(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質のポリ乳酸を含むマイクロニードルを備え、前記ポリ乳酸の結晶化度は３８％以下であり、前記マイクロニードルは透明または半透明であるマイクロニードルアレイ。
【請求項２】
前記ポリ乳酸の結晶化度は２１％よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のマイクロニードルアレイ。
【請求項３】
前記ポリ乳酸の結晶化度は２％以上であることを特徴とする請求項１または２記載のマイクロニードルアレイ。
【請求項４】
前記ポリ乳酸が、重量平均分子量４０，０００〜１００，０００であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のマイクロニードルアレイ。
【請求項５】
前記ポリ乳酸が、ポリＬ−乳酸であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のマイクロニードルアレイ。
【請求項６】
電子線またはガンマ線照射により滅菌されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のマイクロニードルアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体への医薬物の投与、または、生体からの血液の吸引抽出などの、基板上に皮膚を穿孔可能な一または複数のマイクロニードルを備えたマイクロニードルアレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、薬剤の経皮吸収を向上させるためのデバイスとしてマイクロニードルアレイが知られている。マイクロニードルアレイに設けられるマイクロニードルは、皮膚最外層である角質層を穿刺することを目的とし、様々なサイズや形状が提案されており、非侵襲的な投与方法として期待されている（例えば特許文献１）。【０００３】
また、マイクロニードルアレイを利用した場合の薬剤の適用方法についても様々な方法が提案されている。薬剤をマイクロニードル表面にコーティングすること、マイクロニードルに薬剤あるいは生体成分を透過させるための溝または中空部分を設けること、マイクロニードル自身に薬剤を混合すること等が知られている。（特許文献２）。【０００４】
特許文献３には、薬物経皮用のパッドベースにおいて、皮膚側面に立設した微細針は生分解性樹脂からなることにより、仮に微細針の先端等が欠けて皮膚内に残存する様なこととなっても、生分解性樹脂からなる微細針は生体内で分解され、生体に悪影響を殆ど及ぼさない旨の記載があり、生分解性樹脂としては、ポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリブチレンサクシネート・カーボネート、ポリカプロラクトン、ポリエステルアミド、ポリエステルカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシブチレート、マントリオース、セルロース、酢酸セルロース、コラーゲン、並びにこれらの混合物が推奨され、殊にポリ乳酸、または乳酸とグリコール酸の共重合体であることが好ましいことが記載されている。【０００５】
また、ポリ乳酸の場合にその分子量が１００，０００〜５００，０００であるものの場合は、製造にあたって上記金属製細線への付着量が適当なものとなり、また樹脂の硬化後における上記金属製細線の引き抜き性が良く、出来上がりの膜（管状物）の品質も優れていることが記載されているが、重量平均分子量と強度についての記載はない。【０００６】
特許文献４には、制御された２相性の放出、徐放、及び遅延型の放出の何れかを選択して行わせることができる薬物放出システムにおいて、重量平均分子量３０００〜４０，０００を有する粉砕したポリ乳酸を使用することが開示されているが、皮膚に穿孔可能なマイクロニードルアレイについての記載は一切ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００１−５０６９０４号公報
【特許文献２】特表２００４−５０４１２０号公報
【特許文献３】特開２００５−０２１６７８号公報
【特許文献４】特開平１１−２８６４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
マイクロニードルアレイを生分解性樹脂から製造する場合、加熱し軟化させ所望の形状に変形させる工程や、電子線照射処理等による滅菌操作等が必要になるが、その際マイクロニードルアレイ（特にマイクロニードルの部分）の強度により、本来皮膚に穿孔するはずのマイクロニードルがその機能を果たせない、あるいはマイクロニードルアレイの基板が使用時に割れてしまってその機能を果たせない、あるいは製造時の困難性という問題点があった。【０００９】
そこで本発明は、マイクロニードルアレイの機能性能が維持され、且つ製造容易なマクロニードルアレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するにあたって生分解性樹脂の結晶性と性能、重量平均分子量と強度および重量平均分子量と性能との関係を明らかにしたところ、非晶質のポリ乳酸を含むマイクロニードルの方が強度の維持、性能に優れ、さらに重量平均分子量とその強度は良く相関するが、意外にも重量平均分子量と性能については必ずしも相関しないことが判明し、この知見を基に機能性能が維持されたマクロニードルアレイを提供することが可能となった。【００１１】
すなわち、本発明は、非晶質のポリ乳酸を含むマイクロニードルを備え、ポリ乳酸の結晶化度は３８％以下であり、マイクロニードルは透明または半透明であるマイクロニードルアレイである。
【００１２】
さらに、前記ポリ乳酸の結晶化度は２１％よりも小さいと好適である。
【００１３】
さらに、前記ポリ乳酸の結晶化度は２％以上であると好適である。
【００１４】
さらに、前記ポリ乳酸が、重量平均分子量４０，０００〜１００，０００であると好適である。【００１５】
さらに、このマイクロニードルアレイは、上記のポリ乳酸が、ポリＬ−乳酸であると好適である。【００１６】
さらに、このマイクロニードルアレイは、電子線またはガンマ線照射により滅菌されると好適である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、機能性能を維持し、製造容易なマイクロニードルアレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明に係るマイクロニードルアレイを模式的に示す拡大断面図である。
【図２】図２は、実施例３に係り、コーティングされたマイクロニードルデバイスをヒト摘出皮膚に指押により５秒間穿刺後、マイクロニードル基板上に残存した薬物の含量をＧＭ測定器により測定した結果を示すグラフである。
【図３】図３は、実施例４に係り、重量平均分子量の変化をゲル濾過クロマトグラフ法にて測定した結果を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例５に係り、コーティング組成物中の薬物（生理活性成分）のマイクロニードル基板への吸着を評価するための実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るニードルアレイの実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１に示されるように、マイクロニードルアレイ１は、皮膚又は粘膜に穿刺されるマイクロニードル（針）３とこれを支持するマイクロニードル基板５とからなり、マイクロニードル３はマイクロニードル基板５に複数配列されている。マイクロニードル３は微小構造であり、マイクロニードル３の高さ（長さ）ｈは、好ましくは５０μｍ〜７００μｍである。ここで、マイクロニードル３の長さｈを５０μｍ以上とするのは生理活性成分の経皮からの投与を確実とするためであり、７００μｍ以下とするのは神経とマイクロニードル３との接触を回避し、痛みの可能性を確実に減少させることができると同時に出血の可能性を確実に回避するためである。また、その長さｈが７００μｍ以下であると、皮内に入る生理活性成分の量を効率良く投与することができる。
【００２１】
ここで、マイクロニードル３とは、凸状構造物であって広い意味での針形状又は針形状を含む構造物を意味し、円錐状構造の場合、通常その基底における直径ｄは５０〜２００μｍ程度である。また、マイクロニードル３は、先鋭な先端を有する狭い意味での針形状のものに限定されるものではなく、微視的には、先の尖っていない形状も含むものである。マイクロニードル３は、皮膚上で折れたこと考えると、生分解性樹脂であるポリ乳酸で作製され、場合によっては、生理活性成分を樹脂の中に混ぜ込んで、体内でマイクロニードル３が解けると同時に生理活性成分が体内に放出されるようにすることもできる。
マイクロニードル３の先端３ａは、微視的には、平坦であったり、丸みを帯びていたり、あるいは凹凸が形成されていたりしてもよいが、皮膚または粘膜へ穿刺されることを考えると、先端３ａが平坦であると仮定した場合の面積（仮定面積）は１６００μｍ２以下であることが好ましく、より好ましくは、４００μｍ２以下である。なお、先端３ａが微視的に丸みを帯びていたり、あるいは凹凸が形成されていたりした場合の仮定面積とは、マイクロニードル３の長手方向に直交する平面で先端３ａを切断した場合の断面積を意味する。
また、マイクロニードル３が円錐状（テーパ状）構造の場合、先端角度（傾斜角度）θは、１５度以下であると折れやすく、２５度以上であると皮膚や粘膜に穿刺し難くなるため、１５度〜２５度が好ましい。
【００２２】
本実施形態に係るマイクロニードル３に含まれるポリ乳酸は非晶質である。
非晶質のポリ乳酸を含むマイクロニードル３は、機械特性に優れ、押圧により変形するが破断し難い。一方、結晶化度の高いポリ乳酸を含むマイクロニードルは、一定の力が加わると破断し易い。このため、非晶質のマイクロニードルアレイ１の方が、使用時に破損したマイクロニードルアレイ１の破片が体内に残留し難くすることができる。さらに、非晶質のポリ乳酸のほうが、経時的なマイクロニードル３の強度劣化がなく、保存安定性が良い。また、結晶化度の高いマイクロニードルアレイの場合、マイクロニードルアレイに薬物などの生理活性成分を塗布した際に生理活性成分がマイクロニードルアレイに吸着して体内へ放出され難くなるなどの問題が発生する場合もある。
【００２３】
以上をまとめると、非晶質のポリ乳酸を含むマイクロニードル３を備えたマイクロニードルアレイ１とすることで、機械特性が優れ、保存安定性が良好なマイクロニードルアレイ１を実現できる。さらに、後述するように、高純度のポリ乳酸を用いてマイクロニードル３を作成した場合には、非晶質のポリ乳酸を含むマイクロニードルアレイ１か否か、すなわち、保存安定性が良好なマイクロニードルアレイ１か否かを視覚的に評価し易くなり、品質管理の面からも有利である。
【００２４】
ここで、非晶質のポリ乳酸とは、結晶化度３８％以下のポリ乳酸である。なお、結晶化度は低ければ低いほど好ましいが、下限は結晶化度２％以上である。結晶化度２％以下とすることはマイクロニードルの製造上困難である。ポリ乳酸の結晶化度は、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）により求めることができる。マイクロニードルをサンプリングし、昇温モードで結晶化温度（１００℃付近）における発熱ピークによる熱容量と、融点（１８０℃付近）における吸熱ピークによる熱容量から、結晶化エンタルピー、融解エンタルピーを求め、無限大ラメラサイズＰＬＬＡ結晶の融解エンタルピー９３Ｊ／ｇを用いると、結晶化度（ｘｃ）はｘｃ（％）＝１００・（ΔＨｍ＋ΔＨｃ）／９３で与えられることを利用し、結晶化度を求めることができる。
【００２５】
非晶質のポリ乳酸を含むマイクロニードルとするにあたっては、以下の方法によりポリ乳酸の結晶化度を制御し、非晶質のポリ乳酸を含むマイクロニードルとすることができる。マイクロニードルアレイは、マイクロニードルアレイの形状を凹凸反転させた複製版を準備し、複製版の微細なパターン部分に加熱溶融させたポリ乳酸を充填させ、冷却、剥離することによって得ることができる。このとき、加熱溶融させたポリ乳酸の冷却速度、または冷却後、結晶化温度程度に加熱する時間によって結晶化度を制御することができる。具体的には、加熱溶融させたポリ乳酸の冷却速度を速めて急冷することにより、結晶化度の低い非晶質のポリ乳酸を含むマイクロニードルを形成することができる。逆に、加熱溶融させたポリ乳酸の冷却速度を遅くして徐冷した場合や、冷却後、結晶化温度程度に加温保持した場合には、マイクロニードルに含まれるポリ乳酸の結晶化度は上昇する。
【００２６】
マイクロニードルに用いられるポリ乳酸としては、通常、ポリ乳酸純度が９５．０ｗｔ％以上であり、モノマー残留量が５ｗｔ％以下であり、残留Ｓｎ量が２００ｐｐｍ以下のポリ乳酸が用いられる。中でも、マイクロニードルに用いられるポリ乳酸としては、ポリ乳酸純度が９８．７ｗｔ％以上であり、モノマー残有量が２ｗｔ％以下であり、残留Ｓｎ量が５０ｐｐｍ以下である高純度のポリ乳酸を用いることが好ましい。ポリ乳酸のモノマー残有量及び残留Ｓｎ量が多くなると、成形・滅菌処理による劣化や経時的な強度の劣化が起き易くなり、また、生体への悪影響も懸念される。高純度であり、且つ、非晶質のポリ乳酸は透明性に優れる。
【００２７】
ポリ乳酸純度が９８．７ｗｔ％以上であり、モノマー残有量が２ｗｔ％以下であり、残留Ｓｎ量が５０ｐｐｍ以下である高純度のポリ乳酸を用いてマイクロニードルを作製した場合には、ポリ乳酸が非晶質であるか否かはマイクロニードルアレイの白濁状態により判別することができる。マイクロニードルのポリ乳酸が非晶質である場合には、マイクロニードルアレイは透明または半透明となる。ここで、「透明又は半透明」とは、色彩色差計（ＣＲ−２００，ミノルタ社製）を用いて色差基準色（黒）に対する色差を、明度指数値Ｌ＊を指標として測定したときに、明度指数値Ｌ＊が６０以下になるものである。明度指数値Ｌ＊が６０以下の透明又は半透明のマイクロニードルは非晶質のポリ乳酸を含むマイクロニードルであるとすることができる。
【００２８】
また、ポリ乳酸には、ポリＬ−乳酸やポリＤ−乳酸等のポリ乳酸ホモポリマ、ポリＬ／Ｄ−乳酸共重合体、およびこれらの混合体等が存在するが、これらのいずれを用いてもよい。なお、一般的にポリＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸のホモポリマをそれぞれ用いてマイクロニードルを形成し、結晶化処理をおこなった場合には、ポリ乳酸の結晶化度が高いマイクロニードルとなる。一方、ポリＬ／Ｄ−乳酸共重合体を用いてマイクロニードルを形成した場合には、ポリ乳酸の結晶化度が低い非晶質のマイクロニードルとすることができる。本実施形態に係るマイクロニードルアレイ１においては、ポリＬ−乳酸を用いて非晶質のマイクロニードルアレイ１を製造することが安全性の点から好ましい。また、ポリ乳酸には、可塑剤、アンチブロッキング剤、滑剤、帯電防止剤、及び熱安定剤などの添加剤を適宜添加することもできる。
【００２９】
ポリ乳酸樹脂は、その重量平均分子量が大きいほど強度が強くなる傾向にある。本実施形態に係るマイクロニードル３のポリ乳酸の重量平均分子量は、強度の面から４０，０００以上が必要である。重量平均分子量が４０，０００未満であると、マイクロニードル３の強度が弱くなり、皮膚への穿刺性が低くなり好ましくなく、またマイクロニードルニードル３の製造時の歩留まりが低くなる傾向があり好ましくない。
【００３０】
また、本実施形態に係るマイクロニードル３のポリ乳酸の重量平均分子量は、１００，０００以下である。１００，０００以下であれば、マイクロニードル３の皮膚への穿刺性が十分であり、さらに針先が体内に残った場合でも速やかに生体分解するため好ましい。一方で、ポリ乳酸の重量平均分子量が１００，０００を超えるマイクロニードルを製造するにあたっては、ポリ乳酸の溶融粘度が高くなりすぎてしまいマイクロニードル３への加工が困難となり、歩留まりが悪くなる。
【００３１】
本実施形態に係るマイクロニードルアレイ１では、安全性の面から滅菌操作を行うことが好ましい。滅菌操作は一般的に行われている公知の方法で行うことができるが、マイクロニードルアレイ１の滅菌には、電子線照射またはガンマ線照射により行うことが好ましい。電子線照射線量の測定は、照射サンプルの上下、支持材（例えば「ダンボール」）上で行うことで、サンプルに予定線量が照射されていることを確認（照射時環境は温度１５度、湿度１５％下）できる。一方、ガンマ線照射は、コバルト６０ガンマ線を５〜１００ｋＧｙの指定線量に従って照射することができる。滅菌操作としては、電子線照射またはガンマ線照射による滅菌の他に、熱滅菌やＥＯＧ（エチレンオキサイドガス）滅菌を用いることもできるが、熱滅菌ではポリ乳酸が分解する懸念があり、また、ＥＯＧ滅菌では薬剤の残存が懸念される。電子線照射またはガンマ線照射による滅菌では、これらの懸念が無いため好ましく用いられる。
【００３２】
本実施形態に係るマイクロニードルアレイ１を構成するポリ乳酸は、製造時や滅菌操作時にその重量平均分子量が低下することが判明した。従って、マイクロニードルアレイ１の強度、性能を最適にするためには、マイクロニードルアレイ１の製造後のポリ乳酸の重量平均分子量が４０，０００〜１００，０００となる必要がある。
【００３３】
例えば、電子線照射によりもとの重量平均分子量の６５〜９９％程度になってしまうが、電子線照射後であっても、その強度を保つためには、重量平均分子量４０，０００以上は必要であり、従って、電子線照射前には、重量平均分子量として少なくとも４０，０００以上が必要となる。
【００３４】
また、より好ましくは、電子線照射後の強度的に重量平均分子量５０，０００以上は必要であるため、電子線照射前には、重量平均分子量として少なくとも５０，０００以上が必要となる。
【００３５】
従って、電子線照射後の重量平均分子量が４０，０００以上あればマイクロニードル３の性能を損なうことなく使用できるが、好ましくは電子線照射後の重量平均分子量として５０，０００以上が必要である。
【００３６】
なお、マイクロニードルアレイ１を構成するポリ乳酸の重量平均分子量の好適な範囲を参酌すると、重量平均分子量（Ｍｗ）を数平均分子量（Ｍｎ）で除した分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、２．７５以下であることが好ましく、より好ましくは１．４３〜１．７２である（表１、表６参照）。
【００３７】
マイクロニードル基板５はマイクロニードル３を支持するための土台であり、その形態は限定されるものではなく、例えば貫通した穴を備えた基板であってもよく、これにより基板の背面からの生理活性成分の投与が可能となる。マイクロニードル３あるいはマイクロニードル基板５の材質としては、シリコン、二酸化ケイ素、セラミック、金属（ステンレス、チタン、ニッケル、モリブテン、クロム、コバルト等）及び合成または天然の樹脂素材等が挙げられるが、マイクロニードル３の抗原性および材質の単価を考慮すると、ポリ乳酸、ポリグリコリド、ポリ乳酸−ｃｏ−ポリグリコリド、プルラン、カプロラクトン、ポリウレタン、ポリ無水物等の生分解性ポリマーや、非分解性ポリマーであるポリカーボネート、ポリメタクリル酸、エチレンビニルアセテート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオキシメチレン等の合成または天然の樹脂素材が特に好ましい。また、基板はマイクロニードル３と一体となっている場合もあり、その場合には先のマイクロニードル３の樹脂材料と同じものとなる。
【００３８】
マイクロニードル基板５の面積は、０．５ｃｍ２〜１０ｃｍ２であり、好ましくは１ｃｍ２〜５ｃｍ２、より好ましくは１ｃｍ２〜３ｃｍ２である。なお、マイクロニードル基板５は、数個の組合せにより好みの大きさになるよう繋げることも可能である。
【００３９】
マイクロニードル（針）３の密度は、典型的には、針の横列は１ミリメートル（ｍｍ）当たり約１ないし１０の密度が提供される様に横列間が空けられている。一般に、横列は横列内の針の空間に対し実質等しい距離だけ離れており、１ｃｍ２当たり１００ないし１００００本の針密度を有する。１００本以上の針密度があると、効率良く皮膚を穿孔することができ、１００００本を超える針密度では、マイクロニードル３に皮膚穿孔可能な強度を付与することが難しくなる。マイクロニードル（針）３の密度は、好ましくは、１ｃｍ２当たり２００〜５０００本、さらに好ましくは３００〜２０００本、最も好ましくは４００〜１６００本である。１６００本を超えると、例えば、ドライエッチング加工、レーザー加工、またはダイシング加工等の精密機械加工により、マイクロニードルアレイ原版を製造した場合に、製造が難しくなる傾向がある。
【００４０】
マイクロニードルアレイ原版の製法としては、シリコン基板を用いたウエットエッチング加工又はドライエッチング加工、金属又は樹脂を用いた精密機械加工（放電加工、レーザー加工、ダイシング加工、ホットエンボス加工、射出成型加工等）、機械切削加工等が挙げられる。これらの加工法により、マイクロニードルアレイ原版において針であるマイクロニードルとこれを支持するマイクロニードル基板は、一体に成型される。針であるマイクロニードルを中空にする方法としては、マイクロニードルを作製後、レーザー加工等で２次加工する方法が挙げられる。
【００４１】
マイクロニードルアレイの製法としては、マイクロニードルアレイ原版からマイクロニードルの形状を凹凸反転させた複製版を作製し、得られた複製版の微細なパターン部分に加熱溶融させたポリ乳酸を充填させ、冷却、剥離することによって製造することができる。このとき、針であるマイクロニードルとこれを支持するマイクロニードル基板は、一体に成型される。特に、非晶質のマイクロニードルを得るためには、冷却工程にて３０℃／ｍｉｎ以上に急速に冷却することが望ましい。マイクロニードルアレイ１の形状を凹凸反転させた複製版は任意の方法によって作製できる。
【００４２】
また、コーティング剤は、生理活性成分を精製水および／またはコーティング担体に含ませて、マイクロニードルおよび／または基板にコーティングすることが可能であり、コーティング担体としては、ポリエチレンオキサイド、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、デキストラン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、プルラン、カルメロースナトリウム、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、デキストリン、アラビアゴム等がある。
【００４３】
マイクロニードル３の高さ（長さ）ｈは、上述のとおり、好ましくは５０μｍ〜７００μｍである。マイクロニードル３のコーティングの場合高さは、マイクロニードル３の高さｈによって変動するが、０μｍ〜７００μｍの範囲とすることができ、通常１０μｍ〜５００μｍの範囲内であり、好ましくは、３０μｍ〜３００μｍ程度である。コーティングされたコーティング剤は塗布後、乾燥させられることで固着化する。
【００４４】
マイクロニードル３をコーティングするのに使用される液体組成物は、生体適合性の担体、送達されるべき有益な生理活性成分、および場合によってはいずれかのコーティング補助物質を揮発性液体と混合することにより調製する。揮発性液体は、水、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、エタノール、イソプロピルアルコールおよびそれらの混合物等であることができる。これらの中で水が最も好ましい。液体のコーティング剤もしくは懸濁液は、典型的には、０．１〜６５重量％の有益な生理活性成分濃度を有することができ、好ましくは１〜３０重量％、更に好ましくは、３〜２０重量％である。コーティングは、固着化された状態が特に好ましい。
【００４５】
他の既知の製剤補助物質は、それらがコーティングの必要な溶解性および粘度の特徴ならびに乾燥されたコーティングの性状および物性に有害な影響を及ぼさない限りは、コーティングに添加してもよい。
【００４６】
本実施形態に用いられる生理活性成分（薬物）は、ペプチド、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ等が考えられるが特に限定されず、例えば、α−インターフェロン、多発性硬化症のためのβ−インターフェロン、エリスロポイエチン、フォリトロピンβ、フォリトロピンα、Ｇ−ＣＳＦ、ＧＭ−ＣＳＦ、ヒト絨毛性腺刺激ホルモン、黄体形成（ｌｅｕｔｉｎｉｚｉｎｇ）ホルモン、サケカルシトニン、グルカゴン、ＧＮＲＨ  アンタゴニスト、インスリン、ヒト成長ホルモン、フィルグラスチン、ヘパリン、低分子ヘパリン、ソマトロピン等が挙げられる。また、ワクチン類の例としては、日本脳炎ワクチン、ロタウィルスワクチン、アルツハイマー病ワクチン、動脈硬化ワクチン、癌ワクチン、ニコチンワクチン、ジフテリアワクチン、破傷風ワクチン、百日咳ワクチン、ライム病ワクチン、狂犬病ワクチン、肺炎双球菌ワクチン、黄熱病ワクチン、コレラワクチン、種痘疹ワクチン、結核ワクチン、風疹ワクチン、麻疹ワクチン、おたふくかぜワクチン、ボツリヌスワクチン、ヘルペスウイルスワクチン、他のＤＮＡワクチン、Ｂ型肝炎ワクチン等が挙げられる。
【００４７】
マイクロニードルアレイ１の投与方法は、特に限定されることはなく、投与用デバイスや固定するための補助器具を用いても良い。
【００４８】
また、前記方法による投与時間は、それほど長い時間ではなく、数秒から長くても数分であり、場合によっては１秒未満の瞬間的な投与もあり得る。ただし、その後皮膚に固定して活性成分を投与させ続けることも可能である。
【００４９】
なお、これらの薬物は単独で用いても２種類以上併用してもよく、薬学的に許容できる塩であれば、無機塩あるいは有機塩のいずれの形態の薬物も当然含まれる。また、薬物は、コーティング担体中に包含させるのが基本であるが、コーティング担体中には薬物を包含させずに別に後からマイクロニードル基板５に施された貫通孔（開口部）より供給することもできる。
【実施例】
【００５０】
［実施例１］
（重量平均分子量が異なるマイクロニードルアレイの製造）
実施例１では、重量平均分子量の異なるポリ−Ｌ−乳酸樹脂からなるサンプル１〜６のマイクロニードルアレイを製造した。各サンプル１〜６の重量平均分子量及びマイクロニードルの特性は表１の通りである。
（マイクロニードルアレイ）
・マイクロニードルの高さ：５００μｍ
・マイクロニードルの形状：四角錐
・マイクロニードルの密度：６２５本／ｃｍ２
・特性：非晶質
・面積：１ｃｍ２
各サンプル１〜６の重量平均分子量はゲル濾過クロマトグラフ法（以下、「ＧＰＣ法」）にて測定した。
（測定条件）
カラム：Shim-pack  GPC-803C+GPC-805Cを直列に接続
カラム温度：４５℃
溶離液：クロロホルム
検出器：ＲＩＤ（示差屈折検出器）
サンプル濃度：２．５ｇ／Ｌ（クロロホルムに溶解）
なお、サンプル１〜６以外に、重量平均分子量４０，０００〜１００，０００のポリ−Ｌ−乳酸からなる結晶性のマイクロニードルアレイも製造したが、室温密封状態で半年間保管した際に、その強度が低下する傾向が認められた。【００５１】
【表１】
0005620911.tif 000002
【００５２】
［実施例２］
実施例２では、マイクロニードルの強度を測定する試験を実施した。第１の試験では、ＪＩＳの規格試験（Ｋ７１１６）を参考にマイクロニードル基板の破断強度試験を実施した。試験方法は、マイクロニードル基板を専用の固定治具に設置して上部より荷重を連続的に加え、試験片の破断に至るまでの時間と破断時の最大荷重を測定した。マイクロニードルの破断には装置に付属される専用棒によって行われ、マイクロニードル基板が中央から破断した時に負荷された最大荷重の値とマイクロニードルの針および基板を含めた厚み結果とした。表２の結果から明らかなように、ポリ−Ｌ−乳酸樹脂の重量平均分子量と最大荷重の値は相関する傾向を示した。これらの結果からマイクロニードルの強度と重量平均分子量が相関することが示された。【００５３】
【表２】
0005620911.tif 000003
【００５４】
第２の試験では、ヒト摘出皮膚を用いたポリ乳酸製マイクロニードルの強度試験を実施した。ヒト摘出皮膚を電動ダーマトームにより厚さ７００μｍ程度に調整し、コルク板上に固定した。次にマイクロニードル基板を皮膚上に設置し、３ｋｇｆ／ｐａｔｃｈになるようにマイクロニードル基板を基板背面より指で５秒間押圧した。皮膚穿刺後のマイクロニードルは、針の破損（折れ、曲がり）を計測するために、マイクロスコープ（キーエンス社）を用いて最外周破損率を計測した（表３）。針の破損状況は、全ての群において最外周のマイクロニードルにのみ若干の折れや曲がりが認められただけであり、２列目以降の針については、何れの群においても目立った折れや曲がりは認められなかった。【００５５】
【表３】
0005620911.tif 000004
【００５６】
［実施例３］
実施例３では、マイクロニードル基板の破断強度試験と同様の群構成でヒト摘出皮膚を用いた薬物のデリバリー試験（ヒト摘出皮膚穿刺試験）を実施した。薬剤は放射ラベル化された１４Ｃ−ＯＶＡとＣｏｌｄのＯＶＡを用い、プルランとの混合溶液を作製した。コーティング液の組成は（３０％プルラン／２０％ＯＶＡ）とし、針の先端部分に高さ１００μｍになるようにコーティングを行った。具体的なコーティングの方法は、メタルマスク（規格：口径一辺２２０μｍ、厚さ１００μｍ、室温加湿８５％以上）によりマイクロニードルアレイにコーティングした。次にコーティングされたマイクロニードルデバイスをヒト摘出皮膚に指押（３ｋｇ／ｐａｔｃｈ）により５秒間穿刺後、マイクロニードル基板上に残存した薬物の含量をＧＭ測定器により測定した（ｎ＝３）。図２の結果から何れの群も同程度の残存率を示すことから、マイクロニードルの性能を維持していることが判明した。【００５７】
［実施例４］
（電子線照射によるポリ乳酸の重量平均分子量の低下）
実施例４では、重量平均分子量の異なるポリ−Ｌ−乳酸樹脂（重量平均分子量約１．５万〜１４万）のサンプルに対して電子線を照射し、電子線の照射によってポリ乳酸の重量平均分子量の低下を測定するという実験を実施した。なお、マイクロニードルアレイであるサンプル７（図３参照）の初期重量平均分子量は１３０，０００である。また、サンプル８の初期重量平均分子量は９０，０００である。また、サンプル９の初期重量平均分子量は１３０，０００である。また、サンプル７のマイクロニードルにおけるポリ乳酸の純度は９６．５ｗｔ％であり、モノマー残有量２．１ｗｔ％であり、残留Ｓｎ量９９ｐｐｍ以下である。また、サンプル８，９のマイクロニードルアレイにおけるポリ乳酸の純度は９６．５ｗｔ％であり、モノマー残有量０．２ｗｔ％であり、残留Ｓｎ量３０ｐｐｍ以下である。【００５８】
この実験では、マイクロニードル成形を行って４０ｋＧｙの電子線照射を行った後にポリ−Ｌ−乳酸樹脂の重量平均分子量の測定を行った。重量平均分子量の測定は、成形前（ペレット状）、マイクロニードル成形後、および電子線照射後に測定を行い、各ステージでの重量平均分子量を実施例１と同様にゲル濾過クロマトグラフ法（以下ＧＰＣ法）にて測定した。また、滅菌の方法は、放射線滅菌のうち電子線滅菌法とガンマ線滅菌法との両方で比較した（表４参照）。なお、表４は、サンプル７についての実験結果を示している。【００５９】
図３及び表４でも明らかなように、ペレット条の原末をマイクロニードルに成形するための工程（加熱＆冷却）において重量平均分子量は成形前の約６０％〜９０％まで低下し、放射線滅菌を施すことで照射線量依存的に重量平均分子量はさらに低下する傾向を示した。また、電子線滅菌法とガンマ線滅菌法については、同じ線量で比較した場合には、電子線照射法の方が重量平均分子量の低下割合は低い傾向を示した。なお、初期重量平均分子量が同じサンプル７とサンプル９とを比較すると、純度の高いサンプル９の方が、より重量平均分子量の低下が抑えられる傾向が示された。重量平均分子量の測定条件および方法は実施例１と同じである。【００６０】
なお、電子線照射線量の測定は、照射サンプルの上下、支持材（例えば「ダンボール」）上で行い、サンプルに予定線量が照射されていることを確認（照射時環境は温度１５度、湿度１５％下）した。一方、ガンマ線照射は、コバルト６０ガンマ線を５〜１００ｋＧｙの指定線量に従って照射し、指定線量通りに照射されていることを実測値にて確認した。【００６１】
【表４】
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【００６２】
［実施例５］
実施例５では、コーティング組成物中の薬物（生理活性成分）のマイクロニードル基板への吸着を評価するために、重量平均分子量約８万のＬ−ポリ乳酸製基板（面積約１ｃｍ２）を用い、重量平均分子量約３５，０００のモデルタンパク質およびモデルタンパク質の１２５Ｉラベル体を含む溶液３０μＬをポリ乳酸製基板（非晶質および結晶質）上に滴下し、４０℃−１ｈ乾燥後、アルミ製包材中に封入した。恒温室にて４０℃−１Ｍ保存後、サンプルを取り出してＮＡＩカウンターにて放射能を測定した後、水中に一昼夜浸漬してモデルタンパク質を抽出した。
翌日、ポリ乳酸製基板表面を水で洗浄し、ポリ乳酸製基板表面に残存する放射能を再びＮＡＩカウンターにて測定した。なお評価方法は以下の計算式により回収率を算出して吸着性の指標とした。【００６３】
回収率の算出方法：（抽出前のＮＡＩ装置でのカウンター値−抽出後のＮＡＩカウンター値）／抽出前のＮＡＩ装置でのカウンター値×１００
滴下溶液：モデルタンパク質の２倍量のプルランを加え、基板１枚あたりの薬物量（生理活性成分量）が３０μｇ／３０μＬになるように溶液を調整した。
その結果、図４に示されるとおり、回収率は非晶質ポリ乳酸製基板の方が結晶質ポリ乳酸製基板に比べて高く、従って、非晶質ポリ乳酸製基板の薬物の吸着は明らかに、結晶質ポリ乳酸製基板に比べて低いことが判明した。【００６４】
［実施例６］
実施例６では、重量平均分子量約８０，０００のポリＬ−乳酸からなる非晶質性のマイクロニードルアレイ（サンプル１０）、結晶性のマイクロニードルアレイ（サンプル１１）を作成した。いずれのサンプル１０，１１も、マイクロニードルアレイの基板の厚み：７００μｍ、マイクロニードルの長さ：３００μｍ、マイクロニードルの密度：８４１本／ｃｍ２、マイクロニードルアレイの面積：１ｃｍ２とした。これらのサンプル１０，１１に関し、色彩色差計（CR-200.ミノルタ社製）を用いて、色差基準色（黒）に対する色差について明度指数Ｌ＊を指標として測定した。その結果、ほぼ完全な透明色を示すサンプル１０では、明度指数Ｌ＊が３３．７であったのに対し、白色を示すサンプル１１では、明度指数Ｌ＊が６０．５であった。また、サンプル１０，１１のマイクロニードルアレイにおけるポリ乳酸の純度は、いずれも９８．７ｗｔ％であり、モノマー残有量０．５ｗｔ％であり、残留Ｓｎ量５０ｐｐｍ以下である。【００６５】
なお、色差測定の方法は、白色校正の後、黒色の平板を用いて測定を行い、色差基準色を設定し、次いで、マイクロニードルを上にした状態でマイクロニードルアレイを黒色平板上に設置して測定を行った。
また、サンプル１０及びサンプル１１を、湿度２０−３０％、温度２４−２５℃のデシケーターの中におよそ１２ケ月保管していたところ、サンプル１０について強度低下は認められなかったのに対し、サンプル１１は、明らかな強度低下が認められ、折り曲げるように力をかけると容易にマイクロニードルアレイが割れて破損する現象が生じた。つまり、サンプル１１に比べサンプル１０の方が保存安定性に優れていることを確認した。【００６６】
［実施例７］
実施例７では、まず、精密機械加工によってマイクロニードルアレイ形状のシリコン基板（マイクロニードルアレイ原版)を得た。このシリコン基板を凹凸反転させた複製版を準備し、複製版を加熱しながら、複製版の微細なパターン部分に加熱しながら、複製版の微細なパターン部分に加熱溶融させた重量平均分子量約１１０，０００のポリＬ−乳酸（純度９９ｗｔ％、モノマー残有量０．４５ｗｔ％、残留Ｓｎ量１０ｐｐｍ以下）を充填させた。ポリ乳酸を複製版に充填させた状態で、毎分８０℃以上の空冷によって急速に冷却し、ポリ乳酸が十分に冷えた後に、複製版から剥離することによって、非晶質のポリ乳酸からなるマイクロニードルアレイを得た。次に、ポリ乳酸を複製版に充填させた状態で、毎分８０℃以上の空冷によって急速に冷却した後、１００℃に加温したホットプレート上に複製版ごと設置した。所定の時間加熱した後に、毎分８０℃以上の空冷によって急速に冷却し、複製版から剥離することによってポリ乳酸の結晶化度を変化させたマイクロニードルアレイを得た。このホットプレート上での加熱時間を結晶化処理時間とした。【００６７】
作製したマイクロニードルアレイから約２ｍｇを削りだし、示差走査熱量計ＤＳＣ６２００（エスアイアイ・ナノテクノロジー社)を用いて、毎分１０℃にて昇温させ、融解エンタルピー（ΔＨｍ）および結晶化エンタルピー(△Ｈｃ)を計測した。文献より、無限大ラメラサイズＰＬＬＡ結晶の融解エンタルピー９３Ｊ／ｇを用いると、結晶化度（ｘｃ）はｘｃ（％）＝１００・（ΔＨｍ＋ΔＨｃ）／９３で与えられることを利用し、各マイクロニードルアレイの結晶化度を算出した。また、あわせて得られたマイクロニードルアレイの概観を目視にて調査した。判断基準として、黒色の平板上にマイクロニードルアレイを置き、アレイ全体が黒色になるものを「透明」とし、一部白色となるものを「半透明」とし、全体が白色となるものを「不透明」とした。【００６８】
次に、作製したマイクロニードルアレイのマイクロニードル一本に対し、針の根元から高さ１００μｍの部分に対して、毎秒０．６ｍｍの速度で基板の平面に対して平行方向に検査針（検査部の太さ２００μｍ）を動かし、検査針にかかる荷重および針先の伸び量を測定し、マイクロニードルの変形状況を調べた。マイクロニードルに対して検査針を押し込むと、降伏応力以上印加した後には、マイクロニードルは塑性変形し応力は減衰する。マイクロニードルに対して降伏応力がかかった段階から、降伏応力の９５％以下まで応力が低下する段階までの検査針の移動距離を伸び量として算出した。降伏応力の９５％以下まで応力が低下した段階で、マイクロニードルの針先が基板から完全に離れてしまっているものを「折れ」とし、針先が基板と一体となっているものを「曲がり」とした。【００６９】
【表５】
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【００７０】
表５の結果から、マイクロニードルに含まれるポリ乳酸の結晶化度３８％以下とすることによりマイクロニードルアレイが曲がりによって変形することが明らかになった。マイクロニードルに含まれるポリ乳酸の結晶化度を３８％以下とすることにより機械特性に優れたマイクロニードルとすることができる。マイクロニードルに含まれるポリ乳酸の結晶化度を２５％以下とすることにより、針先が塑性変形後も基板と完全に一体となり、強度の高いマイクロニードルとすることができた。なお、ポリ乳酸の重量平均分子量と強度との関係を表６に示す。【００７１】
【表６】
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【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明により、機能性能を維持したポリ乳酸製マイクロニードルアレイを得ることができ、その利用性を格段に高めることができるものであり、産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【００７３】
１…マイクロニードルアレイ、３…マイクロニードル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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