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★ 世界的に開発の進むマイクロニードル!
★ 様々な製造法や評価法を専門家が解説!
★ 医療・医薬品や美容・化粧品への展開についてメーカー開発者が解説!

■刊行にあたって

今回、シーエムシー出版から、『次世代マイクロニードルの開発と応用』というタイトルの書籍を上梓する運びとなった。読者の皆さんもご存じの通り、マイクロニードルの美容や化粧品などへの応用は、本邦だけでなく世界的に広まってきている。それとともに、様々なマイクロニードル製造法や効果・安全性評価法なども進んできた。また、近年では美容・化粧品領域から医療・医薬品領域へもマイクロニードルの研究や開発が広がりつつある。特に医薬については、パラダイムシフトが進みつつあり、低分子、中分子、高分子医薬といったモダリティの選択幅が出てきた。このような変革の時代に、本邦のマイクロニードルの研究開発をリードしてきた産学官の著名な先生方に、マイクロニードルの基礎、製造技術、穿刺評価と安全性評価、医療・医薬品への展開、そして美容・化粧品への展開について玉稿を賜ることができた。これからマイクロニードルの研究を行う方、現在、マイクロニードルの研究を進めている方、さらにはすでにマイクロニードルの応用研究や開発をやっている方に一読していただければ幸いである。

2022年12月
城西国際大学　学長　
杉林堅次
(「刊行にあたって」より)

■著者一覧

杉林堅次　　城西国際大学
権英淑　　コスメディ製薬㈱
神山文男　　コスメディ製薬㈱
高見謙　　星薬科大学
池内由里　　星薬科大学
小幡誉子　　星薬科大学
式田光宏　　広島市立大学
長谷川義大　　広島市立大学
加藤暢宏　　近畿大学
三重野計滋　　㈱ワークス
西澤松彦　　東北大学
山岸彩奈　　産業技術総合研究所;東京農工大学
中村史　　産業技術総合研究所;東京農工大学
宮地邦男　　シンクランド㈱
日隈　薫　　シンクランド㈱
木村泰治　　シンクランド㈱
音田和也　　シミックCMO㈱
鄭道鉉　　㈱RAPHAS
羅淑熙　　㈱RAPHAS JAPAN
安藤大介　　国立医薬品食品衛生研究所
勝見英正　　京都薬科大学
山本昌　　京都薬科大学
高田寛治　　㈱バイオセレンタック
田中慎　　横浜市立大学附属市民総合医療センター
門之園一明　　横浜市立大学
金範埈　　東京大学生産技術研究所
岩田浩明　　岐阜大学
松永由紀子　　㈱資生堂
永田武　　㈱アイ・ティー・オー
関谷秀一　　関谷クリニック南青山
森文子　　クリニックモリ
伊東忍　　㈱アイ・ティー・オー
貴志和生　　慶應義塾大学
申周燁　　㈱RAPHAS JAPAN




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【マイクロニードルの基礎編】
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第1章　マイクロニードルの出現と応用
1　医薬品の投与方法とマイクロニードルの出現
2　マイクロニードル装置の形状
3　マイクロニードルアレーの素材,形状,長さ
4　おわりに

第2章　医療用デバイスとしてのマイクロニードルの開発
1　はじめに
2　医療用デバイスとしてマイクロニードルへの要求性能
3　マイクロニードルの材料選定
4　マイクロニードルのディメンジョン設計
　4.1　針強度と皮膚穿刺性
　4.2　マイクロニードルのディメンジョン
5　マイクロニードルへの薬物封入法
　5.1　非溶解型マイクロニードルの薬物封入法
　5.2　バイオアベイラビリティを重視した薬物封入法
　5.3　徐放性を重視した薬物封入法
6　マイクロニードルのデバイス化
　6.1　皮膚投与用器具の開発
　6.2　アプリケータ機能付きマイクロニードルデバイス化
7　医療用デバイスとしてマイクロニードルの皮膚安全性
8　まとめ

第3章　マイクロニードルの設計および材料選定のポイント
1　はじめに
2　ヒト皮膚構造の概要
3　マイクロニードルの形状,材料および薬物送達方法の違い
　3.1　針の形状と強度の関係
　3.2　薬物送達方法によるマイクロニードルの分類と製造に必要な材料
4 マイクロニードル薬物送達システム市場の現在と将来の展望

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【マイクロニードル製造技術編】
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第1章 MEMS加工技術を用いたマイクロニードルの開発
1　はじめに
2　アレイ状マイクロニードル作製プロセス
　2.1　ホトリソグラフィー及びエッチングプロセスによるニードルマスター作製
　2.2　生分解製マイクロニードル(モールド技術による材料置換)
3　アレイ状マイクロニードル作製プロセスの高機能化
4　おわりに

第2章　フォトリソグラフィのみによるマイクロニードル原型作成とその応用
1　はじめに
2　ネガ型フォトレジストによるマイクロニードルの形成
3　SU-8の吸光特性にもとづく露光波長と膜厚の関係
4　裏面露光用レジスト基板の作成
5　裏面照射型多波長移動マスク露光法
6　様々な形状のマイクロニードルの形成
　6.1　露光波長の組合せによるニードル高さの調整
　6.2　フォトマスクと軌跡の形状による断面形状のバリエーション
7　まとめと今後の展望

第3章　精密微細機械加工技術を用いたマイクロニードルアレイの開発
1　はじめに
2　金型成形法の工程
3　マスター金型
　3.1　精密機械
　3.2　加工工具の選定
　3.3　加工環境
　3.4　加工条件
4　鋳型の製作
5　成形加工法
　5.1　試作開発～量産
　5.2　非接触測定技術
6　おわりに

第4章　ポーラスマイクロニードル電極システム
1　はじめに
2　ポーラスマイクロニードルの作製
3　経皮直流抵抗の低減と安定化
4　バリア機能のモニタリング(表皮電位計測)
5　むくみセンシング(表皮細胞層の水分計測)
6　皮内センシング(表皮細胞層の電気化学計測)
7　電気浸透流による経皮分子輸送(投薬・ワクチン・サンプリング)
8　おわりに

第5章　マイクロニードルアレイを用いた植物のゲノム編集
1　はじめに
2　ナノニードルアレイを用いた動物細胞へのタンパク質導入
3　植物組織に挿入可能なマイクロニードルアレイの開発
4　マイクロニードルを用いた植物組織に対するCas9 RNPの直接導入
5　おわりに

第6章　ホローマイクロニードルの開発とその応用
1　はじめに
2　ホローマイクロニードルの開発
3　インジェクションキットの開発
4　ホローマイクロニードルの医薬品への応用
5　ヒト用デバイスへ(今後について)
6　むすび

第7章　送風引張方式(Droplet extension, DEN)を採用したマイクロニードルの開発
1　マイクロニードル
2　安全かつ使い勝手の良い溶解性マイクロニードル
3　送風引張技術(Droplet extension, DEN):量産に最適化された独創的マイクロニードル製造工程
4　図5のマイクロニードル製造工程DEN技術の詳細
5　DEN マイクロニードル製造工程の特徴
6　DEN マイクロニードルの皮膚挿入能
7　適用分野
8　認証現況
9　DEN工程の将来

第8章　レチノール含有のマイクロニードル化粧品の開発及び有効性
1　皮膚老化
2　塗る方式の従来型レチノール化粧品の短所
3　マイクロニードルの長所
4　レチノール安定化のためのマイクロニードル特許技術
5 レチノールマイクロニードルパッチ:次世代アンチエイジングのトレンドを変えるマイクロニードルビューティー
6　結論

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【マイクロニードルの穿刺評価・安全性評価編】
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第1章　物理的アプローチによるマイクロニードル穿刺評価
1　はじめに
2　先端分離型マイクロニードルとその実装形態
3　荷重印加曲線に基づいた力学的穿刺評価方法
　3.1　平行板バネを用いた準静的穿刺評価方法
　3.2　ロードセル内蔵の専用アプリケータを用いた動的穿刺荷重印加方法
4　まとめ

第2章　ラマン分光測定を基盤としたマイクロニードル製剤の新たな品質評価手法の開発
1　はじめに
2　溶解型マイクロニードル製剤の含量と均一性
3　ラマン分光法について
4　モデル試料の作製
5　配合成分のラマンスペクトル
6　プローブ型ラマン分光装置を用いたフィルム試料の評価
7　顕微ラマン分光装置を用いたフィルム試料の薬物分布イメージング分析
8　溶解型マイクロニードルの作製
9　顕微ラマン分光装置を用いた溶解型マイクロニードルの薬物分布イメージング分析
10　おわりに

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【医療・医薬品への展開編】
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第1章　マイクロニードルによる薬物治療の考え方
1　はじめに
2　マイクロニードルと薬物治療
3　マイクロニードルと投与量と分子量制限
4　マイクロニードルと投与部位
5　マイクロニードルの化粧品への応用
6　おわりに

第2章　ヒアルロン酸マイクロニードルを用いた骨粗鬆症治療薬テリパラチド(hPTH1-34) の経皮デリバリー
1　はじめに
2　hPTH1-34と骨粗鬆症治療
3　hPTH1-34封入ヒアルロン酸マイクロニードルの調製,機能性及び安定性
4　hPTH1-34封入ヒアルロン酸マイクロニードル適用後のhPTH1-34の体内動態と薬理効果
5　おわりに

第3章　難・低吸収性薬物用のマイクロニードル皮内投与DDS製剤の開発
1　はじめに
2　溶解性マイクロパイル
　2.1　溶解性マイクロパイルの構造
3　難・低吸収性薬物であるペプチドの経皮的デリバリー
　3.1　デスモプレッシンおよび酢酸リュープロレインの経皮的デリバリー
　3.2　中分子薬物であるインスリン,インスリン誘導体,塩基性線維芽細胞増殖因子b-FGF,低分子ヘパリンの経皮的デリバリー
　3.3　高分子薬物の経皮的デリバリーシステム
4　有機低分子薬物の経皮的デリバリーシステム
5　まとめ

第4章　マイクロニードルを用いた眼科手術
1　マイクロニードルの概要
2　開発の経緯
3　実際の使用例
　3.1　眼の解剖
　3.2　使用方法
　3.3　適応となる疾患
4　今後の展望

第5 章　マイクロニードルパッチ型センサー

第6章　溶解型マイクロニードルを用いた日本脳炎ワクチンの開発
1　はじめに
2　研究の背景
3　研究の方法
4　結果
5　結果についての考察
6　医療用マイクロニードルについて考察

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【美容・化粧品への展開編】
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第1章　マイクロニードル化粧品の最新動向と応用展開
1　はじめに
2　富士山ニードルの概要および特徴
　2.1　富士山ニードルの皮膚浸透性
　2.2　富士山ニードルの皮膚安全性
3　富士山ニードル化粧品の機能性
　3.1　抗しわケアを目的とするマイクロニードル化粧品
　3.2　美白を目的とするマイクロニードル化粧品
　3.3　育毛を目的とするマイクロニードル化粧品
　3.4　リップケアを目的とするマイクロニードル化粧品
4　マイクロニードル化粧品の製造技術
5　マイクロニードル化粧品の今後の課題と展望

第2章　自己溶解型マイクロニードルの化粧品への応用
1　はじめに:皮膚のバリアを担う角層
2　しわの肌悩みとソリューション
3　化粧品向けMNの開発背景:美容医療からのインスパイア
4　ヒアルロン酸が皮膚の細胞へ及ぼす作用
5　MNのしわに対する有効性
6　今後の展望

第3章　マイクロニードルの美容医療における臨床応用
1　はじめに
2　溶解型マイクロニードルの封入法と非封入法
　2.1　マイクロニードル封入法
　2.2　マイクロニードル非封入法
3　アスコルビン酸誘導体のマイクロニードル非封入法による美容効果
　3.1　アスコルビン酸誘導体
　3.2　GO-VCのマイクロニードル非封入法によるシワ改善効果
　3.3　GO-VCのリポソーム様作用
4　bFGFのマイクロニードル非封入法による美容効果
　4.1　マイクロニードル非封入法による高分子量成分の経皮吸収能の向上
　4.2　マイクロニードル非封入法によるbFGF 導入後の皮膚内bFGF 濃度の亢進
　4.3　マイクロニードル非封入法によるbFGF導入後の真皮内コラーゲン分布の変化
　4.4　マイクロニードル非封入法によるbFGF導入によるシワ改善効果
5　マイクロニードル非封入法用の処方液の注意点
6　マイクロニードル処置前のパッチテストは重要
　6.1　ITO社のマイクロニードルのパッチテスト方法
7　マイクロニードル処置後のUVケア
8　マイクロニードル処置後の保湿ケア
9　おわりに

第4章　「Droplet Extension(DEN)マイクロニードル製造技術」を用いた医薬品及びワクチン開発の事例
1　はじめに
2　マイクロニードルの種類
3　溶解性マイクロニードル
4　溶解性マイクロニードルの品質基準
5　局所投与による「皮膚疾患治療剤DENマイクロニードルパッチ」の動物有効性評価
6　ニキビ治療薬
7　傷跡の治療薬
8　アレルギー免疫治療薬
9　DENマイクロニードルワクチンパッチの免疫誘導の有効性評価
10　結核パッチワクチン
11　B型肝炎パッチワクチン
12　インフルエンザパッチワクチン
13　新型コロナウイルス感染症パッチワクチン
14　核酸ワクチン
15　おわりに