皮膚角質細胞の三次元フラクタル解析による経皮吸収促進剤の評価

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07672329
• Research Institution: Hoshi University
• Principal Investigator: 高山 幸三 星薬科大学, 薬学部, 助教授 (00130758)
• Keywords: フラクタル解析 / 立体フラクタル次元 / 共焦点レーザー顕微鏡 / 経皮吸収 / 角質細胞 / 皮膚刺激 / ヘアレスラット / 吸収促進剤

Research Abstract

経皮吸収促進剤の適用によって惹起される皮膚表面構造の微細な変化を立体フラクタル次元として定量化し、吸収促進機構の直接的な解明を行うとともに、高感度な刺激評価法開発の可能性について検討した。
オスミウム酸およびグルタルアルデヒドにより固定したヘアレスラットの皮膚表面の形状を反射型共焦点レーザー顕微鏡(倍率2,500倍)により深さ方向に連続21層連続撮影した。これらのスライス像をスキャナーを介してコンピューターに入力し、境界線図形を作成した。各層毎に得られた境界線図形を重ね合わせ、オリジナル画像を21層からなる等高線図形としてディスプレイ上に再構築した。このようにして得られた立体図形を一辺の長さdの立方体で被覆し、被服に要した立方体の総数Nを計測した。dとNとの両対数プロットの直線性を確認し、その傾きから立体フラクタル次元を推定した。
以上に概要を示した解析手法により、未処理皮膚の表面構造の立体フラクタル次元を求めた結果、その値は2.17と推定された。エタノールやエイゾンで皮膚を処理した場合、未処理皮膚とほぼ同等の立体フラクタル次元を示し、これらの促進剤の適用により皮膚表面の微細構造は大きく変化することはないと考えられた。一方、リモネンで処理した皮膚では立体フラクタル次元の著しい低下が観察された。皮膚の組織学的観察では、リモネンは皮膚の浅い部位への影響が強かったのに対し、エイゾンはより深部への刺激作用を惹起することが確認された。リモネンとエイゾンで見られた立体フラクタル次元の差はこれらの促進剤によって引き起こされる組織学的変化と良く対応しており、促進剤の皮膚に及ぼす影響を立体フラクタル次元によって、定量的かつ客観的に評価し得ることが示された。

Research Products

• [Publications] Y.Nakamura: "Promoting effect of O-ethylmenthol on the percutaneous absorption of ketoprofen" Int.J.Pharm.,in press.
• [Publications] T.Tamura: "Evalution of oil/water type cyclosporine gel ointment with commercially available oral solution" Drug Dev.Ind.Pharm.23. 285-291 (1997)
• [Publications] M.Iwata: "Effect of sodium caprate on the absorption of progesterone from mixed suppositories administered to the vagina of rabbits" Drug Dev.Ind.Pharm.23. 167-172 (1997)
• [Publications] J.Akimoto: "Evaluation of skin irritation of percutaneous absorptioon promoters by means of fractal dimension of rat skin structure" Int.J.Pharm.128. 251-260 (1996)
• [Publications] K.Watanabe: "Rectal absorption and mucosal irritation of hydrogel suppositories containing buprenorphine hydrochloride" J.Controlled Rel.38. 29-37 (1996)
• [Publications] N.Ohara: "Combined effect of penetration enhancer and temperature on skin irritation in rats" S.T.P.Pharma Sci.6. 142-147 (1996)