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特表2023-522699コロナウイルスワクチンでコーティングされた微小突起を有する経皮活性剤送達デバイス
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-05-31
(54)【発明の名称】コロナウイルスワクチンでコーティングされた微小突起を有する経皮活性剤送達デバイス
(51)【国際特許分類】
A61K 39/00 20060101AFI20230524BHJP
A61K 39/215 20060101ALI20230524BHJP
A61K 9/70 20060101ALI20230524BHJP
A61P 37/04 20060101ALI20230524BHJP
A61P 31/14 20060101ALI20230524BHJP
A61K 47/26 20060101ALI20230524BHJP
A61P 31/16 20060101ALI20230524BHJP
C07K 14/11 20060101ALI20230524BHJP
C07K 14/165 20060101ALI20230524BHJP
C12N 15/44 20060101ALI20230524BHJP
C12N 15/50 20060101ALI20230524BHJP
【ＦＩ】
A61K39/00 G ZNA
A61K39/215
A61K9/70 401
A61P37/04
A61P31/14
A61K47/26
A61P31/16
C07K14/11
C07K14/165
C12N15/44
C12N15/50
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022563430
(86)(22)【出願日】2021-04-22
(85)【翻訳文提出日】2022-12-16
(86)【国際出願番号】 US2021028715
(87)【国際公開番号】W WO2021216925
(87)【国際公開日】2021-10-28
(31)【優先権主張番号】63/013,809
(32)【優先日】2020-04-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＴＲＩＴＯＮ
(71)【出願人】
【識別番号】522408256
【氏名又は名称】エマージェクス ユーエスエー コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100125818
【弁理士】
【氏名又は名称】立原 聡
(72)【発明者】
【氏名】マフモウド アメリ
(72)【発明者】
【氏名】ヘイレイ ルイス
【テーマコード（参考）】
4C076
4C085
4H045
【Ｆターム（参考）】
4C076AA72
4C076AA95
4C076BB31
4C076CC07
4C076CC35
4C076DD67
4C085AA03
4C085BA71
4H045AA11
4H045AA20
4H045AA30
4H045BA10
4H045BA17
4H045CA01
4H045DA86
4H045EA31
4H045FA20
4H045FA74
(57)【要約】
ワクチンの経皮又は皮内送達のための、より詳細には、ＣＯＶＩＤ－１９を予防するためのものを含む、ワクチン接種哺乳動物の血清中でコロナウイルス又は他のウイルス特異的抗体を産生するワクチンの送達のためのシステム及び方法が、本明細書に開示される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヒト患者の角質層を貫通又は穿孔するように適合された複数の微小突起を含む皮内送達システムであって、前記微小突起は、先端から基部まで測定された各微小突起の長さの約１０％～８０％を覆う固体製剤コーティングをその上に有し、前記コーティングは、治療有効量のワクチンを含み、前記ワクチンの少なくとも９５％が、前記システムを前記ヒト患者の前記角質層に適用した後約２０分以内に前記システムから放出される、皮内送達システム。
【請求項2】
前記ワクチンの少なくとも９５％が約１０分以内に放出される、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記ワクチンの少なくとも９５％が約５分以内に放出される、請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記ワクチンがコロナウイルスワクチンである、請求項１に記載のシステム。
【請求項5】
前記治療有効量が約５ｍｃｇ～約５００ｍｃｇである、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
前記治療有効量が約２５ｍｃｇ～約３００ｍｃｇである、請求項１に記載のシステム。
【請求項7】
二糖をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項8】
前記二糖がスクロースである、請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
前記二糖がトレハロースである、請求項７に記載のシステム。
【請求項10】
室温で少なくとも６ヶ月間安定である、請求項１に記載のシステム。
【請求項11】
室温で少なくとも１２ヶ月間安定である、請求項１に記載のシステム。
【請求項12】
コロナウイルス又はインフルエンザ疾患に対してヒト患者にワクチン接種する方法であって、ａ．皮内送達システムであって、
ｉ．約３ｃｍ２～約６ｃｍ２のアレイに配置された複数の微小突起を有する使い捨てパッチアセンブリであって、前記アレイは、約２００～約２０００個の微小突起／ｃｍ２の密度を有し、前記微小突起は、ヒト患者の角質層を貫通又は穿孔するように適合されている、使い捨てパッチアセンブリ、
ｉｉ．その上に固体製剤コーティングが配置されており、前記コーティングは治療有効量のワクチンを含む、前記微小突起、
ｉｉｉ．約１０μｍ～約５００μｍの幅及び約３０～約７０度の先端角を有する、前記微小突起
を含む皮内送達システムを提供する工程、及び
ｂ．前記微小突起を前記患者の皮膚の選択された領域に適用する工程を含み、
前記ワクチンの少なくとも９５％が、前記角質層への適用後約２０分以内に前記システムから放出される、方法。
【請求項13】
前記疾患がＣＯＶＩＤ－１９である、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記ワクチンの少なくとも９５％が約１０分以内に放出される、請求項１２に記載の方法。
【請求項15】
前記ワクチンの少なくとも９５％が約５分以内に放出される、請求項１２に記載の方法。
【請求項16】
前記ワクチンがコロナウイルスワクチンである、請求項１２に記載の方法。
【請求項17】
前記治療有効量が約５ｍｃｇ～約５００ｍｃｇである、請求項１２に記載の方法。
【請求項18】
前記治療有効量が約２５ｍｃｇ～約３００ｍｃｇである、請求項１２に記載の方法。
【請求項19】
二糖をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項20】
前記二糖がスクロースである、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記二糖がトレハロースである、請求項１９に記載の方法。
【請求項22】
前記システムが室温で少なくとも６ヶ月間安定である、請求項１２に記載の方法。
【請求項23】
前記システムが室温で少なくとも１２ヶ月間安定である、請求項１２に記載の方法。
【請求項24】
前記システムが自己投与される、請求項１２に記載の方法。
【請求項25】
前記システムが患者の集団に投与されると、統計的に有意な数の患者が首尾よくワクチン接種される、請求項１２に記載の方法。
【請求項26】
前記患者の少なくとも２５％が血清保護されている、請求項２５に記載の方法。
【請求項27】
前記患者の少なくとも５０％が血清保護されている、請求項２５に記載の方法。
【請求項28】
前記患者の少なくとも７５％が血清保護されている、請求項２５に記載の方法。
【請求項29】
装着時間が約５～３０分である、請求項１２に記載の方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年４月２２日に出願された米国仮特許出願第６３／０１３，８０９号の利益を主張するものであり、その全体が、法律によって許容される最大限まで参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年４月２２日に出願された米国仮特許出願第６３／０１３，８０９号の利益を主張するものであり、その全体が、法律によって許容される最大限まで参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、ワクチンの経皮又は皮内送達の分野に関し、より詳細には、ワクチン接種哺乳動物の血清中でコロナウイルス又は他のウイルス特異的抗体を産生するワクチンの送達に関する。
【背景技術】
【0003】
インフルエンザワクチンは、容易に広がるウイルス性呼吸器疾患であるインフルエンザにかかることから人々を保護する年一回のワクチンである。インフルエンザワクチンは、典型的には、注射又は鼻腔内スプレーによって投与される。最近のコロナウイルスのパンデミックを受けて、研究者らはＣＯＶＩＤ－１９を予防するためのワクチンを積極的に研究している。いくつかの報告は、ＣＯＶＩＤ－１９によって提示された深刻な公衆衛生上の課題、及び現在利用可能な治療オプションを記載している。例えば、Ｋａｌｏｒａｍａ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ、「ＣＯＶＩＤ－１９ Ｕｐｄａｔｅ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ，Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙｓ，Ｖａｃｃｉｎｅｓ，Ｔｅｌｅｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｏｔｈｅｒ Ａｒｅａｓ」（２０２０年４月７日）を参照されたい。
【0004】
このような治療の中でも、溶解性マイクロニードルアレイは、組換えコロナウイルスのワクチンを送達するために使用されてきた。例えば、Ｅ．Ｋｉｍら、Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅ ａｒｒａｙ ｄｅｌｉｖｅｒｅｄ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ ｃｏｒｏｎａｖｉｒｕｓ ｖａｃｃｉｎｅｓ：Ｉｍｍｕｎｏｇｅｎｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｒａｐｉｄ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ、ＥＢｉｏＭｅｄｉｃｉｎｅ（２０２０）、ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０１６／ｊ．ｅｂｉｏｍ．２０２０．１０２７４３を参照されたい。しかしながら、そのような溶解性マイクロニードルは、機械的強度及び破損が低いこと、並びに成形プロセスの制限のために先端の鋭さを失う傾向があることを含む、いくつかの欠点を有する。さらに、そのような溶解性マイクロニードルは、より大きな厚さ（例えば、５００マイクロメートル以上）に制限され、患者の皮膚表面に適合することをより困難にする。さらに、そのような実験室規模の製造は大規模な製造にはつながらず、これはとりわけ、プロセス及び製品の品質保証及び管理に関してはるかに困難である。
【0005】
したがって、当技術分野では、アレイ上の残留ワクチン製剤の問題、又はアレイ上の製剤コーティングの不均一性若しくはパッチへの製剤の付着の困難性などの製造上の不一致の問題を引き起こすことなく、パッチを正確かつ均一にコーティングすることができる経皮送達によるワクチン投与の効果的な方法が必要とされている。有効な生物活性剤／薬物送達のために経皮マイクロニードルパッチを使用する多くの試みがなされてきた。しかしながら、マイクロニードルシステムからの生物活性剤の迅速な放出を達成し、有効なマイクロニードルの形状及びサイズを最適化及び開発しながら、十分な用量の生物活性剤も含有することは、困難であることが判明している。したがって、粘度、生物活性剤充填、表面張力、マイクロニードルの形状及びサイズ、並びに一般的な製造上の欠陥の問題に対処する必要がある。
【0006】
さらに、患者及び医療提供者をウイルス曝露の危険にさらす診療所又は他の混雑した場所に行かなくても容易に自己投与することができるワクチン製品が必要とされている。他の必要性には、皮下及び筋肉内注射に典型的に使用される鋭利な針及び関連するバイオハザードのリスクを回避すること、短い装着時間、及びコールドチェーン保存の必要性を回避するための室温で安定な製品が含まれる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】Ｋａｌｏｒａｍａ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ、「ＣＯＶＩＤ－１９ Ｕｐｄａｔｅ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ，Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙｓ，Ｖａｃｃｉｎｅｓ，Ｔｅｌｅｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｏｔｈｅｒ Ａｒｅａｓ」（２０２０年４月７日）
【非特許文献2】Ｅ．Ｋｉｍら、Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅ ａｒｒａｙ ｄｅｌｉｖｅｒｅｄ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ ｃｏｒｏｎａｖｉｒｕｓ ｖａｃｃｉｎｅｓ：Ｉｍｍｕｎｏｇｅｎｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｒａｐｉｄ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ、ＥＢｉｏＭｅｄｉｃｉｎｅ（２０２０）、ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０１６／ｊ．ｅｂｉｏｍ．２０２０．１０２７４３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本開示は、上記の必要性を満たし、コロナウイルス及びインフルエンザに対するワクチン接種を含む様々な健康状態の治療に有用な組成物、デバイス、治療方法、キット及び医薬製品の製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
より具体的には、本開示は、生物活性剤（活性医薬成分）としてのコロナウイルスワクチン及び／又はインフルエンザワクチンの、それを必要とする対象への投与に関する。本開示は、迅速な投与のために、すなわちマイクロニードル投与による皮内投与によって、使用が容易で携帯可能である治療有効量のコロナウイルスワクチン及び／又はインフルエンザワクチンを経皮的若しくは皮内的に、又は他の方法で皮膚を通して投与することに関する。一実施形態では、コロナウイルスワクチン及び／又はインフルエンザワクチンの経皮送達は、一般に、ワクチンでコーティングされているか、ワクチンのリザーバと流体接触しているか、又はその他の方法でワクチンを含む複数の微小突起（又は「針」又は「マイクロニードル」又は「アレイ」）を含む微小突起部材を有するパッチアセンブリを含む。パッチアセンブリは、接着性成分をさらに含み、好ましい実施形態では、微小突起部材及び接着性成分は、リテーナリングに取り付けられる。微小突起は、ワクチンを血流に送達するために皮膚に適用されるか、又はより詳細には、治療有効量を血流に提供するのに十分な深さで角質層を貫通又は穿孔するように適合される。一実施形態では、ワクチンでコーティングされたマイクロニードルの皮膚への挿入は、約１０ミリ秒未満で十分な衝撃エネルギー密度を付与する手持ち式アプリケータによって制御される。
【0010】
好ましくは、微小突起部材は、治療効果、例えばＥＬＩＳＡ及びウイルス中和アッセイによって測定されるワクチン接種哺乳動物の血清中のコロナウイルス特異的ＩｇＧ抗体及び他の関連抗体の産生を提供するのに十分な用量のワクチンを含む生体適合性コーティング製剤を含む。
【0011】
コーティングは、皮膚を横切るワクチンの投与を容易にするための１つ以上の賦形剤又は担体をさらに含んでもよい。例えば、生体適合性コーティング製剤は、ワクチンと、最初に液体形態で微小突起に適用され、次いで乾燥されて固体生体適合性コーティングを形成する水溶性担体とを含む。本明細書に開示されるワクチンパッチは、自己投与が容易であり、短い装着時間（例えば、５～３０分）を有し、筋肉内（ＩＭ）又は皮下（ＳＣ）注射ワクチン対応物と比較して用量を節約し、使い捨てであり、パッチを使用する患者の少なくとも５０％がワクチン接種／血清転換される。さらに、パッチは保存剤を含まず、有害事象を最小限に抑える。
【0012】
本発明のデバイス、組成物、方法などのさらなる実施形態は、以下の説明、図面、実施例、及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。前述及び以下の説明から理解されるように、本明細書に記載の各及びすべての特徴、並びにそのような特徴の２つ以上の各及びすべての組合せは、そのような組合せに含まれる特徴が互いに矛盾しない限り、本開示の範囲内に含まれる。さらに、任意の特徴又は特徴の組合せは、任意の実施形態又は態様から特に除外される場合がある。さらなる態様及び実施形態は、特に添付の実施例及び図面と併せて考慮される場合、以下の説明及び特許請求の範囲に記載される。
【0013】
実施形態の前述の特徴は、添付の図面を参照して行われる以下の詳細な説明を参照することによって、より容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】出願人Ｚｏｓａｎｏの経皮微小突起送達システムを示す図である。（ａ）アプリケータ。（ｂ）薬物コーティングされたパッチ。（ｃ）微小突起アレイ。（ｄ）微小突起先端の詳細。
【図2】３つのワクチン製剤、すなわち５０ｍｇ／ｍＬのＨＡ及びスクロース（◆）、４０ｍｇ／ｍＬのＨＡ及びスクロース（■）、３５ｍｇ／ｍＬのＨＡ及びスクロース（▲）の溶液粘度を示す折れ線グラフである。
【図3】インフルエンザワクチンでコーティングされたアレイのコーティング形態を示す一連の顕微鏡写真である。（ａ）コーティングされたアレイの一部の上面図。（ｂ）１つの微小突起の側面図。（ｃ）１つの微小突起の上面図。（ｄ）１つの微小突起の正面図。
【図4】ヒツジ抗ＨＡ抗体を用いたインプロセスワクチン材料のＳＤＳ－ＰＡＧＥ／ウエスタンブロット分析を示す図である。（ａ）非還元条件。（ｂ）還元条件。
【図5】５℃及び２５℃で１２ヶ月間保存した第Ｉ相臨床試験のために製造したシステムの安定性の棒グラフである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
様々な態様及び実施形態を本明細書で説明する。しかしながら、これらの態様及び実施形態は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、限定するものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が、本明細書に記載の組成物、デバイス、治療方法、キット及び医薬製品の製造方法をどのように作製及び使用するかを当業者に知らせるために徹底的かつ完全であるように提供される。本明細書で使用される用語は、本明細書に記載の組成物、デバイス、治療方法、キット及び製造方法を説明するためのものであり、本発明の範囲は、本出願に付随する特許請求の範囲並びに本出願に由来する継続出願及び分割出願に付随する特許請求の範囲によってのみ限定されるので、明示的に述べられない限り、限定することを意図するものではない。本明細書で引用されるすべての書籍、出版物、特許、及び特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0016】
前述及び以下の説明から理解されるように、本明細書に記載の各及びすべての特徴、並びにそのような特徴の２つ以上の各及びすべての組合せは、そのような組合せに含まれる特徴が互いに矛盾しない限り、本開示の範囲内に含まれる。例えば、その使用が任意の他の実施形態と一致する任意の実施形態が企図され、したがってこの説明に含まれる。他の態様及び実施形態は、添付の実施例及び図面と併せて考慮される場合にも、以下の説明及び特許請求の範囲に記載される。
【0017】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が明らかにそうでないことを指示しない限り、複数の言及を含む。例えば、「方法」への言及は、本明細書に記載の及び／又は本開示を読めば当業者には明らかになるであろう種類の１つ以上の方法及び／又は工程を含む。
【0018】
Ａ．定義
別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての用語及び語句は、反対のことが明確に示されていない限り、又は用語若しくは語句が使用される文脈から明らかでない限り、用語及び語句が当技術分野で獲得した意味を含む。本明細書に記載の特定の方法及び材料を含む、本明細書に記載の方法及び材料と類似又は同等の任意の方法及び材料を、本発明の実施又は試験に使用することができる。
別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての用語及び語句は、反対のことが明確に示されていない限り、又は用語若しくは語句が使用される文脈から明らかでない限り、用語及び語句が当技術分野で獲得した意味を含む。本明細書に記載の特定の方法及び材料を含む、本明細書に記載の方法及び材料と類似又は同等の任意の方法及び材料を、本発明の実施又は試験に使用することができる。
【0019】
特に明記しない限り、個々の数値の使用は、値の前に「約」又は「およそ」という語が先行しているかのような近似として記載される。同様に、本出願で指定された様々な範囲の数値は、特に明示的に示されない限り、記載された範囲内の最小値及び最大値の両方の前に「約」又は「およそ」という語が先行しているかのような近似として記載される。このようにして、記載された範囲の上下の変動を使用して、範囲内の値と実質的に同じ結果を達成することができる。本明細書で使用される場合、数値に言及するときの「約」及び「およそ」という用語は、開示された主題が最も密接に関連している当業者、又は問題の範囲若しくは要素に関連する当業者にとっての平易で通常の意味を有するものとする。厳密な数値境界からの広がりの量は、当業者に知られている要因に依存する。例えば、考慮される可能性がある要因のいくつかは、要素の重要性及び／又は所与の量の変動が特許請求される主題の性能に及ぼす影響、並びに当業者に知られている他の考慮事項を含む。本明細書で使用される場合、異なる数値に対して異なる量の有効数字を使用することは、「約」又は「およそ」という語の使用が特定の数値又は範囲を広げる又は狭めるのにどのように役立つかを限定することを意味するものではない。一般的なこととして、「約」又は「およそ」は数値を広げる。範囲の開示は、最小値と最大値との間のすべての値と、「約」又は「およそ」という用語の使用によって与えられる範囲の広がりとを含む連続的な範囲として意図されている。したがって、本明細書における値の範囲の列挙は、その範囲内に入る各別個の値を個別に参照する簡略な方法として役立つことを意図しており、各別個の値は、あたかもそれが本明細書に個別に列挙されているかのように本明細書に組み込まれる。
【0020】
本明細書で使用される「生体適合性コーティング」という用語は、十分な接着特性を有し、生物学的活性剤（ａ／ｋ／ａ活性医薬成分、又は治療剤、又は抗原、又は薬物）との有害な相互作用がない（又は最小の）「コーティング製剤」から形成されたコーティングを意味し、含む。
【0021】
「コロナウイルス」という用語は、ヒトに影響を及ぼし、一般的な感冒症状及びより重度又はさらには致死的な状態、例えば重度の肺炎及びＡＲＤＳなどの気道感染症を引き起こす人畜共通ウイルスのファミリーを指す。コロナウイルスの例としては、アルファコロナウイルス、ベータコロナウイルス、ｈＣｏＶ－２２９Ｅ、ｈＣｏＶ－ＮＬ６３、ｈＣｏＶ－ＯＣ４３、ＨＣｏＶ－ＨＫＵ１、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ、ＭＥＲＳ－ＣｏＶ及びＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２が挙げられる。いくつかの実施形態では、コロナウイルスは、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２のゲノム配列を有するベータコロナウイルスである。他の実施形態では、コロナウイルスのゲノム配列は、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２と少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％又は少なくとも９９％の配列同一性を有する。別の態様では、コロナウイルスのゲノム配列は、コウモリＳＡＲＳ様ＣｏＶ（コウモリ－ＳＬ－ＣｏＶＺＣ４５、ＭＧ７７２９３３．１）と少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％又は少なくとも９９％の配列同一性を有する。本明細書に記載の治療は、すべてのそのようなコロナウイルス感染症及びその症状に対するワクチン接種において有用である。
【0022】
本明細書で使用される「コロナウイルスワクチン」という用語は、コロナウイルスに対する任意のワクチンを意味する。例えば、ＥＬＩＳＡ及びウイルス中和アッセイによって測定される、ワクチン接種哺乳動物の血清中でコロナウイルス特異的ＩｇＧ抗体又は他の関連抗体を産生する任意のワクチン（コロナウイルススパイク（Ｓ）タンパク質、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－Ｓ１サブユニット、ＭＥＲＳ－Ｓ１サブユニットを含むワクチン、及び本明細書の他の箇所に列挙されている開発中のワクチンが含まれるが、これらに限定されない）。
【0023】
「ＣＯＶＩＤ－１９」という用語は、２０１９年１２月に中国の武漢で最初に認識された、新たに出現したコロナウイルスＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２によって引き起こされる気道感染症を指す。ＣＯＶＩＤ－１９の臨床症候群は、発熱、疲労、咳（痰の生成を伴う又は伴わない）、食欲不振、倦怠感、筋肉痛、咽喉痛、呼吸困難、鼻閉、頭痛、又はまれに下痢、悪心及び嘔吐などの軽度の又は合併症を伴わない疾患から、入院及び酸素支援又は集中治療室への入院を必要とし、機械的換気を必要とする場合がある重度の疾患にまで及ぶ。重度の例では、ＣＯＶＩＤ－１９は、肺傷害、ＡＲＤＳ、敗血症及び敗血症性ショック、急性腎傷害及び心傷害を含む多臓器不全によって複雑化し得る。重度ＣＯＶＩＤ－１９患者における最も一般的な診断は、重症肺炎である。
【0024】
「賦形剤」という用語は、生物活性剤の希釈剤、ビヒクル、保存剤、結合剤、安定化剤などとして一般に使用される不活性物質を指し、タンパク質（例えば、血清アルブミンなど）、アミノ酸（例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、アルギニン、グリシン、ヒスチジン、ロイシンなど）、脂肪酸及びリン脂質（例えば、アルキルスルホネート、カプリレートなど）、界面活性剤（例えば、ＳＤＳ、ポリソルベート、非イオン性界面活性剤など）、糖類（例えば、スクロース、マルトース、トレハロースなど）並びにポリオール（例えば、マンニトール、ソルビトールなど）を含むが、これらに限定されない。さらなる医薬賦形剤については、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、第２１版、ＬＷＷ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ（２００５）も参照されたい。
【0025】
本明細書で使用される「皮内」又は「経皮」という語は、外科用ナイフでの切断又は皮下注射針での皮膚の穿孔など、皮膚を実質的に切断又は貫通することなく、活性剤（例えば、治療剤、例えば、抗原、薬物、医薬、ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質）を皮膚を通して局所組織又は全身循環系に送達することを指す総称である。皮内剤送達には、受動拡散による送達、並びに電気（例えば、イオン導入）及び超音波（例えば、フォノフォレーシス）などの外部エネルギー源に基づく送達が含まれる。
【0026】
本明細書で使用される「皮内流動」又は「経皮流動」という用語は、活性剤又は薬物の皮内又は経皮送達の速度を意味する。
【0027】
本明細書で使用される「微小突起部材」又は「マイクロニードルアレイ」などの用語は、一般に、角質層を貫通又は穿孔するための、好ましくはアレイに配置された複数の微小突起を含む微小突起群を意味する。微小突起部材は、金属又は他の剛性材料の薄いシートから複数の微小突起をエッチング又は打ち抜きし、構成を形成するためにシートの平面から微小突起を折り畳む又は曲げることによって形成することができる。あるいは、微小突起部材は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのプラスチック又はポリマーを含む他の材料で製造できる可能性がある。微小突起部材は、射出成形若しくは微小成形、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）などの他の既知の技術で、又は米国特許第６，０８３，１９６号明細書、同第６，０９１，９７５号明細書、同第６，０５０，９８８号明細書、同第６，８５５，１３１号明細書、同第８，７５３，３１８号明細書、同第９，３８７，３１５号明細書、同第９，１９２，７４９号明細書、同第７，９６３，９３５号明細書、同第７，５５６，８２１号明細書、同第９，２９５，７１４号明細書、同第８，３６１，０２２号明細書、同第８，６３３，１５９号明細書、同第７，４１９，４８１号明細書、同第７，１３１，９６０号明細書、同第７，７９８，９８７号明細書、同第７，０９７，６３１号明細書、同第９，４２１，３５１号明細書、同第６，９５３，５８９号明細書、同第６，３２２，８０８号明細書、同第６，０８３，１９６号明細書、同第６，８５５，３７２号明細書、同第７，４３５，２９９号明細書、同第７，０８７，０３５号明細書、同第７，１８４，８２６号明細書、同第７，５３７，７９５号明細書、同第８，６６３，１５５号明細書、並びに米国特許出願公開第２００８００３９７７５号明細書、同第２０１５００３８８９７号明細書、同第２０１６００７４６４４号明細書及び同第２００２００１６５６２号明細書に開示されているように、ストリップの各々の縁部に沿って微小突起を有する１つ以上のストリップを形成することによって、形成することができる。当業者には理解されるように、微小突起アレイが使用される場合、送達される治療剤の用量は、微小突起アレイのサイズ、密度などを変更することによって変更又は操作することもできる。
【0028】
本明細書で互換的に使用される「微小突起」及び「マイクロニードル」という用語は、生きている動物、特に哺乳動物、より詳細にはヒトの皮膚の下層の表皮層、又は表皮層及び真皮層へと、角質層の中に及び／又は角質層を通して貫通、穿孔又は切断するように適合された穿孔要素を指す。本発明の一実施形態では、穿孔要素は、１０００ミクロン未満の突起長さを有する。さらなる実施形態では、穿孔要素は、５００ミクロン未満、より好ましくは４００ミクロン未満の突起長さを有する。微小突起は、およそ２５～５００ミクロンの範囲の幅及びおよそ１０～１００ミクロンの範囲の厚さをさらに有する。微小突起は、針、ブレード、ピン、パンチ、及びそれらの組合せなどの異なる形状に形成されてもよい。
【0029】
「患者」及び「対象」という用語は、本明細書で互換的に使用され、脊椎動物、好ましくは哺乳動物を指す。哺乳動物には、ヒトが含まれるが、これに限定されない。
【0030】
本明細書で使用される生物活性剤「放出速度」は、単位時間当たりに剤形又は医薬組成物から放出される剤の量、例えば、１時間当たりに放出される剤のマイクログラム（ｍｃｇ／ｈｒ）又は１時間当たりに放出される剤のミリグラム（ｍｇ／ｈｒ）を指す。剤形の剤放出速度は、典型的には、インビトロ溶解速度、すなわち、適切な条件下及び好適な流体中で測定された単位時間当たりの剤形又は医薬組成物から放出された剤の量として測定される。
【0031】
本明細書で使用される「安定な」という用語は、薬剤製剤を指し、薬剤製剤が、分解、破壊又は不活化を含む過度の化学的又は物理的変化を受けないことを意味する。本明細書で使用される「安定な」とは、コーティングを指し、機械的に安定であること、すなわちコーティングが堆積される表面からの過度の変位又は損失を受けないことも意味する。
【0032】
本明細書で使用される「治療的に有効な」又は「治療有効量」という用語は、所望の有益な結果を刺激又は開始するのに必要な生物学的活性剤の量を指す。本発明のコーティングに使用される生物学的活性剤の量は、所望の結果を達成するのに必要な量の生物学的活性剤を送達するのに必要な量であろう。実際には、これは、送達される特定の生物学的活性剤、送達部位、並びに生物学的活性剤の皮膚組織への送達のための溶解及び放出動態に応じて大きく変化するであろう。
【0033】
Ｂ．皮内送達システム
本発明によるコロナウイルスワクチン及び／又はインフルエンザワクチンを皮内送達するための装置及び方法は、角質層を通して下層の表皮層、又は表皮層及び真皮層へと穿孔するように適合された複数のマイクロニードル（又はそのアレイ）を有するマイクロニードル部材（又はシステム）を有する皮内送達システムを含む。
本発明によるコロナウイルスワクチン及び／又はインフルエンザワクチンを皮内送達するための装置及び方法は、角質層を通して下層の表皮層、又は表皮層及び真皮層へと穿孔するように適合された複数のマイクロニードル（又はそのアレイ）を有するマイクロニードル部材（又はシステム）を有する皮内送達システムを含む。
【0034】
一実施形態では、皮内送達システムは、接着性バッキングの中心に位置する微小突起部材からなる使い捨てパッチとアプリケータとを含む経皮又は皮内活性剤送達技術である。微小突起部材は、乾燥活性剤製品製剤でコーティングされたチタン（又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のようなプラスチック若しくはポリマー材料を含む他の剛性材料）マイクロニードルを含む。パッチは、パッチアセンブリを形成するためにリテーナリングに取り付けられる。パッチアセンブリは、皮内送達システムを形成するために手持ち式アプリケータ内に取り外し可能に取り付けられる。アプリケータは、パッチが定められた適用速度及びエネルギーで皮内投与部位に適用されることを保証する。アプリケータは、単回使用のために設計されてもよく、再使用可能であってもよい。そのような技術の例は、出願人所有の米国特許出願公開第２０１９００７０１０３号明細書に記載されている。
【0035】
より詳細には、パッチは、関連する生物活性剤（例えば、コロナウイルスワクチン及び／又はインフルエンザワクチン）の親水性製剤でコーティングされ、接着性バッキングに取り付けられた、およそ２００～３５０ミクロン長のチタンマイクロニードルの約３～６ｃｍ２のアレイを含み得る。パッチのマイクロニードルアレイ上にコーティングすることができる活性剤の最大量は、製剤の活性剤又は部分、製剤中の賦形剤の重量、及びマイクロニードルアレイのコーティング可能な表面積に依存する。例えば、約１ｃｍ２、２ｃｍ２、３ｃｍ２、４ｃｍ２、５ｃｍ２及び６ｃｍ２のマイクロニードルアレイを有するパッチを使用してもよい。パッチは、各適用においてマイクロニードルを実質的に均一な深さまで皮膚内に押し込む手持ち式アプリケータで適用され、毛細血管床に近く、活性剤コーティングの溶解及び吸収を可能にするが、皮膚内の神経終末は短い。典型的なパッチ装着時間は約５～４５分以下であり、皮膚刺激の可能性を低下させる。約０．２０～０．６０ジュールの公称アプリケータエネルギーは、一般に、衝撃に対する感覚とアレイ貫通との間の良好なバランスを達成することができる。衝撃の瞬間の実際の運動エネルギーは、アプリケータのばねの不完全な伸長、パッチをそのリテーナリングから分離することによるエネルギー損失、及びその他の損失のために、これらの公称値よりも小さくなる可能性があり、これらは公称値のおよそ合計２５％を占める可能性がある。
【0036】
１．アレイ設計
いくつかの変数は、特定の活性剤に利用されるアレイの種類において役割を果たす。例えば、異なる形状（例えば、矢じり、フック、円錐形、又はワシントン記念塔に類似した形状）は、より高い活性剤充填能力を可能にする場合があるが、微小突起の長さは、貫通のためのより大きな駆動力を提供するために増加させてもよい。角質層は約１０～４０ミクロンの厚さを有し、微小突起は、角質層を貫通して活性剤の送達を行うのに適切なサイズ、厚さ及び形状を有しなければならない。微小突起は角質層を貫通し、基材は皮膚の表面と接触する。
いくつかの変数は、特定の活性剤に利用されるアレイの種類において役割を果たす。例えば、異なる形状（例えば、矢じり、フック、円錐形、又はワシントン記念塔に類似した形状）は、より高い活性剤充填能力を可能にする場合があるが、微小突起の長さは、貫通のためのより大きな駆動力を提供するために増加させてもよい。角質層は約１０～４０ミクロンの厚さを有し、微小突起は、角質層を貫通して活性剤の送達を行うのに適切なサイズ、厚さ及び形状を有しなければならない。微小突起は角質層を貫通し、基材は皮膚の表面と接触する。
【0037】
いくつかの実施形態では、角質層を貫通しない基材又はアレイの基部（「ストリート」）へのコーティングの適用を回避しながら、角質層を貫通する微小突起上により厚いコーティングを達成することが有利である。より大きな表面積は、アレイの基部又はストリートに延びることなく、より厚いコーティングを可能にする。特定の場合には、コーティングは微小突起にのみ適用される。さらに、コーティングを有するよりかさ高い突起に必要なより高い貫通力は、１ｃｍ２当たりの突起のより長い長さ及びより低い密度によって補償される場合がある。
【0038】
本開示で使用されてもよい例示的な皮内送達システムには、米国特許第６，０８３，１９６号明細書、同第６，０９１，９７５号明細書、同第６，０５０，９８８号明細書、同第６，８５５，１３１号明細書、同第８，７５３，３１８号明細書、同第９，３８７，３１５号明細書、同第９，１９２，７４９号明細書、同第７，９６３，９３５号明細書、同第７，５５６，８２１号明細書、同第９，２９５，７１４号明細書、同第８，３６１，０２２号明細書、同第８，６３３，１５９号明細書、同第７，４１９，４８１号明細書、同第７，１３１，９６０号明細書、同第７，７９８，９８７号明細書、同第７，０９７，６３１号明細書、同第９，４２１，３５１号明細書、同第６，９５３，５８９号明細書、同第６，３２２，８０８号明細書、同第６，０８３，１９６号明細書、同第６，８５５，３７２号明細書、同第７，４３５，２９９号明細書、同第７，０８７，０３５号明細書、同第７，１８４，８２６号明細書、同第７，５３７，７９５号明細書、同第８，６６３，１５５号明細書、並びに米国特許出願公開第２００８００３９７７５号明細書、同第２０１５００３８８９７号明細書、同第２０１６００７４６４４号明細書及び同第２００２００１６５６２号明細書に記載されている活性剤送達技術が含まれる。開示されるシステム及び装置は、皮膚の最外層（すなわち、角質層）を穿孔し、したがって剤皮内流動を増強するために、様々な形状及びサイズの穿孔要素を使用する。穿孔要素は、一般に、パッド又はシートなどの薄い平坦な基材部材から垂直に延在する。穿孔要素は、典型的には小さく、いくつかはわずか約２５～４００ミクロンの微小突起長さ及び約５～５０ミクロンの微小突起厚さを有する。これらの小さな穿孔／切断要素は、経皮／皮内剤送達を増強するために、角質層に対応して小さなマイクロスリット／マイクロカットを形成する。送達される活性剤は、好ましくは、固体の乾燥コーティングを形成するためにウイルスワクチンベースの製剤で微小突起をコーティングすることによって、又は任意選択で、マイクロスリットが形成された後に角質層と連通するリザーバの使用によって、又は適用後に溶解する固体ウイルスワクチンベースの製剤から微小突起を形成することによって、微小突起の１つ以上に関連する。微小突起は、中実又は中空であり得、開口、溝、表面凹凸又は類似の変形など、コーティングの体積を受容及び／又は増強するように適合されたデバイス特徴をさらに含むことができ、特徴は、より多くの量のコーティングを堆積させることができる増加した表面積を提供する。マイクロニードルは、ステンレス鋼、チタン、ニッケルチタン合金、又はポリマー材料などの同様の生体適合性材料から構成されてもよい。
【0039】
したがって、本開示は、以下の特徴を有するパッチ及びマイクロニードルアレイを包含する。
【0040】
パッチサイズ：約１～２０ｃｍ２、又は約２～１５ｃｍ２、又は約４～１１ｃｍ２、又は約３ｃｍ２、又は約５ｃｍ２、又は約１０ｃｍ２。
【0041】
基材サイズ：約０．５～１０ｃｍ２、又は約２～８ｃｍ２、又は約３～６ｃｍ２、又は約３ｃｍ２、又は約３．１３ｃｍ２、又は約６ｃｍ２。
【0042】
アレイサイズ：約０．５～１０ｃｍ２、又は約２～８ｃｍ２、又は約２．５～６ｃｍ２、又は約２．７ｃｍ２、又は約５．５ｃｍ２、又は約２．７４ｃｍ２、又は約５．４８ｃｍ２。
【0043】
密度（微小突起／ｃｍ２）：少なくとも約１０個の微小突起／ｃｍ２、又は約２００～２０００個の微小突起／ｃｍ２、又は約５００～１０００個の微小突起／ｃｍ２、又は約６５０～８００個の微小突起／ｃｍ２、又はおよそ７２５個の微小突起／ｃｍ２の範囲。
【0044】
微小突起／アレイの数：約１００～４０００、又は約１０００～３０００、又は約１５００～２５００、又は約１９００～２１００、又は約２０００、又は約１９８７、又は約２００～８０００、又は約３０００～５０００、又は約３５００～４５００、又は約４９００～４１００、又は約４０００、又は約３９７４。
【0045】
微小突起長さ：約２５～６００ミクロン（マイクロメートル）、又は約１００～５００ミクロン、又は約３００～４５０ミクロン、又は約３２０～４１０ミクロン、又は約３４０ミクロン、又は約３９０ミクロン、又は約３８７ミクロン。他の実施形態では、長さは、１０００ミクロン未満、又は７００ミクロン未満、又は５００ミクロン未満である。したがって、マイクロニードルは、皮膚を約２５～１０００ミクロンまで貫通する。
【0046】
先端長さ：約１００～２５０ミクロン、又は約１３０～約２００ミクロン、又は約１５０～１８０ミクロン、又は約１６０～１７０ミクロン、又は約１６５ミクロン。
【0047】
微小突起幅：約１０～５００ミクロン、又は約５０～３００ミクロン、又は約７５～２００ミクロン、又は約９０～１６０ミクロン、又は約２５０～４００ミクロン、又は約３００ミクロン、又は約１００ミクロン、又は約１１０ミクロン、又は約１２０ミクロン、又は約１３０ミクロン、又は約１４０ミクロン、又は約１５０ミクロン
【0048】
微小突起厚さ：約１ミクロン～約５００ミクロン、又は約５ミクロン～３００ミクロン、又は約１０ミクロン～１００ミクロン、又は約１０ミクロン～５０ミクロン、又は約２０ミクロン～３０ミクロン、又は約２５ミクロン。
【0049】
先端角：約１０～７０度、又は約２０～６０度又は約３０～５０度、又は約３５～４５度、又は約４０度。
【0050】
アレイ当たりの総活性剤：約１ｍｃｇ～５００ｍｃｇ、又は約１０ｍｃｇ～４００ｍｃｇ、又は約２５ｍｃｇ～３００ｍｃｇ、又は少なくとも５０ｍｃｇ、又は少なくとも７５ｍｃｇ、又は少なくとも１００ｍｃｇ。
【0051】
アレイ当たりの不活性成分の量：約０．１～１０ｍｇ、又は約０．２～４ｍｇ、又は約０．３ｍｇ～２ｍｇ、又は約０．６ｍｇ、又は約０．６３ｍｇ、又は約１．３ｍｇ、又は約１．２６ｍｇ。あるいは、不活性成分の量は、活性剤よりも１～３倍少ないか、又は約０．０３３ｍｇ～約３．３３ｍｇである。
【0052】
コーティング厚さ：約５０マイクロメートル～約５００マイクロメートル、又は約１００マイクロメートル～約３５０マイクロメートル、又は約５０マイクロメートル～約２００マイクロメートル。
【0053】
微小突起当たりの活性剤：微小突起当たりの抗原の量は、約１３ｎｇ～約２５０ｎｇ、又は約０．０１μｇ～約１００μｇ、又は約０．１～１０μｇ、又は約０．５～２μｇ、又は約１μｇ、又は約０．９６μｇの範囲であり得る。
【0054】
本発明の一実施形態では、マイクロニードル部材は、少なくともおよそ１０個の微小突起／ｃｍ２、より好ましくは少なくともおよそ２００～７５０個の微小突起／ｃｍ２の範囲のマイクロニードル密度を有する。
【0055】
本発明の一実施形態では、微小突起は、１０００ミクロン未満の突起長さを有する。さらなる実施形態では、微小突起は、７００ミクロン未満の突起長さを有する。他の実施形態では、微小突起は、５００ミクロン未満の突起長さを有する。好ましくは、微小突起長さは、３００～４００ミクロンの間の長さである。微小突起は、約１００～約１５０ミクロンの範囲の幅及び約１０～約４０ミクロンの範囲の厚さをさらに有する。
【0056】
一実施形態では、微小突起部材は、ステンレス鋼、チタン、ニッケルチタン合金、又はポリマー材料などの同様の生体適合性材料から構成される。
【0057】
本発明の一実施形態では、微小突起部材は、少なくともマイクロニードル上に配置された生体適合性コーティングを含む。ワクチン抗原の量は、アレイ当たり約２５～約５００ｍｃｇであってもよい。
【0058】
別の実施形態は、約３．１ｃｍ２の面積及び約２５マイクロメートルの厚さを有するチタン基材に接着された約５ｃｍ２のパッチ面積を有する。基材は、約７２５個の微小突起／ｃｍ２の密度で約１９８７個の微小突起を含む約２．７４ｃｍ２の面積を有する微小突起アレイからなる。各微小突起上に含まれる乾燥製剤は、最大約２７０μｍから漸減し、微小突起当たり約０．００２μｇ～約０．２５μｇのコロナウイルスワクチン抗原及びパッチ当たり約５μｇ～約５００μｇの抗原を含む厚さを有するアメリカンフットボールの近似形状を有してもよい。
【0059】
別の実施形態は、約６ｃｍ２及び約２５μｍの厚さのチタン基材に接着された約５ｃｍ２のパッチ面積を有する。基材は、約７２５個の微小突起／ｃｍ２の密度で約４０００個の微小突起を含む約５．５ｃｍ２の面積を有するアレイからなる。各微小突起上に含まれる乾燥製剤は、最大約２７０から漸減し、約０．００１２５μｇ～約０．１２５μｇのコロナウイルスワクチン抗原からなる厚さを有するアメリカンフットボールの近似形状である。微小突起は、約３８７±１３μｍの長さ、約１２０±１３μｍの幅、及び約２５．４±２．５μｍの厚さを有する。微小突起は長方形であり、貫通を容易にするために三角形の先端を有する。先端は、４０±５度の角度を有し、約１６５±２５ミクロンの長さである。そのような技術のさらなる例は、出願人所有の米国特許出願公開第２０１９００７０１０３号明細書に記載されている。
【0060】
所望の貫通をもたらすかさ、長さ及び密度の正確な組合せは様々であり、活性剤、その用量、治療される疾患又は状態、及び投与頻度に依存する場合がある。したがって、特定のアレイの活性剤送達効率（すなわち、血流に送達される活性剤の量）は、約４０％～１００％、又は約４０％、又は約５０％、又は約６０％、又は約７０％、又は約８０％、又は約９０％、又は約１００％の間で変動するであろう。
【0061】
２．インパクトアプリケータ
出願人が所有する米国特許出願公開第２０１９００７０１０３号明細書の図４（Ａ）～図４（Ｂ）、図５（Ａ）～図５（Ｅ）に示されているように、本開示の皮内活性剤送達システムは、本体と、本体内で移動可能なピストンとを有するインパクトアプリケータをさらに含んでもよく、ピストンの表面は皮膚に対してパッチに衝突し、微小突起が角質層を穿孔する。アプリケータは、１０ミリ秒以下で少なくとも０．０５ジュール／ｃｍ２、又は１０ミリ秒以下で約０．２６ジュール／ｃｍ２、又は１０ミリ秒以下で約０．５２ジュール／ｃｍ２の衝撃エネルギー密度でマイクロニードルアレイを角質層に適用するように適合される。
出願人が所有する米国特許出願公開第２０１９００７０１０３号明細書の図４（Ａ）～図４（Ｂ）、図５（Ａ）～図５（Ｅ）に示されているように、本開示の皮内活性剤送達システムは、本体と、本体内で移動可能なピストンとを有するインパクトアプリケータをさらに含んでもよく、ピストンの表面は皮膚に対してパッチに衝突し、微小突起が角質層を穿孔する。アプリケータは、１０ミリ秒以下で少なくとも０．０５ジュール／ｃｍ２、又は１０ミリ秒以下で約０．２６ジュール／ｃｍ２、又は１０ミリ秒以下で約０．５２ジュール／ｃｍ２の衝撃エネルギー密度でマイクロニードルアレイを角質層に適用するように適合される。
【0062】
米国特許出願公開第２０１９００７０１０３号明細書の図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されているように、皮内送達システムは、活性剤でコーティングされたマイクロニードルのアレイからなる、一方の表面に接着性バッキングを有し、他方の側に光沢のある金属表面を有するパッチを含む。パッチは、光沢のある金属表面を手動で、又は好ましくはアプリケータによって皮膚に押し付けることによって皮膚に適用されてもよい。好ましくは、アプリケータは、１０ミリ秒以下で０．２６ジュール／ｃｍ２の衝撃エネルギー密度でパッチを皮膚に適用する。米国特許出願公開第２０１９００７０１０３号明細書の図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、パッチは、パッチアセンブリを形成するリテーナリング構造に接続され、それによって支持されてもよい。リテーナリングは、インパクトアダプタに嵌合し、パッチをアプリケータに取り外し可能に取り付けるように適合される。リテーナリング構造は、接着性パッチ及びマイクロニードルアレイを受容するように設計された内側リング及び外側リングを含んでもよい。米国特許出願公開第２０１９００７０１０３号明細書の図５（Ａ）～図５（Ｅ）は、ユーザが、パッチ及びマイクロニードルアレイが既にロードされているリテーナリングへのインパクトアプリケータの接続を容易にする、特許請求される発明の一実施形態を示している。図示のように、リテーナリングとインパクトアプリケータとが接続されると、ユーザは、アプリケータキャップをねじることによってインパクトアプリケータをロック解除することができる。米国特許出願公開第２０１９００７０１０３号明細書の図５（Ｃ）は、次いで、ユーザがアプリケータを皮膚上で下方に押し付けてパッチを分配し、それを皮膚に適用してもよいことを示している。パッチは、患者の皮膚に取り外し可能に取り付けられ、リテーナリングは、アプリケータに取り付けられたままである。米国特許出願公開第２０１９００７０１０３号明細書の図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、リテーナリングは、インパクトアプリケータが、さらなるパッチアセンブリを用いて、潜在的に他の活性成分及び疾患状態のために後続の投与事象中に再使用することができるように、インパクトアプリケータに可逆的に取り付けられる。
【0063】
別の実施形態では、パッチ及びアプリケータは、製剤の安定性及び無菌性を保証する包装と共に、単一の一体化されたユニットとして供給される。ユーザは、システムを包装から取り出し、本明細書に記載のようにパッチを適用する。次いで、使用済みアプリケータは、通常のごみに廃棄される。この実施形態は、より複雑でなく、より小さく、より軽く、より使いやすいシステムを提供する。
【0064】
本開示はまた、本開示がこれに関して決して限定されないので、多種多様な能動的経皮システム（本明細書に記載の受動的手動皮内送達デバイスとは対照的な）と共に使用することができる。
【0065】
いくつかの能動的経皮システムは、電気輸送を利用する。例示的な電気輸送活性剤送達システムは、米国特許第５，１４７，２９６号明細書、同第５，０８０，６４６号明細書、同第５，１６９，３８２号明細書及び同第５，１６９，３８３号明細書に記載されている。広く使用されている電気輸送プロセスの１つであるイオン導入は、荷電イオンの電気的に誘導された輸送を含む。電気浸透は、非荷電分子又は中性荷電分子の経皮輸送（例えば、グルコースの経皮サンプリング）に関与する別の種類の電気輸送プロセスであり、電界の影響下で膜を通る剤を含む溶媒の移動を含む。エレクトロポレーションは、さらに別の種類の電気輸送であり、電気パルス、高電圧パルスを膜に印加することによって形成された細孔を通る剤の通過を含む。多くの場合、記載されたプロセスのうちの２つ以上が、異なる範囲で同時に発生する可能性がある。したがって、「電気輸送」という用語は、本明細書では、剤が実際に輸送されている特定の機構にかかわらず、少なくとも１つの荷電した若しくは荷電していない剤、又はそれらの混合物の電気的に誘導又は増強された輸送を含むように、その最も広い合理的な解釈が与えられる。
【0066】
さらに、限定されないが、化学的浸透増強、レーザーアブレーション、熱、超音波、又は圧電デバイスを含む任意の他の輸送増強方法を、本明細書の開示と併せて使用することができる。
【0067】
３．活性剤及び生体適合性コーティングとしてのワクチン
固体コーティングを形成するために上記の微小突起部材に適用されるコーティング製剤は、生体適合性担体内に溶解され得るか又は担体内に懸濁され得る少なくとも１つの生物学的活性剤を有する液体、好ましくは水性製剤からなる。次いで、製剤を微小突起上にコーティングし、乾燥させ、滅菌し、包装する。生物学的活性剤は、インフルエンザワクチン又はコロナウイルスワクチン、例えば、ＳＡＲＳ－Ｃｏｖ－２サブユニットワクチンであってもよい。
固体コーティングを形成するために上記の微小突起部材に適用されるコーティング製剤は、生体適合性担体内に溶解され得るか又は担体内に懸濁され得る少なくとも１つの生物学的活性剤を有する液体、好ましくは水性製剤からなる。次いで、製剤を微小突起上にコーティングし、乾燥させ、滅菌し、包装する。生物学的活性剤は、インフルエンザワクチン又はコロナウイルスワクチン、例えば、ＳＡＲＳ－Ｃｏｖ－２サブユニットワクチンであってもよい。
【0068】
本開示は、少なくとも７８の確認済みのＣＯＶＩＤ－１９ワクチン候補を包含し、そのうち５つは既に臨床試験に入っている。前出のＫａｌｏｒａｍａ誌。本発明において有用なコロナウイルスワクチンのこのような例としては、限定されないが、以下が挙げられる。
１．Ｍｏｄｅｒｎａ ＭＲＮＡ－１２７。
２．Ｉｎｏｖｉｏ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ ＩＮＯ－４８００。
３．Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｇｅｎｏ－Ｉｍｍｕｎｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ＬＶ－ＳＭＥＮＰ－ＤＣワクチン。
４．ＣａｎＳｉｎｏ Ｂｉｏｌｏｇｉｃｓ Ａｄ５－ｎＣｏＶ。
５．Ｇｌａｘｏと、Ｃｌｏｖｅｒ Ｂｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ（ＣＯＶＩＤ－１９ Ｓ－Ｔｒｉｍｅｒ）及びＣｏａｌｉｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｅｐｉｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｐａｒｅｄｎｅｓｓ（ＣＥＰＩ）（分子クランプ）との共同研究。
６．ＳａｎｏｆｉとＴｒａｎｓｌａｔｅ Ｂｉｏとの共同研究。
７．Ｅｍｅｒｇｅｎｔ ＢｉｏＳｏｌｕｔｉｏｎｓとＶａｘａｒｔとの契約。
８．Ｓｅｑｉｒｉｓ ＭＦ５９。
９．Ｉｍｍｕｎｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ＢｉｏＰｈａｒｍａ（ＩＲＢＰ）ＩＲ１０１Ｃ。
１０．Ｊｏｈｎｓｏｎ＆Ｊｏｈｎｓｏｎ。
１１．田辺三菱製薬／Ｍｅｄｉｃａｇｏ。
１２．Ｓｅｒｕｍ ＩｎｓｔｉｔｕｔｅとＣｏｄａｇｅｎｉｘとの提携。
１３．武田抗ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ポリクローナル高免疫グロブリン。
１４．Ｓｅｎｇｅｎｉｃｓ。
１５．Ａｋｅｒｓ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ。
１６．ピッツバーグ大学。
１７．Ｉｎｏｖｉｏ及びＯｌｏｇｙ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ。
１８．Ｄｙｎａｖａｘ、Ｃｌｏｖｅｒ提携。
１９．アイオワ大学、ジョージア大学。
２０．Ａｐｐｌｉｅｄ ＤＮＡ及びＴａｋｉｓ Ｂｉｏｔｅｃｈ。
２１．Ｓａｎｏｆｉ及びＧＳＫ。
ＣＯＶＩＤ－１９に対するワクチン及び本開示の一部のより詳細な概要を以下に要約する。
ＣＯＶＩＤ－１９に対する開発中のワクチンを選択（ソース：前出のＫａｌｏｍａｒａ）
１．Ｍｏｄｅｒｎａ ＭＲＮＡ－１２７。
２．Ｉｎｏｖｉｏ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ ＩＮＯ－４８００。
３．Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｇｅｎｏ－Ｉｍｍｕｎｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ＬＶ－ＳＭＥＮＰ－ＤＣワクチン。
４．ＣａｎＳｉｎｏ Ｂｉｏｌｏｇｉｃｓ Ａｄ５－ｎＣｏＶ。
５．Ｇｌａｘｏと、Ｃｌｏｖｅｒ Ｂｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ（ＣＯＶＩＤ－１９ Ｓ－Ｔｒｉｍｅｒ）及びＣｏａｌｉｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｅｐｉｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｐａｒｅｄｎｅｓｓ（ＣＥＰＩ）（分子クランプ）との共同研究。
６．ＳａｎｏｆｉとＴｒａｎｓｌａｔｅ Ｂｉｏとの共同研究。
７．Ｅｍｅｒｇｅｎｔ ＢｉｏＳｏｌｕｔｉｏｎｓとＶａｘａｒｔとの契約。
８．Ｓｅｑｉｒｉｓ ＭＦ５９。
９．Ｉｍｍｕｎｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ＢｉｏＰｈａｒｍａ（ＩＲＢＰ）ＩＲ１０１Ｃ。
１０．Ｊｏｈｎｓｏｎ＆Ｊｏｈｎｓｏｎ。
１１．田辺三菱製薬／Ｍｅｄｉｃａｇｏ。
１２．Ｓｅｒｕｍ ＩｎｓｔｉｔｕｔｅとＣｏｄａｇｅｎｉｘとの提携。
１３．武田抗ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ポリクローナル高免疫グロブリン。
１４．Ｓｅｎｇｅｎｉｃｓ。
１５．Ａｋｅｒｓ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ。
１６．ピッツバーグ大学。
１７．Ｉｎｏｖｉｏ及びＯｌｏｇｙ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ。
１８．Ｄｙｎａｖａｘ、Ｃｌｏｖｅｒ提携。
１９．アイオワ大学、ジョージア大学。
２０．Ａｐｐｌｉｅｄ ＤＮＡ及びＴａｋｉｓ Ｂｉｏｔｅｃｈ。
２１．Ｓａｎｏｆｉ及びＧＳＫ。
ＣＯＶＩＤ－１９に対するワクチン及び本開示の一部のより詳細な概要を以下に要約する。
ＣＯＶＩＤ－１９に対する開発中のワクチンを選択（ソース：前出のＫａｌｏｍａｒａ）
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【0069】
本開示はまた、６５歳以上の成人に使用するための、Ｎｏｖａｖａｘ，Ｉｎｃ．のＮａｎｏＦｌｕ（商標）（専売のＭａｔｒｉｘ－Ｍ（商標）アジュバントを有する同社の組換え四価季節性インフルエンザワクチン候補）などの新しいインフルエンザワクチンに関する。前出のＫａｌｏｍａｒａ。
【0070】
そのような上記のワクチン／抗原は、本明細書に記載の水性コーティング製剤と適合性であり、本明細書に記載の方法に従って治療有効量で微小突起アレイにロードしてもよい。
【0071】
水性コーティング製剤中の生物学的活性成分及び賦形剤の濃度は、許容されるコーティング厚さで所望の量の活性成分を達成し、マイクロニードルアレイの基部上へのコーティング製剤の吸上げを回避し、コーティングの均一性を維持し、安定性を確保するように慎重に制御される。一実施形態では、活性剤は、コーティング製剤中に約１％ｗ／ｗ～約６０％ｗ／ｗ、又は約１５％ｗ／ｗ～６０％ｗ／ｗ、又は約３５％ｗ／ｗ～４５％ｗ／ｗの濃度で存在する。
【0072】
他のコーティング製剤パラメータには、以下が含まれる。
・ワクチン抗原は、抗原に対する二糖の質量比が約０．５、１又は２：１の二糖、例えばスクロース又はトレハロースで安定化されてもよい。使用されてもよい他の二糖は、タンパク質を安定化するのに十分な量のラクトース及びマルトースである。
・コーティング厚さは、約５０マイクロメートル～約１００マイクロメートルの範囲である。
・抗原又は抗原の組合せを含有する水性製剤の粘度は、約５０～約３００ｃＰの範囲であり得る。
・他の賦形剤としては、酒石酸、クエン酸及びヒスチジンが挙げられる。
・ｐＨ範囲は、４．４～７．４である。
・ワクチン抗原は、抗原に対する二糖の質量比が約０．５、１又は２：１の二糖、例えばスクロース又はトレハロースで安定化されてもよい。使用されてもよい他の二糖は、タンパク質を安定化するのに十分な量のラクトース及びマルトースである。
・コーティング厚さは、約５０マイクロメートル～約１００マイクロメートルの範囲である。
・抗原又は抗原の組合せを含有する水性製剤の粘度は、約５０～約３００ｃＰの範囲であり得る。
・他の賦形剤としては、酒石酸、クエン酸及びヒスチジンが挙げられる。
・ｐＨ範囲は、４．４～７．４である。
【0073】
製剤は、約０．１％ｗ／ｗ～約２０％ｗ／ｗの濃度で酸をさらに含んでもよい。そのような酸は、酒石酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、乳酸、塩酸から個別に又は組み合わせて選択されてもよい。別の実施形態では、コーティング製剤において、活性剤対酸の比は、約１：１、約２：１、約３：１、約４：１又は約５：１である。本開示はさらに、約３３％ｗ／ｗのコロナウイルスワクチン基剤及び約１１％ｗ／ｗの酒石酸を含むコーティング製剤を包含する。いくつかの実施形態では、酸は、酒石酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸又はマレイン酸のうちの１つであり、約０．３３％～１０％ｗ／ｗ、又は約８．３３％～約１６．６７％ｗ／ｗ、又は約１３．３３％ｗ／ｗ、又は約１５％ｗ／ｗ、又は約６．６７％ｗ／ｗの量で存在する。いくつかの実施形態では、コーティング製剤は、４５％ｗ／ｗの活性剤、１５％ｗ／ｗの酸及び４０％ｗ／ｗの水を含む。
【0074】
ワクチン／抗原は、約１％ｗ／ｗ～約５０％ｗ／ｗの間に含まれる濃度でコーティング製剤中に存在してもよく、弱酸（酒石酸、クエン酸、リンゴ酸又はマレイン酸）は、約６．６７％ｗ／ｗ～約１６．６７％ｗ／ｗの間でコーティング製剤中に存在する。
【0075】
特定の実施形態では、本開示のコーティング製剤は、保存剤を含まない。
【0076】
界面活性剤がコーティング製剤に含まれてもよい。コーティング製剤に含めるのに好適な界面活性剤としては、ポリソルベート２０及びポリソルベート８０が挙げられるが、これらに限定されない。界面活性剤は、浸透促進剤として活性剤送達を改善するために一般的に使用される。しかしながら、出願人は、界面活性剤がコーティング製剤においてうねりをもたらし、これは不均一な膜を示し、非常に不利であることを見出した。出願人は、界面活性剤及び他の浸透促進剤の必要性が、特許請求される発明の使用によって、具体的には、特許請求されるコロナウイルスワクチン又はインフルエンザワクチンの経皮送達パッチによって回避され得ることを見出した。さらに、出願人は、驚くべきことに、界面活性剤の欠如にもかかわらず、マイクロニードルコーティングが吸上げを回避し、マイクロニードルアレイの製造プロセス中にコーティングが微小突起に十分に接着することを見出した。
【0077】
酸化防止剤がコーティング製剤に含まれてもよい。コーティング製剤に含めるのに好適な酸化防止剤としては、メチオニン、アスコルビン酸及びＥＤＴＡが挙げられるが、これらに限定されない。
【0078】
コーティング製剤は、マイクロニードル上で乾燥させる前に製剤を１００％にするのに十分な量（適量）の液体、好ましくは水をさらに含む。液体コーティング製剤のｐＨは、約ｐＨ８未満であってもよい。他の場合では、ｐＨは、約ｐＨ３～７．４、又は約ｐＨ３．５～４．５である。好ましくは、コーティング製剤のｐＨは、約ｐＨ８未満である。より好ましくは、コーティング製剤のｐＨは、３～７．４の間に含まれる。さらにより好ましくは、コーティング製剤のｐＨは、３．５～５．５の間に含まれる。
【0079】
本開示による液体コーティング製剤は、一般に、マイクロニードルを適切な含有量及び形態で一貫してコーティングする能力を示し、５％未満、好ましくは３％未満の水を含有する安定な固体（乾燥）製剤をもたらす。液体製剤は、液体膜に浸漬する微小突起先端の深さの正確な制御を可能にする操作されたコータを使用して、マイクロニードルアレイ及びその微小突起先端に適用される。好適なコーティング技術の例は、米国特許第６，８５５，３７２号明細書に記載されており、参照によりその全体が本明細書に含まれる。したがって、液体の粘度は、上述したように、微小突起部材のコーティングプロセスにおいて役割を果たす。Ａｍｅｒｉ，Ｍ．；Ｆａｎ，Ｓ Ｃ．；Ｍａａ，Ｙ Ｆ（２０１０）；「Ｐａｒａｔｈｙｒｏｉｄ ｈｏｒｍｏｎｅ ＰＴＨ（１－３４）ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｅｎａｂｌｅｓ ｕｎｉｆｏｒｍ ｃｏａｔｉｎｇ ｏｎ ａ ｎｏｖｅｌ ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ ｍｉｃｒｏｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ」Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、２７、ｐｐ．３０３－３１３を参照。Ａｍｅｒｉ Ｍ、Ｗａｎｇ Ｘ、Ｍａａ Ｙ Ｆ（２０１０）；「Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｏｎ ｐａｒａｔｈｙｒｏｉｄ ｈｏｒｍｏｎｅ ＰＴＨ（１－３４）ｃｏａｔｅｄ ｏｎ ａ ｎｏｖｅｌ ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ ｍｉｃｒｏｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ａ ｓｔｅｒｉｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ」Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、９９、２１２３－３４も参照されたい。
【0080】
コロナウイルスワクチンを含むコーティング製剤は、およそ５００センチポアズ（ｃＰ）未満及び３ｃＰ超、又はおよそ４００ｃＰ未満及び１０ｃＰ超、又はおよそ３００ｃＰ未満及び５０ｃＰ超、又は２５０ｃＰ未満及びおよそ１００ｃＰ超の粘度を有する。いくつかの実施形態では、コーティング前の液体製剤の粘度は、少なくとも２０ｃＰである。他の実施形態では、粘度は、約２５ｃＰ、又は約３０ｃＰ、又は約３５ｃＰ、又は約４０ｃＰ、又は約４５ｃＰ、又は約５０ｃＰ、又は約５５ｃＰ、又は約６０ｃＰ、又は約６５ｃＰ、又は約７０ｃＰ、又は約７５ｃＰ、又は約８０ｃＰ、又は約８５ｃＰ、又は約９０ｃＰ、又は約９５ｃＰ、又は約１００ｃＰ、又は約１５０ｃＰ、又は約２００ｃＰ、又は約３００ｃＰ、又は約４００ｃＰ、又は約５００ｃＰである。他の実施形態では、粘度は、約２５ｃＰ超、又は約３０ｃＰ超、又は約３５ｃＰ超、又は約４０ｃＰ超、又は約４５ｃＰ超、又は約５０ｃＰ超、又は約５５ｃＰ超、又は約６０ｃＰ超、又は約６５ｃＰ超、又は約７０ｃＰ超、又は約７５ｃＰ超、又は約８０ｃＰ超、又は約８５ｃＰ超、又は約９０ｃＰ超、又は約９５ｃＰ超、又は約１００ｃＰ超、又は約１５０ｃＰ超、又は約２００ｃＰ超、又は約３００ｃＰ超、又は約４００ｃＰ超、又は約５００ｃＰ未満である。好ましい実施形態では、コーティング製剤の粘度は、約８０ｃＰ超及び約３５０ｃＰ未満である。別の好ましい実施形態では、粘度は、約１００ｃＰ超及び約３５０ｃＰ未満である。別の好ましい実施形態では、粘度は、約１００ｃＰ超及び約２５０ｃＰ未満である。
【0081】
微小突起に適用されると、コーティング製剤は、微小突起表面から測定して、約１０～約４００ミクロン、又は約３０～約３００ミクロン、又は約１００ミクロン～約１７５ミクロン、又は約１１５～約１５０ミクロン、又は約１３５ミクロンの平均厚さを有してもよい。コーティング製剤は、微小突起を覆う均一な厚さを有することが好ましいが、製剤は、製造プロセスの結果としてわずかに変化する場合がある。微小突起は、角質層を貫通するため、一般に均一にコーティングされる。いくつかの実施形態では、微小突起は、先端から基部までの距離全体にわたってコーティングされていない。代わりに、コーティングは、先端から基部まで測定して、微小突起の長さの少なくとも約１０％～約８０％、又は２０％～約７０％、又は約３０％～約６０％、又は約４０％～約５０％の微小突起の長さの部分を覆う。
【0082】
液体コーティング製剤は、アレイ当たり約１ｍｃｇ～約５００ｍｃｇの量の活性剤の用量を送達するように、微小突起のアレイに適用される。コロナウイルスワクチンの場合、用量は、アレイ当たり（パッチ又は他の形態を介して）角質層に送達される約５ｍｃｇ～約５００ｍｃｇ、又は約２５ｍｃｇ～約５００ｍｃｇである。微小突起の形状及びサイズは、活性剤充填能力及び活性剤送達の有効性に大きく影響する。
【0083】
一態様では、水性ワクチン製剤は、（ａ）ダイアフィルトレーション／濃縮、（ｂ）凍結乾燥、及び（ｃ）再構成によって予備製剤化される。
【0084】
再構成後、水性ワクチン製剤は、米国特許出願公開第２００２／０１２８５９９号明細書に記載されているように、一般に微小突起上のコーティング製剤を乾燥させることによって、微小突起上で固体コーティングへと乾燥される。コーティング製剤は、通常、水性製剤である。乾燥プロセス中、水を含むすべての揮発性物質は、ほとんど除去される。しかしながら、最終的な固体コーティングは、依然として約１％ｗ／ｗの水、又は約２％ｗ／ｗの水、又は約３％ｗ／ｗの水、又は約４％ｗ／ｗの水、又は約５％ｗ／ｗの水を含有する場合がある。製剤中に存在する酸素及び／又は水の含有量は、乾燥不活性雰囲気及び／又は部分真空の使用によって減少する。微小突起アレイ上の固体コーティングにおいて、活性剤抗原は、単位用量（パッチ）当たり約５００ｍｃｇ未満、又は約４００ｍｃｇ未満、又は約３００ｍｃｇ未満、又は約２００ｍｃｇ未満、又は約１００ｍｃｇ未満の量で存在してもよい。賦形剤の添加により、固体コーティングの総質量は、単位用量当たり約５ｍｇ未満、又は単位用量当たり約２ｍｇ未満であってもよい。
【0085】
微小突起部材は、通常、使い捨てポリマーリテーナリングに取り付けられた接着性バッキング上に存在する。このアセンブリは、パウチ又はポリマーハウジング内に個別に包装される。アセンブリに加えて、このパッケージは、少なくとも３ｍＬの体積に相当するデッドボリュームを含む。この大きな体積（コーティングの体積と比較して）は、水の部分的なシンクとして作用する。例えば、２０℃では、蒸気圧の結果として３ｍＬの雰囲気中に存在する水の量は飽和時に約０．０５ｍｇであると思われ、これは典型的には乾燥後に固体コーティング中に存在する残留水の量である。したがって、乾燥不活性雰囲気及び／又は部分真空中での保存は、コーティングの含水量をさらに減少させ、安定性の改善をもたらすであろう。
【0086】
本開示によれば、コーティングは、様々な既知の方法によって微小突起に適用することができる。例えば、コーティングは、皮膚を穿孔する微小突起部材又は微小突起の部分（例えば、先端）にのみ適用されてもよい。次いで、コーティングを乾燥させて固体コーティングを形成する。１つのそのようなコーティング方法は、浸漬コーティングを含む。浸漬コーティングは、微小突起をコーティング溶液に部分的又は全体的に浸漬することによって微小突起をコーティングする方法として説明することができる。部分浸漬技術を使用することにより、コーティングを微小突起の先端のみに限定することが可能である。
【0087】
さらなるコーティング方法は、コーティングを微小突起の先端に同様に限定するローラコーティング機構を使用するローラコーティングを含む。ローラコーティング方法は、米国特許出願公開第２００２／０１３２０５４号明細書に記載されている。その明細書で詳細に説明されているように、開示されたローラコーティング方法は、皮膚穿孔中に微小突起から容易に除去されない滑らかなコーティングを提供する。
【0088】
本発明の範囲内で使用することができるさらなるコーティング方法は、スプレーコーティングを含む。スプレーコーティングは、コーティング組成物のエアロゾル懸濁液の形成を包含し得る。一実施形態では、約１０～２００ピコリットルの液滴サイズを有するエアロゾル懸濁液を微小突起上に噴霧し、次いで乾燥させる。
【0089】
パターンコーティングを使用して、微小突起をコーティングすることもできる。パターンコーティングは、堆積された液体を微小突起表面上に位置決めするための分配システムを使用して適用することができる。堆積された液体の量は、好ましくは０．１～２０ナノリットル／微小突起の範囲内である。好適な精密計量液体ディスペンサの例は、米国特許第５，９１６，５２４号明細書、同第５，７４３，９６０号明細書、同第５，７４１，５５４号明細書及び同第５，７３８，７２８号明細書に開示されている。
【0090】
微小突起コーティング製剤又は溶液は、既知のソレノイド・バルブ・ディスペンサ、任意選択の流体動力手段、及び一般に電界の使用によって制御される位置決め手段を使用するインクジェット技術を使用して適用することもできる。印刷業界からの他の液体分配技術又は当技術分野で公知の同様の液体分配技術を、本発明のパターンコーティングを適用するために使用することができる。
【0091】
本開示の一実施形態では、コロナウイルスワクチン又はインフルエンザワクチンを含む乾燥コーティング製剤の厚さは、微小突起表面から測定して約１０～１００ミクロン、又は約２０～８０ミクロン、又は約３０～６０ミクロン、又は約４０～５０ミクロンの範囲である。所望のコーティング厚さは、必要な用量、したがって用量を送達するのに必要なコーティング厚さ、シートの単位面積当たりの微小突起の密度、コーティング組成物の粘度、溶解度及び濃度、並びに選択されるコーティング方法を含むいくつかの要因に依存する。微小突起に適用されるコーティングの厚さは、コロナウイルスワクチンの安定性を最適化するように適合させることもできる。既知の製剤アジュバントもまた、それらがコーティング製剤の必要な溶解度及び粘度特性並びに乾燥コーティングの物理的完全性に悪影響を及ぼさない限り、コーティング製剤に添加することができる。
【0092】
コーティングは、マイクロニードルアレイの基部又はストリートから突出するマイクロニードルに適用される。コーティングは、マイクロニードルの先端に適用され、マイクロニードル及びマイクロニードルアレイの表面を覆うことを意図していない。これは、経皮パッチ当たりの活性剤の量を減少させ、これは、経皮送達システム上の残留活性剤の危険性に関するＦＤＡ Ｇｕｉｄａｎｃｅに照らして有利であり、これは、システム内の残留活性剤の量を最小限に抑えるべきであることを示唆している。ＦＤＡ Ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｄｒｕｇ ｉｎ Ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ（２０１１年８月）を参照のこと。出願人の戦略は、コーティングに過剰な活性剤を使用することなく、単位面積当たりの活性剤の皮膚への放出を最大化することであった。
【0093】
コーティングを適用した後、コーティング製剤を様々な手段によって微小突起上に乾燥させる。コーティングされた微小突起部材は、周囲の室内条件で乾燥させてもよい。しかしながら、様々な温度及び湿度レベルを使用して、コーティング製剤を微小突起上に乾燥させることができる。さらに、コーティングされた部材は、加熱、真空下若しくは乾燥剤での保存、凍結乾燥（ｌｙｏｐｈｉｌｉｚｅ）、凍結乾燥（ｆｒｅｅｚｅ ｄｒｙ）されることができ、又はコーティングから残留水を除去するために使用される同様の技術であり得る。
【0094】
５０ｒｐｍで回転するローラドラムを利用して、活性剤製剤リザーバ（容積２ｍＬ）中で周囲温度でコーティングを行い、厚さ約５０～１００μｍの制御された厚さの膜を製造した。コーティングプロセスに関するさらなる情報は、米国特許第６，８５５，３７２号明細書に見出すことができる。微小突起アレイを活性剤膜に浸漬し、活性剤膜を浸漬（通過）する回数によってコーティングの量を制御する。
【0095】
乾燥プロセス中、制御された一貫した厚さを有する微小突起の均一なコーティングの形成に関連する問題がある場合がある。「液だれ」又は「涙滴」形成と呼ばれる経皮パッチコーティングの１つの一般的な問題が、コーティングが乾燥しており、コーティングが「涙滴」形状の微小突起の端部に蓄積する場合に発生する。この涙滴形状は、マイクロニードルの鋭い端部を鈍らせ得、浸透の有効性及び均一性に影響を与える可能性がある。微小突起上の製剤の不均一な層は、不均一な、時には不十分な活性剤送達をもたらす。さらに、乾燥プロセスにおける問題は、製剤コーティングにおける品質管理の問題を引き起こす。
【0096】
液体コーティング製剤は、液体担体、好ましくは水、より好ましくは脱イオン水中に、約１０～約１０００ｍｃｇ ＨＡ／ｍＬ、又は約２５～約５００ｍｃｇ ＨＡ／ｍＬの量、又は０．００１％ｗ／ｗ～約３０％ｗ／ｗ、又は約０．０１％ｗ／ｗ～約２５％ｗ／ｗ、又は約０．１％ｗ／ｗ～約１０％ｗ／ｗの量のコロナウイルスワクチン／抗原又はインフルエンザワクチン／抗原と、約５％ｗ／ｗ～約２５％ｗ／ｗ、好ましくは約１０％ｗ／ｗ～約２０％ｗ／ｗ、より好ましくは約１５％ｗ／ｗの量の酒石酸とを含む。これらの液体コーティング製剤では、約１５０ｃＰ～約３５０ｃＰ、好ましくは約２００ｃＰ～約３００ｃＰ、より好ましくは約２５０センチポアズの粘度、及び約５０ｍＮｍ－１～約７２ｍＮｍ－１、好ましくは約５５ｍＮｍ－１～約６５ｍＮｍ－１、より好ましくは約６２．５ｍＮｍ－１の表面張力を維持することが、液だれに耐性である。液体コーティング製剤中への微小突起の各浸漬を同時に可能にして十分な体積の液体コーティング製剤をとり、それによって最小数の浸漬で所望の活性剤用量を達成しながら、涙滴形成を回避することができる。コーティング溶液の粘度及び表面張力が十分に高ければ、コーティングされた液体が浸漬後及び乾燥前に急速に滴下して戻ったり、涙滴形状を形成したりすることはない。
【0097】
４．包装及び滅菌
乾燥コーティングされた製剤の改善された物理的安定性は、治療剤自体の貯蔵寿命又は有効期間の増加の利益を提供するだけでなく、本発明の組成物並びに製剤化及び送達方法に従って安定化されると、治療剤は、より広範囲の可能な製剤において、より多様な治療剤送達手段と共に有用になるという点で有効性を高める。
乾燥コーティングされた製剤の改善された物理的安定性は、治療剤自体の貯蔵寿命又は有効期間の増加の利益を提供するだけでなく、本発明の組成物並びに製剤化及び送達方法に従って安定化されると、治療剤は、より広範囲の可能な製剤において、より多様な治療剤送達手段と共に有用になるという点で有効性を高める。
【0098】
本開示は、酸素及び／又は水による劣化が、乾燥不活性雰囲気中での活性剤製剤の製造及び／又は包装によって最小化及び／又は制御される活性剤製剤を含む。製剤は、乾燥剤の存在下で乾燥不活性雰囲気中に、任意選択で箔層を含むチャンバ又はパッケージ中に含まれてもよい。
【0099】
乾燥剤は、当業者に既知の任意のものであり得る。いくつかの一般的な乾燥剤としては、モレキュラーシーブ、酸化カルシウム、粘土乾燥剤、硫酸カルシウム及びシリカゲルが挙げられるが、これらに限定されない。乾燥剤は、箔層を含むパッケージ中に不活性雰囲気の存在下で生物学的活性剤含有製剤と共に配置することができるものであってもよい。
【0100】
別の態様では、活性剤製剤は、製剤が微小突起アレイ送達デバイス上にコーティングされた後、箔層を含むチャンバ内に包装される。この実施形態では、乾燥剤がチャンバ内に収容され、好ましくは箔層を含むチャンバ蓋に取り付けられ、送達デバイスを含む箔チャンバが箔蓋によって密封される前に、チャンバは乾燥窒素若しくはアルゴン又は貴ガスなどの他の不活性ガスでパージされる。乾燥不活性雰囲気を生成するために、任意の好適な不活性ガスが本明細書で使用され得る。
【0101】
一実施形態では、皮内送達に好適なコロナウイルスワクチンの組成物並びに製剤化及び送達方法は、パッチアセンブリを利用する。このパッチアセンブリは、乾燥不活性雰囲気中及び乾燥剤の存在下で製造及び／又は包装される。一実施形態では、パッチアセンブリは、乾燥不活性雰囲気中で製造され、かつ／又は箔層を含み、乾燥不活性雰囲気及び乾燥剤を有するチャンバ内に包装される。一実施形態では、パッチアセンブリは、部分真空中で製造及び／又は包装される。一実施形態では、パッチアセンブリは、乾燥不活性雰囲気及び部分真空中で製造及び／又は包装される。一実施形態では、パッチアセンブリは、部分真空下の乾燥不活性雰囲気中で製造され、かつ／又は箔層を含み、乾燥不活性雰囲気、部分真空及び乾燥剤を有するチャンバ内に包装される。
【0102】
一般に、本発明の記載された実施形態では、不活性雰囲気は、本質的にゼロの含水量を有するべきである。例えば、含水量が本質的にゼロの窒素ガス（乾燥窒素ガス）は、液体窒素の電気的に制御された沸騰によって調製してもよい。パージシステムを使用して、水分又は酸素含有量を低減することもできる。部分真空の範囲は、約０．０１～約０．３気圧である。
【0103】
一実施形態では、マイクロニードル送達デバイスを使用した皮内送達に好適なコロナウイルスワクチンの組成物並びに製剤化及び送達方法は、乾燥不活性雰囲気、好ましくは窒素又はアルゴン中で、乾燥剤又は酸素吸収剤の存在下で製造及び／又は包装される。
【0104】
一実施形態では、マイクロニードル送達デバイスを使用した皮内送達に好適なワクチンの組成物並びに製剤化及び送達方法は、乾燥不活性雰囲気、好ましくは窒素、及び乾燥剤又は酸素吸収剤を有する箔ライニングチャンバ内で製造及び／又は包装される。
【0105】
一実施形態では、マイクロニードル送達デバイスを使用した皮内送達に好適なワクチンの組成物並びに製剤化及び送達方法は、部分真空中で製造及び／又は包装される。
【0106】
一実施形態では、マイクロニードル送達デバイスを使用した皮内送達に好適なワクチンの組成物並びに製剤化及び送達方法は、乾燥不活性雰囲気、好ましくは窒素、部分真空、及び乾燥剤又は酸素吸収剤を有する箔ライニングチャンバ内で製造及び／又は包装される。
【0107】
この実施形態の一態様では、ワクチンは、生体適合性担体をさらに含む。別の実施形態では、ワクチンを送達するように適合された皮内送達システムであって、（ａ）患者の角質層を穿孔するように適合された複数の微小突起を含む微小突起部材、（ｂ）コロナウイルスワクチンからなるヒドロゲル製剤であって、ヒドロゲル製剤は微小突起部材と連通している、ヒドロゲル製剤、及び（ｃ）不活性ガスでパージされ、微小突起部材の周りに密封された環境条件を制御するように適合された包装であって、密封された包装は、微小突起部材を滅菌するために放射線に曝露されている、包装を含む、システムがある。
【0108】
別の実施形態では、ワクチンを送達するように適合された皮内送達システムであって、（ａ）患者の角質層を穿孔するように適合された複数の微小突起を含む微小突起部材、（ｂ）微小突起部材に近接して配置された固体膜であって、固体膜は、ワクチン、ポリマー材料、可塑剤、界面活性剤及び揮発性溶媒を含む液体製剤を流延することによって作製される、固体膜、並びに（ｃ）不活性ガスでパージされ、微小突起部材の周りに密封された環境条件を制御するように適合された包装であって、密封された包装は、微小突起部材を滅菌するために放射線に曝露されている、包装を含む、システムがある。
【0109】
本開示はまた、ワクチンを送達するように適合されたパッチアセンブリを最終的に滅菌する方法であって、（ａ）微小突起部材上に配置されたコロナウイルスワクチンを含む生体適合性コーティングを有する患者の角質層を穿孔するように適合された複数の微小突起を有する微小突起部材を提供する工程、並びに（ｂ）微小突起部材を、ガンマ線及び電子ビームからなる群から選択される放射線に曝露する工程であって、放射線は所望の無菌性保証レベルに達するのに十分である、工程を含む、方法である。そのような無菌性保証レベルは、１０－６又は１０－５であってもよい。本方法は、不活性ガスでパージされた包装内の乾燥剤で微小突起部材を密封すること、並びに包装された微小突起部材をガンマ線及び電子ビーム放射線からなる群から選択される放射線に曝露することであって、放射線は所望の無菌性保証レベルに達するのに十分である、曝露することをさらに含んでもよい。
【0110】
この実施形態の一態様では、本方法は、パッチアセンブリを形成するために、接着性バッキングに取り付けられた微小突起部材からなるパッチを予備乾燥リテーナリング上に取り付け、続いて、包装内に微小突起部材を密封する工程をさらに含む。この実施形態の一態様では、システムは、パッチアセンブリで包装内に密封された乾燥剤をさらに含み、かつ／又は包装は窒素でパージされ、かつ／又は包装は箔層からなるパウチを含む。好ましくは、箔層はアルミニウムを含む。
【0111】
微小突起部材を放射線に曝露する工程は、およそ－７８．５～２５℃で行われてもよく、又は部材は、周囲温度で放射線に曝露されてもよい。放射線は、およそ５～５０ｋＧｙ、又はおよそ１０～３０ｋＧｙ、又はおよそ１５～２５ｋＧｙ、又はおよそ２１ｋＧｙ、又はおよそ７ｋＧｙの範囲であってもよい。この実施形態の一態様では、放射線は、少なくともおよそ３．０ｋＧｙ／ｈｒの速度で微小突起部材に送達される。
【0112】
一実施形態では、ワクチンでコーティングされたマイクロニードルは、およそ７～３０ｋＧｙの範囲の線量の放射線に曝露される。より好ましくは、１０－５～１０－６の無菌性保証レベルに対して１５～３０ｋＧｙの範囲である。
【0113】
本開示は、本開示のマイクロニードル部材上にコーティングされた場合、上記のように放射線に曝露された後、室温で少なくとも６ヶ月間、又は少なくとも９ヶ月間、又は少なくとも１２ヶ月間、又は少なくとも１８ヶ月間、又は少なくとも２４ヶ月間安定であるワクチン製剤に関する。
【0114】
特定の実施形態では、マイクロニードル上の乾燥ワクチン製剤は、少なくとも６ヶ月間、初期純度のおよそ１００％、又は初期純度のおよそ９９％、又は初期純度のおよそ９８％、又は初期純度のおよそ９７％、又は初期純度のおよそ９６％、又は初期純度のおよそ９５％、又は初期純度のおよそ９０％を保持する。他の態様では、そのような純度は、包装後少なくとも９ヶ月間、又は少なくとも１２ヶ月間、又は少なくとも１８ヶ月間、又は少なくとも２４ヶ月間保持される。
【0115】
一実施形態では、ワクチンを送達するように適合された皮内送達デバイス用のパッチアセンブリを製造する方法は、マイクロニードル部材上に配置された生体適合性コーティングを有する患者の角質層を貫通又は穿孔するように適合された複数のマイクロニードルを有するマイクロニードル部材を提供する工程であって、コーティングは、その上に配置されたワクチン、二糖、及び酒石酸、クエン酸、リンゴ酸又はマレイン酸を有するコーティング製剤から形成される、工程と、窒素でパージされ、マイクロニードルを取り囲む環境条件を制御するように適合された包装内の乾燥剤でマイクロニードル部材を密封し、マイクロニードル部材をガンマ線、電子ビーム及びＸ線からなる群から選択される放射線に曝露する工程であって、放射線は所望の無菌性保証レベルに達するのに十分である、工程とを含む。
【0116】
本発明の別の実施形態によれば、安定な生物学的活性剤製剤を送達する方法は、（ｉ）複数の微小突起を有する微小突起部材を提供する工程、（ｉｉ）生物学的活性剤の安定化された製剤を提供する工程、（ｉｉｉ）安定化された生物学的活性剤の製剤を含む生体適合性コーティング製剤を形成する工程、（ｉｖ）生体適合性コーティング製剤で微小突起部材をコーティングして生体適合性コーティングを形成する工程、（ｖ）乾燥によって生体適合性コーティングを安定化する工程、及び（ｖｉ）コーティングされた微小突起部材を対象の皮膚に適用する工程を含む。
【0117】
さらに、剤の最適な安定性及び有効期間は、固体で実質的に乾燥した生体適合性コーティングによって達成される。しかしながら、コーティング溶解及び剤放出の動態は、いくつかの要因に応じてかなり変化し得る。保存安定性であることに加えて、生体適合性コーティングは、治療剤の所望の放出を可能にすべきであることが理解されよう。
【0118】
コロナウイルスワクチンを送達するように適合された経皮デバイスを最終的に滅菌する方法であって、微小突起部材上に配置された生体適合性コーティングを有する患者の角質層を貫通又は穿孔するように適合された複数の微小突起を有する微小突起部材を提供する工程であって、コーティングは、その上に配置されたワクチンを有するコーティング製剤から形成される、工程、並びに微小突起部材を、ガンマ線及び電子ビームからなる群から選択される放射線に曝露する工程であって、放射線は所望の無菌性保証レベルに達するのに十分である、工程を含む、方法が本明細書に包含される。本方法のさらなる態様は、微小突起部材を取り囲む環境条件を制御するように適合された包装内に微小突起部材を密封するさらなる工程を含む。一態様では、包装は箔パウチを含む。本方法のさらなる態様は、包装内に乾燥剤を密封するさらなる工程を含む。さらに、本方法は、包装内に微小突起部材を密封する前に、予備乾燥リテーナリング上に微小突起部材を取り付ける工程を含む。本方法のさらなる態様は、包装を密封する前に不活性ガスで包装をパージする工程を含む。一実施形態では、不活性ガスは窒素を含む。
【0119】
Ｂ．治療方法
本発明の活性剤とデバイスとの組合せは、ＣＯＶＩＤ－１９、他のコロナウイルス及びインフルエンザに対するワクチン接種を含む様々な疾患及び状態を治療するために使用することができる。患者は、本明細書の他の箇所に記載されているアプリケータデバイスを使用することによって、約５ｍｃｇ～約５００ｍｃｇのワクチン／抗原を含むワクチンでコーティングされたマイクロアレイパッチを自己投与してもよい。パッチは、上腕、手首の近く、大腿、胸又は背中など、一般に平坦で過剰な毛髪がない皮膚の選択された領域に適用される。パッチ装着時間は、約１分～約３０分、又は約５分～約２０分、又は約１０分で変化してもよい。その後、患者は、パッチを取り外してごみに捨てる。
本発明の活性剤とデバイスとの組合せは、ＣＯＶＩＤ－１９、他のコロナウイルス及びインフルエンザに対するワクチン接種を含む様々な疾患及び状態を治療するために使用することができる。患者は、本明細書の他の箇所に記載されているアプリケータデバイスを使用することによって、約５ｍｃｇ～約５００ｍｃｇのワクチン／抗原を含むワクチンでコーティングされたマイクロアレイパッチを自己投与してもよい。パッチは、上腕、手首の近く、大腿、胸又は背中など、一般に平坦で過剰な毛髪がない皮膚の選択された領域に適用される。パッチ装着時間は、約１分～約３０分、又は約５分～約２０分、又は約１０分で変化してもよい。その後、患者は、パッチを取り外してごみに捨てる。
【0120】
患者は、診療所、薬局から、郵便を通じて、又は雇用者からパッチを受け取ってもよい。パッチは、冷蔵を必要とせず、単回使用用であり、鋭利なバイオコンテナなどを必要としない使い捨てである。
【0121】
一実施形態では、本開示のワクチンパッチが患者の集団に投与されると、統計的に有意な数のそのような患者が首尾よくワクチン接種される。他の実施形態では、そのような患者の少なくとも１０％が血清保護され、又はそのような患者の少なくとも２０％、若しくは少なくとも３０％、若しくは少なくとも４０％、若しくは少なくとも５０％、若しくは少なくとも６０％、若しくは少なくとも７０％、若しくは少なくとも８０％、若しくは少なくとも９０％が血清保護される。
【0122】
他の態様では、本明細書に記載のワクチンでコーティングされたパッチは、ＩＭ又はＳＣ注射ワクチン対応物と比較して用量を節約する。例えば、本明細書のパッチは、それらのＩＭ又はＳＣ注射対応物よりも少なくとも５％、又は少なくとも１０％、又は少なくとも２０％、又は少なくとも３０％少ないワクチン／抗原を必要とする。
【実施例】
【0123】
実施例１－経皮微小突起パッチ上の安定な三価インフルエンザワクチンのコーティングを可能にする製剤化アプローチ
以下に記載されるように、三価インフルエンザワクチン経皮パッチは、三価インフルエンザワクチン筋肉内（ＩＭ）注射製剤を超える３つの重要な利点、（１）保存剤を含まない、（２）室温保存、及び（３）用量節約を伴って首尾よく開発された。より重要なことに、このパッチシステムは、前臨床試験及び臨床試験において安定かつ有効であることが証明された。
以下に記載されるように、三価インフルエンザワクチン経皮パッチは、三価インフルエンザワクチン筋肉内（ＩＭ）注射製剤を超える３つの重要な利点、（１）保存剤を含まない、（２）室温保存、及び（３）用量節約を伴って首尾よく開発された。より重要なことに、このパッチシステムは、前臨床試験及び臨床試験において安定かつ有効であることが証明された。
【0124】
各株の表面抗原として１５ｍｃｇの赤血球凝集素（ＨＡ）を有するインフルエンザウイルスの２つのＡ型株及び１つのＢ型株を特徴とする三価インフルエンザワクチンは、不活化注射形態（Ｆｌｕｚｏｎｅ（登録商標）、Ｓａｎｏｆｉ Ｐａｓｔｅｕｒ；Ｆｌｕｖｉｒｉｎ（登録商標）、Ｎｏｖａｒｔｉｓ Ｖａｃｃｉｎｅ；Ｆｌｕｖａｒｉｘ（登録商標）及びＦｌｕＬａｖａｌ（商標）ＧｌａｘｏＳｍｉｔｈＫｌｉｎｅ；Ａｆｌｕｒｉａ（登録商標）、ＣＳＬ）及び弱毒生鼻腔スプレー（ＦｌｕＭｉｓｔ（登録商標）、Ｍｅｄｉｍｍｕｎｅ）の２つの製剤で現在米国で市販されている。三価注射形態は、インフルエンザウイルスの３つの個々の一価株から調製された滅菌懸濁液として入手可能であり、従来の針及びシリンジによって投与され、これは、望ましくない痛みを引き起こし、鋭利物に関連する一過性の安全上の問題に起因して費用を増加させる可能性がある。さらに、液体注射製品は、製造プロセス全体を通して高価なコールドチェーン保存を必要とする冷蔵条件下で保存しなければならない。無菌性を目的として、注射製剤は、複数回投与バイアル中に保存剤として水銀系チメロサールを含有してもよい。ＦｌｕＭｉｓｔ（登録商標）鼻腔スプレーは、針／シリンジ注射の代替物を提供するが、依然として２～８℃でのコールドチェーン保存を必要とする液体製剤を特徴とする。全体として、保存剤を含まない剤形でのコールドチェーンフリー保存及び追加の安全性においてさらなる費用便益を提供することができる無針インフルエンザワクチン免疫化代替物を求める強いニーズがある。
【0125】
皮膚は、豊富な抗原提示細胞（ＡＰＣ）、生存表皮中のランゲルハンス細胞（ＬＣ）、及び真皮中の樹状細胞を含む。ＡＰＣは、皮膚における抗原のピックアップ、流入領域リンパ節への移動、並びにＣＤ８＋及びＣＤ４＋Ｔヘルパー細胞へのプロセシングされた抗原の提示において重要な役割を果たす。したがって、本開示によって今や理解され得るように、皮膚経路を介したワクチン接種、すなわち経皮免疫化は、用量節約を可能にし、患者の安全性及び費用節約にさらなる利益を追加する。皮膚免疫系の有効性は、標準的な筋肉内用量の１／５～１／１０を使用する生弱毒化天然痘ワクチン及び狂犬病ワクチンの皮内ワクチン接種によって皮膚を標的としたワクチン接種戦略の成功及び安全性を担う。
【0126】
上記のすべての必要性により、三価インフルエンザワクチンのための新規な経皮微小突起パッチ送達システムが開発された。この経皮微小突起送達システムは、痛み又は不便を伴わずに表面皮膚バリアを貫通することができる。小さな薬物コーティングされたパッチは、面積が５ｃｍ２であり、パッチリテーナリング内に着座している。パッチは、手持ち式の再使用可能なアプリケータで適用される（図１ａ）。パッチは、接着性バッキングの中心に取り付けられたチタン微小突起アレイ（図１ｂでは２ｃｍ２当たり約１，３００個の微小突起）を含む。ワクチン製剤は、各微小突起の先端にコーティングされる。パッチ及びリテーナリングは、皮膚に押し付けられる。薬物コーティングされた微小突起は、表層皮膚バリア層を通して表皮／真皮層（５０～１５０マイクロメートルの深さ）まで貫通し、そこでワクチン製剤は急速に溶解して皮膚に放出される。
【0127】
高いワクチン濃度及び他の物理的特性（後述）を必要とする新規コーティングプロセスを使用して、ワクチンバルク、すなわち現在の液体注射製品を再製剤化し、微小突起アレイ上に配置した。インフルエンザウイルスの一価株は、複雑なワクチン製造プロセスの結果として複雑な製剤を有する低濃度液体である。インフルエンザウイルスの各株は、発育鶏卵の尿膜腔液中で増殖される。尿膜腔液から、インフルエンザウイルス粒子を濃縮し、精製し、洗剤（Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－１００）によって破壊し、次いでホルムアルデヒド及び／又はデオキシコール酸ナトリウムの添加によって不活化して、３つの株のそれぞれについて「スプリットウイルス」又は「スプリットビリオン」を生成する。不活化株を懸濁し、三価溶液に合わせ、これは、製造及び出荷プロセス全体を通して冷蔵条件下で保存しなければならない。チメロサール又は２－フェノキシエタノール（２－ＰＥ）は、通常、複数回投与バイアルに保存剤として添加される。したがって、ワクチンバルクは、不溶性粒子（水不溶性脂質、脂質－タンパク質複合体、及び凝集タンパク質）、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－１００、低分子量化合物及び緩衝液を含有してもよい。
【0128】
この実施例１は、ワクチン濃度を２００～５００倍増加させ、パッチ送達システムを製造するための重要なコーティングパラメータを定義することができる予備製剤化及び製剤化プロセスを記載する。保存剤を含まない三価インフルエンザワクチンでコーティングされたパッチを長期安定性について評価し、前臨床試験及び第Ｉ相ヒト臨床試験で試験して、筋肉内投与経路に勝るコールドチェーンフリー室温保存及び用量節約免疫原性性能の実現可能性を実証した。
【0129】
材料及び方法
材料
一価スプリットビリオンインフルエンザウイルス株抽出物を卵インキュベーションから誘導した。各一価株溶液を、方法の項で以下に記載されるように使用前にさらに処理した。スクロース（ロット番号２７４１２Ａ、高純度低エンドトキシングレード）及びトレハロース（ロット番号２６５５４Ａ、高純度低エンドトキシングレード）を、Ｆｅｒｒｏ－Ｐｆａｎｓｔｉｅｈｌ（オハイオ州クリーブランド）から購入し、受領した状態のまま使用した。界面活性剤をいくつかの供給業者から購入し、受領した状態のまま使用した－Ｔｗｅｅｎ８０、ロット番号５８２１７、（ＩＣＮ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．、オハイオ州オーロラ）；Ｚｗｉｔｔｅｒｇｅｎｔ３－１４、ロット番号Ｂ３６３９９（Ｃａｌｂｉｏｃｈｅｍ、カリフォルニア州サンディエゴ）；Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ１００、ロット番号ＱＣ２７５５Ｓ４Ｄ１（８９５２１）、（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、テキサス州ヒューストン）；Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ６８、ロット番号１６Ｈ１１４７、（Ｓｉｇｍａ、ミズーリ州セントルイス）。
材料
一価スプリットビリオンインフルエンザウイルス株抽出物を卵インキュベーションから誘導した。各一価株溶液を、方法の項で以下に記載されるように使用前にさらに処理した。スクロース（ロット番号２７４１２Ａ、高純度低エンドトキシングレード）及びトレハロース（ロット番号２６５５４Ａ、高純度低エンドトキシングレード）を、Ｆｅｒｒｏ－Ｐｆａｎｓｔｉｅｈｌ（オハイオ州クリーブランド）から購入し、受領した状態のまま使用した。界面活性剤をいくつかの供給業者から購入し、受領した状態のまま使用した－Ｔｗｅｅｎ８０、ロット番号５８２１７、（ＩＣＮ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．、オハイオ州オーロラ）；Ｚｗｉｔｔｅｒｇｅｎｔ３－１４、ロット番号Ｂ３６３９９（Ｃａｌｂｉｏｃｈｅｍ、カリフォルニア州サンディエゴ）；Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ１００、ロット番号ＱＣ２７５５Ｓ４Ｄ１（８９５２１）、（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、テキサス州ヒューストン）；Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ６８、ロット番号１６Ｈ１１４７、（Ｓｉｇｍａ、ミズーリ州セントルイス）。
【0130】
パッチ送達システムは、合計１，３００個の微小突起を有する微小突起の２ｃｍ２チタンアレイ（Ｋｅｍａｃ、カリフォルニア州アズサ）からなり、微小突起の長さは２２５マイクロメートルであり、微小突起ヘッドの長さ及び幅はそれぞれ１００マイクロメートル及び１１５マイクロメートルであり、先端角は６０度である（図１ｄを参照）。送達システムはまた、ポリカーボネートリング（Ｊａｔｃｏ、カリフォルニア州ユニオンシティ）、５ｃｍ２接着性パッチ（Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅ１５２３、３Ｍ、ミネソタ州セント・ポール）、及びアルミニウム箔パウチ（Ｍａｎｇａｒ、ペンシルバニア州ニューブリテン）からなる。
【0131】
方法
レオメトリー
濃縮されたコーティング製剤の粘度は、円錐平板粘度計（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｅｎｇ．Ｌａｂ．、ＣＡＰ２０００）を使用して決定した。各測定は、７０μＬの液体試料を必要とした。粘度は、各液体試料についていくつかの剪断速度及びいくつかの温度で決定した。
レオメトリー
濃縮されたコーティング製剤の粘度は、円錐平板粘度計（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｅｎｇ．Ｌａｂ．、ＣＡＰ２０００）を使用して決定した。各測定は、７０μＬの液体試料を必要とした。粘度は、各液体試料についていくつかの剪断速度及びいくつかの温度で決定した。
【0132】
接触角測定
コーティング製剤とチタン基材との間の接触角は、接触角計（Ｔａｎｔｅｃ Ｉｎｃ．、イリノイ州シャンバーグ）を使用して、金属チタンシート上に５μＬの液滴を配置することによる半角測定法に基づいて決定した。
コーティング製剤とチタン基材との間の接触角は、接触角計（Ｔａｎｔｅｃ Ｉｎｃ．、イリノイ州シャンバーグ）を使用して、金属チタンシート上に５μＬの液滴を配置することによる半角測定法に基づいて決定した。
【0133】
走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）
ＳＥＭを使用して、微小突起上のコーティングの形態及び配置を決定した。コーティングされたチタンアレイを、炭素両面テープでアルミニウムスタッドに接着し、ＳＥＭ（日立、Ｓ－２４６０Ｎ）の真空チャンバ内に配置した。
ＳＥＭを使用して、微小突起上のコーティングの形態及び配置を決定した。コーティングされたチタンアレイを、炭素両面テープでアルミニウムスタッドに接着し、ＳＥＭ（日立、Ｓ－２４６０Ｎ）の真空チャンバ内に配置した。
【0134】
一元放射免疫拡散（ＳＲＩＤ）
出発物質、コーティング溶液及びコーティングされたアレイ中のインフルエンザＨＡ含有量の定量化のために、一元放射免疫拡散アッセイを適合させた。この受動拡散法では、洗剤で処理した後、試料溶液及び参照ワクチンがウェルから放射状に拡散し、ゲルマトリックス中に均一に分散している特異的抗体と反応する。抗原－抗体相互作用は、抗原（ＨＡ）ウェルの周りの沈降の明確な輪によって表される。輪の直径は、平衡に達するまで増加し続ける。平衡条件下では、沈降輪の直径はＨＡの濃度に比例する。完全拡散後、各試料溶液及び参照ワクチンについて沈降円を測定する。試料中の赤血球凝集素含有量は、Ｉｎｆｌｕｅｎｚａ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｅｎｔｅｒによって提供された国際基準に対して決定され、μｇ／ｍＬで較正される。
出発物質、コーティング溶液及びコーティングされたアレイ中のインフルエンザＨＡ含有量の定量化のために、一元放射免疫拡散アッセイを適合させた。この受動拡散法では、洗剤で処理した後、試料溶液及び参照ワクチンがウェルから放射状に拡散し、ゲルマトリックス中に均一に分散している特異的抗体と反応する。抗原－抗体相互作用は、抗原（ＨＡ）ウェルの周りの沈降の明確な輪によって表される。輪の直径は、平衡に達するまで増加し続ける。平衡条件下では、沈降輪の直径はＨＡの濃度に比例する。完全拡散後、各試料溶液及び参照ワクチンについて沈降円を測定する。試料中の赤血球凝集素含有量は、Ｉｎｆｌｕｅｎｚａ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｅｎｔｅｒによって提供された国際基準に対して決定され、μｇ／ｍＬで較正される。
【0135】
酵素結合免疫吸着測定法（ＥＬＩＳＡ）
ヘアレスモルモット（ＨＧＰ）の血清から抗インフルエンザ特異的抗体の存在を検出するための間接ＥＬＩＳＡ法を開発した。以前に、オバルブミンでコーティングされたアレイで免疫したＨＧＰにおける抗オバルブミン抗体価を決定するための間接ＥＬＩＳＡを開発した。インフルエンザワクチンでコーティングされたアレイについて、インフルエンザワクチンで免疫したＨＧＰからの血清のエンドポイント力価を特異的に決定するための同様のアッセイを開発した。エンドポイント力価は、非免疫化対照ＨＧＰ血清（ｎ＝１０）の平均ＯＤを３標準偏差上回るＯＤを有する免疫化ＨＧＰ血清試料の、非線形回帰によって決定される逆希釈として定義される。
ヘアレスモルモット（ＨＧＰ）の血清から抗インフルエンザ特異的抗体の存在を検出するための間接ＥＬＩＳＡ法を開発した。以前に、オバルブミンでコーティングされたアレイで免疫したＨＧＰにおける抗オバルブミン抗体価を決定するための間接ＥＬＩＳＡを開発した。インフルエンザワクチンでコーティングされたアレイについて、インフルエンザワクチンで免疫したＨＧＰからの血清のエンドポイント力価を特異的に決定するための同様のアッセイを開発した。エンドポイント力価は、非免疫化対照ＨＧＰ血清（ｎ＝１０）の平均ＯＤを３標準偏差上回るＯＤを有する免疫化ＨＧＰ血清試料の、非線形回帰によって決定される逆希釈として定義される。
【0136】
ビシンコニン酸アッセイ（ＢＣＡ）
原材料、コーティング溶液及びコーティングされたアレイのタンパク質含有量を、Ｐｉｅｒｃｅ（イリノイ州ロックフォード）から購入したキットを使用してＢＣＡアッセイによって測定した。一連の段階希釈標準液をワクチン原材料から直接調製した。未知の試料を、アッセイの標準的な作業範囲内にある濃度まで水で希釈した。標準及び試料を９６ウェルプレートにロードし、プレートリーダ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ、ＳｐｅｃｔｒａＭａｘ２５０）に入れ、３０秒間振盪し、３７℃で３０分間インキュベートした。吸光度を５６２ｎｍで測定し、標準の平均値を以下の形式の４パラメータ式に当てはめた。
原材料、コーティング溶液及びコーティングされたアレイのタンパク質含有量を、Ｐｉｅｒｃｅ（イリノイ州ロックフォード）から購入したキットを使用してＢＣＡアッセイによって測定した。一連の段階希釈標準液をワクチン原材料から直接調製した。未知の試料を、アッセイの標準的な作業範囲内にある濃度まで水で希釈した。標準及び試料を９６ウェルプレートにロードし、プレートリーダ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ、ＳｐｅｃｔｒａＭａｘ２５０）に入れ、３０秒間振盪し、３７℃で３０分間インキュベートした。吸光度を５６２ｎｍで測定し、標準の平均値を以下の形式の４パラメータ式に当てはめた。
【数1】
【0137】
ローリーアッセイ
いくつかの試料の総タンパク質含有量を、タンパク質標準としてウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を使用する改変ローリーアッセイによって測定した。ローリー法は、タンパク質と銅イオンとの反応の結果として形成される青色錯体の形成、及びその後のタンパク質－銅錯体によるフォリン－チオカルトー試薬の還元に基づく。青色の強度は、試料中に存在するタンパク質の量に比例し、７５０ｎｍで分光光度的に測定される。
いくつかの試料の総タンパク質含有量を、タンパク質標準としてウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を使用する改変ローリーアッセイによって測定した。ローリー法は、タンパク質と銅イオンとの反応の結果として形成される青色錯体の形成、及びその後のタンパク質－銅錯体によるフォリン－チオカルトー試薬の還元に基づく。青色の強度は、試料中に存在するタンパク質の量に比例し、７５０ｎｍで分光光度的に測定される。
【0138】
ＳＤＳ－ＰＡＧＥ／ウエスタンブロット
インフルエンザワクチンＨＡタンパク質試料を、ＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎプレキャストＮｕＰＡＧＥゲル上でＳＤＳ－ＰＡＧＥによって分離した。ＸＣｅｌｌ ＩＩブロットモジュール「Ｎｏｖｅｘ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）を使用するための説明書に従って、分離したタンパク質をＰＶＤＦ膜にブロットした。ブロットしたＰＶＤＦ膜を、希釈した抗ＨＡ一次抗体又は抗ＨＡ抗血清でプローブした。非特異的結合部位を、５％ミルク＋０．１％Ｔｗｅｅｎ２０を含むＰＢＳによってブロッキングした。ウエスタンブロットを、ＨＲＰコンジュゲート化二次抗体及びＡｍｅｒｓｈａｍ ＰｈａｒｍａｃｉａからのＥＣＬ検出試薬を使用することによって可視化した。
インフルエンザワクチンＨＡタンパク質試料を、ＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎプレキャストＮｕＰＡＧＥゲル上でＳＤＳ－ＰＡＧＥによって分離した。ＸＣｅｌｌ ＩＩブロットモジュール「Ｎｏｖｅｘ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）を使用するための説明書に従って、分離したタンパク質をＰＶＤＦ膜にブロットした。ブロットしたＰＶＤＦ膜を、希釈した抗ＨＡ一次抗体又は抗ＨＡ抗血清でプローブした。非特異的結合部位を、５％ミルク＋０．１％Ｔｗｅｅｎ２０を含むＰＢＳによってブロッキングした。ウエスタンブロットを、ＨＲＰコンジュゲート化二次抗体及びＡｍｅｒｓｈａｍ ＰｈａｒｍａｃｉａからのＥＣＬ検出試薬を使用することによって可視化した。
【0139】
Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００に対するアッセイ
界面活性剤Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００の濃度を、比色アッセイ及びＨＰＬＣ法の２つの方法によって液体試料中で測定した。比色アッセイは、青色沈殿物を形成するコバルトチオシアン酸アンモニウムとの錯体の形成を含んでいた。次いで、沈殿物を二塩化エチレン中に抽出し、吸光度を分光光度的に測定した。ＨＰＬＣ法は、Ｃ４カラム及び直線アセトニトリル勾配を用いる逆相法であった。
界面活性剤Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００の濃度を、比色アッセイ及びＨＰＬＣ法の２つの方法によって液体試料中で測定した。比色アッセイは、青色沈殿物を形成するコバルトチオシアン酸アンモニウムとの錯体の形成を含んでいた。次いで、沈殿物を二塩化エチレン中に抽出し、吸光度を分光光度的に測定した。ＨＰＬＣ法は、Ｃ４カラム及び直線アセトニトリル勾配を用いる逆相法であった。
【0140】
タンジェンシャルフロー濾過（ＴＦＦ）
２つの種類のＴＦＦシステム、すなわち、Ｐｅｌｌｉｃｏｎ ＸＬ、再生セルロース膜（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、５０ｃｍ２、３０ｋＤ ＭＷＣＯ）を備えた実験室規模のＴＦＦシステム（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、Ｌａｂｓｃａｌｅ）及び０．１ｆｔ２の３０ｋＤ ＭＷＣＯポリエーテルスルホンＰＥＳ膜を備えたより大規模なＴＦＦシステム（Ｐａｌｌ、Ｃｅｎｔｒｅｍａｔｅ（商標））を、スプリットビリオンインフルエンザ抽出物のダイアフィルトレーション及び濃縮に使用した。タンジェンシャルフロー濾過を第１の工程として使用して、一価株のＨＡ含有量を濃縮する方法として塩及び他の低分子量種を除去した。ダイアフィルトレーションによる低分子量材料の除去のために注射用滅菌水を使用した。一価バルク中に存在するＴｒｉｔｏｎ Ｘ－１００などの界面活性剤を効果的に除去するために、さらなるＴＦＦ洗浄工程を使用した。この洗浄工程は、１／４～１０ダイアボリュームの注射用滅菌水を使用して濃縮する前のダイアフィルトレーションからなっていた。ダイアフィルトレーション及び洗浄の後、各ワクチン溶液の体積を元の体積の１／２０～１／５０に減少させ、ＨＡ濃度を５～１０ｍｇ ＨＡ／ｍＬに増加させた。これは、ワクチンをＴＦＦ濃縮によって効果的に濃縮することができる濃度限界であった。溶液中の不溶性粒子からの膜のファウリングによって引き起こされた可能性が最も高い背圧の増加のために、ＴＦＦによる一価株のさらなる濃縮は不可能であった（考察の項を参照）。ＴＦＦシステムからのＨＡ濃縮物の回収率は高く、典型的には、濃縮前後のＢＣＡタンパク質アッセイ及びＳＲＩＤ効力によって測定して９５％超であった。ＴＦＦ濃縮の後、一価株を収集し、製剤化し、次いで、ＨＡ濃度をさらに増加させる手段として凍結乾燥した。
２つの種類のＴＦＦシステム、すなわち、Ｐｅｌｌｉｃｏｎ ＸＬ、再生セルロース膜（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、５０ｃｍ２、３０ｋＤ ＭＷＣＯ）を備えた実験室規模のＴＦＦシステム（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、Ｌａｂｓｃａｌｅ）及び０．１ｆｔ２の３０ｋＤ ＭＷＣＯポリエーテルスルホンＰＥＳ膜を備えたより大規模なＴＦＦシステム（Ｐａｌｌ、Ｃｅｎｔｒｅｍａｔｅ（商標））を、スプリットビリオンインフルエンザ抽出物のダイアフィルトレーション及び濃縮に使用した。タンジェンシャルフロー濾過を第１の工程として使用して、一価株のＨＡ含有量を濃縮する方法として塩及び他の低分子量種を除去した。ダイアフィルトレーションによる低分子量材料の除去のために注射用滅菌水を使用した。一価バルク中に存在するＴｒｉｔｏｎ Ｘ－１００などの界面活性剤を効果的に除去するために、さらなるＴＦＦ洗浄工程を使用した。この洗浄工程は、１／４～１０ダイアボリュームの注射用滅菌水を使用して濃縮する前のダイアフィルトレーションからなっていた。ダイアフィルトレーション及び洗浄の後、各ワクチン溶液の体積を元の体積の１／２０～１／５０に減少させ、ＨＡ濃度を５～１０ｍｇ ＨＡ／ｍＬに増加させた。これは、ワクチンをＴＦＦ濃縮によって効果的に濃縮することができる濃度限界であった。溶液中の不溶性粒子からの膜のファウリングによって引き起こされた可能性が最も高い背圧の増加のために、ＴＦＦによる一価株のさらなる濃縮は不可能であった（考察の項を参照）。ＴＦＦシステムからのＨＡ濃縮物の回収率は高く、典型的には、濃縮前後のＢＣＡタンパク質アッセイ及びＳＲＩＤ効力によって測定して９５％超であった。ＴＦＦ濃縮の後、一価株を収集し、製剤化し、次いで、ＨＡ濃度をさらに増加させる手段として凍結乾燥した。
【0141】
凍結乾燥
前臨床試験のために、ＴＦＦ濃縮後、一価株を２０ｍＬガラスバイアルに充填し、液体窒素で急速凍結し、マニホールド式凍結乾燥機（Ｖｉｒｔｉｓ、２５ＥＬ Ｆｒｅｅｚｅｍｏｂｉｌｅ）に置いた。チャンバ圧力が定常状態（約５０ｍＴｏｒｒ）に達するまで、溶液を２～５日間凍結乾燥させた。第Ｉ相材料の臨床製造のために、５ｍＬの製剤化されたＴＦＦ濃縮物を２０ｍＬガラスバイアルに充填し、Ｓｔｏｐｐｅｒｉｎｇ Ｔｒａｙ Ｄｒｙｅｒ（Ｌａｂｃｏｎｃｏ、ＦｒｅｅｚｅＺｏｎｅ）で凍結乾燥した。再構成された凍結乾燥粉末のＢＣＡタンパク質アッセイ及びＳＲＩＤによって決定されたように、凍結乾燥後の回収率も高かった（９０％超）。
前臨床試験のために、ＴＦＦ濃縮後、一価株を２０ｍＬガラスバイアルに充填し、液体窒素で急速凍結し、マニホールド式凍結乾燥機（Ｖｉｒｔｉｓ、２５ＥＬ Ｆｒｅｅｚｅｍｏｂｉｌｅ）に置いた。チャンバ圧力が定常状態（約５０ｍＴｏｒｒ）に達するまで、溶液を２～５日間凍結乾燥させた。第Ｉ相材料の臨床製造のために、５ｍＬの製剤化されたＴＦＦ濃縮物を２０ｍＬガラスバイアルに充填し、Ｓｔｏｐｐｅｒｉｎｇ Ｔｒａｙ Ｄｒｙｅｒ（Ｌａｂｃｏｎｃｏ、ＦｒｅｅｚｅＺｏｎｅ）で凍結乾燥した。再構成された凍結乾燥粉末のＢＣＡタンパク質アッセイ及びＳＲＩＤによって決定されたように、凍結乾燥後の回収率も高かった（９０％超）。
【0142】
ＨＡ純度決定
一価バルクワクチンのＨＡ純度を、総タンパク質及び溶液中に存在する全固体に対して決定した。一価バルクの総タンパク質を、ウシ血清アルブミンを参照標準として使用したローリーアッセイを用いて測定した。次いで、試料の既知のＨＡ含有量を測定した総タンパク質で割ることによって、総タンパク質に対するＨＡ純度％を計算した。全固体に対するＨＡ純度％は、一価バルクの一部を蒸発乾固させて、溶液中に存在する固体の総重量を決定し、この値を試料の既知のＨＡ含有量に分割することによって決定した。
一価バルクワクチンのＨＡ純度を、総タンパク質及び溶液中に存在する全固体に対して決定した。一価バルクの総タンパク質を、ウシ血清アルブミンを参照標準として使用したローリーアッセイを用いて測定した。次いで、試料の既知のＨＡ含有量を測定した総タンパク質で割ることによって、総タンパク質に対するＨＡ純度％を計算した。全固体に対するＨＡ純度％は、一価バルクの一部を蒸発乾固させて、溶液中に存在する固体の総重量を決定し、この値を試料の既知のＨＡ含有量に分割することによって決定した。
【0143】
ＴＦＦによる精製後の固体中のＨＡ純度％を推定するために、一価バルクの１０ｍＬアリコートを濾過装置（Ｃｅｎｔｒｉｃｏｎ、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）でおよそ１０倍濃縮した。次いで、濃縮物を洗浄し、２つの１０ｍＬ容量の精製水で再濃縮して、原材料中に存在する残留プロセス塩及び他の低分子量材料を除去した。次いで、濃縮物を蒸発乾固し、残りの固体の乾燥重量を試料中に存在するＨＡの量に分割した。
【0144】
凍結乾燥粉末の一部を秤量し、精製水で再構成した後にＳＲＩＤによって分析することによって、凍結乾燥プロセス後にＨＡ純度％を再評価した。
【0145】
微小突起アレイ及びコーティング
チタン微小突起アレイを、光／化学エッチングによって製造し、制御された製造プロセスを使用して形成した。例えば、欧州特許第０９１４１７８（Ｂ１）号明細書を参照されたい。
チタン微小突起アレイを、光／化学エッチングによって製造し、制御された製造プロセスを使用して形成した。例えば、欧州特許第０９１４１７８（Ｂ１）号明細書を参照されたい。
【0146】
５０ｒｐｍで回転するローラドラムを利用して、薬物製剤リザーバ（容積２ｍＬ）中で周囲温度でコーティングを行い、厚さ約１００マイクロメートルの制御された厚さの薄膜を製造した。微小突起アレイを薄膜に浸漬し、薬物膜を浸漬（通過）する回数によってコーティングの量を制御する。各浸漬間の時間はおよそ５秒であり、これは周囲条件下でコーティングされた液体製剤を乾燥させるのに十分である。
【0147】
結果と考察
コーティングの製剤パラメータ
この新規な経皮微小突起パッチシステムは、微小突起アレイ上にコーティングされた固体製剤を特徴とした。したがって、コーティングプロセスを可能にする液体製剤の開発は、安定した性能向上固体製剤の前駆体であった。
コーティングの製剤パラメータ
この新規な経皮微小突起パッチシステムは、微小突起アレイ上にコーティングされた固体製剤を特徴とした。したがって、コーティングプロセスを可能にする液体製剤の開発は、安定した性能向上固体製剤の前駆体であった。
【0148】
液体製剤は、主に３つの重要なコーティング製剤パラメータ、すなわちワクチン濃度、粘度及び表面活性を満たすように調製された。より具体的には、液体製剤への微小突起の各浸漬が乾燥のために十分な体積の液体をとることができることを確実にするために有利である（必ずしも必要ではないが）、高いワクチン濃度及び十分に高い粘度を有する液体製剤であり、これは、最小数の浸漬で所望のワクチン用量を達成することができる。コーティング溶液の粘度は、コーティングされた液体が浸漬後であるが乾燥前に急速に滴下して戻ることがないように十分に高くなければならない。また、重要なのは、薬物コーティングリザーバ中の液体製剤のニュートン挙動、すなわち剪断速度に対する一定の粘度であり、これは、コーティングプロセスがローラドラムとの一定レベルの剪断を含むためである。表面活性は、接触角測定によって定量化することができる、液体製剤とチタン表面との間の親水性界面を確立するための態様である。好ましい接触角は、３０度～６０度（水とチタン表面との接触角７０度～８０度を基準とする）である。ワクチン製剤がチタン表面に対して十分に親水性でない場合、界面活性剤がしばしば必要とされる。
【0149】
さらに、ワクチン（抗原）純度を高めること、すなわち製剤中の非免疫原性寄与化合物の量を減少させることは、製剤が限られた表面積を有する微小突起ヘッドでコーティングされるので、重要な考慮事項である。微小突起ヘッドに堆積された過剰な製剤は、微小突起を鈍らせて皮膚貫通を妨げる場合がある。上記の設計変数は、以下に記載されるような予備製剤化／製剤化アプローチを対象とした。
【0150】
一価バルク
各バルク溶液は、受領した状態のままでは濁っており、おそらく水不溶性脂質、脂質－タンパク質複合体及び凝集タンパク質による不溶性粒子の存在を示唆している。バルク溶液中の赤血球凝集素抗原（ＨＡ）濃度は約０．１～０．２ｍｇ／ｍＬと低く、ＨＡ純度は様々であり、典型的には全固体（低分子量溶質、タンパク質及び不溶性粒子）の２０±５％及び総タンパク質含有量（ＨＡ及び非ＨＡタンパク質）の４０±１０％の範囲であった。微小突起アレイ上のＨＡ抗原をコーティングするために、バルク溶液を再製剤化してＨＡ濃度及び純度を高める必要がある。非ＨＡタンパク質及び粒子は免疫学的応答に寄与する可能性があるので、緩衝液、塩及び界面活性剤、例えばＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００（ワクチン製造中にウイルス粒子を分割するために使用される）を含む低分子量材料を除去することによってのみＨＡ純度を改善することができる。低分子量種の除去は、ダイアフィルトレーションによって達成した。
各バルク溶液は、受領した状態のままでは濁っており、おそらく水不溶性脂質、脂質－タンパク質複合体及び凝集タンパク質による不溶性粒子の存在を示唆している。バルク溶液中の赤血球凝集素抗原（ＨＡ）濃度は約０．１～０．２ｍｇ／ｍＬと低く、ＨＡ純度は様々であり、典型的には全固体（低分子量溶質、タンパク質及び不溶性粒子）の２０±５％及び総タンパク質含有量（ＨＡ及び非ＨＡタンパク質）の４０±１０％の範囲であった。微小突起アレイ上のＨＡ抗原をコーティングするために、バルク溶液を再製剤化してＨＡ濃度及び純度を高める必要がある。非ＨＡタンパク質及び粒子は免疫学的応答に寄与する可能性があるので、緩衝液、塩及び界面活性剤、例えばＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００（ワクチン製造中にウイルス粒子を分割するために使用される）を含む低分子量材料を除去することによってのみＨＡ純度を改善することができる。低分子量種の除去は、ダイアフィルトレーションによって達成した。
【0151】
タンジェンシャルフロー濾過（ＴＦＦ）プロセス
３０ｋＤの膜を含むＴＦＦシステムでは、一価バルクを最初に濃縮して、その体積を元の体積の１／２０～１／５０に減少させ、１０ダイアボリュームの１０ｍＭリン酸緩衝液で洗浄した。しかしながら、このプロセスは、ＨＡ純度％の１５％未満のわずかな増加、及びＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００（６２５ダルトンのＭＷ）の濃度の有意な増加をもたらした。より高分子量のＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００ミセルの形成は、このプロセスがＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００を効果的に除去できなかった理由である。
３０ｋＤの膜を含むＴＦＦシステムでは、一価バルクを最初に濃縮して、その体積を元の体積の１／２０～１／５０に減少させ、１０ダイアボリュームの１０ｍＭリン酸緩衝液で洗浄した。しかしながら、このプロセスは、ＨＡ純度％の１５％未満のわずかな増加、及びＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００（６２５ダルトンのＭＷ）の濃度の有意な増加をもたらした。より高分子量のＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００ミセルの形成は、このプロセスがＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００を効果的に除去できなかった理由である。
【0152】
Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００は、０．１３～０．５６ｍｇ／ｍＬの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）で分子量８万ダルトンのミセルを形成することが知られている。一価バルクは、典型的には０．１～０．３ｍｇ／ｍＬのＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００を含有し、これはＨＡ濃度よりも高く、既にそのＣＭＣに近いか又はそれに達している。したがって、初期濃縮工程は、Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００をそのＣＭＣをはるかに超えて１５ｍｇ／ｍＬの高濃度に到達させ、３０ｋＤの膜を通過するには大きすぎるＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００ミセルを形成した。
【0153】
したがって、濃縮前に追加の洗浄工程を加えるようにプロセスを変更した。このプロセスは、ダイアフィルトレーション中に比較的低濃度のＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００を維持し、一価バルクからの界面活性剤の効果的な還元を可能にした。Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００の約９５％は、２ダイアボリュームの蒸留水の後に除去できることが分かった。残念なことに、この低レベルの界面活性剤は、ＨＡの回収率を５～１０％悪化させた。ＨＡ回収率を低下させる機構は明らかではないが、おそらくタンパク質の溶解度の低下及び／又はダイアフィルトレーション膜の疎水性の増加に起因する可能性がある。Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００に対するＨＡの最適な重量比は２：１～５：１の範囲にあると決定され、これはＨＡの回収率を著しく損なうことなく過剰なＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００の大部分を排除した。最初の洗浄後、洗浄した溶液を次いで、その元の体積の１／２０～１／５０まで濃縮し、ＨＡ濃度を５～１０ｍｇ ＨＡ／ｍＬまで増加させた。得られたＴＦＦ濃縮物の固体組成物は、（１０～１５ｍｇ ＨＡ／ｍＬ濃度）で４５±５％のＨＡを含有した。１５±５％のＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００（３～５ｍｇ／ｍＬ）、並びに残留非ＨＡタンパク質及び不溶性粒子は、白濁溶液の残りの重量分率４０±１０％を構成する。
【0154】
この溶液は、コーティングのための４０～５０ｍｇ／ｍＬの目標ＨＡ濃度に達しなかった。残念なことに、ＴＦＦシステム中のさらなる濃度は粘度限界に達し、この時点で前後圧が非常に高くなり、膜の完全性を危険にさらす可能性がある。したがって、ＴＦＦ濃縮物の凍結乾燥及びその後の所望のＨＡ濃度への再構成によって、さらなる濃縮が達成された。
【0155】
凍結乾燥プロセス
凍結乾燥の前に、スクロース又はトレハロースを凍結乾燥保護剤としてＴＦＦ濃縮物に添加した（１：１の凍結乾燥保護剤：ＨＡ重量比）。これらの二つの二糖安定剤の効果を、製剤を１０サイクルの凍結／解凍（液体窒素によって凍結し、室温で直ちに解凍）に供することによって評価した。ＥＬＩＳＡによって決定されるように、１０サイクルの凍結／解凍の前後のＨＡ効力は変化せず（データは示さず）、トレハロース又はスクロースによる抗原安定性の保存が示唆された。タンパク質に長期安定性を提供するために固体バイオ医薬製剤では通常、より高い重量比の凍結乾燥保護剤が必要とされるが、コーティングされた形態を微小突起の先端でサイズがコンパクトに保つために製剤の全固体含有量を制限することがより重要であり、これは微小突起先端の貫通効率にとって重要である。その後、凍結乾燥のために、スクロースをＴＦＦ凍結濃縮物に１：１のスクロース：ＨＡ重量比で添加した。得られた凍結乾燥ワクチンの固体組成物は、３０＋５％のＨＡ、３０＋５％のスクロース、１０＋５％のＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００、並びに３０＋１５％の残りの画分を構成する非ＨＡ関連タンパク質及び固体粒子を含有していた。
凍結乾燥の前に、スクロース又はトレハロースを凍結乾燥保護剤としてＴＦＦ濃縮物に添加した（１：１の凍結乾燥保護剤：ＨＡ重量比）。これらの二つの二糖安定剤の効果を、製剤を１０サイクルの凍結／解凍（液体窒素によって凍結し、室温で直ちに解凍）に供することによって評価した。ＥＬＩＳＡによって決定されるように、１０サイクルの凍結／解凍の前後のＨＡ効力は変化せず（データは示さず）、トレハロース又はスクロースによる抗原安定性の保存が示唆された。タンパク質に長期安定性を提供するために固体バイオ医薬製剤では通常、より高い重量比の凍結乾燥保護剤が必要とされるが、コーティングされた形態を微小突起の先端でサイズがコンパクトに保つために製剤の全固体含有量を制限することがより重要であり、これは微小突起先端の貫通効率にとって重要である。その後、凍結乾燥のために、スクロースをＴＦＦ凍結濃縮物に１：１のスクロース：ＨＡ重量比で添加した。得られた凍結乾燥ワクチンの固体組成物は、３０＋５％のＨＡ、３０＋５％のスクロース、１０＋５％のＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００、並びに３０＋１５％の残りの画分を構成する非ＨＡ関連タンパク質及び固体粒子を含有していた。
【0156】
コーティング製剤
液体コーティング溶液を調製するために、凍結乾燥した一価製剤のそれぞれを、元の凍結乾燥前の体積の１／４～１／５の注射用滅菌水で再構成して、ＨＡ濃度を４０～５０ｍｇ ＨＡ／ｍＬにさらに増加させた。これにより、再構成ワクチンの微細懸濁液が得られた。次いで、再構成された一価溶液のアリコートをそれらのＳＲＩＤ効力値に基づいて１：１：１のＨＡ比で組み合わせて三価コーティング溶液を生成し、各株は約１４～１５ｍｇ ＨＡ／ｍＬの濃度で存在した。ここでも、三価液体コーティング製剤は、３つの重要なコーティング製剤パラメータ、すなわちワクチン濃度、粘度及び表面活性を満たすように調製された。
液体コーティング溶液を調製するために、凍結乾燥した一価製剤のそれぞれを、元の凍結乾燥前の体積の１／４～１／５の注射用滅菌水で再構成して、ＨＡ濃度を４０～５０ｍｇ ＨＡ／ｍＬにさらに増加させた。これにより、再構成ワクチンの微細懸濁液が得られた。次いで、再構成された一価溶液のアリコートをそれらのＳＲＩＤ効力値に基づいて１：１：１のＨＡ比で組み合わせて三価コーティング溶液を生成し、各株は約１４～１５ｍｇ ＨＡ／ｍＬの濃度で存在した。ここでも、三価液体コーティング製剤は、３つの重要なコーティング製剤パラメータ、すなわちワクチン濃度、粘度及び表面活性を満たすように調製された。
【0157】
ワクチン濃度
コーティング溶液のワクチン濃度は、各パッチを製造するのに必要な製造時間を最小限にするために努力して目標用量を達成するのに必要なコーティング通過の回数、すなわち回転ドラム上の膜への浸漬の回数を最小限にするために、可能な限り高くなるように配合された。しかしながら、コーティング溶液の粘度及び安定性は、コーティングに使用されるワクチン濃度を制限した。この実施例では、６０ｍｇＨＡ／ｍＬ以上のＨＡ濃度を有するコーティング溶液は、粘度が高すぎてドラム上に連続薄膜を形成できないことが分かり、コータ内の連続剪断下で経時的に凝固した。このため、ＨＡの濃度は４０～５０ｍｇ総ＨＡ／ｍＬの間で維持した。以下の表は、予備製剤化／製剤化プロセスの異なる段階における全固体に対するＨＡ濃度及び純度をまとめたものである。
表１．予備製剤化プロセスにおけるＨＡ濃度及び純度の要約。
コーティング溶液のワクチン濃度は、各パッチを製造するのに必要な製造時間を最小限にするために努力して目標用量を達成するのに必要なコーティング通過の回数、すなわち回転ドラム上の膜への浸漬の回数を最小限にするために、可能な限り高くなるように配合された。しかしながら、コーティング溶液の粘度及び安定性は、コーティングに使用されるワクチン濃度を制限した。この実施例では、６０ｍｇＨＡ／ｍＬ以上のＨＡ濃度を有するコーティング溶液は、粘度が高すぎてドラム上に連続薄膜を形成できないことが分かり、コータ内の連続剪断下で経時的に凝固した。このため、ＨＡの濃度は４０～５０ｍｇ総ＨＡ／ｍＬの間で維持した。以下の表は、予備製剤化／製剤化プロセスの異なる段階における全固体に対するＨＡ濃度及び純度をまとめたものである。
表１．予備製剤化プロセスにおけるＨＡ濃度及び純度の要約。
【表5】
【0158】
粘度
抗原、非ＨＡタンパク質／粒子及びＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００の全体的な濃度によって制御されるコーティング溶液の粘度は、コーティングプロセス中の微小突起先端上の薄膜の流れに影響を及ぼす。微小突起先端の各浸漬は、いくらかのコーティング溶液をとることができる。溶液粘度が低すぎると、微小突起先端の溶液が乾燥する前にコーティング溶液膜に滴下して戻る場合がある。溶液の粘度が高すぎると、液体の流れが遅すぎて、必要に応じて微小突起を均一にコーティングすることができない。許容可能なコーティング形態を達成するために、液体製剤の粘度範囲は０．２０～１．５０ポアズであることが実験的に決定された。３つのＨＡ／スクロース（重量比１：１）濃度、５０、４０及び３５ｍｇ／ｍＬのインフルエンザワクチン製剤の様々な剪断速度での粘度を図２に示す。予想通り、コーティング溶液の粘度は、製剤中のＨＡの濃度に直接関係することが分かった。５０ｍｇ／ｍＬのＨＡ濃度では、コーティング溶液は、剪断速度の全範囲の間にコーティングのための所望の粘度を示し、その十分に高い濃度のために最小数のコーティング通過も必要とした。
抗原、非ＨＡタンパク質／粒子及びＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００の全体的な濃度によって制御されるコーティング溶液の粘度は、コーティングプロセス中の微小突起先端上の薄膜の流れに影響を及ぼす。微小突起先端の各浸漬は、いくらかのコーティング溶液をとることができる。溶液粘度が低すぎると、微小突起先端の溶液が乾燥する前にコーティング溶液膜に滴下して戻る場合がある。溶液の粘度が高すぎると、液体の流れが遅すぎて、必要に応じて微小突起を均一にコーティングすることができない。許容可能なコーティング形態を達成するために、液体製剤の粘度範囲は０．２０～１．５０ポアズであることが実験的に決定された。３つのＨＡ／スクロース（重量比１：１）濃度、５０、４０及び３５ｍｇ／ｍＬのインフルエンザワクチン製剤の様々な剪断速度での粘度を図２に示す。予想通り、コーティング溶液の粘度は、製剤中のＨＡの濃度に直接関係することが分かった。５０ｍｇ／ｍＬのＨＡ濃度では、コーティング溶液は、剪断速度の全範囲の間にコーティングのための所望の粘度を示し、その十分に高い濃度のために最小数のコーティング通過も必要とした。
【0159】
表面活性
コーティング溶液はまた、微小突起先端を効果的に濡らすために適切な表面活性を示すべきである。濡れ性は、液体の表面張力及び基材の表面エネルギーに応じて、コーティング溶液が微小突起の表面上に付着、接着及び拡散する能力を測定し、接触角測定によって決定することができる。濡れ性が悪いと、流体の取込みが妨げられるか、又は不均一な局所的なコーティングが生じる。表面活性剤を含有する液体製剤は、溶液と基材との間の接触角を減少させることによって、表面張力に影響を及ぼし、表面濡れ性を改善することができる。チタン基材上の純水の接触角（８０°）と比較して、コーティング製剤（ＨＡ及びスクロースの等しい重量比）は、ＨＡ濃度にかかわらず、２６°～３６°の範囲の接触角で良好な濡れ性を示した。ＨＡ抗原及び／又はＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００は、製剤中の表面活性剤である可能性がある。さらに、Ｔｗｅｅｎ８０、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ６８及びＺｗｉｔｔｅｒｇｅｎｔ３－１４などのいくつかの界面活性剤をコーティング製剤に添加した場合（１％まで）、チタン表面上の接触角は同じままであった（データは示さず）。この知見は、コーティング製剤が本質的に表面活性であり、コーティングプロセスに有利であろうことを再び示唆している。
コーティング溶液はまた、微小突起先端を効果的に濡らすために適切な表面活性を示すべきである。濡れ性は、液体の表面張力及び基材の表面エネルギーに応じて、コーティング溶液が微小突起の表面上に付着、接着及び拡散する能力を測定し、接触角測定によって決定することができる。濡れ性が悪いと、流体の取込みが妨げられるか、又は不均一な局所的なコーティングが生じる。表面活性剤を含有する液体製剤は、溶液と基材との間の接触角を減少させることによって、表面張力に影響を及ぼし、表面濡れ性を改善することができる。チタン基材上の純水の接触角（８０°）と比較して、コーティング製剤（ＨＡ及びスクロースの等しい重量比）は、ＨＡ濃度にかかわらず、２６°～３６°の範囲の接触角で良好な濡れ性を示した。ＨＡ抗原及び／又はＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００は、製剤中の表面活性剤である可能性がある。さらに、Ｔｗｅｅｎ８０、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ６８及びＺｗｉｔｔｅｒｇｅｎｔ３－１４などのいくつかの界面活性剤をコーティング製剤に添加した場合（１％まで）、チタン表面上の接触角は同じままであった（データは示さず）。この知見は、コーティング製剤が本質的に表面活性であり、コーティングプロセスに有利であろうことを再び示唆している。
【0160】
チタン金属は、表面に酸化薄膜（主にＴｉＯ２）を形成することが知られており、その表面活性は、薄膜の厚さ、微細構造及び組成に応じて動的である。周囲空気からの有機化合物の表面吸収も、表面活性、親水性又は疎水性に有意に影響を及ぼす。製剤の濡れ性に対するチタン金属の表面エネルギーの効果を評価するために、チタン金属を２５０℃で１時間加熱することによって前処理した。高温加熱は、汚染物質を燃焼除去し、表面をより高い程度の親水性にシフトさせることができる。実際、予熱されたチタンは、未処理チタン表面上の８０°と比較して、純水の接触角の５０°の有意な減少を示し、予熱されたチタン表面の親水性（又は表面エネルギー）の実質的な増加が示唆された。興味深いことに、予熱されたチタン表面上のコーティング製剤の接触角は変化しないままであり（２６°～３６°）、コーティング製剤がチタン基材の表面活性を上回ったことが示唆された。全体として、コーティング溶液は堅牢な湿潤特性を示し、これはコーティング基材による影響を最小限に抑え、優れたコーティング特性を示した。
【0161】
コーティング製剤の物理的安定性
しかし、コーティングに適した物理的特性にもかかわらず、５０ｍｇ／ｍＬのＨＡ／スクロースコーティング製剤は乳白色の懸濁液である。目に見える粒子がない、この微細懸濁液は、主にナノ粒子を含有する場合がある。この懸濁液は、１ヶ月間冷蔵した後、相分離（粒子の沈降）が観察されなかったため、物理的に安定であると考えられた。さらに、溶液を７，０００ｒｐｍで２分間遠心分離した後、明らかな粒子沈降はみられなかった。典型的には乳化剤（又は界面活性剤）によって安定化される安定なエマルジョン、水中油又は油中水のように、ナノ粒子の懸濁液は、Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００によって安定化される可能性がある。
しかし、コーティングに適した物理的特性にもかかわらず、５０ｍｇ／ｍＬのＨＡ／スクロースコーティング製剤は乳白色の懸濁液である。目に見える粒子がない、この微細懸濁液は、主にナノ粒子を含有する場合がある。この懸濁液は、１ヶ月間冷蔵した後、相分離（粒子の沈降）が観察されなかったため、物理的に安定であると考えられた。さらに、溶液を７，０００ｒｐｍで２分間遠心分離した後、明らかな粒子沈降はみられなかった。典型的には乳化剤（又は界面活性剤）によって安定化される安定なエマルジョン、水中油又は油中水のように、ナノ粒子の懸濁液は、Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００によって安定化される可能性がある。
【0162】
コーティングプロセス
コーティング装置は、コーティング溶液リザーバと、コーティング溶液と接触しているステンレス鋼ドラムとを備えていた。ドラムを回転させて、コーティング製剤の連続薄膜（厚さ約１００μｍ）を生成し、その中にチタンアレイ上の微小突起先端を浸漬した。浸漬深さを正確に制御して、微小突起の先端のみをコーティング製剤でコーティングした。微小突起の先端にコーティングされた比較的少量の製剤、製剤の高い固体含有量、及びアレイの非常に高い表面積のために、微小突起表面上の液体コーティングは、周囲条件下でコーティング後５秒未満で風乾されると予想される。コーティングされたワクチンの量は、アレイが薄膜に浸漬された回数によって制御され、ＢＣＡ及び／又はＳＲＩＤによってモニタリングされた。
コーティング装置は、コーティング溶液リザーバと、コーティング溶液と接触しているステンレス鋼ドラムとを備えていた。ドラムを回転させて、コーティング製剤の連続薄膜（厚さ約１００μｍ）を生成し、その中にチタンアレイ上の微小突起先端を浸漬した。浸漬深さを正確に制御して、微小突起の先端のみをコーティング製剤でコーティングした。微小突起の先端にコーティングされた比較的少量の製剤、製剤の高い固体含有量、及びアレイの非常に高い表面積のために、微小突起表面上の液体コーティングは、周囲条件下でコーティング後５秒未満で風乾されると予想される。コーティングされたワクチンの量は、アレイが薄膜に浸漬された回数によって制御され、ＢＣＡ及び／又はＳＲＩＤによってモニタリングされた。
【0163】
図３は、微小突起先端部上の代表的なコーティング形態を示す。コーティングは、すべての微小突起に均一に分布しており（図３ａ）、微小突起の先端に位置している（単一の微小突起の側面図、上面図及び正面図に関する図３ｂ～図３ｄ）。
【0164】
コーティング溶液はコーティングプロセス中に高い剪断力に曝されるので、製剤は、コーティングに使用される薄膜の物理的安定性及び溶液中の抗原の化学的安定性の観点から十分に安定でなければならない。コーティング製剤の物理的安定性は、レオメータでシミュレートした長期剪断下で溶液粘度をモニタリングすることによって決定した。一定の剪断力に曝されたコーティング製剤の物理的不安定性は、ゲル形成及び薄膜の破壊によって証明されるように、いくつかのバイオ医薬製剤について観察され、溶液粘度の増加をもたらした。化学的安定性を、インビトロ効力アッセイ、ＳＲＩＤによって行われる１時間のコーティングにわたって定期的にモニタリングした。粘度及びＳＲＩＤ効力の両方は、一定の剪断への１時間の曝露中に変化しないままであった。
【0165】
一価ワクチンバルクのための予備製剤化及びコーティングプロセスが開発されているので、三価ワクチン製剤を調製し、以下に記載する。
【0166】
三価インフルエンザワクチンの製造
三価経皮送達システムの第Ｉ相臨床製造には、１２５～５００ｍｃｇ ＨＡ／ｍＬの範囲の濃度の三種類の一価株Ａ／ニューカレドニア（Ｈ１ＮＩ）、Ａ／パナマ（Ｈ３Ｎ２）及びＢ／山東を使用した。バルクウイルス抽出物の各一価株およそ２リットルをダイアフィルトレーションし、次いで、ＴＦＦ装置で１０ｍｇ ＨＡ／ｍＬに濃縮した。次いで、濃縮された一価溶液を、１：１重量比のＨＡ：スクロースで個別に製剤化し、凍結乾燥して粉末形態にした。次いで、３つの凍結乾燥粉末を再構成し、合わせて、４２ｍｇ ＨＡ／ｍＬ（各一価株に対して１４ｍｇ ＨＡ／ｍＬ）の濃度の１：１：１三価コーティング溶液を生成した。このコーティング溶液は、３０ｍｃｇ ＨＡ三価（すなわち、一価株当たり約１０μｇ）の目標用量をアレイ当たり最小数の浸漬でコーティングするために許容可能な粘度及び濡れ性を示した。コーティング後、許容可能なシステムを窒素パージされたヒートシール箔パウチに包装し、２～８℃で保存した。代表的なシステムを臨床バッチから選択し、ＳＲＩＤアッセイによってロットリリースについて試験した。試験したすべてのシステムは、＞８ｍｃｇ ＨＡ／パッチのロットリリース規格を満たした。バッチ全体を通して無作為に選択した２０のシステムの平均は、相対標準偏差が６％以内で、１１．０ｍｃｇ Ａ／ニューカレドニア、１３．３ｍｃｇ Ａ／パナマ及び１２．２ｍｃｇ Ｂ／山東であった。
三価経皮送達システムの第Ｉ相臨床製造には、１２５～５００ｍｃｇ ＨＡ／ｍＬの範囲の濃度の三種類の一価株Ａ／ニューカレドニア（Ｈ１ＮＩ）、Ａ／パナマ（Ｈ３Ｎ２）及びＢ／山東を使用した。バルクウイルス抽出物の各一価株およそ２リットルをダイアフィルトレーションし、次いで、ＴＦＦ装置で１０ｍｇ ＨＡ／ｍＬに濃縮した。次いで、濃縮された一価溶液を、１：１重量比のＨＡ：スクロースで個別に製剤化し、凍結乾燥して粉末形態にした。次いで、３つの凍結乾燥粉末を再構成し、合わせて、４２ｍｇ ＨＡ／ｍＬ（各一価株に対して１４ｍｇ ＨＡ／ｍＬ）の濃度の１：１：１三価コーティング溶液を生成した。このコーティング溶液は、３０ｍｃｇ ＨＡ三価（すなわち、一価株当たり約１０μｇ）の目標用量をアレイ当たり最小数の浸漬でコーティングするために許容可能な粘度及び濡れ性を示した。コーティング後、許容可能なシステムを窒素パージされたヒートシール箔パウチに包装し、２～８℃で保存した。代表的なシステムを臨床バッチから選択し、ＳＲＩＤアッセイによってロットリリースについて試験した。試験したすべてのシステムは、＞８ｍｃｇ ＨＡ／パッチのロットリリース規格を満たした。バッチ全体を通して無作為に選択した２０のシステムの平均は、相対標準偏差が６％以内で、１１．０ｍｃｇ Ａ／ニューカレドニア、１３．３ｍｃｇ Ａ／パナマ及び１２．２ｍｃｇ Ｂ／山東であった。
【0167】
安定性の考察
予備製剤化プロセス全体（ダイアフィルトレーション／濃縮、凍結乾燥及び再構成）を通して抗原の安定性を維持することが最も重要である。すべての加工応力以外に、Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００濃度が０．１～０．３ｍｇ／ｍＬから３～５ｍｇ／ｍＬに１０倍を超えて増加したため、コーティング製剤中に存在する高濃度Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００のＨＡの抗原性への影響が懸念される（ＴＦＦプロセスの項を参照）。
予備製剤化プロセス全体（ダイアフィルトレーション／濃縮、凍結乾燥及び再構成）を通して抗原の安定性を維持することが最も重要である。すべての加工応力以外に、Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００濃度が０．１～０．３ｍｇ／ｍＬから３～５ｍｇ／ｍＬに１０倍を超えて増加したため、コーティング製剤中に存在する高濃度Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００のＨＡの抗原性への影響が懸念される（ＴＦＦプロセスの項を参照）。
【0168】
この影響を評価するために、界面活性剤なしで、３つの高濃度界面活性剤、ＳＤＳ（１０％）、Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００（１０％）又はＺｗｉｔｔｅｒｇｅｎｔ３－１４（５及び１０％）を用いて再構成された凍結乾燥ワクチンを含む一連の予備製剤化工程の後に、Ａ／パナマワクチンに対してＳＤＳ－ＰＡＧＥ／ウエスタンブロット分析を実施した（図４）。クマシーブルー染色ゲル（左側のＳＤＳ－ＰＡＧＥゲル）の非還元条件下では、出発ワクチンに存在するすべてのバンドも再構成試料に存在したことが明らかであり、評価した製剤のいずれについても検出可能な分解は示唆されない。ゲルをウエスタンブロット分析のために膜に移したところ（図４、右側のゲル）、やはり、異なる製剤と出発一価ワクチンとの間に違いは認められなかった。ＨＡタンパク質と抗ＨＡ抗体との間の結合を反映する一連のバンドが、主に高分子量で生じた。一致したバンド及びバンド強度（出発ワクチンに対する）に基づくと、凍結乾燥され、高濃度の強力な界面活性剤に曝露された製剤中のＨＡは、抗原性を維持した。還元条件下で、すべての製剤は、ＳＤＳ－ＰＡＧＥゲル上の出発ワクチンのバンドと同様のバンドを示す。ウエスタンブロットゲル上のバンドパターンもまた、すべての製剤間でよく一致した。
【0169】
最終製品の長期安定性を、第Ｉ相臨床製造中に製造されたシステムを使用して評価した。窒素パージされたヒートシール箔パウチを、湿度制御されたチャンバ内で５及び２５℃で最大１２ヶ月間安定させた。ＳＲＩＤによって決定された各株のＨＡ効力を安定性指標分析として使用し、３つの一価株のそれぞれについてＴ＝０ロットリリースデータと比較した。図５に初期三価効力の百分率として報告されているデータ（図５）は、ＨＡが５℃及び２５℃の両方で１２ヶ月間にわたって良好な安定性（初期８５％超）を維持したことを示唆しており、この製品の潜在的な室温安定性を示している。
【0170】
コーティングされたインフルエンザワクチンシステムの免疫原性性能
前臨床免疫原性データは、ヒトと同様の皮膚構造を有するヘアレスモルモットから得た。この有効性動物モデルにおける正の免疫応答は、パッチ製剤を用いた第１相ヒト試験に入るという本発明者らの決定を促した。経皮経路による投与（２つのパッチデザインについて１株当たり７～８ｍｃｇ ＨＡ）は、ヘマグルチン阻害）（ＨＡＩ）セロコンバージョン率に関して筋肉内（ＩＭ）経路による投与（１株当たり１５μｇ ＨＡ）よりも優れていた（表２）。これは、５０％未満の抗原でさえ、パッチによって誘導された免疫応答（一次免疫後２８日目）がＩＭ注射によるものと同等又はそれよりも優れていたことを示唆している。
表２：前臨床免疫原性結果の要約
前臨床免疫原性データは、ヒトと同様の皮膚構造を有するヘアレスモルモットから得た。この有効性動物モデルにおける正の免疫応答は、パッチ製剤を用いた第１相ヒト試験に入るという本発明者らの決定を促した。経皮経路による投与（２つのパッチデザインについて１株当たり７～８ｍｃｇ ＨＡ）は、ヘマグルチン阻害）（ＨＡＩ）セロコンバージョン率に関して筋肉内（ＩＭ）経路による投与（１株当たり１５μｇ ＨＡ）よりも優れていた（表２）。これは、５０％未満の抗原でさえ、パッチによって誘導された免疫応答（一次免疫後２８日目）がＩＭ注射によるものと同等又はそれよりも優れていたことを示唆している。
表２：前臨床免疫原性結果の要約
【表6】
【0171】
ワクチン送達のためのマイクロニードルデバイスの性能及び安全性のヒト臨床検証
マイクロニードルパッチによって投与された三価インフルエンザ抗原の有効性と、標準的な筋肉内経路を介した三価ワクチンの送達とを比較するために、第１相臨床試験（単一施設、非盲検、無作為化）を実施した。この試験では、健常な男性及び女性（１８～４０歳、約３０名の対象／群）を、各抗原株（Ａ／ニューカレドニア（Ｈ３Ｎ２）、Ａ／パナマ（Ｈ３Ｎ２）、Ｂ／山東）、１２μｇ／各）でコーティングしたマイクロニードルパッチ又は市販のＩＭ送達ワクチン（各株１５μｇ）のいずれかで処置した。投与後、パッチを５又は１５分間装着した。
マイクロニードルパッチによって投与された三価インフルエンザ抗原の有効性と、標準的な筋肉内経路を介した三価ワクチンの送達とを比較するために、第１相臨床試験（単一施設、非盲検、無作為化）を実施した。この試験では、健常な男性及び女性（１８～４０歳、約３０名の対象／群）を、各抗原株（Ａ／ニューカレドニア（Ｈ３Ｎ２）、Ａ／パナマ（Ｈ３Ｎ２）、Ｂ／山東）、１２μｇ／各）でコーティングしたマイクロニードルパッチ又は市販のＩＭ送達ワクチン（各株１５μｇ）のいずれかで処置した。投与後、パッチを５又は１５分間装着した。
【0172】
免疫原性分析セットで得られた結果を、３つすべての群について株別に表３に示す。
表３：ガイダンス免疫原性分析セットのＥＭＥＡ Ｃｒｉｔｅｒｉａ Ｎｏｔｅに従った免疫原性結果（ＨＩ－１／ｄｉｌ）
＊ＥＭＥＡガイダンス：Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｆｏｒ ｐｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ ｍｅｄｉｃｉｎａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｓ（ＣＰＭＰ）、ｎｏｔｅ ｆｏｒ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｏｎ ｈａｒｍｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｉｎｆｌｕｅｎｚａ ｖａｃｃｉｎｅｓ、１９９７年３月；１ワクチン接種前力価＜１０（１／ｄｉｌ）対ワクチン接種後力価≧４０（１／ｄｉｌ）を有する対象の割合；２ワクチン接種前力価＜１０対ワクチン接種後力価≧４倍力価を有する対象の割合；＼「ガイダンス」において：０日目と２１日目の間の幾何平均増加；＊＊ワクチン接種後力価≧４０（１／ｄｉｌ）を達成した対象の割合；
９５％信頼区間での統計値。
表３：ガイダンス免疫原性分析セットのＥＭＥＡ Ｃｒｉｔｅｒｉａ Ｎｏｔｅに従った免疫原性結果（ＨＩ－１／ｄｉｌ）
【表7】
【0173】
３つのＥＭＥＡ基準は、ワクチン接種２１日後のすべての株について、３つの処置群すべてについて満たされた。両方のマイクロニードルパッチ群の免疫原性結果は、ＩＭ群の免疫原性結果と全体的に類似していた。パッチ装着時間は、抗体応答の程度に大きく影響しないようである。総ＩｇＥ（非特異的）データは、２４．７～４１．６ｋＵ／Ｌの範囲で３つの群間で類似していた。ＩｇＡ及びＩｇＧ（Ａ／Ｈ１Ｎ１）株に対する）については、０日目（ワクチン接種前）の値は群間で類似していた。ワクチン接種の２１日後、ＩｇＡ及びＩｇＧの両方が０日目よりも５～１１倍高く、群間に差はなかった。マイクロニードルパッチ群は、ＩＭ対照に対して同様の免疫応答を示した。
【0174】
結論
三価インフルエンザワクチン経皮パッチは、前臨床及び第Ｉ相ヒト臨床試験において首尾よく開発され、有効であることが証明された。ＴＦＦシステムによるダイアフィルトレーション／初期濃度、凍結乾燥、及びコーティング用の高ＨＡ濃度（約４０～５０ｍｇ ＨＡ／ｍＬ）溶液を調製するための再構成からなる独自の予備製剤化プロセスを確立した。この予備製剤化プロセスは非常に効率的であり、抗原の損失はほとんどなかった（プロセス収率８５％超）。予備製剤化プロセスに従って調製された後続のコーティング溶液は、チタン微小突起の先端へのコーティングのための許容可能な物理的及び化学的安定性を有するように最適化された。パッチ製剤は、現在利用可能な製剤を超える３つの重要な利点、すなわち保存剤を含まない、室温保存及び用量節約を示した。上記の経皮パッチの成功に基づいて、当業者は、そのような技術が、（類似又は異なる賦形剤を使用して）コーティング溶液中に製剤化され、治療有効量で微小突起アレイに適用され得る任意のワクチンに拡張され得ることを理解するであろう。
三価インフルエンザワクチン経皮パッチは、前臨床及び第Ｉ相ヒト臨床試験において首尾よく開発され、有効であることが証明された。ＴＦＦシステムによるダイアフィルトレーション／初期濃度、凍結乾燥、及びコーティング用の高ＨＡ濃度（約４０～５０ｍｇ ＨＡ／ｍＬ）溶液を調製するための再構成からなる独自の予備製剤化プロセスを確立した。この予備製剤化プロセスは非常に効率的であり、抗原の損失はほとんどなかった（プロセス収率８５％超）。予備製剤化プロセスに従って調製された後続のコーティング溶液は、チタン微小突起の先端へのコーティングのための許容可能な物理的及び化学的安定性を有するように最適化された。パッチ製剤は、現在利用可能な製剤を超える３つの重要な利点、すなわち保存剤を含まない、室温保存及び用量節約を示した。上記の経皮パッチの成功に基づいて、当業者は、そのような技術が、（類似又は異なる賦形剤を使用して）コーティング溶液中に製剤化され、治療有効量で微小突起アレイに適用され得る任意のワクチンに拡張され得ることを理解するであろう。
【0175】
実施例２－経皮微小突起パッチに合成ペプチド抗原を使用するコロナウイルスワクチン
抗原が合成ペプチドであることを除いて、コロナウイルスワクチンパッチは、一般に実施例１に従って調製される。この非限定的な例では、そのような合成ペプチドは５つのペプチド抗原である。５つのペプチドを１：１：１：１：１の比で混合する。次いで、混合物をペプチド当たり約５０～約１００ｍｃｇの用量で微小突起パッチ上にコーティングする。混合物は、約ｐＨ３～約９．５で製剤化される。５つのペプチドは以下の通りである。
ＨＰ２０１－２１５ ＤＬＦＧＩＷＳＫＶＹＤＰＬＹＣ
ＮＳ３９７４ ＹＮＧＳＩＣＶＩＧＴＰＬＳＲＦＭＧＦ
Ｃｏｒｅ５７ ＡＫＲＲＲＲＨＲＲＤＱＧＧＷＲＲＳＰ
Ｃｏｒｅ７８ ＶＤＰＹＶＲＱＧＬＱＩＬＬＰＳＡＡＹ
Ｃｏｒｅ１１３ ＧＴＬＧＷＴＡＤＬＬＨＨＶＰＬＶＧＰ
抗原が合成ペプチドであることを除いて、コロナウイルスワクチンパッチは、一般に実施例１に従って調製される。この非限定的な例では、そのような合成ペプチドは５つのペプチド抗原である。５つのペプチドを１：１：１：１：１の比で混合する。次いで、混合物をペプチド当たり約５０～約１００ｍｃｇの用量で微小突起パッチ上にコーティングする。混合物は、約ｐＨ３～約９．５で製剤化される。５つのペプチドは以下の通りである。
ＨＰ２０１－２１５ ＤＬＦＧＩＷＳＫＶＹＤＰＬＹＣ
ＮＳ３９７４ ＹＮＧＳＩＣＶＩＧＴＰＬＳＲＦＭＧＦ
Ｃｏｒｅ５７ ＡＫＲＲＲＲＨＲＲＤＱＧＧＷＲＲＳＰ
Ｃｏｒｅ７８ ＶＤＰＹＶＲＱＧＬＱＩＬＬＰＳＡＡＹ
Ｃｏｒｅ１１３ ＧＴＬＧＷＴＡＤＬＬＨＨＶＰＬＶＧＰ
【0176】
パッチをＳＤＳ－ＰＡＧＥ／ウエスタンブロットによって評価し、前臨床免疫原性データは、一般に実施例１に記載の手順に従ってヘアレスモルモットから得られる。
【0177】
ヒト臨床試験も、一般に実施例１のプロトコルに従って実施される。
【0178】
出願人は、実施例２のワクチンパッチが患者の集団に投与されると、統計的に有意な数のそのような患者が首尾よくワクチン接種されることになると予想している。他の実施形態では、そのような患者の少なくとも１０％が血清保護され、又はそのような患者の少なくとも２０％、若しくは少なくとも３０％、若しくは少なくとも４０％、若しくは少なくとも５０％、若しくは少なくとも６０％、若しくは少なくとも７０％、若しくは少なくとも８０％、若しくは少なくとも９０％が血清保護されるであろう。
【0179】
他の態様では、実施例２のワクチンでコーティングされたパッチは、ＩＭ又はＳＣ注射ワクチン対応物と比較して用量を節約するであろう。例えば、本明細書のパッチは、それらのＩＭ又はＳＣ注射対応物よりも少なくとも５％、又は少なくとも１０％、又は少なくとも２０％、又は少なくとも３０％少ないワクチン／抗原を必要とするであろう。
【0180】
本発明をその特定の実施形態に関連して説明してきたが、前述の説明及び実施例は、本発明の範囲を限定するものではなく例示することを意図していることを理解されたい。本発明の範囲内の他の態様、利点及び変形は、本発明が関係する当業者には明らかであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【配列表】
【国際調査報告】