바닐릴아미드 등의 혈행 촉진 성분; 라즈베리 케톤, 달맞이꽃 엑기스, 해초 엑기스 등의 다이어트 성분; 이소프로필메틸페놀, 감광소, 산화아연 등의 항균 성분; 비타민 D₂, 비타민 D₃, 비타민 K 등의 비타민류 등을 들 수 있다.

상기 고분자 약효 성분인 유가물로서는, 예를 들어 생리 활성 펩티드류 및 그의 유도체, 핵산, 올리고뉴클레오티드, 백신 용도의 각종 항원 단백질, 박테리아, 바이러스의 단편, 항체 등을 들 수 있다.

상기 생리 활성 펩티드류 및 그의 유도체로서는, 예를 들어 칼시토닌, 부신피질 자극 호르몬, 부갑상선 호르몬(PTH), hPTH(1→34), 인슐린, 엑센딘 및 그의 유도체, 세크레틴, 옥시토신, 안지오텐신, β-엔돌핀, 글루카곤, 바소프레신, 소마토스타틴, 가스트린, 황체 형성 호르몬 방출 호르몬, 엔케팔린, 뉴로텐신, 심방성 나트륨 이뇨 펩티드, 성장 호르몬, 성장 호르몬 방출 호르몬, FGF, 브래디키닌, 서브스탠스 P, 다이노르핀, 에리트로포이에틴, 갑상선 자극 호르몬, 프롤락틴, 인터페론, 인터류킨, G-CSF, 글루타티온퍼옥시다아제, 슈퍼옥시드디스무타아제, 데스모프레신, 소마토메딘, 엔도텔린 및 이들의 염 등을 들 수 있다. 항원 단백질로서는, 인플루엔자 바이러스 항원, HBs 표면 항원, HBe 항원, 항체로서는, 항체약에 제공하는 각종 폴리클로날 항체 및 모노클로날 항체 등을 들 수 있다.

본 발명의 마이크로니들 어레이는, 바늘부와 기판부로 구성된다.

바늘부는 0.02 내지 1.5㎜의 길이이고, 0.1 내지 1.0㎜의 길이가 바람직하다. 바늘부의 형상으로서, 원뿔 형상, 원뿔대 형상, 삼각 혹은 다각뿔 형상 또는 삼각 혹은 다각뿔대 형상을 들 수 있다.

기판부는 0.01 내지 1.0㎜의 두께이고, 0.05 내지 0.4㎜의 두께가 바람직하다.

본 발명의 마이크로니들 어레이는, 유가물을 바늘부에 함유하지만, 바늘부의 선단부에 유가물을 함유하고, 바늘부의 근원부에는 유가물을 함유하지 않는 것이어도 된다. 그 경우, 바늘부의 근원부는, 비수용성 고분자를 주성분으로 하는 기제로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 비수용성 고분자로서는, 기판부의 기제에 사용되는 비수용성 고분자와 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 마이크로니들 어레이 바늘부가 선단부와 근원부로 구성되는 경우(예를 들어, 도 2를 참조), 선단부의 길이는, 0.01 내지 1.4㎜이고, 0.1 내지 1.2㎜가 바람직하다. 근원부의 길이는, 바늘부 전체의 바늘 길이의 60％ 이하이고, 0.05 내지 0.7㎜이고, 0.1 내지 0.3㎜가 바람직하다.

마이크로니들 어레이의 제조 방법

본 발명의 마이크로니들 어레이 제조 방법은, 하기 공정 1)-4)를 포함한다.

1) 리소그래피법 또는 정밀 금속 가공법에 의해, 오목형의 마이크로니들 패턴을 갖는 주형을 준비하는 공정.

공정 1)에 있어서의 리소그래피법 및 정밀 금속 가공법으로서, 당해 기술분야에서 공지된 방법을 사용할 수 있다.

2) 유가물과 기제 수용성 고분자를 함유하는 수용액(유가물과 수용성 고분자를 함유하는 수용액)을 상기 주형 표면에 도포하고, 건조시키는 공정.

공정 2)를 행할 때, 가압, 감압, 원심, 등에 의해 수용액의 주형 오목부로의 충전을 조장하는 것은 유효하다. 주형 표면에 도포된 수용액(도포액)이 충분히 건조되기 전에, 주형 표면 상의 반고형물을 긁어낸다. 도포액이 거의 건조된 상태에서 주형 표면부를 긁어내면, 유가물을 포함하는 바늘부의 비율이 크고, 도포액의 건조 시간이 짧으면 완성된 마이크로니들의 유가물을 포함하는 바늘부의 비율이 작은 마이크로니들 어레이가 된다.

3) 비수용성 고분자를 주성분으로 하는 기제의 유기 용매를 포함하는 기제 용액(비수용성 고분자와 유기 용매를 포함하는 기제 용액)을 상기 건조 공정 후의 주형 표면에 도포하여 건조시키는 공정.

4) 형성한 마이크로니들 어레이를 상기 주형으로부터 취출하는 공정.

실시예

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는, 단순히 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 예이고, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

주형의 제조

마이크로니들 어레이를 제작함에 있어서, 먼저 감광성 수지에 광 조사하는 리소그래피법에 의해 소정 형상의 마이크로니들 패턴을 형성한 후, 전주 가공에 의해 소정 형상의 마이크로니들 패턴을 전사한 마이크로니들 형성용 오목부가 형성된 주형을 제조하였다.

이 주형의 마이크로니들 형성용 오목부는, 입구 직경이 0.2 내지 0.5㎜, 저부 직경이 0.02 내지 0.1㎜, 깊이가 0.02 내지 1.5㎜의 원뿔 형상이고, 0.3 내지 1.0㎜ 간격으로 격자상으로 배열되어 있다. 면적은 10×10㎝의 정사각형이었다.

이 주형에 의해 형성되는 마이크로니들 어레이의 단면 형상의 일례를 도 1에 도시한다. 각 마이크로니들은, 바늘부 근원의 직경 (b) 0.3㎜, 바늘부 선단 직경 (c) 0.04㎜, 바늘부 길이 (a) 0.8㎜의 원뿔대 형상이고, 0.6㎜ 간격 (d)로 격자상으로 배열되어 있다. 이 마이크로니들 어레이를 원형으로 형성했을 때, 1㎠에 약 250개의 바늘부(4)를 포함하고 있다. 기판부(3)는, 바늘부(4)와는 다른 고분자로 형성되어 있고, 그의 두께 (e)는 0.4㎜이다. 이하, 이 형상의 마이크로니들 어레이를 800-MN이라고 기재한다.

이 주형에 의해 형성되는 마이크로니들 어레이의 단면 형상의 다른 예를 도 2에 도시한다. 각 마이크로니들의 형상은, 도 1의 마이크로니들 어레이와 마찬가지이지만, 도 2의 바늘부(4)의 근원부는, 기판부(3)를 구성하는 고분자와 동일한 고분자로 형성되어 있으므로, 바늘부 선단부와 바늘부 근원부는 다른 고분자로 형성되어 있다. 유가물을 함유하는 바늘부 선단부의 길이는, 0.8㎜보다 짧아진다.

마이크로니들 어레이의 제작

제조한 주형을 사용하여, 표 1에 나타내는 조성의 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 800-MN 마이크로니들 어레이를 제작하였다.

800-MN 성형용 주형을 사용하여 바늘부를 성형하였다. 표 1에 나타내는 바늘부의 재료인 수용액(유가물, 기제 수용성 고분자 및 용매를 포함하는 용액)을 조제하고, 그의 수용액을 800-MN 주형에 유연하였다. 이어서, 1.0KPa의 압력 하에 1시간 건조시켜서 취출하고, 주형 표면 상의 반고형물을 긁어내기에 의해 제거하였다. 오목부에는 유가물을 포함하는 기제의 농후 수용액이 남았다. 그 후, 기판부의 재료인 기제 용액(기제를 포함하는 용액)을 건조 후의 기판부의 두께가 0.4㎜가 되도록 주형 표면에 유연하고, 1.0KPa의 압력 하에 12시간 건조시켰다. 금형 표면에 형성된 마이크로니들 어레이를 금형으로부터 떼어냄으로써 마이크로니들 어레이를 꺼내어, 직경 10㎜의 원형으로 펀칭하고, 마이크로니들 패치로 하였다. 실시예 2, 비교예 1에 있어서의 졸미트립탄 함량은, 제작한 마이크로니들 패치 중에서 유가물을 추출하여 측정한 약제 농도로부터 결정하고, 약 450μg이었다.

참고예로서, 450μg의 졸미트립탄의 피하 주사도 행하여, 경시적 채혈에 의해 혈중 농도를 측정하였다.

평가

(1) 성형성

제작한 마이크로니들 패치를 현미경 관찰하고, 바늘의 성형성을 평가하였다.

(2) 성능 평가

졸미트립탄을 유가물로 하는 마이크로니들 패치(실시예 2 및 비교예 1)를 위스터계 래트(6 내지 8주령)에 애플리케이터에 의해 복부 투여하고, 30분 후에 취출하였다. 0(투여 전), 15, 30, 60, 120, 180, 300, 420분 후에 채혈하고, 졸미트립탄의 혈중 농도를 측정하고, 혈중 농도 내지 시간 곡선을 구하여, 바이오어베일러빌리티(BA)를 계산하였다. 비교를 위해서, 피하 주사 투여 및 경구 투여에 대해서도 혈중 농도 내지 시간 곡선을 구하였다. 전체 시험은 N=3으로 하고, 그의 평균값을 구하였다.

결과

결과를 표 2에 나타낸다.

비교예 1에 있어서 BA값이 낮은 이유는, 바늘 후단부에 용해되어 있는 목적 물질이 바늘부의 기제 및 기판부의 기제의 체내 수분에 의한 팽윤에 수반하여, 이동성을 얻어서 피부 내로 확산됨과 동시에 팽윤하고 있는 기판부로도 확산되는 것에 따른다고 생각된다. 별도 기판부로 이행한 약물을 추출하여 정량한 결과, 28％였다.

비교예 2에 있어서는 바늘부의 기제의 고분자와 기판부의 기제의 고분자와의 극성의 차이가 크고 상용성이 적으므로, 마이크로니들 어레이를 금형으로부터 취출하는 것에 있어서 그의 접합부로부터 파괴된 것이다.

마이크로니들 어레이의 제작 2

본 실험에서는, 바늘 길이 0.9㎜, 바늘 간격 0.75㎜, 바늘 근원 직경 0.3㎜, 바늘 형상은 원뿔형이 되는 것과 같은 오목부를 갖는 플라스틱 주형을 사용하였다.

적색 색소(뉴 코쿠신(New coccine) 후지 필름 와코 준야쿠(주)제) 0.05질량％를 함유하는 폴리비닐알코올 또는 히알루론산 수용액을 주형의 오목부에 충전하고, 건조시켰다. 이어서, 건조 후의 주형에, 기판부를 형성하는 여러 가지의 고분자를 물 혹은 유기 용매의 용액으로서 충전하고, 그 후 20분의 원심 처리에 의해 바늘부와의 일체화를 도모하였다. 그 후, 12시간 건조시켜, 주형으로부터 마이크로니들 어레이를 취출하고, 현미경에 의해 마이크로니들 어레이의 상태를 관찰하였다. 제작한 마이크로니들 어레이(실시예 3, 4 및 비교예 3-5)의 특성을 표 3에 나타낸다. 또한, 수용성 고분자의 용매는 물로 하였다. 또한, 얻어진 마이크로니들 어레이에 있어서의 기판부의 두께는 0.3 내지 0.5㎜였다.

여러 가지의 기판부의 고분자를 사용하여 다른 마이크로니들 어레이를 제작했지만, 얻어진 마이크로니들 어레이는 크게 구별하여 이하의 3종이었다.

타입 1

도 3에 도시하는 바와 같이, 바늘부와 기판부는 완전히 일체화되어 있다. 바늘부의 색소는, 기판부에 확산되지 않고 바늘부에 머무르고 있다. 본 발명의 취지를 실현한 것이 되고 있다.

타입 2

도 4에 도시하는 바와 같이, 바늘부와 기판부는 완전히 일체화되어 있다. 그러나, 바늘부의 색소는 기판부에 확산되고 있다. 이 경우, 바늘부에 충전한 약물이 수용성인 경우, 마이크로니들 어레이의 건조 공정에서 약물이 수용성 고분자로 형성되는 기판부에 확산하는 것이 되고, 결과적으로 바늘부의 약물 농도가 감소하므로 적당하지 않다.

타입 3

도 5에 도시하는 바와 같이, 마이크로니들 어레이를 주형으로부터 취출할 때에, 바늘부가 주형 내에 남아 기판부와의 완전한 일체화가 실현되고 있지 않다(도 5에 있어서의 좌측 절반부). 바늘부와 기판부의 고분자 간의 극성의 차가 크고, 양자의 친화성이 작은 것에 의한다.

3: 기판부
4: 바늘부

Claims

바늘부와 기판부로 구성되는 마이크로니들 어레이에 있어서, 해당 바늘부는 수용성 고분자를 주성분으로 하는 기제에 유가물을 함유하고, 해당 기판부에는 유가물을 함유하지 않고, 해당 기판부의 기제는 비수용성 고분자를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 어레이.
제1항에 있어서, 상기 기판부의 비수용성 고분자의 SP값이 9.0 이상인 것을 특징으로 하는 마이크로니들 어레이.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 바늘부의 수용성 고분자의 SP값과 상기 기판부의 비수용성 고분자의 SP값의 차가 4 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로니들 어레이.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바늘부가 0.02 내지 1.5㎜의 길이이고, 원뿔 형상, 원뿔대 형상, 삼각 혹은 다각뿔 형상 또는 삼각 혹은 다각뿔대 형상인 것을 특징으로 하는 마이크로니들 어레이.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판부의 두께가 0.01 내지 1.0㎜인 것을 특징으로 하는 마이크로니들 어레이.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비수용성 고분자가, 아세트산셀룰로오스, 에폭시 수지, 무수 말레산-메틸비닐에테르 공중합체 및 아크릴산-아크릴산에스테르 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 1종 이상인, 마이크로니들 어레이.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바늘부의 선단부에 유가물을 함유하고, 상기 바늘부의 근원부는 유가물을 함유하지 않고 비수용성 고분자를 주성분으로 하는 기제로 구성되는, 마이크로니들 어레이.
제7항에 있어서, 상기 유가물을 함유하지 않고 비수용성 고분자를 주성분으로 하는 기제로 구성되는 근원부의 길이가, 상기 바늘부 전체의 바늘 길이의 60％ 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로니들 어레이.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 마이크로니들 어레이의 제조 방법이며, 하기 공정:
1) 리소그래피법 또는 정밀 금속 가공법에 의해, 오목형의 마이크로니들 패턴을 갖는 주형을 준비하는 공정,
2) 유가물과 기제 수용성 고분자를 함유하는 수용액을 상기 주형 표면에 도포하고, 건조시키는 공정,
3) 비수용성 고분자를 주성분으로 하는 기제의 유기 용매를 포함하는 기제 용액을, 상기 건조 공정 후의 주형 표면에 도포하고 건조시키는 공정, 및
4) 형성한 마이크로니들 어레이를 상기 주형으로부터 취출하는 공정
을 포함하는, 제조 방법.