JP2014156433A - Soluble microneedle for allergy test - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、皮膚の表層部である表皮層および真皮上層部に局在する免疫系細胞へのアレルゲンの直接的なデリバリーを可能とする長期の安定性に優れたスキンアレルギー試験用製剤に関するものである。蛋白質、糖類、粒子状のアレルゲンなどいずれのアレルゲンにも適用可能で水溶性の洩糸性ポリマーを基剤とすることを特徴とし、溶解性のマイクロニードルの皮膚表層部への挿入可能な先端部位にアレルゲンを局在させることにより、微量のアレルゲン量でもって無痛下で投与でき、臨床上要求されるアレルギー診断を行うことができる。 The present invention relates to a skin allergy test preparation excellent in long-term stability that enables direct delivery of allergens to immune system cells localized in the epidermis layer and upper dermis of the skin. is there. It is applicable to allergens such as protein, saccharides, and particulate allergens, and is based on a water-soluble leaky polymer. The tip of the soluble microneedle can be inserted into the skin surface. By localizing the allergen, it can be administered painlessly with a small amount of allergen and clinically required allergy diagnosis can be performed.
アレルギーは、アレルゲンに対する生体の免疫反応の一種であり、食品に含まれる蛋白質、糖類など種々の物質がアレルゲンとなる。免疫が成立するためには、免疫系細胞の存在する体内に免疫応答を惹起するのに十分な量のアレルゲンを送達し、免疫系細胞の働きにより免疫応答が誘導される必要がある。 Allergy is a kind of biological immune reaction to allergens, and various substances such as proteins and sugars contained in foods become allergens. In order to establish immunity, it is necessary to deliver a sufficient amount of allergen to induce an immune response in the body where immune system cells are present, and to induce an immune response by the action of immune system cells.
アレルゲンの皮内注射や経口、経鼻などの経粘膜経路からの投与により免疫応答が起こり得ることが知られている。またパッチテストが臨床的にも使われており、パッチテスト用シートや用具に関する発明もなされている(特許文献1,2)。しかし、皮内注射には注射器を用いるために疼痛を伴う。また皮膚や粘膜は外界からの異物を排除するバリヤー機能を備えているため、この経路からのパッチテストによるアレルゲンの投与においては効果が不確実な場合があり、臨床上十分な免疫応答を得るためには大量のアレルゲンが必要となる場合がある。 It is known that an immune response can occur by intradermal injection of allergens and administration from the transmucosal route such as oral and nasal. Patch tests are also used clinically, and inventions relating to patch test sheets and tools have been made (Patent Documents 1 and 2). However, intradermal injection is painful because of the use of a syringe. In addition, since the skin and mucous membrane have a barrier function to exclude foreign substances from the outside world, there are cases in which the effect of allergen administration by patch test from this route is uncertain, and to obtain a clinically sufficient immune response May require large amounts of allergens.
近年の免疫学の進展により、皮膚の表層部(表皮および真皮上層部)に免疫担当細胞が豊富に分布することが明らかにされ、この部位にアレルゲンを送達することにより、効率的に免疫応答を惹起できる可能性が指摘されている。また、表皮には痛覚に関わる神経終末が分布しないことから、皮膚表層部へのアレルゲンの投与は、無痛または痛みの少ない低侵襲的方法で実施し得る。しかし、注射針および注射筒を用いる従来のシステムでは、簡便かつ確実にアレルゲンを皮膚表層部に投与することは困難であるという課題があった。 Recent advances in immunology have revealed that immunocompetent cells are abundantly distributed in the surface layer of the skin (the epidermis and the upper layer of the dermis). It has been pointed out that it can be triggered. Further, since nerve endings relating to pain sensation are not distributed in the epidermis, allergen administration to the skin surface layer can be performed by a minimally invasive method with little pain or pain. However, the conventional system using an injection needle and a syringe barrel has a problem that it is difficult to administer allergen to the skin surface layer easily and reliably.
本発明におけるアレルゲンは、単一のアレルゲンにまで精製されていてもよいが、診断の観点から必要と考えられる程度に精製されていれば充分である。本発明の目的は、高温での長期の保存に耐え、かつ従来の皮内注射と同等かあるいは上回る免疫応答を引き出すことのできる皮膚表層部への簡易な投与を可能とするアレルギー診断用マイクロニードル・アレイ・パッチを提供することにある。 The allergen in the present invention may be purified to a single allergen, but it is sufficient that the allergen is purified to the extent considered necessary from the viewpoint of diagnosis. An object of the present invention is to provide a microneedle for allergy diagnosis that can be easily administered to the surface layer of a skin that can withstand long-term storage at high temperatures and can elicit an immune response equivalent to or superior to that of conventional intradermal injection. • To provide array patches.
発明者は、先に、皮膚の表層部に挿入されると溶解して有効成分を放出する微小針状または糸状の経皮吸収製剤、経皮吸収製剤保持シート及び経皮吸収製剤保持用具を発明した(特許文献3)。さらに、先端部にのみ有効成分を含有させた多層構造から成る微小針状の経皮吸収製剤を発明した(特許文献4)。さらにワクチン抗原の皮膚表皮デリバリー用の3層溶解性マイクロニードル・アレイ・チップを発明した(特許文献5)。上記課題を解決すべく鋭意研究を重ね、水溶性の洩糸性高分子物質を基剤として用い、皮膚表層部に挿入される先端部にアレルゲンを含有する溶解性マイクロニードル・アレイを基盤上に配列したパッチ製剤を作製し、皮膚に押し当てるだけで皮膚表層部にアレルゲンを送達できるアレルギー診断薬製剤に関する発明を完成した。 The inventor first invented a microneedle-like or thread-like percutaneous absorption preparation, a percutaneous absorption preparation-holding sheet, and a percutaneous absorption preparation-holding device that dissolve and release the active ingredient when inserted into the surface layer of the skin. (Patent Document 3). Furthermore, a microneedle-like percutaneous absorption preparation having a multilayer structure containing an active ingredient only at the tip was invented (Patent Document 4). Furthermore, a three-layer soluble microneedle array chip for skin epidermis delivery of vaccine antigens was invented (Patent Document 5). In order to solve the above-mentioned problems, we have earnestly researched, using a water-soluble leaky polymer substance as a base, and a soluble microneedle array containing allergen at the tip inserted into the skin surface layer. The present invention has been completed regarding an allergic diagnostic preparation capable of delivering an allergen to the skin surface layer simply by preparing an arrayed patch preparation and pressing it against the skin.
本発明の溶解性マイクロニードル・アレイのパッチ製剤は、皮膚の表層部に挿入される先端部分にアレルゲンを保持し、水溶性の洩糸性高分子物質を基剤とするマイクロニードル・アレイ・パッチ製剤である。 The soluble microneedle array patch preparation of the present invention is a microneedle array patch that retains an allergen at the tip portion inserted into the surface layer of the skin and is based on a water-soluble leaky polymer substance. It is a formulation.
前記アレルゲンは、一般的にアレルギー診断に用いられる各種蛋白質、糖類、粒子などである。 The allergen is various proteins, saccharides, particles and the like generally used for allergy diagnosis.
前記アレルゲンは、室内塵、ダニ、樹木花粉、イネ科植物花粉、雑草花粉、真菌および細菌、動物、昆虫、寄生虫、食品などである。 Examples of the allergen include indoor dust, mites, tree pollen, grass pollen, weed pollen, fungi and bacteria, animals, insects, parasites, and foods.
前記水溶性の洩糸性高分子物質は、多糖類、ポリビニルアルコール、カルボキシビニルポリマー、及びポリアクリル酸ナトリウムからなる群より選ばれた少なくとも1つの物質である。なお、これらの高分子物質については、1つだけを用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。 The water-soluble leaky polymer substance is at least one substance selected from the group consisting of polysaccharides, polyvinyl alcohol, carboxyvinyl polymers, and sodium polyacrylate. In addition, about these polymer substances, only one may be used and you may use in combination of multiple types.
前記洩糸性の多糖類は、デキストラン、コンドロイチン硫酸ナトリウム、デキストラン硫酸、ヒアルロン酸ナトリウム、シクロデキストリン、ヒドロキシプロピルセルロース、アルギン酸、アガロース、及びプルランおよびそれらの誘導体より選ばれた少なくとも1つの物質である。 The leaky polysaccharide is at least one substance selected from dextran, sodium chondroitin sulfate, dextran sulfate, sodium hyaluronate, cyclodextrin, hydroxypropylcellulose, alginic acid, agarose, and pullulan and their derivatives.
ある一形態においては、請求項1記載のマイクロニードルは、全長30〜500マイクロメートル、底部の直径は20〜300マイクロメートル、アレルゲンを保持する先端部の長さは10〜200マイクロメートル、1平方センチメートル当たり100〜300本の密度で基盤チップ上に存在する。 In one certain form, the microneedle according to claim 1 has a total length of 30 to 500 micrometers, a bottom diameter of 20 to 300 micrometers, and a length of the tip part holding the allergen is 10 to 200 micrometers and 1 square centimeter. It exists on the base chip at a density of 100 to 300 per unit.
ある一形態においては、請求項1記載のマイクロニードルの先端部分にはアレルゲンの0.01マイクログラム〜1.0ミリグラムが含有される。 In one certain form, 0.01 microgram-1.0 milligrams of allergen are contained in the front-end | tip part of the microneedle of Claim 1.
本発明によれば、皮膚の表層部(表皮および真皮上層部)に簡便かつ確実にアレルゲンを送達して、免疫反応の一種であるアレルギー反応を効率的に惹起し、アレルギー診断を無痛下で簡易に行うことが出来る。免疫系細胞が豊富に分布する皮膚表層部に直接、アレルゲンを送達することから、従来の皮内注射法に比べて、低用量のアレルゲンで十分な免疫反応が得られる。投与部位が皮膚の表層部に限られることから、無痛または痛みの少ない低侵襲性の診断が可能である。また、パッチ製剤を皮膚に押し当てるのみの簡易な操作で投与できることから、自己投与が可能になる。さらに、パッチ製剤は固形剤であるので、アレルゲンの安定性を確保でき、長期間の保存にも耐え得る。 According to the present invention, allergens, which are a kind of immune reaction, are efficiently induced by delivering allergens easily and reliably to the surface layer of the skin (the epidermis and the upper layer of the dermis), and allergy diagnosis can be easily performed without pain. Can be done. Since allergens are delivered directly to the skin surface layer where immune system cells are abundantly distributed, a sufficient immune response can be obtained with a low dose of allergens as compared with conventional intradermal injection methods. Since the administration site is limited to the surface layer of the skin, a minimally invasive diagnosis with little pain or pain is possible. In addition, self-administration is possible because the patch preparation can be administered by a simple operation simply by pressing it against the skin. Furthermore, since the patch preparation is a solid preparation, the allergen stability can be ensured and it can withstand long-term storage.
本発明に用いるマイクロニードル・アレイ・チップは水溶性の洩糸性ポリマーを基剤とし、投与する際に皮膚の表層部に挿入される部分に相当する先端部にアレルゲンを局在させた構造を有し、診断薬製剤として基盤であるチップ上にマイクロニードル・アレイを構築したものである。 The microneedle array chip used in the present invention is based on a water-soluble leaky polymer and has a structure in which allergens are localized at the tip corresponding to the portion inserted into the surface layer of the skin when administered. It has a microneedle array on a chip that is a base as a diagnostic drug formulation.
また、本発明で用いる基剤としては、水溶性の洩糸性高分子物質、すなわち多糖類、ポリビニルアルコール、カルボキシビニルポリマー、及びポリアクリル酸ナトリウムからなる群より選ばれた少なくとも1つの物質である。なお、これらの高分子物質については、1つだけを用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。 Further, the base used in the present invention is at least one substance selected from the group consisting of water-soluble leaky polymer substances, that is, polysaccharides, polyvinyl alcohol, carboxyvinyl polymers, and sodium polyacrylate. . In addition, about these polymer substances, only one may be used and you may use in combination of multiple types.
好ましくは、前記洩糸性の多糖類は、デキストラン、コンドロイチン硫酸ナトリウム、、デキストラン硫酸、ヒアルロン酸、シクロデキストリン、ヒドロキシプロピルセルロース、アルギン酸、アガロース、プルラン、及びグリコーゲンおよびそれらの誘導体より選ばれた少なくとも1つの物質である。 Preferably, the leaky polysaccharide is at least one selected from dextran, sodium chondroitin sulfate, dextran sulfate, hyaluronic acid, cyclodextrin, hydroxypropylcellulose, alginic acid, agarose, pullulan, glycogen and derivatives thereof. Is one substance.
ここで用いるアレルゲンとしては、免疫原性を有するものであれば特に制限はない。たとえば、一般的に予防接種に用いられる各種病原微生物由来のタンパク(破傷風毒素及びそのトキソイド、ジフテリア毒素及びそのトキソイド、百日せき毒素及びその無毒化物、インフルエンザウイルスのヘマグルチニン、B型肝炎ウイルスのH B sアレルゲンなど)、多糖類(肺炎球菌の莢膜多糖類、ヘモフィルスインフルエンザb型菌の莢膜多糖類など)、粒子(不活化A型肝炎ウイルス粒子、ヒトパピローマウイルスのウイルス様粒子など)、各種の生活関連アレルゲン(スギ花粉などの花粉、ハチ毒、ダニアレルゲン、ハウスダストなど)、がんアレルゲンなどが挙げられる。 The allergen used here is not particularly limited as long as it has immunogenicity. For example, proteins derived from various pathogenic microorganisms generally used for vaccination (tetanus toxin and its toxoid, diphtheria toxin and its toxoid, pertussis toxin and its detoxified product, influenza virus hemagglutinin, hepatitis B virus HB s Allergens), polysaccharides (such as pneumococcal capsular polysaccharides, hemophilus influenza b type capsular polysaccharides), particles (inactivated hepatitis A virus particles, human papillomavirus virus-like particles, etc.), various lifestyles Related allergens (pollen such as cedar pollen, bee venom, mite allergen, house dust, etc.), cancer allergens and the like.
前記の生活関連アレルゲンとしては、室内塵(ハウスダスト)、ダニ、樹木花粉(スギ、ヒノキ、ビャクシン、ハンノキ、カバ、コナラ、ブナ、マツ、ニレ、ヤナギ、カエデ、クルミ、クワ、アカシア、オリーブおよびその属)、イネ科植物花粉(カモガヤ、オオアワガエリ、ハルガヤ、ギョウギシバ、オオスズメノテッポウ、セイバンモロコシ、ホソムギ、ナガハグサ、ヒロハウシノケグサ、アシ、コムギ、スズメノヒエ、コヌカグサおよびその属)、雑草花粉(ブタクサ、オオブタクサ、ブタクサモドキ、アキノキリンソウ、ヨモギ、ニガヨモギ、フランスギク、タンポポ、カナムグラ、ヘラオオバコ、シロザ、イラクサ、ヒメスイバおよびその属)、真菌および細菌(アルテルナリア、カンジダ、アスペルギルス、クラドスポリウム、ペニシリウム、ムコール、ヘルミントスポリウム、マラセチア(属)、ピティロスポリウム(マラセチア)、トリコフィトン、黄色ブドウ球菌エンテロトキシンA、黄色ブドウ球菌エンテロトキシンB)、動物(ネコ、イヌ、モロモット、ハムスター、マウス、ラット、家兎、ウマ、ウシ、ブタ、ヤギ、ヒツジ、セキセイインコ、ニワトリ、アヒル、ガチョウ、鳩の糞)、昆虫(ゴキブリ、ユスリカ、アシナガバチ、ミツバチ、スズメバチ、ヤブカ、ガ)、寄生虫(アニキサス、回虫、包虫)、職業性アレルゲン(絹、綿、ラテックス、オオバコ種子、イソシアネートMDI、イソシアネートHDI、無水フタル酸、エチレンオキサイド、ホルマリン)、食品(牛乳、卵白、卵黄、オボムコイド(耐熱性卵蛋白)、米、ソバ、コムギ、ω-5 グリアジン、オオムギ、オートムギ、ライムギ、アワ、ヒエ、キビ、トウモロコシ、大豆、インゲン、エンドウ、ピーナッツ、アーモンド、クルミ、カシューナッツ、ココナッツ、ブラジルナッツ、ハシバミ、イチゴ、リンゴ、モモ、バナナ、メロン、オレンジ、グレープフルーツ、キウイ、マンゴ、アボガド、洋ナシ、トマト、セロリ、パセリ、玉ネギ、スイカ、ニンジン、ヤマイモ、ジャガイモ、サツマイモ、カボチャ、ホウレンソウ、タケノコ、ニンニク、ゴマ、マスタード、麦芽、ビール酵母、カカオ、チーズ、モールドチーズ、α-ラクトアルブミン、β-ラクトグロブリン、カゼイン、グルテン、牛肉、豚肉、鶏肉、羊肉、エビ、ロブスター、カニ、ムラサキイガイ、アサリ、カキ(牡蠣)、ホタテ、イカ、タコ、サバ、アジ、イワシ、タラ、カレイ、サケ、マグロ、イクラなどが挙げられる。 The life-related allergens include indoor dust (house dust), mites, tree pollen (cedar, cypress, juniper, alder, hippopotamus, Japanese oak, beech, pine, elm, willow, maple, walnut, mulberry, acacia, olive and Its genus), gramineous pollen (camodia, blue whale, hargaya, gypsy moth, giant moss teppo, sorghum sorghum, barley, nagahagusa, hirohashinokegusa, reed, wheat, suzumee, konukagusa and swine pollen Redwood, redwood, mugwort, green mugwort, french chrysanthemum, dandelion, canamgras, hera plantain, white mosquito, nettle, dromedary and its genus, fungi and bacteria (alternaria, candida, aspergillus, cladosporium, Nicosium, Mucor, Helmintosporium, Malassezia (genus), Pityrosporum (Malacethia), Trichophyton, Staphylococcus aureus enterotoxin A, Staphylococcus aureus enterotoxin B), animal (cat, dog, molomote, hamster, mouse, Rat, rabbit, cow, pig, pig, goat, sheep, budgerigar, chicken, duck, goose, pigeon dung), insect (roach, chironomid, wasp, honeybee, wasp, aedes, moth), parasite (Anixus) , Roundworm, worm, occupational allergen (silk, cotton, latex, psyllium seed, isocyanate MDI, isocyanate HDI, phthalic anhydride, ethylene oxide, formalin), food (milk, egg white, egg yolk, ovomucoid (heat-resistant egg protein) ), Rice, buckwheat, wheat, ω-5 gliadin, o Wheat, oats, rye, millet, millet, millet, corn, soy, green beans, peas, peanuts, almonds, walnuts, cashews, coconuts, brazil nuts, hazel, strawberries, apples, peaches, bananas, melons, oranges, grapefruits, kiwis , Mango, avocado, pear, tomato, celery, parsley, onion, watermelon, carrot, yam, potato, sweet potato, pumpkin, spinach, bamboo shoot, garlic, sesame, mustard, malt, beer yeast, cacao, cheese, mold cheese , Α-lactalbumin, β-lactoglobulin, casein, gluten, beef, pork, chicken, lamb, shrimp, lobster, crab, mussel, clams, oysters, scallops, squid, octopus, mackerel, horse mackerel, sardines, Cod , Salmon, tuna, and salmon roe, and the like.
マイクロニードル・アレイの先端部でアレルゲンを局在させる部分としては、マイクロニードルの先端から200マイクロメートル以下が好ましい。より好ましくは先端から100マイクロメートル以下である。 The part where the allergen is localized at the tip of the microneedle array is preferably 200 micrometers or less from the tip of the microneedle. More preferably, it is 100 micrometers or less from the tip.
基剤に目的物質を保持させる方法としては特に限定はなく、種々の方法が適用可能である。例えば、目的物質を基剤中に超分子化して含有させることにより、目的物質を基剤に保持させた状態でメス型に挿入し、その後、乾燥・硬化することによってマイクロニードル・アレイを作ることができる。その他の例としては、粒子状アレルゲンを溶解した基剤の中に加えて懸濁状態とした状態でメス型に注入し、その後に、乾燥・硬化することによってマイクロニードル・アレイを取り出すことができる。 There is no particular limitation on the method for retaining the target substance in the base, and various methods can be applied. For example, a microneedle array can be made by inserting a target substance into a female mold while the target substance is retained in the base by containing the target substance in a base, and then drying and curing. Can do. As another example, a microneedle array can be removed by injecting into a female mold in a suspended state by adding it into a dissolved base material, and then drying and curing. .
マイクロニードル・アレイを構成するマイクロニードルの全長については特に限定はないが、好ましくは20〜700マイクロメートル程度、より好ましくは30〜500マイクロメートル程度が好適である。底部の直径は20〜300マイクロメートル、アレルゲンを保持する先端部の長さは10〜200マイクロメートル程度が好適である。 The total length of the microneedles constituting the microneedle array is not particularly limited, but is preferably about 20 to 700 micrometers, more preferably about 30 to 500 micrometers. The diameter of the bottom part is preferably 20 to 300 micrometers, and the length of the tip part holding the allergen is preferably about 10 to 200 micrometers.
基盤の面積については特に限定はないが、好ましくは約10平方センチメートル、より好ましくは約5.0平方センチメートル、さらに好ましくは約2.0〜1.0平方センチメートル程度が好ましい。また、基盤の厚さも特に限定はないが、好ましくは5ミリメートル、より好ましくは3〜1ミリメートル程度がよい。密度としては、例えば1平方センチメートルのチップ上に100〜300本程度の密度で構築される。 The area of the base is not particularly limited, but is preferably about 10 square centimeters, more preferably about 5.0 square centimeters, and even more preferably about 2.0 to 1.0 square centimeters. Further, the thickness of the substrate is not particularly limited, but is preferably about 5 mm, more preferably about 3 to 1 mm. As the density, for example, it is constructed with a density of about 100 to 300 on a chip of 1 square centimeter.
本発明の限定を意図しない以下の実施例によりさらに詳しく説明される。 The following examples, which are not intended to limit the present invention, are further illustrated.
(実施例1)
底面が縦1cm、横1cmの正方形である樹脂製基板の表面に、深さ約500マイクロメートル、開口部直径約300マイクロメートルの逆円錐状の細孔を225個設けた。この基板をマイクロニードル製造用の鋳型とした。モデルアレルゲンとしてポリL-アルギニン塩酸塩(シグマ社)を用いた。ポリL―アルギニンの1.0mgに精製水20マイクロリットルを加えてよく混和した後、高分子デキストラン(ナカライテスク)の9.0mgを基剤として加え、良く混和して粘性のある濃厚液(溶液A)を調製した。また、30mgのコンドロイチン硫酸Cナトリウムに精製水30μLを加えてよく溶解及び混和し、濃厚液(溶液B)を調製した。溶液Aを鋳型の各細孔に塗布しながら詰め、ラッピングフィルム(サランラップ(登録商標);旭化成社)で表面を覆った。卓上遠心分離器(クボタ4000)に鋳型をセットし、3000rpmで5分間遠心した。ラッピングフィルムを取り除き、鋳型表面の残留物を除去した。単発打錠器(市橋精機、HANDTAB100)の臼に酢酸セルロースとヒドロキシプロピルセルロース100:10の混和物の約0.5gを入れ、約10kNの打錠圧で直径1.5cm、厚さ約2.0mmの基盤用チップ(支持体)を作成した。溶液Bを鋳型の各細孔に塗布しながら詰め、基盤用チップを鋳型の表面全体に被せた。乾燥後、基盤用チップをゆっくり剥がし、マイクロニードルアレイを保持したパッチ剤が得られた。
(実施例2)
実施例1と同様に、樹脂製基板の表面に、深さ約500マイクロメートル、開口部直径約300マイクロメートルの逆円錐状の細孔を225個設けた。ポリL―アルギニンの2.5mgに精製水20マイクロリットルを加えてよく混和した後、高分子デキストランの7.5mgを基剤として加え、良く混和して粘性のある濃厚液(溶液A)を調製した。また、30mgのコンドロイチン硫酸Cナトリウムに精製水30μLを加えてよく溶解及び混和し、濃厚液(溶液B)を調製した。溶液Aを鋳型の各細孔に塗布しながら詰め、ラッピングフィルムで表面を覆った。卓上遠心分離器に鋳型をセットし、3000rpmで5分間遠心した。ラッピングフィルムを取り除き、溶液Bを鋳型の各細孔に塗布しながら詰め、実施例1と同様の基盤用チップ(支持体)を鋳型の表面全体に被せた。乾燥後、基盤用チップをゆっくり剥がし、マイクロニードルアレイを保持したパッチ剤が得られた。
Example 1
On the surface of a resin substrate having a bottom surface of 1 cm in length and 1 cm in width, 225 inverted conical pores having a depth of about 500 micrometers and an opening diameter of about 300 micrometers were provided. This substrate was used as a mold for producing microneedles. Poly L-arginine hydrochloride (Sigma) was used as a model allergen. Add 20 microliters of purified water to 1.0 mg of poly L-arginine, mix well, then add 9.0 mg of polymer dextran (Nacalai Tesque) as a base, mix well, and add a viscous concentrate (solution A) was prepared. Further, 30 μL of purified water was added to 30 mg of chondroitin sulfate C sodium salt and dissolved and mixed well to prepare a concentrated solution (solution B). Solution A was applied while being applied to each pore of the mold, and the surface was covered with a wrapping film (Saran Wrap (registered trademark); Asahi Kasei Co., Ltd.). The mold was set in a tabletop centrifuge (KUBOTA 4000) and centrifuged at 3000 rpm for 5 minutes. The wrapping film was removed, and the residue on the mold surface was removed. About 0.5 g of a mixture of cellulose acetate and hydroxypropyl cellulose 100: 10 is put into a mortar of a single tableting machine (Ichibashi Seiki, HANDTAB 100), and the diameter is 1.5 cm and the thickness is about 2. with a tableting pressure of about 10 kN. A 0 mm base chip (support) was prepared. Solution B was packed while being applied to each pore of the mold, and the base chip was placed over the entire surface of the mold. After drying, the base chip was slowly peeled off to obtain a patch agent holding the microneedle array.
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, 225 reverse conical pores having a depth of about 500 micrometers and an opening diameter of about 300 micrometers were provided on the surface of the resin substrate. Add 20 microliters of purified water to 2.5 mg of poly-L-arginine and mix well, then add 7.5 mg of polymer dextran as a base and mix well to prepare a thick viscous solution (solution A) did. Further, 30 μL of purified water was added to 30 mg of chondroitin sulfate C sodium salt and dissolved and mixed well to prepare a concentrated solution (solution B). Solution A was applied to each pore of the mold while being packed, and the surface was covered with a wrapping film. The mold was set in a tabletop centrifuge and centrifuged at 3000 rpm for 5 minutes. The wrapping film was removed, and the solution B was packed while being applied to each pore of the mold, and the same chip for the substrate (support) as in Example 1 was placed over the entire surface of the mold. After drying, the base chip was slowly peeled off to obtain a patch agent holding the microneedle array.
(実施例3)
実施例1と同様に、樹脂製基板の表面に、深さ約500マイクロメートル、開口部直径約300マイクロメートルの逆円錐状の細孔を225個設けた。ポリL―アルギニンの5.0mgに精製水20マイクロリットルを加えてよく混和した後、高分子デキストランの5.0mgを基剤として加え、良く混和して粘性のある濃厚液(溶液A)を調製した。また、30mgのコンドロイチン硫酸Cナトリウムに精製水30μLを加えてよく溶解及び混和し、濃厚液(溶液B)を調製した。溶液Aを鋳型の各細孔に塗布しながら詰め、ラッピングフィルムで表面を覆った。卓上遠心分離器に鋳型をセットし、3000rpmで5分間遠心した。ラッピングフィルムを取り除き、溶液Bを鋳型の各細孔に塗布しながら詰め、実施例1と同様の基盤用チップ(支持体)を鋳型の表面全体に被せた。乾燥後、基盤用チップをゆっくり剥がし、マイクロニードルアレイを保持したパッチ剤が得られた。
(Example 3)
In the same manner as in Example 1, 225 reverse conical pores having a depth of about 500 micrometers and an opening diameter of about 300 micrometers were provided on the surface of the resin substrate. Add 20 microliters of purified water to 5.0 mg of poly L-arginine and mix well, then add 5.0 mg of polymer dextran as a base and mix well to prepare a thick viscous solution (Solution A) did. Further, 30 μL of purified water was added to 30 mg of chondroitin sulfate C sodium salt and dissolved and mixed well to prepare a concentrated solution (solution B). Solution A was applied to each pore of the mold while being packed, and the surface was covered with a wrapping film. The mold was set in a tabletop centrifuge and centrifuged at 3000 rpm for 5 minutes. The wrapping film was removed, and the solution B was packed while being applied to each pore of the mold, and the same chip for the substrate (support) as in Example 1 was placed over the entire surface of the mold. After drying, the base chip was slowly peeled off to obtain a patch agent holding the microneedle array.
(実施例4)
実施例1〜3で作成したマイクロニードル・アレイ・チップ製剤から等張リン酸緩衝液を用いてポリL―アルギニンを抽出し、その濃度をBradford法にて測定した。
Example 4
Poly L-arginine was extracted from the microneedle array chip preparations prepared in Examples 1 to 3 using isotonic phosphate buffer, and the concentration was measured by the Bradford method.
(実施例5)
実施例1〜3で作成したマイクロニードル・アレイ・チップ中におけるポリL―アルギニンの含量は9.3±2.0μg 、31.1±2.9μg、61.9±9.3(SD)μgであった。
(Example 5)
The contents of poly L-arginine in the microneedle array chips prepared in Examples 1 to 3 were 9.3 ± 2.0 μg, 31.1 ± 2.9 μg, and 61.9 ± 9.3 (SD) μg.
(実施例6)
体重約300gのWistar系雄性ラットをペントバルビタール麻酔下、手術台に固定した。
ラットの背部を除毛し、皮膚を露出させた。翌日、ラット5匹を1群として実験に用いた。ラットの背部除毛皮膚に実施例1〜3で作成したポリL―アルギニン含有マイクロニードル・アレイ・チップを押しあててマイクロニードルを皮膚に穿刺した状態を3分間保った。この操作により、皮膚に挿入されたマイクロニードルの先端部分は溶解し、含有しているポリL―アルギニンは皮膚表層部に送達された。ポジティブコントロールとしてポリL―アルギニンの水溶液を作成し、1群5匹から成るラットへ皮下注射にて投与した。投与量は9.3マイクログラム、31.1マイクログラム及び61.9マイクログラムとした。モデルアレルゲンであるポリL―アルギニンを投与した後、30分間にわたりラットの行動を観察し、その間に投与部位を足で引っ掻いた回数を記録した。なお、全くポリL―アルギニンを含有しないマイクロニードル・アレイ・チップを作成してネガティブコントロールとして同様の実験に用いたが、その場合には引っ掻き回数はゼロであった。実施例1の製剤の平均引っ掻き回数は9.8±7.6(標準偏差)回、ポリL―アルギニン9.3マイクログラム皮下注射時の平均引っ掻き回数は0.4±0.9回、実施例2の製剤の平均引っ掻き回数は60.4±18.6回、ポリL―アルギニン31.1マイクログラム皮下注射時の平均引っ掻き回数は5.0±3.1回、実施例3の製剤の平均引っ掻き回数は95.7±26.0回、ポリL―アルギニン61.9マイクログラム皮下注射時の平均引っ掻き回数は20.5±9.1回であった。
(Example 6)
A Wistar male rat weighing about 300 g was fixed to the operating table under pentobarbital anesthesia.
The rat's back was depilated to expose the skin. The next day, 5 rats were used in the experiment as a group. The poly L-arginine-containing microneedle array chip prepared in Examples 1 to 3 was pressed against the rat's back hair removal skin, and the state where the microneedle was punctured into the skin was maintained for 3 minutes. By this operation, the tip portion of the microneedle inserted into the skin was dissolved, and the contained poly L-arginine was delivered to the skin surface layer. As a positive control, an aqueous solution of poly L-arginine was prepared and administered to rats consisting of 5 animals per group by subcutaneous injection. The dosage was 9.3 micrograms, 31.1 micrograms and 61.9 micrograms. After administration of poly L-arginine, a model allergen, the behavior of the rats was observed for 30 minutes, and the number of times the administration site was scratched with the foot during that time was recorded. A microneedle array chip containing no poly L-arginine was prepared and used in the same experiment as a negative control. In that case, the number of scratches was zero. The average number of scratches of the preparation of Example 1 is 9.8 ± 7.6 (standard deviation), the average number of scratches at the time of subcutaneous injection of 9.3 micrograms of poly L-arginine is 0.4 ± 0.9, and the average number of scratches of the preparation of Example 2 60.4 ± 18.6 times, poly L-arginine 31.1 micrograms, the average number of scratches when subcutaneously injected was 5.0 ± 3.1 times, the average scratch number of the preparation of Example 3 was 95.7 ± 26.0 times, poly L-arginine 61.9 The average number of scratches during microgram subcutaneous injection was 20.5 ± 9.1.
有効性、高温での長期安定性などの点から、皮膚への挿入部に相当する先端部にアレルゲンを保持する溶解性マイクロニードル・アレイ・パッチは従来の皮内注射によるアレルギーテストに取って代わって広く用いられる可能性がある。また、自己投与が可能であることから、医療インフラが十分に整っていない発展途上国などでの利用も期待される。 In view of its effectiveness and long-term stability at high temperatures, the soluble microneedle array patch that retains allergens at the tip corresponding to the skin insertion part replaces allergic tests by conventional intradermal injection. May be widely used. In addition, since self-administration is possible, it is expected to be used in developing countries where medical infrastructure is not fully prepared.
本発明により痛みを伴わなく、高温条件下においても長期にわたり安定でかつ自己投与など使用に便利なアレルギーテスト用マイクロニードル・アレイ・パッチ製剤を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a microneedle array patch preparation for an allergy test that is not painful, is stable for a long time even under high temperature conditions, and is convenient for use such as self-administration.
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