申请/专利权人：中国医学科学院生物医学工程研究所;北京化工大学

申请日：2018-03-26

公开（公告）日：2020-10-16

公开（公告）号：CN108379573B

主分类号：A61K39/10(20060101)

分类号：A61K39/10(20060101);A61K9/00(20060101);A61K39/39(20060101);A61P31/04(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.16#授权;2018.09.04#实质审查的生效;2018.08.10#公开

摘要：本发明公开了一种百日咳疫苗微针阵列的制备方法，包括如下步骤：1使用微针阵列模具，所述微针阵列模具包括基板，在基板上表面设置有矩形凹槽，在矩形凹槽的底壁设置有阵列尖端向下的锥形凹槽；2将百日咳毒素水溶液和佐剂水溶液，混匀得溶液一，加入到矩形凹槽中，真空条件下静置，使溶液一充满锥形凹槽，吸去锥形凹槽以外多余的溶液一，干燥；3向矩形凹槽内涂抹高分子聚合物水溶液，干燥，将带有锥形状凸起的膜从微针阵列模具脱出，真空干燥。本发明的方法获得百日咳疫苗微针阵列，剂量准确，产品规范，操作安全。

主权项：1.一种百日咳疫苗微针阵列的制备方法，其特征是包括如下步骤：1使用微针阵列模具，所述微针阵列模具包括基板1，在基板1上表面设置有矩形凹槽2，在矩形凹槽2的底壁设置有10×10阵列尖端向下的锥形凹槽3，每个锥形凹槽3的体积是0.02μL，锥形凹槽总体积是2ul；2将0.5mgmL的灭活性百日咳毒素水溶液和浓度为10mgmL的CpG佐剂水溶液，按体积比为1:1的比例混匀得溶液一，吸收100微升加入到矩形凹槽2中，真空条件下静置15min，使溶液一充满锥形凹槽3，吸去锥形凹槽3以外多余的溶液一，干燥60min；3向矩形凹槽内涂抹质量浓度为30％粘均分子量20000的聚乙烯醇水溶液，干燥10小时，将带有锥形状凸起的膜从微针阵列模具脱出，真空干燥24h，得到一种百日咳疫苗微针阵列。

全文数据：一种百日咳疫苗微针阵列及其制备方法技术领域[0001]本发明属于疫苗给药设备技术领域，具体来说，涉及一种百日咳疫苗微针阵列及其制备方法。背景技术[0002]百日咳是一种由百日咳杆菌引起的急性呼吸道传染病，一般由百日咳鲍特杆菌简称百日咳杆菌感染所引起，同属的支气管败血症鲍特杆菌和副百日咳鲍特杆菌亦可引起。百日咳鲍特杆菌是革兰阴性杆菌，可产生一些致病物质，包括百日咳毒素、气管细胞毒素、腺苷酸环化酶毒素、不耐热毒素以及内毒素等。百日咳毒素可使患者淋巴组织中的淋巴细胞动员到周围血液及气管，细胞毒素可特异性损伤气管纤毛上皮细胞，使之变性、坏死。百日咳患者、隐性感染者及带菌者为传染源。潜伏期末到病后2〜3周传染性最强。百日咳经呼吸道飞沫传播，5岁以下小儿易感性最高，小儿接种疫苗1〇年后，百日咳感染率与未接种者无区别。[0003]—般来说，百日咳疫苗的传统给药方式为注射给药，虽然直接有效，但其接种对象通常为幼儿，由于注射方式会造成疼痛和皮肤损伤，而且操作难度大，不能自使用，通常会给接种带来许多困难。[0004]微针经皮给药作为一种新的给药方式，可以避免以上缺点。这种微米尺度的小针能够有效刺穿表皮层到达真皮层，并且在不触碰到神经系统的情况下，将药物释放入体内，完成给药。[0005]但目前制备微针经皮给药的方法不能做到计量准确。也没有将传统的百日咳疫苗与微针给药技术相结合的报道。发明内容[0006]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种百日咳疫苗微针阵列。[0007]本发明的第二个目的是提供一种百日咳疫苗微针阵列的制备方法。[0008]本发明的技术方案概述如下：[0009]—种百日咳疫苗微针阵列的制备方法，包括如下步骤：[0010]1使用微针阵列模具，所述微针阵列模具包括基板（1，在基板（D上表面设置有矩形凹槽2，在矩形凹槽2的底壁设置有阵列尖端向下的锥形凹槽⑶；[0011]2将0•1-lmgml的百日咳毒素水溶液和浓度为0•1-lOOmgtnl的佐剂水溶液，按体积比为1:1-10的比例混匀得溶液一，加入到矩形凹槽2中，真空条件下静置10-6〇min，使溶液一充满锥形凹槽3，吸去锥形凹槽3以外多余的溶液一，干燥3M2〇min;[0012]3向矩形凹槽内涂抹质量浓度为10%-50%高分子聚合物水溶液，干燥8-12小时，将带有锥形状凸起的膜从微针阵列模具脱出，真空干燥，得到一种百日咳疫苗微针阵列。[0013]佐剂优选为CpGo[0014]高分子聚合物优选为分子量10000-100000的聚乙烯，分子量80000-150000的聚丙筛、粘均分子量16000-200000的聚乙炼醇、分子量loooo—50000的聚丙燦酸甲酯、分子量80000-200000的聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种。[0015]真空干燥的时间最好为20-26小时。[0016]上述方法制备的百日咳疫苗微针阵列。[0017]本发明的优点：[0018]本发明的一种百日咳疫苗微针阵列的制备方法，使用微针阵列模具，该模具由于设置了矩形凹槽，在向矩形凹槽加入含有百日咳毒素水溶液的溶液时，可以使每个锥形凹槽的加液量相同，在经过真空条件下静置，吸去锥形凹槽3以外多余的溶液，每个锥形凹槽体积固定，当百日咳毒素水溶液浓度固定，锥形凹槽的个数固定时，就可以准确地获得整个微针阵列的百日咳毒素剂量；另外，可以避免含有百日咳毒素水溶液在没有矩形凹槽情况下的药液的溢出；还有，可以使高分子聚合物水溶液在矩形凹槽2内液面高相同，制成高分子聚合物干燥后的厚度均匀的产品。通过经皮给药，达到与注射相当甚至更优的免疫效果。本发明的方法获得百日咳疫苗微针阵列，剂量准确，产品规范，操作安全。附图说明[0019]图1为制备一种百日咳疫苗微针阵列所用微针阵列模具纵剖面示意图。[0020]图2为本发明的方法制备的一种百日咳疫苗微针阵列局部放大照片。[0021]图3为本发明的一种百日咳疫苗微针阵列与皮下免疫结果比较。[0022]图4为不同剂量一种百日咳疫苗微针阵列免疫结果比较。具体实施方式[0023]下面结合具体的实施例对本发明做进一步说明，下面的实施例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但并不对本发明作任何限定。[0024]百日咳毒素（Pertussistoxin,PTX。[0025]实施例1[0026]一种百日咳疫苗微针阵列的制备方法，包括如下步骤：[0027]1使用微针阵列模具，见图1，所述微针阵列模具包括基板1，在基板1上表面设置有矩形凹槽2,在矩形凹槽2的底壁设置有10X10阵列尖端向下的锥形凹槽3,每个锥形凹槽3的体积是0.02yL，锥形凹槽总体积是2ul;[0028]2将lmgmL的灭活性百日咳毒素水溶液和浓度为10mgmL的CpG佐剂水溶液，按体积比为1:1的比例混匀得溶液一，吸收100微升加入到矩形凹槽2中，真空条件下静置15rain，使溶液一充满锥形凹槽3，吸去锥形凹槽3以外多余的溶液一，干燥60min;[0029]3向矩形凹槽内涂抹质量浓度为30%粘均分子量20000的聚乙烯醇水溶液，干燥10小时，将带有锥形状凸起的膜从微针阵列模具脱出，真空干燥24h，得到一种百日咳疫苗微针阵列，微针阵列局部放大图见图2。[0030]每个百日咳疫苗微针阵列载有百日咳毒素量为lyg，CpG佐剂lOiig。[0031]实验1:[0032]选用雌性Balbc小鼠12只，l8_2〇g，随机分为两组，实验组的6只，分别采用实施例1的百日咳疫苗微针阵列皮内免疫;对照组6只，分别用含有百日咳毒素lUg，CpG佐剂1〇辟的注射液皮内免疫，两组均每三周免疫一次，共免疫两次，分别在三周、六周采血检测抗体水平，见图3，实验结果显示:第一次免疫后，实验组免疫效果明显优于对照组;第二次免疫后，两者免疫效果相当。说明百日咳疫苗微针贴片与传统注射百日咳疫苗的免疫效果相似，并具有单次免疫高效的特点。[0033]实施例2[0034]一种百日咳疫苗微针阵列的制备方法，包括如下步骤：[0035]1同实施例1步骤1;[0036]2将0•lmgmL的灭活性百日咳毒素水溶液和浓度为10mgmL的CpG佐剂水溶液，按体积比为1:1的比例混匀得溶液一，吸收10〇微升加入到矩形凹槽2中，真空条件下静置15min，使溶液一充满锥形凹槽3,吸去锥形凹槽3以外多余的溶液一，干燥60min;[0037]3同实施例1步骤⑶。[0038]每个百日咳疫苗微针阵列载有百日咳毒素量为0•lug，CpG佐剂10ug。[0039]实施例3[0040]一种百日咳疫苗微针阵列的制备方法，包括如下步骤：[0041]1同实施例1步骤1;[0042]2将0.5mgmL的灭活性百日咳毒素水溶液和浓度为10mgmL的CpG佐剂水溶液，按体积比为1:1的比例混匀得溶液一，吸收1〇〇微升加入到矩形凹槽2中，真空条件下静置15min，使溶液一充满锥形凹槽3,吸去锥形凹槽3以外多余的溶液一，千燥60min;[0043]3同实施例1步骤⑶。[0044]每个百日咳疫苗微针阵列载有百日咳毒素量为0.5ug，CpG佐剂l〇Ug。[0045]实验2:[0046]选用雌性Balbc小鼠24只，18-20g，随机分为4组，实施例1组6只，分别采用实施例1的百日咳疫苗微针阵列皮内免疫;实施例2组6只，分别采用实施例2的百日咳疫苗微针阵列皮内免疫；实施例3组6只，分别采用实施例2的百日咳疫苗微针阵列皮内免疫；空白组6只，pH=7•4的PBS注射液皮内免疫。[0047]4组均每三周免疫一次，共免疫两次，分别在三周、六周采血检测抗体水平，见图4，[0048]实验结果显示，第一次免疫后，实施例的三个组不同剂量的微针的免疫效果没有明显差别;第二次免疫后，低剂量〇•1微克组实施例2组免疫水平有明显下降，中高剂量组免疫水平相当，中剂量组略高于高剂量组。说明百日咳疫苗微针的剂量为〇.5微克时对小鼠的免疫效果最好。[0049]实施例4[0050]一种百日咳疫苗微针阵列的制备方法，包括如下步骤：[0051]1使用微针阵列模具，见图1，所述微针阵列模具包括基板1，在基板1上表面设置有矩形凹槽2，在矩形凹槽2的底壁设置有1〇X10阵列尖端向下的锥形凹槽3，每个锥形凹槽3的体积是0.02UL，锥形凹槽总体积是2ul;[0052]2将lmgmL的灭活性百日咳毒素水溶液和浓度为〇•lmgmL的CpG佐剂水溶液，按体积比为1:10的比例混匀得溶液一，吸收100微升加入到矩形凹槽2中，真空条件下静置15min，使溶液一充满锥形凹槽3,吸去锥形凹槽3以外多余的溶液一，干燥60min;[0053]3向矩形凹槽内涂抹质量浓度为30%粘均分子量20000的聚乙烯醇水溶液，干燥10小时，将带有锥形状凸起的膜从微针阵列模具脱出，真空干燥24h，得到一种百日咳疫苗微针阵列。[0054]每个百日咳疫苗微针阵列载有百日咳毒素量为0•182yg，CpG佐剂0.182yg。[0055]实施例5[0056]—种百日咳疫苗微针阵列的制备方法，包括如下步骤：[0057]1使用微针阵列模具，见图1，所述微针阵列模具包括基板1，在基板1上表面设置有矩形凹槽2,在矩形凹槽2的底壁设置有10X10阵列尖端向下的锥形凹槽3,每个锥形凹槽3的体积是0.02yL，锥形凹槽总体积是2ul;[0058]2将lmgmL的灭活性百日咳毒素水溶液和浓度为100mgmL的CpG佐剂水溶液，按体积比为1:5的比例混匀得溶液一，吸收1〇〇微升加入到矩形凹槽2中，真空条件下静置lOmin，使溶液一充满锥形凹槽3,吸去锥形凹槽3以外多余的溶液一，干燥120min;[0059]3向矩形凹槽内涂抹质量浓度为50%粘均分子量16〇〇〇的聚乙烯醇水溶液，干燥12小时，将带有锥形状凸起的膜从微针阵列模具脱出，真空干燥26h，得到一种百日咳疫苗微针阵列。[0060]每个百日咳疫苗微针阵列载有百日咳毒素量为0•33yg，CpG佐剂166.67。[0061]实施例6[0062]—种百日咳疫苗微针阵列的制备方法，包括如下步骤：[0063]1使用微针阵列模具，见图1，所述微针阵列模具包括基板1，在基板1上表面设置有矩形凹槽2,在矩形凹槽2的底壁设置有10X10阵列尖端向下的锥形凹槽3,每个锥形凹槽3的体积是0.02此，锥形凹槽总体积是2ul;[0064]2将lmgmL的灭活性百日咳毒素水溶液和浓度为lOmgmL的CpG佐剂水溶液，按体积比为1:1的比例混匀得溶液一，吸收100微升加入到矩形凹槽2中，真空条件下静置60tnin，使溶液一充满锥形凹槽3,吸去锥形凹槽3以外多余的溶液一，干燥30min;[0065]3向矩形凹槽内涂抹质量浓度为10%粘均分子量200000的聚乙烯醇水溶液，干燥8小时，将带有锥形状凸起的膜从微针阵列模具脱出，真空千燥20h，得到一种百日咳疫苗微针阵列。[0066]每个百日咳疫苗微针阵列载有百日咳毒素量为lUg，CpG佐剂10ug。[0067]实验证明，用分子量10000的聚乙烯、分子量100000的聚乙烯，分子量80000的聚丙烯、分子量150000的聚丙烯、分子量10000的聚丙烯酸甲酯、分子量50000的聚丙烯酸甲酯、分子量80000的聚甲基丙烯酸甲酯或分子量200000的聚甲基丙烯酸甲酯替代实施例1中的均分子量20000的聚乙烯醇，其它同实施例1，分别得到百日咳疫苗微针阵列。

权利要求：1.一种百日咳疫苗微针阵列的制备方法，其特征是包括如下步骤：1使用微针阵列模具，所述微针阵列模具包括基板（1，在基板（1上表面设置有矩形凹槽2，在矩形凹槽⑵的底壁设置有阵列尖端向下的锥形凹槽C3;2将0.1-lmgml的百日咳毒素水溶液和浓度为0•卜100mgml的佐剂水溶液，按体积比为1:1-10的比例混匀得溶液一，加入到矩形凹槽2中，真空条件下静置10-60min，使溶液一充满锥形凹槽3，吸去锥形凹槽3以外多余的溶液一，干燥30-120niin;3向矩形凹槽内涂抹质量浓度为10%_5〇%高分子聚合物水溶液，干燥8-12小时，将带有锥形状凸起的膜从微针阵列模具脱出，真空干燥，得到一种百日咳疫苗微针阵列。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述佐剂为CpG。3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述高分子聚合物为分子量1〇〇〇〇-1〇〇〇〇〇的聚乙嫌，分子夏8〇0〇〇_15〇〇〇〇的聚丙輝、粘均分子量16〇〇〇—2〇〇〇〇〇的聚乙稀醇、分子量10000_50000的聚丙烯酸甲酯、分子量8〇〇〇〇_2〇〇〇〇〇的聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述真空干燥的时间为2〇—26小时一。5.权利要求1_4之一的方法制备的百日咳疫苗微针阵列。。

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