ウェアラブル機器の安全性および有用性評価に寄与する皮膚模倣デバイスの開発

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近年、ウェアラブル機器や化粧品などの開発において、動物実験を禁止する動きが強まってきているが、このような製品の開発には、使用されている物質の安全性を評価する必要があり、研究のボトルネックになっている。本研究計画では、微細加工技術を駆使して、ヒト皮下組織を再現した皮膚模倣デバイスを作製し、これまで動物や人に対して行われてきた安全性および性能試験に置き換わる評価系の構築を目指す。最初に、ヒト皮膚を模倣したデバイスを作製する。ここではヒトの毛細血管を模倣した微細加工を施し、メッシュおよびアガロースでヒト上皮細胞を培養することでヒト皮下組織を模倣する。その後、それを用いてマイクロニードル型のウェアラブルグルコースセンサの評価を行うことで、作製したデバイスの有用性および安全性を評価し、動物実験に代わる新規評価系の構築を目指す。当該年度は、微細加工技術を用いて、マイクロニードル型ウェアラブル機器が取り付け可能であり、その性能評価を可能にする皮膚模倣デバイスの作成を試みた。疑似皮膚としてアガロースを選択し、マイクロニードル型ウェアラブル機器を上から押しつけることでセンサ部をアガロースに差し込むことで評価が可能なようにデバイスを設計した。また、送液部においては、溶液が自動で混合されるような流路を設計した。着色した液体を送液し、顕微鏡観察を行うことで混合の評価を行ったところ、2液が混合されている様子が観察された。また、アガロースも時間経過と共に着色されている様子が観察され、溶液が疑似皮膚に浸透していくことが確認された。グルコース酸化酵素を固定したマイクロニードルを疑似皮膚に差し込み、種々の濃度のグルコース溶液を送液することで得られる電流値を測定した結果、グルコース濃度依存的な応答電流値の増加が確認された。