微针的优势
Why Microneedles
按最新的专业综述性文献,微针技术包含实体针、空心针、涂层针、可溶解微针和溶胀针等五条技术路线。根据自身的研发实践,青澜生物看好可溶解微针技术在药物递送和诊断方面的应用。微针给药技术是一门实践科学,是一门结果导向型的技术。
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无痛微创,依从性高 微针高度小于450微米,刺穿皮肤角质层到达到表皮层吸收体液溶解释放,不会触及到真皮层的神经末梢和毛细血管,患者不会感觉到疼痛也不会出血,无痛微创患者依从性高。
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副作用小,安全性高。 皮内直接给药吸收,避免了肝脏首过效应;不经过肠胃吸收,避免肠胃副作用;给药深度浅,药物吸收需要进过身体若干生物屏障,即使有问题也发生在体表,安全性高。
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适用的药物种类多。 多肽、蛋白、基因药物、水溶性化药,均适合开发为微针剂型。
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稳定性高,不需要冷链。微针是固体制剂,辅料对API稳定性作用强,可常温运输。
核心技术
微针给药技术通过体表外皮肤实现给药,是最便捷的给药方式,也是患者依从性最高的给药方式。几十年来全球尚未实现该给药方式的产业化,也充分说明了该技术的实现难度非常大。
具体说来,可溶解微针技术存在一下技术难度
1、载药量
可溶解微针跟其他制剂一样,也是有原料药和辅料一起组成一定的处方,不同之处在于可溶解微针制剂是用药物本身来成针,药物把自己刺入到皮内,再吸收体液溶解释放。由于要本着无痛微创,且只能刺入到表皮层深度,因此构成药物的针体非常细小,容药空间十分狭小。同时,微针贴片完全不同于普通膏贴剂,不能简单的通过面积来调解载药量。可溶解微针的载药量是该技术产业化首先要解决的技术难题,目前单帖毫克级别载药量已经非常困难。
2、针体机械强度
可溶解微针的药物针体通过具备机械强度就将药物给到皮内,针体不能刺破或者不能完全刺破角质层时,将直接导致给药失败。动物和人体的角质层厚度和强度变化非常大,要完成药学研究的动物和人体实验,可溶解微针的机械强度要能够覆盖各动物种属的皮肤差异,能够克服人体不同部位皮肤的个体差异,才可以获得满足法规要求的药代动力学结果。针体机械强度不足或者质量控制不到位,是造成微针给药数据结果一致性差的其中一个重要原因。
3、递送效率
可溶解微针选择了体表皮肤的给药路径,这是一个非常便利的给药途径,但是随之而来则是递送效率问题,如何通过皮内途径高效将药物递送入血,对可溶解微针技术来说是巨大的挑战。如果不能掌握可溶解微针药物递送的完全规律,一般来说其递送效率会随着动物种属从大鼠、犬猪、猴体型变大而急剧下降,到人体实验时递送效率甚至会跌至普通透皮效率的水平。更要命的是,递送效率低下时给可溶解微针载药量带来了更大的压力,从而使技术局面进入死循环无法给出最终的解决方案。
4、数据结果一致性
可溶解微针技术原理简单易懂,只要药物微针将皮肤角质层刺破就很容易有一部分药物进入体内,但是整体来说数据结果一致性是可溶解微针技术的灵魂。可溶解微针技术的给药结果往往个体差异极大,这对药效结果带来了非常大的不确定性。药物是特殊商品,是受法规严格监管的商品,也是对人们生命健康十分重要的商品。可溶解微针给药结果的一致性差是目前难以获得法规认可的重要方面。2022年6月美国的COATING微针技术公司ZOSANO宣布破产,其直接原因是FDA质疑其临床数据结果个体差异太大。如何使可溶解微针技术给药结果个体差异与注射剂达到相当的水平,是该技术面临的又一大艰巨挑战。目前全球范围内并无专业的可用的可溶解微针设备供应商,这个问题的解决只能有赖于自主开发全套微针工艺设备,严格按GMP法规控制可溶解微针的关键质量属性,让可溶解微针技术成为稳定可靠的给药方式。
上述是初步总结的可溶解微针技术当前需要克服的技术要点,当然需要解决的问题绝非上述四点。自从Wagner教授1958年提出微针皮内给药概念,至今已经过去66年了,人类鲜有为一项技术的产业化应用等待如此之久。如果可溶解微针技术最终被证明是一项无法产业化的虚幻技术,那我们早就放弃关于它的研究了。而事实上近年来微针技术的发展十分迅速,在PubMed数据库中以“microneedle”为关键词对近15年来发表的文献进行检索,2006年发表论文量为37篇,而到2020年发文量增至490篇,增加大约12倍。
微针给药技术是一个非常复杂的学术、技术和工程化体系,涉及到药学、化学、材料学、机械设备、工艺、工程等多门科学。可溶解微针贴剂是一种复杂注射剂,其技术难度远超LNP、微球,是有史以来最复杂的复杂注射剂。LNP和微球技术的概念提出远比微针给药技术要晚,但是目前都已经成功实现商业化,微针给药技术概念提出到现在已经66年了,仍旧没有成功实现产业化。要充分认识到可溶解微针技术的系统难度,具备相应知识储备和团队配置的情况下,用系统的方法论指导微针给药技术的研发,才可以顺利达到目标。
青澜生物高度重视和尊重可溶解微针技术的特性和难度,我们团队配备了专业的制剂处方、工艺、设备开发、模具开发、质量控制、GMP合规等方面人才,严格按照六西格玛卓越设计DFSS的系统方法论指导,将GMP药品研发和生产合规要求全程融入到微针给药技术的全技术流程中。我们已经达到了以下技术指标:
1、在载药量方面,我们已经攻克利拉鲁肽、司美格鲁肽、替尔泊肽等品种的规格要求;抗体药方面PD-L1可达到15毫克/贴载药量。载药量技术还在持续提升中,目标是达到所有生物大分子药物的载药量。
2、生物利用度方面,以司美格鲁肽皮下注射对照为例,大鼠生物利用度可超过90%,人体生物利用度可达61%。
3、水溶性化药方面载药量完全可满足各品种的规格要求。
4、小规格制剂的含量均匀性A+2.2S指标可做到小于15,满足法规对含量均匀性最高要求。
5、设计建设了全球首条过程无菌商业化生产线,批量可达10万贴/批/天。
具体说来,可溶解微针技术存在一下技术难度
1、载药量
可溶解微针跟其他制剂一样,也是有原料药和辅料一起组成一定的处方,不同之处在于可溶解微针制剂是用药物本身来成针,药物把自己刺入到皮内,再吸收体液溶解释放。由于要本着无痛微创,且只能刺入到表皮层深度,因此构成药物的针体非常细小,容药空间十分狭小。同时,微针贴片完全不同于普通膏贴剂,不能简单的通过面积来调解载药量。可溶解微针的载药量是该技术产业化首先要解决的技术难题,目前单帖毫克级别载药量已经非常困难。
2、针体机械强度
可溶解微针的药物针体通过具备机械强度就将药物给到皮内,针体不能刺破或者不能完全刺破角质层时,将直接导致给药失败。动物和人体的角质层厚度和强度变化非常大,要完成药学研究的动物和人体实验,可溶解微针的机械强度要能够覆盖各动物种属的皮肤差异,能够克服人体不同部位皮肤的个体差异,才可以获得满足法规要求的药代动力学结果。针体机械强度不足或者质量控制不到位,是造成微针给药数据结果一致性差的其中一个重要原因。
3、递送效率
可溶解微针选择了体表皮肤的给药路径,这是一个非常便利的给药途径,但是随之而来则是递送效率问题,如何通过皮内途径高效将药物递送入血,对可溶解微针技术来说是巨大的挑战。如果不能掌握可溶解微针药物递送的完全规律,一般来说其递送效率会随着动物种属从大鼠、犬猪、猴体型变大而急剧下降,到人体实验时递送效率甚至会跌至普通透皮效率的水平。更要命的是,递送效率低下时给可溶解微针载药量带来了更大的压力,从而使技术局面进入死循环无法给出最终的解决方案。
4、数据结果一致性
可溶解微针技术原理简单易懂,只要药物微针将皮肤角质层刺破就很容易有一部分药物进入体内,但是整体来说数据结果一致性是可溶解微针技术的灵魂。可溶解微针技术的给药结果往往个体差异极大,这对药效结果带来了非常大的不确定性。药物是特殊商品,是受法规严格监管的商品,也是对人们生命健康十分重要的商品。可溶解微针给药结果的一致性差是目前难以获得法规认可的重要方面。2022年6月美国的COATING微针技术公司ZOSANO宣布破产,其直接原因是FDA质疑其临床数据结果个体差异太大。如何使可溶解微针技术给药结果个体差异与注射剂达到相当的水平,是该技术面临的又一大艰巨挑战。目前全球范围内并无专业的可用的可溶解微针设备供应商,这个问题的解决只能有赖于自主开发全套微针工艺设备,严格按GMP法规控制可溶解微针的关键质量属性,让可溶解微针技术成为稳定可靠的给药方式。
上述是初步总结的可溶解微针技术当前需要克服的技术要点,当然需要解决的问题绝非上述四点。自从Wagner教授1958年提出微针皮内给药概念,至今已经过去66年了,人类鲜有为一项技术的产业化应用等待如此之久。如果可溶解微针技术最终被证明是一项无法产业化的虚幻技术,那我们早就放弃关于它的研究了。而事实上近年来微针技术的发展十分迅速,在PubMed数据库中以“microneedle”为关键词对近15年来发表的文献进行检索,2006年发表论文量为37篇,而到2020年发文量增至490篇,增加大约12倍。
微针给药技术是一个非常复杂的学术、技术和工程化体系,涉及到药学、化学、材料学、机械设备、工艺、工程等多门科学。可溶解微针贴剂是一种复杂注射剂,其技术难度远超LNP、微球,是有史以来最复杂的复杂注射剂。LNP和微球技术的概念提出远比微针给药技术要晚,但是目前都已经成功实现商业化,微针给药技术概念提出到现在已经66年了,仍旧没有成功实现产业化。要充分认识到可溶解微针技术的系统难度,具备相应知识储备和团队配置的情况下,用系统的方法论指导微针给药技术的研发,才可以顺利达到目标。
青澜生物高度重视和尊重可溶解微针技术的特性和难度,我们团队配备了专业的制剂处方、工艺、设备开发、模具开发、质量控制、GMP合规等方面人才,严格按照六西格玛卓越设计DFSS的系统方法论指导,将GMP药品研发和生产合规要求全程融入到微针给药技术的全技术流程中。我们已经达到了以下技术指标:
1、在载药量方面,我们已经攻克利拉鲁肽、司美格鲁肽、替尔泊肽等品种的规格要求;抗体药方面PD-L1可达到15毫克/贴载药量。载药量技术还在持续提升中,目标是达到所有生物大分子药物的载药量。
2、生物利用度方面,以司美格鲁肽皮下注射对照为例,大鼠生物利用度可超过90%,人体生物利用度可达61%。
3、水溶性化药方面载药量完全可满足各品种的规格要求。
4、小规格制剂的含量均匀性A+2.2S指标可做到小于15,满足法规对含量均匀性最高要求。
5、设计建设了全球首条过程无菌商业化生产线,批量可达10万贴/批/天。
可溶解微针
一体针给药原理
一体针工艺适合 :小分子、单价相对较低、载药剂量要求高的药物,贴敷时间长
分层针视频演示
分体针给药原理
分层针工艺适合 :大分子、单价高、载药剂量要求低的药物。贴敷时间短,针尖溶断即完成递送。