ニコチンパッチ

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背景

ニコチンパッチは、ニコチンを皮膚から血流に送り込むように設計された装置です。これは、喫煙者が禁煙しようとしたときに経験するニコチンへの渇望を防ぐために使用されます。一般に経表皮パッチとして知られているこのタイプの薬物送達デバイスは、閉塞性の裏層と皮膚に付着する透過性の接着剤層との間に挟まれた薬物リザーバーからなる。薬はゆっくりとリザーバーから浸出し、皮膚を通って移動し、次に血流に入ります。皮膚はほとんどの化学物質を体から遠ざけることを目的としているため、特定の薬物だけが、この方法でそれらを送達することを可能にする適切な化学的特性を持っています。薬物分子は、皮膚の多くの層に浸透するのに十分小さくなければなりません。また、皮膚を刺激せず、融点が低いため、液体の形で組み込むことができます。

もともと薬物の経表皮送達は、それらが局所的に適用されるクリームまたはローションに処方されることを必要とした。これらのビヒクルは乱雑である傾向があり、一定量で投与するのが困難であり、予測できない吸収率を持っています。これらの問題を克服するために、研究者は、薬剤を包帯接着剤に混合することによって正確な投与量を提供する方法を開発しました。この初期バージョンのパッチは、既知の量の薬剤を特定の時間、特定の皮膚領域に正常に送達しました。しかし、それは薬物が放出される速度を制御することができませんでした。 1950年代に、薬物の拡散速度を制御するために使用できる膜を作成する技術が開発されました。 1960年代後半から1970年代にかけて、Alza Corporationによって開拓された進歩により、これらの膜に薬剤を封じ込めることができました。このようにして、最新の徐放性パッチが誕生しました。経表皮パッチは、正確な量のさまざまな薬剤を長期間皮膚に送達するために開発されました。 1996年の初めに、FDAは処方箋なしで販売するニコチンを含むパッチを承認しました。この新しい店頭（OTC）規制の下で販売された最初のブランドは、Johnson＆JohnsonのNicotrol®でした。

原材料

ニコチン

化学ニコチンはタバコの中毒性のある成分です。身体は、ニコチンに対する身体的および心理的な渇望を発達させます。パッチは、喫煙者がやめようとしている間、この渇望を満たすのに役立ちます。ニコチンは、皮膚に浸透しやすいことが知られている液体であるため、経表皮送達に非常に適しています。実際、生葉たばこ病として知られている状態である生のたばこ葉を扱った結果としてニコチンの過剰摂取に苦しんでいるたばこ労働者の事例が記録されています。パッチの種類に応じて、使用されるニコチン化合物の量は5％から50％の間で異なります。薬物は、純粋な形で使用することも、塩酸塩、二塩酸塩、硫酸塩、酒石酸塩、酒石酸酒石酸塩、塩化亜鉛、サリチル酸塩などの他の化学物質と結合させて誘導体を形成することもできます。

これらの化学物質でパッチを準備する場合、2つの重要な懸念事項があります。 1つ目は投与量です。投与量が多すぎると、不整脈、動悸、吐き気、嘔吐、めまい、脱力感を引き起こす可能性があるためです。実際、60 mgのニコチン（一度に60本のタバコを吸うことに相当）は致死量と見なされます。したがって、パッチを調整して、規定の量を供給することが重要です。 2番目の考慮事項は、ニコチンの溶媒特性に関連しています。この薬は、パッチコンポーネントの作成に使用される多くの材料を攻撃または溶解します。たとえば、多くの接着剤は、ニコチンにさらされると糸状になり、粘着性が失われます。または、皮膚に付着したときに許容できないほど大量のニコチンを放出するほど、薬物が大量に負荷される可能性があります。ニコチンに接触するすべてのパッチ材料の適合性は、注意深く評価する必要があります。

配送車両

パッチ自体は、直径が約1インチ（2.5 cm）以下の小さなディスクであり、いくつかの異なる構成で組み立てることができます。パッチの1つのタイプは、薬剤を含むプラスチックチャンバーで構成され、薬剤の送達速度を制御するために選択的に透過性の膜で覆われています。この担体層は、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル、ポリエステル、ポリオレフィン、およびポリカーボネートを含むさまざまなプラスチックから作ることができます。あるいは、キャリアは、モノリスタイプとしても知られるマトリックスタイプであり得る。この構成では、薬物は担体の固体プラスチックマトリックスに分散または懸濁されます。さらに別のパッチ設計では、薬剤は接着剤と直接混合され、プラスチック支持層に塗布されます。どのパッチデザインが採用されているかに関係なく、ディスクは制御された速度で薬剤を送達する必要があります。また、デバイスが、壊れたり裂けたりすることなく皮膚に塗布したり皮膚から除去したりするのに十分な柔軟性を備えたプラスチック材料で作られていることも重要です。

バッキングレイヤー

すべてのパッチ構成は、薬剤を透過しない閉塞性の裏打ち層を備えています。これは通常、金属箔でラミネートされたプラスチックシートで、バリア性を高め、薬剤の漏れを防ぎます。

接着剤

パッチを皮膚に取り付けるために使用される接着剤は非常に重要です。アクリレートエステル/ビニルピロリドンコポリマー、ジメチルシリコーンポリマー、およびアクリレートポリマーなど、多くの医療グレードの感圧接着剤があります。後者は、主にアレルギー誘発性のレベルが低いため、医療用接着剤市場を支配しています。パッチ接着剤は、皮膚を刺激しないことに加えて、皮膚が発汗したときに接着し続けるように、優れた耐水性を備えている必要があります。それは、皮膚から接着剤をきれいに除去するのに十分に高い凝集力を有し、そしてそれが結合を失うことなくそして過度の皮膚刺激なしに皮膚の動きに適応することを可能にする特性を有さなければならない。上記のように、ニコチンとの長時間の接触後に接着剤が劣化しないように注意する必要があります。

その他の材料

顔料、染料、不活性充填剤、加工助剤などの他の成分を薬剤と混合することができます。特定の種類のパッチには、薬物の浸透を改善するための浸透促進剤も含まれています。たとえば、経表皮パッチのあるメーカーは、皮膚への浸透を高めるために低レベルのアルコールを含んでいます。一部のニコチンパッチには、ニコチンの経皮送達に関連するかゆみを治療するための鎮痒剤（かゆみ止め）が含まれています。これらの鎮痒薬は、ビサボロール、カモミール油、カマズレン、アラントイン、D-パンテノール、グリシルレテン酸、コルチコステロイド、および抗ヒスタミン薬からなるグループから選択されます。

製造
プロセス

キャリアの準備

• 1正確な製造プロセスは、構築するパッチのタイプによって異なります。一般に、パッチ膜はいくつかの技術の1つによって作られ、そのすべてが一連の均一な拡散細孔を作成するように設計されています。例えば、ポリマー沈殿法では、ポリマーフィルムは、溶媒と水の混合物を含むスチールベルト上にキャストされます。ポリマーフィルムが硬化すると、溶媒が蒸発し、多数の小さな穴が作成されます。多孔質膜は、ポリマーの薄い溶融フィルムを伸ばすことによっても作成できます。フィルムが均一に引き伸ばされると、小さな細孔が形成されます。この方法は通常、 ポリプロピレンフィルム。ポリカーボネートフィルムは、特定の形態の核粒子にさらすことによって穴を開けることができます。プロセスに関係なく、目標は、薬物が拡散できる多数の微細なチャネルを備えた薄いプラスチック膜を作成することです。これらの膜は、その後の操作で薬剤を含むプラスチックハウジングに取り付けることができます。
• 2マトリックスタイプと混合接着剤タイプのように、薬剤がパッチ材料と混ざり合っているシステムでは、プロセスが多少異なります。混合物は、ホッケンマイヤーミキサーとして知られている特別なタイプのミキサーで調製されます。接着剤を最初に添加し、所定の時間高速で予備混合します。次に、粘度制御剤などの他の添加剤を添加することができ、さらに混合が行われる。次に、薬物成分をゆっくりと添加し、混合速度を上げます。この時点で、pHまたは粘度の最終調整を行うことができます。

処理とパッケージング

• 3最終処理は、キャリアのタイプによって異なります。リザーバータイプのパッチは、薬剤混合物で満たす必要があります。上記の薬物接着性マトリックスは、シリコーン処理されたポリエステルフィルム上にコーティングされています。シリコーンは、パッチを簡単に取り外して接着剤層を露出させることができるようにします。完成したパッチをオーブンで乾燥させて溶剤を除去し、キャリアまたはバッキングストリップにラミネートします。このバッキングストリップは、ダイカットによってさらに処理され、完成品としてパッケージ化されます。

品質管理

すべての薬は、正しく合成され、化学的に純粋であることを確認するために、厳格なテストを受ける必要があります。経表皮パッチを介して送達される薬物の場合、製品の投与率を決定するために追加の試験が必要です。この速度は、フランツ型拡散セルとして知られる小さな容器を横切って伸ばされた切除された腹部皮膚のサンプルに測定された線量が適用される方法によって定量化することができます。皮膚サンプルを通って細胞内に拡散する薬物の量は、高速液体クロマトグラフィーなどのさまざまな分析技術を使用して測定できます。この値は、実際の製品の使用中にどのくらいの量の薬剤が送達されるかを決定するために関連付けることができます。

パッチが皮膚に適切に付着することを確認するために、他の重要なテストが行​​われます。皮膚は非常に不安定な表面であり、絶えず膨張および収縮して​​います。通常、接着剤の強度は、製品を鋼板に塗布することによって評価されます。ただし、これらの接着剤は金属との結合とは大きく異なるため、この方法は医療用接着剤には効果的ではありません。この問題を克服するために、研究者は皮の付着の研究のためにコラーゲンのフィルム（皮膚タンパク質材料）を使用します。接着剤自体を評価して、濡れすぎないようにすることができます。これは、接着剤上の水滴の接触角を測定することによって達成されます。水滴が接着剤を濡らさないようにし、角度を24時間維持する必要があります。静的せん断やポリケンタックテストなど、接着剤には他にも一連のテストがあります。これらの接着剤は、眼の刺激性試験やアレルギー反応スクリーニングなどの特定の安全性試験を必要とする医療機器の政府規制に該当することにも注意する必要があります。

未来

ニコチンや他の薬物を経表皮的に送達する科学はまだ進化しています。現在の技術では、最大16時間の線量しか提供できず、改善される可能性があります。ニコチンの溶媒効果に対してより影響力のない膜材料と接着剤を作るための改善の機会もあります。さらに、消費者により多くの利点を提供する改善された配信システムを開発する必要があります。実際、Cygnus Corporationは調整可能な用量のパッチを開発しているため、ユーザーの要件に応じてニコチンの量を変えることができます。処方箋なしでこれらの薬を販売するための最近の承認は、これらの分野の多くで市場活動の増加と改善をもたらすと予想されます。