(57)【要約】【課題】生体のあらゆる任意部位及び任意面積の皮膚から分泌される汗等の皮膚分泌物を漏らすことなく採取できる技術の構築。極微量の汗等の皮膚分泌物をも採取できる技術の構築。汗等の皮膚分泌物から信頼性の高い生体情報を取得できる技術の構築。【解決手段】架橋を有する親水性高分子の三次元構造体内に、水及び多価アルコールを保持するハイドロゲル層を含み、ハイドロゲル層が皮膚に粘着し皮膚分泌物を吸収する、皮膚分泌物の採取用の皮膚粘着材、生体成分の測定用の皮膚粘着材、皮膚粘着材を使用する皮膚分泌物の採取方法並びに生体成分の測定方法。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架橋を有する親水性高分子の三次元構造体内に、水及び多価アルコールを保持するハイドロゲル層を含み、前記ハイドロゲル層が皮膚表面に粘着し皮膚分泌物を吸収する、皮膚分泌物の採取用の皮膚粘着材。
【請求項２】
前記親水性高分子が、ポリ（メタ）アクリルアミド系高分子である請求項１に記載の皮膚粘着材。
【請求項３】
前記多価アルコールが、グリセロールである請求項１又は２に記載の皮膚粘着材。
【請求項４】
前記皮膚分泌物中に含まれる生体成分の測定用の請求項１〜３の何れか一項に記載の皮膚粘着材。
【請求項５】
前記生体成分が、ブドウ糖又は乳酸である請求項４に記載の皮膚粘着材。
【請求項６】
請求項１〜３の何れか一項に記載の皮膚粘着材を、前記皮膚表面に粘着させて前記ハイドロゲル層内に前記皮膚分泌物を吸収することにより前記皮膚分泌物を採取する工程を有する、皮膚分泌物の採取方法。
【請求項７】
請求項１〜３の何れか一項に記載の皮膚粘着材を、前記皮膚表面に粘着させて前記ハイドロゲル層内に前記皮膚分泌物を吸収することにより前記皮膚分泌物を採取する工程と、
前記皮膚表面から剥離した前記皮膚粘着材の前記ハイドロゲル層内に吸収された前記皮膚分泌物中に含まれる生体成分を溶出し、溶出された前記生体成分を測定する工程、とを有する生体成分の測定方法。
【請求項８】
前記生体成分が、ブドウ糖又は乳酸である請求項７に記載の生体成分の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮膚粘着材、皮膚粘着材を用いる皮膚分泌物の採取方法及び生体成分の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、糖尿病の発症や管理の指標となる血糖値や運動強度や疲労の指標となる血中乳酸値等の生体情報は、血液を採取し、血液中の生体成分を測定することにより取得することが一般的である。しかしながら、採血には、精神的かつ身体的な負担を伴うと共に、感染症の危険もある。そこで、汗を採取し、汗中に含まれる生体成分を測定する技術が普及しつつある。汗は非侵襲かつ非観血に採取することができ、採取に際して感染症の恐れもない。加えて、汗は生体内代謝経路の一つであることから、汗中に含まれる生体成分の測定により様々な生体情報を取得することができる。
【０００３】
例えば、指先を収容できる容器に充填したエタノールやブチレングリコール、エチレングリコール等のアルコールの水溶液等の液体に指先を接触させ、汗及び汗中に含まれる生体成分を当該液体中に溶出することで、指先から分泌した汗等を採取する技術が報告されている（特許文献１及び非特許文献１等を参照のこと）。更に、採取された汗中に含まれる糖値や乳酸値の測定について開示されている。
【０００４】
また、フィルム等で皮膚表面の任意部位を被覆し、汗を貯留又は吸収シートに吸収することにより汗を採取する技術が報告されている（例えば、非特許文献２、並びに、特許文献２及び３等を参照のこと）。具体的には、非特許文献２には、皮膚表面の任意部位にパラフィルム等のフィルムを貼り付け、中央部に設けた開口からフィルム上に漏出し貯留した汗を、ピペットやキャピラリー管等を介して吸引し採取する方法が開示されている。特許文献２には、合成樹脂材料により形成される液体（汗）採取装置が開示されている。当該液体採取装置は、皮膚に装着されると密閉されて汗を採取する採取部と、採取部で採取された汗を採取部から排出する排出部を備え、汗を採取するものである。更に、採取された汗中に含まれる乳酸値の測定について開示されている。特許文献３には、濾紙や硝子繊維等の汗吸収シートを、皮膚表面を被覆するフィルムと皮膚の間に皮膚と密着するように配置し、当該汗吸収シートで汗を吸収することにより、汗を採取する汗捕集用具が開示されている。
【０００５】
また、ピロカルピンイオン導入法に基づく汗誘発装置によって発汗を誘発し、らせん状の細いチューブを備える汗収集器（Macroduct（登録商標）汗収集器）を皮膚表面の発汗位置に装着して、その内部に皮膚から分泌した汗を採取する方法が報告されている（例えば非特許文献３を参照のこと）。更に、採取した汗中に含まれる塩化物値及び硫酸塩値の測定について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2005-230188号公報
【特許文献２】特開2017-80245号公報
【特許文献３】特開2004-216020号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】T. Ohkuwa他著、“The relationship between exercise intensity and lactate concentration on the skin surface”、International Journal of Biomedical science、2009年、Vol.5、No.1、p23-27
【非特許文献２】G. R. Brisson他著、“A simple and disposable sweat collector”、European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology、1991年、Vol.63、p269-272
【非特許文献３】David E. C. Cole他著、“Use of a new sample-collection device (MacroductTM) in anion analysis of human sweat”、Clinical  Chemistry、1986年、Vol.32、No.7、p1375-p1378
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１及び非特許文献１に開示の技術は、極少量の液体を皮膚表面に接触させることにより、汗及び汗中に含まれる生体成分を液体に溶出する方法である。そのため、液体との接触面積が測定毎に変化するという問題がある。更に、皮膚表面に接触した液体を全て採取することは困難であり、汗中に含まれる生体成分を正確に測定することは困難であると予想される。
【０００９】
また、非特許文献２、並びに、特許文献２及び３に開示の技術は、皮膚から分泌された液体状の汗を、吸引や吸収シートに吸収することにより採取するものである。そのため、極微量の汗を採取することには適していない。例えば、安静時に皮膚から分泌される汗は、一般的には0.1mg/cm2/分と極微量であるため、特許文献２、並びに、特許文献２及び３に開示の技術では採取することが困難であることが予想される。
【００１０】
非特許文献３に開示の技術は、ピロカルピンを用いて発汗を誘発するものである。しかしながら、薬剤の刺激により分泌された汗は、自然分泌による汗とは発汗量や汗中に含まれる生体成分の存在比率等が相違することから、生体情報を正確に反映するものではない恐れがある。また、正確な発汗速度の測定や微量発汗の測定には適しないという問題点もある。
【００１１】
そこで、本発明は、生体のあらゆる任意部位及び任意面積の皮膚から分泌される汗等の皮膚分泌物を漏らすことなく採取できる技術の構築を課題とする。更に、極微量の汗等の皮膚分泌物をも採取できる技術の構築を課題とする。また、汗等の皮膚分泌物から信頼性の高い生体情報を取得できる技術の構築を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を行い、分子間及び／又は分子内架橋を有する親水性高分子の三次元構造体内に、水及び多価アルコールを保持するハイドロゲル層が、皮膚から分泌される汗等の皮膚分泌物の優れた吸収性を発揮し得ると共に、皮膚表面への優れた装着性を発揮し得、極微量の汗等の皮膚分泌物をも効率的に採取できること見出した。また、当該ハイドロゲル層は、生体のあらゆる任意部位及び任意面積の皮膚表面に適用できるものである。更には、当該ハイドロゲル層を介して、汗等の皮膚分泌物から信頼性の高い生体情報を取得できることを見出した。これらの知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１３】
即ち、上記課題を解決するため、以下の〔１〕〜〔８〕に示す発明を提供する。
【００１４】
〔１〕架橋を有する親水性高分子の三次元構造体内に、水及び多価アルコールを保持するハイドロゲル層を含み、前記ハイドロゲル層が皮膚表面に粘着し皮膚分泌物を吸収する、皮膚分泌物の採取用の皮膚粘着材。
〔２〕前記親水性高分子が、ポリ（メタ）アクリルアミド系高分子である上記〔１〕の皮膚粘着材。
〔３〕前記多価アルコールが、グリセロールである上記〔１〕又は〔２〕の皮膚粘着材。
【００１５】
上記〔１〕〜〔３〕の構成によれば、非侵襲的、かつ、非観血的、安全に皮膚から分泌される汗や皮膚ガス等の皮膚分泌物を採取することができる皮膚粘着材を提供することができる。当該皮膚粘着材は、皮膚表面のあらゆる任意部位において任意面積の皮膚表面からの皮膚分泌物を漏らさず吸収することができ、極微量の皮膚分泌物の採取にも適している。特に、上記〔２〕の構成によれば、容易に調製でき、柔軟性及び吸収性能に優れた皮膚粘着材を提供することができ、また、上記〔３〕の構成によれば、安価で取り扱い容易で、適度な粘着力が付与された皮膚粘着材を提供することができる。
【００１６】
〔４〕前記皮膚分泌物中に含まれる生体成分の測定用の上記〔１〕〜〔３〕の何れかの皮膚粘着材。
〔５〕前記生体成分が、ブドウ糖又は乳酸である上記〔４〕の皮膚粘着材。
【００１７】
上記〔４〕〜〔５〕の構成によれば、皮膚から分泌される汗や皮膚ガス等の皮膚分泌物中に含まれる生体成分を非侵襲的、かつ、非観血的、安全に測定するために利用することができる皮膚粘着材を提供できる。また、当該皮膚粘着材は、皮膚表面のあらゆる任意部位において任意面積の皮膚表面からの皮膚分泌物を漏らさず吸収できることから、吸収された皮膚分泌物中に含まれる生体成分を測定することにより、信頼性の高い生体情報を得ることができる。特に〔５〕の構成によれば、糖尿病等の診断や管理等の指標となるブドウ糖、及び、筋肉疲労や血液循環の不全等の身体的ストレスの指標となる乳酸の測定のために利用することができる皮膚粘着材を提供することができる。
【００１８】
〔６〕上記〔１〕〜〔３〕の何れかの皮膚粘着材を、前記皮膚表面に粘着させて前記ハイドロゲル層内に前記皮膚分泌物を吸収することにより前記皮膚分泌物を採取する工程を有する、皮膚分泌物の採取方法。
【００１９】
上記〔６〕の構成によれば、非侵襲的、かつ、非観血的、安全に皮膚から分泌される汗や皮膚ガス等の皮膚分泌物を採取することができる皮膚分泌物の採取方法を提供できる。当該皮膚分泌物の採取方法は、本発明の皮膚粘着材を用いることで皮膚表面のあらゆる任意部位において任意面積の皮膚表面からの皮膚分泌物を漏らさず吸収することができ、極微量の皮膚分泌物の採取にも適している。更に、当該皮膚分泌物の採取方法は、局所連続的な皮膚分泌物の採取を行うことができる。
【００２０】
〔７〕上記〔１〕〜〔３〕の何れかの皮膚粘着材を、前記皮膚表面に粘着させて前記ハイドロゲル層内に前記皮膚分泌物を吸収することにより前記皮膚分泌物を採取する工程と、
前記皮膚表面から剥離した前記皮膚粘着材の前記ハイドロゲル層内に吸収された前記皮膚分泌物中に含まれる生体成分を溶出し、溶出された前記生体成分を測定する工程、とを有する生体成分の測定方法。
〔８〕前記生体成分が、ブドウ糖又は乳酸である上記〔７〕の生体成分の測定方法。
【００２１】
上記〔７〕又は〔８〕の構成によれば、皮膚から分泌される汗や皮膚ガス等の皮膚分泌物中に含まれる生体成分を非侵襲的、かつ、非観血的、安全に測定するために利用することができる生体成分の測定方法を提供できる。また、当該生体成分の測定方法は、本発明の皮膚粘着材を用いることで皮膚表面のあらゆる任意部位において任意面積の皮膚表面からの皮膚分泌物を漏らさず吸収できることから、吸収された皮膚分泌物中に含まれる生体成分を測定することにより、信頼性の高い生体情報を得ることができる。更に、当該生体成分の測定方法は、局所連続的な皮膚分泌物中の生体成分の測定を行うことができる。特に〔８〕の構成によれば、糖尿病等の診断や管理等の指標となるブドウ糖、及び、筋肉疲労や熱疲労等の身体的ストレスの指標となる乳酸の測定のために利用することができる生体成分の測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る皮膚粘着材の使用形態の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る皮膚粘着材の汗の吸収性能の検証を行った実施例４において、当該皮膚粘着材による汗の採取部位を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る皮膚粘着材の汗の吸収性能の検証を行った実施例４の結果を示すグラフであり、縦軸が汗吸収量（mg）、横軸が汗採取部位である。
【図４】本発明の実施形態に係る皮膚粘着材により採取された汗中に含まれる生体成分の測定の検証を行った実施例５の結果を示すグラフであり、縦軸が乳酸量（mM）、横軸が汗採取部位である。
【図５】本発明の実施形態に係る皮膚粘着材の汗の連続吸収性能の検証を行った実施例６の結果を示すグラフであり、縦軸が汗吸収量（mg）、横軸が運動負荷条件である。
【図６】本発明の実施形態に係る皮膚粘着材により採取された汗中に含まれる生体成分の連続測定の検証を行った実施例７の結果を示すグラフであり、縦軸が乳酸量（mM）、横軸が運動負荷条件である。
【図７】指先以外の部位からの汗の連続採取の検証を行った実施例８の結果を示すグラフであり、縦軸が汗吸収量（mg）、横軸が汗採取部位である。
【図８】本発明の実施形態に係る皮膚粘着材により指先以外の部位から採取された汗中に含まれる生体成分の測定の検証を行った実施例９の結果を示すグラフであり、縦軸が汗中乳酸量（nmol/cm2/min）、横軸が運動負荷条件である。
【図９】本発明の実施形態に係る皮膚粘着材により吸収された汗中の生体成分濃度の血中濃度との相関関係の検証を行った実施例１０の結果を示すグラフであり、縦軸が汗中乳酸量（nmol/cm2/min）、横軸が血中乳酸濃度（mM）である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（皮膚粘着材）
本実施形態に係る皮膚粘着材は、架橋を有する親水性高分子の三次元構造体内に、水及び多価アルコールを保持するハイドロゲル層を含むものである。
【００２４】
本実施形態に係る皮膚粘着材におけるハイドロゲル層は、例えば、親水性高分子間及び／又は親水性高分子内の架橋によって形成される網目状の三次元構造体の骨格を有し、その骨格の間隙に流動性を失った水性溶媒を大量に保持する構造体である。ハイドロゲル層には、表面のみが網目状の三次元構造体の骨格を形成し、当該骨格で囲まれた領域に、水性溶媒を保持した存在状態等であるもの等をも含む。
【００２５】
本実施形態に係る皮膚粘着材におけるハイドロゲル層を構成する親水性高分子は、その主鎖に親水性官能基を有する高分子である。親水性官能基としては、例えば、水酸基、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、スルホン酸基、スルフィン基、スルフェン基、カルボキシル基、チオール基、アミド基、１級アミノ基、2級アミノ基（-NHR）、3級アミノ基（-NR2）、4級アンモニウム基（-NR3+）等が挙げられ、これら1種類を単独で、又は2種類以上含むことができる。しかしながら、これらに限定するものではない。また、ベタイン構造を含むものであってもよい。
【００２６】
親水性高分子は、合成高分子であっても、天然高分子であってもよいが、ゲル強度の観点から合成高分子であることが好ましい。また、本実施形態に係る皮膚粘着材を、生体成分の測定のために使用する場合には、ハイドロゲル層からの生体成分の溶出性等の観点から、非イオン交換性の親水性高分子であることが好ましい。
【００２７】
親水性の合成高分子としては、具体的には、（メタ）アクリルアミド、N-メチル（メタ）アクリルアミド、N-エチル（メタ）アクリルアミド、N-プロピル（メタ）アクリルアミド、N-イソプロピル（メタ）アクリルアミド、N,N-ジメチル（メタ）アクリルアミド、N,N-ジエチル（メタ）アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド系モノマー、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸2-ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸2-（メチルアミノ）エチル、（メタ）アクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル、（メタ）アクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル等の（メタ）アクリル酸系モノマー、又は、（メタ）アクリル酸ナトリウム、（メタ）アクリル酸カリウム等の（メタ）アクリル酸系モノマーの塩、ビニルアルコール系モノマー、ビニルピロリドン、N-ビニルアセトアミド、N-メチル-N-ビニルアセトアミド、N-ビニルホルムアミド等のビニルアミド系モノマー、ビニルスルホン酸系モノマー、マレイン酸系モノマー等の重合性の親水性モノマーを、１種類を単独で重合した単独重合体、又は、2種類以上を重合した共重合体が挙げられるが、これらに限定するものではない。共重合体である場合に、親水性特性が失われない限りにおいて重合性の疎水性モノマーとの共重合体であってもよい。好ましくは、重合が容易である（メタ）アクリルアミド系モノマーの重合体であるポリ（メタ）アクリルアミド系高分子を用いることができる。なお、「（メタ）アクリル」とは「アクリル」又は「メタクリル」を意味し、「（メタ）アクリル酸」とは「アクリル酸」又は「メタクリル酸」を意味する。
【００２８】
親水性の天然高分子としては、具体的には、アガロース、コラーゲン、ゼラチン、デキストラン、アルギン酸及びその誘導体、カッパー（κ）−カラギナン及びその誘導体、イオタ（ι）−カラギナン及びその誘導体、ネイティブジェランガムや脱アシル化ジェランガム等のジェランガム及びその誘導体、ペクチン及びその誘導体、キサンタンガム及びその誘導体、カルボキシメチルセルロース及びその誘導体、ヒアルロン酸類及びその誘導体等のゲルが挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００２９】
親水性高分子は、高分子間及び／又は高分子内が架橋されている。架橋は、共有結合によるものでも、水素結合等の相互作用によるものでもよく、親水性高分子の種類等に応じて適宜選択することができる。共有結合によって架橋する場合には、例えば、多官能性試薬によって架橋することができる。多官能性試薬としては、具体的には、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビス（メタ）アクリルアミド等の多官能性の（メタ）アクリルアミド系モノマー、モノエチレングリコールジ（メタ）アクリル酸、エチレングリコールジ（メタ）アクリル酸、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリル酸、プロピレングリコールジ（メタ）アクリル酸、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリル酸、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリル酸、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリル酸、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリル酸、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリル酸等の多官能性のアクリル酸系モノマー、ジビニルベンゼン、ジビニルスルホン、ジビニルビフェニル、ジエチレングリコールジビニルエーテル等の多官能性のジビニル系モノマー等の多官能性モノマー、グルタルアルデヒド等のアルデヒド類、エチレングリコールジグリシジルエーテル、エチレンプロピレンジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類、ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート類、カルボジイミド類等を挙げることができ、これら1種類を単独で、又は、2種類以上を使用することができる。しかしながら、これらに限定するものではない。多官能性モノマーを利用して架橋する場合には、上記した親水性モノマーとの共重合体とすることができる。また、イオン、pH、光、熱等を利用した架橋であってもよい。
【００３０】
親水性高分子は、ハイドロゲル層の総重量に対して、1〜20重量％であることが好ましく、1〜10重量％であることが特に好ましい。上記範囲内であれば、良好な柔軟性や皮膚分泌物の吸収性能を保持しつつ、適度なゲル強度とゲル安定性をハイドロゲル層に付与することができる。親水性高分子の架橋を、親水性モノマーと多官能性モノマーとの共重合により行う場合には、親水性モノマーに対して多官能性モノマーを0.1〜1.0重量％で含めることが好ましく、特に好ましくは0.1〜0.5重量％である。上記範囲を超えると、架橋密度が高くなりすぎ、ハイドロゲル層の柔軟性や皮膚分泌物の吸収性能が低下する恐れがあり、上記範囲を満たさないと、架橋密度が低くなりすぎ、ハイドロゲル層のゲル強度やゲル安定性が低下する恐れがある。
【００３１】
本実施形態に係る皮膚粘着材に含まれるハイドロゲル層は、水及び多価アルコールを含有する。ハイドロゲル層に多価アルコールを含有することにより、ハイドロゲル層の粘着性能及び皮膚分泌物の吸収性能を高めることができる。多価アルコールは、分子内に水素基を2個以上有するアルコールであり、例えば、糖アルコール、糖類、及び、グリコール類等が挙げられるが、これらに限定するものではない。ここで、糖アルコールは、アルドースやケトースのカルボニル基を還元して得られるポリヒドロキシアルカン、及び、ポリヒドロキシシクロアルカンである。具体的には、グリセロール（グリセリン）、エリトリトール、トレイトール、アラビニトール、キシリトール、リビトール、ガラクチトール、ソルビトール、マンニトール、及び、イノシトール等を挙げることができるが、これらに限定するものではない。糖類は、単糖を構成成分とし、アルデヒド基を持つ糖であるアルドースとケトン基を持つ糖であるケトースに分類される。具体的には、グリセルアルデヒド、エリトロース、トレオース、アラビノース、キシロース、リボース、ガラクトース、ソルボース、マンノース等の単糖類、トレハロース、フルクトース、スクロース及びラクトース等の二糖類等の多糖類を挙げることができるが、これらに限定するものではない。グリコール類は、脂肪族二価アルコールである。具体的には、エチレングリコール、プロレングリコール、ジエチレングリコール等を挙げることができるが、これらに限定するものではない。多価アルコールは、1種類を単独で、又は、2種類以上を混合して含んでいてもよい。好ましくは、多価アルコールとしては、安価で取り扱いが容易なグリセロールを用いることができる。
【００３２】
水及び多価アルコールの液体成分は、ハイドロゲル層の総重量に対して、80〜99重量％であることが好ましく、90〜95重量％であることが特に好ましい。上記範囲内であれば、良好な柔軟性や吸収性能を保持しつつ、適度なゲル強度とゲル安定性をハイドロゲル層に付与することができる。多価アルコールは、ハイドロゲル層の総重量に対して、10〜80重量％であることが好ましく、50〜80重量％であることが特に好ましい。上記範囲内であれば、ハイドロゲル層に適度な粘着力を付与することができる。
【００３３】
本実施形態に係る皮膚粘着材に含まれるハイドロゲル層には、更に、防腐剤や抗酸化剤、安定剤、分散剤、緩衝成分等の添加剤、並びに、各種薬効成分や各種化粧料成分（例えば、化粧水、アロマオイル、香水等）等を必要に応じて含んでいてもよい。
【００３４】
本実施形態に係る皮膚粘着材に含まれるハイドロゲル層の形状は、特に制限されるものではないが、板状、立方体状、柱状、棒状、繊維状、球状、粒状、塊状等に適宜設定することができ、好ましくは薄板状のシート状に形成される。また、皮膚表面との接触面についても、正方形、長方形、円形、略楕円形状等と適宜設定することができる。
【００３５】
本実施形態に係る皮膚粘着材に含まれるハイドロゲル層の大きさについても、特に制限されるものでなく、皮膚分泌物の採取対象とする皮膚表面等に応じて適宜設定することができる。例えば、皮膚粘着材をシート状に形成する場合には、皮膚表面との接触面の面積を1〜200 cm2とし、厚さを0.1〜1.0 mmとすることができるが、かかる大きさに限定するものではない。また、ハイドロゲル層の単位面積当たりの重量は、好ましくは0.01〜1.0g/cm２、特に好ましくは0.05〜0.3 g/cm２とすることができるが、限定するものではなく、親水性高分子の種類等に応じて適宜変更することができる。
【００３６】
本実施形態に係る皮膚粘着材に含まれるハイドロゲル層は、当該技術分野で公知の方法により作製することができる。例えば、親水性モノマー、多官能性モノマー、水、多価アルコール、及び、適当な重合開始剤、及び、必要に応じて添加される添加剤等を混合した重合用組成物の重合・架橋反応によりハイドロゲル層を得ることができる。重合開始剤としては特に限定されないが、例えば、2,2’-アゾビスイソブチルニトリル、1,1’-アゾビス（シクロヘキサン-1-カルボニトリル）等のアゾ化合物、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウリル、過酸化tert-ブチル等の有機過酸化物、過酸化水素−第１鉄イオン等のレドックス開始剤等を挙げることができる。重合反応は、重合開始剤及びモノマーの種類等に応じて、ラジカル重合やアニオン重合、カチオン重合によって行うことができる。限定するものではないが、例えば、上記した重合用組成物を、撹拌下、0℃以上80℃以下の温度にて1時間以上30時間以下で加熱することにより行うことができる。また、天然高分子を利用する場合には、天然高分子の種類に応じたゲル化方法によりゲル化させ、このとき必要に応じて多官能性試薬により架橋反応を行うことによってもハイドロゲル層を得ることができる。
【００３７】
本実施形態に係る皮膚粘着材には、使用時に剥離可能な剥離ライナーがハイドロゲル層の表面に設けられていてもよい。これにより、使用時まで皮膚粘着材に異物等が付着し粘着性能が低下することを防止できる。使用時には、剥離ライナーはハイドロゲル層表面との間で剥離することができる。
【００３８】
本実施形態に係る皮膚粘着材は、皮膚表面に粘着し、皮膚から分泌される皮膚分泌物を採取する。ここで、皮膚は、動物の体表面を覆う構造であり、表層に存在する表皮と結合組織性の真皮を含んで構成され、表皮が変形した毛、爪、汗腺、脂腺等の付属器を含むものである。本実施形態に係る皮膚粘着材における皮膚は、皮膚分泌物を分泌することができる動物の皮膚であり、特には、汗、皮膚ガス、皮脂等の皮膚分泌物を分泌することができる動物の皮膚である。ここで、汗は汗腺から分泌される。皮膚ガスは、血液中の揮発性成分が直接皮膚から放出する血液由来のもの、汗腺や脂腺等の皮膚腺から放出される皮膚腺由来のもの、及び、皮膚腺から分泌された汗や皮脂成分が皮膚常在菌等の作用により酸化・分解され揮発性成分が放出される皮膚表面反応由来のものがある。皮脂は、脂腺から分泌される。したがって、本実施形態に係る皮膚粘着材の対象となる皮膚は、好ましくは、汗腺や脂腺等の皮膚腺を有するものや、表皮付近に血管が分布するものである。更に、イヌ科やネコ科、クマ科等の動物の四肢の裏側に存在し、汗腺を有する肉球等も含む。したがって、動物は、ヒトやウマ科、一部の齧歯類に属する動物のように汗腺が発達した動物の他、イヌ科やネコ科、クマ科等の種々の動物に適用することができる。
【００３９】
本実施形態に係る皮膚粘着材に含まれるハイドロゲル層は多価アルコールを含むことから皮膚表面への良好な粘着性能を有する。つまり、本実施形態に係る皮膚粘着材は、皮膚表面へ直接的に密着し、安静時のみならず、低強度〜高強度運動時の動作等にも耐え得る粘着力を有する。一方、使用後の剥離に際しては痛みや皮膚表面へのハイドロゲル層断片の残留等を伴うことなくスムーズに行うことができる粘着力を有する。また、ハイドロゲル層は、生体適合性が高いことから、皮膚への適用において、毒性や刺激、アレルギー反応等の悪影響を抑制することができる。
【００４０】
本実施形態に係る皮膚粘着材は、皮膚表面、即ち、生体の外表面のあらゆる任意部位に粘着することができる。つまり、本実施形態に係る皮膚粘着材に含まれるハイドロゲル層は、多量の水分を含むことにより柔軟性を有する。したがって、本実施形態に係る皮膚粘着材は、屈曲部等の複雑な動作を行う部位を含めた皮膚表面のあらゆる任意部位に適用することができ、皮膚表面の複雑な動作にも剥離することなく追随することができる。例えば、額、耳朶等の頭部、前腕及び掌、指先等の腕部、大腿及び下腿、足裏等の脚部、頸部、胸部及び腹部等の胴体部等が挙げられるが、これらに限定するものでない。また、本実施形態に係る皮膚粘着材は、金属成分等を含まないことからも、あらゆる任意部位の皮膚表面に安全に適用することができる。
【００４１】
更に、本実施形態に係る皮膚粘着材はハイドロゲル層の皮膚表面との粘着領域の面積を制御して形成することにより、皮膚表面における皮膚分泌物の採取部位の面積を任意に設定することができる。
【００４２】
本実施形態に係る皮膚粘着材は、皮膚から分泌される汗、皮膚ガス、皮脂等の皮膚分泌物を吸収することができる。つまり、本実施形態に係る皮膚粘着材に含まれるハイドロゲル層は、高い吸収性能を有し、その三次元構造体内に皮膚分泌物を吸収し膨潤する。上記したように本実施形態に係る皮膚粘着材は、皮膚表面のあらゆる任意部位において任意面積の皮膚表面に密着するものであることから、皮膚表面のあらゆる任意部位において任意面積の皮膚表面からの皮膚分泌物を漏らさず吸収することができる。したがって、安静時や短時間に分泌される極微量の汗等の皮膚分泌物をも採取することが可能である。例えば、汗であれば0.1 mg〜20 mg／cm2／分を採取することができる。
【００４３】
以上説明した通り、本実施形態に係る皮膚粘着材は、非侵襲的、かつ、非観血的、安全に皮膚から分泌される皮膚分泌物を採取することができる。当該皮膚粘着材は、皮膚表面のあらゆる任意部位において任意面積の皮膚表面からの皮膚分泌物を漏らさず吸収することができ、極微量の皮膚分泌物の採取にも適している。
【００４４】
また、本実施形態に係る皮膚粘着材は、採取した皮膚分泌物中に含まれる生体成分の測定のためのものとできる。ここで、生体成分は、汗や皮膚ガス、皮脂等の皮膚分泌物中に含まれる生体由来の成分である限り、特に制限はない。例えば、水分、ブドウ糖（グルコース）等の糖類、乳酸等の糖類の分解物及びその塩、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、リン、イオウ、鉄、亜鉛、銅、クロム等の無機塩類、アミノ酸、アンモニア（液体）、尿素、尿酸、クレアチニン等の窒素含有物、ビタミンＣやビタミンＤ等のビタミン類、ホルモン類、アセトン、アセトアルデヒド、アンモニア（気体）、メタン、エタン、水素、酢酸、ジアセチル等の気体成分等を挙げることができるが、これらに限定するものではない。更に、生体が摂取した薬剤及び当該薬剤の代謝産物等や、労働環境や生活環境から摂取されるトルエンやベンゼン等の化学物質及び当該化学物質の代謝産物についても、汗や皮膚ガス、皮脂等の皮膚分泌物に含まれて排出される限り、生体成分として含めるものとする。生体成分としては、糖尿病等の診断や管理等の指標となるブドウ糖、及び、筋肉疲労や血液循環の不全等の身体的ストレスの指標となる乳酸であることが好ましい。
【００４５】
皮膚分泌物中に含まれる生体成分の測定は、糖尿病等の疾患の診断や管理、体重管理、筋肉疲労や血液循環の不全等の身体的ストレス、及び、精神的ストレス等の指標とすることができる。また、環境中の化学物質や薬剤の代謝等の生体内動態や薬剤管理等についての情報をも提供することができる。このように、皮膚分泌物中に含まれる生体成分の測定は、有用な生体情報を提供できる。
【００４６】
以上説明した通り、本実施形態に係る皮膚粘着材は、皮膚から分泌される汗や皮膚ガス等の皮膚分泌物中に含まれる生体成分を非侵襲的、かつ、非観血的、安全に測定するために利用することができる。また、本実施形態に係る皮膚粘着材は、皮膚表面のあらゆる任意部位において任意面積の皮膚表面からの皮膚分泌物を漏らさず吸収できることから、皮膚分泌物中に含まれる生体成分を測定することにより、信頼性の高い生体情報を得ることができる。
【００４７】
（皮膚分泌物の採取方法）
本実施形態に係る皮膚分泌物の採取方法は、上記した本実施形態に係る皮膚粘着材を皮膚表面に粘着させて、当該皮膚粘着材に含まれるハイドロゲル層内に皮膚分泌物を吸収することにより皮膚分泌物を採取する工程を有するものである。したがって、本実施形態に係る皮膚分泌物の採取方法は、皮膚から分泌される皮膚分泌物を非侵襲的、かつ、非観血的、安全に採取するものである。
【００４８】
皮膚表面への粘着は、本実施形態に係る皮膚粘着材自体が粘着性能を有することから、皮膚表面と軽く接触させ、必要に応じて軽く押圧することにより皮膚表面に密着させて貼り付けることができる。上記したように本実施形態に係る皮膚粘着材は柔軟性を有し、皮膚表面のあらゆる任意部位において任意面積の皮膚表面に密着するものであることから、皮膚表面のあらゆる任意部位において任意面積の皮膚表面からの皮膚分泌物を漏らさず吸収することができる。したがって、安静時や短時間に分泌される極微量の汗等の皮膚分泌物をも採取することが可能である。
【００４９】
本実施形態に皮膚粘着物の採取方法における皮膚粘着材の皮膚表面への粘着時間は、特に制限するものではないが、皮膚分泌物の採取対象となる皮膚の部位や、被験者の運動状態、気温や湿度等の外部環境等に応じて適宜設定することができる。好ましくは、1〜15分間、特に好ましくは5分以下、例えば1〜5分程度とすることができる。
【００５０】
本実施形態に係る皮膚分泌物の採取方法は、皮膚から分泌される皮膚分泌物を局所的に採取できるものである。加えて、本実施形態に係る皮膚粘着材を、順次貼り替えることや、位置をずらして新しい当該皮膚粘着材を貼り付けることにより、連続的に皮膚粘着物を採取することができる。したがって、本実施形態に係る皮膚分泌物の採取方法によれば、局所連続的な皮膚分泌物の採取を行うことができ、運動前後等の経時的な皮膚分泌物の採取や測定等に利用することができる。
【００５１】
以上説明した通り、本実施形態に係る皮膚分泌物の採取方法は、非侵襲的、かつ、非観血的、安全に皮膚から分泌される汗や皮膚ガス等の皮膚分泌物を採取することができる。当該皮膚分泌物の採取方法は、本実施形態に係る皮膚粘着材を用いることにより皮膚表面のあらゆる任意部位において任意面積の皮膚表面からの皮膚分泌物を漏らさず吸収することができ、極微量の皮膚分泌物の採取にも適している。更に、当該皮膚分泌物の採取方法は、局所連続的な皮膚分泌物の採取を行うことができる。
【００５２】
（生体成分の測定方法）
本実施形態に係る生体成分の測定方法は、（ｉ）上記した本実施形態に係る皮膚粘着材を皮膚表面に粘着させて、当該皮膚粘着材に含まれるハイドロゲル層内に皮膚分泌物を吸収することにより前記皮膚分泌物を採取する工程と、（ｉｉ）  前記皮膚表面から剥離した前記皮膚粘着材の前記ハイドロゲル層内に吸収された前記皮膚分泌物中に含まれる生体成分を溶出し、溶出された前記生体成分を測定する工程、とを有するものである。したがって、本実施形態に係る生体成分の測定方法は、皮膚から分泌される皮膚分泌物中に含まれる生体成分を非侵襲的、かつ、非観血的、安全に測定するものである。
【００５３】
ここで、本実施形態に係る生体成分の測定方法の測定対象となる生体成分は、（皮膚粘着材）の項で説明した通りであり、好ましくは、糖尿病等の診断や管理等の指標となるブドウ糖、及び、筋肉疲労や血液循環の不全等の身体的ストレスの指標となる乳酸である。
【００５４】
本実施形態に係る生体成分の測定方法における（ｉ）の工程は、上記した皮膚分泌物の採取方法で説明した通りである。
【００５５】
本実施形態に係る生体成分の測定方法における（ｉｉ）の工程において、ハイドロゲル層内に吸収された皮膚分泌物の溶出は、当該技術分野で公知の方法により行うことができる。本実施形態に係る皮膚粘着材は皮膚から簡単に剥離することができ、例えば、剥離した皮膚分泌物を吸収した皮膚粘着材のハイドロル層を適当な溶媒中に浸漬させ、必要に応じて、撹拌や振とう、超音波処理等を行うことにより、皮膚分泌物をハイドロゲル層から溶出することができる。ハイドロゲル層は、溶出に先立って予め破断されていてもよい。
【００５６】
本実施形態に係る生体成分の測定方法で用いられる上記した本実施形態に係る皮膚粘着材は、親水性高分子及び水、多価アルコールを含むハイドロゲル層から構成される。したがって、ハイドロゲル層に含まれる成分は何れも親水性成分であり、特に、皮膚表面の粘着及び皮膚分泌物の吸収等に関与する多価アルコールは親水性成分であることから、容易に皮膚分泌物中に含まれる生体成分を溶出させることができる。
【００５７】
溶出に際して用いる適当な溶媒としては、水、生理食塩水、緩衝液、水混和性有機溶剤、水非混和性有機溶剤、及び、これらの混合溶剤等を使用することができ、測定対象となる生体成分の種類に応じて適宜変更することができる。緩衝液は、特に制限はなく、例えば、リン酸緩衝液、酢酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、Tris塩酸緩衝液、クエン酸緩衝液等が挙げることができるが、これらに限定するものではない。水混和性有機溶剤としては、例えば、メタノール、プロパノール、イソプロパノール、アセトン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができるが、これらに限定するものではない。非水混和性有機溶剤としては、ジクロロメタン、クロロホルム、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、酢酸エチル等を挙げることができるが、これらに限定するものではない。
【００５８】
溶出に際して、溶出液と本実施形態に係る皮膚粘着材断片とを分離する等のために遠心分離や濾過等の固液分離処理や、塩類を除去する等のために透析処理、生体成分を標識するための標識化処理等を行ってもよい。
【００５９】
溶出液中の生体成分の測定は、吸光度測定、高速液体クロマトグラフィー（HPLC）、液体クロマトグラフィー質量測定（LC/MS）等の液体クロマトグラフィー（LC）、ガスクロマトグラフィー質量測定（GC/MS）等のガスクロマトグラフィー（GC）、イオンクロマトグラフィー（IC）、センサー等によって行うことができ、測定対象となる生体成分の種類や測定目的等に応じて適宜選択することができる。
【００６０】
このとき、あらかじめ目的濃度範囲内における標準濃度の測定対象の生体成分溶液により標準曲線を作成することにより、得られた測定値に基づいて生体成分の濃度を求めることができる。
【００６１】
本実施形態に係る生体成分の測定方法は、皮膚から分泌される皮膚分泌物を局所的に採取し、それを測定するものである。加えて、本実施形態に係る皮膚粘着材を、順次貼り替えることや、新しい当該皮膚粘着材を貼り付けることにより、連続的に皮膚粘着物を採取し、それを測定することができる。したがって、本実施形態に係る生体成分の測定方法は、局所連続的に皮膚分泌物由来の生体成分の測定を行うことができ、運動前後等の経時的な皮膚分泌物由来の生体成分の測定等に利用することができる。
【００６２】
以上説明した通り、本実施形態に係る生体成分の測定方法は、皮膚から分泌される汗や皮膚ガス等の皮膚分泌物中に含まれる生体成分を非侵襲的、かつ、非観血的、安全に測定するために利用することができる。また、当該生体成分の測定方法は、本実施形態に係る皮膚粘着材を用いることで皮膚表面のあらゆる任意部位において任意面積の皮膚表面からの皮膚分泌物を漏らさず吸収できることから、吸収された皮膚分泌物中に含まれる生体成分を測定することにより、信頼性の高い生体情報を得ることができる。更に、当該生体成分の測定方法は、局所連続的な皮膚分泌物中の生体成分の測定を行うことができる。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００６４】
＜参考例＞従来技術
皮膚から分泌される皮膚分泌物を採取する従来技術
上記〔背景技術〕の項で説明した通り、汗等の皮膚分泌物を採取する従来技術として、指先を極少量の液体（1％エタノール液等）に接触させて汗成分を溶け込ませて採取する技術や、皮膚にパラフィルムや汗吸収シート等を貼り付けて30分間以上の所定時間内に貯留する汗を採取する技術等が報告されている。しかしながら、従来技術では、安静時のように極微量の汗（2 mg/cm2/10分間以下程度）を採取することが困難であり、また、運動時においても数分おきに連続的に汗を採取することが困難であることが予想される。下記表１に汗の発汗量に関する学術情報を要約する。ただし、発汗量は、個人差があり、更に気温や湿度等の測定条件、被験者の性別等の被検者の特性や体質、運動強度等により変動することから、下記発汗量はおおよその目安を示すものである。
【００６５】
【表１】
2019124667.tif 000003
＊参考文献一覧
参考文献１：Amano T他著、“Maximum rate of sweat ions reabsorption during exercise with regional differences, sex, and exercise training”European Journal of Applied Physiology (2017) 117:1317-1327
参考文献２：Taylor NA他著、“Regional variations in transepidermal water loss, eccrine sweat gland density, sweat secretion rates and electrolyte composition in resting and exercising humans”Extreme Physiology & Medicine 2013, 2:4
参考文献３：Patterson MJ他著、“Variations in regional sweat composition in normal human males”Experimental Physiology (2000) 85(6):869-875.
参考文献４：鶴岡典子他著、「小型発汗計の開発とストレス負荷及び温熱負荷時の発汗計測」、生体医工学、54巻(2016)、第5号、p. 207-217
参考文献５：藤本智子他著、「原発性局所多汗症診療ガイドライン2015年改訂版」、日本皮膚科学会雑誌、125巻(2015)、7号、p.1379-1400
【００６６】
＜実施例１＞皮膚粘着材の調製
本実施例では、本発明の皮膚粘着材の調製例を例示的に示す。
【００６７】
（Ｉ）皮膚粘着材（調製品）
ここで調製した皮膚粘着材（皮膚接触面積1.0 cm2又は1.5 cm2、厚み1.0 mm）は、重量0.13 mg/cm2で、1×リン酸緩衝生理食塩水の吸収量は0.07 mg/cm2（吸収前の重量が0.13 mg/cm2、吸収後の重量が0.21 mg/cm2）であった。皮膚粘着材は、アクリルアミド溶液（30％：アクリルアミド 29.2gとN,N'-メチレンビスアクリルアミド 0.8g を純水100mlに溶解）5.0mlと、グリセロール溶液（80重量／体積％：純水に溶解）9.7mlを混合し、重合開始剤である10%過硫酸アンモニウムの0.15mlと、テトラメチルエチレンジアミンの0.006mlを添加して、重合化することにより調製した。
【００６８】
（ＩＩ）皮膚粘着材（市販品）
上記（Ｉ）の皮膚粘着材と同等の機能を有する市販品を利用することができる。例えば、テクノゲルCR-H（積水化成品工業（株）、皮膚接触面積1.0 cm2又は1.5 cm2、厚み0.6 mm）を挙げることができる。かかる市販の皮膚粘着材は、重量70 mg/cm2で、1×リン酸緩衝生理食塩水の吸収量は200 mg/cm2（吸収前の重量が70 mg/cm2、吸収後の重量が270 mg/cm2）であった。このようなゲルは、例えば、ジメチルアクリルアミド20質量％と、メチレンビスアクリルアミド0.046質量％と、ポリグリセリン65.9質量％と、水13.254質量％と、アクリル酸とメタクリル酸との共重合体0.5質量％と、光重合開始剤0.3質量％とを含有する重合用組成物を光照射により重合・架橋することにより調製することができる。
【００６９】
本発明の皮膚粘着材は、ハイドロゲル層を含み、当該ハイドロゲル層を皮膚に粘着させて、汗や皮膚ガス等の皮膚分泌物をハイドロゲル層内に吸収させることにより、皮膚分泌物を採取することができる（図１を参照のこと）。本発明の皮膚粘着材は皮膚密着性が高いことから、当該皮膚粘着材により被覆された皮膚から分泌される汗等の皮膚分泌物を漏らすことなく採取できる。更に、本発明の皮膚粘着材に含まれるハイドロゲル層は水分を多量に含む柔軟な素材であることから、生体の様々な部位に粘着でき汗等の皮膚分泌物を採取することができる。また、採取の対象となる皮膚表面の領域をハイドロゲル層の大きさにより制御することができる。本発明の皮膚粘着材は、皮膚から簡単に剥離して回収することが可能であり、新しい皮膚粘着剤を貼り替えること等により連続的に皮膚分泌物を採取することができる。以下の実施例では、本発明の皮膚粘着材の物性を詳細に検証する。
【００７０】
＜実施例２＞皮膚粘着材の吸収性能及び生体成分の回収性能の検証
本実施例では、水分の吸収性能及び生体成分の回収性能について、本発明の皮膚粘着材について検証した。本実施例では、皮膚粘着材として実施例１で調製したものについて検証した。ここでは、生体成分として乳酸を対象とした。
【００７１】
１．水分吸収量
（方法）
実施例１にて調製した本発明の皮膚粘着材について、更に水分の吸収性能の検証を行った。詳細には、上記実施例１で調製した（Ｉ）の皮膚粘着材（n=3）を模擬汗（5 mM L-乳酸を含むリン酸緩衝生理食塩水（1×濃度、P5493（SIGMA）））に10分間浸漬した。このとき、各皮膚粘着材の模擬汗との接触面積は1.5 cm2（1.0 cm×1.5 cm）であり、その重量は0.20 g、0.21 g、0.20 gであった。続いて、各皮膚粘着材の水分を除き、テストチューブに入れ、各皮膚粘着材により吸収された模擬汗の吸収量（mg）を測定した。
【００７２】
（結果）
結果を、下記表２に要約する。その結果、皮膚粘着材は、99〜111 mg（66〜74 mg/cm2）程度の模擬汗を吸収し、模擬汗を効率よく吸収できることが確認された。このように、ハイドロゲル層を利用する本発明の皮膚吸収材は、汗の採取及び汗中に含まれる生体成分の回収に適した部材であることが理解できる。
【００７３】
【表２】
2019124667.tif 000004
【００７４】
２．乳酸回収量
（方法）
上記１に続いて、本発明の皮膚粘着材の乳酸回収量の検証を、上記１にて模擬汗を採取した本発明の皮膚粘着材について、当該皮膚粘着材により採取された模擬汗中に含まれる乳酸の濃度を測定することにより行った。詳細には、上記１の各テストチューブに、500μLのリン酸緩衝生理食塩水（1×濃度、P5493（SIGMA））を入れて各皮膚粘着材を浸し乳酸を溶出し、各溶出溶液の乳酸濃度を乳酸センサーであるラクテート・プロ（商標）２（アークレイ）で測定した。更に、得られた測定値を、皮膚粘着材に吸収された際の濃度に換算した。また、皮膚粘着材と接触させた乳酸溶液そのもの(皮膚粘着材との接触前)についても、同様にして乳酸濃度を測定した。
【００７５】
（結果）
結果を下記表３に要約する。その結果、皮膚粘着材は、良好な乳酸回収率を示すことが確認された。ハイドロゲル層を利用する本発明の皮膚吸収材は、汗中に含まれる乳酸等の生体成分の回収に適した部材であることが理解できる。なお、接触前の模擬汗中の乳酸濃度が、乳酸センサーでの測定値（9.4 mM）が調製値（100 mM）の約2倍の値を示しているが、使用した乳酸センサーの仕様によるものである。
【００７６】
【表３】
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＜実施例３＞皮膚粘着材の吸収性能及び生体成分の回収性能の検証−２
本実施例では、実施例２にて優れた水分の吸収性能及び生体成分の回収性能が確認された本発明の皮膚粘着材について、他の吸収材との比較により検証した。本実施例では、皮膚粘着材として実施例１で調製したものと同等の機能を有すると考えられる市販品について検証した。ここでは、生体成分として実施例２と同様に乳酸を対象とした。
【００７７】
（材料・方法）
本実施例で検討した部材は、以下の通りである。
（ＩＩ）皮膚粘着材（上記実施例１の（ＩＩ）のテクノゲル  CR-H（市販品））
（ＩＩＩ）ハイドロコロイド絆創膏（ハイドロコロイド絆創膏（東洋化学（株）））
（ＩＶ）シリコーンテープ（シリコーンテープ不織布192775EP-0（スリーエムジャパン（株）））
（Ｖ）濾紙（濾紙3φ110、1003-110（ワットマン））
【００７８】
上記（Ｉ）〜（Ｖ）の各部材を、実施例２と同様に、乳酸溶液（5 mM L-乳酸、リン酸緩衝生理食塩水（1×濃度、P5493(SIGMA)）：模擬汗）で湿らせた濾紙上に10分間静置した。このとき、各部材の乳酸溶液との接触面積は1 cm2（1 cm×1 cm）であった。続いて、各部材表面の水分を除き、テストチューブに入れ、各部材により吸収された乳酸溶液の吸収量（mg）を測定した。
【００７９】
更に、各テストチューブに、320μLのリン酸緩衝生理食塩水（1×濃度、P5493（SIGMA））を入れて各部材を浸し乳酸を溶出し、各溶出溶液の乳酸濃度を乳酸センサーであるラクテート・プロ（商標）２（アークレイ）で測定した。また、各部材と接触させた乳酸溶液そのもの(各部材との接触前)についても、同様にして乳酸濃度を測定した。
【００８０】
（結果）
結果を、下記表４に要約する。その結果、皮膚粘着材（ＩＩ）の吸収量が最も高く、濾紙（Ｖ）の2倍の吸収量であった。一方、ハイドロコロイド絆創膏（ＩＩＩ）やシリコーンテープ（ＩＶ）は吸収材として適さないことが判明した。一般的に、濾紙等の吸収材では、汗の吸収限界は20 mg/cm2程度とされているが、ハイドロゲル層を含む皮膚粘着材（ＩＩ）によれば、従来の吸収限界の約3倍の水分を吸収でき、長時間の汗の採取も可能であることが理解できる。また、乳酸回収率の点でも、皮膚吸収材（ＩＩ）は良好な結果が得られた。これらの結果から、ハイドロゲル層を利用する本発明の皮膚吸収材は、汗の採取及び汗中に含まれる生体成分の回収に適した部材であることが理解できる。一方で、ハイドロゲルと同様に親水性高分子を利用するハイドロコロイド絆創膏（ＩＩＩ）は、汗の採取及び汗中に含まれる生体成分の回収の何れにも適さないことが判明した。ハイドロコロイド絆創膏は、接着成分に疎水性ポリマーを、吸収成分に親水性高分子を含んで構成されることから、吸収効率が悪く、また、吸収された成分は疎水性高分子によって遮蔽されて溶出し難くなることによるものと考えられる。
【００８１】
【表４】
2019124667.tif 000006
【００８２】
＜実施例４＞皮膚粘着材の汗の吸収性能の検証
本実施例では、実施例２において、優れた水分の吸収性能を有することが判明した本発明の皮膚粘着材（市販品）を、実際に皮膚表面に粘着させて汗の吸収性能を検証した。
【００８３】
（方法）
本発明の皮膚粘着材を被験者の皮膚表面に貼り付け、トレッドミル（WELL ROAD 200E、竹井機器工業株式会社）を使用してランニング運動時に分泌される汗の採取を行った。具体的には、図２に示す通り、指先の部位、左手中指先（１）、左手薬指先（２）、右手薬指先（３）、右手中指先（４）に、上記実施例１の（ＩＩ）の皮膚粘着材（テクノゲル  CR-H、8 mm×8 mm）を貼り付けて、低強度運動（運動負荷：9.0 km/時で10分間のランニング、心拍数120拍/分程度）直後の１０分間に、皮膚粘着材による汗の吸収量を測定した。
【００８４】
（結果）
結果を図３に示す。その結果、左手中指先（１）、左手薬指先（２）、右手薬指先（３）、右手中指先（４）から、其々、1.8 mg、1.7 mg、3.4 mg、2.6 mgの汗の吸収が認められた。得られた吸収量の単位をmg/cm2/10分間に換算すると、2.8 mg/cm2/10分間、2.7 mg/cm2/10分間、5.3 mg/cm2/10分間、4.1 mg/cm2/10分間となった。かかる吸収量は、上記参考例で示した学術情報の数値（4〜23 mg/cm2/10分間）とオーダーで合致していることから、本発明の皮膚粘着材により指先などの皮膚から分泌する汗を再現性高く採取できることが理解できる。なお、左右の手で汗の量に差が認められるが、かかる差は利き手（被験者は右利き）との関連性の可能性がある。
【００８５】
＜実施例５＞皮膚粘着材により採取された汗中に含まれる生体成分の測定の検証
本実施例では、実施例４において、優れた汗の吸収性能を有することが判明した本発明の皮膚粘着材について、当該皮膚粘着材により採取された汗中に含まれる生体成分の測定を検証した。ここでは、生体成分として乳酸を対象とした。
【００８６】
（方法）
実施例４において、汗を採取した本発明の皮膚粘着材について、皮膚粘着材により採取された汗中に含まれる乳酸の濃度を測定した。乳酸濃度の測定は、実施例２で使用したラクテート・プロ（商標）２を用いて行った。具体的には、実施例４において指先の４カ所の汗を吸収した皮膚粘着材を、200μLのリン酸緩衝生理食塩水（1×濃度、P5493（SIGMA））浸漬して撹拌しながら１時間放置し生体成分を溶出させた。続いて、その溶出溶液をラクテート・プロ（商標）２のセンサー上に滴下して計測した。
【００８７】
（結果）
結果を図４に示す。その結果、左手中指先（１）、左手薬指先（２）、右手薬指先（３）、右手中指先（４）に貼り付けた皮膚粘着材から、其々、1.2 mM、2.0 mM、2.4 mM、1.6 mMの乳酸を検出した。これらの結果から、本発明の皮膚粘着材により汗を採取でき、かかる採取された汗中に含まれる生体成分である乳酸を、当該皮膚粘着材から溶出させて、その濃度を測定することができることが理解できる。したがって、本発明の皮膚粘着材は、汗等の皮膚分泌物中に含まれる生体成分の測定に好適に利用できることが判明した。
【００８８】
＜実施例６＞皮膚粘着材の汗の連続吸収性能の検証
本実施例では、実施例４において、優れた汗の吸収性能を有することが判明した本発明の皮膚粘着材について、汗の連続吸収性能を検証した。
【００８９】
（方法）
本発明の皮膚粘着材を被験者の皮膚表面に貼り付け、実施例４と同様にトレッドミルを使用してランニング運動し、運動時に分泌される汗の連続採取を行った。具体的には、指先の左手中指先に、上記実施例１の（ＩＩ）の皮膚粘着材（テクノゲル  CR-H、8 mm×8 mm）を貼り付けて、運動前の安静時の10分間、低強度運動（運動負荷：9.0 km/時でランニング、心拍数120拍/分程度）時の10分間、かかる低強度運動直後の10分間、高強度運動（運動負荷：13.5 km/時でランニング、心拍数160拍/分程度）時の10分間、かかる高強度運動直後の10分間の汗を採取して、皮膚粘着材による汗の吸収量を測定した。
【００９０】
（結果）
結果を図５に示す。その結果、運動前の安静時、低強度運動時、低強度運動直後、高強度運動時、高強度運動直後に、其々、2.5mg, 9.0mg, 1.8mg, 10.7mg, 4.1mgの汗の吸収が認められた。かかる結果より、本発明の皮膚粘着材を用いることで運動前から運動時と運動後に分泌する汗を連続的に採取できることが理解できる。したがって、本発明の皮膚粘着材は、経時的な汗等の皮膚分泌物の採取に好適にも利用できることが判明した。
【００９１】
＜実施例７＞皮膚粘着材により採取された汗中に含まれる生体成分の連続測定の検証
本実施例では、実施例６において、汗の連続的採取が可能であることを確認した本発明の皮膚粘着材について、当該皮膚粘着材により採取された汗中に含まれる生体成分の連続測定を検証した。ここでは、生体成分として乳酸を対象とした。
【００９２】
（方法）
実施例６において、汗を採取した本発明の皮膚粘着材について、採取した汗中に含まれる乳酸濃度を測定した。乳酸濃度の測定は、実施例２で使用したラクテート・プロ（商標）２を用いて行った。具体的には、実施例６において、運動前の安静時、低強度運動時、低強度運動直後、高強度運動時、高強度運動直後に汗を吸収した皮膚粘着材を、200μLのリン酸緩衝生理食塩水（1×濃度、P5493（SIGMA））浸漬して撹拌しながら１時間放置し生体成分を溶出させた。続いて、その溶出溶液をラクテート・プロ（商標）２のセンサー上に滴下して計測した。
【００９３】
（結果）
結果を図６に示す。かかる結果から、運動前の安静時、低強度運動時、その運動直後、高強度運動時、その運動直後の汗を採取した皮膚粘着材から、其々、1.6mM, 3.7mM, 2.0mM, 2.8mM, 1.3mMの乳酸を検出した。これらの結果から、運動時の汗中の乳酸濃度は、運動していない時の汗中乳酸濃度と比較して約2倍に上昇することが確認され、運動時の乳酸値の上昇をモニタリングすることができた。したがって、本発明の皮膚粘着材により汗を連続的に採取でき、かかる採取された汗中に含まれる生体成分である乳酸を、当該皮膚粘着材から溶出させて、その濃度を連続的に測定することができることが理解できる。したがって、本発明の皮膚粘着材は、汗等の皮膚分泌物中に含まれる生体成分の連続的測定にも好適に利用できることが判明した。
【００９４】
＜実施例８＞指先以外の部位からの汗の連続採取の検証
本実施例では、実施例６において指先からの分泌される汗を連続的に採取できることが確認された本発明の皮膚粘着材について、指先以外の部位の皮膚から分泌される汗への適応を検証した。
【００９５】
（方法）
本発明の皮膚粘着材を被験者の皮膚表面に貼り付け、実施例４と同様にトレッドミルを使用してランニング運動し、様々な運動負荷条件での運動時に体の様々な部位から分泌される汗の連続採取を行った。具体的には、頭部：額、腕部：前腕と掌、脚部：大腿と下腿の５か所に、上記実施例１の（ＩＩ）の皮膚粘着材（テクノゲル  CR-H、0.8 cm×0.8 cm）を貼り付けて、４種の運動負荷条件（0km/時、10km/時、12km/時、14km/時）のランニング４分間における皮膚粘着材による汗の吸収量を測定した。
【００９６】
（結果）
結果を表３及び図７に示す。表３は得られた数値データを要約する表であり、図７は係る数値をグラフで表したものである。かかる結果から、体の各部から分泌する汗の量は、運動負荷の強度に応じて上昇していることから、本発明の皮膚粘着材により全身から分泌する汗を再現性高く採取できることがわかる。また、額から分泌される汗量は、運動負荷に依存して最も顕著に上昇することと、掌から分泌される汗量は、運動負荷と必ずしも相関しないこと等が理解できる。したがって、本発明の皮膚粘着材は、汗等の皮膚分泌物の採取に好適であり、これにより、様々な生体情報を提供することができることが判明した。
【００９７】
【表５】
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【００９８】
＜実施例９＞皮膚粘着材により指先以外の部位から採取された汗中に含まれる生体成分の測定の検証
本実施例では、実施例８において、体の各部位より汗の採取が可能であることを確認した本発明の皮膚粘着材について、当該皮膚粘着材により採取された汗中に含まれる生体成分の測定を検証した。ここでは、生体成分として乳酸を対象とした。
【００９９】
本発明の皮膚粘着材を被験者の体の様々な部位の皮膚表面に貼り付け、実施例４と同様にトレッドミルを使用してランニング運動し、運動時に分泌される汗の採取を行い、採取された汗中に含まれる乳酸濃度を測定した。乳酸濃度の測定は、実施例２で使用したラクテート・プロ（商標）２を用いて行った。具体的には、頭部：額、腕部：前腕、脚部：大腿と下腿の４か所に、上記実施例１の（ＩＩ）の皮膚粘着材（テクノゲル  CR-H、1.0 cm×1.5 cm）を貼り付けて、４種の運動負荷条件（0km/時、10km/時、12km/時、14km/時）のランニング４分間における皮膚粘着材により汗を吸収し、汗を吸収した皮膚粘着材を、500 μlのリン酸緩衝生理食塩水（1×濃度、P5493（SIGMA））浸漬して撹拌しながら１時間放置し生体成分を溶出させた。続いて、その溶出溶液をラクテート・プロ（商標）２のセンサー上に滴下して計測した。
【０１００】
結果を図８に示す。図８は汗中の乳酸量と運動負荷強度の相関関係を検証したグラフである。かかる結果から、運動負荷に比例して汗中の乳酸量が多くなり、両者に相関関係が認められた。これにより、本発明の皮膚粘着材により汗を採取でき、かかる採取された汗中に含まれる生体成分である乳酸を当該皮膚粘着材から溶出させて、運動負荷との相関をもって再現良く測定することができることが理解できる。
【０１０１】
＜実施例１０＞皮膚粘着材により吸収された汗中の生体成分濃度の血中濃度との相関関係の検証
本実施例では、実施例４〜９において、体の様々な部位から分泌される汗を連続的に採取でき、かかる汗中に含まれる生体成分の測定をすることができることが確認された本発明の皮膚粘着材について、当該皮膚粘着材により吸収された汗中の生体成分濃度と、血中濃度との相関関係について検証した。ここでは、生体成分として、乳酸を対象とした。
【０１０２】
（方法）
本発明の皮膚粘着材を被験者の下腿の皮膚表面に貼り付け、実施例４と同様にトレッドミルを使用してランニング運動し、運動時に分泌される汗の採取を行い、採取された汗中に含まれる乳酸濃度を測定した。乳酸濃度の測定は、実施例２で使用したラクテート・プロ（商標）２を用いて行った。具体的には、下腿に、上記実施例１の（ＩＩ）の皮膚粘着材（テクノゲル  CR-H、1.0 cm×1.5 cm）を貼り付けて、４種の運動負荷条件（0km/時、10km/時、12km/時、14km/時）のランニング４分間における皮膚粘着材により汗を吸収し、汗を吸収した皮膚粘着材を、500μlのリン酸緩衝生理食塩水（1×濃度、P5493（SIGMA））浸漬して撹拌しながら１時間放置し生体成分を溶出させた。続いて、その溶出溶液をラクテート・プロ（商標）２のセンサー上に滴下して計測した。また、運動直後に、耳朶から採血し血中に含まれる乳酸濃度を計測した。
【０１０３】
結果を図９に示す。図９は汗中の乳酸量と血中の乳酸濃度の相関関係を検証したグラフである。ここでは図示しないが、実施例８で確認された通り運動負荷に比例して汗中の乳酸量が多くなった。そして、図９に示す通り、汗中の乳酸量に比例して血中の乳酸濃度が高くなり、両者に相関関係が認められた。これにより、本発明の皮膚粘着材により汗を採取でき、かかる採取された汗中に含まれる生体成分である乳酸を当該皮膚粘着材から溶出させて、血中乳酸濃度との相関をもって再現良く測定することができることが理解できる。したがって、本発明の皮膚粘着材は、汗等の皮膚分泌物の採取に好適であり、これにより、信頼性の高い様々な生体情報を提供することができることが判明した。つまり、本発明の皮膚粘着材は、皮膚から分泌される汗や皮膚ガス等の皮膚分泌物中に含まれる生体成分を、血中濃度との相関をもって、非侵襲的、かつ、非観血的、安全に測定するために利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、汗等の皮膚分泌物の採取、及び、当該皮膚分泌物中に含まれる生体成分の測定を必要とする技術分野、特には、医学や薬学、生理学等の幅広い分野に利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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