城西大学・城西国際大学副学長 杉林堅次教授

1 物質の皮膚透過を促進するMesoActhysの特徴と有用性評価①

【背景】
エレクトロポレーションは、従来より、細胞への遺伝子導入法として用いられてきたが、近年、薬物の皮膚吸収を促進する物理的方法として注目されている。経皮送達システムとしてのエレクトロポレーションは、比較的高電圧(50V以上)を超短時間(数ミリ秒)適用することによって、細胞膜に間隙を形成させ、薬物の経皮吸収性を上げる。一方、同じように電気的な力を利用して経皮吸収促進効果を発揮するイオントフォレシスは低電圧(10V以下)を比較的長時間(数分~数時間)、適用することによって電位勾配を与え、電極と荷電したイオン性薬物との電気的反発力による透過促進効果が期待される。今まで、これらエレクトロポレーションやイオントフォレシスは医薬品の全身吸収を目的に研究が行われてきたが、近年になって、化粧品の経皮吸収への応用も考えられてきている。その代表例としてイタリアで誕生した「MesoActhys」(有効成分を無痛で、大量導入できるメディカル・コスメティック・ディバイス)がある。顔の皮膚をスティック電極でなぞるようにエレクトロポレーションを適用し、脂溶性成分(ヒアルロン酸)、ビタミンC、さらにはコラーゲンといった物質をイオントフォレシスにより皮膚中へと導入する。いつまでも若くきれいでありたいという女性をターゲットとした機器である。エレクトロポレーションは皮膚に可逆的な小孔を生じさせるという点で、注射とは異なる非侵襲的な皮膚への物質導入法であるが、電気条件(電圧・パルス型・パルス幅など)の影響についての詳細な解析はなされていない。そこで今回我々は、ヘアレスラットを用いた薬物透過実験と角層細胞間脂質様組成を有するリポソームを用いて、さまざまな電気条件に対する物質の透過について検討する。

2 物質の皮膚透過を促進するMesoActhysの特徴と有用性評価②

【方法】
リポソームを用いた蛍光物質放出実験:蛍光物質を内封した角層細胞間脂質リポソームを調整(セラミドⅣ・Ⅵ、コレステロール、パルミチン酸、リグノセリン酸及びオクタコサン酸を組成とし、薄膜法より調整)し、電気負荷後のリポソームからの蛍光物質漏出量から、蛍光物質の電圧負荷時の膜透過性を評価する。電気負荷はMesoActhys(Microlab International,Italy)およびElectro square porator(820,BTX,U.S.A. )を用いて行う。各々の機器の出力波形はオシロスコープ(DL-716,横河電機)を用いて測定する。
In vitro皮膚透過試験:ヘアレスラットの腹部皮膚を摘出し、フランツ型拡散セルに挟んで実験を行う。モデル透過物質としてまず高分子蛍光物質であるFTTC-dextran(4kDa;FD-4)を用いる。
エレクトロポレーション適用方法:リポソームを用いた放出実験では、遺伝子導入などに用いるエレクトロポレーション用キュベット(電極間距離0.4㎝)を用いて電気負荷を行う。皮膚透過実験では、電極の材料として板状の銀を、幅5.0mm、長さ5.0mmに切断したものを用いる。

3 物質の皮膚透過を促進するMesoActhysの特徴と有用性評価③

【結果及び考察(途中段階での報告)】
本研究所では、電気波形の違いが本当に意味のあるものなのかを簡便に感度よく見極めるためにリポソーム系を用いた。エレクトロポレーションによる小孔形成を定量化するために行った角層細胞間脂質リポソームを用いた放出実験では、種々条件の電気負荷により蛍光物質の漏出が生じ、時間依存的及び電圧依存的に蛍光強度が上昇することが分かった。また、透過実験では、高分子蛍光物質であるFD-4の透過が受動拡散による透過に比べ有意に促進される結果が得られた(4~40倍)。これらのリポソームからの蛍光物質の放出率と皮膚透過促進率(累積透過量)のデータには相関性が見られた。以上より、電気エネルギーによる蛍光物質の皮膚透過促進効果は簡易的にリポソームを用いた系で評価できることがわかった。また、最適な電気負荷条件を満たすことによって、皮膚内部へ高分子化合物が効率よく送達できることが明らかとなった。また、電圧、周波数、分極性、duty比などの電気的パラメーターを変化させると共に、矩形波・三角波・ノコギリ波・サイン波・減衰波といった異なる電気波形についても試験を行い、多変量解析により最も皮膚透過促進を効率よく行うことのできる条件をリポソームからの蛍光物質の放出率からの解析中である。

上記のような実験を行うことで、今美容業界で使用されている「MesoActhys」のように複雑な波形を持つ機器の解析を行うことができる。さらに、患者一人一人の症状に合わせた最適な波形や電気条件の提案可能になると思われる。