JP5832110B2 - 皮膚バリアー機能回復促進装置 - Google Patents
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Description
本発明は、皮膚バリアー機能回復促進装置及び当該装置を用いた美容方法に関する。
種々の皮膚疾患、例えば、アトピー性皮膚炎、乾癬、接触性皮膚炎等に見られる肌荒れ症状においては、皮膚からの水分の消失が、健常な皮膚に比べて盛んであることが知られている。このいわゆる経皮水分蒸散量（ＴＥＷＬ）の増加には、皮膚内において水分の保持やバリアーとしての機能を担っていると考えられる成分の減少が関与しているものと考えられてきた。
表皮におけるカルシウムやマグネシウムイオン等の陽イオン勾配は皮膚バリアーの恒常性維持に関与することで知られている（Ｌｅｅ Ｓ．Ｈ． ｅｔ ａｌ． Ｊ． Ｃｌｉｎ． Ｉｎｖｅｓｔ （１９９２） ８９：５３０−５３８）。本発明者は以前、イオン化傾向の低い金が皮膚バリアー機能の回復促進効果を有することを明らかにした（特開２００６−３３５７３３号公報）。同公報においては、金による皮膚バリアー機能の回復促進効果は金のイオン化傾向の低さに起因するとの仮説が立てられていた。
Ｌｅｅ Ｓ．Ｈ． ｅｔ ａｌ． Ｊ． Ｃｌｉｎ． Ｉｎｖｅｓｔ （１９９２） ８９：５３０−５３８
本発明者のその後の研究により、イオン化傾向が金よりも高いサマリウムやジルコニウム等のほうがより皮膚バリアー機能の回復を促進することが確認された（特願２００９−１０２０００）。サマリウムやジルコニウムはその表面から電子が放出されやすい物質であることから、本発明者は、皮膚バリアー機能の回復促進効果が期待される金属に要求される性質は、従来考えられていたイオン化傾向の低さではなく、物質表面からの電子の取り出し易さ、すなわち仕事関数の低さであるとの新たな仮説を構築した。
しかしながら、仕事函数の低い金属、例えばサマリウム等は、電子を出しやすく、その結果通常表面が酸化されている。そのため、これらの金属は大気中に曝露されたままの状態で使用することはできず、予めその表面を研磨して電子を放出させる必要がある。また、仕事函数が低い金属であっても、ナトリウムやマグネシウムなどは、酸化され易く、水と激しく反応するため、皮膚に適用することはできない。一方、大気中で表面が錆びず、且つ表面が安定な金や白金は、仕事函数の低いサマリウムほど皮膚バリアー機能回復促進効果は高くない。
従って、本発明は、大気中で錆びることのない安定な金属を皮膚に適用しつつ、皮膚バリアー機能の回復促進をもたらす新規の手段を提供することを課題とする。
仕事函数の低い金属の皮膚バリアー機能の回復促進効果を活用するための装置について本発明者が検討したところ、当該金属と、当該金属の仕事函数より低い仕事函数を有する金属との間に、整流作用を有する電気素子を介在させることで、低い仕事函数を有する金属を上回る皮膚バリアー機能回復促進効果が達成されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本願は下記の発明を包含する：
[１] 皮膚バリアー機能の回復促進が必要とされる患者の皮膚に適用される第一の金属と、
前記第一の金属の仕事函数より低い仕事函数を有する第二の金属及び／又は金属化合物と、
上記金属間を直接的又は間接的に接続する整流素子であって、当該整流素子のアノードが前記第一の金属と接続されており、カソードが前記第二の金属及び／又は金属化合物と接続されている、整流素子と、
を具備する、皮膚バリアー機能を回復促進するための装置。
［２］ 前記第二の金属及び／又は金属化合物の仕事函数が２．０〜５．０eVの範囲にある、［１］の装置。
［３］ 前記第一の金属が金及び／又は白金である、［１］又は［２］の装置。
［４］ 前記第二の金属がジルコニウムである、［１］〜［３］のいずれかの装置。
［５］ 前記整流素子がダイオードである、［１］〜［４］のいずれかの装置。
［６］皮膚バリアー機能の回復を促進させるための美容方法であって、［１］〜［５］のいずれかの装置が具備する第一の金属を皮膚に適用することを含んで成る方法。
[１] 皮膚バリアー機能の回復促進が必要とされる患者の皮膚に適用される第一の金属と、
前記第一の金属の仕事函数より低い仕事函数を有する第二の金属及び／又は金属化合物と、
上記金属間を直接的又は間接的に接続する整流素子であって、当該整流素子のアノードが前記第一の金属と接続されており、カソードが前記第二の金属及び／又は金属化合物と接続されている、整流素子と、
を具備する、皮膚バリアー機能を回復促進するための装置。
［２］ 前記第二の金属及び／又は金属化合物の仕事函数が２．０〜５．０eVの範囲にある、［１］の装置。
［３］ 前記第一の金属が金及び／又は白金である、［１］又は［２］の装置。
［４］ 前記第二の金属がジルコニウムである、［１］〜［３］のいずれかの装置。
［５］ 前記整流素子がダイオードである、［１］〜［４］のいずれかの装置。
［６］皮膚バリアー機能の回復を促進させるための美容方法であって、［１］〜［５］のいずれかの装置が具備する第一の金属を皮膚に適用することを含んで成る方法。
本発明によれば、仕事函数の高い金属が皮膚に適用された場合でも、従来皮膚に使用するのが適当でなかった仕事函数の低い金属と同等以上の皮膚バリアー機能回復促進効果を享受することが可能となる。また、本発明の原理によれば、従来皮膚バリアー機能の回復促進効果を発揮すると考えられつつも、安定性や安全性の観点から皮膚への適用が困難であった金属や金属化合物も皮膚バリアー機能の回復促進のために使用することが可能となる。
本発明は第一の観点において、皮膚バリアー機能の回復促進が必要とされる患者の皮膚に適用される第一の金属と、前記第一の金属の仕事函数より低い仕事函数を有する第二の金属及び／又は金属化合物と、上記金属間を直接的又は間接的に接続する整流素子であって、当該整流素子のアノードが前記第一の金属と接続されており、カソードが前記第二の金属及び／又は金属化合物と接続されている、整流素子と、を具備する、皮膚バリアー機能を回復促進するための装置、を提供する。
本発明の装置で使用する第一の金属は、皮膚に直接適用されるため、安定で且つ安全性の高い金属であることが要求される。例えば、第一の金属は、限定することを意図するものではないが、金、白金、あるいはそれらの合金であってもよい。金や白金は、大気中で安定であり、錆びることがないため、第一の金属として好ましい。また、金や白金は予め表面を研磨して金属状態にする必要もない。第一の金属は皮膚に直接適用されるものであるため、皮膚バリアー機能の回復促進が必要とされる肌の形状に合わせて加工される。第一の金属は金属板や金属箔の形態であることが好ましく、異なる種類の金属又はそれらの合金を二以上の層状にしたものを採用することもできる。あるいは、第一の金属をシート状の材料に含めてもよい。当該シート材には皮膚バリアー機能を回復促進させる物質や、医薬や化粧品として通常使用される物質を含めることもできる。
本発明の装置の具体的な態様として、美容ローラーのようなローラー式のマッサージ具がある。マッサージ具の態様においては、皮膚上に適用される部分（例えばローラー部）全てが仕事函数の低い金属で構成されるか、あるいはその表面のみが前記金属で被覆される。
本発明の装置で使用する第二の金属及び／又は金属化合物は、第一の金属の仕事函数より有意に低いものであれば特に限定されない。第二の金属及び／又は金属化合物は、第一の金属と比較して仕事函数が低いため、両者を直接的又は間接的に接続することで、第二の金属及び／又は金属化合物から放出された電子は第一の金属に供給される。本明細書で使用する場合、用語「仕事函数」とは、固体から真空中に電子を取出すのに要する最小限の仕事の大きさ（eV）を意味する（東京化学同人「化学辞典」第一版）。異なる仕事函数を有する２つの材料が存在している場合、仕事函数が低い物質の自由電子は、仕事函数が高い物質の表面に移動する。ここで、仕事函数には、熱電子放出から算出される熱電子仕事函数と、光電子放出から算出される光仕事函数の二種類がある。熱仕事函数は熱電子放出実験、光仕事函数は光電子放出実験により測定することができる。あるいは、物質によっては、Herbert B. Michaelson, "The work function of the elements and its periodicity". J. Appl. Phys. 48, 4729 (1977)、化学便覧等にその仕事函数が記載されており、これらに記載されている値を参照してもよい。
第二の金属及び／又は金属化合物の仕事函数は、例えば１．０〜６．０eVの範囲、好ましくは２．０〜５．０eVの範囲、より好ましくは２．０〜４．０eVの範囲である。例えば、銀（4.26 eV）、インジウム（4.05 eV）、ジルコニウム（4.05 eV）、サマリウム（2.70 eV）、バリウム（2.70 eV）、カリウム（2.30 eV）、ルビジウム（2.16 eV）、セシウム（2.14 eV）等は第二の金属として、そして酸化亜鉛（ＺｎＯ）（4.68 eV）、リン化ガリウム（ＧａＰ）（2.95 eV）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）（4.75 eV）は上記金属化合物として好ましい。また、上述のとおり、本発明の装置で使用する第二の金属化合物は第一の金属の仕事函数より有意に低ければよく、当該金属化合物は、上述した仕事函数の好ましい範囲に限定されず、第一の金属の仕事函数に応じて硫化亜鉛（ＺｎＳ）（5.40 eV）、窒化ガリウム（ＧａＮ）(1.0 eV)であってもよい。これらの金属及び／又は金属化合物は単独で使用するだけでなく、複数の金属及び／又は金属化合物を組み合わせて使用してもよい。上記金属を使用する場合、合金の形態であってもよい。第二の金属及び／又は金属化合物の形状は特に限定されず、第一の金属と同様に板状又は箔状であってもよい。別の態様において、第二の金属及び／又は金属化合物は線や棒の形態であり得る。
本発明によれば、反応性の高い金属であっても、安全性を確保することで第二の金属として使用できる。例えば、ナトリウム（２．７５eV）は石油中に浸して保存することで、第二の金属として使用することが可能になる。
第二の金属及び／又は金属化合物から放出された電子を第一の金属に供給するためには、一度放出された電子が再び第二の金属及び／又は金属化合物に戻ることを防ぐ必要がある。整流素子、例えばダイオードを第一の金属と第二の金属及び／又は金属化合物との間に介在させることで、第一の金属からの電子の逆流を防ぐことができる。整流素子は、整流作用を有する二端子の電子素子であれば特に限定されない。本発明で使用する整流素子とは、通常半導体素子、特にダイオードを指す。ダイオードは、整流性のあるものであればどのようなものでもよい。
上記整流素子のアノード端子は第一の金属と、そしてカソード端子は第二の金属及び／又は金属化合物と接続される。整流素子と上記金属との間を銅線のような導電性材料を介して接続してもよい。第二の金属及び／又は金属化合物から放出される電子を効率良く第一の金属へと供給する観点から、当該導電性材料は、接続部の抵抗が低ければ低いほどよく、例えば短く、且つ太いものが好ましい。
第二の金属及び／又は金属化合物に存在する電子が全て放出された場合、第一の金属を皮膚に適用したまま、整流素子及び第二の金属及び／又は金属化合物を本発明の装置から取り外して使用することもできる。あるいは、使用済みの第二の金属及び／又は金属化合物を、第一の金属よりも仕事函数の低い新たな金属等と交換することもできる。
本発明の装置の外形やサイズは特に限定されず、また、他の皮膚バリアー機能回復促進装置などの美容機器と一体となっていてもよい。
本明細書で使用する用語「皮膚バリアー機能」とは、皮膚のなかでも表皮による体内の水分保持及びウイルス、細菌等の進入阻止、などを意味する。ここで、当該機能は、発汗しない条件下で経皮水分蒸散量（ＴＥＷＬ）（単位：ｇ／ｍ2・ｈ）を測定することにより評価することができる。
また、本発明において、「皮膚バリアー機能の回復を促進する」とは、皮膚のテープストリッピング直後のＴＥＷＬの値を０％、テープストリッピング前の値を１００％として、各測定時間におけるＴＥＷＬの値が、コントロールと比較した場合に明らかに有意差が認められ、ＴＥＷＬ回復率を促進させる効果を有することを意味し、Ａｎｄｒｅｗらの方法（Ｊ Ｉｎｖｅｓｔ Ｄｅｒｍａｔｏｌ，８６；５９８，１９８６）に従って、４％のドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）水溶液をしみ込ませたＣｏｔｔｏｎ ｂａｌｌにより皮膚を処理して判定を行ういわゆる肌荒れ改善防止効果とは異なる。
皮膚バリアー機能の回復が必要な皮膚としては、皮膚疾患、種々のストレス、そして肌荒れ等により皮膚バリアー機能が低下した肌、移植皮膚で皮膚バリアー層の形成が充分でないため皮膚バリアー機能が低い肌、あるいは移植によって皮膚バリアー機能が低下した肌等が挙げられる。本発明の装置を適用する対象者としては、哺乳類が考えられ、特にヒトの皮膚に対して適用される。
更に、上述の加齢に伴う皮膚機能の低下による皮膚増殖性異常等を防止する観点から、本発明の装置は、高齢者の皮膚に適用されることが考えられる。当該装置はまた、人工皮膚にも適用することができる。これは、生体より単離された皮膚細胞等を培養することによって得られる人工皮膚は、皮膚バリアー層の形成が不完全なことがあり、その皮膚バリアー機能は概して低いためである。
第二の観点において、皮膚バリアー機能の回復を促進させるための美容方法であって、上記装置の第一の金属を皮膚に適用することを含んで成る方法を提供する。
本発明の美容方法は、皮膚バリアー機能回復が必要とされる皮膚に、上記装置が具備する第一の金属を適用するものである。適用方法は特に限定されず、例えば、第一の金属で表面が構成されている美容器具を対象の皮膚に撫で付けたり、その皮膚上で転がしてもよい。あるいは、前記金属で覆われているか、又は前記金属を含有するパック又はシートを皮膚上に載せ、あるいは貼り付けることで皮膚に適用される。前記金属を皮膚に適用する回数、時間は、その皮膚の状態によって変化するが、セロテープ（登録商標）によるストリッピングで破壊された皮膚の場合、１時間あれば皮膚バリアー機能の回復を達成することができる。
次に、本願発明を以下の実施例により更に具体的に説明する。
皮膚バリアー機能回復促進効果試験
以下の実験において、本発明の装置の皮膚バリアー機能回復促進効果を評価した。第一の金属として金を、そして第二の金属として金より仕事函数が低いジルコニウムを採用し、金板１とジルコニウム板３との間を図１に示すような配置でゲルマニウムダイオード２で接続した（実施例１）。金板１はゲルマニウムダイオード２のアノード端子と、そしてジルコニウム板３はカソード端子に接続されている。コントロールとして、金板単独（比較例１）、そして実施例１の装置のジルコニウム板の代わりに白金の板を採用し、ダイオードを逆向きに配置した装置（比較例２）を使用した。
以下の実験において、本発明の装置の皮膚バリアー機能回復促進効果を評価した。第一の金属として金を、そして第二の金属として金より仕事函数が低いジルコニウムを採用し、金板１とジルコニウム板３との間を図１に示すような配置でゲルマニウムダイオード２で接続した（実施例１）。金板１はゲルマニウムダイオード２のアノード端子と、そしてジルコニウム板３はカソード端子に接続されている。コントロールとして、金板単独（比較例１）、そして実施例１の装置のジルコニウム板の代わりに白金の板を採用し、ダイオードを逆向きに配置した装置（比較例２）を使用した。
皮膚バリアー機能回復促進効果は、ヘアレスマウス（Ｔｙｐｅ ＨＲ−１， ＨＯＳＨＩＮＯ， Ｊａｐａｎ）の皮膚にテープストリッピングを施すことによって破壊された皮膚バリアー機能がもとの状態へ回復していく過程を経皮水分蒸散量（ＴＥＷＬ）を指標とし、以下の通り評価した。
１．水分蒸散量測定装置ＭＥＥＣＯ（Ｍｅｅｃｏ社製， Ｗａｒｒｉｎｇｔｏｎ， ＰＡ， ＵＳＡ）によりヘアレスマウス背部付近の経皮水分蒸散量（ＴＥＷＬ）を測定する。この際の値をＴＥＷＬの回復率１００％とする。
２．皮膚のバリアーを、セロファンテープを使用し、ヘアレスマウスの表皮角層を剥がすことにより破壊する。このときＴＥＷＬの値が約８００〜９００となるまでこの作業を繰り返す。角層を剥がした後の測定値から角層を剥がす前の測定値を差し引いた値を、最もダメージの深い状態、即ち回復率０％とする。
３．角層を剥がしてから所定の時間（１，３，６又は２４時間）経過後、各金属（面積２ｘ２ｃｍ2、厚さ０．５ｍｍ）を上記角層の上に貼り付ける。何も貼り付けていない皮膚を無処置群とする。
４．１時間経過後、金属の板を剥がし、ＭＥＥＣＯによりＴＥＷＬを測定する。角層除去時と同様、各時間の測定値から角層除去前のＴＥＷＬ値を差し引き、回復率をもとめる。
即ち、回復率は以下の式に従い算出する。
２．皮膚のバリアーを、セロファンテープを使用し、ヘアレスマウスの表皮角層を剥がすことにより破壊する。このときＴＥＷＬの値が約８００〜９００となるまでこの作業を繰り返す。角層を剥がした後の測定値から角層を剥がす前の測定値を差し引いた値を、最もダメージの深い状態、即ち回復率０％とする。
３．角層を剥がしてから所定の時間（１，３，６又は２４時間）経過後、各金属（面積２ｘ２ｃｍ2、厚さ０．５ｍｍ）を上記角層の上に貼り付ける。何も貼り付けていない皮膚を無処置群とする。
４．１時間経過後、金属の板を剥がし、ＭＥＥＣＯによりＴＥＷＬを測定する。角層除去時と同様、各時間の測定値から角層除去前のＴＥＷＬ値を差し引き、回復率をもとめる。
即ち、回復率は以下の式に従い算出する。
当該試験によって測定された皮膚バリアー機能の回復率（％）を図２に示す。図２から明らかなように、実施例１の装置は、無処置群と比較した場合のみならず、金のみ（比較例１）を皮膚に適用する場合と比較して、皮膚バリアー機能の回復促進効果が有意に亢進した。一方、第一の金属として金を、そして第二の金属として金より仕事函数の高い白金を採用した比較例２の装置による皮膚バリアー機能回復促進効果は、金単独（比較例１）よりも劣っていた。
本発明の装置によれば、研磨等の前処理が必要であり、また、安定性や健康上の危険性等の理由から従来皮膚に使用するのが適当でなかった仕事函数の低い金属の皮膚バリアー機能回復促進効果を利用することが可能となる。本発明の装置は、美容装置として、ストレス、肌荒れ等により皮膚バリアー機能が低下した肌に好適に使用されるものである。
１ 金板
２ ダイオード
３ ジルコニウム板
２ ダイオード
３ ジルコニウム板
Claims (5)
- 皮膚バリアー機能の回復促進が必要とされる患者の皮膚に適用される第一の金属と、
前記第一の金属の仕事函数より低い仕事函数を有し、かつ前記患者の皮膚に適用されない第二の金属及び／又は金属化合物と、
上記金属間を直接的又は間接的に接続する整流素子であって、当該整流素子のアノードが前記第一の金属と接続されており、カソードが前記第二の金属及び／又は金属化合物と接続されている、整流素子と、
を具備する、皮膚バリアー機能を回復促進するための装置。 - 前記第二の金属及び／又は金属化合物の仕事函数が２．０〜５．０eVの範囲にある、請求項１に記載の装置。
- 前記第一の金属が金及び／又は白金である、請求項１又は２に記載の装置。
- 前記第二の金属がジルコニウムである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
- 前記整流素子がダイオードである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
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2011
- 2011-03-14 JP JP2011055968A patent/JP5832110B2/ja active Active
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