X線顕微CT法を用いたマイクロニードルアレイ製剤の皮膚穿刺性能評価技術の高度化

本研究は、マイクロX線CT法を用いて、溶解型マイクロニードルアレイ（MNA）の皮膚穿刺深度の評価に最適な計測システムを考案し、有効かつ安全な製剤の開発に貢献することを目指している。本年度は、穿刺実験に供するモデル製剤を試作した。穿刺深度のバラつきを低減するため、溶解型MNAの設計は、パッチ1枚当たりに9本の針を配置した。針形状は使用実績のある円錐型と四角錘型を選択し、針の高さは300、600及び900μmとした。これら6種類の溶解型MNAを、ポリビニルアルコールを基材とする鋳型成型法によって作製した。得られた溶解型MNAの外観は、デジタルマイクロスコープで観察した。種々の作製条件の最適化によって、針先を損傷することのない、完全な溶解型MNAを得ることに成功した。ブタ摘出皮膚におけるMNAの挿入特性と相関性のあるパラフィルムの8枚積層物を皮膚モデルに穿刺実験を行った。既報のとおり、溶解型MNAの穿刺深度は、穿刺後のパラフィルム積層物を一枚ずつ分離し、顕微鏡下で上層から何枚目まで刺入跡が形成されたかを評価し、明らかとした。その結果、針の高さに依存して穿刺深度が深くなることが確認されたが、円錐と四角錘で穿刺深度に大きな差は認められなかった。したがって、針本数が少ないMNAパッチでは、針形状が穿刺深度の差に与える影響は小さくなると考えられた。上記に対応する検討として、溶解型MNAをパラフィルムに刺した状態で、マイクロX線CT（nano3DX, リガク）で観察した。その結果、電子密度の差によって、溶解型MNAとパラフィルムを明確に区別でき、撮像時間僅か10分で空間分解能2.5μm/voxelの高分解能な3次元画像を取得することができた。得られた3次元画像から任意の2次元断面を切り出し、針の刺入深度を計測したところ、パラフィルムの刺入跡を指標とした穿刺深度と一致することが確認された。

本研究は、マイクロX線CT法を用いて、溶解型マイクロニードルアレイ（MNA）の皮膚穿刺深度の評価に最適な計測システムを考案し、有効かつ安全な製剤の開発に貢献することを目指している。本年度は、穿刺実験に供するモデル製剤を試作した。穿刺深度のバラつきを低減するため、溶解型MNAの設計は、パッチ1枚当たりに9本の針を配置した。針形状は使用実績のある円錐型と四角錘型を選択し、針の高さは300、600及び900μmとした。これら6種類の溶解型MNAを、ポリビニルアルコールを基材とする鋳型成型法によって作製した。得られた溶解型MNAの外観は、デジタルマイクロスコープで観察した。種々の作製条件の最適化によって、針先を損傷することのない、完全な溶解型MNAを得ることに成功した。ブタ摘出皮膚におけるMNAの挿入特性と相関性のあるパラフィルムの8枚積層物を皮膚モデルに穿刺実験を行った。既報のとおり、溶解型MNAの穿刺深度は、穿刺後のパラフィルム積層物を一枚ずつ分離し、顕微鏡下で上層から何枚目まで刺入跡が形成されたかを評価し、明らかとした。その結果、針の高さに依存して穿刺深度が深くなることが確認されたが、円錐と四角錘で穿刺深度に大きな差は認められなかった。したがって、針本数が少ないMNAパッチでは、針形状が穿刺深度の差に与える影響は小さくなると考えられた。上記に対応する検討として、溶解型MNAをパラフィルムに刺した状態で、マイクロX線CT（nano3DX, リガク）で観察した。その結果、電子密度の差によって、溶解型MNAとパラフィルムを明確に区別でき、撮像時間僅か10分で空間分解能2.5μm/voxelの高分解能な3次元画像を取得することができた。得られた3次元画像から任意の2次元断面を切り出し、針の刺入深度を計測したところ、パラフィルムの刺入跡を指標とした穿刺深度と一致することが確認された。