JP2024077632A - コラーゲンマイクロニードル製剤 - Google Patents

Abstract

【課題】コラーゲンを主成分とし、高品質のマイクロニードル製剤及びその製造方法を提供する。【解決手段】コラーゲン及び１又は複数のｐＨ調整剤を必須成分として含有するマイクロニードル製剤；さらに1又は複数のカルボキシ基含有水溶性高分子を必須成分として含有する、前記マイクロニードル製剤；並びに、コラーゲン及び１又は複数のｐＨ調整剤、必要により又は複数のカルボキシ基含有水溶性高分子を含有する原料を３７℃以下で水溶液に調製し、コラーゲンの水溶液中含有量が５質量％以下のマイクロニードル原料液を準備する工程、及び前記マイクロニードル原料液を鋳型に充填し、乾燥させる工程を含むマイクロニードル製剤の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、コラーゲンを利用した新規美容品、化粧品に関する。

コラーゲンは、動物の皮膚や骨を構成するタンパク質の一種である。コラーゲンにはいくつかの種類が知られているが、中でもＩ型コラーゲンは動物の皮膚や骨などを形成し、広く分布している。Ｉ型コラーゲンは、α１鎖一本とα２鎖２本とから構成される３重らせん構造を有する。このＩ型コラーゲンが集まると繊維状となり、コラーゲン繊維と呼ばれている。

Ｉ型コラーゲンは真皮に多く含まれ、その強靱さと張りを支えている。従って、Ｉ型コラーゲンが不足すると皮膚の張りがなくなり、化粧品としてこれを補うことが有効と考えられ、いろいろなスキンケア製品が開発されている。
３重らせん構造を有するコラーゲンを含有する化粧品はエッセンスなどの液剤が一般的であるが、コラーゲン中では微生物が繁殖しやすいので防腐剤の添加が必要であり、化粧品としては問題がある。３重らせん構造を有するコラーゲンを含有するマイクロニードルも公知である（特許文献１～３）。３重らせん構造を有するコラーゲンをフィルムに成形した化粧品も知られている（特許文献４）。低分子コラーゲンを主素材とするマイクロニードルアレイも知られている（特許文献５）。

特開２００５－２７２３９８号公報 国際公開第２０１３／１２２１６０号パンフレット 国際公開第２０１７／００２４６６号パンフレット 特開２０１７－１２８５６６号公報 特開２００９－２７３８７２号公報

これまでのコラーゲンを含むマイクロニードル製品は、生体内溶解性の基剤にコラーゲンを分散させた製品であったり、コラーゲンを基剤として用いる場合にも、低分子コラーゲンを主素材として製造したり、他の生体内溶解性基剤と混合して製造したものであったり、マイクロニードル製品中のコラーゲンの含有率は基剤中の５０質量％未満であり、高含有率の高分子コラーゲン製品は実現されていなかった。本発明の目的は、コラーゲンを主成分（高含有率）とし、高品質のマイクロニードル製剤及びその製造方法を提供することにある。

本発明者らは、コラーゲンの化粧品としての有効性をよりよく発揮させるため、コラーゲンを主成分とするマイクロニードルアレイの製造を鋭意検討した結果、従来の製造方法とは全く異なる製法に想到し、本発明を完成させるに至った。
本発明は、以下に示す通りである。
〔１〕 コラーゲン及び１又は複数のｐＨ調整剤を必須成分として含有するマイクロニードル製剤。
〔２〕 コラーゲン及び１又は複数のｐＨ調整剤及び１又は複数のカルボキシ基含有水溶性高分子を必須成分として含有するマイクロニードル製剤。
〔３〕 ｐＨ調整剤の少なくとも１種がカルボキシ基を含有するｐＨ調整剤である、〔１〕又は〔２〕に記載のマイクロニードル製剤。
〔４〕 さらにマイクロニードル製剤が化粧品有価物を含む、〔１〕又は〔２〕に記載のマイクロニードル製剤。
〔５〕 マイクロニードルの針長さが５０～５５０μｍであって、角質層又は表皮に挿入するものである、〔１〕又は〔２〕に記載のマイクロニードル製剤。
〔６〕 マイクロニードルの針長さが３５１～１０００μｍであって、真皮に挿入するものである、〔１〕又は〔２〕に記載のマイクロニードル製剤。
〔７〕 ｐＨ調整剤が酢酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、乳酸、グリコール酸、コハク酸、酒石酸、グルコン酸、フマル酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、及びアスコルビン酸からなる有機酸並びにその混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種である、〔１〕又は〔２〕に記載のマイクロニードル製剤。
〔８〕 マイクロニードル製剤中のｐＨ調整剤の含有量がコラーゲン質量の０．５～４０質量％である、〔１〕又は〔２〕に記載のマイクロニードル製剤。
〔９〕 カルボキシ基含有水溶性高分子がヒアルロン酸及びそのナトリウム塩及びその誘導体、カルボキシメチルセルロース及びそのナトリウム塩、コンドロイチン硫酸及びそのナトリウム塩、並びに、ポリアクリル酸及びそのナトリウム塩からなる群より選ばれる少なくとも１種である、〔２〕に記載のマイクロニードル製剤。
〔１０〕 マイクロニードル製剤中のカルボキシ基含有水溶性高分子の含有量がコラーゲン質量の１質量％以上である、〔２〕に記載のマイクロニードル製剤。
〔１１〕 コラーゲン、クエン酸、及びヒアルロン酸もしくはそのナトリウム塩又はその誘導体を含有するマイクロニードルアレイであって、クエン酸の含有量はコラーゲン質量の０．５～４０質量％、ヒアルロン酸もしくはそのナトリウム塩又はその誘導体の含有量はコラーゲン質量の１～４９質量％であるマイクロニードルアレイ。
〔１２〕 コラーゲンの分子量が１０万以上である、〔１１〕に記載のマイクロニードルアレイ。
〔１３〕 コラーゲンが３重らせん構造であって分子量約３０万である〔１２〕に記載のマイクロニードルアレイ。
〔１４〕コラーゲンがマグロの皮に由来するものである、〔１３〕に記載のマイクロニードルアレイ。
〔１５〕 コラーゲン及び１又は複数のｐＨ調整剤を含有する原料を３７℃以下で水溶液に調製し、コラーゲンの水溶液中含有量が５質量％以下のマイクロニードル原料液を準備する工程；及び前記マイクロニードル原料液を鋳型に充填し、乾燥させる工程を含む、〔１〕に記載のマイクロニードル製剤の製造方法。
〔１６〕 コラーゲン及び１又は複数のｐＨ調整剤及び１又は複数のカルボキシ基含有水溶性高分子を含有する原料を３７℃以下で水溶液に調製し、コラーゲンの水溶液中含有量が５質量％以下のマイクロニードル原料液を準備する工程；及び前記マイクロニードル原料液を鋳型に充填し、乾燥させる工程を含む、〔２〕に記載のマイクロニードル製剤の製造方法。
〔１７〕 〔１５〕に記載の製造方法に使用されるマイクロニードル原料液であって、ｐＨは３．０～９．０であるマイクロニードル原料液。
〔１８〕 〔１６〕に記載の製造方法に使用されるマイクロニードル原料液であって、ｐＨは３．０～９.０であるマイクロニードル原料液。
〔１９〕 マイクロニードル原料液がｐＨ３．０～７．０である〔１７〕に記載のマイクロニードル原料液。
〔２０〕 マイクロニードル原料液がｐＨ３．０～７．０である〔１８〕に記載のマイクロニードル原料液。
〔２１〕 マイクロニードル原料液がｐＨ４．０～６．０である〔１７〕に記載のマイクロニードル原料液。
〔２２〕 マイクロニードル原料液がｐＨ４．０～６．０である〔１８〕に記載のマイクロニードル原料液。

本発明によれば、コラーゲンによる皮膚のハリ向上、シワ及びたるみ低減、をもたらすることができる

本発明の製造方法の一例を示す断面図である。

本発明においてコラーゲンとは、３重らせんコラーゲン及び３重らせんコラーゲンの３本鎖がほどけた１本鎖コラーゲン（本物質はゼラチンともいう）をも意味する。コラーゲンは、天然由来であっても合成コラーゲンであってもよい。
３重らせんコラーゲンの分子量は約３０万であり、１本鎖コラーゲンの分子量は約１０万であることは公知である。３重らせんコラーゲンを５０℃以上に加熱すると、３重らせんがほどけて１重らせんとなる（これはゼラチンである）。１重らせんコラーゲンは高温では安定な水溶液であるが、室温に数時間放置するとゲル化する。

紫外線は、肌に対して様々な悪影響を与えることが知られており、皮膚に紫外線が照射されることで、皮膚内にタンパク質分解酵素であるマトリックスメタロプロテアーゼが増加し、真皮に存在する肌の弾力性を維持するコラーゲンやエラスチンが分解され、ハリの低下やシワの形成が引き起こされることが知られている。コラーゲンの分解を抑制することによって、皮膚のハリや弾力を保つことができると考えられる。皮膚内のコラーゲン濃度を維持するために外部からコラーゲンを投与することは有効であり、さらに皮内に導入したコラーゲンが酵素により分解することを抑制することも持続的効果発揮に重要である。
まず皮内にコラーゲンを導入するためマイクロニードル製剤は有効であるが、安定なコラーゲン製剤を得ることは前述した理由で困難であった。本発明者等は、安定なコラーゲン製剤に関して鋭意検討し、ｐＨを調製した原料液を使用すること、さらにはコラーゲンに負電荷を有する高分子（カルボキシ基含有水溶性高分子、好例はヒアルロン酸）を共存させることにより安定なコラーゲン製剤とすることを見いだし、本発明に至った。それにより安定なコラーゲン製剤とし、さらにヒアルロン酸と共存させることによりコラーゲンの皮内での酵素分解性を抑えることも見出した。

本発明の本質は、複数のマイクロニードルを備えるマイクロニードルアレイであって、 前記マイクロニードルは、生体由来のコラーゲンを主成分兼基剤として含有し、マイクロニードル化することにより高分子量物質であるコラーゲンの皮膚内への吸収を著しく向上させることである。本発明により、コラーゲンの美容効果を液剤のコラーゲンに比べて、早く顕著に発揮することができる。

コラーゲンは、水溶液においては分子量低下、ゲル化、着色、等が起こりやすく、それらを防ぎつつ、安定なマイクロニードル原料液を調製しマイクロニードル成形することが重要である。コラーゲンは、豚などの動物由来コラーゲンや、魚のうろこ由来のコラーゲンが良く利用されているが、本発明で使用するのは、マグロの皮由来のコラーゲンでも良い。マグロの皮由来のコラーゲンは、ヒドロキシプロリンとプロリンの含有量が多く、サケなど他の魚類の皮やうろこ由来のコラーゲンと比較して、ヒトのコラーゲン組成に近い特徴があるので、より好ましい。

本発明者らは、鋭意研究の結果、コラーゲン主体のマイクロニードルを作製するにあたって、原料液を室温において安定に（すなわち、コラーゲンが沈殿、ゲル化することなく）維持できる条件を確立した。第１要件としては、コラーゲンを水に溶解する際のｐＨを適切に調整することである。第２要件としては、原料液の長期的安定化及びコラーゲンマイクロニードルの機械的強度増強のため、イオン性を有する高分子（好ましくは負電荷を有する水溶性高分子）の添加及びその添加量である。本発明における室温とは１５～３０℃を意味する。このように原料液のｐＨを調整し、イオン性高分子を添加することによりコラーゲンは水溶液中で２０質量％の濃度以下において均一に溶液化できる。コラーゲン濃度が２０質量％は極めて濃厚な溶液であり、１０質量％で濃厚溶液であり、５質量％では流動性が大きな溶液となる。いずれの濃度でも安定した原料液とすることが出来る。
本発明は、コラーゲン主体のマイクロニードルを作製するにあたっての原料液に適切な量の正負のイオンを含ませることにより達成できること、さらにそれに加えて負電荷を有する水溶性高分子を含むことにより長時間の溶液としての安定性を保つことを基本的な条件とする。

コラーゲンマイクロニードル製剤（マイクロニードルアレイ）
厚さ１０～２００μｍの基板上に高さ５０～１０００μｍのコニーデ状あるいはピラミッド状、針状のマイクロニードルが林立しているマイクロニードルアレイからなる製剤である。
マイクロニードル製剤を表皮に挿入する場合、針長さ５０～５５０μｍであることが好ましく、針長さ１００～４００μｍであることがより好ましい。
マイクロニードル製剤を真皮に挿入する場合、針長さ３５１～１０００μｍであることが好ましく、針長さ４００～８００μｍであることより好ましい。

本発明のマイクロニードル製剤の必須成分は、コラーゲン及び１又は複数のｐＨ調整剤である。本発明のマイクロニードル製剤は、さらに1又は複数の負電荷を有する水溶性高分子を必須成分として含有してもよい。

本発明におけるｐＨ調整剤とは、コラーゲンの水溶液中の安定性を増加させるためｐＨを変化させる目的で添加する酸性物質（陰イオン調整剤）、塩基性物質（陽イオン調整剤）を意味する。
陰イオン調整剤あるいは陽イオン調整剤の添加により、コラーゲン水溶液をｐＨ３．０～９．０に調整することにより安定なマイクロニードル原料液とすることができる。コラーゲンの水溶液中の濃度は、２０質量％を超えるとゲル化を起こしやすいので、原料液中の濃度は２０質量％以下に調整することが好ましい。さらに原料液中の濃度を５質量％以下に調整することで、原料液の流動性に優れ、より好ましい。陰イオン調整剤としては、硝酸、塩酸、硫酸、リン酸、ホウ酸などの無機酸でも良いし、酢酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、乳酸、グリコール酸、コハク酸、酒石酸、グルコン酸、フマル酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスコルビン酸などの有機酸及びその混合物でも使用可能である。陽イオン調整剤としてはアンモニア水、水酸化ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウムなどが使用される。好ましいｐＨ調整剤は、酢酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、乳酸、グリコール酸、コハク酸、酒石酸、グルコン酸、フマル酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、及びアスコルビン酸からなる有機酸並びにその混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種である。
製品化したコラーゲンマイクロニードルアレイを皮膚に適用する際には、皮膚刺激を考慮すると弱酸性であることが望ましい。ｐＨ調整のための陰イオン調整剤としてクエン酸、酒石酸のような多塩基酸を用いて原料液を弱酸性化すると、酢酸、塩酸のような１塩基酸によりｐＨ調整する場合に比べて、溶液の安定性が増加する。

マイクロニードル製剤中のｐＨ調整剤の含有量は、コラーゲン質量の０．５～４０質量％であり、１．０～２０質量％が好ましい。

負電荷を有する水溶性高分子としては、カルボキシ基を含有する水溶性高分子を使用することができる。カルボキシ基を含有する水溶性高分子としては、ヒアルロン酸及びそのナトリウム塩及びその誘導体、カルボキシメチルセルロース及びそのナトリウム塩、コンドロイチン硫酸及びそのナトリウム塩、並びに、ポリアクリル酸及びそのナトリウム塩からなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましい。

マイクロニードル製剤中のカルボキシ基含有水溶性高分子の含有量はコラーゲン質量の１質量％以上であり、９０質量％以下が好ましい。

本発明のより好ましい実施形態としては、コラーゲン、クエン酸、及びヒアルロン酸もしくはそのナトリウム塩又はその誘導体を含有するマイクロニードルアレイである。クエン酸の含有量はコラーゲン質量の０．５～４０質量％、ヒアルロン酸もしくはそのナトリウム塩又はその誘導体の含有量はコラーゲン質量の５～８０質量％であり、１～４９質量％であってもよい。

本発明のマイクロニードル製剤中には化粧品有価物を含浸させてもよい。有価物の含量は、総質量に対し０．００１質量％から２０質量％が適当である。有価物が水溶性原料であれば、有価物を原料水溶液にそのまま添加すればよい。油溶性であれば、適量のエタノールに溶解あるいは分散させるか界面活性剤で可溶化して原料水溶液に添加する。
上記化粧品有価物としては、例えば、抗炎症剤、ビタミン類、アミノ酸又はその誘導体、角質柔軟成分、老化防止成分、抗糖化成分、血行促進作用成分、美白成分、ポリフェノール類等が挙げられる。なお、本発明の上記各種組成物、各種製剤において、これらの成分はそれぞれ１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

上記抗炎症剤としては、例えば、植物に由来する成分、アラントイン及びその誘導体、グリチルレチン酸及びその誘導体、グリチルリチン酸及びその塩又は誘導体、サリチル酸誘導体、アミノカプロン酸、アズレン及びその誘導体、等が挙げられる。

上記ビタミン類としては、例えば、ピリドキシン、ピリドキサール、ピリドキサミン、５’－リン酸ピリドキサール、及びそれらの塩等のビタミンＢ６類；パントテン酸、パントテン酸カルシウム、パントテニルアルコール、Ｄ－パンテサイン、Ｄ－パンテチン、補酵素Ａ、パントテニルエチルエーテル、及びそれらの塩等のパントテン酸類；ニコチン酸、ニコチン酸ｄｌ－α－トコフェロール、ニコチン酸アミド、及びそれらの塩等のニコチン酸類；γ－オリザノール、チアミン、チアミンモノリン酸エステル、チアミンジリン酸エステル、チアミントリリン酸エステル、及びそれらの塩等のビタミンＢ１類；リボフラビン、フラビンモノヌクレオチド、フラビンアデニンジヌクレオチド、リボフラビン酪酸エステル、リボフラビン５’－リン酸エステルナトリウム、リボフラビンテトラニコチン酸エステル、及びそれらの塩等のビタミンＢ２類；ビオチン、ビオシチン、及びそれらの塩等のビオチン類；葉酸、プテロイルグルタミン酸、及びそれらの塩等の葉酸類；シアノコバラミン、ヒドロキソコバラミン、デオキシアデノシルコバラミン、及びそれらの塩等のビタミンＢ１２類；アスコルビン酸、デヒドロアスコルビン酸、アスコルビン酸リン酸エステル、アスコルビン酸－２－グルコシド、３－Ｏ－エチルアスコルビン酸、グリセリルアスコルビン酸、ビスグリセリルアスコルビン酸、アルキルグリセリルアスコルビン酸等のアスコルビン酸誘導体、及びそれらの塩等の水溶性のビタミンＣ類；ｄｌ－α－トコフェロール、酢酸ｄｌ－α－トコフェロール、トコフェロール、（アスコルビル／トコフェリル）リン酸カリウム等のビタミンＥ類；、アスコルビン酸パルミチン酸エステル、ジパルミチン酸Ｌ－アスコルビル、テトラ２－ヘキシルデカン酸アスコルビル等の油溶性のビタミンＣ及びその塩類；エルゴカルシフェロール、コレカルシフェロール等のビタミンＤ類；フィロキノン、ファルノキノン等のビタミンＫ類；レチノール、レチナール、レチノイン酸、３－デヒドロレチノール、３－デヒドロレチナール、３－デヒドロレチノイン酸、水添レチノールなどのビタミンＡ類及びその誘導体であるパルミチン酸レチノール、リノール酸レチノール、酢酸レチノールなどのビタミンＡ誘導体類、α－カロテン、β－カロテン、γ－カロテン、クリプトキサンチンなどのプロビタミンＡ類；フェルラ酸、ピロロキノリンキノン又はその塩、ヘスペリジン及びグルコシルヘルペリジン等のヘスペリジン誘導体、ユビキノン、グルクロラクトン、グルクロン酸アミド、オロチン酸、Ｌ－カルニチン、α－リポ酸、オロット酸等のビタミン様作用因子等が挙げられる。

上記アミノ酸又はその誘導体としては、例えば、ベタイン、プロリン、ヒドロキシプロリン、アルギニン、リジン、セリン、グリシン、アラニン、フェニルアラニン、スレオニン、グルタミン酸、グルタミン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、シスチン、メチオニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、ヒスチジン、トレオニン、チロシン、タウリン、γ－アミノ酪酸、γ－アミノ－β－ヒドロキシ酪酸、カルニチン、カルノシン、クレアチン、イプシロンアミノカプロン酸、トリプトファン、オルニチン等が挙げられる。

上記角質柔軟成分としては、例えば、乳酸、サリチル酸、グルコン酸、グリコール酸、クエン酸、リンゴ酸、フルーツ酸、フィチン酸、尿素、イオウ等が挙げられる。

上記老化防止成分としては、例えば、加水分解大豆タンパク、レチノイド（レチノール及びその誘導体、レチノイン酸、及びレチナール等）、カイネチン、アデノシン、NMN（ニコチンアミドモノヌクレオチド）、AMP（アデノシン一リン酸）、ADP（アデノシン二リン酸）、ATP（アデノシン三リン酸）、ウルソール酸、ウコンエキス、スフィンゴシン誘導体、メバロノラクトン等が挙げられる。

上記抗糖化成分としては、例えば、ブドレジャアキシラリス葉エキス等の植物エキス、月見草油、アムラーの果実、果汁又はそれらの抽出物、Ｌ－アルギニン、Ｌ－リジン、加水分解カゼイン、加水分解性タンニン、カルノシン等が挙げられる。

上記血行促進作用成分としては、例えば、オタネニンジン、アシタバ、アルニカ、イチョウ、ウイキョウ、エンメイソウ、オランダカシ、カミツレ、ローマカミツレ、カロット、ゲンチアナ、ゴボウ、コメ、サンザシ、シイタケ、ショウガ、セイヨウサンザシ、セイヨウネズ、センキュウ、センブリ、タイム、チョウジ、チンピ、トウガラシ、トウキ、トウニン、トウヒ、ニンジン、ニンニク、ブッチャーブルーム、ブドウ、ボタン、マロニエ、メリッサ、ユズ、ヨクイニン、リョクチャ、ローズマリー、ローズヒップ、チンピ、トウキ、トウヒ、モモ、アンズ、クルミ、トウモロコシ、ゴールデンカモミール、イクタモール、カンタリスチンキ、セファランチン等植物に由来する成分；ガンマーオリザノール、ニコチン酸トコフェロール、グルコシルヘスペリジン等が挙げられる。

上記美白成分としては、例えば、トラネキサム酸、アスコルビン酸とその塩、アスコルビン酸誘導体等のビタミンＣ類（アスコルビン酸リン酸エステルナトリウム、アスコルビン酸リン酸エステルマグネシウム、テトラ２－ヘキシルデカン酸アスコルビル、２－Ｏ－エチルアスコルビン酸、３－Ｏ－エチルアスコルビン酸、アスコルビン酸グルコシドなど）、アルブチン、コウジ酸、プラセンタ、エラグ酸、ニコチン酸アミド、ハイドロキノン、リノール酸及びその誘導体、等が挙げられる。

上記ポリフェノール類としては、クルクミノイド、フラバノン、スチルペノイド、ポリメトキシフラボノイド類、フラボノール、キサントノイド、カルコン、リグノイド、フラバノール、イソフラボン等のフラボノイド系ポリフェノール類が挙げられる。

コラーゲンマイクロニードル製剤（マイクロニードルアレイ）の製造方法
製法としては、マイクロニードル成形に際し鋳型にコラーゲンの水溶液を充填して乾燥後鋳型から外してマイクロニードルアレイとする。コラーゲンは水溶液としての安定性を保持し、ゲル化、沈殿を生じないようなマイクロニードル原料液を調製して使用する。

製造方法の第１の実施形態として、
コラーゲン及び１又は複数のｐＨ調整剤を含有する原料を３７℃以下で水溶液に調製し、コラーゲンの水溶液中含有量が２０質量％以下のマイクロニードル原料液を準備する工程；及び前記マイクロニードル原料液を鋳型に充填し、乾燥させる工程を含む。

製造方法の第２の実施形態として、コラーゲン及び１又は複数のｐＨ調整剤及び１又は複数のカルボキシ基含有水溶性高分子を含有する原料を３７℃以下で水溶液に調製し、コラーゲンの水溶液中含有量が２０質量％以下のマイクロニードル原料液を準備する工程；及び前記マイクロニードル原料液を鋳型に充填し、乾燥させる工程を含む。

上記乾燥工程後、マイクロニードルアレイを剥離する。剥離したマイクロニードルアレイをパッチの形状に裁断し、粘着性支持体で裏打ちして用いてもよい。

コラーゲンを加温せず安定した水溶液とするためには、ｐＨの調整が重要である。ｐＨが９．０を超えると、コラーゲンがゲル化して水溶液で相分離してしまい、安定な水溶液にならない。ｐＨ３．０未満の水溶液からでもマイクロニードル成形は可能であるが、出来上がったマイクロニードルの皮膚への刺激を考慮すると好ましくはない。陰イオン調整剤あるいは陽イオン調整剤の添加によりコラーゲン水溶液をｐＨ３．０～９．０に調整することにより、安定なマイクロニードル原料液とすることができる。もちろん、これらの安定したマイクロニードル原料液を用いて製造したマイクロニードルを肌中で溶解することを想定すると、本発明のマイクロニードルを水溶液に溶解させた場合においてもｐＨが３．０～９．０であることが望ましい。皮膚への作用を考慮すると、原料液及びマイクロニードルを溶解した溶液のｐＨは、ｐＨ３．０～７．０がより好ましく、弱酸性であるｐＨ４．０～６．０がさらに好ましい。コラーゲンの原料液中の濃度が２０質量％を超えるとゲル化を起こしやすい。よって、コラーゲンの原料液中の濃度は２０質量％以下に調整することが好ましい。

以上のようにしてｐＨを調整したマイクロニードル原料液に、さらにカルボキシ基を含有する水溶性高分子を加えて均一の溶液とした後、マイクロニードル化することにより、出来上がったマイクロニードルの機械的強度を向上させることが出来る。カルボキシ基を含有する水溶性高分子としては、ヒアルロン酸及びそのナトリウム塩及びその誘導体、カルボキシメチルセルロース及びそのナトリウム塩、コンドロイチン硫酸及びそのナトリウム塩、並びに、ポリアクリル酸及びそのナトリウム塩からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、ヒアルロン酸及びそのナトリウム塩及びその誘導体、カルボキシメチルセルロース及びそのナトリウム塩カルボキシメチルセルロースがより好ましい。

カルボキシ基を含有する水溶性高分子のコラーゲンに対する添加量は、１質量％以上が好ましい。１質量％以上であれば添加の効果が発現しやすい。製品であるコラーゲンマイクロニードルの特徴を発揮させるために、カルボキシ基含有高分子のコラーゲンに対する添加量はコラーゲンの添加量より低いことが好ましく、コラーゲンに対する添加量は、９０質量％以下とする。

マイクロニードルパッチ
マイクロニードルアレイからなるパッチ（マイクロニードルパッチ）の大きさは、０.５～３００平方ｃｍである。０.５平方ｃｍ未満であっては効果が限定され有効性が発揮しにくい。３００平方ｃｍを超えると、体表面を覆うには密着性に問題が生じやすい。広い体表面を覆うには３００平方ｃｍ以下のマイクロニードルパッチを複数個用いればよい。針長さは５０～１０００μｍが適当である。５０～３５０μｍのマイクロニードルは表皮に作用させる。それ以上の長さのマイクロニードルは真皮にも作用する。

マイクロニードルパッチを皮膚に安定して適用し皮膚に保持するためには、パッチの背面に粘着性支持体があることが必須ではないがより好ましい。ここで、「背面」とは、マイクロニードルの針が林立している面とは反対側の面をいう。粘着性支持体は、粘着層を片面に有する支持体フィルムである。

本発明における粘着層としては、市販の粘着剤からなる粘着性シートを使用できる。ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、合成ゴム系（ＳＩＳ系）粘着剤等を使用できるが、皮膚への密着性とＯＤＴ（occlusive dressing technique）効果によりニードルが皮内の水分で素早く溶解させることを考慮すると、ＳＩＳ系粘着剤、ハイドロコロイド材、アクリル系粘着剤などが好ましい。ＳＩＳ系粘着剤としては、スチレン－イソプレンブロック共重合体、粘着付与樹脂、及びパラフィンの組み合わせが公知である。ハイドロコロイドは、親水性高分子と疎水性エラストマーの組み合わせからなる皮膚粘着性基材である。アクリル系粘着剤は、アクリル酸アルキルエステルの共重合体、及びアクリル酸アルキルエステルを主とするアクリル酸、アクリルアミド、酢酸ビニル、等との共重合体である。これらの粘着剤中に皮膚粘着性を改善するため、ミリスチン酸イソプロピルあるいはパルミチン酸イソプロピルのような可塑剤を添加してもよい。粘着層の厚さは１０μｍ以上３００μｍが望ましい。具体的には、HiPAS（登録商標）粘着剤（アクリルエステル、コスメディ製薬（株）製）、MASCOS10（商品名）粘着剤（アクリルエステル、コスメディ製薬（株）製）、が好適に使用できる。

本発明のマイクロニードル製剤、マイクロニードルアレイ、及びマイクロニードルパッチは、顔面その他、シワ、たるみ、等皮膚の老化が気になる部位に適用する。適用箇所は皮膚全般であり、特に限定されない。１回の適用時間は、０．２５～２４時間程度であり、複数回の適用の場合は、０～７日の間隔で適用することが効果的である。マイクロニードルアレイの皮膚への適用直後にアレイ背後から水を供給することにより、皮膚中のマイクロニードル先端を瞬時に溶解させて皮膚への有価物の吸収を促進することも有効である。このような適用は特に美容エステなどで有効な適用法となる。

以下、本発明を下記実施例によりさらに詳しく説明する。これら実施例は、単に本発明を具体的に説明するための例であり、本発明の範囲がこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１
マイクロニードルアレイの作製
図１は本発明のマイクロニードルアレイの製造方法の一例を示す断面図である。図中、１は、鋳型であり、感光性樹脂に光照射するリソグラフィ法によりコニーデ型のマイクロニードルパターンを形成した後、電鋳加工することによりコニーデ型のマイクロニードルパターンを転写したコニーデ型のマイクロニードル形成用凹部１１が形成されている。２は、マイクロニードル形成用凹部１１に流延したマイクロニードル原料液である。マイクロニードル形成用凹部１１は、根元の直径が０．６ｍｍ、先端直径が０．０２ｍｍ、深さ０．２ｍｍのコニーデ型であり、０．８ｍｍ間隔に格子状に配列されている。 室温で水１００質量部にマグロ由来天然コラーゲン４質量部、クエン酸０．２８質量部を添加し攪拌して均一な水溶液とした。ｐＨは６．３であった。本水溶液（実施例１のマイクロニードル原料液）を鋳型１上に流延し、水溶液中の水分を蒸発させた後、鋳型１から剥離して楕円形（１０ｘ５０ｍｍ、短径ｘ長径）に打ち抜いた。

保護粘着テープ付きマイクロニードルアレイの作製
楕円形のマイクロニードルアレイ（１０ｘ５０ｍｍ、短径ｘ長径）を、角を丸めた長方形（１６ｘ６０ｍｍ）の支持体付き粘着テープの中央部にセットすることにより、本発明の保護粘着テープ付きマイクロニードルアレイを得た。

実施例２
実施例１のマイクロニードル原料液に、さらにヒアルロン酸FCH-SU(キッコーマンバイオケミファ、分子量５-１１万)１．０質量部を添加し攪拌すると均一な安定な水溶液となり、本水溶液を実施例２のマイクロニードル原料液とした。その後の製造手順は実施例1と同様にして保護粘着テープで裏打ちしマイクロニードルパッチを得た。

マイクロニードル製剤中のコラーゲン量とｐＨ調整剤の含有量がマイクロニードルの成形性に及ぼす影響を検討するため、表１に示した実験を行った。
室温で精製水１００質量部に、添加物を表１に記載の量(単位質量部)添加し、スターラーで４００ｒｐｍ、１０分攪拌してマイクロニードル原料液を作製した。
別途、攪拌１時間後の比較例１～２及び実施例３～８のマイクロニードル原料液を、実施例１と同様の鋳型１上に流延し、原料液中の水分を蒸発させた後、鋳型１から剥離して楕円形（１０×５０ｍｍ、短径×長径）に打ち抜き、マイクロニードルパッチを得た。これらのマイクロニードルパッチの顕微鏡による観察結果を、表１の「成形性」覧に記載した。
◎：マイクロニードルの成形性良好
〇：マイクロニードルの成形は可能であるが十分でない
×：針が不完全、成形性不良。

表１に示したように、コラーゲン量に対してｐＨ調整剤の含有量が５-３０質量％である場合は、マイクロニードルの成形性は良好であった。また、３質量％、４０質量％の場合でも成形は可能であったが、十分ではなかった。ｐＨ調整剤が添加されていない場合、および５０質量％以上の場合にはマイクロニードルの成形性が不良であった。

表２には、マイクロニードル中のコラーゲン量に対するカルボキシ基含有水溶性高分子がマイクロニードルの成形性に及ぼす影響を検討した結果を示した。カルボキシ基含有水溶性高分子としてヒアルロン酸を使用した。ｐＨ調整剤の添加量をコラーゲン量の２０質量％配合した場合、ヒアルロン酸／コラーゲンの割合が５～４８％ではいずれも良好な成形性を示した。

ヒアルロン酸によるコラーゲンの分解抑制を確認するため、表３に示した量のコラーゲンとヒアルロン酸を精製水１００ｇに溶解した溶液を調製した。
タンパク分解酵素としてZYMO ACID（エイチホルスタイン社）１０％水溶液を用い、表３に示したコラーゲンとヒアルロン酸の混合溶解液０．９ｇに、ZYMO ACID １０％水溶液０．１８ｍLを加え、３５℃で１０分間反応させてコラーゲンを分解させた。コラーゲンの分解は「Anson法の萩原変法によるプロテアーゼ定量法」により測定した。その結果、表３に示したようにヒアルロン酸の含有量が増えるとともに、コラーゲンの分解が抑制され、ヒアルロン酸がコラーゲン量の２０％存在することで、コラーゲンの分解が４２％まで抑制されることがわかった。またヒアルロン酸が４０％存在することで、コラーゲンの分解が３０％まで抑制され、ヒアルロン酸の共存により、コラーゲンの分解が著しく抑制されることが明らかとなった。

実施例１７
実施例１０の溶液を実施例１１のマイクロニードル原料液に０．０１質量部のアスコルビン酸リン酸マグネシウムを添加し攪拌した。その後の製造手順は実施例１と同様にして、保護粘着テープで裏打ちし、抗シワと美白を目的とするマイクロニードルパッチを得た。

試験例１ ｉｎ ｖｉｖｏ試験
成人男性ボランティアの右瞼下に、実施例２により作製したマイクロニードルパッチを就寝前に貼付し、翌日朝に剥した。試験前後の瞼下のシワ面積率、深さ、を表４に記載した。
シワ面積率、深さの測定にはＰｒｉｍｏｓ ｌｉｔｅ（ＧＦＭ社製）を用いた。本装置は、ｉｎ ｖｉｖｏでの格子パターン投影法による三次元測定法によりシワの面積率およびシワの深さを測定し、被験者顔面を写真撮影し、シワの面積比率、及びシワの深さを定量化するものである。１回のマイクロニードルパッチ適用でシワの減少効果を確認できた。

試験例２ マイクロニードル針強度試験
実施例１及び２により作製したマイクロニードルパッチをパラフィルム（厚さ１２０μｍ、皮膚と類似の強度を有し皮膚穿刺性評価に適用できる）を１５枚重ねたシートの上に針面を下にして載せ、さらに専用ばね式アプリケータを用いてマイクロニードルをパラフィルム内に穿刺した。１分後取り出して針の曲がり、折れを観察した。実施例１のマイクロニードルパッチでは針の２０％に欠け、曲がり、が発生したが、実施例２のパッチでは５％以下であった。

１ 鋳型
２ マイクロニードル原料液
１１ マイクロニードル成形用凹部

Claims (22)

1. コラーゲン及び１又は複数のｐＨ調整剤を必須成分として含有するマイクロニードル製剤。
2. コラーゲン及び１又は複数のｐＨ調整剤及び１又は複数のカルボキシ基含有水溶性高分子を必須成分として含有するマイクロニードル製剤。
3. ｐＨ調整剤の少なくとも１種がカルボキシ基を含有するｐＨ調整剤である、請求項１又は２に記載のマイクロニードル製剤。
4. さらにマイクロニードル製剤が化粧品有価物を含む、請求項１又は２に記載のマイクロニードル製剤。
5. マイクロニードルの針長さが５０～５５０μｍであって、角質層又は表皮に挿入するものである、請求項１又は２に記載のマイクロニードル製剤。
6. マイクロニードルの針長さが３５１～１０００μｍであって、真皮に挿入するものである、請求項１又は２に記載のマイクロニードル製剤。
7. ｐＨ調整剤が酢酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、乳酸、グリコール酸、コハク酸、酒石酸、グルコン酸、フマル酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、及びアスコルビン酸からなる有機酸並びにその混合物からなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項１又は２に記載のマイクロニードル製剤。
8. マイクロニードル製剤中のｐＨ調整剤の含有量がコラーゲン質量の０．５～４０質量％である、請求項１又は２に記載のマイクロニードル製剤。
9. カルボキシ基含有水溶性高分子がヒアルロン酸及びそのナトリウム塩及びその誘導体、カルボキシメチルセルロース及びそのナトリウム塩、コンドロイチン硫酸及びそのナトリウム塩、並びに、ポリアクリル酸及びそのナトリウム塩からなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項２に記載のマイクロニードル製剤。
10. マイクロニードル製剤中のカルボキシ基含有水溶性高分子の含有量がコラーゲン質量の１質量％以上である、請求項２に記載のマイクロニードル製剤。
11. コラーゲン、クエン酸、及びヒアルロン酸もしくはそのナトリウム塩又はその誘導体を含有するマイクロニードルアレイであって、クエン酸の含有量はコラーゲン質量の０．５～４０質量％、ヒアルロン酸もしくはそのナトリウム塩又はその誘導体の含有量はコラーゲン質量の１～４９質量％であるマイクロニードルアレイ。
12. コラーゲンの分子量が１０万以上である、請求項１１に記載のマイクロニードルアレイ。
13. コラーゲンが３重らせん構造であって分子量約３０万である、請求項１２に記載のマイクロニードルアレイ。
14. コラーゲンがマグロの皮に由来するものである、請求項１３に記載のマイクロニードルアレイ。
15. コラーゲン及び１又は複数のｐＨ調整剤を含有する原料を３７℃以下で水溶液に調製し、コラーゲンの水溶液中含有量が５質量％以下のマイクロニードル原料液を準備する工程；及び前記マイクロニードル原料液を鋳型に充填し、乾燥させる工程を含む、請求項１に記載のマイクロニードル製剤の製造方法。
16. コラーゲン及び１又は複数のｐＨ調整剤及び１又は複数のカルボキシ基含有水溶性高分子を含有する原料を３７℃以下で水溶液に調製し、コラーゲンの水溶液中含有量が５質量％以下のマイクロニードル原料液を準備する工程；及び前記マイクロニードル原料液を鋳型に充填し、乾燥させる工程を含む、請求項２に記載のマイクロニードル製剤の製造方法。
17. 請求項１５に記載の製造方法に使用されるマイクロニードル原料液であって、ｐＨは３．０～９．０であるマイクロニードル原料液。
18. 請求項１６に記載の製造方法に使用されるマイクロニードル原料液であって、ｐＨは３．０～９.０であるマイクロニードル原料液。
19. マイクロニードル原料液がｐＨ３．０～７．０である請求項１７に記載のマイクロニードル原料液。
20. マイクロニードル原料液がｐＨ３．０～７．０である請求項１８に記載のマイクロニードル原料液。
21. マイクロニードル原料液がｐＨ４．０～６．０である請求項１７に記載のマイクロニードル原料液。
22. マイクロニードル原料液がｐＨ４．０～６．０である請求項１８に記載のマイクロニードル原料液。