微针阵列 技术领域 本发明涉及一种向生物体施用药物或从生物体抽血等的、 在基板上具备可穿刺皮 肤的一个或多个微针的微针阵列。
背景技术 目前为止， 作为用于提高药剂经皮吸收的装置， 已知微针阵列。 设置在微针阵列上 的微针以穿刺皮肤最外层、 即角质层为目的， 提出了各种大小和形状的方案， 作为非损伤性 给药方法受到期待 ( 例如专利文献 1)。
此外， 对于利用微针阵列时的药剂的适用方法也提出了各种方法。 已知 ： 将药剂涂 布在微针表面 ； 在微针上设置用于使药剂或生物体成分透过的沟或中空部分 ； 在微针自身 中混合药剂 ； 等方法 ( 专利文献 2)。
在专利文献 3 中记载了这样的要点， 在药物经皮用的垫基质 (pad base) 中， 立式 设置于皮肤侧面的微细针包括生物降解性树脂， 从而假使微细针的尖端等缺失而残存在皮 肤内， 包括生物降解性树脂的微细针在生物体内分解， 对生物体也几乎不会产生不良影响， 并且记载了， 作为生物降解性树脂， 推荐聚乳酸、 聚琥珀酸乙二醇酯、 聚琥珀酸丁二醇酯· 己 二酸酯、 聚琥珀酸丁二醇酯· 碳酸酯、 聚己内酯、 聚酯酰胺、 聚酯碳酸酯、 聚乙烯醇、 聚羟基丁 酸酯、 甘露三糖 ( マントリォ一ス )、 纤维素、 乙酸纤维素、 胶原蛋白和它们的混合物， 特别 优选为聚乳酸、 或乳酸与乙醇酸的共聚物。
并且， 记载了， 对于聚乳酸， 在其分子量为 100,000 ～ 500,000 的情况下， 制造时在 上述金属制细线上的附着量适当， 并且树脂固化后的上述金属制细线的可拉拔性良好， 制 成的膜 ( 管状物 ) 的品质也优异， 但没有记载重均分子量和强度。
在专利文献 4 中公开了， 在能够选择受控制的双相性释放、 缓释和延迟型释放的 任一方式进行释放的药物释放系统中， 使用重均分子量为 3000 ～ 40,000 的经粉碎的聚乳 酸， 但对可穿刺皮肤的微针阵列没有任何记载。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 ： 日本特表 2001-506904 号公报
专利文献 2 ： 日本特表 2004-504120 号公报
专利文献 3 ： 日本特开 2005-021678 号公报
专利文献 4 ： 日本特开平 11-286439 号公报
发明内容 发明所要解决的课题
在由生物降解性树脂制造微针阵列时， 必须实施加热使其软化而变形为所期望的 形状的工序和通过电子射线照射处理等进行的灭菌操作等， 但此时微针阵列 ( 特别是微针 部分 ) 的强度导致存在这样的问题 ： 原本应刺入皮肤的微针不能发挥其作用、 或微针阵列
的基板在使用时发生纹裂而不能发挥其作用、 或制造时具有困难。
因此， 本发明的目的是提供一种可保持微针阵列的功能和性能且容易制造的微针 阵列。
用于解决课题的方法
当解决上述课题时， 在弄清生物降解性树脂的结晶性与性能的关系、 重均分子量 与强度的关系以及重均分子量与性能的关系时判明， 含有非晶态聚乳酸的微针在强度的保 持、 性能方面优异， 并且重均分子量与其强度良好相关， 但意外的是重均分子量与性能不一 定相关， 基于该认识， 能够提供可保持功能和性能的微针阵列。
即， 本发明涉及一种具备微针的微针阵列， 所述微针含有非晶态的聚乳酸。
另外， 上述聚乳酸的结晶度优选为 38％以下。
另外， 上述微针优选为透明或半透明。
另外， 上述聚乳酸优选重均分子量为 40,000 ～ 100,000。
另外， 该微针阵列优选上述的聚乳酸为聚 L- 乳酸。
另外， 该微针阵列优选通过电子射线或 γ 射线照射来灭菌。
发明效果
根据本发明， 能够提供一种保持功能和性能、 容易制造的微针阵列。 附图说明 图 1 是示意性表示本发明涉及的微针阵列的放大截面图。
图 2 是实施例 3 涉及的、 表示利用 GM 测定器对将涂布后的微针装置通过手指按压 对从人取下的皮肤穿刺 5 秒后在微针基板上残存的药物的含量进行测定而得到的结果的 图。
图 3 是实施例 4 涉及的、 表示用凝胶过滤色谱法对重均分子量的变化进行测定而 得到的结果的图。
图 4 是实施例 5 涉及的、 表示用于评价涂层组合物中的药物 ( 生理活性成分 ) 在 微针基板上的吸附的实验结果的图。
具体实施方式
以下， 参照附图， 对本发明的针阵列的实施方式进行说明。
如图 1 所示， 微针阵列 1 包括穿刺皮肤或粘膜的微针 ( 针 )3 和用于支持该微针的 微针基板 5， 在微针基板 5 上排列有多个微针 3。微针 3 是微小结构， 微针 3 的高度 ( 长度 ) h 优选为 50μm ～ 700μm。这里将微针 3 的长度 h 设定为 50μm 以上是为了可靠地将生理 活性成分经皮给药， 将微针 3 的长度 h 设定为 700μm 以下是为了避免神经与微针 3 接触， 能够确实减小疼痛的可能性， 同时确实避免出血的可能性。并且， 其长度 h 为 700μm 以下 时， 能够效率良好地给予进入皮内的生理活性成分的量。
此处， 微针 3 是指凸状结构物、 即广义上的针形状或包含针形状的结构物， 在圆锥 状结构的情况下， 通常其基底的直径 d 为 50 ～ 200μm 左右。并且， 微针 3 不限于具有尖锐 的前端的狭义上的针形状物， 也包含微观上前端不尖的形状物。考虑到微针 3 会在皮肤上 折断， 用生物降解性树脂聚乳酸来制作微针 3， 某些情况下， 也能够设定成这样的方式 ： 将生理活性成分混入树脂中， 在微针 3 于体内消解的同时， 生理活性成分释放到体内。
微针 3 的前端 3a 微观上可以平坦、 或带有圆形、 或形成有凹凸， 但如果考虑到向皮 肤或粘膜穿刺， 则前端 3a 假定为平坦时的面积 ( 假定面积 ) 优选为 1600μm2 以下、 更优选 2 为 400μm 以下。另外， 前端 3a 微观上带有圆形或形成有凹凸时的假定面积意味着用与微 针 3 的长度方向正交的平面将前端 3a 截断时的截面积。
另外， 在微针 3 为圆锥状 ( 锥形 ) 结构的情况下， 前端角度 ( 倾斜角度 )θ 为 15 度 以下时易于折断， θ 为 25 度以上时难以对皮肤或粘膜穿刺， 因而 θ 优选为 15 度～ 25 度。
本实施方式涉及的微针 3 所含有的聚乳酸为非晶态。
含有非晶态聚乳酸的微针 3 的机械特性优异， 通过按压而发生变形但不易断裂。 另一方面， 含有结晶度高的聚乳酸的微针当施加一定的力时易于断裂。 因此， 在非晶态的微 针阵列 1 的情况下， 在体内不容易残留使用时破损的微针阵列 1 的碎片。而且， 非晶态的聚 乳酸的情况下， 微针 3 的强度不发生经时性劣化， 保存稳定性好。另外， 在结晶度高的微针 阵列的情况下， 在微针阵列上涂布药物等生理活性成分时， 有可能发生生理活性成分吸附 在微针阵列上而难以释放到体内等的问题。
归纳以上内容， 通过设定为具备微针 3( 所述微针 3 含有非晶态的聚乳酸 ) 的微针 阵列 1， 从而能够实现机械特性优异、 保存稳定性良好的微针阵列 1。进而， 如后所述， 在使 用高纯度的聚乳酸制成微针 3 时， 视觉上易于评价是否为含有非晶态聚乳酸的微针阵列 1、 即是否为保存稳定性良好的微针阵列 1， 从品质管理方面出发也是有利的。 此处， 非晶态的聚乳酸是指结晶度为 38％以下的聚乳酸。另外， 结晶度越低越优 选， 但结晶度下限为 2％以上。将结晶度设定为 2％以下在微针的制造上是困难的。聚乳酸 的结晶度能够通过 DSC( 差示扫描热量测定 ) 来求出。对微针取样， 由升温模式下结晶温 度 (100℃附近 ) 处的放热峰对应的热容量和熔点 (180℃附近 ) 处的吸热峰对应的热容量 求出晶化焓、 熔融焓， 使用晶层尺寸无限大的 PLLA 结晶的熔融焓 93J/g 时结晶度 (xc) 利用 xc(％ ) ＝ 100·(ΔHm+ΔHc)/93 所给出的值， 能够求出结晶度。
在制成含非晶态聚乳酸的微针时， 通过以下的方法， 能够控制聚乳酸的结晶度， 制 成含有非晶态聚乳酸的微针。准备使微针阵列的形状凹凸翻转了的复制版， 在复制版的微 细图案部分填充经加热熔融的聚乳酸， 通过冷却、 剥离， 能够得到微针阵列。 此时， 通过加热 熔融的聚乳酸的冷却速度、 或冷却后加热到结晶温度左右的时间能够控制结晶度。具体地 说， 通过加快加热熔融的聚乳酸的冷却速度将其急速冷却， 能够形成含有结晶度低的非晶 态的聚乳酸的微针。 相反， 减慢加热熔融后的聚乳酸的冷却速度慢慢进行冷却时、 或冷却后 加热保持在结晶温度左右时， 微针所含有的聚乳酸的结晶度升高。
作为用于微针的聚乳酸， 通常使用聚乳酸纯度为 95.0wt ％以上、 单体残留量为 5wt％以下、 残留 Sn 量为 200ppm 以下的聚乳酸。其中， 作为用于微针的聚乳酸， 优选使用聚 乳酸纯度为 98.7wt％以上、 单体残留量为 2wt％以下、 残留 Sn 量为 50ppm 以下的高纯度的 聚乳酸。聚乳酸的单体残有量和残留 Sn 量如果增多， 则易于引起成型和灭菌处理所致的劣 化以及经时性的强度劣化， 并且也担心对生物体有不良影响。高纯度且非晶态的聚乳酸在 透明性方面优异。
在使用聚乳酸纯度为 98.7wt％以上、 单体残留量为 2wt％以下、 残留 Sn 量为 50ppm 以下的高纯度聚乳酸制作微针时， 能够通过微针阵列的白浊状态来辨别聚乳酸是否为非晶
态。微针的聚乳酸为非晶态时， 微针阵列为透明或半透明。此处， “透明或半透明” 是指， 使 用色彩色差计 (CR-200， 美能达社制造 ) 以亮度指数值 L* 作为指标测定相对于色差基准色 ( 黑 ) 的色差时， 亮度指数值 L* 为 60 以下。能够将亮度指数值 L* 为 60 以下的透明或半透 明的微针设定为含有非晶态聚乳酸的微针。
另外， 聚乳酸中存在聚 L- 乳酸、 聚 D- 乳酸等聚乳酸均聚物、 聚 L/D- 乳酸共聚物和 它们的混合体等， 可以使用这些中的任一种。另外， 一般在分别使用聚 L- 乳酸、 聚 D- 乳酸 的均聚物形成微针并进行结晶处理的情况下， 形成聚乳酸的结晶度高的微针。 另一方面， 在 使用聚 L/D- 乳酸共聚物形成微针的情况下， 能够制成聚乳酸的结晶度低的非晶态的微针。 关于本实施方式涉及的微针阵列 1， 从安全性的方面出发优选使用聚 L- 乳酸制造非晶态的 微针阵列 1。另外， 在聚乳酸中也能够适宜添加增塑剂、 防粘连剂、 润滑剂、 抗静电剂和热稳 定剂等添加剂。
聚乳酸树脂具有其重均分子量越大， 强度越强的倾向。本实施方式涉及的微针 3 的聚乳酸的重均分子量从强度方面出发需要为 40,000 以上。重均分子量不足 40,000 时， 微针 3 的强度变低， 对皮肤的穿刺性变低， 不是优选的， 并且微针 3 的制造时的成品率具有 降低的倾向而不优选。
并且， 本实施方式涉及的微针 3 的聚乳酸的重均分子量为 100,000 以下。 重均分子 量为 100,000 以下时， 微针 3 对皮肤的穿刺性充分， 并且即使针尖残留在体内时也能快速生 物体分解， 因而是优选的。另一方面， 在制造聚乳酸的重均分子量超过 100,000 的微针时， 聚乳酸的熔融粘度变得过高， 难以加工成微针 3， 成品率变差。
本实施方式涉及的微针阵列 1 从安全性方面出发优选进行灭菌操作。灭菌操作能 够用通常实施的公知方法进行， 但微针阵列 1 的灭菌优选通过电子射线照射或 γ 射线照射 来进行。通过在照射样品的上下、 支持材 ( 例如 “包装纸” ) 上进行电子射线辐射剂量的测 定， 能够确认 ( 照射时环境为温度 15 度、 湿度 15％下 ) 对样品照射了预定辐射剂量。另一 方面， γ 射线照射中， 能够依据 5 ～ 100kGy 的指定辐射量照射钴 60γ 射线。作为灭菌操 作， 除通过电子射线照射或 γ 射线照射进行的灭菌外， 也能够使用热灭菌或 EOG( 环氧乙烷 气体 ) 灭菌， 但热灭菌中担心聚乳酸分解， 并且 EOG 灭菌中担心药剂的残存。通过电子射线 照射或 γ 射线照射进行的灭菌， 由于不存在这些担心， 所以优选使用。
对于构成本实施方式涉及的微针阵列 1 的聚乳酸， 判明在制造时或灭菌操作时其 重均分子量减小。因此， 为了使微针阵列 1 的强度、 性能最佳， 微针阵列 1 的制造后的聚乳 酸的重均分子量需要为 40,000 ～ 100,000。
例如， 通过电子射线照射， 重均分子量成为原来的 65 ～ 99％左右， 但是为了在电 子射线照射后也保持其强度， 重均分子量需要为 40,000 以上， 因此， 在电子射线照射前， 作 为重均分子量需要至少在 40,000 以上。
并且， 更优选， 在电子射线照射后的强度方面重均分子量需要为 50,000 以上， 因 而在电子射线照射前， 作为重均分子量需要至少为 50,000 以上。
因此， 只要电子射线照射后的重均分子量为 40,000 以上， 就能够使用， 而不会损 害微针 3 的性能， 但优选电子射线照射后的重均分子量需要为 50,000 以上。
另外， 参考构成微针阵列 1 的聚乳酸的重均分子量的合适的范围时， 重均分子量 (Mw) 除以数均分子量 (Mn) 得到的分子量分布 (Mw/Mn) 优选为 2.75 以下、 更优选为 1.43 ～1.72( 参见表 1、 表 6)。
微针基板 5 是用于支持微针 3 的底座， 对其形态没有限定， 例如可以为具备贯通孔 的基板， 由此可以从基板的背面给予生理活性成分。作为微针 3 或微针基板 5 的材质， 可举 出硅、 二氧化硅、 陶瓷、 金属 ( 不锈钢、 钛、 镍、 钼、 铬、 钴等 ) 和合成或天然的树脂材料等， 但 考虑微针 3 的抗原性和材质的单价时， 特别优选聚乳酸、 聚乙交酯、 聚乳酸 -co- 聚乙交酯、 支链淀粉、 己内酯、 聚氨酯、 聚酸酐等生物降解性聚合物 ； 作为非分解性聚合物的聚碳酸酯、 聚甲基丙烯酸、 乙烯 - 乙酸乙烯酯、 聚四氟乙烯、 聚甲醛等合成或天然的树脂材料。并且， 基 板有时与微针 3 成为一体， 此时， 基板与之前的微针 3 的树脂材料相同。
微针基板 5 的面积为 0.5cm2 ～ 10cm2， 优选为 1cm2 ～ 5cm2， 更优选为 1cm2 ～ 3cm2。 另外， 微针基板 5 也能够通过数个组合而连接形成优选的大小。
对于微针 ( 针 )3 的密度， 典型的是横列间以针的横列提供每 1 毫米 (mm) 约 1 至 10 的密度的方式空开。一般， 对于横列内的针的空间， 横列仅离开实质相等的距离， 具有每 2 1cm 中 100 至 10000 根的针密度。具有 100 根以上的针密度时， 能够效率良好地穿刺皮肤， 超过 10000 根的针密度下， 赋予微针 3 可穿刺皮肤的强度变难。微针 ( 针 )3 的密度优选每 2 1cm 为 200 ～ 5000 根， 进一步优选为 300 ～ 2000 根， 最优选为 400 ～ 1600 根。超过 1600 根时， 在通过例如干法蚀刻加工、 激光加工或切割加工等精密机械加工制造微针阵列原版 时， 具有制造变难的倾向。 作为微针阵列原版的制法， 可举出使用了硅基板的湿法蚀刻加工或干蚀刻加工、 使用了金属或树脂的精密机械加工 ( 放电加工、 激光加工、 切割加工、 热压花加工、 注塑成 型加工等 )、 机械切削加工等。通过这些加工法， 在微针阵列原版上作为针的微针与支持该 微针的微针基板一体成型。作为将作为针的微针制成中空的方法， 可举出制作微针后用激 光加工等进行 2 次加工的方法。
作为微针阵列的制法， 由微针阵列原版制作使微针形状发生凹凸翻转后的复制 版， 在所得到的复制版的微细图案部分填充经加热熔融过的聚乳酸， 冷却、 剥离， 由此能够 制造微针阵列。此时， 作为针的微针与支持该微针的微针基板一体成型。特别是为了得到 非晶态的微针， 优选在冷却工序中以 30℃ /min 以上的速度急速冷却。 使微针阵列 1 的形状 凹凸翻转了的复制版能够通过任意方法制作。
此外， 可以使生理活性成分包含在纯净水和 / 或涂层载体中， 将涂层剂涂布在微 针和 / 或基板上， 作为涂层载体， 有聚环氧乙烷、 羟甲基纤维素、 羟丙基纤维素、 羟丙基甲基 纤维素、 甲基纤维素、 右旋糖苷、 聚乙二醇、 聚乙烯醇、 聚乙烯吡咯烷酮、 支链淀粉、 羧甲基纤 维素钠、 硫酸软骨素、 透明质酸、 糊精、 阿拉伯胶等。
如上所述， 微针 3 的高度 ( 长度 )h 优选为 50μm ～ 700μm。对于微针 3 的涂层， 其高度根据微针 3 的高度 h 而变动， 但能够将涂层高度设定为 0μm ～ 700μm 的范围， 通常 为 10μm ～ 500μm 的范围内， 优选为 30μm ～ 300μm 左右。涂布的涂层剂在涂布后通过 使其干燥而固着。
用于涂布微针 3 的液体组合物是通过将生物体亲和性的载体、 应传送的有益的生 理活性成分和必要时的任意的涂布辅助物质与挥发性液体混合而制备的。 挥发性液体能够 为水、 二甲基亚砜、 二甲基甲酰胺、 乙醇、 异丙醇和它们的混合物等。这些中， 最优选水。液 体的涂层剂或悬浮液典型的是能够具有 0.1 ～ 65 重量％的有益生理活性成分浓度， 优选为
1 ～ 30 重量％， 进一步优选为 3 ～ 20 重量％。涂布特别优选为固着后的状态。
其他的已知的制剂辅助物质只要对涂层所需的溶解性和粘度特征以及干燥后的 涂层的性状和物性不产生有害的影响， 就也可以将它们添加在涂层中。
本实施方式所用的生理活性成分 ( 药物 ) 认为是肽、 蛋白质、 DNA、 RNA 等， 但没有 特别限定， 例如可举出 α- 干扰素、 用于多发性硬化症的 β- 干扰素、 促红细胞生成素、 促卵 泡素 β、 促卵泡素 α、 G-CSF、 GM-CSF、 人绒毛膜促性腺激素、 促黄体生成 (leutinizing) 激 素、 鲑鱼降钙素、 胰高血糖素、 GNRH 拮抗物、 胰岛素、 人生长激素、 非格司亭、 肝磷脂、 低分子 肝磷脂、 生长激素等。并且， 作为疫苗类的例子， 可举出日本脑炎疫苗、 轮状病毒疫苗、 阿兹 海默氏病疫苗、 动脉硬化疫苗、 癌疫苗、 烟碱疫苗、 白喉疫苗、 破伤风疫苗、 百日咳疫苗、 莱姆 病疫苗、 狂犬病疫苗、 肺炎双球菌疫苗、 黄热病疫苗、 霍乱疫苗、 种痘疹疫苗、 结核疫苗、 风疹 疫苗、 麻疹疫苗、 腮腺炎疫苗、 肉毒疫苗 ( ボッリヌスヮクチン )、 疱疹病毒疫苗、 其他的 DNA 疫苗、 B 型肝炎疫苗等。
对微针阵列 1 的给药方法没有特别限定， 也可以用给药用装置、 用于固定的辅助 器具。
并且， 基于上述方法的给药时间并不那么长， 为数秒直至较长的话为数分钟， 根据 情况也有不足 1 秒的瞬间给药。但是， 也可以其后固定在皮肤上将活性成分持续给药。 另外， 这些药物可以单独使用， 也可以合用两种以上， 如果为可药用盐的话， 当然 包含无机盐或有机盐的任一形态的药物。另外， 使药物包含在涂层载体中是基本方式， 但 是， 也能够在涂层载体中不包含药物， 而是之后另外通过设置在微针基板 5 上的贯通孔 ( 开 口部 ) 供给药物。
实施例
[ 实施例 1]
( 重均分子量不同的微针阵列的制造 )
实施例 1 中， 制造包括重均分子量不同的聚 -L- 乳酸树脂的样品 1 ～ 6 的微针阵 列。各样品 1 ～ 6 的重均分子量和微针的特性如表 1 所述。
( 微针阵列 )
·微针的高度 ： 500μm
·微针的形状 ： 四棱锥
·微针的密度 ： 625 根 /cm2
·特性 ： 非晶态
·面积 ： 1cm2
各样品 1 ～ 6 的重均分子量用凝胶过滤色谱法 ( 以下称为 “GPC 法” ) 测定。
( 测定条件 )
柱： 串联连接 Shim-pack GPC-803C+GPC-805C
柱温 ： 45℃
洗脱液 ： 氯仿
检测器 ： RID( 示差折光检测器 )
样品浓度 ： 2.5g/L( 溶解于氯仿 )
另外， 除样品 1 ～ 6 以外， 还制造了包括重均分子量 40,000 ～ 100,000 的聚 -L- 乳
酸的结晶性微针阵列， 但以室温密封状态保存半年时发现其强度降低的倾向。
[ 表 1]
重均分子量 (Mw) 样品 1 样品 2 样品 3 样品 4 样品 5 样品 6
57099 61370 70503 78046 82114 103815 分子量分布 (Mw/Mn) 1.53 1.55 1.6 1.43 1.57 1.51 微针的特性 非晶态 ( 透明 ) 非晶态 ( 透明 ) 非晶态 ( 透明 ) 非晶态 ( 透明 ) 非晶态 ( 透明 ) 非晶态 ( 透明 )[ 实施例 2]
实施例 2 中， 实施了测定微针强度的试验。 第 1 试验中， 以 JIS 的标准试验 (K7116) 为参考， 实施了微针基板的断裂强度试验。 试验方法是， 将微针基板设置在专用的固定夹具 上， 从上部连续施加负荷， 测定直至试验片断裂为止的时间和断裂时的最大负荷。 通过装置 所附带的专用棒进行微针的断裂， 采用微针基板从中央断裂时所负荷的最大负荷值和微针 的包含针和基板在内的厚度作为结果。由表 2 的结果可知， 聚 -L- 乳酸树脂的重均分子量 与最大负荷值显示彼此相关的倾向。这些结果表示微针的强度与重均分子量相关。
[ 表 2]
最大负荷 样品 1 样品 2 样品 3 样品 4 样品 5 样品 6
1284(g) 1128(g) 2007(g) 2305(g) 2185(g) 4472(g) 厚度 1.20-1.18(mm) 1.18-1.19(mm) 1.27-1.31(mm) 1.24-1.23(mm) 1.19-1.21(mm) 1.29-1.30(mm)第 2 试验中实施了聚乳酸制微针的强度试验， 其中使用了从人取下的皮肤。利用 电动取皮刀将从人取下的皮肤调整为厚度 700μm 左右， 固定在软木板上。接着， 将微针基 板设置在皮肤上， 以 3kgf/patch 的力从基板背面用手指按压微针基板 5 秒钟。对于皮肤穿 刺后的微针使用显微镜 (KEYENCE 社 ) 计测最外周破损率以计测针的破损 ( 折断、 弯曲 )( 表3)。关于针的破损状况， 全部的组中仅在最外周的微针上发现仅若干折断或弯曲， 对于第 2 列以后的针在任一组中都没有发现显著的折断或弯曲。
[ 表 3]
最外周以外的微针破损率 (％ ) 样品 1 样品 2 样品 3 样品 4 样品 5 样品 6
0％ 0％ 0％ 0％ 0％ 0％ 最外周破损率 (％ ) 97％ 93％ 96％ 78％ 74％ 89％[ 实施例 3]
实施例 3 中， 以与微针基板的断裂强度试验同样的组构成实施应用了从人取下的 皮肤的药物传输试验 ( 对从人取下的皮肤的穿刺试验 )。药剂使用经放射示踪的 14C-OVA 和 Cold 的 OVA， 制作与支链淀粉的混合溶液。涂布液的组成设定为 (30％支链淀粉 /20％ OVA)， 在针的尖端部分涂布成 100μm 的高度。具体的涂布方法是利用金属掩模 ( 规格 ： 口 径一边 220μm、 厚度 100μm、 室温加湿 85％以上 ) 在微针阵列上进行涂布。 接着， 通过手指 按压 (3kg/patch) 将涂布后的微针装置对从人取下的皮肤穿刺 5 秒钟， 然后利用 GM 测定器 对残存在微针基板上的药物含量进行测定 (n ＝ 3)。 由图 2 的结果， 显示任一组都显示相同 程度的残存率， 因而判明保持了微针的性能。
[ 实施例 4]
( 电子射线照射导致的聚乳酸重均分子量的减小 )
实施例 4 中， 对重均分子量不同的聚 -L- 乳酸树脂 ( 重均分子量约 1.5 万～ 14 万 ) 的样品照射电子射线， 实施通过电子射线的照射来测定聚乳酸重均分子量的减小的实 验。另外， 作为微针阵列的样品 7( 参见图 3) 的初期重均分子量为 130,000。并且， 样品 8 的初期重均分子量为 90,000。并且， 样品 9 的初期重均分子量为 130,000。并且， 样品 7 的 微针中聚乳酸的纯度为 96.5wt％、 单体残留量为 2.1wt％、 残留 Sn 量为 99ppm 以下。并且， 样品 8、 9 的微针阵列中的聚乳酸的纯度为 96.5wt％、 单体残留量为 0.2wt％、 残留 Sn 量为 30ppm 以下。
该实验中， 进行微针成型， 在照射 40kGy 的电子射线照射后， 测定聚 -L- 乳酸树脂 的重均分子量。重均分子量的测定在成型前 ( 粒状 )、 微针成型后和电子射线照射后进行 测定， 各阶段的重均分子量与实施例 1 同样地用凝胶过滤色谱法 ( 以下称为 GPC 法 ) 测定。 并且， 关于灭菌的方法， 将放射线灭菌中电子射线灭菌法和 γ 射线灭菌法这两种方法进行 比较 ( 参见表 4)。另外， 表 4 中给出了有关样品 7 的实验结果。
图 3 和表 4 中明确给出这样的倾向 ： 在用于将条形颗粒的基粉成型为微针的工序( 加热 & 冷却 ) 中， 重均分子量减小至成型前的约 60 ％～ 90 ％， 通过实施放射线灭菌， 重 均分子量依赖于辐射剂量进一步减小。并且， 对于电子射线灭菌法和 γ 射线灭菌法， 在相 同的辐射线量下进行比较时， 显示电子射线照射法的情况下重均分子量的减小比例低的倾 向。另外， 将初期重均分子量相同的样品 7 和样品 9 进行比较时， 纯度高的样品 9 显示重均 分子量的减小更加受到抑制的倾向。重均分子量的测定条件和方法与实施例 1 的相同。
另外， 电子射线辐射剂量的测定在照射样品的上下、 支持材 ( 例如 “包装纸” )上 进行， 确认 ( 照射时环境为温度 15 度、 湿度 15％下 ) 对样品照射了预定辐射剂量。另一方 面， γ 射线照射中， 依据 5 ～ 100kGy 的指定辐射线量照射钴 60γ 射线， 用实测值确认照射 了指定辐射线量。
[ 表 4]
[ 实施例 5]
实施例 5 中， 为了评价涂层组合物中的药物 ( 生理活性成分 ) 在微针基板上的吸 附， 使用重均分子量约 8 万的 L- 聚乳酸制基板 ( 面积约 1cm2)， 将含有重均分子量约 35,000 的模型蛋白质和模型蛋白质的 125I 示踪体的溶液 30μL 滴加在聚乳酸制基板 ( 非晶态和结 晶 ) 上， 于 40℃干燥 1 小时后， 封入铝制包材中。 在恒温室于 40℃保存 1 分钟后， 取出样品， 用 NAI 计数器测定放射能， 然后在水中浸渍一昼夜， 提取模型蛋白质。
第二天， 用水清洗聚乳酸制基板表面， 再次用 NAI 计数器测定在聚乳酸制基板表 面残存的放射能。另外， 评价方法是通过以下的计算式计算出回收率作为吸附性的指标。
回收率的计算方法 ： ( 提取前的 NAI 装置测得的计数值 - 提取后的 NAI 计数值 )/ 提取前的 NAI 装置测得的计数值 ×100
滴加溶液 ： 加入模型蛋白质 2 倍量的支链淀粉， 调整溶液使每片基板 1 的药物量 ( 生理活性成分量 ) 为 30μg/30μL。
其结果， 如图 4 所示， 在回收率方面非晶态聚乳酸制基板比结晶聚乳酸制基板高，
因此判明了， 非晶态聚乳酸制基板对药物的吸附明显比晶态聚乳酸制基板的低。
[ 实施例 6]
实施例 6 中， 制作包括重均分子量约 80,000 的聚 L- 乳酸的非晶态的微针阵列 ( 样 品 10)、 结晶性的微针阵列 ( 样品 11)。样品 10、 11 都如下设定 ： 微针阵列的基板的厚度 ： 2 700μm、 微针的长度 ： 300μm、 微针的密度 ： 841 根 /cm 、 微针阵列的面积 ： 1cm2。关于这些样 品 10、 11， 使用色彩色差计 (CR-200. 美能达社制造 )， 以亮度指数 L* 作为指标， 测定相对于 色差基准色 ( 黑 ) 的色差。其结果， 显示几乎完全透明色的样品 10 的亮度指数 L* 为 33.7， 与此相对， 显示白色的样品 11 的亮度指数 L* 为 60.5。并且， 样品 10、 11 的微针阵列中的聚 乳酸的纯度均为 98.7wt％、 单体残留量为 0.5wt％、 残留 Sn 量为 50ppm 以下。
另外， 色差测定的方法是， 进行白色校正后， 使用黑色的平板进行测定， 设定色差 基准色， 接着， 以微针向上的状态将微针阵列设置在黑色平板上进行测定。
另外， 将样品 10 和样品 11 在湿度 20-30％、 温度 24-25℃的干燥器中保存大约 12 个月， 结果样品 10 没有发现强度降低， 与此相对， 样品 11 发现明显的强度降低， 施加力将其 弯折时产生微针阵列易裂而破损的现象。即， 确认了， 与样品 11 相比， 样品 10 的保存稳定 性优异。 [ 实施例 7]
实施例 7 中， 首先， 通过精密机械加工得到微针阵列形状的硅基板 ( 微针阵列原 版 )。准备使该硅基板凹凸翻转了的复制版， 一边加热复制版， 一边对复制版的微细图案部 分进行加热， 一边在复制版的微细图案部分填充经加热熔融的重均分子量约 110,000 的聚 L- 乳酸 ( 纯度 99wt％、 单体残留量 0.45wt％、 残留 Sn 量 10ppm 以下 )。在复制版中填充了 聚乳酸的状态下， 通过每分钟 80℃以上的空气冷却进行急速冷却， 聚乳酸充分冷却后， 从复 制版上剥离， 由此得到包括非晶态聚乳酸的微针阵列。 然后， 在复制版中填充了聚乳酸的状 态下， 通过每分钟 80℃以上的空气冷却进行急速冷却后， 连同复制版一起设置在已加热为 100℃的加热板上。加热规定时间后， 通过每分钟 80℃以上的空气冷却进行急速冷却， 从复 制版上剥离， 得到改变了聚乳酸的结晶度的微针阵列。将在该加热板上的加热时间作为结 晶化处理时间。
从 制 作 的 微 针 阵 列 上 削 下 约 2mg， 使 用 差 示 扫 描 量 热 计 DSC6200(SII Nanotechnology 社 )， 以每分钟 10℃的速度升温， 计测熔融焓 (ΔHm) 和晶化焓 (ΔHc)。根 据文献， 使用晶层尺寸无限大的 PLLA 结晶的熔融焓 93J/g 时， 结晶度 (xc) 利用 xc(％ ) ＝ 100·(ΔHm+ΔHc)/93 所给出的值， 计算出各微针阵列的结晶度。并且， 目视调查一起得到 的微针阵列的概况。 作为判断基准， 将微针阵列置于黑色平板上， 阵列全体变为黑色时判断 为 “透明” ， 部分为白色时判断为 “半透明” ， 全体变为白色时判断为 “不透明” 。
然后， 对于制作的微针阵列的一根微针， 相对于距离针底高 100μm 的部分以每秒 0.6mm 的速度将检查针 ( 检查部的粗度 200μm) 在平行于基板平面的方向移动， 测定施加于 检查针上的负荷和针尖的伸长量， 研究微针的变形状况。 当将检查针对微针推压时， 施加屈 服应力以上的力后， 微针发生塑性变形， 应力衰减。 计算出对微针施加了屈服应力的阶段至 应力降低为屈服应力的 95％以下为止的阶段的检查针的移动距离作为伸长量。 在应力降低 为屈服应力的 95％以下为止的阶段， 微针的针尖从基板上完全脱离时判定为 “折断” ， 针尖 与基板形成一体时判定为 “弯曲” 。
[ 表 5]由表 5 的结果可知， 通过将微针所含有的聚乳酸的结晶度设定为 38％以下， 微针 阵列弯曲而导致变形。通过将微针所含有的聚乳酸的结晶度设定为 38％以下， 能够制成机 械特性优异的微针。通过将微针所含有的聚乳酸的结晶度设定为 25％以下， 针尖发生塑性 变形后也与基板完全形成一体， 能够制成强度高的微针。 另外， 将聚乳酸的重均分子量与强 度的关系列于表 6。
[ 表 6]产业上的可利用性
通过本发明， 能够得到保持了功能和性能的聚乳酸制微针阵列， 能够显著提高其 利用性， 具有产业上的可利用性。
符号说明
1... 微针阵列、 3... 微针。