JP7205041B2 - Polio vaccine encapsulating microneedle array - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、マイクロニードルアレイに関する。本発明は、特にポリオワクチンを含有した自己溶解型マイクロニードルアレイに関する。 The present invention relates to microneedle arrays. The present invention particularly relates to a self-dissolving microneedle array containing a polio vaccine.

近年、生体内溶解性の物質からなる基材に薬物を含有させた溶解型マイクロニードルアレイが開発されている。マイクロニードルアレイの針は細く、短いことから、神経への刺激が少ない。このため、マイクロニードルアレイは、「痛くない注射」とも称される。 In recent years, a soluble microneedle array has been developed in which a drug is contained in a base material made of a substance that dissolves in vivo. Since the needles of the microneedle array are thin and short, they are less likely to irritate nerves. For this reason, microneedle arrays are also referred to as "painless injections."

非特許文献１には、スクロース、トレオニンおよびゼラチンで構成されるマイクロニードルアレイ、ならびにマルトデキストリン、スクロースおよびゼラチンで構成されるマイクロニードルアレイが開示されている。 Non-Patent Document 1 discloses a microneedle array composed of sucrose, threonine and gelatin, and a microneedle array composed of maltodextrin, sucrose and gelatin.

特許文献１には、水溶性高分子と、グルコース、フルクトース、シュクロース、ラクトース、トレハロースからなる群から選ばれた１種若しくは複数種の糖類との混合物をマイクロニードル素材とし、マイクロニードル刺入後３０分以内に溶解することを特徴とするマイクロニードルが記載されている。 In Patent Document 1, a mixture of a water-soluble polymer and one or more saccharides selected from the group consisting of glucose, fructose, sucrose, lactose, and trehalose is used as a microneedle material, and after microneedle insertion Microneedles are described which are characterized by dissolution within 30 minutes.

特許文献２には、シート部、及び、シート部の上面に存在する複数の針部、を有するマイクロニードルアレイであって、針部が、水溶性高分子及び薬物を含み、針部の全固形分の５０質量％以上が水溶性高分子であり、針部先端を含む領域であって、針部全体の高さの２０％の長さに相当する高さを有する針部先端領域において、水溶性高分子と薬物とが、所定の質量比率で存在し、シート部が、水溶性高分子を含む、マイクロニードルアレイが記載されている。Patent Document 2 discloses a microneedle array having a sheet portion and a plurality of needle portions present on the upper surface of the sheet portion, wherein the needle portions contain a water-soluble polymer and a drug, and the needle portions are all solid. 50% by mass or more of the content is a water-soluble polymer, and in a region including the needle tip and having a height corresponding to 20% of the total height of the needle, the water-soluble A microneedle array is described in which a soluble polymer and a drug are present at a predetermined mass ratio, and the sheet portion contains a water-soluble polymer.

Ｖａｃｃｉｎｅ ３３（２０１５）４６８３－４６９０Vaccine 33 (2015) 4683-4690

特許５４７２７７０号公報Japanese Patent No. 5472770特開２０１７－５１３１２号公報JP 2017-51312 A

非特許文献１ではサルに対する有効性を評価しているが、水溶性高分子としてゼラチンを使用していることから、動物由来試料によるアレルギー発症の観点で、安全性に懸念がある。また、医薬品用のゼラチンは非常に高価な為、製造コストも高くなる。特許文献１では、先端部への薬物の局所化と速やかな溶解性を課題としているが、ポリオワクチンを用いた検討はなされていない。また、特許文献２においてもポリオワクチンを用いた検討はなされていない。 Non-Patent Document 1 evaluates the efficacy for monkeys, but since gelatin is used as a water-soluble polymer, there are concerns about safety from the viewpoint of allergy development due to animal-derived samples. In addition, since pharmaceutical gelatin is very expensive, the manufacturing cost is also high. In Patent Document 1, localization of the drug to the tip and rapid dissolution are the subjects, but examination using polio vaccine is not made. Also,Patent Document 2 does not discuss the use of a polio vaccine.

本発明の課題は、マイクロニードルアレイの製造時の、ポリオワクチンにおける有効成分の活性（以下、ワクチン活性とする）低下を抑制することができ、さらに高温環境におけるポリオワクチンの安定性が向上したマイクロニードルアレイを提供することである。 An object of the present invention is to suppress the reduction in the activity of the active ingredient in the polio vaccine (hereinafter referred to as vaccine activity) during the production of the microneedle array, and to improve the stability of the polio vaccine in a high-temperature environment. To provide a needle array.

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリオワクチンを含有するマイクロニードルアレイにおいて、ポリオワクチンを含有する針部に、所定の水溶性高分子と、二糖類とを含めることによって、上記課題を解決したマイクロニードルアレイを提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that, in a polio vaccine-containing microneedle array, the needle portion containing the polio vaccine contains a predetermined water-soluble polymer and a disaccharide. Thus, the inventors have found that a microneedle array that solves the above problems can be provided, and have completed the present invention.

即ち、本発明によれば、以下の発明が提供される。
（１） シート部、及び、シート部の上面に存在する複数の針部、を有するマイクロニードルアレイであって、針部が、水溶性高分子と二糖類とポリオワクチンとを含み、シート部が、水溶性高分子を含み、上記針部およびシート部の水溶性高分子が、ポリビニルピロリドン、コンドロイチン硫酸、デキストラン、およびヒドロキシエチルスターチからなる群より選ばれる少なくとも一種である、マイクロニードルアレイ。
（２） 二糖類が、スクロースまたはトレハロースである、（１）に記載のマイクロニードルアレイ。
（３） 水溶性高分子が、ヒドロキシエチルスターチである、（１）または（２）に記載のマイクロニードルアレイ。
（４） ポリオワクチンが、不活化ポリオワクチンＩ型、不活化ポリオワクチンII型および不活化ポリオワクチンIII型の混合ワクチンである、（１）から（３）のいずれか一に記載のマイクロニードルアレイ。
（５） ポリオワクチンがセービン株由来である、（１）から（４）のいずれか一に記載のマイクロニードルアレイ。That is, according to the present invention, the following inventions are provided.
(1) A microneedle array having a sheet and a plurality of needles present on the upper surface of the sheet, wherein the needle contains a water-soluble polymer, a disaccharide, and a polio vaccine, and the sheet contains , a water-soluble polymer, wherein the water-soluble polymer of the needle portion and the sheet portion is at least one selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone, chondroitin sulfate, dextran, and hydroxyethyl starch.
(2) The microneedle array according to (1), wherein the disaccharide is sucrose or trehalose.
(3) The microneedle array according to (1) or (2), wherein the water-soluble polymer is hydroxyethyl starch.
(4) The microneedle array according to any one of (1) to (3), wherein the polio vaccine is a combined vaccine of inactivated polio vaccine type I, inactivated polio vaccine type II and inactivated polio vaccine type III. .
(5) The microneedle array according to any one of (1) to (4), wherein the polio vaccine is derived from Sabin strain.

本発明によれば、マイクロニードルアレイの製造時のポリオワクチンの活性低下を抑制することができる。さらに本発明によれば、高温環境におけるポリオワクチンの安定性を向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the activity fall of polio vaccine at the time of manufacture of a microneedle array can be suppressed. Furthermore, according to the present invention, the stability of polio vaccines in high-temperature environments can be improved.

図１Ａは、円錐状のマイクロニードルの斜視図であり、図１Ｂは、角錐状のマイクロニードルの斜視図であり、図１Ｃは、円錐状及び角錐状のマイクロニードルの断面図である。FIG. 1A is a perspective view of conical microneedles, FIG. 1B is a perspective view of pyramidal microneedles, and FIG. 1C is a cross-sectional view of conical and pyramidal microneedles.図２は、別の形状のマイクロニードルの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of another shaped microneedle.図３は、別の形状のマイクロニードルの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of another shaped microneedle.図４は、図２、図３に示すマイクロニードルの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the microneedle shown in FIGS. 2 and 3. FIG.図５は、別の形状のマイクロニードルの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of another shaped microneedle.図６は、別の形状のマイクロニードルの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of another shaped microneedle.図７は、図５、図６に示すマイクロニードルの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the microneedle shown in FIGS. 5 and 6. FIG.図８は、針部側面の傾き（角度）が連続的に変化した別の形状のマイクロニードルの断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of another microneedle in which the inclination (angle) of the side surface of the needle part is continuously changed.図９Ａ～Ｃは、モールドの製造方法の工程図である。9A to 9C are process diagrams of the mold manufacturing method.図１０は、モールドの拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of the mold.図１１は、別の形態のモールドを示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing another form of mold.図１２Ａ～Ｃは、ポリオワクチン含有液をモールドに充填する工程を示す概略図である。12A to 12C are schematic diagrams showing the process of filling a polio vaccine-containing liquid into a mold.図１３は、ノズルの先端を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing the tip of the nozzle.図１４は、充填中のノズルの先端とモールドとの部分拡大図である。FIG. 14 is a partially enlarged view of the tip of the nozzle and the mold during filling.図１５は、移動中のノズルの先端とモールドとの部分拡大図である。FIG. 15 is a partial enlarged view of the tip of the nozzle and the mold during movement.図１６Ａ～Ｄは、別のマイクロニードルアレイの形成工程を示す説明図である。16A to 16D are explanatory diagrams showing another step of forming a microneedle array.図１７Ａ～Ｃは、別のマイクロニードルアレイの形成工程を示す説明図である。17A to 17C are explanatory diagrams showing another step of forming a microneedle array.図１８は、剥離工程を示す説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram showing the peeling process.図１９は、別の剥離工程を示す説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram showing another peeling process.図２０は、マイクロニードルアレイを示す説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram showing a microneedle array.図２１の（Ａ）及び（Ｂ）は、原版の平面図及び側面図である。(A) and (B) of FIG. 21 are a plan view and a side view of the original plate.図２２は、実施例で使用した充填装置の模式図である。FIG. 22 is a schematic diagram of a filling device used in the examples.図２３は、ワクチンの経時安定性を評価した結果を示す。FIG. 23 shows the results of evaluating the stability of the vaccine over time.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明のマイクロニードルアレイは、針部が、水溶性高分子と二糖類とポリオワクチンとを含み、シート部が、水溶性高分子を含み、上記針部およびシート部の水溶性高分子が、ポリビニルピロリドン、コンドロイチン硫酸、デキストラン、およびヒドロキシエチルスターチからなる群より選ばれる少なくとも一種であるという構成を有している。上記構成を採用したことにより、マイクロニードルアレイの製造時のポリオワクチンの活性低下を抑制することができ、さらに高温環境におけるポリオワクチンの安定性を向上することができる。マイクロニードルアレイにおけるポリオワクチンの活性低下の抑制並びに安定性の向上については、従来報告がなく、本発明により初めて見出された知見である。本発明のマイクロニードルアレイは、ポリオワクチンの経皮吸収製剤として有用である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the microneedle array of the present invention, the needle portion contains a water-soluble polymer, a disaccharide, and a polio vaccine, the sheet portion contains a water-soluble polymer, and the needle portion and the water-soluble polymer of the sheet portion contain: At least one selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone, chondroitin sulfate, dextran, and hydroxyethyl starch. By adopting the above configuration, it is possible to suppress the decrease in the activity of the polio vaccine during the production of the microneedle array, and to improve the stability of the polio vaccine in a high-temperature environment. This is the first finding of the present invention regarding suppression of activity reduction and improvement of stability of a polio vaccine in a microneedle array, which has not been previously reported. The microneedle array of the present invention is useful as a polio vaccine transdermal preparation.

[マイクロニードルアレイの構成]
本発明において複数とは、１つ以上のことを意味する。[Configuration of microneedle array]
In the present invention, plural means one or more.

本発明のマイクロニードルアレイは、ポリオワクチンを効率的に皮膚中に投与するために、シート部及び針部を少なくとも含み、針部にポリオワクチンを担持させている。 The microneedle array of the present invention includes at least a sheet portion and a needle portion in order to efficiently administer the polio vaccine into the skin, and the needle portions carry the polio vaccine.

本発明のマイクロニードルアレイとは、シート部の上面側に、複数の針部がアレイ状に配置されているデバイスである。針部は、シート部の上面側に配置されていることが好ましい。針部は、シート部の上面に直接配置されていてもよいし、あるいは針部は、シート部の上面に配置された錐台部の上面に配置されていてもよい。 The microneedle array of the present invention is a device in which a plurality of needle portions are arranged in an array on the upper surface side of a sheet portion. The needle portion is preferably arranged on the upper surface side of the sheet portion. The needle may be placed directly on the upper surface of the seat, or the needle may be placed on the upper surface of a frustum placed on the upper surface of the seat.

シート部は、針部を支持するための土台であり、図１～８に示すシート部１１６のような平面状の形状を有する。このとき、シート部の上面とは、面上に複数の針部がアレイ状に配置された面を指す。
シート部の面積は、特に限定されないが、０．００５～１０００ｍｍ^２であることが好ましく、０．０５～５００ｍｍ^２であることがより好ましく、０．１～４００ｍｍ^２であることがさらに好ましい。The seat portion is a base for supporting the needle portion, and has a planar shape like theseat portion 116 shown in FIGS. At this time, the upper surface of the sheet portion refers to a surface on which a plurality of needle portions are arranged in an array.
Although the area of the sheet portion is not particularly limited, it is preferably 0.005 to 1000 mm² , more preferably 0.05 to 500 mm² and even more preferably 0.1 to 400 mm² .

シート部の厚さは、錐台部又は針部と接している面と、反対側の面の間の距離で表す。シート部の厚さとしては、１μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上１５００μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以上１０００μｍ以下であることがさらに好ましい。 The thickness of the sheet portion is expressed by the distance between the surface in contact with the frustum portion or the needle portion and the opposite surface. The thickness of the sheet portion is preferably 1 μm or more and 2000 μm or less, more preferably 3 μm or more and 1500 μm or less, and even more preferably 5 μm or more and 1000 μm or less.

シート部は、水溶性高分子を含む。シート部は、水溶性高分子から構成されていてもよいし、それ以外の添加物（例えば、二糖類など）を含んでいてもよい。なお、シート部にはポリオワクチンを含まないことが好ましい。 The sheet portion contains a water-soluble polymer. The sheet portion may be composed of a water-soluble polymer, or may contain other additives (eg, disaccharides, etc.). In addition, it is preferable that the sheet portion does not contain a polio vaccine.

シート部に含まれる水溶性高分子としては、ポリビニルピロリドン、コンドロイチン硫酸、デキストラン、およびヒドロキシエチルスターチからなる群より選ばれる少なくとも一種である。上記の成分は、１種単独で用いてもよいし、２種以上の混合物として用いてもよい。水溶性高分子は特に好ましくは、ヒドロキシエチルスターチである。
シート部には、二糖類を添加してもよく、二糖類としては、スクロース、ラクツロース、ラクトース、マルトース、トレハロースまたはセロビオースなどが挙げられ、特にスクロースまたはトレハロースが好ましい。The water-soluble polymer contained in the sheet portion is at least one selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone, chondroitin sulfate, dextran, and hydroxyethyl starch. The above components may be used singly or as a mixture of two or more. A particularly preferred water-soluble polymer is hydroxyethyl starch.
A disaccharide may be added to the sheet portion, and examples of the disaccharide include sucrose, lactulose, lactose, maltose, trehalose and cellobiose, with sucrose and trehalose being particularly preferred.

シート部に含まれる水溶性高分子の含有量は、特に限定されないが、シート部の固形分質量に対して、好ましくは５０質量％以上であり、より好ましくは６０質量％以上であり、特に好ましくは８０質量％以上である。
シート部に含まれる二糖類の含有量は、特に限定されないが、シート部の固形分質量に対して、好ましくは３０質量％以下であり、より好ましくは２０質量％以下であり、特に好ましくは１０質量％以下である。The content of the water-soluble polymer contained in the sheet portion is not particularly limited, but is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and particularly preferably with respect to the solid content mass of the sheet portion. is 80% by mass or more.
The content of the disaccharide contained in the sheet portion is not particularly limited, but is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass relative to the solid content mass of the sheet portion. % by mass or less.

マイクロニードルアレイは、シート部の上面側に、アレイ状に配置された複数の針部から構成される。針部は、先端を有する凸状構造物であって、鋭い先端を有する針形状に限定されるものではなく、先の尖っていない形状であってもよい。
針部の形状の例としては、円錐状、多角錐状（四角錐状など）、又は紡錘状などが挙げられる。例えば、図１～８に示す針部１１２のような形状を有し、針部の全体の形状が、円錐状又は多角錐状（四角錐状など）であってもよいし、針部側面の傾き（角度）を連続的に変化させた構造であってもよい。また、針部側面の傾き（角度）が非連続的に変化する、二層又はそれ以上の多層構造をとることもできる。
本発明のマイクロニードルアレイを皮膚に適用した場合、針部が皮膚に挿入され、シート部の上面又はその一部が皮膚に接するようになることが好ましい。The microneedle array is composed of a plurality of needles arranged in an array on the upper surface of the sheet. The needle part is a convex structure having a tip, and is not limited to a needle shape with a sharp tip, and may be a shape with a blunt tip.
Examples of the shape of the needle include conical, polypyramidal (such as quadrangular pyramidal), and spindle shapes. For example, it has a shape like theneedle portion 112 shown in FIGS. A structure in which the inclination (angle) is continuously changed may be used. In addition, a multi-layered structure of two or more layers in which the inclination (angle) of the side surface of the needle portion changes discontinuously can be employed.
When the microneedle array of the present invention is applied to the skin, it is preferable that the needles are inserted into the skin so that the upper surface of the sheet or a portion thereof comes into contact with the skin.

針部の高さ（長さ）は、針部の先端から、錐台部又はシート部（錐台部が存在しない場合）へ下ろした垂線の長さで表す。針部の高さ（長さ）は特に限定されないが、好ましくは５０μｍ以上３０００μｍ以下であり、より好ましくは１００μｍ以上１５００μｍ以下であり、さらに好ましくは１００μｍ以上１０００μｍ以下である。針部の長さが５０μｍ以上であれば、ポリオワクチンの経皮投与を行うことができ、針部の長さが３０００μｍ以下であれば、針部が神経に接触することによる痛みの発生を防止できるだけでなく、出血も回避できるため、好ましい。 The height (length) of the needle portion is represented by the length of a perpendicular drawn from the tip of the needle portion to the frustum portion or the sheet portion (when the frustum portion does not exist). The height (length) of the needle portion is not particularly limited, but is preferably 50 μm or more and 3000 μm or less, more preferably 100 μm or more and 1500 μm or less, and still more preferably 100 μm or more and 1000 μm or less. If the length of the needle is 50 μm or more, the polio vaccine can be administered transdermally, and if the length of the needle is 3000 μm or less, pain due to contact of the needle with nerves can be prevented. Not only is this possible, but bleeding can also be avoided, which is preferable.

錐台部（ただし、錐台部が存在しない場合には針部）とシート部の界面を基底部と呼ぶ。１つの針部の基底における最も遠い点間の距離は、５０μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上１５００μｍ以下であることがより好ましく、２００μｍ以上１０００μｍ以下であることがさらに好ましい。 The interface between the frustum (or the needle if the frustum does not exist) and the sheet is called the base. The distance between the farthest points at the base of one needle is preferably 50 μm or more and 2000 μm or less, more preferably 100 μm or more and 1500 μm or less, and even more preferably 200 μm or more and 1000 μm or less.

針部は、１つのマイクロニードルアレイあたり１～２０００本配置されることが好ましく、３～１０００本配置されることがより好ましく、５～５００本配置されることがさらに好ましい。１つのマイクロニードルアレイあたり２本の針部を含む場合、針部の間隔は、針部の先端から錐台部又はシート部（錐台部が存在しない場合）へ下ろした垂線の足の間の距離で表す。１つのマイクロニードルアレイあたり３本以上の針部を含む場合、配列される針部の間隔は、全ての針部においてそれぞれ最も近接した針部に対して先端から錐台部又はシート部（錐台部が存在しない場合）へ下ろした垂線の足の間の距離を求め、その平均値で表す。針部の間隔は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。 Preferably, 1 to 2000 needles are arranged, more preferably 3 to 1000 needles, and even more preferably 5 to 500 needles are arranged in one microneedle array. When two needles are included per microneedle array, the distance between the needles is the distance between the legs of a vertical line drawn from the tip of the needle to the frustum or seat (if there is no frustum). Expressed as a distance. When three or more needles are included in one microneedle array, the interval between the arrayed needles is the frustum or sheet portion (frustum Calculate the distance between the legs of the vertical line that descends to (if there is no part), and express the average value. The distance between the needles is preferably 0.1 mm or more and 10 mm or less, more preferably 0.2 mm or more and 5 mm or less, and even more preferably 0.3 mm or more and 3 mm or less.

針部は、水溶性高分子と二糖類とポリオワクチンとを含む。
針部に含まれる水溶性高分子としては、ポリビニルピロリドン、コンドロイチン硫酸、デキストラン、およびヒドロキシエチルスターチからなる群より選ばれる少なくとも一種である。上記の成分は、１種単独で用いてもよいし、２種以上の混合物として用いてもよい。水溶性高分子は特に好ましくは、ヒドロキシエチルスターチである。
なお、針部に含まれる水溶性高分子は、シート部に含まれる水溶性高分子と同一であってもよいし、異なっていてもよい。The needle contains a water-soluble polymer, a disaccharide and a polio vaccine.
The water-soluble polymer contained in the needle is at least one selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone, chondroitin sulfate, dextran, and hydroxyethyl starch. The above components may be used singly or as a mixture of two or more. A particularly preferred water-soluble polymer is hydroxyethyl starch.
The water-soluble polymer contained in the needle portion may be the same as or different from the water-soluble polymer contained in the sheet portion.

針部は、二糖類を含む。二糖類としては、スクロース、ラクツロース、ラクトース、マルトース、トレハロースまたはセロビオースなどが挙げられ、特にスクロースまたはトレハロースが好ましい。 The needle contains a disaccharide. Examples of disaccharides include sucrose, lactulose, lactose, maltose, trehalose and cellobiose, with sucrose and trehalose being particularly preferred.

ポリオワクチンとしては、ポリオウイルスの弱毒株または不活化されたポリオウイルス（不活化ポリオウイルス）を使用することができる。本明細書では、不活化ポリオウイルスを、不活化ポリオワクチンと呼称する。
ポリオウイルスの弱毒株（セービン株）は経口ワクチンとして用いられている。Attenuated strains of poliovirus or inactivated poliovirus (inactivated poliovirus) can be used as polio vaccines. Inactivated poliovirus is referred to herein as inactivated polio vaccine.
An attenuated strain of poliovirus (Sabin strain) is used as an oral vaccine.

不活化ポリオワクチンは、ポリオウイルスをホルマリンにより不活化し、感染力を失わせたワクチンである。不活化ポリオワクチンは、被接種者の体内での増殖も、被接種者の周囲のヒトへの感染もしないので、ワクチン関連麻痺を起こすことはない。不活化ポリオワクチンの製造には、従来より強毒株が用いられているが、近年では弱毒株（セービン株）も用いられている。 An inactivated polio vaccine is a vaccine in which the poliovirus is inactivated with formalin to make it infective. Inactivated polio vaccine does not cause vaccine-associated paralysis because it neither multiplies in the body of the recipient nor infects people around the recipient. In the production of inactivated polio vaccines, virulent strains have conventionally been used, but in recent years, attenuated strains (Sabin strains) have also been used.

好ましくは、ポリオワクチンは、不活化ポリオワクチンI型、不活化ポリオワクチンII型、および不活化ポリオワクチンIII型の混合ワクチンである。
好ましくは、ポリオワクチンは、セービン株由来である。Preferably, the polio vaccine is a combined vaccine of inactivated polio vaccine type I, inactivated polio vaccine type II and inactivated polio vaccine type III.
Preferably, the polio vaccine is derived from the Sabin strain.

針部に含まれる水溶性高分子の含有量は、特に限定されないが、針部の固形分質量に対して、好ましくは５０質量％以上であり、より好ましくは６０質量％以上であり、特に好ましくは７０質量％以上である。
針部に含まれる二糖類の含有量は、特に限定されないが、シート部の固形分質量に対して、好ましくは５０質量％以下であり、より好ましくは４０質量％以下であり、特に好ましくは３０質量％以下である。
針部全体におけるポリオワクチンの含有量は、特に限定されないが、針部の固形分質量に対して、好ましくは０．００１～２０質量％であり、より好ましくは０．００５～１５質量％であり、特に好ましくは０．０１～１０質量％である。The content of the water-soluble polymer contained in the needle is not particularly limited, but is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and particularly preferably 60% by mass or more, based on the mass of the solid content in the needle. is 70% by mass or more.
The content of the disaccharide contained in the needle portion is not particularly limited, but is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and particularly preferably 30% by mass, based on the solid content mass of the sheet portion. % by mass or less.
The polio vaccine content in the entire needle is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 20% by mass, more preferably 0.005 to 15% by mass, based on the solid content mass of the needle. , particularly preferably 0.01 to 10% by mass.

以下、添付の図面に従って、本発明の好ましい実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されない。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.

図１～図８は、マイクロニードルアレイの一部拡大図であるマイクロニードル１１０を示している。本発明のマイクロニードルアレイは、シート部１１６の表面に複数個の針部１１２が形成されることで、構成される（図においては、シート部１１６上に１つの針部１１２のみ、あるいは１つの錘台部１１３と１つの針部１１２を表示し、これをマイクロニードル１１０と称する）。 1-8show microneedles 110, which are partial enlarged views of a microneedle array. The microneedle array of the present invention is configured by forming a plurality ofneedle portions 112 on the surface of the sheet portion 116 (in the figure, only oneneedle portion 112 is formed on thesheet portion 116, or oneA frustum portion 113 and oneneedle portion 112 are indicated, and this is referred to as a microneedle 110).

図１Ａにおいて、針部１１２は円錐状の形状を有し、図１Ｂにおいて、針部１１２は四角錐状の形状を有している。図１Ｃにおいて、Ｈは針部１１２の高さを、Ｗは針部１１２の直径（幅）を、Ｔはシート部１１６の高さ（厚み）を示す。 In FIG. 1A, theneedle portion 112 has a conical shape, and in FIG. 1B, theneedle portion 112 has a quadrangular pyramid shape. 1C, H indicates the height ofneedle portion 112, W indicates the diameter (width) ofneedle portion 112, and T indicates the height (thickness) ofsheet portion 116. In FIG.

図２及び図３は、シート部１１６の表面に、錐台部１１３及び針部１１２が形成された別の形状を有するマイクロニードル１１０を示している。図２において、錐台部１１３は、円錐台の形状を有し、針部１１２は円錐の形状を有している。また、図３において、錐台部１１３は、四角錐台の形状を有し、針部１１２は四角錐の形状を有している。ただし、針部の形状は、これらの形状に限定されるものではない。 2 and 3 show a microneedle 110 having another shape in which afrustum portion 113 and aneedle portion 112 are formed on the surface of asheet portion 116. FIG. In FIG. 2, thefrustum portion 113 has a truncated cone shape and theneedle portion 112 has a conical shape. In FIG. 3, thefrustum portion 113 has a truncated quadrangular pyramid shape, and theneedle portion 112 has a quadrangular pyramid shape. However, the shape of the needle portion is not limited to these shapes.

図４は、図２及び図３に示されるマイクロニードル１１０の断面図である。図４において、Ｈは針部１１２の高さを、Ｗは基底部の直径（幅）を、Ｔはシート部１１６の高さ（厚み）を示す。 FIG. 4 is a cross-sectional view of themicroneedle 110 shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 4, H indicates the height of theneedle portion 112, W indicates the diameter (width) of the base portion, and T indicates the height (thickness) of theseat portion 116. As shown in FIG.

本発明のマイクロニードルアレイは、図１Ｃのマイクロニードル１１０の形状よりも、図４のマイクロニードル１１０の形状とすることが好ましい。このような構造をとることで、針部全体の体積が大きくなり、マイクロニードルアレイの製造時において、より多くのポリオワクチンを針部の上端に集中させることができる。 The microneedle array of the present invention preferably has the shape of themicroneedles 110 in FIG. 4 rather than the shape of themicroneedles 110 in FIG. 1C. By adopting such a structure, the volume of the entire needle is increased, and more polio vaccine can be concentrated on the upper end of the needle during manufacturing of the microneedle array.

図５及び図６は、さらに別の形状を有するマイクロニードル１１０を示している。 5 and 6show microneedles 110 having yet another shape.

図５に示される針部第１層１１２Ａは円錐状の形状を有し、針部第２層１１２Ｂは円柱状の形状を有している。図６に示される針部第１層１１２Ａは四角錐状の形状を有し、針部第２層１１２Ｂは四角柱状の形状を有している。ただし、針部の形状は、これらの形状に限定されるものではない。 Thefirst needle layer 112A shown in FIG. 5 has a conical shape, and thesecond needle layer 112B has a columnar shape. Needlefirst layer 112A shown in FIG. 6 has a quadrangular pyramid shape, and needlesecond layer 112B has a quadrangular prism shape. However, the shape of the needle portion is not limited to these shapes.

図７は、図５及び図６に示されるマイクロニードル１１０の断面図である。図７において、Ｈは針部１１２の高さを、Ｗは基底部の直径（幅）を、Ｔはシート部１１６の高さ（厚み）を示す。 FIG. 7 is a cross-sectional view of themicroneedle 110 shown in FIGS. 5 and 6. FIG. 7, H indicates the height of theneedle portion 112, W indicates the diameter (width) of the base portion, and T indicates the height (thickness) of theseat portion 116. In FIG.

図８は、針部１１２の側面の傾き（角度）が連続的に変化した別の形状のマイクロニードルの断面図である。図８において、Ｈは針部１１２の高さを、Ｔはシート部１１６の高さ（厚み）を示す。 FIG. 8 is a cross-sectional view of another microneedle in which the inclination (angle) of the side surface of theneedle part 112 is continuously changed. In FIG. 8, H indicates the height ofneedle portion 112 and T indicates the height (thickness) ofsheet portion 116 .

本発明のマイクロニードルアレイにおいて、針部は、横列について１ｍｍ当たり約０．１～１０本の間隔で配置されていることが好ましい。マイクロニードルアレイは、１ｃｍ^２当たり１～１００００本のマイクロニードルを有することがより好ましい。マイクロニードルの密度を１本／ｃｍ^２以上とすることにより効率良く皮膚を穿孔することができ、またマイクロニードルの密度を１００００本／ｃｍ^２以下とすることにより、マイクロニードルアレイが十分に穿刺することが可能になる。針部の密度は、好ましくは１０～５０００本／ｃｍ^２であり、さらに好ましくは２５～１０００本／ｃｍ^２であり、特に好ましくは２５～４００本／ｃｍ^２である。In the microneedle array of the present invention, needles are preferably arranged at intervals of about 0.1 to 10 needles per mm per row. More preferably, the microneedle array has 1-10000 microneedles per cm² . By setting the density of the microneedles to 1/cm² or more, the skin can be efficiently pierced, and by setting the density of the microneedles to 10,000/cm² or less, the microneedle array can sufficiently pierce the skin. becomes possible. The needle density is preferably 10 to 5000/cm² , more preferably 25 to 1000/cm² , particularly preferably 25 to 400/cm² .

本発明のマイクロニードルアレイは、乾燥剤と一緒に密閉保存されている形態で供給することができる。乾燥剤としては、公知の乾燥剤（例えば、シリカゲル、生石灰、塩化カルシウム、シリカアルミナ、シート状乾燥剤など）を使用することができる。 The microneedle array of the present invention can be supplied in a sealed storage form together with a desiccant. As the desiccant, a known desiccant (for example, silica gel, quicklime, calcium chloride, silica alumina, sheet-like desiccant, etc.) can be used.

[マイクロニードルアレイの製造方法]
本発明のマイクロニードルアレイは、例えば、特開２０１３－１５３８６６号公報又は国際公開ＷＯ２０１４／０７７２４２号公報に記載の方法に準じて以下の方法により製造することができる。[Method for producing microneedle array]
The microneedle array of the present invention can be produced, for example, by the following method according to the method described in JP-A-2013-153866 or WO2014/077242.

（モールドの作製）
図９Ａから９Ｃは、モールド（型）の作製の工程図である。図９Ａに示すように、モールドを作製するための原版を先ず作製する。この原版１１の作製方法は２種類ある。(Preparation of mold)
Figures 9A to 9C are process diagrams for making a mold. As shown in FIG. 9A, a master for making a mold is first made. There are two methods for producing theoriginal plate 11 .

１種類目の方法は、Ｓｉ基板上にフォトレジストを塗布した後、露光、現像を行う。そして、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）等によるエッチングを行うことにより、原版１１の表面に円錐の形状部（凸部）１２のアレイを作製する。尚、原版１１の表面に円錐の形状部を形成するようにＲＩＥ等のエッチングを行う際には、Ｓｉ基板を回転させながら斜め方向からのエッチングを行うことにより、円錐の形状を形成することが可能である。２種類目の方法は、Ｎｉ等の金属基板に、ダイヤモンドバイト等の切削工具を用いた加工により、原版１１の表面に四角錐などの形状部１２のアレイを形成する方法である。 In the first method, a Si substrate is coated with a photoresist, then exposed and developed. Then, an array of conical shaped portions (convex portions) 12 is produced on the surface of themaster plate 11 by performing etching such as RIE (reactive ion etching). When etching such as RIE is performed so as to form a conical portion on the surface of theoriginal plate 11, the conical shape can be formed by performing etching from an oblique direction while rotating the Si substrate. It is possible. The second type of method is a method of forming an array of shapedportions 12 such as quadrangular pyramids on the surface of anoriginal plate 11 by processing a metal substrate such as Ni using a cutting tool such as a diamond bit.

次に、モールドの作製を行う。具体的には、図９Ｂに示すように、原版１１よりモールド１３を作製する。方法としては以下の４つの方法が考えられる。
１つ目の方法としては、原版１１にＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン、例えば、ダウコーニング社製のシルガード１８４（登録商標））に硬化剤を添加したシリコーン樹脂を流し込み、１００℃で加熱処理し硬化した後に、原版１１より剥離する方法である。２つ目の方法としては、紫外線を照射することにより硬化するＵＶ(Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ)硬化樹脂を原版１１に流し込み、窒素雰囲気中で紫外線を照射した後に、原版１１より剥離する方法である。３つ目の方法としては、ポリスチレンやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等のプラスチック樹脂を有機溶剤に溶解させた溶液を剥離剤の塗布された原版１１に流し込み、乾燥させることにより有機溶剤を揮発させて硬化させた後に、原版１１より剥離する方法である。４つ目の方法としては、Ｎｉ電鋳により反転品を作成する方法である。Next, a mold is produced. Specifically, as shown in FIG. 9B, amold 13 is produced from theoriginal plate 11 . As a method, the following four methods are conceivable.
As a first method, a silicone resin obtained by adding a curing agent to PDMS (polydimethylsiloxane, for example, Sylgard 184 (registered trademark) manufactured by Dow Corning) was poured into theoriginal plate 11 and cured by heating at 100°C. This is a method of peeling off from theoriginal plate 11 later. A second method is a method in which a UV (Ultraviolet) curable resin that is cured by being irradiated with ultraviolet rays is poured into theoriginal plate 11, irradiated with ultraviolet rays in a nitrogen atmosphere, and then peeled off from theoriginal plate 11. As a third method, a solution in which a plastic resin such as polystyrene or PMMA (polymethyl methacrylate) is dissolved in an organic solvent is poured onto theoriginal plate 11 coated with the release agent, and dried to volatilize the organic solvent. This is a method of peeling off from theoriginal plate 11 after curing. A fourth method is to create a reverse product by Ni electroforming.

これにより、原版１１の円錐形又は角錐形の反転形状である針状凹部１５が２次元配列で配列されたモールド１３を作製した。このようにして作製したモールド１３を図９Ｃに示す。 As a result, amold 13 was produced in which the needle-likeconcave portions 15, which are inverted shapes of the conical or pyramidal shape of theoriginal plate 11, were arranged in a two-dimensional array. Themold 13 produced in this way is shown in FIG. 9C.

図１０は他の好ましいモールド１３の態様を示したものである。針状凹部１５は、モールド１３の表面から深さ方向に狭くなるテーパ状の入口部１５Ａと、深さ方向に先細りの先端凹部１５Ｂとを備える。入口部１５Ａをテーパ形状とすることで、水溶性高分子溶解液を針状凹部１５に充填しやすくなる。 FIG. 10 shows anotherpreferred mold 13 embodiment. The needle-shapedconcave portion 15 has a taperedentrance portion 15A that narrows in the depth direction from the surface of themold 13, and a tipconcave portion 15B that tapers in the depth direction. By forming theinlet portion 15A into a tapered shape, it becomes easier to fill the needle-likeconcave portion 15 with the water-soluble polymer solution.

図１１は、マイクロニードルアレイの製造を行う上で、より好ましいモールド複合体１８の態様を示したものである。図１１中、（Ａ）部はモールド複合体１８を示す。図１１中、（Ｂ）部は、（Ａ）部のうち、円で囲まれた部分の拡大図である。 FIG. 11 shows a preferred embodiment of themold composite 18 for manufacturing microneedle arrays. In FIG. 11 , part (A) shows themold composite 18 . In FIG. 11, part (B) is an enlarged view of the circled portion of part (A).

図１１の（Ａ）部に示すように、モールド複合体１８は、針状凹部１５の先端（底）に空気抜き孔１５Ｃが形成されたモールド１３、及び、モールド１３の裏面に貼り合わされ、気体は透過するが液体は透過しない材料で形成された気体透過シート１９と、を備える。空気抜き孔１５Ｃは、モールド１３の裏面を貫通する貫通孔として形成される。ここで、モールド１３の裏面とは、空気抜き孔１５Ｃが形成された側の面を言う。これにより、針状凹部１５の先端は空気抜き孔１５Ｃ、及び気体透過シート１９を介して大気と連通する。
このようなモールド複合体１８を使用することで、針状凹部１５に充填される高分子溶解液は透過せず、針状凹部１５に存在する空気のみを針状凹部１５から追い出すことができる。これにより、針状凹部１５の形状を高分子に転写する転写性が良くなり、よりシャープな針部を形成することができる。As shown in part (A) of FIG. 11 , themold composite 18 is attached to themold 13 in which theair vent hole 15C is formed at the tip (bottom) of the needle-shapedconcave portion 15 and the back surface of themold 13, and the gas is released. a gas-permeable sheet 19 made of a material that is permeable but impermeable to liquids. Theair vent hole 15</b>C is formed as a through hole penetrating the rear surface of themold 13 . Here, the back surface of themold 13 means the surface on which the air vent holes 15C are formed. As a result, the tip of the needle-likeconcave portion 15 communicates with the atmosphere through theair vent hole 15C and the gaspermeable sheet 19 .
By using such amold composite 18 , only the air existing in the needle-shapedrecesses 15 can be expelled from the needle-shapedrecesses 15 without permeation of the polymer solution filled in the needle-shapedrecesses 15 . As a result, the transferability of transferring the shape of the needle-likeconcave portion 15 to the polymer is improved, and a sharper needle portion can be formed.

空気抜き孔１５Ｃの径Ｄ（直径）としては、１～５０μｍの範囲が好ましい。空気抜き孔１５Ｃの径Ｄが１μｍ未満の場合には、空気抜き孔としての役目を十分に果たせない。また、空気抜き孔１５Ｃの径Ｄが５０μｍを超える場合には、成形されたマイクロニードルの先端部のシャープ性が損なわれる。 The diameter D (diameter) of theair vent hole 15C is preferably in the range of 1 to 50 μm. If the diameter D of theair vent hole 15C is less than 1 μm, it cannot function sufficiently as an air vent hole. Further, when the diameter D of theair vent hole 15C exceeds 50 μm, the sharpness of the tip of the molded microneedle is impaired.

気体は透過するが液体は透過しない材料で形成された気体透過シート１９としては、例えば気体透過性フィルム（住友電気工業社製、ポアフロン（登録商標）、ＦＰ－０１０）を好適に使用できる。 As the gas-permeable sheet 19 made of a material that is permeable to gas but impermeable to liquid, for example, a gas-permeable film (Poreflon (registered trademark), FP-010, manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.) can be suitably used.

モールド１３に用いる材料としては、弾性素材又は金属製素材を用いることができ、弾性素材が好ましく、気体透過性の高い素材がさらに好ましい。気体透過性の代表である酸素透過性は、１×１０^－１２（ｍＬ／ｓ・ｍ^２・Ｐａ）以上が好ましく、１×１０^－１０（ｍＬ／ｓ・ｍ^２・Ｐａ）以上がさらに好ましい。なお、１ｍＬは、１０^－６ ｍ^３である。気体透過性を上記範囲とすることにより、モールド１３の凹部に存在する空気を型側から追い出すことができ、欠陥の少ないマイクロニードルアレイを製造することができる。このような材料として、具体的には、シリコーン樹脂（例えば、ダウコーニング社製のシルガード１８４（登録商標）、信越化学工業株式会社のＫＥ－１３１０ＳＴ（品番））、紫外線硬化樹脂、プラスチック樹脂（例えば、ポリスチレン、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート））を溶融、又は溶剤に溶解させたものなどを挙げることができる。これらの中でもシリコーンゴム系の素材は、繰り返し加圧による転写に耐久性があり、かつ素材との剥離性がよいため好ましい。また、金属製素材としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｉｒ、Ｔｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＭｇＯ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、α－酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、ステンレス（例えば、ボーラー・ウッデホルム社（Bohler-Uddeholm KK）のスタバックス材(STAVAX)（商標））などやその合金を挙げることができる。枠の材質としては、モールド１３の材質と同様の材質のものを用いることができる。As a material used for themold 13, an elastic material or a metal material can be used, and an elastic material is preferable, and a material with high gas permeability is more preferable. Oxygen permeability, which is representative of gas permeability, is preferably 1×10⁻¹² (mL/s·m² ·Pa) or more, more preferably 1×10⁻¹⁰ (mL/s·m² ·Pa) or more. . Note that 1 mL is 10⁻⁶ m³ . By setting the gas permeability within the above range, the air present in the recesses of themold 13 can be expelled from the mold side, and a microneedle array with few defects can be manufactured. Specific examples of such materials include silicone resins (e.g., Dow Corning Sylgard 184 (registered trademark), Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. KE-1310ST (product number)), ultraviolet curing resins, plastic resins (e.g. , polystyrene, and PMMA (polymethyl methacrylate)) melted or dissolved in a solvent. Among these materials, a silicone rubber-based material is preferable because it has durability against transfer by repeated pressurization and good releasability from the material. As metal materials, Ni, Cu, Cr, Mo, W, Ir, Tr, Fe, Co, MgO, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, α-aluminum oxide, zirconium oxide, stainless steel ( Examples include STAVAX (trademark) from Bohler-Uddeholm KK and alloys thereof. As the material of the frame, the same material as that of themold 13 can be used.

（水溶性高分子溶解液）
本発明においては、針部の一部を形成するためのポリオワクチン含有液、及び、針部の一部とシート部とを形成するための水溶性高分子溶解液、を準備することが好ましい。
水溶性高分子の種類は、本明細書中で上記した通りである。
上記の液には、二糖類を混合してもよく、二糖類の種類は、本明細書中で上記した通りである。
水溶性高分子溶解液中の水溶性高分子の濃度は、使用する水溶性高分子の種類によっても異なるが、一般的には１～５０質量％であることが好ましい。また、溶解に用いる溶媒は、水であってもよいし、水以外であっても揮発性を有するものであればよく、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アルコールなどを用いることができる。(Water-soluble polymer solution)
In the present invention, it is preferable to prepare a polio vaccine-containing liquid for forming a portion of the needle portion and a water-soluble polymer solution for forming a portion of the needle portion and the sheet portion.
Types of water-soluble polymers are as described herein above.
The above liquid may be mixed with a disaccharide, the type of disaccharide being as described herein above.
Although the concentration of the water-soluble polymer in the water-soluble polymer solution varies depending on the type of water-soluble polymer used, it is generally preferably 1 to 50% by mass. The solvent used for dissolution may be water, or any solvent other than water as long as it has volatility, such as methyl ethyl ketone (MEK) and alcohol.

（針部の形成）
図１２Ａに示すように、２次元配列された針状凹部１５を有するモールド１３が、基台２０の上に配置される。モールド１３には、５×５の２次元配列された、２組の複数の針状凹部１５が形成されている。ポリオワクチン含有液２２を収容するタンク３０、タンクに接続される配管３２、及び、配管３２の先端に接続されたノズル３４、を有する液供給装置３６が準備される。なお、本例では、針状凹部１５が５×５で２次元配列されている場合を例示しているが、針状凹部１５の個数は５×５に限定されるものではなく、Ｍ×Ｎ（Ｍ及びＮはそれぞれ独立に１以上の任意の整数を示し、好ましくは２～３０、より好ましくは３～２５、さらに好ましくは３～２０である）で２次元配列されていればよい。(Formation of needle portion)
As shown in FIG. 12A , amold 13 having two-dimensionally arranged needle-like recesses 15 is placed on abase 20 . Themold 13 is formed with two sets of a plurality of needle-like recesses 15 that are two-dimensionally arranged in a 5×5 matrix. Aliquid supply device 36 having atank 30 containing a polio vaccine-containingliquid 22, apipe 32 connected to the tank, and anozzle 34 connected to the tip of thepipe 32 is prepared. In this example, the case where the needle-likeconcave portions 15 are two-dimensionally arranged in 5×5 is illustrated, but the number of the needle-likeconcave portions 15 is not limited to 5×5, and M×N (M and N each independently represent an arbitrary integer of 1 or more, preferably 2 to 30, more preferably 3 to 25, and still more preferably 3 to 20).

図１３はノズルの先端部の概略斜視図を示している。図１３に示すように、ノズル３４の先端には平坦面であるリップ部３４Ａ及びスリット形状の開口部３４Ｂを備えている。スリット形状の開口部３４Ｂにより、例えば、１列を構成する複数の針状凹部１５に同時に、ポリオワクチン含有液２２を充填することが可能となる。開口部３４Ｂの大きさ（長さと幅）は、一度に充填すべき針状凹部１５の数に応じて適宜選択される。開口部３４Ｂの長さを長くすることで、より多くの針状凹部１５に一度にポリオワクチン含有液２２を充填することができる。これにより、生産性を向上させることが可能となる。 FIG. 13 shows a schematic perspective view of the tip of the nozzle. As shown in FIG. 13, the tip of thenozzle 34 is provided with aflat lip portion 34A and a slit-shapedopening portion 34B. The slit-shapedopening 34B makes it possible, for example, to simultaneously fill a plurality of needle-shapedrecesses 15 forming a row with the polio vaccine-containingliquid 22 . The size (length and width) of theopening 34B is appropriately selected according to the number of needle-like recesses 15 to be filled at one time. By increasing the length of theopening 34B, more needle-like recesses 15 can be filled with the polio vaccine-containingliquid 22 at once. This makes it possible to improve productivity.

ノズル３４に用いる材料としては、弾性素材又は金属製素材を用いることができる。例えば、テフロン（登録商標）、ステンレス鋼（ＳＵＳ(Steel Special Use Stainless)）、チタン等が挙げられる。 As a material used for thenozzle 34, an elastic material or a metallic material can be used. Examples thereof include Teflon (registered trademark), stainless steel (SUS (Steel Special Use Stainless)), and titanium.

図１２Ｂに示すように、ノズル３４の開口部３４Ｂが針状凹部１５の上に位置調整される。ノズル３４のリップ部３４Ａとモールド１３の表面とは接触している。タンク３０からポリオワクチン含有液２２がノズル３４に供給され、ノズル３４の開口部３４Ｂからポリオワクチン含有液２２を針状凹部１５に充填する。本実施形態では、１列を構成する複数の針状凹部１５にポリオワクチン含有液２２を同時に充填する。ただし、これに限定されず、針状凹部１５に一つずつ充填するようにすることもできる。 As shown in FIG. 12B, theopening 34B of thenozzle 34 is aligned over theneedle recess 15. As shown in FIG. Thelip portion 34A of thenozzle 34 and the surface of themold 13 are in contact with each other. The polio vaccine-containingliquid 22 is supplied from thetank 30 to thenozzle 34 , and the polio vaccine-containingliquid 22 is filled into the needle-shapedconcave portion 15 from theopening 34 B of thenozzle 34 . In this embodiment, a polio vaccine-containingliquid 22 is simultaneously filled into a plurality of needle-shapedrecesses 15 forming one row. However, it is not limited to this, and it is also possible to fill the needle-likeconcave portions 15 one by one.

モールド１３が気体透過性を有する素材で構成される場合、モールド１３の裏面から吸引することでポリオワクチン含有液２２を吸引でき、針状凹部１５内へのポリオワクチン含有液２２の充填を促進することができる。 When themold 13 is made of a gas-permeable material, the polio vaccine-containingliquid 22 can be sucked by sucking from the back surface of themold 13, and the filling of the polio vaccine-containingliquid 22 into the needle-shapedrecesses 15 is facilitated. be able to.

図１２Ｂに示す充填工程に次いで、図１２Ｃに示すように、ノズル３４のリップ部３４Ａとモールド１３の表面とを接触させながら、開口部３４Ｂの長さ方向と垂直方向に液供給装置３６を相対的に移動し、ノズル３４を、ポリオワクチン含有液２２が充填されていない針状凹部１５に移動する。ノズル３４の開口部３４Ｂが針状凹部１５の上に位置調整される。本実施の形態では、ノズル３４を移動させる例で説明したが、モールド１３を移動させてもよい。 After the filling step shown in FIG. 12B, as shown in FIG. 12C, thelip portion 34A of thenozzle 34 and the surface of themold 13 are brought into contact with each other, and theliquid supply device 36 is moved vertically to the length direction of the opening 34B. , and move thenozzle 34 to the needle-shapedconcave portion 15 that is not filled with the polio vaccine-containingliquid 22 . Theopening 34B of thenozzle 34 is aligned above the needle-shapedrecess 15. As shown in FIG. Although the example in which thenozzle 34 is moved has been described in the present embodiment, themold 13 may be moved.

ノズル３４のリップ部３４Ａとモールド１３の表面とを接触させて移動しているので、ノズル３４がモールド１３の針状凹部１５以外の表面に残るポリオワクチン含有液２２を掻き取ることができる。ポリオワクチン含有液２２をモールド１３の針状凹部１５以外に残らないようにすることができる。 Since thelip portion 34A of thenozzle 34 and the surface of themold 13 are moved in contact with each other, thenozzle 34 can scrape off the polio vaccine-containingliquid 22 remaining on the surface of themold 13 other than the needle-likeconcave portions 15 . The polio vaccine-containingliquid 22 can be prevented from remaining outside the needle-likeconcave portion 15 of themold 13 .

モールド１３へのダメージを減らし、かつモールド１３の圧縮による変形をできるだけ抑制するため、移動する際のノズル３４のモールド１３への押付け圧はできる限り小さい方が好ましい。また、ポリオワクチン含有液２２がモールド１３の針状凹部１５以外に残らないようにするため、モールド１３もしくはノズル３４の少なくとも一方がフレキシブルな弾性変形する素材であることが望ましい。 In order to reduce damage to themold 13 and suppress deformation due to compression of themold 13 as much as possible, it is preferable that the pressing pressure of thenozzle 34 against themold 13 during movement be as small as possible. Also, in order to prevent the polio vaccine-containingliquid 22 from remaining outside the needle-like recessedportion 15 of themold 13, it is desirable that at least one of themold 13 and thenozzle 34 is made of a material that is flexible and elastically deformable.

図１２Ｂの充填工程と、図１２Ｃの移動工程とを繰り返すことで、５×５の２次元配列された針状凹部１５にポリオワクチン含有液２２が充填される。５×５の２次元配列された針状凹部１５にポリオワクチン含有液２２が充填されると、隣接する５×５の２次元配列された針状凹部１５に液供給装置３６を移動し、図１２Ｂの充填工程と、図１２Ｃの移動工程とを繰り返す。隣接する５×５の２次元配列された針状凹部１５にもポリオワクチン含有液２２が充填される。 By repeating the filling step of FIG. 12B and the moving step of FIG. 12C, the polio vaccine-containingliquid 22 is filled into the 5×5 two-dimensionally arranged needle-likeconcave portions 15 . When the polio vaccine-containingliquid 22 is filled in the 5×5 two-dimensionally arranged needle-shapedrecesses 15, theliquid supply device 36 is moved to the adjacent 5×5 two-dimensionally arranged needle-shapedrecesses 15, as shown in FIG. Repeat the filling step of 12B and the moving step of FIG. 12C. The polio vaccine-containingliquid 22 is also filled in the adjacent 5×5 two-dimensionally arranged needle-like recesses 15 .

上述の充填工程と移動工程は、（１）ノズル３４を移動しながらポリオワクチン含有液２２を針状凹部１５に充填する態様でもよいし、（２）ノズル３４の移動中に針状凹部１５の上でノズル３４を一旦静止してポリオワクチン含有液２２を充填し、充填後にノズル３４を再度移動させる態様でもよい。充填工程と移動工程との間、ノズル３４のリップ部３４Ａはモールド１３の表面に接触している。 The above-described filling step and moving step may be (1) filling the polio vaccine-containingliquid 22 into the needle-shaped recessedportion 15 while moving thenozzle 34, or (2) filling the needle-shaped recessedportion 15 while thenozzle 34 is moving. It is also possible to fill the polio vaccine-containingliquid 22 with thenozzle 34 temporarily stationary, and move thenozzle 34 again after the filling. Thelip portion 34A of thenozzle 34 is in contact with the surface of themold 13 between the filling process and the moving process.

図１４は、ポリオワクチン含有液２２を針状凹部１５に充填する際のノズル３４の先端とモールド１３との部分拡大図である。図１４に示すように、ノズル３４内に加圧力Ｐ１を加えることで、針状凹部１５内にポリオワクチン含有液２２を充填するのを促進することができる。さらに、針状凹部１５内にポリオワクチン含有液２２を充填する際の、ノズル３４をモールド１３の表面に接触させる押付け力Ｐ２を、ノズル３４内の加圧力Ｐ１以上とすることが好ましい。押付け力Ｐ２≧加圧力Ｐ１とすることにより、ポリオワクチン含有液２２が針状凹部１５からモールド１３の表面に漏れ出すのを抑制することができる。 FIG. 14 is a partially enlarged view of the tip of thenozzle 34 and themold 13 when the polio vaccine-containingliquid 22 is filled into the needle-shapedconcave portion 15 . As shown in FIG. 14, applying a pressure P1 inside thenozzle 34 can promote the filling of the polio vaccine-containingliquid 22 into the needle-shapedconcave portion 15 . Furthermore, it is preferable that the pressing force P2 that brings thenozzle 34 into contact with the surface of themold 13 when filling the polio vaccine-containingliquid 22 into the needle-shaped recessedportion 15 is equal to or greater than the pressure P1 inside thenozzle 34 . By setting the pressing force P2≧the pressing force P1, it is possible to prevent the polio vaccine-containingliquid 22 from leaking from the needle-shapedconcave portion 15 to the surface of themold 13 .

図１５は、ノズル３４の移動中における、ノズル３４の先端とモールド１３との部分拡大図である。ノズル３４をモールド１３に対して相対的に移動する際は、ノズル３４をモールド１３の表面に接触させる押付け力Ｐ３を、充填中のノズル３４をモールド１３の表面に接触させる押付け力Ｐ２より小さくすることが好ましい。モールド１３へのダメージを減らし、モールド１３の圧縮による変形を抑制するためである。 FIG. 15 is a partially enlarged view of the tip of thenozzle 34 and themold 13 while thenozzle 34 is moving. When thenozzle 34 is moved relative to themold 13, the pressing force P3 that brings thenozzle 34 into contact with the surface of themold 13 is made smaller than the pressing force P2 that brings thenozzle 34 into contact with the surface of themold 13 during filling. is preferred. This is to reduce damage to themold 13 and suppress deformation due to compression of themold 13 .

５×５で構成される複数の針状凹部１５への充填が完了すると、ノズル３４は、隣接する５×５で構成される複数の針状凹部１５へ移動する。液供給に関して、隣接する５×５で構成される複数の針状凹部１５へ移動する際は、ポリオワクチン含有液２２の供給を停止するのが好ましい。５列目の針状凹部１５から次の１列目の針状凹部１５までは距離があるため、その距離をノズル３４が移動する間に、ポリオワクチン含有液２２を供給し続けると、ノズル３４内の液圧が高くなりすぎる場合がある。その結果、ノズル３４からポリオワクチン含有液２２がモールド１３の針状凹部１５以外に流れ出る場合があり、これを抑制するため、ノズル３４内の液圧を検出し、液圧が高くなりすぎると判定した際にはポリオワクチン含有液２２の供給を停止するのが好ましい。 When the filling of the plurality of 5×5 needle-like recesses 15 is completed, thenozzle 34 moves to the adjacent 5×5 needle-like recesses 15 . Regarding liquid supply, it is preferable to stop the supply of the polio vaccine-containingliquid 22 when moving to a plurality of needle-likeconcave portions 15 configured by adjacent 5×5. Since there is a distance from the needle-shaped recessedportion 15 in the fifth row to the needle-shaped recessedportion 15 in the next first row, if the polio vaccine-containingliquid 22 is continuously supplied while thenozzle 34 moves that distance, thenozzle 34 The fluid pressure inside may become too high. As a result, the polio vaccine-containingliquid 22 may flow out of thenozzle 34 to areas other than the needle-shapedconcave portion 15 of themold 13. In order to suppress this, the liquid pressure inside thenozzle 34 is detected and it is determined that the liquid pressure becomes too high. It is preferable to stop the supply of the polio vaccine-containingliquid 22 when

なお、上記においてはノズルを有するディスペンサーを用いてポリオワクチン含有液を供給する方法を説明したが、ディスペンサーによる塗布に加えて、バー塗布、スピン塗布、スプレーなどによる塗布などを適用することもできる。 In the above description, a method of supplying the polio vaccine-containing liquid using a dispenser having a nozzle has been described.

本発明においては、ポリオワクチン含有液を針状凹部に供給した後、乾燥処理を実施することが好ましい。
好ましくは、本発明のマイクロニードルアレイは、ポリオワクチン含有液を充填した針部形成用モールドを、乾燥することによって針部の一部を形成する工程；及び水溶性高分子溶解液を、上記で形成された針部の一部の上面に充填して乾燥する工程によって製造することができる。In the present invention, it is preferable to carry out a drying treatment after supplying the polio vaccine-containing liquid to the needle-shaped concave portions.
Preferably, the microneedle array of the present invention comprises a step of forming part of the needles by drying a needle-forming mold filled with a polio vaccine-containing liquid; It can be manufactured by a process of filling a part of the upper surface of the formed needle portion and drying it.

ポリオワクチン含有液を充填した針部形成用モールドを乾燥する際の条件としては、乾燥開始後３０分から３００分間経過してから、ポリオワクチン含有液の含水率が２０質量％以下に到達する条件であることが好ましい。
特に好ましくは、上記の乾燥は、ポリオワクチンが失活しない温度以下に保ち、かつ乾燥開始後６０分以上経過してから、ポリオワクチン含有液の含水率が２０質量％以下に到達するように制御する。The conditions for drying the needle portion forming mold filled with the polio vaccine-containing liquid are such that the moisture content of the polio vaccine-containing liquid reaches 20% by mass or less 30 to 300 minutes after the start of drying. Preferably.
Particularly preferably, the drying is controlled so that the polio vaccine is kept at a temperature below which the polio vaccine is not inactivated, and the water content of the polio vaccine-containing liquid reaches 20% by mass or less after 60 minutes or more have passed since the start of drying. do.

上記した乾燥速度の制御の方法としては、例えば、温度、湿度、乾燥風量、容器の使用、容器の容積及び／又は形状など、乾燥を遅らすことが可能な任意の手段を取ることができる。 As a method for controlling the drying speed described above, any means capable of delaying drying, such as temperature, humidity, drying air volume, use of container, volume and/or shape of container, can be taken.

乾燥は、好ましくは、ポリオワクチンを含む第一の水溶性高分子溶解液を充填した針部形成用モールドを、容器を被せた状態又は容器に収容した状態で、行うことができる。
乾燥の際の温度は、好ましくは１～４５℃であり、より好ましくは１～４０℃である。
乾燥の際の相対湿度は、好ましくは１０～９５％であり、より好ましくは２０～９５％であり、さらに好ましくは３０～９５％である。Drying can preferably be carried out with the needle portion forming mold filled with the first water-soluble polymer solution containing the polio vaccine covered with a container or housed in a container.
The temperature during drying is preferably 1 to 45°C, more preferably 1 to 40°C.
The relative humidity during drying is preferably 10-95%, more preferably 20-95%, still more preferably 30-95%.

（針部の下端部およびシート部の形成）
針部の下端部およびシート部を形成する工程について、いくつかの態様を説明する。
針部の下端部およびシート部を形成する工程について、第１の態様について図１６Ａから１６Ｄを参照して説明する。モールド１３の針状凹部１５にポリオワクチン含有液２２をノズル３４から充填する（図１６Ａ）。次いで、図１６Ｂに示すように、ポリオワクチン含有液２２を乾燥固化させることで、針状凹部１５内にポリオワクチンを含む層１２０が形成される。次いで、図１６Ｃに示すように、ポリオワクチンを含む層１２０が形成されたモールド１３に、水溶性高分子溶解液２４をディスペンサーにより塗布する。ディスペンサーによる塗布に加えて、バー塗布、スピン塗布、スプレーなどによる塗布などを適用することができる。ポリオワクチンを含む層１２０は固化されているので、ポリオワクチンが、水溶性高分子溶解液２４に拡散するのを抑制することができる。次いで、図１６Ｄに示すように、水溶性高分子溶解液２４を乾燥固化させることで、複数の針部１１２、錐台部１１３及び、シート部１１６から構成されるマイクロニードルアレイ１が形成される。(Formation of the lower end of the needle portion and the sheet portion)
Several aspects of the process of forming the lower end of the needle portion and the seat portion will be described.
The process of forming the lower end portion of the needle portion and the seat portion will now be described for a first aspect with reference to FIGS. 16A to 16D. The polio vaccine-containingliquid 22 is filled into the needle-shapedconcave portion 15 of themold 13 through the nozzle 34 (Fig. 16A). Next, as shown in FIG. 16B, the polio vaccine-containingliquid 22 is dried and solidified to form alayer 120 containing the polio vaccine in the needle-shapedconcave portions 15 . Next, as shown in FIG. 16C, themold 13 on which thelayer 120 containing the polio vaccine is formed is coated with the water-soluble polymer solution 24 using a dispenser. In addition to application by a dispenser, application by bar application, spin application, spray application, and the like can be applied. Since thelayer 120 containing the polio vaccine is solidified, the polio vaccine can be prevented from diffusing into the water-soluble polymer solution 24 . Next, as shown in FIG. 16D, by drying and solidifying the water-soluble polymer solution 24, the microneedle array 1 composed of a plurality ofneedle portions 112,frustum portions 113, andsheet portions 116 is formed. .

第１の態様において、ポリオワクチン含有液２２、及び水溶性高分子溶解液２４の針状凹部１５内への充填を促進させるために、モールド１３の表面からの加圧、及び、モールド１３の裏面からの減圧吸引を行うことも好ましい。 In the first embodiment, in order to promote the filling of the polio vaccine-containingliquid 22 and the water-soluble polymer solution 24 into the needle-shapedconcave portions 15, pressure is applied from the surface of themold 13 and the back surface of themold 13. It is also preferable to perform vacuum suction from the

次に、第２の態様について図１７Ａから１７Ｃを参照して説明する。図１７Ａに示すように、モールド１３の針状凹部１５にポリオワクチン含有液２２をノズル３４から充填する。次いで、図１６Ｂと同様に、ポリオワクチン含有液２２を乾燥固化させることで、ポリオワクチンを含む層１２０が針状凹部１５内に形成される。次に、図１７Ｂに示すように、別の支持体２９の上に、水溶性高分子溶解液２４を塗布する。支持体２９は限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース、ガラス等を使用することができる。次に、図１７Ｃに示すように、針状凹部１５にポリオワクチンを含む層１２０が形成されたモールド１３に、支持体２９の上に形成された水溶性高分子溶解液２４を重ねる。これにより、水溶性高分子溶解液２４を針状凹部１５の内部に充填する。ポリオワクチンを含む層は固化されているので、ポリオワクチンが、水溶性高分子溶解液２４に拡散するのを抑制することができる。次に、水溶性高分子溶解液２４を乾燥固化することで、複数の針部１１２、錐台部１１３及びシート部１１６から構成されるマイクロニードルアレイ１が形成される。 A second aspect will now be described with reference to FIGS. 17A to 17C. As shown in FIG. 17A, needle-like recesses 15 ofmold 13 are filled with polio vaccine-containingliquid 22 throughnozzle 34 . 16B, polio vaccine-containingliquid 22 is dried and solidified to formlayer 120 containing polio vaccine in needle-shapedconcave portion 15 . Next, as shown in FIG. 17B, anothersupport 29 is coated with the water-soluble polymer solution 24 . Although thesupport 29 is not limited, for example, polyethylene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polypropylene, acrylic resin, triacetyl cellulose, glass, etc. can be used. Next, as shown in FIG. 17C, the water-soluble polymer solution 24 formed on thesupport 29 is overlaid on themold 13 in which thelayer 120 containing the polio vaccine is formed in the needle-like recesses 15 . As a result, the inside of the needle-shapedconcave portion 15 is filled with the water-soluble polymer solution 24 . Since the layer containing the polio vaccine is solidified, the polio vaccine can be prevented from diffusing into the water-soluble polymer solution 24 . Next, by drying and solidifying the water-soluble polymer solution 24, the microneedle array 1 composed of a plurality ofneedle portions 112,frustum portions 113, andsheet portions 116 is formed.

第２の態様において、水溶性高分子溶解液２４の針状凹部１５内への充填を促進するために、モールド１３の表面からの加圧及びモールド１３の裏面からの減圧吸引を行うことも好ましい。 In the second aspect, it is also preferable to pressurize from the front surface of themold 13 and vacuum suction from the rear surface of themold 13 in order to promote the filling of the water-soluble polymer solution 24 into the needle-shapedconcave portions 15 . .

水溶性高分子溶解液２４を乾燥させる方法としては、高分子溶解液中の溶媒を揮発させる工程であればよい。その方法は特に限定されず、例えば加熱、送風、減圧等の方法が用いられる。乾燥処理は、１～５０℃で１～７２時間の条件で行うことができる。送風の場合には、０．１～１０ｍ／秒の温風を吹き付ける方法が挙げられる。乾燥温度は、ポリオワクチン含有液２２内のポリオワクチンを熱劣化させない温度であることが好ましい。 As a method for drying the water-soluble polymer solution 24, a process of volatilizing the solvent in the polymer solution may be used. The method is not particularly limited, and methods such as heating, air blowing, and depressurization are used. The drying treatment can be performed at 1 to 50° C. for 1 to 72 hours. In the case of air blowing, a method of blowing hot air at 0.1 to 10 m/sec can be used. The drying temperature is preferably a temperature that does not thermally degrade the polio vaccine in the polio vaccine-containingliquid 22 .

（剥離）
マイクロニードルアレイをモールド１３から剥離する方法は特に限定されない。剥離の際に針部が曲がったり折れたりしないことが好ましい。具体的には、図１８に示すように、マイクロニードルアレイの上に、粘着性の粘着層が形成されているシート状の基材４０を付着させた後、端部から基材４０をめくるように剥離を行うことができる。ただし、この方法では針部が曲がる可能性がある。そのため、図１９に示すように、マイクロニードルアレイの上の基材４０に吸盤（図示せず）を設置し、エアーで吸引しながら垂直に引き上げる方法を適用することができる。なお、基材４０として支持体２９を使用してもよい。(peeling)
A method for separating the microneedle array from themold 13 is not particularly limited. It is preferable that the needle portion does not bend or break during peeling. Specifically, as shown in FIG. 18, a sheet-like base material 40 having an adhesive layer formed thereon is adhered onto the microneedle array, and then thebase material 40 is turned over from the end. can be peeled off. However, this method may bend the needle. Therefore, as shown in FIG. 19, a method can be applied in which a suction cup (not shown) is placed on thebase material 40 on the microneedle array, and the base material is lifted vertically while being sucked with air. Note that thesupport 29 may be used as thebase material 40 .

図２０はモールド１３から剥離されたマイクロニードルアレイ２を示している。マイクロニードルアレイ２は、基材４０、基材４０の上に形成された針部１１２、錐台部１１３及びシート部１１６で構成される。針部１１２は、円錐形状又は多角錐形状を少なくとも先端に有しているが、針部１１２はこの形状に限定されるものではない FIG. 20 shows themicroneedle array 2 separated from themold 13. FIG. Themicroneedle array 2 is composed of asubstrate 40 ,needle portions 112 formed on thesubstrate 40 , afrustum portion 113 and asheet portion 116 . Theneedle portion 112 has at least a conical shape or a polygonal pyramid shape at the tip, but theneedle portion 112 is not limited to this shape.

以下に、本発明の実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、以下の実施例に示される材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples of the present invention. The materials, amounts used, proportions, processing details, processing procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed to be limited by the specific examples shown below.

本発明のマイクロニードルアレイの製造法としては、特に限定されないが、（１）モールドの製造工程、（２） ポリオワクチン含有液及び水溶性高分子溶解液を調製する工程、（３） ポリオワクチン含有液をモールドに充填し、針部の上端部を形成する工程、（４）水溶性高分子溶解液をモールドに充填し、針部の下端部およびシート部を形成する工程、（５）モールドから剥離する工程、を含む製造法によって得ることが好ましい。 The method for producing the microneedle array of the present invention is not particularly limited, but includes (1) a step of producing a mold, (2) a step of preparing a polio vaccine-containing solution and a water-soluble polymer solution, and (3) containing a polio vaccine. (4) filling the mold with a solution of water-soluble polymer to form the lower end of the needle and the sheet; (5) starting from the mold; It is preferably obtained by a manufacturing method including a peeling step.

略称は以下を示す。
ＨＥＳ：ヒドロキシエチルスターチ
ＤＥＸ：デキストラン
ＣＳ：コンドロイチン硫酸
Ｓｕｃ：スクロース
Ｔｒｅ：トレハロース
ＭＤ：マルトデキストリン
ＭＣ：メチルセルロース
ＣＭＣ：カルボキシメチルセルロース
ＰＶＰ：ポリビニルピロリドン
ｓＩＰＶ：不活化ポリオワクチン（セービン株由来）
ＥＬＩＳＡ：酵素結合免疫吸収アッセイAbbreviations are as follows.
HES: Hydroxyethyl Starch DEX: Dextran CS: Chondroitin Sulfate Suc: Sucrose Tre: Trehalose MD: Maltodextrin MC: Methylcellulose CMC: Carboxymethylcellulose PVP: Polyvinylpyrrolidone sIPV: Inactivated polio vaccine (derived from Sabin strain)
ELISA: enzyme-linked immunosorbent assay

不活化ポリオワクチン内包マイクロニードルアレイの作製
（モールドの製造)
一辺４０ｍｍの平滑なＮｉ板の表面に、図２１に示すような、底面が５００μｍの直径Ｄ１で、１５０μｍの高さＨ１の円錐台５０上に、３００μｍの直径Ｄ２で、５００μｍの高さＨ２の円錐５２が形成された針状構造の形状部１２を、１０００μｍのピッチＬ１にて四角形状に１００本の針を２次元正方配列に研削加工することで、原版１１を作製した。この原版１１の上に、シリコンゴム（ダウ・コーニング社製SILASTIC MDX4-4210）を０．６ｍｍの厚みで膜を形成し、膜面から原版１１の円錐先端部５０μｍを突出させた状態で熱硬化させ、剥離した。これにより、約３０μｍの直径の貫通孔を有するシリコンゴムの反転品を作製した。このシリコンゴム反転品の、中央部に１０列×１０行の２次元配列された針状凹部が形成された、一辺３０ｍｍの平面部外を切り落としたものをモールドとして用いた。針状凹部の開口部が広い方をモールドの表面とし、３０μｍの直径の貫通孔（空気抜き孔）を有する面をモールドの裏面とした。Fabrication of microneedle array containing inactivated polio vaccine (manufacture of mold)
On the surface of a smooth Ni plate with a side of 40 mm, as shown in FIG. Theoriginal plate 11 was produced by grinding theshape part 12 having a needle-like structure in which thecone 52 was formed in a two-dimensional square arrangement of 100 square needles at a pitch L1 of 1000 μm. A film of silicon rubber (SILASTIC MDX4-4210 manufactured by Dow Corning) is formed on themaster plate 11 to a thickness of 0.6 mm, and heat-cured in a state in which the conical tip of themaster plate 11 protrudes 50 μm from the film surface. and peeled off. As a result, a reverse product of silicone rubber having through holes with a diameter of about 30 μm was produced. A mold was obtained by cutting off the outside of the plane portion of 30 mm on a side, in which needle-like concave portions arranged two-dimensionally in 10 columns×10 rows were formed in the central portion of the inverted silicone rubber product. The side with the wide opening of the needle-shaped recess was used as the front surface of the mold, and the surface having a through hole (air vent hole) with a diameter of 30 μm was used as the rear surface of the mold.

（ポリオワクチン含有液の調製）
セービン株由来の不活化ポリオワクチン（不活化ポリオワクチンＩ型、ＩＩ型、およびＩＩＩ型を含む）を限外濾過法によって濃縮した後、表１に示す成分と混合した水溶液を調製し、ポリオワクチン含有液とした。各成分の使用量については、下記表に記載した通りである。(Preparation of Polio Vaccine-Containing Liquid)
An inactivated polio vaccine derived from the Sabin strain (including inactivated polio vaccine types I, II, and III) was concentrated by ultrafiltration, and then mixed with the ingredients shown in Table 1 to prepare an aqueous solution, and the polio vaccine was prepared. contained liquid. The amount of each component used is as shown in the table below.

(針部の下端部およびシート部を形成する水溶性高分子溶解液の調製)
表２に示す成分を、マイクロニードルアレイ成形時に表２の組成となるように任意の濃度比率で水に溶解し、針部の下端部およびシート部を形成する水溶性高分子溶解液を調製した。(Preparation of water-soluble polymer solution forming lower end of needle and sheet)
The components shown in Table 2 were dissolved in water at an arbitrary concentration ratio so that the composition shown in Table 2 was obtained when the microneedle array was molded, to prepare a water-soluble polymer solution for forming the lower ends of the needles and the sheet. .

（ポリオワクチン含有液の充填及び乾燥）
図２２に示す充填装置を使用した。充填装置は、モールドとノズルの相対位置座標を制御するＸ軸駆動部６１及びＺ軸駆動部６２、ノズル６３を取り付け可能な液供給装置６４（武蔵エンジニアリング社製超微量定量ディスペンサーSMP-III）、モールド６９を固定する吸引台６５、モールド表面形状を測定するレーザー変位計６６（パナソニック社製ＨＬ－Ｃ２０１Ａ）、ノズル押し込み圧力を測定するロードセル６７（共和電業製ＬＣＸ－Ａ－５００Ｎ）、及び表面形状及び押し付け圧力の測定値のデータを基にＺ軸を制御する制御機構６８を備える。(Filling and Drying of Polio Vaccine Containing Liquid)
A filling apparatus as shown in FIG. 22 was used. The filling device includes anX-axis drive unit 61 and a Z-axis drive unit 62 that control the relative position coordinates of the mold and the nozzle, aliquid supply device 64 to which thenozzle 63 can be attached (Musashi Engineering Co., Ltd. ultra-micro-quantity dispenser SMP-III), A suction table 65 for fixing themold 69, a laser displacement meter 66 (HL-C201A manufactured by Panasonic Corporation) for measuring the surface shape of the mold, a load cell 67 (LCX-A-500N manufactured by Kyowa Dengyo) for measuring the nozzle pushing pressure, and a surfaceA control mechanism 68 is provided to control the Z-axis based on data of shape and pressing pressure measurements.

水平な吸引台上に一辺１５ｍｍの気体透過性フィルム（住友電気工業社製、ポアフロン（登録商標）、ＦＰ－０１０）を置き、その上に表面が上になるようにモールドを設置した。モールド裏面方向からゲージ圧９０ｋＰａの吸引圧で減圧して、気体透過性フィルムとモールドをバキューム台に固定した。 A gas-permeable film (Poreflon (registered trademark), FP-010, manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.) of 15 mm on a side was placed on a horizontal suction table, and a mold was placed thereon so that the surface faced upward. The gas-permeable film and the mold were fixed to a vacuum stand by reducing the pressure from the back side of the mold with a suction pressure of 90 kPa gauge pressure.

図１３に示すような形状のＳＵＳ製（ステンレス鋼）のノズルを準備し、長さ２０ｍｍ、幅２ｍｍのリップ部の中央に、長さ１２ｍｍ、幅０．２ｍｍのスリット状の開口部を形成した。このノズルを液供給装置に接続した。３ｍＬのポリオワクチン含有液を、液供給装置とノズル内部に装填した。開口部を、モールドの表面に形成された複数の針状凹部で構成される１列目と平行となるようにノズルを調整した。１列目に対して２列目と反対方向に２ｍｍの間隔をおいた位置で、ノズルを１．３７２×１０^４Ｐａ（０．１４ｋｇｆ／ｃｍ^２）の圧力でモールドに押し付けた。ノズルを押し付けたまま、押し付け圧の変動が±０．４９０×１０^４Ｐａ（０．０５ｋｇｆ／ｃｍ^２）に収まるようにＺ軸を制御しつつ、０．５ｍｍ／秒で開口部の長さ方向に対して垂直な方向に移動させながら、液供給装置にて、ポリオワクチン含有液を、０．１５μＬ／秒で２０秒間、開口部から放出した。２次元配列された複数の針状凹部の孔パターンを通過して、２ｍｍ間隔を置いた位置でノズルの移動を停止し、ノズルをモールドから離した。A SUS (stainless steel) nozzle having a shape as shown in FIG. 13 was prepared, and a slit-shaped opening having a length of 12 mm and a width of 0.2 mm was formed in the center of a lip portion having a length of 20 mm and a width of 2 mm. . This nozzle was connected to a liquid feeder. 3 mL of polio vaccine-containing liquid was loaded inside the liquid supply device and the nozzle. The nozzle was adjusted so that the opening was parallel to the first row composed of a plurality of needle-like recesses formed on the surface of the mold. The nozzles were pressed against the mold with a pressure of 1.372×10⁴ Pa (0.14 kgf/cm² ) at a position spaced 2 mm from the first row in the direction opposite to the second row. While pressing the nozzle, while controlling the Z-axis so that the variation of the pressing pressure is within ±0.490 × 10⁴ Pa (0.05 kgf/cm² ), the nozzle is moved along the length of the opening at 0.5 mm/sec. The polio vaccine-containing liquid was discharged from the opening at 0.15 μL/sec for 20 seconds by the liquid feeder while moving in a direction perpendicular to the opening. After passing through the two-dimensionally arranged hole pattern of a plurality of needle-like recesses, the movement of the nozzle was stopped at a position with an interval of 2 mm, and the nozzle was separated from the mold.

ポリオワクチン含有液を充填したモールドを、温度２３℃、相対湿度４５％の環境下で、容器を被せた状態で静置し、乾燥した。このとき、ポリオワクチン含有液は、徐々に乾燥され、６０分以上経過した後に、含水率が２０質量％以下となるようにした。 The mold filled with the polio vaccine-containing liquid was allowed to stand while covered with a container in an environment of 23° C. and 45% relative humidity to dry. At this time, the polio vaccine-containing liquid was gradually dried so that after 60 minutes or more had passed, the water content was 20% by mass or less.

（針部の下端部およびシート部の形成及び乾燥）
シート部を形成する支持体としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート（１７５μｍ）をクラウドリムーバー(Victor jvc社)を用いて、以下条件(使用ガス：Ｏ_２、ガス圧：13Pa、高周波（ＲＦ）電力：100W、照射時間：3分、Ｏ_２流量：SV250、目標真空度（CCG）：2.0×10^-4Pa)にて親水化プラズマ処理したものを用いた。処理を施したＰＥＴ上に、水溶性高分子溶解液を、表裏面に対して７５μｍの膜厚で塗布した。一方で、ポリオワクチン含有液を充填したモールドを吸引台に吸引固定した。水溶性高分子溶解液を塗布したＰＥＴの表面側が、モールド表面と向かい合わせになるように配置し、更にＰＥＴとモールド間の空隙、および、ＰＥＴのモールドと反対側の空間を２分間減圧した。減圧後、ＰＥＴのモールドと反対側の空間のみを大気圧開放することで、水溶性高分子溶解液を塗布したＰＥＴと、モールドを貼り合せた。１０分間接触状態を維持した後、ＰＥＴとモールドが貼り合わさって一体となったものを乾燥した。(Formation and drying of lower end of needle portion and sheet portion)
As a support for forming the sheet portion, a polyethylene terephthalate (PET) sheet (175 μm) was used with a cloud remover (Victor Jvc) under the following conditions (used gas: O₂ , gas pressure: 13 Pa, high frequency (RF) power : 100 W, irradiation time: 3 minutes, O₂ flow rate: SV250, target degree of vacuum (CCG): 2.0×10⁻⁴ Pa). A water-soluble polymer solution was applied on the treated PET to a film thickness of 75 μm on the front and back surfaces. On the other hand, the mold filled with the polio vaccine-containing liquid was fixed to the suction table by suction. The surface side of the PET coated with the water-soluble polymer solution was arranged to face the mold surface, and the space between the PET and the mold and the space on the opposite side of the PET mold were evacuated for 2 minutes. After the pressure was reduced, only the space on the opposite side of the PET mold was released to atmospheric pressure, and the PET coated with the water-soluble polymer solution and the mold were bonded together. After maintaining the contact state for 10 minutes, the PET and mold bonded together were dried.

（剥離）
乾燥固化したマイクロニードルアレイをモールドから慎重に剥離することで、ポリオワクチンを内包したマイクロニードルアレイを作製した。本マイクロニードルアレイは、シート部と錘台部と針部から構成されており、針部が、高さ：約４６０μｍ、基底部の幅：約２７０μｍ、錘台部が、高さ約１３０μｍ、上底面直径約２７０μｍ、下底面直径約４６０μｍの円錐台構造であり、シート部厚さ約２０５μｍ（このうちポリエチレンテレフタレート約１７５μｍ）、針本数１００本、針の間隔約１ｍｍで正方配置されている。(peeling)
A polio vaccine-encapsulated microneedle array was prepared by carefully peeling the dried and solidified microneedle array from the mold. This microneedle array is composed of a sheet portion, a frustum portion, and a needle portion. It has a truncated cone structure with a bottom diameter of about 270 μm and a lower bottom diameter of about 460 μm, a sheet portion thickness of about 205 μm (of which polyethylene terephthalate is about 175 μm), and 100 needles arranged in a square with an interval of about 1 mm.

試験例１：マイクロニードルアレイ製造前後のポリオワクチンの活性
作製したマイクロニードルアレイの針部を回収し、溶解液（Ｔｗｅｅｎ（登録商標）２０ ０．５質量％および牛血清アルブミン１．０質量％を含有するリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ））０．５ｍＬで溶解した後、ポリオワクチンのＤ抗原に特異的に反応する抗体を固相化して試験系を構築したＥＬＩＳＡ法を用いて、ポリオワクチンの活性を以下の判定基準により評価した。結果を表３に示す。Test Example 1: Activity of polio vaccine before and after microneedle array production After dissolving in 0.5 mL of phosphate-buffered saline (PBS) containing polio vaccine, an antibody that specifically reacts with the D antigen of the polio vaccine was immobilized, and a test system was constructed using the ELISA method to construct a polio vaccine. was evaluated according to the following criteria. Table 3 shows the results.

＜判定基準＞
マイクロニードルアレイ溶解液をＥＬＩＳＡで測定して得られた定量結果が、予想含量（充填液中のポリオワクチン濃度（μｇ／ｍＬ）×モールドへの充填重量（ｍｇ））に対し、ポリオワクチンＩ型、ＩＩ型およびＩＩＩ型のいずれもが７０％以上の場合をＡとし、何れか一つ以上の型が７０％未満の場合をＢとした。<Judgment Criteria>
The quantitative results obtained by measuring the microneedle array lysate by ELISA showed that the expected content (polio vaccine concentration in the filling solution (μg/mL) × filling weight of the mold (mg)) was positive for polio vaccine type I. , Type II and III were rated as A when both were 70% or more, and B when at least one type was less than 70%.

試験例２：ワクチンの経時安定性
実施例１および２と同様にして、ポリオワクチン含有液の基材としてスクロースもしくはトレハロースを使用し、シート部の基材としてＨＥＳを使用して、ポリオワクチンＩ型、ＩＩ型またはＩＩＩ型を含有したポリオワクチンを内包したマイクロニードルアレイを作製した。Test Example 2: Vaccine Stability Over Time In the same manner as in Examples 1 and 2, sucrose or trehalose was used as the base material for the polio vaccine-containing liquid, and HES was used as the base material for the sheet portion. A microneedle array encapsulating a polio vaccine containing , type II or type III was produced.

作製したマイクロニードルアレイを、４５℃環境の恒温室に保管し、所定の期間ごとにマイクロニードルアレイの針部を回収し、溶解液（Ｔｗｅｅｎ（登録商標）２０ ０．５質量％、牛血清アルブミン１．０質量％を含有するＰＢＳ）０．５ｍＬで溶解した後、ポリオワクチンのＤ抗原に特異的に反応する抗体を固相化して試験系を構築したＥＬＩＳＡ法を用いて、ワクチン活性を評価した。
比較対象として、ｓＩＰＶ標準物質（一般財団法人阪大微生物病研究会：力価試験用参照品）を同時評価した。
結果を図２３に示す。The prepared microneedle array is stored in a constant temperature room at 45° C., the needles of the microneedle array are collected at predetermined intervals, and dissolved in a solution (Tween (registered trademark) 20 0.5% by mass, bovine serum albumin After dissolving in 0.5 mL of PBS containing 1.0% by mass, vaccine activity is evaluated using the ELISA method in which a test system is constructed by immobilizing an antibody that specifically reacts with the D antigen of the polio vaccine. bottom.
As a comparative object, an sIPV standard substance (General Incorporated Foundation for Microbial Disease Research, Osaka University: reference product for potency test) was simultaneously evaluated.
The results are shown in FIG.

１ マイクロニードルアレイ
２ マイクロニードルアレイ
１１０ マイクロニードル
１１２ 針部
１１２Ａ 針部第１層
１１２Ｂ 針部第２層
１１３ 錐台部
１１６ シート部
１２０ ポリオワクチンを含む層
１２２ ポリオワクチンを含まない層
Ｗ 直径（幅）
Ｈ 高さ
Ｔ 高さ（厚み）
１１ 原版
１２ 形状部
１３ モールド
１５ 針状凹部
１５Ａ 入口部
１５Ｂ 先端凹部
１５Ｃ 空気抜き孔
Ｄ 径（直径）
１８ モールド複合体
１９ 気体透過シート
２０ 基台
２２ ポリオワクチン含有液
２４ 水溶性高分子溶解液
２９ 支持体
３０ タンク
３２ 配管
３４ ノズル
３４Ａ リップ部
３４Ｂ 開口部
３６ 液供給装置
Ｐ１ 加圧力
Ｐ２ 押付け力
Ｐ３ 押付け力
４０ 基材
５０ 円錐台
５２ 円錐
Ｄ１ 直径
Ｄ２ 直径
Ｌ１ ピッチ
Ｈ１ 高さ
Ｈ２ 高さ
６１ Ｘ軸駆動部
６２ Ｚ軸駆動部
６３ ノズル
６４ 液供給装置
６５ 吸引台
６６ レーザー変位計
６７ ロードセル
６８ 制御機構
６９ モールド1microneedle array 2microneedle array 110microneedle 112needle part 112A needle partfirst layer 112B needle partsecond layer 113frustum part 116sheet part 120layer 122 containing polio vaccine layer W not containing polio vaccine diameter (width )
H height T height (thickness)
11Original plate 12Shaped portion 13Mold 15 Needle-shapedconcave portion15A Inlet portion 15B Tipconcave portion 15C Air vent hole D Diameter (diameter)
18Mold composite 19 Gaspermeable sheet 20Base 22 Polio vaccine-containingliquid 24 Water-soluble polymer solution 29Support 30Tank 32Piping 34Nozzle34A Lipportion 34B Opening 36 Liquid supply device P1 Pressurizing force P2 Pressing forceP3 Pressing force 40substrate 50truncated cone 52 cone D1 diameter D2 diameter L1 pitch H1height H2 height 61 X-axis drive unit 62 Z-axis drive unit 63nozzle 64 liquid supply device 65 suction table 66 laser displacement gauge 67load cell 68control mechanism 69 mold

Claims (5)

Translated fromJapanese

シート部、及び、シート部の上面に存在する複数の針部、を有するマイクロニードルアレイであって、針部が、水溶性高分子と二糖類とポリオワクチンとを含み、シート部が、水溶性高分子を含み、前記針部およびシート部の水溶性高分子が、コンドロイチン硫酸、デキストラン、およびヒドロキシエチルスターチからなる群より選ばれる少なくとも一種である、マイクロニードルアレイ。A microneedle array having a sheet and a plurality of needles present on the upper surface of the sheet, wherein the needle contains a water-soluble polymer, a disaccharide, and a polio vaccine, and the sheet contains water-soluble A microneedle array comprising a polymer, wherein the water-soluble polymer of the needle portion and the sheet portion is at least one selected from the group consistingof chondroitin sulfate, dextran, and hydroxyethyl starch.二糖類が、スクロースまたはトレハロースである、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 disaccharide is sucrose or trehalose.水溶性高分子が、ヒドロキシエチルスターチである、請求項１または２に記載のマイクロニードルアレイ。The microneedle array according to claim 1 or 2, wherein the water-soluble polymer is hydroxyethyl starch.ポリオワクチンが、ポリオワクチンＩ型、ポリオワクチンＩＩ型およびポリオワクチンＩＩＩ型の混合ワクチンである、請求項１から３のいずれか一項に記載のマイクロニードルアレイ。4. The microneedle array according to any one of claims 1 to 3, wherein the polio vaccine is a combination vaccine of polio vaccine type I, polio vaccine type II and polio vaccine type III.ポリオワクチンがセービン株由来である、請求項１から４のいずれか一項に記載のマイクロニードルアレイ。5. The microneedle array of any one of claims 1-4, wherein the polio vaccine is derived from Sabin strain.

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