JP2007159808A - イオントフォレーシス用デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】ポリヌクレオチド、ペプチド抗原、タンパク質ベースのワクチン等の巨大分子抗原をイオントフォレーシスによって外用投与する場合、抗原分子によらず、十分に皮下組織に送達することができ、十分な免疫応答が出る装置を提供する。
【解決手段】抗原の抗原認識能を増大させるためのイオントフォレーシス用デバイスであって、皮膚に提示される抗原を貯留する抗原貯留槽と、該抗原が皮膚に提示された後、ランゲルハンス細胞を活性化し、抗原の認識能を増大させる、電気刺激を与えるための電極とを含む、前記イオントフォレーシス用デバイス。該細胞を活性化する適正な電気刺激電流密度が見いだされ、これを適用する。
【選択図】なし

Description

本発明は安全かつ効率的な抗原提示による皮膚免疫活性増強のためのイオントフォレーシス用デバイスに関する。

皮膚は、最外層の角質層、表皮、真皮、および皮下結合組織からなる。通常、死細胞層および脂質二重層からなる角質層は、多くの物質に対して強力なバリアー機能を示す。表皮層には、ランゲルハンス細胞と呼ばれる抗原提示細胞が存在し免疫機能を担っている。

ランゲルハンス細胞は、皮膚内に侵入したタンパク質抗原を補足し、内部で分解し、ＭＨＣ分子上にペプチド断片を表出する。ＭＨＣ−ペプチド複合体は、輸入リンパ管から所属リンパ節の皮質下層へと移動し、T細胞と指状突起細胞とを介して接触する。ランゲルハンス細胞が、このように移動することによって、抗原が皮膚からリンパ節内に存在するＴ_Ｈ細胞へと効率よく伝えられる。ランゲルハンス細胞は、抗原をＴ_Ｈ細胞へ提示するために必要なＭＨＣクラスＩＩ分子を豊富に有している。これら抗原には、ポリヌクレオチド（ＤＮＡワクチン、ＲＮＡワクチン）、タンパク質ベースのワクチンなど様々なものがある。

また、最近では抗原の透過を高める手段としてイオントフォレーシスおよびエレクトロポレーション装置による外用投与形態の検討も行われている。これら装置による送達の利点は多数あり、活性時間が短いペプチドおよび蛋白質性の抗原投与が可能となる点、また、経口投与に関連した、胃腸および肝臓システムの“初回通過効果”に関連した問題も排除される点、さらに非経口治療における危険および不便な特徴、例えば筋肉注射、皮下注射による痛みの回避等など多くの利点がある。

しかし、エレクトロポレーションが、比較的高い電場で短時間に表皮角質層組織を破壊するため、容易にポリヌクレオチド、タンパク質ベースのワクチン等の巨大分子抗原を皮下組織に導入することができるのに対して、イオントフォレーシスは、低い電場の影響下で長時間かけて表皮角質層組織を破壊することなく生体膜を通過させるためポリヌクレオチド、タンパク質ベースのワクチン分子の性質に依存すことが多く、投与する抗原に制限があった。

例えば、特許文献１にはイオントフォレーシスによる送達のための分子としてポリペプチドまたはタンパク質の等電点が３．０より低いかまたは８．３より高い等電点のものが好ましいことが開示されている。これは分子が、イオントフォレーシスの間に移動するための電荷を必要とするため、プラスかマイナスの静電荷を持つことと、さらに皮膚全体のｐＨ約４．０から約７．３の範囲外の等電点を持つことによる分子の正味の電荷が保障されることが必要であるためである。

特許文献２では、生理活性ペプチド系薬物が皮膚や多孔性器材に吸着することで投与量が不正確になる問題を解決する手段として、薬物保持部材にイオン性界面活性剤の表面被覆層を形成してなるイオントフォレーゼ用インターフェイスが開示されている。しかしながら、このようなイオントフォレーシス製剤においては、薬物の投与量等を考慮して、イオントフォレーシス製剤のインターフェイスを製造する必要があり、非常に煩雑である。

特許文献３では、ＤＮＡワクチンの投与で誘発された免疫応答を増強する方法として、表皮角質層組織を破壊するのに十分な強さのパルス電場をかける方法が開示されている。しかしながら、同文献に記載される免疫応答誘発方法においては、非常に高い電場を皮膚に適用する必要があるため、皮膚に痛みを与え、場合によっては火傷を生じさせることもある。
特許第２５０６５４３号 特許第２８１８７７１号 特表２００５−５１３０６２号

上述のように、ポリヌクレオチド、タンパク質ベースのワクチン等の巨大分子抗原をイオントフォレーシスによって外用投与する場合、抗原分子によっては、十分に皮下組織に送達することができずに十分な免疫応答が出ないことも多く、簡便に免疫応答を増強させることは困難であり、イオントフォレーシスによる抗原の外用投与は、一般性のあるものではなかった。

本発明は、驚くべきかつ予期しない発見に基づいている。すなわち、従来から知られたイオントフォレーシスによるワクチン投与時において、アジュバントがない場合にも十分な免疫応答が出ることを偶然見出した。また、その免疫応答の増加の程度は、イオントフォレーシスによるワクチン透過量の増加を考慮した以上の免疫応答の増強が確認されたことにより、イオントフォレーシスによる電気刺激自体に免疫応答を増強させる作用が判明し、さらに研究を進めた結果、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、抗原の抗原認識能を増大させるためのイオントフォレーシス用デバイスであって、皮膚に提示される抗原を貯留する抗原貯留槽と、ランゲルハンス細胞を活性化し、抗原の認識能を増大させる、電気刺激を与えるための電極とを含む、前記イオントフォレーシス用デバイスに関する。
また、本発明は、抗原貯留槽と電極とが分離した、前記イオントフォレーシス用デバイスに関する。
さらに、本発明は、抗原貯留槽と電極とが一体化した、前記イオントフォレーシス用デバイスに関する。
また、本発明は、電気刺激が、電流値０．０５〜１ｍＡ／ｃｍ^２である、前記イオントフォレーシス用デバイスに関する。
さらに、本発明は、電気刺激を発生させる回路部が、直流結線、直流結線中にパルス発信機構を組み合わせたもの、または直流結線中にパルス脱分極機構を組み合わせたものである、前記イオントフォレーシス用デバイスに関する。
また、本発明は、抗原貯留槽内に、又は抗原貯留槽外に、アジュバントをさらに含む、前記イオントフォレーシス用デバイスに関する。
さらに、本発明は抗原貯留槽が経皮注入手段を有する、前記イオントフォレーシス用デバイスに関する。
また、本発明は、抗原を提示した後、２４時間以内で電気刺激を与える、前記イオントフォレーシス用デバイスに関する。
さらに、本発明は、電気刺激を与えた後、２４時間以内で抗原を提示させる、前記イオントフォレーシス用デバイスに関する。
また、本発明は、経皮を介した電気刺激を用いることにより、抗原の認識能を増大させる方法に関する。
さらに、本発明は、経皮を介したイオントフォレーシスで要求される電気刺激が、電流値０．０５〜１ｍＡ／ｃｍ^２である、前記方法に関する。

このイオントフォレーシスの電気刺激による免疫応答増強の利用は、広範な種々の抗体の免疫性を増強するための安全で有効なアプローチを提供する。すなわち、これまで一部の抗体分子についてのみ行われていたイオントフォレーシスによる外用投与が、本発明により一般的な抗体にまでその利用範囲を広げ、抗原提示による免疫応答を完成させることができる。さらには、アジュバントとの併用により相乗的な免疫応答を増強させることが可能となり、これまで免疫応答の出にくかった抗体にも適応することができるようになった。
なお、特許文献３で開示している電気パルスによる抗原性増強は、表皮角質層組織を破壊してワクチンをより多く皮下に送達させているのに対して、本発明は電機刺激自体に抗原性増強作用があるという点で本質的に相違している。さらに、発明者らは、電気刺激自体にランゲルハンス細胞を活性化させる作用があることも確認し、この電気刺激の電流値が、皮膚に痛みを生じさせることのない０．０５〜１ｍＡ／ｃｍ^２である場合に最も好適であり、かつアジュバントを組み合わせることで相乗的に免疫能がさらに増大するといった効果をも奏する。

ここでイオントフォレーシスによる抗原および／又はアジュバントの経皮投与方法とは、送達のためのさまざまな抗原および／又はアジュバントの封じ込め手段およびイオントフォレーシス手段を合わせたものを言う。このような手段は、バンデージ、予め満たされた受動用抗原送達パッチ、予め満たされたイオントフォレーシスによる抗原送達装置、予め満たされた抗原送達パッチ、ＷＯ２００５／０６３２６に開示されているような通電するタイプのブリスター製剤、および再使用可能で、かつ再度満たすことが可能な抗原貯蔵部分を含む、再使用可能なイオントフォレーシスによる抗体送達装置を含むが、これらに限定されない。
投与方法としては、抗原を経皮投与（注射、塗布など）後、投与部位（直下）にイオントフォレーシスデバイスを使って電気刺激を行う方法、抗原及びアジュバントを経皮投与（注射、塗布など）後、投与部位（直下）にイオントフォレーシスデバイスを使って電気刺激を行う方法、抗原を経皮投与（注射、塗布など）後、投与部位（直下）にアジュバントを含むイオントフォレーシスデバイスを使って電気刺激およびアジュバントを投与する方法、抗原及びアジュバントを経皮投与（注射、塗布など）後、投与部位（直下）にアジュバントを含むイオントフォレーシスデバイスを使って電気刺激およびアジュバントを投与する方法、アジュバントを経皮投与（注射、塗布など）後、投与部位（直下）に抗原を含むイオントフォレーシスデバイスを使って電気刺激と抗原を投与する方法などが挙げられる。
さらに、本発明デバイスを使って抗原及び／またはアジュバントを投与する方法としては、＋/−どちらかの貯留槽（膜）に抗原を乾燥状態で保持させ、薬物溶解液を充填する容器を備えたデバイスを使って電気刺激および抗原のみを投与する方法、＋/−どちらかの貯留槽（膜）に抗原およびアジュバントの両方を乾燥状態で保持させ、薬物溶解液を充填する容器を備えたデバイスを使って電気刺激および抗原のみを投与する方法、＋/−どちらかの貯留槽（膜）に抗原を乾燥状態で保持させ、さらにアジュバントを含有する抗原溶解液が充填された容器を備えたデバイスを用いて電気刺激および抗原およびアジュバントを投与する方法、＋/−どちらかの貯留槽（膜）に抗原を乾燥状態で保持させ、さらに壁材の粘着部材にアジュバントを含有させたデバイスを用いて抗原およびアジュバントを投与する方法、皮膚前処理（皮膚研磨、角質層ストリッピング、マイクロニードルなど）後、上記のいずれかのデバイスを用いて電気刺激および投与する方法などが挙げられる。

支持体層としては、少なくとも抗原および／又はアジュバントに対して非透過性の材料が使用される。抗原および／又はアジュバントや必要に応じて添加された添加剤等の漏洩を防止するためである。その材料の例としては、合成樹脂製のフィルムもしくはシートあるいはフェルト、天然繊維もしくは合成繊維等から形成された織布や不織布、紙、合成紙等もしくはこれらの複合物やこれらの１種以上に合成樹脂フィルムをラミネート加工したものが用いられる。具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ABS、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、可塑化酢酸ビニルコポリマー、可塑化酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、ポリアミド、ポリウレタン、セロファン、酢酸セルロース、エチルセルロース等の合成樹脂製のフィルムやシート等が単独で又はこれらを複数層積層して用いられる。また、これらの合成樹脂製のフィルムやシート等は、アルミ箔、錫箔等の金属箔や、合成紙等をラミネートしたもの、若しくはアルミ蒸着やセラミックコートしたもの若しくはこれらの素材を積層したものも使用することが可能である。支持体層は、必要に応じて電流分散用導電層や薬剤を入れて保持するための窪みが形成される。支持体層の形状及び窪みの形状については特に限定するものではないが、一般的には円形あるいは楕円形や略長方形等に形成されるのが望ましい。

送達される抗原を含む薬剤貯蔵部分または類似の構造は、イオントフォレーシスユニットと皮膚の間の接触を形成するためにスペーサーと呼ばれる適当な任意の材料の形態で有りうる。適当な材料は、泡、ゲルおよびマトリックスを含むが、これらに限定されない。また、この中には、アジュバント、基剤として溶解剤、溶解補助剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、吸収促進剤、安定化剤、充填剤、増粘剤、粘着剤などの任意の成分を含有させることもできるし、場合によっては活性薬物をここに封入させることもできる。

ここで用いられる抗原は、特に限定されず、ポリヌクレオチド（ＤＮＡワクチン、ＲＮＡワクチン）、ペプチド抗原、タンパク質ベースのワクチンなどが考えられる。具体的に述べるとタンパク質、多糖、オリゴ糖、リポタンパク質、弱毒化もしくは殺された、サイトメガロウイルス、Ｂ型肝炎ウイルス、Ｃ型肝炎ウイルス、ヒトパピローマウイルス、風疹ウイルスおよび水痘帯状疱疹のようなウイルス、弱毒化もしくは殺された、百日咳菌、破傷風菌、ジフテリア菌、グループＡ連鎖球菌属、レジオネラ・ニューモフィラ菌、髄膜炎菌、緑膿菌、肺炎連鎖球菌、梅毒トレポネーマおよびコレラ菌のような細菌、ならびにそれらの混合物の形態の抗原を包含する。抗原性作用物質を含有する多数の商業的に入手可能なワクチンもまた、本発明で利用性を有するかもしれず、そして、インフルエンザワクチン、ライム病ワクチン、狂犬病ワクチン、麻疹ワクチン、流行性耳下腺炎ワクチン、水痘ワクチン、天然痘ワクチン、肝炎ワクチン、百日咳ワクチンおよびジフテリアワクチン、さらには、癌、動脈硬化、神経疾患、アルツハイマー等のワクチン療法で使用される抗原も包含する。また、この抗原は、抗原性（感作性）を有するアレルゲン物質であってもよく、多種多様な金属、化学物質がそれにあたる。例えば、アトピー性皮膚炎の抗原を明らかにするアレルギー検査および治療の場合は、ホコリ、不活化ダニ等のハウスダスト、各種の花粉などが使用されてもよい。また、T細胞性介在性の自己免疫疾患または症状に関連する炎症性T細胞により認識される抗原も含まれる。

アジュバントは、免疫原性を高める物質であり、抗原と共に投与された場合、その抗原に対する応答が増強される。ワクチン接種においては、アジュバントはワクチン用量及び投与回数を低減させる点で有用である。ここで用いられるアジュバントには、特に限定はなく、いくつかの例として免疫刺激複合体（ISCOM）、弱毒化された病原体またはタンパク質サブユニット抗原を含む多数のワクチン処方物、リン酸アルミニウム、水酸化アルミニウムゲルなどのアルミニウム化合物および水中油エマルジョン、脂肪族アルコール類、脂肪酸類、脂肪酸エステル類などが挙げられる。

具体的な上記脂肪族アルコール類、脂肪酸類、脂肪酸エステルル類の例を挙げると、ラウリルアルコール、オレイルアルコール、イソステアリルアルコール、オクチルデカノール、デカノール、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ソルビタンモノラウレート、プロピレングリコールモノラウレート、イソプロピルミリステート、ソルビタンモノオレート、モノオレイン酸グリセロール、パルミチン酸セチル、オレイン酸オレイルなどが挙げられる。

上記スペーサー層としては、抗原および／またはアジュバントを付着あるいは分散もしくは含浸させることができる水溶性・膨潤性乾燥高分子層が好適に用いられる。水溶性・膨潤性乾燥高分子層としては具体的には、ポリビニルアルコール、ゼラチン、寒天、デンプン、キサンタンガム、アラビアゴム、トラガカントガム、カラヤガム、エコーガム、ローカストーンガム、アルギン酸ナトリウム、ペクチン、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、エチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、セルロースアセテートフタレート、ポリメチルビニルエーテル、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー、カゼイン、アルブミン、キチン、キトサン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム及びその架橋体と必要に応じてグリセリン、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、１,３−ブタンジオールおよびソルビトールから選ばれる軟化剤の１種または２種以上を配合して成形したフィルム状又はシート状あるいは織布又は不織布である布状に形成したものが好適に用いられる。

水溶性・膨潤性乾燥高分子層は、柔軟性のフィルム又はシート状もしくは布状であって皮膚に密接して接着し得るものであるため、皮膚接触抵抗が低く抗原および／又はアジュバントの経粘膜浸透に効果的であるのみならず、接着テープ等の他の皮膚接着手段を要せず構造体全体を皮膚に貼着支持し得るという使用上の利点をも併せ有するものである。特に該高分子層の基材としてカラヤガム等の天然樹脂多糖類を使用した場合は、その天然高分子酸構造によるpH緩衝性乃至皮膚保護性、著しく高い保水能力、適度な皮膚粘着等により、単に電気化学的に良好な導電性ゲルを提供し得るのみならず好適な皮膚適合性特に粘膜適合性が得られるものである。また、これらスペーサー層の組成配合に当たっては、所謂電気泳動用ゲルの場合とほぼ同様の電気化学的配慮がなされるべきことは当然であるが、主として使用する抗原および／又はアジュバントの種類と所要投与量、貼着使用時間、使用電池の出力及び皮膚接触面積等により、そのイオン・モビリティ乃至電動度が所要値になるように適宜実施されるものである。

また、スペーサー層に抗原および／またはアジュバントを含有又は付着させ、イオン性高分子層、吸水層等を積層した多層構造に形成してもよい。これらを積層一体化する方法としては、積層圧着する方法やバインダーを介して積層する方法等が用いられる。イオン性高分子層としては、陽イオン交換基のみを含有する陽イオン交換高分子層、陰イオン交換基のみを含有する陰イオン交換高分子層、両イオン交換基が膜内に均一に分布された両性イオン交換高分子層、両イオン交換基が層状に分布しているバイポーラ−イオン交換高分子層、陽イオン及び陰イオンのそれぞれのイオン交換基がミクロ層構造を有するポリマー領域にそれぞれ並列に存在するモザイク電化イオン交換高分子層等が挙げられる。これらは、抗原および／又はアジュバントのイオン性に応じて適宜選択使用される。

また、イオン性高分子層の製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、既成のイオン交換樹脂の微粉末を、ポリエチレン、ポリスチレン、フェノール樹脂、メチルメタクリレート、合成ゴム等の造膜性の結合剤でコロイド状に分散させた状態で膜状に成型する方法、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂等のフィルムを、スチレン、ビニルピリジン、ビニルスルホン酸ブチルエステル等のビニル単量体並びにジビニルベンゼン等の架橋性単量体と重合した後、交換基を導入する方法、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルイミダゾール４級塩等の高分子電解質と、アクリロニトリルと塩化ビニルの共重合体等の不活性な線状高分子とを溶媒に溶解させた後溶媒を蒸発させる方法、スチレン等のビニル単量体とジビニルベンゼンのような架橋性単量体等の混合物に、微粉状熱可塑性高分子や、可塑剤を添加しペースト状混合物とし、これを布、網等の支持体に塗布して膜状に成型し、加熱することによって熱可塑性高分子をゲル化させると同時に単量体を重合して高分子フィルムとし、これにイオン交換基を導入する方法、スチレン、ジビニルベンゼン、および陰イオン交換基の場合はこれに塩基性モノマーを加え、これらを共重合させてシート状にしたものにイオン交換基を導入する方法等が挙げられる。イオン性高分子層を電流分散用導電層に積層する方法としては、吸水層により接着させる方法や電流分散用導電性材料の塗膏時に積層一体化する方法等種々の方法が用いられる。

また、抗原および／又はアジュバント層とは別に活性薬物層を設けてもよい、イオン性高分子層、吸水層、水溶性・膨潤性乾燥高分子層に塗着等で固定した薬物の単体層、もしくは後述の吸水層に例示する材料で形成されたいわゆる薬物保持層に薬物を液状等にして含有保持させた後乾燥させた複合層等が用いられる。尚、薬物層中の薬物は乾燥状態で含有及び／又は付着されていることが望ましい。薬物の経時安定性を向上させるとともに薬物の漏洩や変質を防ぐためである。また、薬物層は、スペーサー層の最表面側に設置されると、体内への薬物の吸収を効率よく行うことができ、かつ薬物の電流分散用導電層での分解を防ぐことができる。電流分散用導電層に対する吸水層とイオン性高分子層、スペーサー層、薬物層等の積層の順序は薬物の種類や施術内容によって適宜使い分けられるのが望ましい。例えば電流分散用導電層に吸水層、次いでイオン性高分子層、薬物層を積層した場合は、薬物を早く吸収させることができ、逆に電流分散用導電層にイオン性高分子層を先に積層した場合は、薬物をゆっくりと吸収させることができる。

吸水層としては、通常不織布、織布、紙、ガーゼ、脱脂綿、連続気泡を有するポリエチレンあるいはポリプロピレン等のポリオレフィンフォーム、ポリアミドフォーム、ポリウレタンフォーム等の多孔質膜や、カラヤガム、トラガカントガム、キサンタンガム、デンプン、アラビアゴム、エコーガム、ローカストビーンガム、ジョランガム等の天然多糖類、ゼラチン、ペクチン、寒天、アルギン酸ソーダ又はポリビニルアルコール及びその部分ケン化物、ポリビニルホルマール、ポリビニルメチルエーテル及びそのコポリマー、ポリビニルピロリドン及びそのコポリマー、ポリアクリル酸ソーダ、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、エチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、セルロースアセテートフタレート等の水性又は水溶性セルロース誘導体、カルボキシビニルポリマー、ポリアクリルアミド及びポリアクリルアミド誘導体、カゼイン、アルブミン、キチン、キトサン、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリヘマ類、ポリヘマ誘導体及びそれらの架橋体と必要に応じてエチレングリコール、グリセリン等従来公知の可塑剤あるいは軟化剤を混合したもの、水溶性高分子、及びそのハイドロゲルが非水下で好適に用いられるが、本発明はこれに限定されるものではなく、２種以上の材料を組合せて用いてもよい。

また、導電性を上げるために吸水層中に塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、クエン酸カリウム等の電解質を加えることもできる。吸水層をイオン性高分子層や電流分散用導電層に積層する方法としては、吸水層の材料をイオン性高分子層や電流分散用導電層に塗着させる方法や、イオン性高分子層や電流分散用導電層に水を含んだ又は乾燥した吸水層を圧着積層させ乾燥させる方法等が用いられる。

また、必要に応じてイオン性高分子層やスペーサー層等の最表面に乾燥した状態で含有及び／又は付着された薬物を溶解させるため、適用時にイオン性高分子層や吸水層、スペーサー層、薬物層に水を供給してもよく、そのための水補給層をイオン性高分子層や吸水層、スペーサー層、薬物層に隣接して設けてもよい。水補給層としては、例えば、吸水紙等の紙材、ガーゼ等の布材、脱脂綿等の繊維材、合成樹脂連続発泡体、吸水性樹脂等のスポンジないし、多孔質材等の薬液含浸用吸水性部材等が挙げられる。薬物の主要な要件は、帯電していること、電荷を運ぶべく修飾しうること、または他の化合物と例えば疎水性相互作用によりコンプレックスを形成し、このコンプレックスが電荷を保有し得ること等であるが、電荷を必要としない場合もある。薬物の適切な選択には、個々の導電率に基づく選択、例えば電流を付与した場合に溶液中で薬物が移動する容易さ、すなわち溶液中での移動性等が含まれる。また、必要に応じて充分な導電性を付与するため、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、クエン酸カリウム等の電解質を加えることも可能である。

薬物の量は、患者に適用した際にあらかじめ設定された有効な血中濃度を有効な時間得られるように、個々の薬物毎に決定され、口腔投与用イオントフォレーシス用電極の支持体層等の大きさおよび薬物放出面（又は薬物層）の面積や厚み、イオントフォレーシス電圧、投与時間等もそれに応じて決定される。

薬物層をスペーサー層やイオン性高分子層、吸水層に形成する方法としては、薬物を直接スペーサー層やイオン性高分子層若しくは吸水層に塗着する方法や吸水層を介してイオン性高分子層に塗着する方法が用いられる。薬物の製剤形態は、水溶液、懸濁液、軟膏、ゲル又はクリーム等のいかなる形態でもよいが、乾燥状態であることが特に望ましい。生理活性物質等の高分子量の薬物の保存安定性を向上できるからである。薬物は、必要に応じて２種類以上併用することも可能である。また、これらの薬物は必要に応じてエステル体に誘導された化合物、アミド体に誘導された化合物、あるいはアセタール体に誘導された化合物、あるいは医学的に許容される無機塩、有機塩の形態でもってスペーサー層や薬物層等に含有または付着されてもよい。スペーサー層や薬物層の最表面に乾燥した薬物を付着させる方法としては、必要に応じてバインダーと共に噴霧乾燥法や凍結乾燥法等により付着させる方法等が用いられる。

薬物としては水や唾液に溶解、分解するものであれば、あらゆる主要な療法分野における療法用薬物、またはそれらの組み合わせを含み、次のものが例示として挙げられる。麻酔薬、鎮痛薬、抗食欲不振薬（anorexic）、駆虫薬、抗喘息薬、抗痙攣薬、下痢止め、抗腫瘍薬、抗パーキンソン病薬、痒み止め、交感神経作用薬、キサンチン誘導体、心血管製剤例えばカルシウム輸送路遮断薬、解熱薬、β−遮断薬、抗不整脈薬、降圧薬、利尿薬、全身・冠血管・末梢血管および脳血管を含めた血管拡張薬、抗偏頭痛製剤、良い止め、制吐薬、中枢神経系興奮薬、咳および感冒用製剤、デコジェスタント（decogestant）、診断薬、ホルモン、副交感神経抑制薬、副交感神経作用薬、精神興奮薬、鎮静薬、トランキライザー、抗炎症薬、抗関節炎薬、鎮痙薬、抗うつ薬、抗精神病薬、鎮暈薬、抗不安薬、麻酔性拮抗薬、抗癌薬、睡眠薬、免疫抑制薬、筋弛緩薬、抗ウイルス薬、抗生物質、食欲抑制薬、鎮吐薬、抗コリン作用薬、抗ヒスタミン薬、避妊薬、抗血栓形成薬、抗真菌薬、抗炎症薬等が例示として挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独或いは必要に応じて組み合わせて使用される。

個々の薬物の例としては下記のものが挙げられる。ステロイド例えば、エストラジオール、プロゲステロン、ノルゲストレル、レボノルゲストレル、ノルエチンドロン、酢酸メドロキシプロゲステロン、テストステロンおよびそれらのエステル、ニトロ化合物等の誘電体例えばニドログリセリンおよび硝酸イソソルビド類、ニコチン、クロルフェニラミン、テルフェナジン、トリプロリジン、ヒドロコルチゾン、オキシカム誘導体例えばピロキシカム、ケトプロフェン、ムコポリサッカリダーゼ例えばチオムカーゼ、ブプレノルフィン、フェンタニール、ナロキソン、コデイン、リドカイン、ジヒドロエルゴタミン、ピゾチリン、サルブタモール、テルブタリン、プロスタグランジン類例えばミゾプロストール、エンプロスチル、オメプラゾール、イミプラミン、ベンザミド類例えばメトクロプラミン、スコポラミン、ペプチド類例えば成長開放因子（growth releasing factor）、及び、ソマトスタチン、クロニジン、ジヒドロピリジン類例えばニフェジピン、ベラパミル、エフェドリン、ピンドロール、メトプロロール、スピロノラクトン、塩酸ニカルジピン、カルシトリオール、チアジド類例えばヒドロクロロチアジド、フルナリジン、シドノンイミン類例えばモルシドミン、硫酸化多糖類例えばヘパリン画分及び蛋白質、並びにペプチド類例えばインシュリン及びその同族体、カルシトニン及びその同族体例えばエルカトニン、プロタミン、グルカゴン、グロブリン類、アンジオテンシンI、アンジオテンシンII、アンジオテンシンIII、リプレシン、バソプレシン、ソマトスタチン及びその同族体、成長ホルモン及びオキシトシン、ラノコナゾール、イトラコナゾール、フルコナゾール、ミコナゾール、ビフォナゾール、ブテナフィン等の抗真菌薬、並びに必要に応じそれら化合物と薬理学的に受容しうる酸又は塩基との塩類が挙げられる。好ましくは有効薬物は麻酔薬、ホルモン、蛋白質、鎮痛薬、又は他の低分子量カチオンである。より好ましくは、ペプチド、又はポリペプチド類のインシュリン、カルシトニン、カルシトニン関連遺伝子ペプチド、バソプレシン、デスモプレシン、プロチレリン（TRH）、成長ホルモン、副腎皮質刺激ホルモン（ACTH）、黄体形成ホルモン放出ホルモン（LH−RH）、成長ホルモン放出ホルモン（GRH）、神経成長因子（NGF）およびその他の放出因子、アンジオテンシン、副甲状腺ホルモン（PTH）、黄体形成ホルモン（LH）、プロラクチン、血清性性線刺激ホルモン、下垂体ホルモン（例えば、HGH、HMG、HCG）、成長ホルモン、ソマトスタチン、ソマトメジン、グルカゴン、オキシトシン、ガストリン、セクレチン、エンドルフィン、エンケファリン、エンドセリン、コレシストキニン、ニュウロテンシン、インターフェロン、インターロイキン、トランスフェリン、エリスロポエチン、スーパーオキサイドデスムターゼ（SOD）、フィルグラスチム（Ｇ−CSF）、バソアクティブ・インテスティナル・ポリペプチド（VIP）、ムラミルジペプチド、コルチコトロピン、ウンガストロン、心房性ナトリウム利尿ペプチド（ｈ−ANP）、ヒスタグロブリン、マクロコルチン、血液凝固駄第８因子などの生理活性タンパク及びこれらの化学修飾化合物；百日ぜきワクチン、ジフテリアワクチン、破傷風ワクチン、インフルエンザワクチンあるいはリンパ球増化因子、繊維状赤血球凝集因子などのワクチン類、等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの中でも特にペプチドホルモンが好ましい。

ペプチド類化合物特に生理活性を有するペプチド類化合物としては、分子量が１００〜３００００００のオリゴペプチド、ポリペプチド、マクロペプチドのいずれもが用いられる。生理活性を有するペプチド類化合物の好ましい具体例としては、次のものが挙げられる。例えば、カルシトニン、インシュリン、アンジオテンシン、バゾプレッシン、デスモプレシン、フエリブレシン、プロチレリン、黄体形成ホルモン放出ホルモン、コルチコトロピン、プロラクチン、ソマトロピン、サイロトロピン、黄体形成ホルモン、カリクレイン、バラサイリン、グルカゴン、オキシトシン、ガストリン、セクレチン、血清性性腺刺激ホルモン、成長ホルモン、エリスロポエチン、アンジオテンシン、ウロガストロン、レニンなどのペプチドホルモン及びこれらの化学修飾化合物；インターフェロン、インターロイキン、トランスフェリン、ヒスタグロブリン、マクロコルチン、血液凝固駄第８因子などの生理活性タンパク及びこれらの化学修飾化合物；百日ぜきワクチン、ジフテリアワクチン、破傷風ワクチン、インフルエンザワクチンあるいはリンパ球増化因子、繊維状赤血球凝集因子などのワクチン類が挙げられる。これらのなかでも特にペプチドホルモンが好ましい。薬物の他添加剤として、必要に応じて水、エタノール等の溶媒、ホスフアジド酸誘導体、レシチン、セファリン、ポリアルキレングリコール等の乳化剤、ラウリン酸メチル、カプリン酸メチル、エイゾン、オレイン酸、ピロチオデカン、１−メントールリモネン、ハッカ油等の吸収促進剤、クロタミトン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロレングリコール、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルラウリルアミド、イソソルビトール、オリーブ油、ヒマシ油、スクワレン、ラノリン等の溶解剤または溶解補助剤、更に酢酸セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ステアリルアルコール等の増粘剤、グリセリンモノオレイン酸、グリセリンモノラウレート、ソルビタンモノラウレート等の刺激低減剤、カラヤガム、トラガカントガム、ポリビニルアルコールおよびその部分ケン化物、デキストラン、アルブミン、ポリアミノ酸、ポリビニルピロリドン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリアクリル酸及びそのナトリウム塩、ポリアクリルアミドおよびその部分加水分解物等の親水性および吸収性高分子、グリセリン等の種々の可塑剤等を加えることも可能である。これらの添加剤は、薬物毎に最適と思われる種類および濃度が、治療上有益であり薬理学的に許容されると認められる範囲において決定される。また必要に応じて充分な導電性を付与するため、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、クエン酸カリウム等の電解質を加えることも可能である。イオントフォレーシス用電極は、薬物のイオン性に合わせ、陽極または陰極のどちらにも使用できる。また、必要に応じて、陽極と陰極の両方に同時に使用することもできる。

電流分散用導電層に使用される電極材料は、銀、酸化銀、白金、白金黒、アルミニウム、鉄、鉛、金、銅、モリブデン、チタン、ニッケル、ステンレススティール、パラジウム、イリジウム等の金属や炭素、前述の金属粉体を合成樹脂あるいは天然ゴム中に混在し必要に応じて架橋された導電性ゴム、エポキシ樹脂や塩化ビニル等に銀粉や銅粉、炭素粉、または炭素繊維等を混ぜたもの等の導電性樹脂等が使用できる。この中でも特に銀、酸化銀等が好ましい。電流分散用導電層を支持体層に積層する場合は電気配線用プリントインク等に電極材料を混合して支持体層に塗膏して乾燥させる方法や、電極材料を展延し固定する方法、又は電極材料を支持体層に蒸着させる方法、若しくは電極材料をフォトエッチングによって作製する方法等公知の方法が用いられる。電波分散用導電層が複数に分割されている場合には各々の形状に調整されて支持体層に積層される。尚、電流分散用導電層の種類によって薬物による劣化等の影響を防止するため通電性の材質からなる保護層をスペーサー層との間に部分的又は全面的に積層形成してもよい。また、支持体層と電流分散用導電用の間にボタン状電池やシート状電池等の軽量電池を配置することにより、イオントフォレーシス用デバイスのコンパクト化を図ることができる。

イオントフォレーシス用電極は、電流発生回路および電源部と接続されるものであるが、この電流発生回路および電源部はイオントフォレーシス用電極と分離されて接続コード等で接続されてもよく、またコンパクト化するためイオントフォレーシス用電極と一体化されてもよい。一体化して用いる場合は、粘膜貼着、特に口腔粘膜に貼着使用し得る軽量な電源を内設した電気回路等が用いられる。電源部の電源としては小型で軽量のものならば種類のいかんを問わないが、通常、マンガン乾電池、アルカリ乾電池、リチウム電池、ユニカド電池、酸化銀電池、水銀電池、空気電池、アルカリ・マンガン電池、プラスチック電池等及びそれらをボタン状やペーパー状に加工したボタン状電池、シート状電池等が好適に使用される。

電気回路部としては、直流結線、直流結線中にパルス発信機構を組合せたもの、もしくはパルス脱分極機構を組合せたもの等が用いられる。イオントフォレーシス用デバイスに要求される電流値は、通常、０．００１〜１０ｍＡ／ｃｍ^２、好ましくは０．０１〜２ｍＡ／ｃｍ^２であり、もっとも好ましくは０．０５〜１ｍＡ／ｃｍ^２である。電圧は皮膚とイオントフォレーシス用電極との接触面積にもよるが大略０．５〜５０Ｖ程度である。所要の場合はこれらの軽量電池を数個配置又は数枚積層或いはチップ化された増幅素子等を組み合わせて使用してもよい。また、必要に応じて、定電流素子や通電を表示する発光素子等を付加してもよい。

脱分極部としては、関導子と電源部との間に接続されたパルス発振機及び関導子と不関導子との間に接続されたスイッチ部を備えたもの等が用いられる。パルス発振機は、生理活性物質等の高分子量の薬物の投与量や生体の状況等に応じて周期的パルス、非周期的パルス等のように治療パルスを適宜使い分けてもよい。また、パルス発振機は、治療パルス立上り立下り時に人体に流れる大きなピーク電流を制限するための出力制限回路を設けたものであってもよい。

スイッチ部は治療パルス休止期間中に関導子及び不関導子間にすなわち口腔粘膜等の粘着に蓄積される分極電圧を除去するものである。この目的で、スイッチ部としては、FETスイッチ等のトランジスタスイッチ等が好適に用いられる。系内に直流型の脱分極機構を備えているので、投与時に生体への発赤や電機的刺激等の障害を与えることなく薬物を極めて効率よく浸透させることができる。

また、イオントフォレーシス用デバイスに、抗原および／又はアジュバントの投与量に応じて生体の状況が変化する場合や、生体の状況に応じて抗原および／又はアジュバントの投与量を制御しなくてはいけない場合においては、前記生体状況を監視しながら出力電流を自動的に制御するためのフィードバック機構を内設したものであってもよい。このように構成した場合は従来の投与方法では到底なし得なかった生体状況に応じた最適な抗原および／又はアジュバントの投与を行うことができる。
さらに、抗原を提示した後、電気刺激を与えるまでの時間は、抗原の種類に応じて異なるが、２４時間以内、好ましくは６０分以内、さらに好ましくは５分以内である。また、逆に、電気刺激を与えた後、抗原提示を行う時間は、抗原の種類に応じて異なるが、２４時間以内、好ましくは６０分以内、さらに好ましくは５分以内である。

実施例１
雄性7〜８ＷのＢａｌｂ／Ｃマウスの腹部を剃毛し、動物を無処置群、研磨前処理群、イオントフォレーシス適用群、各処理併用群に分けた。ＯＶＡを１００μｇ／ｈｅａｄになるように調整し、Passive群はＯＶＡ水溶液(０．４％)を２５μＬ塗布し、イオントフォレーシス適用群は、剃毛腹部皮膚にＯＶＡ水溶液またはラウリルアルコールを含むエマルジョン溶液を５０μＬ塗布した後、３分後に、塗布部位に生理食塩液を不織布に含浸させたイオントフォレーシス製剤（不織布製剤：Ａｇ,Ａｇ／ＡｇＣｌ １ｃｍ^２）を貼付し、直流電流(０．４ｍＡ／ｐａｔｃｈ)を１時間印加した。尚、エマルション溶液は、ＯＶＡ水溶液(０．４％)とラウリルアルコールとＴｗｅｅｎ２０(乳化剤)を１：１：０．０１の比率で混合しエマルジョン化した溶液を調整した。また、研磨処理群は、３Ｍ ＲＥＤ ＤｏｔＴＭ ２２３６を用いて皮膚を５回擦過した後、ＯＶＡ水溶液(０．４％)またはエマルジョン溶液を５０μＬ塗布した。投与は０、２、４Ｗに行ない、採血は２、４、５Ｗに行い、ＯＶＡ特異的ＩｇＧ抗体価をＥＬＩＳＡにて測定した。結果は４Ｗのデータを示す。（表１）

表１に示すとおり無処置群（Ｐａｓｓｉｖｅ）、研磨前処置群についてアジュバントとして公知であるラウリルアルコール（ＬＡ）を入れた場合と、イオントフォレーシスを適用した場合でほぼ同程度の抗体価を示した。また、無処置群、研磨前処理群ともにイオントフォレーシスとアジュバントの両方を適応すると、その抗体価は相乗的に大きくなる。

実験例２
雄性7〜８ＷのＢａｌｂ/Ｃマウスの両方の耳翼にイオントフォレーシスを各条件（０．２,０．５ｍＡ/ｃｍ２-３０ｍｉｎパルス脱分極通電）で適用し、２４時間後にそれぞれ切除した耳翼の表皮シートをトリプシン処理し、ランゲルハンス細胞を含む表皮細胞溶液を得た。これをＩ−Ａｄ,ＣＤ４０抗体で染色し、フローサイトメトリーを用いて解析した。コントロールとしては、無処置の耳翼表皮を用い、研磨は３Ｍ（Ｒｅｄ ＤｏｔＴＭ ２２３６）の研磨処理を行って測定した。（図１）。
図１に示すとおり３Ｍ（Ｒｅｄ ＤｏｔＴＭ ２２３６)の研磨処理により活性化されたランゲルハンス細胞数の増加が認められたが、イオントフォレーシス処理群と比較するとその程度はかなり少ないことが確認できる。

実験例３
雄性７〜８ＷのＢａｌｂ／Ｃマウスの腹部を剃毛し、生理食塩液、または、抗原ハプテンであるＦＩＴＣ溶液(５ｍｇ／ｍＬ ｉｎ ａｃｅｔｏｎｅ)５０μＬを経皮投与した。イオントフォレーシス(ＩＰ)併用群はＦＩＴＣ溶液滴下後、直ちに不織布ＩＰ製剤を貼付し、３０分間通電(０．４ｍＡ／ｐａｔｃｈ)を実施した。５日後にリンパ節（頸部、鼠頸）を摘出し、総リンパ細胞数をカウントした。（表２）

表２に示すとおりＦＩＴＣ投与群のリンパ球数は生理食塩液適用群に比べて総じて増加する傾向を示し、イオントフォレーシスとの併用により、さらに増加する傾向を示した。

実験例４
雌性７〜８Ｗのヘアレスマウスの腹部皮膚を用いＦＩＴＣ−ＯＶＡの皮膚透過試験を実施。ＯＶＡを１００μｇ／ｈｅａｄになるように調整し、Ｐａｓｓｉｖｅ群はＯＶＡ水溶液(０．４％)を２５μＬ塗布し、イオントフォレーシス適用群は、皮膚にＯＶＡ水溶液またはラウリルアルコールを含むエマルジョン溶液を５０μＬ塗布した後、３分後に、塗布部位に生理食塩液を不織布に含浸させたイオントフォレーシス製剤（不織布製剤：Ａｇ,１ｃｍ^２）を貼付し、直流電流(０．４ｍＡ／ｐａｔｃｈ)を１時間印加した(Ａｎｏｄａｌ−ＩＰ、プラス側から投与)。通電後、不織布製剤は貼付したままで計６時間透過試験を実施した。尚、エマルション溶液は、ＯＶＡ水溶液(０．４％)とラウリルアルコールとＴｗｅｅｎ２０(乳化剤)を１：１：０．０１の比率で混合しエマルジョン化した溶液を調整した。また、研磨処理群は、３Ｍ ＲＥＤ ＤｏｔＴＭ ２２３６を用いて皮膚を５回擦過した後、ＯＶＡ水溶液(０．４％)またはエマルジョン溶液を５０μＬ塗布した。結果は６時間までのＦＩＴＣ−ＯＶＡの累積透過量を示す。（表３）

表３に示すとおりいずれの投与群においても、アジュバントとして知られたラウリルアルコールの併用により、ＦＩＴＣ−ＯＶＡの皮膚透過性は上昇する傾向を示した。最も、高い透過性を示したのは、研磨処理群にラウリルアルコールを併用した群であり、イオントフォレーシス適用群は、Ｐａｓｓｉｖｅ群とほぼ同程度の透過性を示した。これらの結果より、表１で認められたイオントフォレーシス適用によるＯＶＡ特異的抗体の抗体価の上昇は、抗原の経皮吸収性の改善というよりは、皮膚の免疫活性（抗原認識能）を上昇させたことに起因することが示唆された。

以上のように本発明によれば、このイオントフォレーシスによる免疫応答増強の利用は、広範な種々の抗体の免疫性を増強するための安全で有効なアプローチを提供する。すなわち外用医薬品、化粧品あるいはアレルゲン物質の評価、感染症、癌、動脈硬化症、アルツハイマー病等の脳神経疾患、またはアレルギー等のワクチン治療等に幅広く利用される。また、Ｔ細胞介在性の疾患、例えば抗炎症性免疫調節の治療としても利用される。したがって、本発明は、医薬産業およびその関連産業の発展に寄与するところ大である。

表皮ランゲルハンス細胞の活性化に及ぼす電気刺激及び研磨の影響（縦軸は細胞数の割合を示す。）。

Claims (11)

1. 抗原の抗原認識能を増大させるためのイオントフォレーシス用デバイスであって、皮膚に提示される抗原を貯留する抗原貯留槽と、ランゲルハンス細胞を活性化し、抗原の認識能を増大させる、電気刺激を与えるための電極とを含む、前記イオントフォレーシス用デバイス。
2. 抗原貯留槽と電極とが分離した、請求項１に記載のイオントフォレーシス用デバイス。
3. 抗原貯留槽と電極とが一体化した、請求項１に記載のイオントフォレーシス用デバイス。
4. 電気刺激が、電流値０．０５〜１ｍＡ／ｃｍ^２である、請求項１〜３のいずれかに記載のイオントフォレーシス用デバイス。
5. 電気刺激を発生させる回路部が、直流結線、直流結線中にパルス発信機構を組み合わせたもの、または直流結線中にパルス脱分極機構を組み合わせたものである、請求項１〜４のいずれかに記載のイオントフォレーシス用デバイス。
6. 抗原貯留槽内に、又は抗原貯留槽外に、アジュバントをさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載のイオントフォレーシス用デバイス。
7. 抗原貯留槽が経皮注入手段を有する、請求項１〜６記載のイオントフォレーシス用デバイス。
8. 抗原を提示した後、２４時間以内で電気刺激を与える、請求項１〜７のいずれかに記載のイオントフォレーシス用デバイス。
9. 電気刺激を与えた後、２４時間以内で抗原を提示させる、請求項１〜８のいずれかに記載のイオントフォレーシス用デバイス。
10. 経皮を介した電気刺激を用いることにより、抗原の認識能を増大させる方法。
11. 経皮を介したイオントフォレーシスで要求される電気刺激が、電流値０．０５〜１ｍＡ／ｃｍ^２である、請求項１０に記載の方法。

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