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JP6198373B2 - Micro needle - Google Patents

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JP6198373B2
JP6198373B2 JP2012115983A JP2012115983A JP6198373B2 JP 6198373 B2 JP6198373 B2 JP 6198373B2 JP 2012115983 A JP2012115983 A JP 2012115983A JP 2012115983 A JP2012115983 A JP 2012115983A JP 6198373 B2 JP6198373 B2 JP 6198373B2
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Description

本発明は皮膚表層及び/又は皮膚角質層に修飾効果及び/又は機能効果を与えるためのマイクロニードルに関する The present invention relates to a micro Needle for providing modifying effect and / or function effect on the skin surface and / or the stratum corneum

薬物を人の体内に投与する手法として、経口的投与と経皮的投与がよく用いられている。注射は代表的な経皮的投与法である。しかし、注射は医師・看護師のような専門家の手を煩わせねばならず、苦痛を伴い、更にエイズやB型肝炎などの感染もあり得る、多くの人にとって歓迎すべからざる手法である。これに対し、最近マイクロニードルアレイを利用した、苦痛を伴わない経皮的投与法が注目されてきた(非特許文献1)。  Oral administration and transdermal administration are often used as methods for administering a drug into a human body. Injection is a typical transdermal method of administration. However, injection is an unacceptable technique for many people who must bother the hands of specialists such as doctors and nurses, can be painful, and can also be infected with AIDS or hepatitis B. . On the other hand, a transdermal administration method using a microneedle array without causing pain has recently attracted attention (Non-Patent Document 1).

薬物の経皮的投与の際、皮膚角質層は薬物透過のバリアとして働き、単に皮膚表面に薬物を塗布するだけでは透過性は必ずしも十分ではない。これに対し微小な針、すなわちマイクロニードルを用いて角質層を穿孔することにより、塗布法より薬物投与効率を格段に向上させることができる。このマイクロニードルを基板上に多数集積したものがマイクロニードルアレイである。また、マイクロニードルアレイに、マイクロニードルアレイを皮膚に付着させるための粘着テープや使用まで無菌状態を維持するためのカバーシートなど各種テープを付加して使用しやすい製品としたものをマイクロニードルパッチという。
ここにテープとは、フィルムに粘着剤を塗布したものをいう。
During the transdermal administration of a drug, the skin stratum corneum acts as a barrier for drug permeation, and simply applying the drug to the skin surface does not necessarily provide sufficient permeability. On the other hand, by perforating the stratum corneum using a fine needle, that is, a microneedle, the drug administration efficiency can be significantly improved over the coating method. A microneedle array is a large number of microneedles integrated on a substrate. Microneedle patches are products that are easy to use by adding various tapes to the microneedle array, such as adhesive tape for attaching the microneedle array to the skin and a cover sheet for maintaining sterility until use. .
Here, the tape refers to a film in which an adhesive is applied.

マイクロニードルの素材としては、当初、金属やシリコンが用いられていた。ステンレス針で皮膚を穿孔し、その上に薬液を流してその穴より薬物を吸収させる方法(特許文献1)や、ステンレス針の表面に薬物を被覆したうえ刺入して薬物を投与する方法(特許文献2)が提案された。さらには、単に注射針を微小化した中空マイクロニードルにより薬液を注入することも提案された(特許文献3)。
しかし、薬液流延法は薬物取込効率が悪いのみか滅菌性に疑問があり、被覆法は被覆薬物が刺入時に剥がれて薬物取込効率が低く、微小注射針法は構造が複雑となる等の欠点があった。さらに金属やシリコンマイクロニードルは、体内で折れたとき事故となる欠点があった。
Initially, metal or silicon was used as a material for the microneedle. A method of piercing the skin with a stainless needle, allowing a drug solution to flow through it and absorbing the drug from the hole (Patent Document 1), or a method of coating the drug on the surface of the stainless needle and inserting the drug ( Patent Document 2) has been proposed. Furthermore, it has also been proposed to inject a drug solution simply by using a hollow microneedle in which the injection needle is miniaturized (Patent Document 3).
However, the chemical solution casting method has poor drug uptake efficiency or sterilization, and the coating method peels off the coated drug at the time of insertion and the drug uptake efficiency is low, and the microinjection needle method has a complicated structure There were disadvantages such as. Furthermore, metal and silicon microneedles have the drawback of causing an accident when broken inside the body.

これに対し、体内で溶解する物質を用いてマイクロニードルを作成すればこのような諸問題を解決することができる(特許文献4)。また、マイクロニードルの素材として皮膚投与後皮膚内で水分により溶解する高分子(生体溶解性高分子)を用いると、マイクロニードルの皮膚適用により皮膚内水分が針部に拡散し、皮膚に差し込まれた針部が膨潤しその後溶解する。針部の溶解によるヒアルロン酸やコラーゲンの皮膚内拡散により抗しわ作用を発現し、あるいは針部に前もって溶解させている薬物や有価物質を皮膚内に放散する(特許文献5、6)。  On the other hand, if a microneedle is created using the substance which melt | dissolves in a body, such various problems can be solved (patent document 4). In addition, if a polymer (biosoluble polymer) that dissolves in the skin after administration is used as the material for the microneedle, the moisture in the skin diffuses into the needle due to the application of the microneedle and is inserted into the skin. The needle part swells and then dissolves. Anti-wrinkle action is expressed by diffusion of hyaluronic acid and collagen into the skin due to dissolution of the needle, or drugs and valuable substances previously dissolved in the needle are released into the skin (Patent Documents 5 and 6).

生体溶解性高分子からなるマイクロニードルアレイは、鋳型を用いて製造されることが多い(特許文献5)。感光性樹脂を用いてリソグラフィ法によりマイクロニードルパターンを形成した後転写し、マイクロニードル形成用凹部を有する鋳型を作成する。マイクロニードル素材をこの鋳型上に流延し、次に加熱して水分を蒸発させた後、固化したものを鋳型から剥離してマイクロニードルアレイを得ることができる。  A microneedle array made of a biosoluble polymer is often manufactured using a template (Patent Document 5). A microneedle pattern is formed by a lithography method using a photosensitive resin and then transferred to create a mold having a microneedle-forming recess. A microneedle array can be obtained by casting a microneedle material onto this mold and then heating to evaporate the moisture, and then separating the solidified material from the mold.

マイクロニードルアレイに含有させる薬物には非常に高価なものや微量しか得られないものもある。そのような高価貴重な薬物を素材に含有させて常法によりマイクロニードルアレイを作成すると、薬物はマイクロニードル部分のみならず基板部分にも含まれることとなる(特許文献7)。このマイクロニードルアレイを皮膚に刺入すると、マイクロニードル部分に含まれる薬物は体内に取り込まれ拡散するが、基板部分に存在する薬物は利用されることなく廃棄され、高価な薬物の利用効率が低い結果となる。  Some drugs contained in the microneedle array are very expensive or only a small amount can be obtained. When such a precious drug is contained in a material and a microneedle array is prepared by a conventional method, the drug is contained not only in the microneedle part but also in the substrate part (Patent Document 7). When this microneedle array is inserted into the skin, the drug contained in the microneedle part is taken into the body and diffuses, but the drug present in the substrate part is discarded without being used, and the utilization efficiency of expensive drugs is low. Result.

高価な薬物を効率的に利用する試みはすでにいくつか知られている。マイクロニードル表面を被覆する方法(特許文献2)の他、薬物をマイクロニードル先端に付着させる方法(特許文献8)、マイクロニードルが柔らかい内に遠心分離して薬物をニードル先端に集める方法(特許文献9)、鋳型に薬物入り素材溶液を充填し乾燥後薬物を含まない素材溶液を充填してマイクロニードル先端部にのみ薬物を保持させる方法(特許文献10)などが報告されている。この薬物を先端に付着させる特許文献8の方法は、薬物を約100℃に加温し溶解させてマイクロニードル先端部に付着させる点に特色がある。  Several attempts to efficiently use expensive drugs are already known. In addition to the method of coating the surface of the microneedle (Patent Document 2), the method of attaching the drug to the tip of the microneedle (Patent Document 8), the method of collecting the drug at the tip of the needle by centrifuging the microneedle while it is soft (Patent Document) 9) A method (Patent Document 10), in which a template is filled with a drug-containing material solution, dried and then filled with a material solution that does not contain the drug, and the drug is held only at the tip of the microneedle has been reported. The method of Patent Document 8 for attaching the drug to the tip is characterized in that the drug is heated to about 100 ° C. and dissolved to adhere to the tip of the microneedle.

特開平3−151982号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-151982 特開2008−029710号公報JP 2008-029710 A 特表2002−517300号公報Special Table 2002-517300 特開2003−238347号公報JP 2003-238347 A 特開2009−273872号公報JP 2009-238772 A 特開2010−029634号公報JP 2010-029634 A 特開2008−303162号公報JP 2008-303162 A 特開2006−346127号公報JP 2006-346127 A 特表2009−507573号公報Special table 2009-507573 特再表2009−066763号公報Japanese National Patent Publication No. 2009-066763

権英淑、神山文男「マイクロニードル製品化への道程」、薬剤学、社団法人日本薬剤学会、平成21年9月、第69巻、第4号、p.272−276.Gon Ei, Fumio Kamiyama “The Path to Microneedle Product”, Pharmacology, The Pharmaceutical Society of Japan, September 2009, Vol. 69, No. 4, p. 272-276.

本発明が解決しようとする課題は、従来技術の問題点を解決し、高価な薬物の有効利用を図る新しい方法を提供することである。
薬物をマイクロニードルの先端に付着させる特許文献8の方法はそのため薬物を100℃以上に加温するならば、高価貴重な薬物が熱分解する場合が多い。従って、薬物をマイクロニードル先端に付着させるとき、加温することは避けるべきである。
また特許文献8の方法では、薬物は単にマイクロニードル先端に付着したものであるため、薬物の付着強度が弱くマイクロニードルを皮膚に刺入するに際し付着部分が折れて薬物が剥がれたりし、薬物が十分取り込まれない問題点を有している。これらの問題点を解決する必要がある。
The problem to be solved by the present invention is to solve the problems of the prior art and provide a new method for effectively using expensive drugs.
In the method of Patent Document 8 in which a drug is attached to the tip of a microneedle, if the drug is heated to 100 ° C. or higher, an expensive and valuable drug is often thermally decomposed. Therefore, warming should be avoided when attaching the drug to the microneedle tip.
In the method of Patent Document 8, since the drug is simply attached to the tip of the microneedle, the adhesion strength of the drug is weak, and when the microneedle is inserted into the skin, the attached part is broken and the drug is peeled off. There is a problem that it is not captured enough. These problems need to be solved.

上記課題を解決するためになされた本発明に関わるマイクロニードル溶着法は、
a)水溶性高分子を素材としてマイクロニードルアレイを作成し、
b)該マイクロニードルアレイ先端に付着させる薬物溶液を作成し、
c)該マイクロニードルアレイの先端を該薬物溶液に短時間接触させて、
先端に薬物を付着させたマイクロニードルアレイを製造するにさいし、
前記薬物溶液には前記薬物のほか水溶性高分子をも溶解しておき、
前記薬物溶液における水溶性高分子と前記マイクロニードルアレイの素材である水溶性高分子とは、少なくとも1種の同一成分を含み、
該薬物溶液の粘度は1.0dPa・s以上90dPa・s以下であり、
該マイクロニードルアレイを該薬物溶液から引き上げる際には、該薬物溶液から糸を引かせるようにゆっくりと引き上げ、さらに引き上げて該糸を切断し、
かつ前記薬物は水溶性高分子と一体的にマイクロニードル先端部位取り込まれていることを特徴とする、
先端に薬物を付着させたマイクロニードルアレイを製造することを特徴とする(但し、マイクロニードルを薬物の溶液に浸漬するに際し、マイクロニードルごとに個別の開口部若しくは凹部に薬物の溶液を保持させる態様を除く)
The microneedle welding method according to the present invention made to solve the above problems is
a) Create a microneedle array using water-soluble polymer as a raw material,
b) creating a drug solution to be attached to the tip of the microneedle array;
c) bringing the tip of the microneedle array into contact with the drug solution for a short time;
When manufacturing a microneedle array with a drug attached to the tip,
In addition to the drug, a water-soluble polymer is dissolved in the drug solution,
The water-soluble polymer in the drug solution and the water-soluble polymer that is the material of the microneedle array include at least one same component,
The viscosity of the drug solution is 1.0 dPa · s or more and 90 dPa · s or less,
When pulling up the microneedle array from the drug solution, slowly pull up the thread from the drug solution, and further pull up to cut the thread.
And the drug is incorporated into the tip portion of the microneedle integrally with the water-soluble polymer,
A feature of producing a microneedle array with a drug attached to the tip (however, when the microneedle is immersed in the drug solution, the drug solution is held in an individual opening or recess for each microneedle. Except) .

マイクロニードルアレイ先端に効率よく薬物を付着させるためには、マイクロニードルアレイ素材と薬物溶液は相溶性があることが好ましい。そのためには薬物とマイクロニードル素材が共に水溶性であることが好ましい。薬物溶液は水を主としてそれに混和する有機溶媒との混合液であってもよい。水に混和する有機溶媒の例は、エタノール、アセトンである。  In order to efficiently attach the drug to the tip of the microneedle array, the microneedle array material and the drug solution are preferably compatible. For this purpose, it is preferable that both the drug and the microneedle material are water-soluble. The drug solution may be a mixture of water and an organic solvent that is mainly miscible therewith. Examples of the organic solvent miscible with water are ethanol and acetone.

さらに薬物溶液に水溶性高分子を溶解させて薬物溶液の粘度を高めておくことが好ましい。水溶性高分子の溶解により粘度が上昇し、マイクロニードル先端部への薬物溶液の溶着量が増大するからである。水溶性高分子の水溶液中の濃度は1〜20%、好ましくは2〜15%である。水溶性高分子の濃度が小さければ薬物溶液のニードル接触による溶着量が少なく、また濃度が高すぎると流動性がなくなり溶着操作がスムースに行われにくくなる。
薬物溶液中の水溶性高分子の適正な濃度は、薬物溶液の溶液粘度により決めることができる。薬物溶着に好ましい薬物溶液の粘度は、1.0dPa・s〜90dPa・sの範囲である。薬物溶液の粘度が1.0dPa・s未満であると、粘度が低すぎて溶着量が少なくなる。また90dPa・sを超えると薬物溶液への接触後引き離しても糸引きが起こりがちである。なお、粘度はいずれも室温(25℃)での値とする。
Furthermore, it is preferable to increase the viscosity of the drug solution by dissolving the water-soluble polymer in the drug solution. This is because the viscosity increases due to dissolution of the water-soluble polymer, and the amount of drug solution deposited on the tip of the microneedle increases. The concentration of the water-soluble polymer in the aqueous solution is 1 to 20%, preferably 2 to 15%. If the concentration of the water-soluble polymer is small, the amount of the drug solution deposited by needle contact is small, and if the concentration is too high, the fluidity is lost and the welding operation is difficult to perform smoothly.
The appropriate concentration of the water-soluble polymer in the drug solution can be determined by the solution viscosity of the drug solution. The viscosity of the drug solution preferable for drug welding is in the range of 1.0 dPa · s to 90 dPa · s. When the viscosity of the drug solution is less than 1.0 dPa · s, the viscosity is too low and the amount of welding decreases. On the other hand, if it exceeds 90 dPa · s, stringing tends to occur even after pulling after contact with the drug solution. The viscosity is a value at room temperature (25 ° C.).

該マイクロニードルアレイの先端を該薬物溶液に接触させる時間は、長すぎると水溶性マイクロニードル素材が薬物溶液中で溶解してしまうので、0.01〜5秒が望ましい。  When the tip of the microneedle array is brought into contact with the drug solution, the water-soluble microneedle material dissolves in the drug solution if it is too long.

薬物とマイクロニードル素材である水溶性高分子を併せて薬物水溶液とすることにより、マイクロニードル先端部を薬物水溶液に浸したとき、先端部が部分的に溶解するため薬物は水溶性高分子と一体的にマイクロニードル先端に取り込まれることとなる。このように薬物と素材が一体化したマイクロニードルは皮膚刺入の際、溶着部分すなわち薬物が剥がれ落ちることがなく、薬物が体内に完全に取り込まれることとなる。
ここに、一体的とは、元のマイクロニードル先端部と新たに溶着した部分との間に明確な境界面が存在しないことをいう。境界部分では、薬物は濃度勾配を有しているものと思われる。このような一体化することを特徴とする方法を溶着法という。
By combining the drug and the water-soluble polymer, which is a microneedle material, into a drug aqueous solution, the tip is partially dissolved when the microneedle tip is immersed in the drug aqueous solution, so the drug is integrated with the water-soluble polymer. Therefore, it will be taken into the tip of the microneedle. In this way, the microneedle in which the drug and the material are integrated does not peel off the welded portion, that is, the drug when the skin is inserted, and the drug is completely taken into the body.
Here, “integral” means that there is no clear boundary surface between the original microneedle tip and the newly welded portion. At the border, the drug appears to have a concentration gradient. A method characterized by such integration is called a welding method.

本発明でいう薬物には、体内に取り込まれることにより何らかの効果を生じる全ての物質を含むものとする。
高価な薬物や大量に得ることが困難な薬物を経皮的に人体に投与したいとき、本方法を用いるのが適当である。安価な薬物や大量に得られる薬物については、常法に従い、当初より薬物をマイクロニードル素材に混合し、その混合素材よりマイクロニードルを作成すればよい。
The drug referred to in the present invention includes all substances that cause some effect when taken into the body.
It is appropriate to use this method when an expensive drug or a drug that is difficult to obtain in large quantities is to be transdermally administered to the human body. For inexpensive drugs and drugs that can be obtained in large quantities, the drug may be mixed with the microneedle material from the beginning and a microneedle may be prepared from the mixed material according to a conventional method.

薬物が有機溶剤にのみ溶解するときは、その有機溶剤に薬物を溶解した溶液を水溶性高分子水溶液中に混合して薬物水溶液を作製し同様な手順の手順を用いることができる。また薬物が完全に水溶性高分子溶液中に溶解せずに粒子状に懸濁した場合であっても懸濁が均一でありかつ粒子径が数μm以下であれば溶着及び体内投与は薬物が溶解した場合と同様に挙動する。  When the drug is dissolved only in the organic solvent, a solution in which the drug is dissolved in the organic solvent is mixed into the water-soluble polymer aqueous solution to prepare a drug aqueous solution, and the same procedure can be used. Even when the drug is not completely dissolved in the water-soluble polymer solution but suspended in the form of particles, if the suspension is uniform and the particle size is several μm or less, the drug is not welded or administered into the body. It behaves as if it had been dissolved.

本発明の目的に適した薬物の例としては数mgの体内投与で有効性を発揮する薬物であればあらゆる薬物が対象となるが特に高分子医薬に有効である。例えば、生理活性ペプチド類とその誘導体、核酸、オリゴヌクレオチド、各種の抗原蛋白質、バクテリア、ウイルスの断片等が挙げられる。 上記生理活性ペプチド類とは、例えば、インスリン、エクセンジン−4、エクセンジン−4誘導体、カルシトニン、副腎皮質刺激ホルモン、副甲状腺ホルモン(PTH)、hPTH(1→34)、セクレチン、オキシトシン、アンギオテンシン、β−エンドルフィン、グルカゴン、バソプレッシン、ソマトスタチン、ガストリン、黄体形成ホルモン放出ホルモン、エンケファリン、ニューロテンシン、心房性ナトリウム利尿ペプチド、成長ホルモン、成長ホルモン放出ホルモン、ブラジキニン、サブスタンスP、ダイノルフィン、甲状腺刺激ホルモン、プロラクチン、インターフェロン、インターロイキン、G−CSF、グルタチオンパーオキシダーゼ、スーパーオキシドディスムターゼ、デスモプレシン、ソマトメジン、エンドセリン、EGF、FGFなど皮膚関連成長因子、ボツリヌストキシン、及びこれらの塩等が挙げられる。抗原蛋白質ないしはウイルス断片としては、インフルエンザ抗原、破傷風抗原、ジフテリア抗原、HBs表面抗原、HBe抗原等が挙げられる。が挙げられる。これらは本発明の薬物水溶液中に溶解あるいは懸濁状態で均一に分散していることが必要である。  Examples of drugs suitable for the purpose of the present invention are all drugs that are effective when administered in the body of several mg, but are particularly effective for high-molecular drugs. For example, bioactive peptides and derivatives thereof, nucleic acids, oligonucleotides, various antigen proteins, bacteria, virus fragments and the like can be mentioned. Examples of the physiologically active peptides include insulin, exendin-4, exendin-4 derivatives, calcitonin, adrenocorticotropic hormone, parathyroid hormone (PTH), hPTH (1 → 34), secretin, oxytocin, angiotensin, β- Endorphin, glucagon, vasopressin, somatostatin, gastrin, luteinizing hormone releasing hormone, enkephalin, neurotensin, atrial natriuretic peptide, growth hormone, growth hormone releasing hormone, bradykinin, substance P, dynorphin, thyroid stimulating hormone, prolactin, interferon , Interleukin, G-CSF, glutathione peroxidase, superoxide dismutase, desmopressin, somatomedin, endothelin, E F, skin-related growth factors such as FGF, botulinum toxin, and salts thereof. Examples of the antigen protein or virus fragment include influenza antigen, tetanus antigen, diphtheria antigen, HBs surface antigen, HBe antigen and the like. Is mentioned. These are required to be uniformly dispersed in a solution or suspension in the aqueous drug solution of the present invention.

本発明のマイクロニードル素材として、ヒアルロン酸、コラーゲンやデキストリン、デキストラン、コンドロイチン硫酸、ゼラチン、プロテオグリカン等の水溶性天然物高分子物質が適当である。ポリビニルピロリドン、ポリビルルアルコール(部分ケン化物)、ポリアクリル酸(塩)等の合成高分子物質も使用し得る。またそれら高分子同士のブレンドあるいは低分子水溶性物質をブレンドしてマイクロニードルの物性を改善することも可能である。このようにして製造したマイクロニードルアレイに、粘着テープやバーシートなど各種テープを付加して使用しやすい製品とすれば、薬物を先端にのみ有するマイクロニードルパッチとなる。  As the microneedle material of the present invention, water-soluble natural polymer substances such as hyaluronic acid, collagen, dextrin, dextran, chondroitin sulfate, gelatin, and proteoglycan are suitable. Synthetic polymer materials such as polyvinyl pyrrolidone, polybille alcohol (partially saponified product), and polyacrylic acid (salt) can also be used. It is also possible to improve the physical properties of the microneedles by blending these polymers or blending low-molecular water-soluble substances. If various tapes such as adhesive tapes and bar sheets are added to the microneedle array manufactured as described above to make the product easy to use, a microneedle patch having a drug only at the tip is obtained.

従来多くの報告があるような薬物をニードル部と基板部双方に含浸させる方法では、基板部を薄くしてもその限界があり50μmは必要である。その場合はマイクロニードルアレイ中の薬物に比べさらに多くの薬物が基板部に存在し、基板部に存在する薬物は皮膚内に投与されないという欠点を有する(特許文献7)。
また、上記欠点を補うためにマイクロニードル用鋳型に薬物入り素材溶液を流延し、乾燥後マイクロニードルを残して基板素材を除去後に薬物を含まない素材溶液を流延し、乾燥させて基板を形成する試みもある(特許文献10)。しかしながらこの方法では素材溶液を塗布した時点において薬物が基板素材溶液中に拡散してしまい針部の薬物量が減少するという欠点を有する。
これらの点については、実施例中の比較例1、2を参照されたい。
In the method of impregnating both the needle portion and the substrate portion with a drug that has been reported in the past, there is a limit even if the substrate portion is thinned, and 50 μm is necessary. In that case, there is a disadvantage that more drug is present in the substrate part than the drug in the microneedle array, and the drug present in the substrate part is not administered into the skin (Patent Document 7).
In addition, in order to compensate for the above-mentioned drawbacks, a drug-containing material solution is cast on a microneedle mold, and after drying, the substrate material is removed leaving the microneedle, and then a drug-free material solution is cast and dried to dry the substrate. There is also an attempt to form (Patent Document 10). However, this method has a drawback in that the drug diffuses into the substrate material solution when the material solution is applied and the amount of the drug in the needle portion is reduced.
For these points, see Comparative Examples 1 and 2 in the Examples.

高価かつ貴重な薬物を、マイクロニードルの先端部のみに保持することにより、薬物の無駄を防ぎ、薬物を経済的かつ有効に利用することができる。基板内に薬物が存在していても、マイクロニードルの皮膚刺入により体内に吸収されることがないためである。  By holding an expensive and precious drug only at the tip portion of the microneedle, the waste of the drug can be prevented and the drug can be used economically and effectively. This is because even if a drug is present in the substrate, it is not absorbed into the body by skin penetration of the microneedle.

本方法は、薬物を溶媒に溶かしてマイクロニードルの先端に溶着させるものであるから、薬物を加熱する必要がない。有用な薬物の中には100℃程度の加熱で分解するものが多く、従来法の適用が困難であったが、本方法にはその弱点がない。
薬物とマイクロニードル素材とを共に含む溶液にマイクロニードル先端部を接触させてマイクロニードルに薬物を取り込む方式とすれば、元の部分と新たに付着した部分との境界面がなくなり、マイクロニードルは一体的となる。一体的であるときは、マイクロニードルを皮膚に刺入するに際し、薬物のみが剥がれ落ちることがない。
本方法においては乾燥は風乾、空気吹き付け、熱風吹き付け、窒素ガス吹き付け、などを必要に応じて採用することができる。また乾燥することなくアルミパウチ等に乾燥剤とともに密封することも可能である。
また本方法において、薬物溶液との接触時間、ニードルの接触深さ、などを変化させることによりニードルの長さを調整することが可能であり、これは本溶着法の他法に比べての大きな特徴である。
In this method, since the drug is dissolved in a solvent and welded to the tip of the microneedle, it is not necessary to heat the drug. Many useful drugs decompose by heating at about 100 ° C., and it has been difficult to apply the conventional method, but this method has no weak point.
If the tip of the microneedle is brought into contact with a solution containing both the drug and the microneedle material and the drug is taken into the microneedle, the interface between the original part and the newly attached part disappears, and the microneedle is integrated. It becomes the target. When integrated, only the drug does not fall off when the microneedle is inserted into the skin.
In the present method, drying may be carried out as needed, such as air drying, air blowing, hot air blowing, nitrogen gas blowing, and the like. It is also possible to seal the aluminum pouch together with a desiccant without drying.
In this method, it is possible to adjust the length of the needle by changing the contact time with the drug solution, the contact depth of the needle, etc., which is larger than the other methods of this welding method. It is a feature.

本発明のマイクロニードル溶着法の概略図。Schematic of the microneedle welding method of the present invention. 糖尿病モデルラットのインスリン投与後の血糖値の時間変化を示す図The figure which shows the time change of the blood glucose level after insulin administration of the diabetes model rat GKラットのエクセンジン−4投与後の血糖値の時間変化を示す図The figure which shows the time change of the blood glucose level after the exendin-4 administration of a GK rat. GKラットのエクセンジン−4投与後の薬物濃度の時間変化を示す図The figure which shows the time change of the drug concentration after exendin-4 administration of GK rat. 薬物溶液へのマイクロニードルアレイ接触深さを変え作成した溶着後マイクロニードル写真  Microneedles after welding created by changing the contact depth of the microneedle array to the drug solution

薬物溶液とマイクロニードルの先端部とを接触させるには次のような方法がある。
(1)薬物溶液面にマイクロニードルアレイを上から浸漬する(図1)。
(2)マイクロニードルアレイを上向きに置きスポンジに含浸させた薬液を上から接触させる。
(3)薬液を層流として上から流しマイクロニードルアレイを横向きにして短時間接触させる。
以下の実施例においては(1)の方法によっているが、(2)、(3)の方法を採用することもできる
There are the following methods for bringing the drug solution into contact with the tip of the microneedle.
(1) The microneedle array is immersed in the drug solution surface from above (FIG. 1).
(2) The microneedle array is placed face up, and the chemical solution impregnated in the sponge is brought into contact from above.
(3) The drug solution is flowed from above as a laminar flow, and the microneedle array is turned sideways and brought into contact for a short time.
In the following embodiments, the method (1) is used, but the methods (2) and (3) can also be adopted .

(溶着法による薬物含有マイクロニードルの製造)
本発明のマイクロニードルアレイは、鋳型を用いて製造した。感光性樹脂に光照射するリソグラフィ法により円錐台型のマイクロニードルパターンを形成した後、電鋳加工することにより円錐台型のマイクロニードルパターンを転写した円錐台型のマイクロニードル形成用凹部が形成された鋳型を用いた。
(Production of drug-containing microneedles by welding method)
The microneedle array of the present invention was manufactured using a template. After the frustoconical microneedle pattern is formed by the lithography method of irradiating the photosensitive resin with light, the frustoconical microneedle forming recess is formed by transferring the frustoconical microneedle pattern by electroforming. Used molds.

マイクロニードル形成用鋳型凹部は根元の直径が0.16mm、先端直径が0.03mm、深さ0.8mmの円錐台状であり、0.6mm間隔に格子状に配列されており、1cmあたり250個形成されている。又、マイクロニードルアレイは直径10mmの円形に形成した。Microneedle forming mold recess root diameter 0.16 mm, tip diameter is 0.03 mm, a frustoconical depth 0.8 mm, are arranged in a lattice pattern on 0.6mm interval, per 1 cm 2 250 are formed. The microneedle array was formed in a circular shape having a diameter of 10 mm.

水溶性高分子としてヒアルロン酸を用いた。ヒアルロン酸水溶液は、重量平均分子量10万の高分子量ヒアルロン酸(株式会社紀文フードケミファ製、商品名「FCH−SU」)、培養由来)13.5重量部と重量平均分子量1万の低分子量ヒアルロン酸(キューピー株式会社製、商品名「ヒアルオリゴ」、培養由来)1.5重量部を水85重量部に溶解して得た。このヒアルロン酸水溶液を鋳型上に流延し、加熱して水分を蒸発させ、鋳型から剥離しヒアルロン酸マイクロニードルアレイを得た。得られたマイクロニードルは上記金型の形を反映したものであり、根元の直径が0.16mm、先端直径が0.03mm、高さ0.8mmの円錐台状であった。マイクロニードルアレイは、マイクロニードルが0.6mm間隔に格子状に配列されており、直径10mmの円形であった。  Hyaluronic acid was used as the water-soluble polymer. Hyaluronic acid aqueous solution is a high molecular weight hyaluronic acid having a weight average molecular weight of 100,000 (product name “FCH-SU” manufactured by Kibun Food Chemifa Co., Ltd.), derived from culture) and 13.5 parts by weight and a low molecular weight hyaluron having a weight average molecular weight of 10,000. It was obtained by dissolving 1.5 parts by weight of acid (made by Kewpie Co., Ltd., trade name “Hialoligo”, derived from culture) in 85 parts by weight of water. This hyaluronic acid aqueous solution was cast on a mold, heated to evaporate water, and peeled off from the mold to obtain a hyaluronic acid microneedle array. The obtained microneedles reflected the shape of the mold, and had a truncated cone shape with a root diameter of 0.16 mm, a tip diameter of 0.03 mm, and a height of 0.8 mm. The microneedle array had a circular shape with a diameter of 10 mm, with microneedles arranged in a grid at intervals of 0.6 mm.

別途、牛インスリン(ナカライテスク株式会社)をpH2.5の塩酸水溶液に溶解し水溶液を上記ヒアルロン酸水溶液に添加し1.0ユニット(U)/ml濃度の薬物溶液を得た。粘度は25dPa・sであった。  Separately, bovine insulin (Nacalai Tesque Co., Ltd.) was dissolved in an aqueous hydrochloric acid solution having a pH of 2.5, and the aqueous solution was added to the aqueous hyaluronic acid solution to obtain a 1.0 unit (U) / ml concentration drug solution. The viscosity was 25 dPa · s.

薬物溶液上方に得られたマイクロニードルアレイを置き(図1(a))、マイクロニードルアレイを降下させてマイクロニードルの先端部100μmを1秒間接触させ(図1(b))た。その後引き上げ(図1(c))、取り出し(図1(d))、風乾して先端部インスリン濃縮マイクロニードルアレイを20枚得た。  The microneedle array obtained was placed above the drug solution (FIG. 1 (a)), the microneedle array was lowered, and the tip of the microneedle was brought into contact with 100 μm for 1 second (FIG. 1 (b)). Thereafter, pulling up (FIG. 1 (c)), taking out (FIG. 1 (d)), and air drying, 20 tips of insulin-enriched microneedle arrays were obtained.

得られたマイクロニードルアレイを顕微鏡観察するとニードル先端部は図1(d)のように膨れていた。元のマイクロニードルと溶着部分であるインスリン含有ヒアルロン酸とはまったく一体化していることが観察された。
得られたマイクロニードルアレイ3枚を使用して先端に付着したインスリン量を測定した。測定はグラザイムinsulin−EIA TEST キット(和光純薬工業株式会社)を利用した。マイクロニードルアレイ1枚にインスリン0.25ユニットを含有していることを確認した。含有量のばらつきは20%以内であった。
When the obtained microneedle array was observed with a microscope, the tip of the needle was swollen as shown in FIG. It was observed that the original microneedle and the insulin-containing hyaluronic acid as the welded part were completely integrated.
Using the three microneedle arrays obtained, the amount of insulin attached to the tip was measured. The measurement utilized the Grazyme insulin-EIA TEST kit (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). It was confirmed that one microneedle array contained 0.25 unit of insulin. The content variation was within 20%.

(血糖値測定試験)
製造したマイクロニードルアレイを用い、ラットにインスリンを経皮投与した。
ストレプトゾトシン投与により作成した糖尿病モデルラット(体重約300g)の腹部を除毛した。このラットを14時間以上絶食させた後、除毛皮膚にマイクロニードルアレイを刺入し、優肌絆(日東電工製)でマイクロニードルアレイを皮膚に固定した。マイクロニードルアレイ投与後、0.5、1、2時間経過後に採血し血糖値を測定した。血糖値の測定はGlucoseCII−test kit(和光純薬工業株式会社)を用いた。試験数は4例であった。
(Blood glucose measurement test)
Using the manufactured microneedle array, insulin was transdermally administered to rats.
The abdomen of a diabetic model rat (body weight: about 300 g) prepared by administration of streptozotocin was removed. After fasting this rat for 14 hours or more, the microneedle array was inserted into the hair removal skin, and the microneedle array was fixed to the skin with excellent skin bonds (manufactured by Nitto Denko). After administration of the microneedle array, blood was collected after 0.5, 1 and 2 hours, and blood glucose level was measured. Glucose CII-test kit (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used for blood glucose level measurement. The number of tests was 4.

皮下注射によりラットにインスリンを投与した。
糖尿病モデルラットを14時間以上絶食させた後、皮下注射により0.25ユニットのインスリンを投与した。インスリン投与後、0.5,1、2時間経過後に採血し血糖値を測定した。血糖値の測定は実施例1と同様にGlucoseCII−test kitを用いた。試験数は4例であった。
Rats were administered insulin by subcutaneous injection.
After diabetic model rats were fasted for 14 hours or longer, 0.25 units of insulin was administered by subcutaneous injection. After insulin administration, blood was collected after 0.5, 1 and 2 hours and blood glucose level was measured. The blood glucose level was measured using Glucose CII-test kit as in Example 1. The number of tests was 4.

血糖値測定試験の基準として、コントロール(インスリン投与なし)の測定を行った。
糖尿病モデルラットを14時間以上絶食させた後、0.5、1、2時間経過後に採血し血糖値を測定した。血糖値の測定は実施例1と同様にGlucoseCII−test kitを用いた。試験数は4例であった。
Control (without insulin administration) was measured as a reference for the blood glucose level measurement test.
After diabetic model rats were fasted for 14 hours or more, blood was collected after 0.5, 1, 2 hours and blood glucose levels were measured. The blood glucose level was measured using Glucose CII-test kit as in Example 1. The number of tests was 4.

(血糖値試験の結果と考察)
上記3つの試験結果を血糖値の時間変化として図2に示した。それぞれの0時間値(初期値)を100として、血糖値の相対値を示す。本図から明らかなように、血糖値は、マイクロニードル投与法によれば皮下注射投与法と同様に降下した。
(Results and discussion of blood glucose level test)
The above three test results are shown in FIG. 2 as changes in blood glucose level over time. Each 0 hour value (initial value) is 100, and the relative value of the blood glucose level is shown. As is clear from this figure, the blood glucose level decreased according to the microneedle administration method as in the subcutaneous injection administration method.

(溶着法による薬物含有マイクロニードルの製造:ヒアルロン酸が主成分の場合)
水溶性高分子溶液はヒアルロン酸(株式会社紀文フードケミファ製、重量平均分子量80万、商品名FCH−80L)6重量部及びポリビニルピロリドン(BASFジャパン株式会社製、商品名コリドン12PF)3重量部を水91部に溶解して得た。水溶性高分子溶液組成及び乾燥を風乾でなく窒素ガス吹き付けであることを除いては実施例1と同様の操作でマイクロニードルアレイを製造した。マイクロニードル及びマイクロニードルアレイの形状・寸法は実施例1と同じである。
(Manufacture of drug-containing microneedles by welding method: When hyaluronic acid is the main component)
The water-soluble polymer solution contains 6 parts by weight of hyaluronic acid (manufactured by Kibun Food Chemifa Co., Ltd., weight average molecular weight 800,000, trade name FCH-80L) and 3 parts by weight of polyvinylpyrrolidone (trade name Kollidon 12PF, manufactured by BASF Japan Ltd.). Obtained by dissolving in 91 parts of water. A microneedle array was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the water-soluble polymer solution and drying were not air drying but nitrogen gas blowing. The shapes and dimensions of the microneedles and the microneedle array are the same as those in the first embodiment.

薬物としてエクセンジン−4(和光純薬工業株式会社)を使用した。エクセンジン−4はII型糖尿病治療薬であり、分子量4200のたんぱく質であり、血糖値降下作用を有する。重量平均分子量10万の高分子量ヒアルロン酸(紀文フードケミカル社製、商品名FCH−SU、培養由来)の10重量%の水溶液にエクセンジン−4を30mg/mlになるよう溶解して薬物溶液を調整した。
冶具を用いてマイクロニードルアレイの先端200μmを薬物溶液に接触しただちに取出して窒素ガスを吹き付けて乾燥させ、薬物先端溶着マイクロニードルアレイを20枚作製した。
Exendin-4 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as a drug. Exendin-4 is a type II diabetes therapeutic drug, a protein having a molecular weight of 4200, and has a blood glucose lowering effect. A drug solution is prepared by dissolving exendin-4 at 30 mg / ml in a 10% by weight aqueous solution of high molecular weight hyaluronic acid having a weight average molecular weight of 100,000 (manufactured by Kibun Food Chemical Co., Ltd., trade name: FCH-SU, derived from culture). did.
Using a jig, the tip of the microneedle array 200 μm was taken out immediately after coming into contact with the drug solution, and dried by blowing nitrogen gas to prepare 20 drug tip welded microneedle arrays.

(溶着法による薬物含有マイクロニードルの製造:ポリメチルメタクリレートの場合)
実施例1に用いたと同様の鋳型を用いてポリメチルメタクリレート(MMA)を素材とするマイクロニードルアレイを作製した。MMA(和光純薬工業株式会社)の10%トルエン溶液を鋳型に注入し40℃で48時間乾燥させて実施例2と同一形状のMMAマイクロニードルアレイを作製した。冶具を用いてマイクロニードルアレイの先端200μmを実施例2と同様の薬物溶液に接触し、ただちに取出して窒素ガスを吹き付けて乾燥させて薬物先端溶着マイクロニードルを作製した。
(Production of drug-containing microneedles by the welding method: in the case of polymethyl methacrylate)
A microneedle array using polymethyl methacrylate (MMA) as a raw material was prepared using the same template as used in Example 1. A 10% toluene solution of MMA (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was poured into a mold and dried at 40 ° C. for 48 hours to produce an MMA microneedle array having the same shape as in Example 2. A 200 μm tip of the microneedle array was brought into contact with the same drug solution as in Example 2 using a jig, and immediately taken out and dried by blowing nitrogen gas to produce a drug tip welded microneedle.

(エクセンジン−4の存在量の確認)
エクセンジン−4の存在量は酵素免疫測定法により決定した。薬物溶着マイクロニードルをイオン交換水に溶解させた溶液、又はラット静脈から採血した血液を試料とし、Exendin−4 EIA kit(和光純薬工業株式会社)により試料中のエクセンジン−4濃度を決定した。
作成したマイクロニードルアレイ3枚を使用して先端に付着したエクセンジン−4の量をこの方法で測定した。ヒアルロン酸が主成分の場合もMMAの場合も、マイクロニードルアレイ1枚にエクセンジン−4が10μg含まれていることを確認した。含有量のばらつきは15%以内であった。
(Confirmation of abundance of exendin-4)
Exendin-4 abundance was determined by enzyme immunoassay. Using a solution obtained by dissolving drug-welded microneedles in ion-exchanged water or blood collected from a rat vein, the concentration of exendin-4 in the sample was determined by Exendin-4 EIA kit (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
Using the prepared three microneedle arrays, the amount of exendin-4 adhering to the tip was measured by this method. Whether hyaluronic acid was the main component or MMA, it was confirmed that 10 μg of exendin-4 was contained in one microneedle array. The content variation was within 15%.

(血糖値測定試験)
製造したマイクロニードルアレイを用い、ラットにエクセンジン−4を経皮投与して糖負荷試験を行い、皮下注射法及びコントロールと比較した。
GKラット、自然発症2型糖尿病モデル(8週齢オス、清水実験材料株式会社より購入)を麻酔後、背部を除毛した。14時間以上絶食させた後、除毛皮膚にマイクロニードルアレイを刺入し、優肌絆(日東電工製)で皮膚に固定した。マイクロニードルアレイ投与30分後に2g/kg体重相当量のぶどう糖を腹腔内投与した。投与後、15、30、60、90、120分経過後に採血し血糖値を測定した。試験数は5例であった。
血糖値の測定はGlucose CII−test kit(和光純薬工業株式会社)を用いた。
(Blood glucose measurement test)
Using the produced microneedle array, exendin-4 was transdermally administered to rats to perform a glucose tolerance test, and compared with the subcutaneous injection method and the control.
After anesthetizing a GK rat and a spontaneous type 2 diabetes model (8-week-old male, purchased from Shimizu Experimental Materials Co., Ltd.), the back was depilated. After fasting for 14 hours or more, a microneedle array was inserted into the depilatory skin and fixed to the skin with excellent skin bonds (manufactured by Nitto Denko). Glucose equivalent to 2 g / kg body weight was intraperitoneally administered 30 minutes after administration of the microneedle array. After administration, blood was collected after 15, 30, 60, 90 and 120 minutes, and blood glucose level was measured. The number of tests was 5.
Glucose CII-test kit (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used for blood glucose level measurement.

(エクセンジン−4血中濃度変化試験)
製造したマイクロニードルアレイを用い、ラットにエクセンジン−4を経皮投与してエクセンジン−4血中濃度変化試験を行い、皮下注射法及びコントロールと比較した。
GKラット、自然発症2型糖尿病モデル(8週齢オス、清水実験材料株式会社より購入)を麻酔後、背部を除毛した。14時間以上絶食させた後除毛皮膚にマイクロニードルアレイを刺入し、優肌絆(日東電工製)で皮膚に固定した。マイクロニードルアレイ投与30分後に2g/kg体重相当量のぶどう糖を腹腔内投与した。糖投与後、15、30、60、90、120分経過後に採血し、エクセンジン−4の濃度を測定した。試験数は5例であった。
(Exendin-4 blood concentration change test)
Using the manufactured microneedle array, exendin-4 was transdermally administered to rats, and exendin-4 blood concentration change test was performed, and compared with the subcutaneous injection method and the control.
After anesthetizing a GK rat and a spontaneous type 2 diabetes model (8-week-old male, purchased from Shimizu Experimental Materials Co., Ltd.), the back was depilated. After fasting for 14 hours or more, the microneedle array was inserted into the hair removal skin, and fixed to the skin with excellent skin bonds (manufactured by Nitto Denko). Glucose equivalent to 2 g / kg body weight was intraperitoneally administered 30 minutes after administration of the microneedle array. After administration of sugar, blood was collected after 15, 30, 60, 90, and 120 minutes, and the concentration of exendin-4 was measured. The number of tests was 5.

血糖値測定試験及び薬物血中濃度変化試験のいずれにおいても、マイクロニードル経皮投与法と比較するため、皮下注射投与法と薬物を投与しないコントロール試験を行った。
皮下注射投与法は次のように行った。GKラット自然発症2型糖尿病モデル(8週齢オス、清水実験材料株式会社)を14時間以上絶食させた後皮下注射により10μgのエクセンジン−4を投与した。その30分後に2g/kg体重相当量のぶどう糖を腹腔内投与した。ブドウ糖投与後、15、30、60、90、120分経過後に採血し、血糖値及びエクセンジン−4の濃度を測定した。試験数は5例であった。
コントロールは次のように行った。GKラット自然発症2型糖尿病モデル(同上)を14時間以上絶食させた30分後に2g/kg体重相当量のぶどう糖を腹腔内投与した。ブドウ糖投与後、15、30、60、90、120分経過後に採血し、血糖値及びエクセンジン−4の濃度を測定した。試験数は3例であった。
In both the blood glucose level measurement test and the drug blood concentration change test, a subcutaneous injection administration method and a control test in which no drug was administered were performed for comparison with the microneedle transdermal administration method.
The subcutaneous injection administration method was performed as follows. A GK rat spontaneous type 2 diabetes model (8-week-old male, Shimizu Experimental Materials Co., Ltd.) was fasted for 14 hours or more, and then 10 μg exendin-4 was administered by subcutaneous injection. Thirty minutes later, 2 g / kg body weight equivalent of glucose was intraperitoneally administered. After administration of glucose, blood was collected after 15, 30, 60, 90, and 120 minutes, and blood glucose level and exendin-4 concentration were measured. The number of tests was 5.
Control was performed as follows. 30 minutes after fasting the GK rat spontaneous onset type 2 diabetes model (same as above) for 14 hours or more, glucose equivalent to 2 g / kg body weight was intraperitoneally administered. After administration of glucose, blood was collected after 15, 30, 60, 90, and 120 minutes, and blood glucose level and exendin-4 concentration were measured. The number of tests was 3 cases.

糖負荷後の血糖値の時間変化を図3に示す。図における記号は以下のようである。
Control:エクセンジン−4投与なし
S.C.10μg:エクセンジン−4を皮下注射により投与
MN(HA)10μg:エクセンジン−4をヒアルロン酸が主成分のマイクロニードルにより投与
MN(MMA)10μg:エクセンジン−4をMMAのマイクロニードルにより投与
The time change of the blood glucose level after glucose load is shown in FIG. The symbols in the figure are as follows.
Control: no exendin-4 administration C. 10 μg: Exendin-4 administered by subcutaneous injection MN (HA) 10 μg: Exendin-4 administered by microneedle mainly composed of hyaluronic acid MN (MMA) 10 μg: Exendin-4 administered by MMA microneedle

薬物投与30分後に糖負荷し、その後の血中エクセンジン−4濃度の時間変化を図4に示す。図中の記号は図3と同じである。  FIG. 4 shows the time course of blood exendin-4 concentration after 30 minutes after drug administration. The symbols in the figure are the same as those in FIG.

(試験結果及び考察)
図3によれば、ブドウ糖負荷後Control群の血糖値は急激に上昇しているが、S.C.10μg群及びMN(HA)10μg群では血糖値の上昇が抑えられている。一方、MN(MMA)群の血糖値はControl群よりは低いがMN(HA)10μg群の血糖値に比較してはるかに高い。この結果は同じ10μgを先端塗布したマイクロニードルであってもヒアルロン酸からなるマイクロニードルはポリメチルメタクリレートからなるマイクロニードルよりも血糖値を抑える効果が高いことを示している。
(Test results and discussion)
According to FIG. 3, the blood glucose level of the Control group after glucose loading is rapidly increased. C. In the 10 μg group and the MN (HA) 10 μg group, the increase in blood glucose level is suppressed. On the other hand, the blood glucose level of the MN (MMA) group is lower than that of the Control group, but is much higher than that of the MN (HA) 10 μg group. This result shows that the microneedle made of hyaluronic acid has a higher effect of suppressing the blood sugar level than the microneedle made of polymethylmethacrylate even if the microneedle is coated with the same 10 μg at the tip.

図4によれば、ブドウ糖負荷30分前にエクセンジン−4を投与した3群において、S.C.10μg群及びMN(HA)10μg群では急激に血中エクセンジン−4濃度が増加し、投与後45分(ブドウ糖負荷後15分)に濃度は最大となっている。一方、MN(MMA)10μg群の血中エクセンジン−4濃度は、MN(HA)10μg群の濃度に比較してはるかに低い。  According to FIG. 4, in 3 groups administered exendin-4 30 minutes before glucose load, C. In the 10 μg group and the 10 μg group of MN (HA), the blood exendin-4 concentration rapidly increased, and the concentration reached the maximum 45 minutes after administration (15 minutes after glucose loading). On the other hand, the blood exendin-4 concentration in the MN (MMA) 10 μg group is much lower than that in the MN (HA) 10 μg group.

図3、4の結果は、ヒアルロン酸マイクロニードルに溶着させた薬物(エクセンジン−4)はポリメチルメタクリレートマイクロニードルに付着させた場合に比べてマイクロニードルの皮膚適用による薬物体内浸透量が極めて大きく、それにより血糖値の低下作用も大きいことを示している。MN(HA)による投与は皮下注射と同様の挙動を示すことから、マイクロニードルに溶着されたすべての薬物が体内浸透することを示している。一方、MN(MMA)においてはニードルに付着した薬物はその数分の1しか体内に浸透していないことを示している。
この原因として、MN(MMA)先端に付着した薬物の付着強度が弱いためマイクロニードル刺入に際し角質を通過する時薬物がマイクロニードルから剥がれて体内吸収されないことが考えられる。それに反しMN(HA)においては、薬物は溶着のさいマイクロニードルと一体化しているので刺入の際剥がれおちることは一切なく、全量が体内吸収されるものと思われる。
The results of FIGS. 3 and 4 show that the drug (exendin-4) welded to the hyaluronic acid microneedle has a very large amount of penetration into the drug by applying the microneedle to the skin as compared with the case where the drug is attached to the polymethylmethacrylate microneedle. Thereby, it is shown that the blood glucose level lowering effect is also great. Administration with MN (HA) shows the same behavior as subcutaneous injection, indicating that all drugs welded to the microneedle penetrate into the body. On the other hand, in MN (MMA), only a fraction of the drug attached to the needle penetrates into the body.
This may be because the drug attached to the tip of the MN (MMA) has a weak adhesive strength, and the drug is peeled off from the microneedle and is not absorbed by the body when passing through the keratin during microneedle insertion. On the other hand, in MN (HA), since the drug is integrated with the microneedle during welding, it does not come off at the time of insertion, and the whole amount seems to be absorbed in the body.

重量平均分子量10万の高分子量ヒアルロン酸(株式会社紀文フードケミファ製、商品名FCH−SU、培養由来)の種々の濃度の水溶液を作成し、以下の粘度になるようにヒアルロン酸と水の割合を調整した。調整した溶液の粘度は、0.5、1.0、5.0、20、50、90、150dPa・sであった。室温は25度であった。それらの7種の濃度の異なった水溶液中に赤色102号(和光純薬工業株式会社)を濃度0.5%になるように均一に溶解させた。
マイクロニードルアレイは、実施例1と同様にして直径1.0cmの円形のマイクロニードルアレイを作成した。
A high-molecular-weight hyaluronic acid having a weight average molecular weight of 100,000 (manufactured by Kibun Food Chemifa Co., Ltd., trade name: FCH-SU, derived from culture) is prepared in various concentrations, and the ratios of hyaluronic acid and water are as follows. Adjusted. The viscosity of the prepared solution was 0.5, 1.0, 5.0, 20, 50, 90, 150 dPa · s. The room temperature was 25 degrees. Red No. 102 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was uniformly dissolved in these seven aqueous solutions having different concentrations to a concentration of 0.5%.
As for the microneedle array, a circular microneedle array having a diameter of 1.0 cm was prepared in the same manner as in Example 1.

得られた種々の粘度のヒアルロン酸水溶液にマイクロニードルアレイの先端部150μmを1秒間接触した後、取り出し風乾した。接触により溶着したヒアルロン酸水溶液量を評価するためにマイクロニードルアレイ1枚を2mlのイオン交換水に溶解し赤色102号の濃度を510nmでの吸光度により測定した。その測定値から各種ヒアルロン酸濃度の異なる水溶液のマイクロニードルアレイ1枚当たりの溶着量を算定し、結果を下表に示す。  The microneedle array tip part 150 μm was brought into contact with the obtained hyaluronic acid aqueous solutions of various viscosities for 1 second, and then taken out and air-dried. In order to evaluate the amount of hyaluronic acid aqueous solution deposited by contact, one microneedle array was dissolved in 2 ml of ion-exchanged water, and the concentration of red No. 102 was measured by absorbance at 510 nm. The amount of welding per microneedle array of various aqueous solutions with different hyaluronic acid concentrations was calculated from the measured values, and the results are shown in the table below.

水溶液粘度が低いと溶着量が低い。高くなるに従い取り扱い性が悪くなり、かつ針の形状も不規則となる。適切な水溶液粘度は1.0〜90dPa・sであり、より望ましくは5.0〜50dPa・sであることがわかった。  When the aqueous solution viscosity is low, the amount of welding is low. The handling becomes worse as the height increases, and the shape of the needle becomes irregular. Appropriate aqueous solution viscosity was found to be 1.0 to 90 dPa · s, more desirably 5.0 to 50 dPa · s.

(比較例1)
実施例1において使用したマイクロニードル形成用鋳型凹部を用い、次のような直径1cmのマイクロニードルアレイを作製した。
水溶性高分子溶液がヒアルロン酸(株式会社紀文フードケミファ製、分子量80万、商品名FCH−80L)14.995重量部、モデル薬物として赤色102号色素0.005重量部、水85部からなる水溶液を用いた。この水溶液0.3mlを鋳型に流延し、室温で乾燥させてマイクロニードルアレイ(直径1cm)を成形した。マイクロニードルアレイを鋳型から取り出し、顕微鏡にて観察下そのマイクロニードルアレイの針部を鋭利なカッターナイフで注意深く削り取り、針部部と基板部に分離した。それぞれをイオン交換水に溶解させ、510nmの吸光度を測定してモデル薬物の針部と基板部への分配比を求めた。
針部存在量:基板部存在量 = 0.048:0.952
よって、このような方法でマイクロニードルアレイを作成すると、薬物の大部分が基板部に未利用で残ることが予想される。
(Comparative Example 1)
Using the microneedle forming mold recess used in Example 1, the following microneedle array having a diameter of 1 cm was prepared.
The water-soluble polymer solution is composed of 14.995 parts by weight of hyaluronic acid (manufactured by Kibun Food Chemifa Co., Ltd., molecular weight 800,000, trade name FCH-80L), 0.005 parts by weight of red No. 102 dye as a model drug, and 85 parts of water. An aqueous solution was used. 0.3 ml of this aqueous solution was cast on a mold and dried at room temperature to form a microneedle array (diameter 1 cm). The microneedle array was taken out from the mold, and the needle part of the microneedle array was carefully scraped with a sharp cutter knife under observation with a microscope, and separated into a needle part and a substrate part. Each was dissolved in ion-exchanged water, and the absorbance at 510 nm was measured to determine the distribution ratio of the model drug to the needle portion and the substrate portion.
Needle part abundance: substrate part abundance = 0.048: 0.952
Therefore, when a microneedle array is produced by such a method, it is expected that most of the drug remains unused in the substrate portion.

(比較例2)
水溶液の鋳型充填量が0.15mlであることを除き比較例1と同様にして鋳型上にマイクロニードルアレイを成形した。次いで鋳型表面に皮膜状に存在する基板部を濡れたコットンで丁寧に拭き取った。
次いで、ヒアルロン酸(紀文フードケミファ製、分子量80万、商品名FCH−80L)15重量部、水85部からなる赤色102号色素を含まない水溶液の0.3mlを鋳型に流延し、40℃で乾燥させてマイクロニードルアレイ(直径1cm)を成形した。マイクロニードルアレイを鋳型から取り出し、顕微鏡にて観察下そのマイクロニードルアレイの針部を鋭利なカッターナイフで注意深く削り取り、針部と基板部に分離した。それぞれをイオン交換水に溶解させ、510nmの吸光度を測定してモデル薬物の針部と基板部への分配比を求めた。
針部存在量:基板部存在量 = 0.62:0.38
赤色102号モデル薬物は、本来針部にのみ存在していたものである。しかしこの結果は、基板部形成のためヒアルロン酸水溶液を鋳型上に流延し乾燥させる工程の中で、針部から基板部へ薬物が拡散することを示している。
よって、このような方法では、マイクロニードル部分にのみ薬物を保持するマイクロニードルアレイを作成することはできない。
(Comparative Example 2)
A microneedle array was molded on the mold in the same manner as in Comparative Example 1 except that the mold filling amount of the aqueous solution was 0.15 ml. Next, the substrate portion existing in the form of a film on the mold surface was carefully wiped with wet cotton.
Subsequently, 0.3 ml of an aqueous solution containing 15 parts by weight of hyaluronic acid (manufactured by Kibun Food Chemifa, molecular weight 800,000, trade name FCH-80L) and 85 parts of water and not containing red No. 102 dye was cast into a mold, and 40 ° C. And dried to form a microneedle array (diameter 1 cm). The microneedle array was taken out from the mold, and the needle portion of the microneedle array was carefully scraped with a sharp cutter knife under observation with a microscope, and separated into a needle portion and a substrate portion. Each was dissolved in ion-exchanged water, and the absorbance at 510 nm was measured to determine the distribution ratio of the model drug to the needle portion and the substrate portion.
Needle part abundance: substrate part abundance = 0.62: 0.38
Red No. 102 model drug was originally present only in the needle portion. However, this result shows that the drug diffuses from the needle part to the substrate part in the process of casting the hyaluronic acid aqueous solution on the mold and drying it to form the substrate part.
Therefore, with such a method, it is not possible to create a microneedle array that holds a drug only in the microneedle portion.

重量平均分子量10万の高分子量ヒアルロン酸(株式会社紀文フードケミファ製、商品名FCH−SU、培養由来)の水溶液を作成した。溶液の粘度は、5.0dPa・sであった。室温は25℃であった。本水溶液中にFD4、(フルオレセンデキストラン、モデル化合物、和光純薬工業株式会社)を濃度5%になるように均一に溶解させた。マイクロニードルアレイは高さが0.65μmであること除いては実施例1と同様の鋳型を用いて直径1.0cmの円形のマイクロニードルアレイを作成した。  An aqueous solution of high molecular weight hyaluronic acid having a weight average molecular weight of 100,000 (manufactured by Kibun Food Chemifa, trade name: FCH-SU, derived from culture) was prepared. The viscosity of the solution was 5.0 dPa · s. The room temperature was 25 ° C. In this aqueous solution, FD4 (fluorescene dextran, model compound, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was uniformly dissolved to a concentration of 5%. A circular microneedle array having a diameter of 1.0 cm was prepared using the same mold as in Example 1 except that the height of the microneedle array was 0.65 μm.

得られたヒアルロン酸水溶液にマイクロニードルアレイの先端部を1秒間接触した後、取り出し風乾した。その際先端部の接触深さを150μmと250μmとすることにより針長さを調整した。先端にモデル薬物を溶着したマイクロニードルは先端部を一部溶解させることにより長さを短くした。未接触時の針長さは650μmであるが150μm、及び250μmの接触によって、それぞれ約640μm、約570μm、とすることができた。図5参照。マイクロニードルの薬液への接触深さを変化させることにより針長さを調節できたことを示している。  The tip of the microneedle array was brought into contact with the obtained hyaluronic acid aqueous solution for 1 second, and then taken out and air-dried. At that time, the needle length was adjusted by setting the contact depth of the tip to 150 μm and 250 μm. The microneedle with the model drug welded to the tip was shortened by partially dissolving the tip. The length of the needle when not in contact was 650 μm, but it could be about 640 μm and about 570 μm, respectively, by contact with 150 μm and 250 μm. See FIG. This shows that the needle length could be adjusted by changing the contact depth of the microneedle to the chemical solution.

本発明によるマイクロニードルパッチは、医療や美容の分野において広く利用されるものと期待される。  The microneedle patch according to the present invention is expected to be widely used in the fields of medicine and beauty.

Claims (4)

マイクロニードル先端部に、マイクロニードル素材と相溶性がある薬物溶液が溶着してなる薬物溶着部を有することを特徴とするマイクロニードルアレイであって、マイクロニードル素材は水溶性高分子であり、薬物溶着部はマイクロニードル先端部の100−250μmの長さであるマイクロニードルアレイ。 The microneedle tip, a microneedle array and having a drug welded portion drug dissolved liquid is microneedle materials and compatibility ing to dissolve wearing microneedle material in a water-soluble polymer There is a microneedle array in which the drug weld portion is 100-250 μm long at the tip of the microneedle. マイクロニードル素材と、溶着した薬物を含有する素材とが同一の水溶性高分子であることを特徴とする請求項1に記載のマイクロニードルアレイ。   The microneedle array according to claim 1, wherein the microneedle material and the material containing the deposited drug are the same water-soluble polymer. 前記薬物が、PTH、インターフェロン、インスリン、エクセンジン−4、エクセンジン誘導体、EGF、FGF、ボツリヌストキシン、各種抗原蛋白又はウイルス断片のいずれかであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のマイクロニードルアレイ。   The said drug is any one of PTH, interferon, insulin, exendin-4, exendin derivative, EGF, FGF, botulinum toxin, various antigenic proteins or virus fragments. Microneedle array. 前記水溶性高分子が、ヒアルロン酸、デキストリン、デキストラン、カルボキシメチルセルロース、コンドロイチン硫酸、プロテオグリカン、ポリアクリル酸(塩)、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、から選ばれた1種あるいはそれ以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のマイクロニードルアレイ。   The water-soluble polymer is one or more selected from hyaluronic acid, dextrin, dextran, carboxymethylcellulose, chondroitin sulfate, proteoglycan, polyacrylic acid (salt), polyvinylpyrrolidone, and polyvinyl alcohol. The microneedle array according to any one of claims 1 to 3.
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