アブレーション法（レーザーおよび高周波）を用いた経表皮的薬物送達

Maria Claudia Almeida Issa および Paulo Santos Torreão フルミネンセ連邦大学 臨床医学部門–皮膚科、Praia de Icarai 139, 702 Niterói, RJ, Brazil Hospital dos Servidores do Estado do Rio de Janeiro, RJ, Brazil

要約

皮膚は、ほとんどの親水性分子および荷電分子に対してほぼ不透過性である。分子量（MW）500 Daが、親油性分子の受動拡散の上限として一般に受け入れられている。皮膚への多くの薬物の浸透を改善するために、マイクロニードル、超音波、そして最近では経表皮的薬物送達（TED）など、いくつかの戦略が用いられてきた。TEDは、アブレーション法（CO₂レーザー、エルビウムレーザー、アブレーティブ高周波）の後に薬剤を塗布することに基づく技術である。これまでに、外用薬の皮膚への送達を補助する垂直方向の経路を形成するアブレーティブフラクショナルレーザーに関する多くの報告がある。本章では、高周波、レーザー、マイクロニードリングなどのアブレーション法について議論する。本書の「経表皮的薬物送達：概要、概念、応用」「経表皮的薬物送達と光線力学的療法」「ストレッチマークに対する経表皮的薬物送達のためのマイクロニードリング」の各章も参照されたい。

キーワード  アブレーション経表皮的薬物送達経皮薬物送達レーザー高周波、リサーフェシング、アブレーション法

はじめに

皮膚のフラクショナルアブレーションは、2004年に初めて記載された光熱融解の特殊なレーザー–皮膚相互作用である。フラクショナルアブレーティブレーザー（エルビウム:YAGおよびCO₂）または高周波などの他のフラクショナルアブレーティブモダリティは、皮膚を部分的に蒸散させる。微視的な垂直経路が形成され、そうでなければ表皮層を通過できない外用高分子薬物の進入経路が得られる。低分子の浸透も増強される。これらの経路の位置、直径、深さ、その他の特徴は、レーザーまたは高周波技術の設定と種類によって制御または操作できる（Mitragotri ら 1995; Manstein ら 2004; Alexiades-Armenakas ら 2008; Haak ら 2011; Lin ら 2014; Carniol ら 2015; Forster ら 2010）。

TEDを目的としたエルビウム:YAGやCO₂レーザーなどのフラクショナルアブレーティブレーザーの使用は、多くの研究で報告されている（Haerdersdal ら 2010; Gómez ら 2008; Stumpp ら 2005; Wang ら 2004; Lee ら 2003; Baron ら 2003）。表皮にマイクロチャネルを形成するため、レーザーは波長およびレーザー設定に応じて異なる割合で蒸散、凝固、その他の熱作用を生じる（Haerdersdal ら 2010）。レーザー以外に、RF装置は光ではなく別の電磁エネルギー源を使用し、それが熱エネルギーに変換される。RFでアブレーションを生じさせるには、酸素をイオン化し、皮膚表面にマイクロプラズマ（火花）を発生させる必要がある。これはRFハンドピースと皮膚の間に薄い層（隙間）があるときに可能となり、表面に微小な火花が形成されて、表皮にマイクロチャネルが生じる。

TEDにはさまざまな薬剤を使用でき、後述するように治療対象の疾患に応じて選択する必要がある。

2010年、TED技術による物質の浸透を増強するために、インパクトUSと呼ばれる低周波・高圧の超音波が開発された。これらの超音波は、事前に形成された経路を通して分子を推進するように作用する。その機能を発揮するには事前のアブレーション法の使用に依存し、ITED（インパクトUS + TED）と呼ばれることが多い（Fig. 1a–c）（「ストレッチマークに対する経表皮的薬物送達のためのマイクロニードリング」の章を参照）。

組織病理学的研究

レーザー施術組織では、ヘマトキシリン・エオジン（H&E）染色により、蒸散柱によって形成された垂直経路を観察できる。これは微視的治療域（MTZ）の格子を形成するアブレーティブフラクショナルレーザーに当てはまる（Skovbølling Haak ら 2011）。各MTZは、蒸散した経路である微視的アブレーション域（MAZ）と、凝固組織に囲まれた炭化の境界、すなわち光源による熱損傷に由来する微視的熱域から構成される（Sklar ら 2014; Taudorf ら 2014）。

皮膚経路を形成するために必要な理想的パラメータは、レーザーの種類、装置モデル、設定によって大きく異なる。また、皮膚薬物送達に最適なエネルギーと経路の深さに関する入手可能なデータはやや矛盾している。それでも、親水性および弱い親油性分子では薬物取り込みが経路の深さに依存するのに対し、親油性薬物では経路の深さに依存しない取り込みがみられるというエビデンスがある（Haedersdal ら 2016; Wenande ら 2017）。

Haak らは、フラクショナルCO₂レーザー支援薬物送達におけるレーザー施術密度（経路が占める皮膚の割合）と分子量（MW）の影響を記述した。アブレーティブフラクショナル施術は、240～4,300 Daの範囲の分子量を持つポリエチレングリコール（PEG）の皮膚内および経皮送達を実質的に増加させた。レーザー密度を1%から20%に増加させると皮内および経真皮送達が増強されたが、1%を超える密度では経路あたりの送達は低下した。質量分析は、高分子では経皮浸透よりも皮膚内保持の方が大きいことを示した（Haak ら 2012; Haedersdal ら 2014）。

Skovbølling らは、アブレーティブフラクショナルレーザー施術後の組織学的組織損傷プロファイルを記録する標準モデルを確立することを目的として、フラクショナルCO₂レーザー（Medart, Hvidovre, Denmark）を用いたex vivo動物皮膚モデルで組織病理学的研究を実施した。研究対象のレーザーは、底面が円形の表皮表面病変で、頂点が真皮に向かう円錐形の病変を生じ、提案された数式が円錐体積を予測できることが示された。また、蒸散深度はレーザーエネルギーの増加と線形関係で増加し、真皮蒸散幅はエネルギーの増加に伴ってわずかに増加し、凝固帯の厚さは特定のエネルギーレベルでプラトーに達することが実証された（Skovbølling Haak ら 2011）。

Taudorf らは、レーザーパラメータ、パルス積層および組織への影響を解明することを目的として、2,940 nmレーザーを用いた動物ex vivo研究を実施した。低パルスエネルギー・高繰り返し率では、同じスポットに多くの積層パルスが必要であったのに対し、パルス繰り返し率を低下させ、積層パルスを減らして送達される高パルスエネルギーでは、適用総エネルギーが少なくてもアブレーションが生じることが示された。蒸散深度は同様に、パルス積層によって送達される総エネルギーだけでなく、パルスエネルギー、パルス繰り返し率、パルス幅の変動によっても影響された。低いパルス繰り返し率（Hz）と積層パルス数の削減は、パルス間に露出組織が冷却され、蒸散プルームが排出されることを可能にして残留熱の漸進的蓄積を避けるために重要であり、そうでなければ蒸散深度が増すのではなく浅く幅の広いクレーターが生じる。また、CO₂レーザーよりもEr:YAG（2,940）レーザーを使用する利点として、凝固帯が事実上存在しない純粋な蒸散組織を形成できる可能性が議論された。凝固帯の重要性は完全には確立されていないが、厚い凝固帯は分子送達に対する重大な誘導バリアとなる可能性がある（Taudorf ら 2014）。Brauer らは、フラクショナル施術によりMTZ間に未施術領域が生じ、より急速な治癒反応が可能になることを実証した（Brauer ら 2014）。

Banzhaf らは、フラクショナルアブレーティブCO₂レーザーによって形成された経路の100%が、施術後最初の30分間は開存していたと発表した。この時点から、開存している経路の割合は徐々に減少し、6時間以降に実質的な減少がみられた（Banzhaf ら 2017）。Olesen らは、経表皮的薬物送達の目的にはクリームやゲルよりも液性ビヒクルの方が優れていることを示した（Olesen ら 2017）。

理想的な薬物送達を行うために必要なパラメータを確立することは不可能である。それでも、この治療を行う際には、レーザーの種類、装置モデル、レーザー設定、望ましい効果を考慮することが重要である。CO₂レーザーはEr:YAGレーザーと比較して、より厚い凝固帯を形成する場合がある。高エネルギー、非常に短いパルス幅、低密度の施術は、特に親水性および弱い親油性分子の薬物浸透を促進する可能性がある。

適応

PDTのためのTED

PDT治療において、メチルアミノレブリン酸（MAL）を塗布する前にアブレーティブレーザー（エルビウム:YAGまたはCO₂レーザー）を使用することがすでに報告されている（Haerdersdal ら 2010; Shen ら 2006）。一部の研究では、光増感剤塗布前にマイクロニードリング技術を使用することも記述されている（Donelly ら 2008; Mikolajewska ら 2010）。「経表皮的薬物送達と光線力学的療法」の章を参照されたい。

近年、PDT単独（赤色光を用いたMAL-PDT）と、フラクショナルアブレーティブRFを用いたTEDを併用したPDT（赤色光を用いたMAL-PDT）によって誘導される臨床効果を評価・比較する研究が実施された。その結果、光増感剤（MAL）のインキュベーション時間を3時間から1時間に短縮しても、光線性角化症と皮膚の肌理の改善が観察された。TED + PDTは、PDT単独と比較して前腕の光線性角化症病変数を減少させるうえでより有効であった。さらに、肌理と色素沈着の改善は、TED + PDTで治療した側でより良好に観察された（Kassuga ら 2012）。

瘢痕

肥厚性瘢痕とケロイドは、外傷、炎症、手術、熱傷、さらには虫刺されなど、真皮に対するさまざまな種類の損傷に応答して、素因のある個人に生じる治癒過程の障害である（Wolfram ら 2009）。創傷修復とコラーゲン代謝の分野における知識が増えているにもかかわらず、その治療は皮膚科医と形成外科医にとって依然として課題である。臨床的に、肥厚性瘢痕は元の損傷部位に限局するが、ケロイドはこの境界を超えて隣接する皮膚に及ぶ。肥厚性瘢痕は誘因事象の4週間後に出現し、数か月間強く増殖した後に退縮する。ケロイドでは、コラーゲン産生が正常治癒の20倍に達し（Wolfram ら 2009）、自然に消失することはまれである。増殖初期には両者を区別することが困難な場合がある。

病巣内ステロイドが第一選択療法である（Al-Attar ら 2006）。最も広く使用されているステロイドはトリアムシノロンアセトニドであり、強力な抗炎症作用を持つヒドロコルチゾン由来の合成コルチコステロイドである（Chrousos and Margioris 2003）。その作用機序は、線維芽細胞増殖とコラーゲン合成の阻害、コラゲナーゼ産生の増加、ならびにコラゲナーゼ阻害薬の減少である（Al-Attar ら 2006）。病変の臨床的改善が得られるか、その使用を不可能にする局所副作用が出現するまで、2～6週間ごとに投与すべきである。病巣内コルチコステロイドの使用は痛みを伴い、分布が均一ではない。

Garg ら（2011）は、CO₂アブレーティブレーザー単独ではケロイドを永続的に治療するには不十分であり、蒸散後6か月間、3～4週間ごとにトリアムシノロンを病巣内投与する必要があったと実証した。

ケロイド治療におけるステロイド注射は、技術的に容易で患者の費用負担も少なく、他の提案された方法と比較して最も満足できる結果が得られることから、この問題に対する最も一般的な治療法である。一方、注射は痛みを伴い、時に耐え難く、均一に適用することも困難であり、限局した萎縮性病変を生じさせる。

Issa ら（2012）は、肥厚性瘢痕の治療において、フラクショナルRFとインパクトUSを併用したトリアムシノロンの経表皮的投与に関する研究を実施した。その結果、肥厚性瘢痕の改善または完全な消退がみられ、審美的結果も優れていた。この技術は通常の注射よりも痛みが少ないとも考えられた（Fig. 2a, b）。注目すべきことに、ケロイド治療に同じ技術を使用した別の未発表研究では、同様の有効性は観察されなかった。

萎縮性皮膚線条

皮膚線条は一般的で容易に認識できる状態であり、重大な医学的問題を引き起こすことはまれだが、患者にとってストレスの原因となることが多い。その起源は十分に解明されていない。多くの治療法が存在するが、いずれも有効とはみなされておらず、この問題に必須の単独療法はない。発生率が高く治療結果が不良であるため、コンセンサスと最適な治療を目指した研究が進められる傾向にある。治療戦略は多数あり、他より一貫して優れた単独療法は存在しない。皮膚線条の治療は皮膚科医にとって依然として問題である。新しい皮膚線条はトレチノインなどの外用薬で治療でき、サブシジョンなどの各種外科的処置後により良好な結果が得られる。長期にわたる皮膚線条は同じ結果を示さない。レーザー治療の進歩により、治療戦略の将来は有望である。多くの情報源が、皮膚線条の外観を軽減するレーザーの使用を報告している（Elsaie ら 2009; Bak ら 2009）。

フラクショナルアブレーション法（RF）の後に0.05%トレチノインクリームを用いたTEDに関する最近の研究（Issa 2013）は、萎縮性の白い皮膚線条の治療に有効であることを示した。腹部にあるストレッチマークを、アブレーティブフラクショナルRF単独とTED（RF + 0.05%トレチノインクリーム + インパクトUS）で比較すると、後者の方が有効であった。著者らは、トレチノインクリームを浸透させるアブレーティブRFと、その浸透を増加させるインパクトUSを用いるTEDは、主に乳房にある古い白い皮膚線条に対する興味深い新しい方法であると結論づけた（Fig. 3a, b）。

円形脱毛症

円形脱毛症（AA）は、非瘢痕性脱毛の最も一般的な原因である。遺伝的素因を伴う自己免疫疾患であると疑われており、環境的要因と民族的要因が関与していると考えられる。一般に卵円形または円形の非瘢痕性脱毛斑として現れる。ステロイドはAAの治療に広く使用されており、病巣内トリアムシノロンは非常に有効である一方、痛みを伴う方法である。Issa ら（2012）は、アブレーティブフラクショナルリサーフェシング（CO₂レーザーまたはRF）+ トリアムシノロン + 音圧波超音波を用いたTEDで治療したAAの5例を報告した。トリアムシノロン溶液を蒸散領域の上に滴下し、薬剤を皮膚内に押し込むために直後にインパクトUSを適用した。すべての症例で患者は優れた改善を示し、12か月のフォローアップ後に結果が維持されなかったのは1例のみであった。CO₂レーザー + トリアムシノロン + USで治療した円形脱毛症の症例では、1回の施術のみで優れた結果が得られた（Fig. 4a–c）。AA治療にアブレーティブRF + トリアムシノロン + USを使用した場合も良好な結果が得られたが、複数回の施術が必要であった。著者らは、USを用いずフラクショナルCO₂レーザー + トリアムシノロンで治療した脱毛斑には最小限の臨床的改善が認められたが、トリアムシノロンやUSを適用せずフラクショナルCO₂レーザー単独で治療した脱毛斑には臨床的改善が認められなかった。

光老化および肝斑のためのTED

光老化および肝斑の治療に使用される薬剤には、0.05%トレチノインクリーム、5～10%ビタミンC（Farris 2005; Hsiao ら 2012）クリームまたは美容液（単独、またはフェルラ酸などの他の成分との併用；Waibel and Wulkan 2013）、若返りのための5%ヒアルロン酸（Fig. 5a, b）、ならびに肝斑のための10%グリコール酸クリーム併用または非併用の4%ハイドロキノンが含まれる。

肝斑の場合、CO₂レーザーは皮膚表面にマイクロチャネルを形成することのみを目的として非常に低エネルギーで使用すべきであり、4%ハイドロキノンクリームによって炎症後色素沈着なしに良好な結果が得られた（Fig. 6a, b）（著者が実施した未発表研究）。

光損傷皮膚を対象としたスプリットフェイス比較研究では、フラクショナルレーザー蒸散後にCEフェルラ酸配合製剤（L’Oréal-SkinCeuticals）が評価され、治療側で術後回復時間の短縮とネオコラーゲン産生の増加が認められた（Waibel and Wulkan 2013）。この目的でフラクショナルレーザー蒸散後の外用ビタミンCも評価されたが、さらなる研究が必要である（Hsiao ら 2012）。

その他の適応のためのTED

創傷治癒のための成長因子の使用、ならびに感染症を標的とする抗真菌薬および抗菌薬の使用に関する研究がいくつかある（Brauer ら 2014）。

腋窩ならびに手掌・足底の多汗症も別の適応となり得る。これは、ボツリヌストキシンを一方の側にTEDで適用し、比較のため他方の側に標準的な注射で適用した臨床試験で一部の患者において評価されている。最初の症例では、両技術ともヨード・デンプンテストで発汗の減少が観察された（掲載予定の研究）。

適用プロトコルと指示

最初のステップは、石鹸を含まない洗浄剤とクロルヘキシジン溶液を用いて皮膚を洗浄することである。フラクショナルアブレーション法は、治療対象の疾患に応じて選択した外用薬の直前に適用される。薬剤はクリーム、溶液、または美容液の形態で使用でき、自宅で外用する製品と同じ濃度でよく、ピーリング用溶液の場合のような高濃度は必要ない。可能であればインパクトUSを使用できる。これが最終ステップであり、アブレーション法によって事前に形成された経路を通して薬剤を真皮内に押し込むことを目的とし、「ハンマー効果」のようなものである。

施術後の指示には、施術8時間後から開始する消毒石鹸による適切な洗浄が含まれる。治療部位の摩擦を避け、きつい衣類を着用しないこと。痂皮形成を防ぐため、治癒促進保湿剤を1日3～5回使用することが推奨される。患者には痂皮を取らないよう指示し、痂皮は自然に剥がれるものであること、また治癒期間中（部位に応じて7～14日間）は日光曝露を避けるべきであることを伝える。外用光防御は3日目から開始すべきである。内服光防御も適応となり得、肝斑の症例では非常に重要である。

顔面領域を治療する場合は、単純ヘルペスの既往にかかわらず、施術3日前から通常の治療量で抗ウイルス薬の予防投与を行うことが推奨される。

残留色素沈着の予防は、初回施術の3週間前から色素脱失物質を使用し、各施術後に皮膚が回復した直後に再開して治療期間全体を通して維持することで実施できる。

副作用

すべての適応において、TEDではより低い密度が使用されるため、副作用は通常、アブレーティブフラクショナルレーザー単独後よりも軽度である。一方、副作用はレーザーと適用された薬剤の両方に関連する可能性がある。さらに、全身的副作用も生じ得る。有害作用には、発赤、腫脹、疼痛、痂皮形成、一過性の残留色素沈着が含まれる。通常、外用される薬剤は、レチノイン酸であっても、先行して使用されるレーザーまたはRFによる不快感の強さを変化させない。感染症も生じ得る。

結論

TEDにフラクショナルアブレーション法を使用すると、外用薬またはレーザー単独の使用と比較して、病巣内薬剤をより均一で簡便に適用でき、治療もより効果的になる。文献によれば、RFとレーザー（CO₂およびエルビウム）の両方を用いたTEDは、多くの治療で良好な結果をもたらし得る。各方法にはそれぞれ長所と短所があると考えられる。RFは色素異常を生じないため、すべてのフォトタイプに使用できる。一方、CO₂レーザーはより少ない施術回数でより良好な結果をもたらし得る。

TEDは多くの疾患および美容的適応に対して有効と考えられる。

要点

1. アブレーション法によるTEDは、表皮に微小穿孔を形成し、外用薬がこれらのマイクロチャネルを通って皮膚内に浸透することを可能にする。
2. 皮膚経路を形成する理想的パラメータは、レーザーの種類と装置モデルによって異なる。しかし、薬剤浸透における最良の結果は、高エネルギー、非常に短いパルス幅、低密度で得られることが示されている。
3. コスメシューティカルまたは医薬品を問わず、多くの物質をTED目的に使用でき、治療対象の疾患に応じて選択される。
4. アブレーション法を用いたTEDは、PDT、瘢痕、皮膚線条、円形脱毛症、肝斑、光若返り治療などに適応となり得る。
5. レーザー単独と比較して、TEDにより良好な臨床結果が得られる。

参考文献