(57)【要約】【課題】皮膚下の真皮等に存在する線維芽細胞は、身体の支持組織（結合組織）における細胞外マトリクスを分泌する基本的細胞である。線維芽細胞の増殖・活性化を人工的に行うやり方には、比較的高電圧・高電界を印加してのやり方があった。このやり方は、安全性や皮膚の損傷を招く恐れがあった。本発明は、実験と治験による発見に基づくものであって、極めて安全性が高く、且つ線維芽細胞の増殖・活性化を容易に可能にする、電気的処置法及び電気装置を提供する。【解決手段】本発明は、実験と治験を重ねた結果、従来よりはるかに低い印加電界で線維芽細胞が生理活性化し自己増殖することを発見した。その結果、表皮下領域において０.００１〜０.３Ｖ／ｃｍの電界強度が、適合電界領域であることを確認した。これに基づく、その電界を印加しての線維芽細胞の増殖活性化方法及び装置を発明した。この電気装置としては、互いに電気親和力の異なる金属-半導体より成る電池を皮接具とする構成が、ある。【選択図】図１
2013252117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養性環境に在る線維芽細胞に、０.００１〜０.３Ｖ／ｃｍの強度の電界を持続的に付与することによって、当該電界付与の通電領域の線維芽細胞を、自己増殖させ、生理活性化させる線維芽細胞増殖・活性化方法。
【請求項２】
培養性環境に在る線維芽細胞を増殖・活性化させるための線維芽細胞増殖・活性化装置であって、
電源と、該電源に導線によってつながり、且つ、上記培養性環境内又はその近傍に裁置可能な第１、第２の電極と、を具え、上記電源は、培養性環境内で０.００１〜０.３Ｖ／ｃｍの電界を発生させるような容量とし、この通電領域の線維芽細胞を増殖させ、生理活性化させるための線維芽細胞増殖・活性化装置。
【請求項３】
培養性環境に在る線維芽細胞を増殖活性化させるための線維芽細胞増殖・活性化装置であって、金属層と、この金属層に導線によってつながり且つこの金属層と電気親和力を異にする半導体層と、接触面を持ち、この接触面にこの金属層と半導体層とが接触し、この接触面と反対側の面が培養性環境に在る皮膚面に皮接可能とする電解質層と、を具え、上記電子親和力を異にする金属層と半導体層とは、上記培養性環境に在る皮膚面内の表皮領域の線維芽細胞を増殖させ、生理活性化させるべく、その培養性環境内で０.００１〜０．３Ｖ／ｃｍの電界を発生させるような容量を持つものとする線維芽細胞増殖・活性化装置。
【請求項４】
上記金属層と半導体層とは、シート上に所定の間隔幅を持って短冊状に配置され、且つその短冊状の金属層と半導体層とに交叉するように上記電極が配置されて成るものとする請求項３記載の線維芽細胞増殖・活性化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線維芽細胞を自己増殖しかつ生理活性化させる方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
線維芽細胞は、身体の支持組織(結合組織)においてたんぱく質、多糖類、糖タンパクなどの細胞外マトリクスを分泌する基本的細胞である。皮下脂肪領域では線維芽細胞が脂肪細胞に変化し、また軟骨細胞にも変化する。血管内壁の細胞も線維芽細胞が作り出す。特に皮膚においては、真皮や皮下組織に分布し、真皮ではコラーゲン、ヒアルロン酸、エラスチン、プロテオグリカンなどのたんぱく質、ムコ多糖類、糖たんぱく質を分泌して繊維状結合組織を作り出し、表皮を支えている。
【０００３】
皮膚が外傷により破損すると、線維芽細胞は損傷部位に遊走し、活性化して破損箇所に細胞外マトリクスを生成供給する性質がある。これが皮膚の外傷自然治癒のプロセスであるが、線維芽細胞の遊走と生理活性化が電気的性質によるものであり、負極配向性を示すことに着目して、傷に通電することによって治癒を促進しようとする医療行為が、主に米国で行われている（非特許文献１）。非通電の場合に比べて通電治癒では傷が１．５〜２．５倍の速度で治癒していくという臨床報告もなされている（非特許文献２）。この様な傷の治療が実際に線維芽細胞の働きとどのように関係するのかを調べるために、皮膚線維芽細胞の印加電界依存性が  in vitro で測定された（非特許文献３）。多孔性フィルター上に播種した後培養したヒト皮膚の未分化線維芽細胞 をガラス容器内の培養液中に浸漬し電界を印加した実験結果を示す図６によれば、線維芽細胞の生理活性度は明らかな電界依存性を示し、また自己増殖（ＤＮＡ増殖）についてもほぼ同様の電界依存性が示された。
【０００４】
図６（Ａ）はパルス電界を印加したときの正負極から中間的距離におかれた線維芽細胞の電界依存性を電界非印加時を標準として相対比で示したデータであり、同図（Ｂ）は同じ実験で負極近傍、正極近傍に置かれた線維芽細胞のデータと対比して示したもの、である。各図の横軸は、電極間に印加された電圧を示す。各実験における正負電極間距離は７．５ｃｍである。図６のグラフ内矢印で示すように線維芽細胞が分泌するプロテインは、電極間印加電圧を電界強度に直すと１７．８Ｖ／ｃｍで産生量がピークに達し、またＤＮＡ合成（自己増殖）は同様の計算の仕方で約２０Ｖ／ｃｍに生成ピークを持ち、ほぼ１３〜３０Ｖ／ｃｍの印加電界の範囲で線維芽細胞が生理活性化し、自己増殖することがわかる。図６（Ｂ）から、負極近傍で活性化が強く現れていることがわかり、この活性化領域で線維芽細胞は明瞭な負極配向性を示すことがわかる。図６（Ａ）からわかるように、印加電圧が２６０Ｖ近傍（印加電界強度換算で約３５Ｖ／ｃｍ）を超えると、逆に線維芽細胞の生理活性度及び自己増殖は抑制される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】L.C.Kloth and J.M.McCullock; Advances in Wound Care, vol.9, No.5 (1996) pp.42-45
【非特許文献２】P.J.Carley and S.F.Wainaipel; Arch. Phys. Med, Rehabil., Vol.66 (1985) pp.443-445
【非特許文献３】G.B. Bourguignon and L.Y.W. Bourguignon; FASEB J. (1987) pp.398-402
【非特許文献４】S.Tokumoto et al. ; Int. J. Pharm. 3/(2006) pp.13-19
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記した電界印加による線維芽細胞の生理活性化及び自己増殖は、実用上重要な技術であるが、生体に適用する場合危険を伴う。すなわち、前記した米国における創傷治療は、表皮が損傷消失している第２期〜第４期の重症患者に対して行われており、感染の危険を伴うので医師などの医療専門家が行っている。これに対して、表皮が損傷を受けていない状態で前記技術を適用し非侵襲的に線維芽細胞を生理活性化、自己増殖させようとすれば、表皮上に配置された電極間に電圧を印加することになる。表皮のもっとも上には厚さ２０μｍ程度の角質層があり、それより下の皮膚層に比べて電気抵抗が数桁高い（上腕部で１００ｋΩ）。したがって印加電圧の大半は表皮角質層にかかる。角質層は非常に緻密な構造を持っているが、１００Ｖ以上の電気パルスを数回印加しただけで簡単に組織秩序が一時的に破壊され、巨大分子も容易に皮内に侵入できることがわかっている（たとえば、非特許文献４）。このために、表皮上電極から皮膚に電圧を印加する場合、真皮領域に１３〜３０Ｖ／ｃｍの電界強度を付与することは事実上困難である（その過程で角質層の秩序が一時的に破壊されるのでウイルス感染やアレルゲン侵入を引き起こす危険に直面する）。電圧が数百Ｖ以上に及んだり、持続的に１００Ｖ以上の電圧を印加した場合、損傷を受けた角質層秩序は容易に回復しない。
本発明は、角質層や表皮に悪影響を与えることなく線維芽細胞の活性化及び増殖を可能にする線維芽細胞の増殖・活性化方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、培養性環境に在る線維芽細胞に、０.００１〜０.３Ｖ／ｃｍの強度の電界を持続的に付与することによって、当該電界付与の通電領域の線維芽細胞を、自己増殖させ、生理活性化させる線維芽細胞増殖・活性化方法を開示する。
【０００８】
更に本発明は、培養性環境に在る線維芽細胞を増殖・活性化させるための線維芽細胞増殖・活性化装置であって、
電源と、該電源に導線によってつながり、且つ、上記培養性環境内又はその近傍に裁置可能な第１、第２の電極と、を具え、上記電源は、培養性環境内で０.００１〜０.３Ｖ／ｃｍの電界を発生させるような容量とし、この通電領域の線維芽細胞を増殖させ、生理活性化させるための線維芽細胞増殖・活性化装置を開示する。
【０００９】
更に本発明は、培養性環境に在る線維芽細胞を増殖活性化させるための線維芽細胞増殖・活性化装置であって、金属層と、この金属層に導線によってつながり且つこの金属層と電子親和力を異にする半導体層と、接触面を持ち、この接触面にこの金属層と半導体層とが接触し、この接触面と反対側の面が培養性環境に在る皮膚面に皮接可能とする電解質層と、を具え、上記電子親和力を異にする金属層と半導体層とは、上記培養性環境に在る皮膚面内の表皮領域の線維芽細胞を増殖させ、生理活性化させるべく、その培養性環境内で０.００１〜０.３Ｖ／ｃｍの電界を発生させるような容量を持つものとする線維芽細胞増殖・活性化装置を開示する。
【００１０】
更に本発明は、上記金属層と半導体層とは、シート上に所定の間隔幅を持って短冊状に配置され、且つその短冊状の金属層と半導体層とに交叉するように上記電極が配置されて成るものとする請求項３記載の線維芽細胞増殖・活性化装置を開示する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、極めて低い電界強度で線維芽細胞の活性化及び自己増殖を実現できることになった。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の線維芽細胞の増殖・活性化用の電気装置の実施例図である。
【図２】本発明の微弱電界印加時の負極近傍の線維芽細胞活性化のデータ図である。
【図３】本発明の微弱電界印加時の電極間中央部の線維芽細胞活性化のデータ図である。
【図４】本発明の微弱電界印加時の正極近傍での線維芽細胞活性化のデータ図である。
【図５】本発明の実施例である電気装置の治癒データ図である。
【図６】従来の繊維細胞の活性化のデータ例図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
上記問題点を解決するために本発明者らは、従来よりはるかに低い印加電界で線維芽細胞が生理活性化し自己増殖するのに好適な電界強度領域がないか、を探索した結果、０．００１〜０．３Ｖ／ｃｍなる適合電界領域が存在することを突き止め、本発明を成すに至った。
本発明の適合電界領域は、上記した従来の適合領域より３〜４桁低く、また従来の適合領域では線維芽細胞が明瞭な負極配向性を示したのに対し無極性配向、つまり電界の極性によらず電界強度だけに依存して一様に活性化することから、従来の技術とは全く異なる電界領域であるといえる。
【００１４】
真皮領域の電気抵抗値は角質層より３桁以上低く数十Ωなので、表皮上の電極間に１０Ｖ印加した場合、真皮領域は数乃至１０ｍＶに偏倚されることになる。そこで、電極間隔を１〜２ｃｍに保持すれば、この偏倚電圧は真皮の線維芽細胞が無極性活性化（極性に関係なく活性化すること）するに好適な電界強度を与えることになる。この場合、厚さ２０μｍの角質層に印加される電界強度は５×１０３Ｖ／ｃｍ程度となり、直ちに角質層秩序に損傷を与えることはない。しかし、長期間にわたって同一箇所の表皮上で通電を行う場合には、１０Ｖの印加といえども皮膚に影響を及ぼさないという保証はない。
【００１５】
そこで、更に皮膚に対する安全性を高めつつ真皮領域に０．００１〜０．３Ｖ／ｃｍの有効電界を付与できる電気的装置として、皮膚起電素子を推奨することが出来る。皮膚起電素子は外部電源ではなく、皮膚を電解質として起電する小型電池である。負極にｎ型半導体を用いると、皮接後外部導線を通じて正極金属側に電子が流れ、負極に正孔が発生する。この結果、正極金属から電子が、また負極半導体から正孔が同時に皮内に注入され、それぞれ皮内イオンを還元、酸化して皮内にイオン電流を発生させる（特２７９７１１８号）。正負極材料の組み合わせ（起電力）と正負電極間距離とを調整すれば、このイオン電流によって真皮領域に０．００１〜０．３Ｖ／ｃｍの有効電界を作り出すことが出来る。たとえば、正極に金、負極に酸化亜鉛を用い、正負極間を１〜２ｃｍとすれば、真皮領域で０．００５〜０．０１Ｖ／ｃｍの電界が発生する。この電界によって真皮領域の線維芽細胞は無極性活性化する。すなわち、通電方向に係わりなく電界の印加された領域の線維芽細胞は、ほぼ等しく生理活性化し自己増殖を行う。後述する実施例のデータによれば、電界非印加時に比べ９０分間で５０〜８０％活性化率が高まる。このとき表皮上で測定される電圧は約０．８Ｖである。この電圧がすべて角質層に印加されるとしても角質層の電界強度は４×１０２Ｖ／ｃｍにとどまり、長時間（たとえば４８時間）通電を行っても角質層が損傷する危険はない。
【００１６】
皮膚起電素子による皮内通電は、表皮上に密着させた電解質層を介して行うことも出来る。この場合、皮膚起電は、表皮上の電解質層と皮内電解質層の双方で発生し、皮膚起電電池が外部導線に対して並列接続した状況となる。
なお、本発明における適合電界領域０．００１〜０．３Ｖ／ｃｍは、線維芽細胞の自己増殖速度が電界非印加時に比べて１０％以上高まる領域に設定した。これは、実施例その１における放射化測定結果を基にしたもので、増殖実験過程において個々の線維芽細胞活性化のばらつきが±１０％程度見られたためである。
【００１７】
上記したように本発明では、従来用いられてきたより２〜４桁低い電界強度を線維芽細胞の存在する培養性環境に与えることによって、当該領域における線維芽細胞を生理活性化させ、自己増殖させることが出来る。この効果は、従来の電界強度領域（負極配向型活性化領域）における活性化とは異なり、無極性配向型であるため通電領域全体を等しく活性化でき、効果発現範囲を大幅に高めることが出来る。また、この技術を表皮下に存在する線維芽細胞に適用する場合においては、特に長時間通電時に角質層の秩序破壊を回避することができるというきわめて大きな利点がある。
【実施例】
【００１８】
（その1）
内側寸法で幅７．５ｃｍ，奥行き２．５ｃｍ，高さ１．５ｃｍのガラス製容器内に下記組成の培養液を充填した。この中に、ミリポアフィルター（２５ｍｍ，ＧＳＷＰ０２４００; ミリポア社）上に５×１０３個／フィルターの密度で播種した未分化のヒト皮膚線維芽細胞を浸漬する。ヒト皮膚線維芽細胞は、健康な皮膚検体からＥｘｐｌａｎｔ法により採取したもので３７℃、５％ＣＯ２の条件下で４８時間培地培養したものである。
【００１９】
培地は、１０％ウシ胎児血清を含むDulbecco’s modified Eagle’s medium(DMEM)を使用した。培地培養後ガラス容器内の培養液に浸漬する前の線維芽細胞は増殖過程にあることを確認した。
【００２０】
ガラス容器内の培養液は、１０％ウシ胎児血清を含むＤＭＥＭにｐＨ７．０のHEPES(4-(2-hydroxythyl)-1-piperazineethanesulfonic acid)緩衝液と１％ペニシリン及び１％ストレプトマイシンを加えたものである。
【００２１】
ガラス容器内の横方向両端器壁に２．４×２．０ｃｍ２のステンレス製電極を配置してパルス電源に接続した。培養した線維芽細胞搭載フィルターを１．０×１．０ｃｍ２のサイズにカットして各電極から５ｍｍずつ離れた位置各1枚、ガラス容器中央に１枚の計３枚を容器底に浸漬した。この状態でステンレス電極間に、継続時間１００μｓ、パルス密度１００個／秒の三角波単方向パルス電圧を印加しピーク電圧を変化させた（図２〜図４の横軸は電界強度で表示）。印加実験は室温で９０分間継続して行った。
【００２２】
その後ガラス容器から引き上げた線維芽細胞搭載フィルターを、再度上記培地に入れて３７℃、５％ＣＯ２雰囲気で２時間培養した。しかる後、線維芽細胞によるプロテインとＤＮＡ産生量を調べた。
【００２３】
プロテイン産生量の測定は、放射化ラベルをつけて行う。すなわち、放射化アミノ酸［３Ｈ］プロリン１Ｃｉ（キュリー）／ｍｌを３７℃で２０分間、培養した線維芽細胞群に混ぜると合成したプロテインと結合する。２０分経過後、線維芽細胞搭載フィルターを氷冷した５％三塩化酢酸溶液に浸漬してアミノ酸とプロテインの結合反応を停止させた。その後、フィルターをさらに３回、５％の氷冷三塩化酢酸溶液１０ｍｌで洗い、水洗後乾燥させた。しかる後、通常の液体シンチレーションカウンターを用いて計測した。
【００２４】
ＤＮＡ産生量は、培養した線維芽細胞をガラス容器内と同じ組成の培養液に放射化したヌクレオシド［３Ｈ］チミジンを０．１Ｃｉ／ｍｌ加えた溶液中に３７℃で１２時間保持して作った検体で測定した。１２時間保持後、検体を搭載したフィルターを氷冷した５％三塩化酢酸溶液中に浸漬してＤＮＡとヌクレオシドの結合反応を停止させ、水洗乾燥してプロテインと同じ方法で産生量の計測を行った。
【００２５】
電界印加試料との対比のために、同じガラス容器内の培養液に電界を印加しないで９０分間浸漬した検体を用意し、そのプロテイン及びＤＮＡ産生量を上記と同じ方法で測定して基準値（コントロール）とした。そして、電界印加試料のデータをコントロールのデータに対する百分率比として図示したのが図２〜図４である。
【００２６】
図２〜４は、微弱印加電界をパラメータとしてin vitro  で得られたヒト皮膚線維芽細胞の生理活性化及び自己増殖の状態を示している。図２は負極近傍、図３は中間位置、図４は正極近傍で得られたデータを示している。これらの図は、
（１）プロテイン及びＤＮＡの産生量が、０．００１〜０．３Ｖ／ｃｍの印加電界範囲で電界を印加しない場合より１０％以上高い産生量（産生速度）を示すこと
（２）微弱電界印加時、線維芽細胞のプロテイン及びＤＮＡ産生量は、検体の電極からの距離に無関係にほぼ同じ電界強度（約０．０１Ｖ／ｃｍ）でピーク値を示すこと、すなわち線維芽細胞の生理活性化及び自己増殖は無極性で電界強度のみに依存すること
を示している。
【００２７】
この線維芽細胞活性化領域は、図６に示した従来の実験データより２桁以上低い印加電界領域にあり、また従来の生理活性化が明瞭な負極配向性を示していたことに比べて全く異なる電界依存性を示すことから、本発明者らによって新たに発見された印加電界領域といえる。
【００２８】
このような低い電界印加によって皮膚の線維芽細胞が活性化し、皮膚や皮下組織の細胞外マトリクスであるたんぱく質を効率的に生産できるだけでなく、線維芽細胞自身のＤＮＡを増殖することによって活性な線維芽細胞が複利計算的に生成されることは、実用上きわめて重要である。本実施例ではプロテインの生成のみについて測定したが、線維芽細胞の持つ作用を考慮すれば、他の分泌物、たとえばヒアルロン酸、エラスチンや脂肪細胞の産生も同様に活性化することが容易に考えられる。
【００２９】
本実施例で得られた知見は、再生医療に応用することが出来る。すなわち、患者から採取した線維芽細胞を培養器内で微弱電界下に保持することにより大量の産生物を得ることが出来る。従来技術と異なり、きわめて低い電界を与えるだけで電界印加領域全体に均等な産生が可能となる。このようにして効率的に増殖させたプロテイン等の産生物や線維芽細胞自身を患者に注射で移植すれば、拒否反応は全くなく短期間で治療が可能となる。
【００３０】
さらにこの方式を生体皮膚に応用すれば、皮内結合組織を非侵襲的にきわめて有効に増殖することが出来、増殖機能の衰えた高齢者や病人の美容（若返り）や末梢血管の柔軟性確保（動脈硬化の軽減）に威力を発揮できると期待される。
【００３１】
（その２）
上記したin vitro  の実施例では、線維芽細胞への電界印加は外部電源によるパルス通電によって行われた。しかし，培養性環境とも看做しうる生体皮膚および皮下に本発明の技術を適用する場合、線維芽細胞の生理活性化は日単位で継続的に行う必要があり、利便性の観点から外部電源は不適当である。また、パルス通電ではなく直流通電によっても同様な効果が得られることを確かめる必要もある。
【００３２】
図１は、生体皮膚に非侵襲的に直流微弱電界を印加するための電気的装置の一実施例である。この装置は、電極１，２、リード線３、基材フィルム４、粘着テープ５、より成る。基材フィルム４は、厚さ１２μｍのＰＥＴ製であり、このフィルム４上に、間隔ａをあけて短冊状の電極１，２が交互に貼付されている。紙面の手前側が皮膚装着面となる。電極1は正極で、たとえば金、電極２は負極で、たとえば酸化亜鉛である。電極１，２はそれぞれ厚さ６μｍのＰＥＴフィルム上に真空蒸着によって形成されており、電極幅は、たとえば１５ｍｍである。電極１，２は電極面を上にしてＰＥＴ基材フィルム４に貼付されている。基材フィルム４は、電極１，２の間隔aを正確に保持し、かつ薄い電極１，２の強度補強の役割をする。これら短冊状電極群１，２の上に、直交してリード線３が間隔ｂを以って貼付されている。リード線３は、たとえば厚さ３μｍ、幅３ｍｍの銅であり、防水性片面粘着テープ５によって電極１，２及びＰＥＴ基材フィルム４に紙面の表側から密着貼付されている。テープ５の幅はリード線３より広く、リード線３は外部雰囲気から完全に遮断されている。また、防水性片面テープ５が皮膚に接触するが、このテープ５が遮蔽体となり、リード線３は、皮膚と直接接触することはない。図１の電気装置は、厚みが最も厚い部位で３０μｍ程度であり、全体的に柔軟性が極めて高く軽いため、日常生活の妨げになることなく利便性は非常に高い。この電気装置のサイズは、たとえば５０×１００ｍｍ２である。このように電極１，２を交互に間隔ａを以って配置し、共通のリード線３で接続しておけば、患部皮膚面積にかかわらず皮下領域に一定強度の電界を付与することが出来、また量産にも好適である。
【００３３】
この電気装置を生体皮膚に貼付すると、皮膚を電解質として起電し、貼付部位直下の皮膚内に直流通電することが出来る。起電力は理論的には電気親和力の異なる電極１，２の材料組み合わせによって決まるが、図１に示した上記金／酸化亜鉛電極の場合、皮膚上で約０．８Ｖであった（水溶液電解質を用いた場合、金／酸化亜鉛電極で開放端電圧は１．２４Ｖであった）。したがって、電極１，２の材料の組み合わせと、間隔ａを変化させることによって、皮膚に印加する電界強度を変化させることが出来る。
【００３４】
皮内での電位降下（電池の内部損失）は、上記金／酸化亜鉛の場合約０．４Ｖとなるが、その大半は表皮角質層で生じており、表皮下に印加される実効電圧は０．０１Ｖ程度である。そこで、aを1ｃｍとすれば表皮下には０．０１Ｖ／ｃｍ，ａを２ｃｍとすれば表皮下には０．００５Ｖ／ｃｍ程度の電界が印加されることになる。図２〜図４のデータによれば、この電界強度は、表皮下線維芽細胞を生理活性化させ、かつ自己増殖を効率的に行うことが出来る値である。ｂは８〜１０ｃｍ程度とすれば、シート全面において十分均一な電界印加が可能である。
【００３５】
図１に示した電極シートと表皮との間に電解質層、たとえば０．５％生理的食塩水を含浸させたガーゼを密着させ、電極シートの電極面を当該ガーゼに貼り付けると、ガーゼ上と皮内の双方で発電する。負に帯電した金電極下のガーゼ電解質層からは、電子とともに塩素イオンが皮内に急速に強制導入され、また正に帯電した酸化亜鉛電極下のガーゼ電解質層からはナトリウムイオンが急速に皮内に導入されるため、皮内電池の発電量は経時的に増大し、逆にガーゼ電解質層を含む皮外電池の発電量は電解質層抵抗増大（電解質イオンが皮内浸透する結果電極間中央部位からイオン濃度が減少し電解質抵抗が増大）のため経時的に低下する。このため持続的通電の場合、この方法を用いたほうが皮内の必要電界を確保するための電極１，２の組み合わせ選択範囲が広くなり、好適である。
【００３６】
皮内にも多量存在する単原子イオン（塩素イオン、ナトリウムイオン）が電解質層からイオントフォレシス効果によって角質層に急速に浸透することで角質層の抵抗が下がれば、皮内に流入する電流量が急速に増えて皮下領域に印加される電圧（皮下電流×皮下抵抗）、すなわち皮内電界が増大し、この結果線維芽細胞の生理活性化に好ましい影響を与えることが出来る。
【００３７】
図１は本発明に用いる電気装置の一実施例を示したが、もちろん装着部位によってさまざまな形状が可能であり、またさまざまな電極素材での材料組み合わせ、リード線の種々材料選択が可能である。またガーゼ電解質層としたが、ゲル状電解質層の例もある。
【００３８】
図１の装置で、正極電極１として金、負極電極２として酸化亜鉛、をそのまま使用し、リード線３を亜鉛、電極１，２の間隔を１０ｍｍとして褥瘡治療に適用した実施例を示す。体重４００〜４５０ｇのウィスターラットの大腿部を剃毛後麻酔をかけ、剃毛部に円筒錘で１ｋｇ／ｃｍ２の圧力を付与した。１日６時間ずつ５日間圧力付与を続けて表皮残存の擬似褥瘡を形成した。一群５匹とし、対照群（コントロール）、薬剤投与群、本発明の前記シート（電気的装置）装着群の各グループにつき、傷の状況を経時観測した。薬剤は褥瘡に効果があると指摘されたアセチルサリチル酸クリーム（濃度１％）を用いた（特願平８−３４５１０３）。アセチルサリチル酸投与は、１ｍｇ／傷部位／日ずつ行った。また、本発明の前記通電シートとラット皮膚面との間には、０．９％ＮａＣｌを含むハイドロゲルシート（電解質層）を介在させた。比較のために、一群２匹としてハイドロゲルシートなしの場合（電極１，２を直接ラット表皮に接触させた場合）のデータも採取した。褥瘡形成直後に測定した傷面積（長径×短径）に対する各群の傷面積を経時的に測定し、その面積比で示したのが図５である。
【００３９】
図から明らかなように、対照群や薬剤投与群では経時的に褥瘡が広がりを見せるのに対して、本実施例の方法では傷が縮小して治癒に向かっていることがわかる。これは、皮下領域の線維芽細胞が自己増殖し、かつ生理活性化して当該部位で著しく皮下組織の再生速度を高めている結果と推測される。表皮上に電解質層（ハイドロゲルシート）を用いない場合でも薬剤投与群より明らかに高い効果が示されている。しかし、角質層抵抗や接触抵抗のため皮内に印加される電界の強度がゲルシート使用の場合より小さく、この結果、線維芽細胞の生理活性化効果が相対的に小さくなっていることがわかる。
【００４０】
図１の装置を用いた図５のデータは、持続的な直流電界印加が前実施例のパルス電界印加同様、皮内の線維芽細胞の生理活性化にもすぐれた効果を示すことを裏付けている。印加した電界領域が、線維芽細胞に無極性活性化を付与することを考慮すれば、直流電界のみならず交流電界印加によっても同様の活性化効果が期待できることは自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、生体皮膚の再生や動脈硬化の治療など、美容分野、医療分野で利用することが期待される。
【符号の説明】
【００４２】
１    正極
２    負極半導体
３    リード線
４    基材フィルム
５    防水性片面粘着テープ
【図１】
2013252117.tif 000003
【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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