環境感染誌

Vol. 38 no. 4, 2023

〈原 著〉

3 次元皮膚モデルを用いた擦式アルコール手指消毒薬の in vitro 皮膚刺激性試験
坂木晴世

In Vitro Irritation Testing of Alcohol-based Hand Rubs Using the Three-dimensional (3D)
Human Skin Model
Haruyo SAKAKIDivision of Infection Control and Prevention, Department of Nursing, International University of Health and Welfare Graduate School（2022 年 11 月 14 日受付・2023 年 3 月 16 日受理）
要旨【背景】手荒れ予防のためには，皮膚刺激の少ない擦式アルコール手指消毒薬（ABHR）の選択が重要である．本研究では，7 種類の ABHR について 3 次元皮膚モデルを用いた皮膚刺激性試験で比較した．
【方法】試験は OECD テストガイドライン（TG439）に準拠し，細胞生存率は 50% 以下，IL-8
発現率は陰性対照の IL-8 発現量に対する割合が高い場合に刺激性ありと判定した．エタノール濃度 は，試 薬 1 が 78.89 vol％，試 薬 2 と 3 は 72 vol％，試 薬 4 と 5 は 76.9〜81.4 vol％，試 薬 6 と 7は 83 vol％であった．試薬 1 から 5 はエタノール単剤で，試薬 6 と 7 は 0.2 w/v% クロルヘキシジ
ングルコン酸塩（CHG）含有製剤であった．試薬 1 から 3 は pH 6.0〜9.0，試薬 4 と 5 は pH 2.6〜4.0，
試薬 7 は pH が 5.5〜7.0 で，試薬 6 の pH は非公表であった．
【結果】平均細胞生存率は，エタノール単剤の試薬 1 から 3 が 88%，110%，79%，低 pH の試薬
4 と 5 が 68% と 61% であった．0.2 w/v%

CHG 含有の試薬 6 と 7 が 2.1% と 1.8% で刺激性ありと判定した．IL-8 発現率は，低 pH の試薬 4 と 5（183% と 141%）と 0.2 w/v% CHG 含有製剤の試薬
6（118%）で上昇した．
【結論】3 次元皮膚モデルを用いた皮膚刺激性試験において，エタノール単剤の ABHR は皮膚刺激性が低かった．
Key words：擦式アルコール手指消毒薬，皮膚刺激，エタノール濃度，3 次元皮膚モデル

序いる９〜１３）．手荒れは，当事者にとっては病原微生物保有

文
手指衛生は，医療関連感染のリスクを低減するためののリスクを高め，患者には微生物伝播のリスクを高める．

重要な対策のひとつである．しかし，この対策の遵守率

さらに，手荒れは手指衛生遵守の妨げとなる３，４，１４）．職業

は必ずしも高くない１）．手指衛生遵守を妨げる要因に，手性の皮膚疾患における接触皮膚炎の割合は高く，その中２〜４）で刺激性接触皮膚炎は最も多い１５）．刺激性接触皮膚炎は，

５，６）

医療従事者には手荒れと称される皮膚炎が多く ，日アレルギー機序を介さず，化学物質が有する特性により，本の看護師を対象とした調査では，53.3% の看護師に皮

角質や表皮細胞が直接障害を受けることによって発症す膚炎があると報告されている７）．手荒れを生じると，様々

る１６）．ドイツでは，職業性皮膚疾患で労災申請をした医な病原微生物の定着が起こりやすくなる８）．また，手荒療従事者における刺激性接触皮膚炎の発生率は，1 万人

れが関与したと考えられるアウトブレイクも報告されてあたり 4.0 人で，最も頻繁に曝露した刺激物として消毒

指衛生製剤への曝露によって生じる皮膚炎がある．

薬を挙げている１７）．
国際医療福祉大学大学院医療福祉学研究科看護学分野感染管理・
感染看護学領域

刺激性接触皮膚炎の発症には，刺激物の種類と濃度，
曝露時間，接触頻度，初期の皮膚症状が関与することが― 173 ―

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表1

アルコール濃度（vol%）CHG＊添加

pH

剤型

78.89
72
72
76.9 〜 81.4
76.9 〜 81.4
83
83

なし
なし
なし
なし
なし
0.2w/v%
0.2w/v%

6.3 〜 8.7
6.5 〜 8.5
6.0 〜 9.0
2.6 〜 3.4
3.0 〜 4.0
該当情報なし5.5 〜 7.0

ゲル
ゲル
泡
液
ゲル
泡
ゲル

1
2
3
4
5
6
7
＊

試験に用いた擦式アルコール手指消毒薬の特徴

CHG：クロルヘキシジングルコン酸塩

指摘されており２），手指衛生製剤の種類と濃度は，皮膚皮膚への刺激性は明らかになっていない．
医療従事者は，擦式アルコール手指消毒薬の塗布に刺激性の強弱に関連していると考えられる．
米国疾病管理予防センター（Centers for Disease Con-

よって皮膚の生理的機能には変化がないにもかかわらず，trol and Prevention：CDC）は「医療現場における手指

感覚的な不快感を手指消毒薬によるものと考えることが衛生のためのガイドライン」において，60〜95 vol%のある３２）．しかし，刺激性と使用感は必ずしも一致しな

１８）エタノールの使用を推奨している ．皮膚のバリア機能

い３３，３４）．使用感とは，触感などの皮膚感覚と香りに依存を担っているのは主に角層である１９）．擦式アルコール手した総合的な印象のことであり，皮膚感覚の特性と状態

指消毒薬の主成分であるエタノールによる角層への影響に依存する３５）．したがって，使用感が良いということが，には，脂質の抽出，細胞間脂質の流動性亢進，角層の水皮膚に刺激の少ない製品であるということではない．す和状態の変化，ケラチンタンパク質の変化などがある２０）．

でに炎症を起こしている皮膚にアルコールを使用すると，

日本の医療現場で使用されている擦式アルコール手指消灼熱感などの感覚的刺激が誘発される．また，皮膚炎を毒薬は，日本薬局方の消毒用エタノール濃度 で あ る

生じていると，化学物質に感作されやすくなることから，

76.9〜81.4 vol％の製剤が多い．現在，第 3 類医薬品の

皮膚刺激性の低い消毒薬を使用する方が感作の発生も減擦式アルコール手指消毒薬では，72 vol％エタノール製

少させることになる２６）．手荒れの改善は，医療従事者の剤が最も低濃度であるが，先行研究において手荒れとの手指衛生行動を改善する機会になることが示唆されてお関連が検討されているのは，76.9〜81.4 vol％以上の高り３２），手指衛生を推進する上でも手指衛生製剤の皮膚刺

濃度の製剤である２１〜２５）．

激性は考慮すべき事項である．そこで，本研究では，エ

また，擦式アルコール手指消毒薬には，主薬としてクロルヘキシジングルコン酸塩（Chlorhexidine

Gluco-

nate：CHG）や塩化ベンザルコニウム，ポビドンヨー

タノール単剤の製剤と，消毒薬が添加された製剤，および低 pH の製剤を，3 次元皮膚モデルを用いた皮膚刺激性試験により比較した．

ドを添加した製剤がある．成人を対象とした研究では，0.2 w/v%

CHG 含有製剤は，0.2 w/v%塩化ベンザルコ

方法

ニウム含有製剤や 0.5% ポビドンヨード含有製剤よりも1．材 料

皮膚刺激が少なかった２６）．一方で，ウサギの健常皮膚を

1）試薬用いた研究では，0.2 w/v% CHG は 0.5 w/v%塩化ベン

本研究では，エタノール単剤の擦式アルコール手指消

ザルコニウムよりも刺激性は低いが，10% ポビドンヨー

毒薬を，消毒薬が添加された製剤と低 pH の製剤と比較

ドよりも刺激性が高かったと報告されている２７）．1 w/v%

するために，7 種類のエタノールベースの擦式アルコーと 2 w/v%の CHG 含有エタノールと 10% ポビドンヨー

ル手指消毒薬を試薬とした（表 1）．

CHG 含有エタノールの刺激性

各試薬のエタノール濃度は，試薬 1 が 78.89 vol％のが最も低かったと報告されている２８）．エタノール濃度が製剤，試薬 2 と 3 はエタノール濃度が低い 72 vol％の製

同程度の製品による比較では，0.2 w/v% CHG 含有製剤剤，試 薬 4 と 5 は 76.9〜81.4 vol％の 製 剤，試 薬 6 と 7は 0.2 w/v%塩化ベンザルコニウム含有製剤よりも刺激は 83 vol％の製剤で濃度が最も高い．

ドの比較では，1 w/v%

性は低いが，無添加のエタノールよりも刺激性が高かっ

消毒薬の添加は，試薬 6 と 7 が 100 mL 中に CHG 0.2たと報告されている２９，３０）．また，近年ノンエンベロープ

g が添加された 0.2 w/v% CHG 製剤で，試薬 1 から 5 はウイルスに対する効果を謳った低 pH の擦式アルコール

エタノール単剤の擦式アルコール手指消毒薬である．

手指消毒薬が臨床で用いられており，pH の違いは角層

pH については，試 薬 1 か ら 3 は pH が 6.0〜9.0 の 中

２５，
３１）

性から弱アルカリ性の製剤，試薬 4 と 5 は pH が 2.6 か

水分量に影響を与えないことが報告されているが，― 174 ―

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ガイドラインの in vitro 皮膚刺激性試験（TG439）のプ
ロトコールに準拠して実施した３６）．皮膚モデルの表面を覆う最小量として 5 μL の擦式アルコール手指消毒薬を添加した．ひとつの消毒薬につき，3 サンプル実施した．
消毒薬添加後，アルコール成分が揮発するまで蓋をせず，組織の表面を乾燥させた．医療現場の手指衛生に近い状況にするため，消毒薬の添加は 1 日あたり 12 回実施し，陰性対照は無処置とした．消毒薬添加初日を 0 日目とし，3 日後と 4 日後は消毒薬の添加を実施しなかった．
3）培地回収消毒薬添加開始日より 1 日 1 回，7 回にわたって培地を回収した．酵素結合免疫吸着検定法（Enzyme-Linked
Immunosolvent Assay：ELISA）法による IL-8 測定のための培地は−80℃ 設定で凍結保存した．
図 1 3 次元皮膚モデルの構造
正常ヒト表皮角化細胞から無血清培地にて培養・構成された再生
ヒト表皮モデルで，表皮基本構造の基底層から顆粒層，有棘層，角層を有する．

4）MTT 染色7 回目の培地回収後，皮膚モデルに 1 mg/mL の MTT（ 3-〈 4,5-di-methylthiazol-2-yl 〉-2,5-diphenyltetrazolium
bromide）溶液を添加し，3 時間培養して染色した．
5）色素抽出

ら 4.0 の酸性から弱酸性の製剤である．0.2 w/v% CHG

皮膚モデルから培養表皮を取り出し，イソプロパノー

製剤の試薬 7 は pH が 5.5〜7.0 の中性から弱酸性の製剤

ル（関東化学株式会社）を加え，吸光度を測定した（測であり，試薬 6 の pH は非公表であった．

定波長：570 nm，対照波長：650 nm）．細胞生存率は，

2）3 次元皮膚モデルと培地および検査キット

各検体の吸光度を陰性対照の吸光度の平均値で除して算3 次元皮膚モデルは，Epiderm

出した．

EPI-200，ver.3.0（Mat-6）IL-8 の測定と発現率

Tek Corporation，製造ロット#33744）を使用した（図IL-8 の産生量は ELISA 法で測定した．IL-8 発現率は，1）．維持培地は EPI-100-NMM-SIT（MatTek Corporation，
製造ロット#091819TVKC），アッセイ用培地は，MTT-各培地中の IL-8 量を陰性対照の IL-8 量で除して算出し100（MatTek Corporation，製造ロット#091319TVKA）

た．

を，それぞれ MatTek 社（マサチューセッツ州，アッ3．分析方法

シュランド）から購入した．使用した ELISA キットは，

数値は平均±標準偏差で表した．OECD TG439 に従Human IL-8/CXCL8 DuoSet ELISA（R＆D Systems，い，細胞生存率が 50% 以下の場合は刺激性ありと判定

Inc，製造ロット#P239202）と DuoSet Ancillary Reagent

した３６）．IL-8 の発現率による刺激性の評価は，陰性対照

kit 2（R＆D Systems，Inc，製造ロット#P249476）で，の IL-8 発現量に対する割合が高い場合，刺激性ありとR＆D Systems 社（ミネソタ州，ミネアポリス）から購判定した．統計学的検討は，一元配置分散分析を行った

入した．

後に Dunnettʼs test を行った．統計解析は SAS version

2．細胞試験

9.4（SAS Institute，North Carolina，米国）を用い，有細胞試験は一般社団法人日本食品分析センターへ委託

意水準は 5% とした．

して実施した．
1）前培養

結輸送による皮膚細胞へのストレスの影響を除去するた果
1．擦式アルコール手指消毒薬塗布後の細胞生存率

め前培養を実施した．アッセイ培地を 37℃ に加温し，6（図 2）

ウェルプレートに皮膚モデルを 0.9 mL 播種し，37℃，

MTT アッセイによる擦式アルコール手指消毒薬ごと5％CO2，湿度 95％ で 1 時間培養した．その後，培地をの平均細胞生存率（±標準偏差）は，試薬 1 が 88.0±9.9%，

吸引し，それぞれのウェルに温めた 5 mL の皮膚モデル

試薬 2 が 109.8±3.3%，試薬 3 が 79.0±15.8%，試薬 4 が維持培地を追加し，同条件で一晩培養した．

68.3±9.3%，試薬 5 が 61.2±12.3％ であった．試薬 6 が2）擦式アルコール手指消毒薬の塗布

2.1±0.1%，試薬 7 が 1.8±0.3 で，刺激性あり と 判 定 し

本試験は，経済協力開発機構（Organisation for Eco-

た．刺激性ありと判定された試薬 6 と試薬 7 は，0.2 w/

nomic Co-operation and Development：OECD）テスト

v% CHG 含有製剤でエタノール濃度は 83 vol%であった．

― 175 ―

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Vol. 38 no. 4, 2023ࡋ๖ਫ਼ଚིʤ% of controlʥ

120
100
*

80

*

60
40
20

*

*

0

図 2 擦式アルコール手指消毒薬と細胞生存率
細胞生存率は 50% 以下を刺激性ありとし，試薬 4・5・6・7 は陰性対照の細胞生存率と有意差を認めた（p＜0.05）
試薬 1：78.89vol% アルコール手指消毒薬；試薬 2・3：72vol% アル
コール手指消毒薬；試薬 4・5：酸性から弱酸性のアルコール手指消毒薬；試薬 6・7：0.2w/v% クロルヘキシジングルコン酸塩含有アルコール手指消毒薬＊

図 3 擦式アルコール手指消毒薬別の IL-8 発現率の推移
各値は，陰性対照に対する IL-8 産生の割合を試薬ごとに 3 検体の平均と標準偏差で示す．
試薬 1：78.89vol% アルコール手指消毒薬；試薬 2・3：72vol% アルコール手指消毒薬；試薬 4・5：酸性から弱酸性のアルコール手指消毒薬；試薬 6・7：0.2w/v% クロルヘキシジングルコン酸塩含有アルコール手指消毒薬

陰性対照との比較では，試薬 4，5，6，7 は細胞生存製剤のうち 1 種類で認められた．

率が有意に低かった（p ＜ 0.05）．

試薬 1，2，3，7 では，試験期間中に発現率の上昇を

2．擦式アルコール手指消毒薬塗布後の IL-8 産生（図認めなかった．試薬 4 と 6 は，1 日目から上昇した．試薬 5 は，3 日目から上昇した．IL-8 の発現率上昇までの3）
陰性対照に対する IL-8 の発現率の推移を図 3 に示す．

日数には，一定の傾向をみとめなかった．

IL-8 の平均発現率（最大値）は，試薬 1 が 70.3%（113.0），
試 薬 2 が 54.8%（89.6），試 薬 3 が 89.4%（126.7），試 薬考察

4 が 183.0%（335.6），試 薬 5 が 140.9%（271.3），試 薬 6

本研究では，3 次元皮膚モデルを用いて，7 種類の擦が 117.7%（195.8），試薬 7 が 79.8%（198.8%）であった．

式アルコール手指消毒薬による皮膚刺激性を検討した．3

IL-8 の産生は，低い pH の製剤と，0.2 w/v% CHG 含有

次元皮膚モデルは，皮膚を構成する細胞を培養して作成― 176 ―

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した人工皮膚モデルであり，皮膚に対する薬剤の毒性，

白血球遊走を促進する IL-8 を分泌する．酸化ストレス

浸透性などの評価に用いられる．今回，皮膚刺激性の評

が大きくなり，好中球が過度に活性化すると細胞死が生価には，細胞生存率と IL-8 発現率を用いて検討した．皮じる．
ヘアレスマウスを用いた pH の違いによる擦式アル

膚の角化細胞は，物理的または化学的刺激により，種々の反応物質が分泌され，細胞生存率だけでは予測が明ら

コール手指消毒薬の比較では，pH

かにならないことから３７），サイトカインなどのバイオ剤と pH 6.3〜6.4 の製剤による経皮水分蒸散量（Transe-

マーカーと組み合わせて評価することが望ましい３８）．Co-

pidermal water loss：TEWL）と角層水分量には差がな

quette らは，炎症反応の指標として IL-1α，IL-8 を推奨

く，肉眼的炎症も認めなかったと報告されている３１）．まし３８），Gaviria らによると，IL-1α は刺激物質により相反た，看護師を対象とした酸性製剤と中性製剤による比較する結果が示されることから，皮膚刺激の指標には IL-6

試験でも，同様の結果が報告されている２５）．pH の値にと IL-8 が適している３９）．今回の試験では，擦式アルコー

寄らず，擦式アルコール手指消毒薬を適用すると一過性

ル手指消毒薬の刺激性の評価が目的であることから，炎に pH が低下するが，水分蒸散を促さないことが複数報症指標として組織損傷の仲介物質とされる IL-8 を用い告されている２５，３１，３３）．製剤 pH による皮膚への直接的あ

３８）

2.9〜3.5 の酸性の製るいは間接的な刺激性は，まだ明らかにされていない４４）．

た ．
刺激性接触皮膚炎では，皮膚に接触した刺激物質に

今回，IL-8 の発現がみられた試薬 4 と試薬 5 では，細よって表皮の角化細胞が刺激され，ケモカインの産生が胞生存率の低下は認められなかった．したがって，低 pH誘導されると考えられており，その他にも表皮細胞の受の擦式アルコール手指消毒薬では，酸性という化学的因

動的な細胞死や，皮膚のバリア破壊自体が炎症を惹起す

子の外的刺激による IL-8 産生の誘導があったものの，細る４０）．本研究では，試薬 6 と試薬 7 で細胞生存率の低下

胞生存率の低下を引き起こすほどの酸化ストレスは生じが認められたことから，0.2 w/v%

なかったと考えられる．この結果から，擦式アルコールCHG を含有した 83

vol%エタノール製剤には刺激性があると考えられた．IL-

手指消毒薬の低い pH には刺激性があると考えられるが，8 は試薬 4，試薬 5，試薬 6 で発現率が上昇した．試薬 4

実際に皮膚に炎症を生じるかは明らかではない．
3．エタノールの濃度と皮膚刺激性と試薬 5 は pH を酸性 に 調 整 し た 76.9〜81.4 vol%エ タ

本研究における細胞生存率と IL-8 発現率の結果から，

ノール製剤であり，これらは刺激性があると考えられた．
したがって，擦式アルコール手指消毒薬による皮膚刺激

エタノール単剤の擦式アルコール手指消毒薬は刺激性が性には，CHG の添加，低い pH，エタノール濃度が関与低いと考えられた．また，0.2 w/v% CHG を含有した 83する可能性がある．

vol%エタノール製剤には刺激性があり，エタノール濃度の高さが刺激性に関連している可能性が示唆された．

1．クロルヘキシジングルコン酸塩と皮膚刺激性
本研究では，CHG 含有アルコール製剤は，エタノー

エタノール濃度が高くなると細胞間脂質の流動性が上

ルのみの製剤よりも細胞生存率が低かった．これは，3

昇し２０），脂質抽出作用が強くなる４５）．細胞間脂質を抽出

次元皮膚モデルを用いた山本らの報告と一致する４１）．擦除去すると，皮膚表面水分量が低下することから４６），エ

式アルコール手指消毒薬に他の消毒薬が添加された製剤

タノール濃度が高い方が，TEWL が増加し，角層の水２９）には，皮膚刺激性があることが指摘されている ．日本

分量が低下すると考えられる３２，４７）．

皮膚科学会の接触皮膚炎診療ガイドライン 2020 におい

古田川らは，健康成人を対象として 30〜80% のエタて，CHG は接触皮膚炎を起こす消毒薬に挙げられておノールを 10% 間隔で塗布し，濃度が高くなるにつれて，

り４０），CHG 含有製剤の細胞生存率が低下した要因とし皮膚の紅斑の出現を強く認めたと報告している４８）．また，て CHG の影響が考えられる．

Houben らは，エタノール製剤の濃度を，70%，75%，80%

CHG による刺激性接触皮膚炎の発生は稀であるが４２），４３）で比較し，濃度が高くなるほど皮膚の鱗屑が増加したと損傷した皮膚に使用すると即時型過敏反応を生じる ．

報告している３３）．したがって，エタノールは濃度が低い

バリカンで除毛したウサギの皮膚では，紅斑や軽度の浮方が，皮膚刺激性が低いと考えられる．

腫を認めたと報告されており２９，３０），角質層をストリッピ

4．擦式アルコール手指消毒薬と手荒れングした損傷皮膚では，痂疲形成を伴う紅斑と浮腫が出

本研究では，エタノール単剤の擦式アルコール手指消現し，健常皮膚よりも回復が遅延する２７）．したがって，

毒薬は皮膚刺激性が低いことが明らかとなった．皮膚刺使用者の皮膚に紅斑や亀裂があると，CHG 含有製剤に激性の差は主薬成分に起因するが２９），エモリエント剤やよる刺激性が，より強くなる可能性がある．

グリセリンなどの添加により，TEWL や角層水分量へ

2．pH と皮膚刺激性の影響が緩和され，紅斑や鱗屑などの症状が出にくくな

皮膚の角化細胞には好中球が存在し，外部からの刺激

る３２）．辻らはウサギの皮膚において，同じ 0.2 w/v% CHG

で産生された活性酸素によって酸化ストレスが生じると，含有製剤であっても，製品によって紅斑や鱗屑の出現状― 177 ―

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況が異なっていたと報告している４９）．また，皮膚刺激性

利益相反自己申告：本研究に関する費用は，テルモ株式会社ののみならず，殺菌性能においては，75 vol%と 90 vol%

研究費により実施した．本研究で試薬として使用した擦式アルコーのエタノール製剤であっても欧州標準化委員会（Euro-ル手指消毒薬にはテルモ株式会社の製品が含まれている．著者はpean Committee for Standardization：CEN）の有効性

テルモ株式会社より原稿執筆料を受領している．

５０）

基準を満たさない製剤や ，ノンエンベロープウイルスへの効果が謳われている 4 種類の擦式アルコール手指消文

毒薬のうち，2 種類が米国食品医薬品安全局（Food andDrug Administration：FDA）の基準を満たさなかったとの報告がある５１）．擦式手指消毒薬における主薬以外の添加物は，製剤によって異なるいわゆるレシピである．
したがって，擦式アルコール手指消毒薬は，各社の製品ごとに判断する必要がある．
エタノール濃度が低いと皮膚刺激性が低い可能性が示唆されたが，エタノールは，濃度が高くなるほど，ウイ
ルス不活化までの時間が短縮する５２）．アルコールは水がないとタンパク質が変性しにくくなることから５０），CDC
は 60〜95％ のアルコールを含む擦式手指消毒薬の使用を推奨している１８）．Edmonds らは，60〜90 vol%のエタ
ノール製剤 12 種類について，濃度と殺菌性能には相関を認めなかったと報告している５０）．したがって，低濃度のエタノールが擦式アルコール手指消毒薬の有効性に影響を与える可能性は低く，皮膚刺激性の少ない低濃度エ
タノール製剤の使用は，臨床において有用であると考えられる．
本研究には，いくつかの限界がある．実験には 3 次元
皮膚モデルを用いた．そのため，実際のヒトの皮膚での結果を十分反映していない可能性がある．しかし，エタ
ノール塗布後の TEWL は被験者間におけるばらつきが大きく，個体差の影響が指摘されている３３）．3 次元皮膚モデルは，ヒト細胞を用いており，動物実験と比較して種差がなく，ロット間の質が均一であることから，再現性の高い試験結果を得ることができたと考える．また，今回の試薬はゲルと泡を用いた．剤型の違いによる塗布時の摩擦の大きさの違いは，手荒れに影響を与える可能性がある３２）．実際に手荒れを生じるかどうかについては，
ヒトを対象とした検討が必要であるが，本研究の結果は，ヒトの皮膚での結果を予測する上で有用であると考える．
結論
3 次元皮膚モデルを用いた擦式アルコール手指消毒薬

7 種において，エタノール単剤の擦式アルコール手指消毒薬は，最も皮膚刺激性が低かった．pH を低く設定した擦式アルコール手指消毒薬には軽度の刺激性があった．
0.2 w/v% CHG 含有アルコール手指消毒薬には刺激性があったが，CHG のみならず，他の試薬よりも高いエタ
ノール濃度が関与した可能性がある．擦式アルコール手指消毒薬には，保湿剤が添加されており，製品ごとに総合的に判断することが必要である．
― 178 ―

献1）World Health Organization: WHO guidelines on hand hygiene in health care 2009: https://www.who.int/publications/i/item/9789241597906. accessed November 12, 2022.
2）Visscher MO, Randall Wickett R: Hand hygiene compliance and irritant dermatitis: a juxtaposition of healthcare
issues. Int J Cosmet Sci 2012; 34: 402-15.
3）Pessoa-Silva CL, Posfay-Barbe K, Pfister R, Touveneau S,
Perneger TV, Pittet D: Attitudes and perceptions toward
hand hygiene among healthcare workers caring for critically ill neonates. Infect Control Hosp Epidemiol 2005; 26:305-11.
4）Creedon SA: Healthcare workersʼ hand decontamination
practices: compliance with recommended guidelines. J
Adv Nurs 2005; 51: 208-16.
5）Brands MJ, Loman L, Schuttelaar MLA: Exposure andwork-related factors in subjects with hand eczema: Data
from a cross-sectional questionnaire within the Lifelines
Cohort Study. Contact Dermatitis 2022; 86: 493-506.
6）Smit HA, Burdorf A, Coenraads PJ: Prevalence of handdermatitis in different occupations. Int J Epidemiol 1993;
22: 288-93.
7）Smith DR, Adachi Y, Mihashi M, Kawano S, Ishitake T:
Hand dermatitis risk factors among clinical nurses in Japan. Clin Nurs Res 2006; 15: 197-208.
8）Rocha LA, Ferreira de, Almeida EBL, Gontijo Filho PP:
Changes in hands microbiota associated with skin damage
because of hand hygiene procedures on the health care
workers. Am J Infect Control 2009; 37: 155-9.
9）Parry MF, Hutchinson JH, Brown NA, Wu CH, Estreller L:
Gram-negative sepsis in neonates: a nursery outbreak due
to hand carriage of Citrobacter diversus. Pediatrics 1980;
65: 1105-9.
10）Manning ML, Archibald LK, Bell LM, Banerjee SN, Jarvis
WR: Serratia marcescens transmission in a pediatric intensive care unit: a multifactorial occurrence. Am J InfectControl 2001; 29: 115-9.
11）Richards J, Williams H, Warner M, Johnson AP, Reith S,
Woodford N, et al.: Nosocomial spread of Staphylococcus
aureus showing intermediate resistance to methicillin. J
Hosp Infect 1993; 25: 91-6.
12）Mutton KJ, Brady LM, Harkness JL: Serratia crossinfection in an intensive therapy unit. J Hosp Infect 1981;
2: 85-91.
13）Buxton AE, Anderson RL, Werdegar D, Atlas E: Nosocomial respiratory tract infection and colonization with
Acinetobacter calcoaceticus . Epidemiologic characteristics.
Am J Med 1978; 65: 507-13.
14）Hugonnet S, Perneger TV, Pittet D: Alcohol-based handrub improves compliance with hand hygiene in intensive
care units. Arch Intern Med 2002; 162: 1037-43.
15）Keil JE, Shmunes E: The epidemiology of work-relatedskin disease in South Carolina. Arch Dermatol 1983; 119:650-4.
16）高山かおる：職業性アレルギー疾患ガイドライン・職業性
皮膚疾患作成の背景とガイドラインの活用．日職業・環境
アレルギー会誌 2021; 28: 9-15.
17）Dickel H, Kuss O, Schmidt A, Kretz J, Diepgen TL: Importance of irritant contact dermatitis in occupational skin

環境感染誌
disease. Am J Clin Dermatol 2002; 3: 283-9.
18）Boyce JM, Pittet D: Guideline for Hand Hygiene in HealthCare Settings. Recommendations of the Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee and the
HICPAC/SHEA/APIC/IDSA Hand Hygiene Task Force.
Society for Healthcare Epidemiology of America/Association for Professionals in Infection Control/Infectious Diseases Society of America. MMWR Recomm Rep 2002; 51:
1-45, quiz CE1-4.
19）Elias PM: Stratum corneum defensive functions: an integrated view. J Invest Dermatol 2005; 125: 183-200.
20）Van der Merwe D, Riviere JE: Comparative studies on theeffects of water, ethanol and water/ethanol mixtures on
chemical partitioning into porcine stratum corneum and silastic membrane. Toxicol In Vitro 2005; 19: 69-77.
21）芳賀 泉，齋藤一文字，原 澄子：皮膚に対する影響について 客観的評価法に基づく速乾性手指消毒剤（ウエルパス,ヒビソフト）2 剤の直接比較試験．環境感染 2000; 15:
163-8.
22）浅香清一：速乾性擦式消毒用アルコール製剤「ヒビソフト」と「ゴージョー MHS」との比較評価．新薬と臨 2004; 53:
184-90.
23）小林 龍，谷口亮央，古泉景子，土屋総之，多田知弘，佐藤雄樹，他：アルコールゲル擦式手指消毒薬の手荒れ予防
効果．日環境感染会誌 2008; 23: 280-4.
24）福本幸子，大杉ミヨエ，星川悠紀子，藤田せつ子，横溝実
夏，山本道子，他：アルコール含有速乾性擦式手指消毒剤の適切な使用方法の検討 手指消毒効果，皮膚への影響，使用感及びアンケート調査より．環境感染 2001; 16: 136-44.
25）李 宗子，八幡眞理子，三根 真，山本将司，小松香子，吉田葉子，他：ノンエンベロープウイルスに対する効果が改善されたアルコール手指消毒剤の手肌への影響．日環境感
染会誌 2014; 29: 164-71.
26）東 禹彦：ヒビスコール（R）液 A のパッチテストによる皮膚安全性および光毒性の検討．皮膚 1994; 36: 343-8.
27）辻 明良，三野宮文子，八代純子，中島祥吉，五島瑳智子：
ウサギを用いた各種医療用消毒剤の皮膚刺激性に関する比較検討．環境感染 1997; 11: 207-20.
28）Nishihara Y, Kajiura T, Yokota K, Kobayashi H, Okubo T:
Evaluation with a focus on both the antimicrobial efficacy
and cumulative skin irritation potential of chlorhexidine
gluconate alcohol-containing preoperative skin preparations. Am J Infect Control 2012; 40: 973-8.
29）辻 明良，仲由武實，三野宮文子，八代純子，五島瑳智子：
ウサギを用いた速乾性手指消毒剤の皮膚刺激性に関する検討．環境感染 1993; 8: 33-41.
30）辻 明良：ウサギを用いた速乾性手指消毒剤の皮膚刺激性に関する検討．医と薬学 2003; 49: 725-32.
31）安東嗣修，野口 悦，倉石 泰，竜 瑞之：速乾性手指消毒剤「ウィル・ステラⓇV」の抗菌作用および皮膚への影響に関する検討．医と薬学 2011; 65: 403-9.
32）Löffler H, Kampf G, Schmermund D, Maibach HI: How irritant is alcohol? Br J Dermatol 2007; 157: 74-81.
33）Houben E, De Paepe K, Rogiers V: Skin condition associated with intensive use of alcoholic gels for hand disinfection: a combination of biophysical and sensorial data. Contact Dermatitis 2006; 54: 261-7.
34）大石智洋，水島ひとみ，辻 明良，砂川慶介：ブラインド
テストによる速乾性手指消毒薬の健常皮膚に対する影響の検討．環境感染 2005; 20: 249-53.
35）平尾直靖：スキンケアの心理的な効果について―皮膚感覚，
情動，肌改善効果の視点から―．日本化粧品技術者会誌
2002; 36: 1-9.
36）OECD: Test No.439: In Vitro Skin Irritation: Reconstructed
Human Epidermis Test Method. 2021: https://www.oecd-il

Vol. 38 no. 4, 2023

ibrary.org/environment/test-no-439-in-vitro-skin-irritation-r
econstructed-human-epidermis-test-method̲978926424284
5-en. accessed November 12, 2022.
37）Fentem JH, Briggs D, Chesné C, Elliott GR, Harbell JW,
Heylings JR, et al.: A prevalidation study on in vitro tests
for acute skin irritation. results and evaluation by theManagement Team. Toxicol In Vitro 2001; 15: 57-93.
38）Coquette A, Berna N, Vandenbosch A, Rosdy M, De
Wever B, Poumay Y: Analysis of interleukin-1alpha (IL-1alpha) and interleukin-8 (IL-8) expression and release in in
vitro reconstructed human epidermis for the prediction ofin vivo skin irritation and/or sensitization. Toxicol In Vitro
2003; 17: 311-21.
39）Gaviria Agudelo C, Becerra NY, Vergara JD, Correa LA,
Estrada S, Restrepo LM: Dermo-epidermal organotypic
cultures for in vitro evaluation of skin irritation and corrosion. Toxicol In Vitro 2020; 63: 104657.
40）高山かおる，横関博雄，松永佳世子，片山一朗，相場節也，
池澤善郎，他：日本皮膚科学会ガイドライン 接触皮膚炎
診療ガイドライン 2020．日皮会誌 2020; 130: 523-67.
41）山本宣之，宮本幸治，加藤雅一：速乾性擦式アルコール手指消毒剤の皮膚刺激性評価における動物実験代替法の開発．
薬誌 2010; 130: 1069-73.
42）Silvestri DL, McEnery-Stonelake M: Chlorhexidine: uses
and adverse reactions. Dermatitis 2013; 24: 112-8.
43）Heinemann C, Sinaiko R, Maibach HI: Immunological Contact Urticaria and Anaphylaxis to Chlorhexidine: Overview. Exog Dermatol 2002; 1: 186-94.
44）Blaak J, Staib P: The Relation of pH and Skin Cleansing.
Curr Probl Dermatol 2018; 54: 132-42.
45）Marjukka Suhonen T, Bouwstra JA, Urtti A: Chemical enhancement of percutaneous absorption in relation to stratum corneum structural alterations. J Control Release
1999; 59: 149-61.
46）Imokawa G, Kuno H, Kawai M: Stratum corneum lipids
serve as a bound-water modulator. J Invest Dermatol
1991; 96: 845-51.
47）Lübbe J, Ruffieux C, van Melle G, Perrenoud D: Irritancyof the skin disinfectant n-propanol. Contact Dermatitis
2001; 45: 226-31.
48）古田川淳，新宮行雄，野津芳正：グルコン酸クロルヘキシ
ジン含有エタノール消毒剤における皮膚刺激性の検討．医薬ジャーナル 1997; 33: 2228-31.
49）辻 明良，押方紀子，山村洋二：ウサギを用いたゲル状速乾性手指消毒薬の皮膚刺激性に関する検討．医と薬学
2005; 53: 109-15.
50）Edmonds SL, Macinga DR, Mays-Suko P, Duley C, Rutter
J, Jarvis WR, et al.: Comparative efficacy of commerciallyavailable alcohol-based hand rubs and World HealthOrganization-recommended hand rubs: formulation matters. Am J Infect Control 2012; 40: 521-5.
51）Sato S, Matsumoto N, Hisaie K, Uematsu S: Alcohol abrogates human norovirus infectivity in a pH-dependent manner. Sci Rep 2020; 10: 15878.
52）渡辺 実，野田伸司，山田不二造，藤本 進：アルコール類のウイルス不活化作用に関する研究エタノール消毒における生体試料の影響．感染症誌 1981; 55: 367-72.
〔連絡先：〒107-8402 東京都港区赤坂 4-1-26
国際医療福祉大学大学院医療福祉学研究科看護学分野
坂木晴世
E-mail: sakakih-tky@umin.ac.jp〕― 179 ―

環境感染誌

Vol. 38 no. 4, 2023

In Vitro Irritation Testing of Alcohol-based Hand Rubs Using the Three-dimensional (3D)
Human Skin Model
Haruyo SAKAKIDivision of Infection Control and Prevention, Department of Nursing, International University of Health and Welfare Graduate School
Abstract[Background] The selection of alcohol-based hand sanitizers that cause minimal skin irritation
is essential for the prevention of dryness and other skin problems in healthcare professionals. We
used a three-dimensional (3D) skin model to perform skin irritation testing and to compare theresults among seven alcohol-based hand sanitizers (class 3 OTC pharmaceuticals).
[Methods] The tests were conducted based on the OECD test guidelines (TG439). Cell viability
was determined to be less than 50%, and IL-8 expression rates were determined to be irritating
if they were a higher percentage than those of the negative controls. Ethanol concentrations
were 78.89 vol% for reagent 1, 72 vol% for reagents 2 and 3, 76.9-81.4 vol% for reagents 4 and 5,
and 83 vol% for reagents 6 and 7. Reagents 1-5 were ethanol-only, alcohol-based skin sanitizers,
whereas reagents 6 and 7 were 0.2 w/v% chlorhexidine gluconate (CHG)-containing skin sanitizers containing alcohol. Reagents 1-3 had a pH range of 6.0-9.0, reagents 4 and 5 had a pH rangeof 2.6-4.0, and reagent 7 had a pH range of 5.5-7.0. The pH of reagent 6 was not disclosed.
[Results] The mean cell viability was 88%, 110%, and 79% for the ethanol-only formulations ofreagents 1-3, and 68% and 61% for the two low-pH formulations of reagents 4 and 5.
The mean cell viability was 2.1% and 1.8% for the two formulations with 0.2 w/v% CHG, comprising reagents 6 and 7, and was determined, therefore, to be irritative.
Increased IL-8 expression was observed with both the low-pH formulations of reagents 4 and 5(183% and 141%) and with reagent 6 (118%), one of the two 0.2 w/v% CHG-containing formulations.
[Conclusions] Skin irritation testing using a 3D skin model showed that ethanol-only, alcoholbased skin sanitizers were the least irritative to the skin.
Key words: alcohol-based hand rub, skin irritation, ethanol concentration, 3D human skin model― 180 ―