キトサン酢酸塩の調合とそれを材料とした生分解性マイクロニードルの作製

摘要

我々はマイクロマシン技術を援用して蚊の針を模倣した低侵襲性のマイクロニードルを開発してきた．これまでに作成してきたマイクロニードルの材料としては，単結晶Si，金属（Ni），ポリマー（ポリ乳酸; PLA），等が挙げられる．特にPLA は生分解性のプラスチックであり，体内に留置させるような治療にも用いることが可能であるため，低侵襲性治療に適している．しかしながら，PLA 製の針はその直径が100 μm 以下になると穿刺時に座屈してしまい，皮膚に穿刺できなくなる．また，PLA は空気中で加水分解してしまうことも問題であった．一方，蚊の針は直径約60 μm と微細であるにも関わらず，座屈することなく人間の皮膚に穿刺できている．この理由は完全には明らかにされていないが，針の構造，材質，穿刺行動のそれぞれに座屈を防止する工夫があるためだと推測されている．材料に関しては，蚊の口吻は非常に柔軟なたhぱく質であるレシリンで裏打ちされた硬いキチン質で構成されているため，曲げ応力に対して強い性質を有しているのではないかと推測されている．このような背景から，本研究ではPLA に代わる低侵襲性マイクロニードルの材料としてキチンを用いることを検討した．キチンはカニの甲羅の主成分であり，PLA と比較して製造コストを抑制可能である．また，キチンは身体中の酵素では分解されるものの，大気中で保管しても加水分解により劣化することがないことも利点の一つである．しかし，キチンは熱可塑性，熱分解を有しておらず，一般的な溶媒にも溶解しないため，射出成形等によりマイクロニードルの形状に加工することは困難である．そこで，キチンを脱アセチル化することで得られるキトサンに注目した．キトサンは1％程度の希酢酸に溶解し，酢酸キトサン塩を形成する．このキトサン酢酸塩溶液は粘稠な液体であり，これを乾燥させることにより固体の酢酸塩を得ることも可能である．また，一度シート状にして形成した後，切削やくり貫き工程を経てマイクロニードルを形成することも可能であると期待される．そこで，本研究ではまずキトサン酢酸塩のシートを作製し，切断することによりマイクロニードルを作製した．また，そのマイクロニードルの穿刺試験および曲げ強度試験を実施した．本稿ではその試験内容および結果を述べる．