CN101068593A - 离子电渗疗装置 - Google Patents

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Abstract

一种离子电渗疗装置，其在电解液保持部和药剂保持部之间配置有使第二导电型离子选择性地通过的第一离子交换膜以及阻挡规定值以上的分子量的分子和离子通过的多孔分离膜，其中，电解液保持部保持溶解有电解质的电解液，该电解质在溶液中离解成第一导电型的第一电解离子以及第二导电型的第二电解离子；该药剂液保持部保持溶解有药剂的药剂液，该药剂在溶液中离解成第一导电型的药剂离子和第二导电型的药剂反荷离子。

Description

离子电渗疗装置
技术领域
本发明涉及一种离子电渗疗装置，其在作用极结构体中具备保持含药剂的药剂液的药剂液保持部和保持电解液的电解液保持部，其中，该离子电渗疗装置可以抑制上述作用极结构体的药剂液和/或电解液的组成变化。
背景技术
专利文献1～10公开了离子电渗疗装置，其用于离子离解性药剂的给药，其中，该药剂成分离解成正或负的导电型(第一导电型)的离子(药剂离子)。
图1是示意表示该离子电渗疗装置所具备的作用极结构体A的结构以及功能的说明图。
如图所示那样，该作用极结构体A具备：
(1)电极部件11；
(2)电解液保持部12，其保持与前述电极部件11维持接触的电解液，该电解液溶解有电解质，该电解质在溶液中离解成第一导电型的第一电解离子(E+)以及与所述第一导电型相反的导电型的第二导电型的第二电解离子(E-)；
(3)第一离子交换膜13，其配置于前述电解液保持部12的前面一侧，并使前述第二导电型的离子选择性地通过；
(4)药剂液保持部14，其配置于前述第一离子交换膜13的前面一侧，并保持溶解有药剂的药剂液，该药剂在溶液中离解成前述第一导电型的药剂离子(D+)以及前述第二导电型的药剂反荷离子(D-)；以及
(5)第二离子交换膜，其配置于前述药剂液保持部14的前面一侧，并使前述第一导电型离子选择性地通过。
并且在具备该作用极结构体A的离子电渗疗装置中，具有如下等优点：通过对电极部件11施加第一导电型的电压(图示例子中为正)，药剂离子(D+)通过第二离子交换膜给予到生物体(人、动物)，另一方面，可以阻止生物体反荷离子(B+/存在于生物体表面或生物体内、并且带电为与药剂离子相反导电型的离子)向药剂液保持部14移动，因而可以有效地将药剂离子给予生物体，此外，由于通过第一离子交换膜13阻止了药剂离子(D+)向电解液保持部12移动，以及阻止了在电极部件11附近产生的H+离子向药剂液保持部14移动进而向生物体界面移动，因而可以防止药剂的电解导致生成有害物质，防止在皮肤界面的pH急剧地变化。
但是，已知在该离子电渗疗装置中，存在如下情况：根据所使用的电解质的种类、药剂的种类或其组合等，在装配作用极结构体后经过一定时间会导致药剂产生变质，或者，如果装配作用极结构体后经过一定时间再给予药剂，则与装配作用极结构体后立即给予药剂相比，药剂的给药效率大大降低，或者在电解液保持部内会发生药剂的分解反应。
专利文献1：日本特许第3030517号公报
专利文献2：日本特开2000-229128号公报
专利文献3：日本特开2000-229129号公报
专利文献4：日本特开2000-237326号公报
专利文献5：日本特开2000-237327号公报
专利文献6：日本特开2000-237328号公报
专利文献7：日本特开2000-237329号公报
专利文献8：日本特开2000-288097号公报
专利文献9：日本特开2000-288098号公报
专利文献10：国际公开第03/037425号小册子
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述问题而进行的，其课题在于提供一种离子电渗疗装置，其可以制止或抑制：将作用极结构体或者包括该作用极结构体的离子电渗疗装置整体在装配好的状态下存放时的药剂液或电解液的组成变化。
此外，本发明的课题还在于提供一种离子电渗疗装置，其可以制止或抑制：将作用极结构体或者包括该作用极结构体的离子电渗疗装置整体在装配好的状态下存放时的药剂液的变色、在药剂液保持部中的晶体析出、药效的降低、药剂等的变质导致有害物质的生成等。
此外，本发明的课题还在于提供一种离子电渗疗装置，其可以制止或抑制：在将预先装配好的作用极结构体或者离子电渗疗装置存放一定以上的时间后给予药剂时产生的药剂给药效率的降低。
此外，本发明的课题还在于提供一种离子电渗疗装置，其可以制止或抑制：在将预先装配好的作用极结构体或者离子电渗疗装置存放一定以上的时间后给予药剂时，在电解液保持部产生的药剂的分解或者由此导致的有害物质的生成。
此外，本发明的课题还在于提供一种离子电渗疗装置，其可以经长时间保存预先装配好的作用极结构体或者包括该作用极结构体的离子电渗疗装置整体，因此，可以在装配好的状态下流通、保管等。
解决问题的方法
本发明解决了上述问题，其为如下的离子电渗疗装置，其特征在于，
该装置具备：
电解液保持部，其保持溶解有电解质的电解液，该电解质在溶液中离解成第一导电型的第一电解离子以及与所述第一导电型相反的导电型的第二导电型的第二电解离子；以及药剂液保持部，其配置于所述电解液保持部的前面一侧，并保持溶解有药剂的药剂液，该药剂在溶液中离解成所述第一导电型的药剂离子以及所述第二导电型的药剂反荷离子，
并且，该装备进行所述药剂离子对生物体的给药，
其中，在所述电解液保持部和所述药剂液保持部之间配置有：第一离子交换膜，其使所述第二导电型的离子选择性地通过；以及多孔分离膜，其阻挡规定值以上的分子量的分子和离子通过。
本发明是以具备与图1相同的作用极结构体的离子电渗疗装置为前提的，即，该作用极结构体具有：
(1)电解液保持部，其保持溶解有电解质的电解液，该电解质在溶液中离解成第一导电型的第一电解离子以及与所述第一导电型相反的导电型的第二导电型的第二电解离子；
(2)第一离子交换膜，其配置于所述电解液保持部的前面一侧，并使所述第二导电型的离子选择性地通过；以及
(3)药剂液保持部，其配置于所述第一离子交换膜的前面一侧，并保持溶解有药剂的药剂液，该药剂在溶液中离解成所述第一导电型的药剂离子以及所述第二导电型的药剂反荷离子。
本发明人发现：如上述那样，如果将该结构的作用极结构体放置一定以上的时间，即便在使用经过长时间也不产生变质的稳定的药剂的情形中，根据电解质的种类、药剂的种类、或者其组合而产生如下现象，即，药剂液的变色、在药剂液保持部中的晶体析出、或者药剂的变质导致的药效降低、有害物质的生成等现象。
本发明人推测：这些现象的原因在于从电解液保持部12移动到药剂液保持部14的第二电解离子，该第二电解离子的存在导致药剂液的pH变化等，从而产生药剂液变色、药剂液保持部中的晶体析出，或者该第二电解离子与药剂发生反应，使得药效降低并生成有害物质，基于这些推测进行了反复深入的研究，结果发现：通过在电解液保持部与药剂液保持部之间设置多孔分离膜来阻挡该第二电解离子的移动，从而可以有效抑制上述各现象，即，能够延长可存放作用极结构体而不会产生上述各现象的时间，从而完成了本发明。
本发明的多孔分离膜(有时称为超过滤膜、精密过滤膜等)，通过形成于薄膜中的多个小孔，阻挡一定以上分子量的分子、离子通过，可以使用由聚砜类、聚丙烯腈类、醋酸纤维素类、聚酰胺类、聚碳酸脂类、聚乙烯醇类等高分子材料形成的多孔膜或者由氧化铝等陶瓷类材料形成的多孔膜等由任意的原材料形成的多孔分离膜，可以使用具有适当尺寸的小孔的多孔分离膜，所述适当尺寸是不仅有效阻挡第二电极离子向药剂液保持部的移动，同时允许给予药剂时的通电所必须的药剂反荷离子向电解液保持部的移动。
这里，表示无法通过多孔分离膜的分子、离子的分子量的指标有截留分子量，作为本发明中的多孔分离膜，可以使用截留分子量比药剂反荷离子的分子量大、比第二电解离子的分子量小的多孔分离膜。
其中，该截留分子量如下求得：通过绘制对不同分子量的多个标志分子的阻塞率R(阻塞率R定义为：隔着膜的供给液一侧的溶质的浓度设为Cb、透过液一侧的溶质浓度设为Cp时的1-Cp/Cb)而得到的截留曲线中的阻塞率为90％的分子量。认为当本发明所使用的多孔分离膜的截留分子量与第二电解离子的分子量或药剂反荷离子的分子量接近时，能够存放作用极结构体而不会产生给予药剂时的传导性稍微降低或者产生药剂变色、变质等的时间的延长程度变小。
此外，分子、离子对多孔分离膜的通过特性还受到分子、离子的立体形状等的影响，因此尽管该截留分子量是用于选定本发明所使用的多孔分离膜的重要的基准，但即便在选定足够大于药剂反荷离子的分子量、且足够小于第二电解离子的分子量的截留分子量的多孔分离膜时，也会产生如下情况：能够存放作用极结构体而不会产生给予药剂时的传导性的稍微降低或者产生药剂变色、变质等的时间的延长程度小。
因此，本发明中使用的多孔分离膜优选为：使用具有从药剂反荷离子的分子量至第二电解离子的分子量的范围的截留分子量、或者具有与该范围接近的截留分子量的多孔分离膜，以此试制作用极结构体，并实验确认其保存时间的延长程度和通电特性，以此选定。
另外，本发明中的药剂离子是指通过溶解药剂所产生的离子，并在对生物体给药时承担药效的离子；药剂反荷离子是指通过溶解药剂所产生的、带电为与药剂离子相反的导电型的离子。此外，本发明中的第一电解离子和第二电解离子是指在电解液保持部中溶解电解质所产生的、分别带电为与药剂离子相同的导电型的离子以及带电为与药剂离子相反的导电型的离子。
此外，本说明书中“阻挡分子或离子通过”并不一定是指完全的阻挡，而是包括例如如下的情形，即，将第二电解离子的移动限制为如下的程度：即便在第二电解离子以一定程度的速度向药剂液保持部移动时，也可存放作用极结构体而经过使用上所必须的时间也不产生药剂的变色、变质等现象；同样，“容许分子或离子通过”并不一定是指对分子、离子的通过不产生任何制约，而是包括例如如下情形，即，即便药剂反荷离子向电解液保持部移动的速度一定程度降低，也以表现出不给使用上带来阻碍的程度的传导性的程度来确保药剂反荷离子通过。
此外，作为电解液保持部的电解液，以缓冲效果带来的抑制pH变化等为目的，有时使用溶解有2种以上电解质的电解液，因此，在电解液保持部有时存在2种以上的第二电解离子，这种情况下，作为本发明的多孔分离膜，只要使用可以仅阻挡第二电解离子移动的多孔分离膜即可，其中，该第二电解离子向药剂液保持部的移动是发生上述各现象的原因。
此外，本发明人发现如下情况：与上述药剂液的变色、在药剂液保持部中的晶体析出、或者药剂变质导致的药效降低、有毒物质的生成等现象相独立地存在如下现象，即，在将图1的作用极结构体存放一定以上的时间之后给予药剂时，根据电解质的种类、药剂的种类、或者其组合，药剂的给药效率降低，或者药剂在电解液保持部分解。但通过本发明，即，通过在电解液保持部和药剂液保持部之间配置用于阻挡电解质分子或药剂分子通过的多孔分离膜，从而可以抑制这些现象。
发生这些现象的机理、以及通过本发明抑制这些现象的机理未必明确，但经过本发明人的调查确认了如下事实，即，在图1的结构的作用极结构体中发生这些现象时，应被第一离子交换膜阻挡的第一电解离子或药剂离子随时间分别向药剂液保持部或电解液保持部移动。
因此，电解液保持部中以未离解状态存在的电解质分子或者药剂液保持部中以未离解状态存在的药剂分子，不受第一离子交换膜的限制而分别向药剂液保持部或电解液保持部移动并发生电离，这就是上述现象的原因，认为通过多孔分离膜来阻挡该未离解分子的移动，从而可以抑制这些现象。
这里的多孔分离膜也可以与上述同样地无限制地使用由各种原材料形成的多孔分离膜，通常可以使用其截留分子量比药剂反荷离子大、比电解质分子或药剂分子的分子量小的物质，在实际使用时，优选从以此为标准进行选择的多孔分离膜当中，实验选定如下的多孔分离膜，即，其不影响通电特性，并且经过必要的保存时间可以充分抑制药剂的给药效率降低、药剂发生分解(或者，可以将药剂液保持部的第一电解离子浓度或电解液保持部中药剂离子浓度的上升抑制为一定程度以下)的多孔分离膜。
此外，认为也有如下情况，即，根据所使用的第一离子交换膜的性能，第一电解离子或药剂离子通过第一离子交换膜向药剂液保持部或电解液保持部移动。在这样的情形中，通过使用阻挡第一电解离子或药剂离子通过的多孔分离膜作为本发明的多孔分离膜，可以抑制药剂的给药效率降低、药剂发生分解。
此外，对于在作用极结构体的电解液保持部使用了溶解有2种以上电解质的电解液的离子电渗疗装置而言，在必须通过使用阻挡电解质分子或第一电解离子移动的多孔分离膜来抑制药剂给药效率的降低时，优选使用可以阻挡这些所有电解质分子或第一电解离子移动的多孔分离膜。
另外，由以上叙述显而易见的是，有时仅仅是根据电解质和药剂的种类或其组合而在存放期间内第一电解离子向药剂液保持部移动所导致的药剂给药效率的降低成为问题(例如，不发生第二电解离子向药剂液保持部移动、不发生药剂分子或药剂离子向电解液保持部移动，或者即便发生这些移动，也不发生药剂变色、变质、分解等成为使用上实际损害的现象的情况)，在这样的情形中，选定可以仅阻挡电解质分子(或第一电解离子)通过的特性的膜作为多孔分离膜即可。
同样地，仅仅是在存放期间内药剂离子向电解液保持部移动所导致的电解液保持部中的药剂分解成为问题的情况下，选定可以仅阻挡药剂分子(或药剂离子)通过的特性的膜作为多孔分离膜即可；仅仅是第二电解离子向药剂液保持部移动所导致的药剂变色、变质等成为问题的情况下，选定可以仅阻挡第二电解离子通过的特性的膜作为多孔分离膜即可。
此外，当这些现象当中成为使用上实际损害的现象组合发生时，应该选定可阻挡成为该现象的原因的所有各分子或离子通过的多孔分离膜。
此外，本发明还可以使用形成为袋状的多孔分离膜作为上述多孔分离膜，并可采用电解液保持部或药剂液保持部被该袋状的多孔分离膜封入的结构，由此可提高电解液保持部或药剂液保持部的保管、搬运的便利性以及装配作用极结构体时的操作性，进而可得到如下的追加效果，即，可防止可能会在第一离子交换膜或多孔分离膜的端面发生的电解液和药剂液的混合。
此外，本发明还可制成如下的离子电渗疗装置，其特征在于，该装置具备：
电解液保持部，其保持溶解有电解质的电解液，该电解质在溶液中离解成第一导电型的第一电解离子以及与所述第一导电型相反的导电型的第二导电型的第二电解离子；
药剂液保持部，其配置于所述电解液保持部的前面一侧，并保持溶解有药剂的药剂液，该药剂在溶液中离解成所述第一导电型的药剂离子以及所述第二导电型的药剂反荷离子；
以及第一离子交换膜，其配置于所述电解液保持部和所述药剂液保持部之间，并使所述第二导电型的离子选择性地通过，
并且，该装置进行所述药剂离子对生物体的给药，
其中，所述第一离子交换膜阻挡所述第二电解离子通过。该离子电渗疗装置的情形中也可以实现与前述本发明相同的作用效果。
即，可以使用在多孔膜的小孔内填充有具有交换第二导电型离子的功能的离子交换树脂的膜作为第一离子交换膜，通过使用适当选择了该小孔、离子交换树脂的尺寸或其填充率的第一离子交换膜，可以阻挡第二电解离子向药剂液保持部移动，由此能够延长可存放作用极结构体而不会发生药剂液的变色、在药剂液保持部中的晶体析出、或者药剂变质导致的药效降低、有害物质的生成的时间。
同样地，通过使用适当选择了多孔膜的小孔、离子交换树脂的尺寸或其填充率的第一离子交换膜，还可以阻挡电解质分子或第一电解离子向药剂液保持部移动，此时，可以抑制第一电解离子与药剂离子的竞争导致的药剂给药效率的降低，在通过第一离子交换膜阻挡药剂分子或药剂离子向电解液保持部移动时，可以抑制电解液保持部中的药剂离子的分解。
此外，上述各发明中，还可在将药剂液保持部(例如，可将药剂液浸渍到纱布等薄膜载体而作为药剂液保持部)直接与生物体抵接的状态下给予药剂，但优选为：在药剂液保持部的前面一侧配置选择性地通过第一导电型离子的第二离子交换膜，并通过该第二离子交换膜给予药剂。由此，阻挡生物体反荷离子向药剂液保持部移动，并可进一步提高药剂的给药效率。
附图说明
图1是示意表示离子电渗疗装置所具备的作用极结构体的结构以及功能的说明图。
图2是表示本发明的一个实施方式的离子电渗疗装置的基本结构的说明图。
图3(a)～(e)是表示本发明的其它实施方式的离子电渗疗装置所具备的作用极结构体的结构的说明图。
具体实施方式
以下，基于说明书附图对本发明的实施方式进行说明。
图2是本发明的离子电渗疗装置的基本结构的剖视简图。
另外，为了方便说明，在以下说明中，以用于给予药效成分离解成正的药剂离子的药剂(例如，作为麻醉剂的盐酸利多卡因、作为胃肠疾病治疗剂的氯化肉碱、作为骨骼肌肉松弛剂的泮库溴铵、作为麻醉剂的盐酸吗啡等)的离子电渗疗装置为例进行说明，在用于给予药效成分离解成负的药剂离子的药剂(例如，作为维生素剂的抗坏血酸、作为疫苗用的辅助剂的脂质A等)的离子电渗疗装置的情形中，以下说明的电源、各电极部件、各离子交换膜的极性(正和负)是相反的。
如图所示那样，本发明的离子电渗疗装置X1中，作为大的构成要件(部件)，具备作用极结构体A1、非作用极结构体B1以及电源C。另外，附图标记S表示皮肤(或粘膜)。
作用极结构体A1具备：电极部件11，其与电源C的正极连接；电解液保持部12，其被设置成与该电极部件11保持接触；多孔分离膜F1，其配置于该电解液保持部12的前面；阴离子交换膜13，其配置于该多孔分离膜F1的前面；药剂液保持部14，其配置于该阴离子交换膜13的前面；阳离子交换膜15，其配置于该药剂液保持部14的前面，并且，其整体被容纳于由树脂膜、塑料等材料构成的罩或容器16中。
另一方面，非作用极结构体B1具备：电极部件21，其与电源C的负极连接；电解液保持部22，其被设置成与该电极部件21保持接触；阳离子交换膜23，其配置于该电解液保持部22的前面；电解液保持部24，其配置于该阳离子交换膜23的前面；阴离子交换膜25，其配置于该电解液保持部24的前面，并且，其整体被容纳于由树脂膜、塑料等材料构成的罩或容器26中。
该离子电渗疗装置X1中，电极部件11、21可以无特别限制地使用由任意导电性材料构成的电极，特别是，可优选使用由炭、铂等构成的惰性电极，尤其可优选使用不会产生金属离子的溶出及其向生物体移动的炭电极。
但是，还可以采用电极部件11由银构成、电极部件21由氯化银构成的银/氯化银成对电极(couple electrode)等活性电极。
例如，使用银/氯化银成对电极时，正极的电极部件11中银电极和氯离子(Cl-)容易反应，通过Ag+Cl-→AgCl+e-生成不溶性的AgCl，在负极的电极部件21中发生氯离子(Cl-)从氯化银电极溶出的反应，结果可得到如下效果，即，水的电解反应受到抑制，可以防止正极上的H+离子导致的急剧酸性化以及负极上的OH-导致的急剧碱性化。
与此相对，对图2的离子电渗疗装置X1的作用极结构体A1、非作用极结构体B1而言，由于阴离子交换膜13、25和/或阳离子交换膜15、23的作用，电解液保持部12中的H+离子导致的急剧酸性化以及电解液保持部22中的OH-离子导致的急剧碱性化得到抑制，因此，可适宜使用廉价且不必担心金属离子溶出的炭电极来代替银/氯化银成对电极等活性电极。
此外，图2的离子电渗疗装置X1中的电解液保持部12、22、24保持用于确保传导性的电解液，作为该电解液，典型使用磷酸缓冲食盐水、生理食盐水等。
此外，电解液保持部12、22中，为了更有效地防止水的电解反应引起的气体产生和由此导致的导电电阻增大或者水的电解反应引起的pH变化，可以添加比水的电解反应(正极上的氧化以及负极上的还原)更容易被氧化或还原的电解质，从生物体安全性、经济性(廉价且容易获取)的观点出发，可优选使用硫酸亚铁、硫酸铁等无机化合物；抗坏血酸(维他命C)、抗坏血酸钠等药剂；乳酸、草酸、苹果酸、琥珀酸、富马酸等有机酸和/或其盐等，或者还可以将这些组合使用，例如使用1摩尔(M)乳酸和1摩尔(M)富马酸钠的1∶1混合水溶液等。
另外，这些电解液保持部12、22、24以液体状态保持上述电解液也无妨，但通过将上述电解液浸渍到由高分子材料等形成的吸水性薄膜载体中，还可以提高其处理性等。另外，作为这里所使用的薄膜载体，可以使用与可在药剂液保持部14中使用的薄膜载体相同的物质，因而一并在以下的药剂液保持部14的说明中进行详细说明。
本实施方式的离子电渗疗装置X1的药剂液保持部14中，作为药剂液，至少保持有通过溶解而使药效成分离解成正的药剂离子的药剂的水溶液。
这里，药剂液保持部14以液体状态保持药剂液也无妨，但通过将药剂液浸渍保持到下述那样的吸水性的薄膜载体中，还可以提高其处理性等。
作为可用作此时的吸水性的薄膜载体的材料，可以使用例如丙烯酸类树脂的水凝胶体(丙烯酸类水凝胶膜)、嵌段聚氨酯类凝胶膜、凝胶状固体电解质形成用的离子导电性多孔片材等，通过以20～60％的浸渍率浸渍上述水溶液，可以得到例如70～80％的高迁移数(高药剂输送性(drug delivery property))。
另外，本说明书中的浸渍率为重量％，是将干燥时的重量设为D、浸渍后的重量设为W时的100×(W-D)/D[％]。此外，浸渍率的测定应当在水溶液的浸渍后立即测定，应当排除随时间的影响。
此外，本说明书中的迁移数是流经电解液中的总电流当中有助于特定的离子移动的电流的比例，药剂的给药效率是药剂离子的迁移数，即、对作用极结构体供电的总电流中有助于药剂离子移动的电流的比例。
这里，上述丙烯酸类水凝胶膜(例如，可从Sun Contact LensCo.，Ltd.获取)是具有三维网状结构(交联结构)的胶体，将作为分散介质的电解液添加到丙烯酸类水凝胶膜中，得到具有离子导电性的高分子吸附材料。此外，可通过三维网状结构的大小、构成树脂的单体的种类和比例来调整丙烯酸类水凝胶膜的浸渍率与迁移数的关系，上述浸渍率为30～40％、迁移数为70～80％的丙烯酸类水凝胶膜可以通过甲基丙烯酸2-羟乙酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯(单体比98～99.5∶0.5～2)调制，确认了上述浸渍率和迁移数在通常的厚0.1～1mm的范围内几乎相同。
此外，嵌段聚氨酯类凝胶膜具有聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)作为链段，可由构成这些的单体和二异氰酸酯来调制。嵌段聚氨酯类凝胶膜具有通过尿烷键交联的三维结构，并且与前述丙烯酸类水凝胶膜同样，可通过控制网的网眼的大小以及单体的种类、比例来容易地调整该物质的浸渍率和迁移数、粘着力的强度。在该嵌段聚氨酯类凝胶膜(多孔凝胶膜)中添加作为分散介质的水和电解质(碱金属盐等)而得到的物质，形成链段的聚醚的醚键部分的氧与碱金属盐形成络合物，通电时金属盐的离子向下一个空白的醚键部分的氧移动，从而表现出传导性。
作为用于形成凝胶状固体电解质的离子导电性多孔片材，例如有日本特开昭11-273452公开的多孔片材，该多孔片材以丙烯腈共聚物为基础、且以孔隙率20～80％的多孔聚合物为基础。更具体地，是含50％以上丙烯腈(优选为70～98摩尔％)、孔隙率为20～80％的丙烯腈类共聚物。另外，前述丙烯腈类的凝胶状固体电解片材(固态电池)对非水溶剂可溶，将含有电解质的非水溶剂浸渍到孔隙率20～80％的丙烯腈类共聚物片材并进行凝胶化来制备丙烯腈类凝胶状固体电解片材，胶体包括凝胶状至硬质膜状的物质。
从离子导电性、安全性等观点出发，对前述非水溶剂可溶的丙烯腈类共聚物片材优选由丙烯腈/C1～C4(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物、丙烯腈/醋酸乙烯共聚物、丙烯腈/苯乙烯共聚物、丙烯腈/偏氯乙烯共聚物等构成。另外，为了将前述共聚物片材制成多孔片材，可以采用湿(干)式抄纸法、作为无纺布制造法之一的针刺法(needlepunching method)、喷水法(waterjet method)、熔融挤出片材的延伸多孔化、利用溶剂萃取的多孔化等一般方法。本发明中，前述的固态电池所使用的丙烯腈类共聚物的离子导电性多孔片材中，在高分子链的三维网络中保持前述水溶液并实现前述浸渍率和迁移数的胶体(凝胶状体至硬质的膜状体)，其作为本发明的药剂液保持部14或者电解液保持部12、22、24中使用的薄膜载体是有用的。
本发明中，对上述那样的薄膜载体浸渍药剂液或电解液的条件，只要根据浸渍量、浸渍速度等观点来选择最适合的条件即可。例如可以选择40℃下30分钟这样的浸渍条件。
作为本实施方式的离子电渗疗装置X1的阴离子交换膜(具有使负离子选择性地通过的特性的离子交换膜)13、25，可以使用对基材负载具有阴离子交换功能的离子交换树脂而成的离子交换膜，例如，Tokuyama Co.，Ltd.制造的NEOSEPTA(NEOSEPTA、AM-1、AM-3、AMX、AHA、ACH、ACS、ALE04-2、AIP-21)等，作为阳离子交换膜(具有使正离子选择性地通过的特性的离子交换膜)15、23，可以使用对基材负载具有阳离子交换功能的离子交换树脂而成的离子交换膜，例如，Tokuyama Co.，Ltd.制造的NEOSEPTA(NEOSEPTA、CM-1、CM-2、CMX、CMS、CMB、CLE04-2)等，特别是可以优选使用在多孔膜的空隙部的一部分或全部中填充有具有阳离子交换功能的离子交换树脂的阳离子交换膜、或者填充有具有阴离子交换功能的离子交换树脂的阴离子交换膜。
这里，作为上述离子交换树脂，可以使用对全氟化碳骨架导入了离子交换基团的氟类离子交换树脂、或者以未被氟化的树脂作为骨架的烃类离子交换树脂，从制造工序的简易程度出发，优选烃类离子交换树脂，另外，离子交换树脂的填充率也与多孔膜的孔隙率相关，但一般为5～95重量％、特别优选为10～90重量％、进一步优选为20～60重量％。
另外，上述离子交换树脂所具有的离子交换基团，只要是在水溶液中产生具有负电荷或正电荷的基团的官能团，就没有特别限定。如果具体例示能够成为这样的离子交换基团的官能团，则作为阴离子交换基，可以列举出磺酸基、羧酸基、磷酸基等。另外，这些酸基可以作为游离酸存在或以盐的形式存在。作为盐时的反荷阳离子，可以列举出钠离子、钾离子等碱金属阳离子、或铵离子等。这些阳离子交换基中，通常特别优选作为强酸性基团的磺酸基。另外，作为阴离子交换基，可以列举出伯氨基、仲氨基、叔氨基、季铵基、吡啶基、咪唑基、季吡啶鎓盐(quaternary pyridinium)基、季咪唑鎓盐(quaternaryimidazolium)基等。作为这些阴离子交换基的反荷阴离子，可以列举出氯离子等卤离子或羟基离子等。这些阴离子交换基中通常可适宜使用作为强碱性基团的季铵基、季吡啶鎓盐基。
另外，上述多孔膜可以无特别限制地使用具有多个连通表里的小孔的膜或者片状物，但为了兼顾高强度和柔软性，优选由热塑性树脂形成。
作为构成该多孔膜的热塑性树脂，可以不受限制地使用聚烯烃树脂，如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、5-甲基-1-戊烯等α-烯烃的均聚物或共聚物等；氯乙烯类树脂，如聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、氯乙烯-烯烃共聚物等；氟类树脂，如聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物等；聚酰胺树脂，如尼龙6、尼龙66等；聚酰亚胺树脂等。但从机械强度、柔软性、化学稳定性、耐化学药品性优异、与离子交换树脂的相容性良好的方面出发，优选使用聚烯烃树脂。作为聚烯烃树脂特别优选聚乙烯、聚丙烯，最优选聚乙烯。
由上述热塑性树脂形成的多孔膜的性状没有特别限定，但从容易制成薄且强度优异、而且电阻也低的离子交换膜的观点出发，孔的平均孔径优选为0.005～5.0μm、更优选为0.01～2.0μm、最优选为0.02～0.2μm。另外，上述平均孔径是指根据泡点法(bubble point method)(JIS K3832-1990)测定的平均流动孔径。同样地，多孔膜的孔隙率优选为20～95％、更优选为30～90％、最优选为30～60％。另外，多孔膜的厚度优选为5～140μm、更优选为10～120μm、最优选为15～55μm。通常，使用这样的多孔膜的阴离子交换膜、阳离子交换膜将成为多孔膜厚度+0～20μm左右的厚度。
此外，作为本实施方式的离子电渗疗装置X1的多孔分离膜F1，可以使用具有多个连通膜的表里的均匀尺寸的小孔的多孔分离膜，其中，该膜是由聚砜类、聚丙烯腈类、醋酸纤维素类、聚酰胺类、聚碳酸脂类、聚乙烯醇类等高分子材料形成的多孔膜、或者由氧化铝等陶瓷类材料形成的多孔膜等由任意的原材料形成的膜，可根据溶解于上述电解液保持部12的电解液中的电解质、或者溶解于药剂液保持部14的药剂液中的药剂的种类，选定具有适当尺寸的小孔的多孔分离膜来使用。
例如，在使用富马酸钠水溶液作为电解液保持部12的电解液、使用盐酸利多卡因水溶液作为药剂液保持部14的药剂液的情况下，将不具备多孔分离膜F1的作用极结构体在装配好状态下放置一定时间(例如数日左右)时，作为药剂离子的利多卡因离子向电解液保持部12移动，并且作为第一电解离子的钠离子和作为第二电解离子的富马酸离子向药剂液保持部14移动，并根据放置时的温度条件等而产生盐酸利多卡因水溶液的变色、变质、或者盐酸利多卡因晶体的析出，此外，给予药剂时的利多卡因离子的给药效率降低，进而根据给予药剂时的通电条件而产生电极部件11附近的利多卡因离子的分解。
因此，通过使用截留分子量为100左右的多孔分离膜(例如可以从Whatman plc公司购买的NUCLEPORE，或者从SpectrumLaboratories，Inc.公司购买的PorTMCE)作为多孔分离膜F1，阻挡分子量为137的富马酸钠分子以及分子量为115的富马酸离子向药剂液保持部14移动，以及阻挡分子量268的盐酸利多卡因分子(或分子量为234的利多卡因离子)向电解液保持部12移动，此时，能够大大延长可存放作用极结构体A1而不产生上述那样的盐酸利多卡因水溶液的变色、变质、盐酸利多卡因晶体的析出、或者利多卡因离子的给药效率的降低、分解等不良现象的时间，另一方面，由于对作为药剂反荷离子的氯离子向电解液保持部12的移动不产生阻碍，因而可确保药剂给药时所必须的传导性。
另外，通过使用例如截留分子量为200左右的多孔分离膜作为多孔分离膜F1，阻挡盐酸利多卡因分子(或利多卡因离子)向电解液保持部12移动，此时，不仅可以抑制在长时间存放作用极结构体之后给予药剂时的电极部件11附近的利多卡因分子的分解，并且由于富马酸离子和富马酸钠分子向药剂液保持部14的移动被多孔分离膜F1一定程度阻挡，能够延长可存放作用极结构体而不会产生盐酸利多卡因水溶液的变色、变质、盐酸利多卡因晶体的析出、或者利多卡因离子的给药效率的降低、分解等现象的时间，可延长至使用截留分子量100的多孔分离膜F1的情况的程度。
可以使用电池、恒电压装置、恒电流装置(流电装置(galvano device))、恒电压·恒电流装置等作为本发明的离子电渗疗装置中的电源C，优选使用如下的恒电流装置，即，可在0.01～1.0mA、优选为0.01～0.5mA的范围内任意调整电流的、在安全的电压条件、具体而言为50V以下、优选为30V以下进行工作的恒电流装置。
图3(a)～(d)是表示本发明的其它实施方式的离子电渗疗装置所具备的作用极结构体A2～A5的结构的说明图。
如图所示那样，将多孔分离膜F2配置于阴离子交换膜13的前面一侧，除这点以外，作用极结构体A2具有与作用极结构体A1相同的结构，将作用极结构体A1替换成该作用极结构体A2的离子电渗疗装置，可以实现与上述离子电渗疗装置X1相同的作用效果。
此外，作用极结构体A3中，电解液保持部12被封入到形成为袋状的多孔分离膜F3中，作用极结构体A4中，药剂液保持部14被封入到形成为袋状的多孔分离膜F4中，此外，作用极结构体A5中，电解液保持部12被封入到形成为袋状的多孔分离膜F5中、并且药剂液保持部14被封入到形成为袋状的多孔分离膜F6中，除这点以外，作用极结构体A3、A4、A5具有与作用极结构体A1相同的结构，具备该作用极结构体A3～A5的离子电渗疗装置，可以实现与上述的离子电渗疗装置X1相同的作用效果，并且可实现如下的追加效果，即，更确实地防止电解液与药剂液的混合，提高了电解液保持部12、药剂液保持部14的处理性、装配作用极结构体A3～A5的操作性等。
此外，通过在作用极结构体A3的多孔分离膜F3中进一步封入电极部件11和/或离子交换膜13，在作用极结构体A4的多孔分离膜F4中进一步封入离子交换膜13和/或离子交换膜15，或者，在作用极结构体A5的多孔分离膜F5中进一步封入电极部件11和/或离子交换膜13、在多孔分离膜F6中进一步封入离子交换膜13和/或离子交换膜15，也可以实现与上述相同的效果。
图3(e)是表示本发明的其它实施方式的离子电渗疗装置所具备的作用极结构体A6的结构的说明图。
该作用极结构体A6中，配置离子交换膜13(F7)来代替作用极结构体A1的离子交换膜13和多孔分离膜F1，其中，该离子交换膜13(F7)具有如下功能，即，阻挡电解质分子(或第一电解离子)和/或第二电解离子向药剂液保持部14移动、和/或阻挡药剂分子(或药剂离子)向电解液保持部12移动。具备该作用极结构体A6的离子电渗疗装置实现与离子电渗疗装置X1相同的作用效果。
另外，作为该离子交换膜13(F7)，可以使用与用于上述作用极结构体A1的离子交换膜13相同的离子交换膜，在具有多个连通表里的小孔的多孔膜中填充离子交换树脂而制成的离子交换膜的情形中，通过调整其小孔、离子交换树脂的尺寸、离子交换树脂的填充量等，可以赋予用于阻挡上述各分子或离子移动的功能。
以上，基于几个实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些实施方式，可以在权利要求书的记载范围内进行各种改变。
例如，在上述实施方式中，作为最优选的方式，对作用极结构体具有第二离子交换膜15的情形进行了说明，但也可在省略第二离子交换膜15并使药剂液保持部14直接与生物体抵接的状态下给予药剂。
同样，在上述实施方式中，对非作用极结构体B1具备电极部件21、电解液保持部22、24以及离子交换膜23、25的情形进行了说明，但该非作用极结构体B1中的离子交换膜23、25以及电解液保持部24可以省略，或者进而也可以在该离子电渗疗装置本身不设置非作用极结构体而例如一面将作用极结构体与生物体皮肤抵接、一面使该生物体的一部分与接地部件抵接的状态下对作用极结构体施加电压来给予药剂。这样的离子电渗疗装置在抑制非作用极结构体、接地部件和皮肤S的抵接面中的pH值变化的性能等方面不如离子电渗疗装置X1，但在其它方面发挥着与离子电渗疗装置X1同等的性能，特别是阻挡第二电解离子和/或电解质分子(或第一电解离子)向药剂液保持部移动，和/或阻挡药剂分子(或药剂离子)向电解液保持部移动，由此可发挥本发明特有的作用效果，即，能够延长可存放作用极结构体或离子电渗疗装置而不会产生药剂的变色、变质、分解、药剂的给药效率降低等现象的时间，这些离子电渗疗装置也包含在本发明的范围内。
此外，上述实施方式中，对作用极结构体、非作用极结构体和电源分别单独构成的情况进行了说明，但也可以将这些要素组装到单一的外壳中，或者将这些要素组装而成的装置整体形成为片状或者垫状以提高其处理性，这些离子电渗疗装置也包含在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种离子电渗疗装置，其特征在于，
该装置具备：
电解液保持部，其保持溶解有电解质的电解液，该电解质在溶液中离解成第一导电型的第一电解离子以及与所述第一导电型相反的导电型的第二导电型的第二电解离子；  以及
药剂液保持部，其配置于所述电解液保持部的前面一侧，保持溶解有药剂的药剂液，该药剂在溶液中离解成所述第一导电型的药剂离子以及所述第二导电型的药剂反荷离子，
并且，该装置进行所述药剂离子对生物体的给药，
其中，在所述电解液保持部和所述药剂液保持部之间配置有：第一离子交换膜，其使所述第二导电型的离子选择性地通过；以及多孔分离膜，其阻挡规定值以上的分子量的分子和离子通过。
2.根据权利要求1所述的离子电渗疗装置，其特征在于，所述多孔分离膜阻挡所述第二电解离子通过。
3.根据权利要求1所述的离子电渗疗装置，其特征在于，所述多孔分离膜阻挡所述电解质的分子或所述第一电解离子通过。
4.根据权利要求1所述的离子电渗疗装置，其特征在于，所述多孔分离膜阻挡所述药剂的分子或所述药剂离子通过。
5.根据权利要求1～4任一项所述的离子电渗疗装置，其特征在于，在形成为袋状的所述多孔分离膜中封入所述电解液保持部。
6.根据权利要求1～4任一项所述的离子电渗疗装置，其特征在于，在形成为袋状的所述多孔分离膜中封入所述药剂液保持部。
7.一种离子电渗疗装置，其特征在于，
该装置具备：
电解液保持部，其保持溶解有电解质的电解液，该电解质在溶液中离解成第一导电型的第一电解离子以及与所述第一导电型相反的导电型的第二导电型的第二电解离子；
药剂液保持部，其配置于所述电解液保持部的前面一侧，保持溶解有药剂的药剂液，该药剂在溶液中离解成所述第一导电型的药剂离子以及所述第二导电型的药剂反荷离子；以及
第一离子交换膜，其配置于所述电解液保持部和所述药剂液保持部之间，并使所述第二导电型的离子选择性地通过，
并且，该装置进行所述药剂离子对生物体的给药，
其中，所述第一离子交换膜阻挡所述第二电解离子通过。
8.一种离子电渗疗装置，其特征在于，
该装置具备：
电解液保持部，其保持溶解有电解质的电解液，该电解质在溶液中离解成第一导电型的第一电解离子以及与所述第一导电型相反的导电型的第二导电型的第二电解离子；
药剂液保持部，其配置于所述电解液保持部的前面一侧，并保持溶解有药剂的药剂液，该药剂在溶液中离解成所述第一导电型的药剂离子以及所述第二导电型的药剂反荷离子；以及
第一离子交换膜，其配置于所述电解液保持部和所述药剂液保持部之间，并使所述第二导电型的离子选择性地通过，
并且，该装置进行所述药剂离子对生物体的给药，
其中，所述第一离子交换膜阻挡所述电解质的分子或所述第一电解离子通过。
9.一种离子电渗疗装置，其特征在于，
该装置具备：
电解液保持部，其保持溶解有电解质的电解液，该电解质在溶液中离解成第一导电型的第一电解离子以及与所述第一导电型相反的导电型的第二导电型的第二电解离子；
药剂液保持部，其配置于所述电解液保持部的前面一侧，并保持溶解有药剂的药剂液，该药剂在溶液中离解成所述第一导电型的药剂离子以及所述第二导电型的药剂反荷离子；以及
第一离子交换膜，其配置于所述电解液保持部和所述药剂液保持部之间，并使所述第二导电型的离子选择性地通过，
并且，该装置进行所述药剂离子对生物体的给药，
其中，所述第一离子交换膜阻挡所述药剂的分子或所述药剂离子通过。
10.根据权利要求1～9任一项所述的离子电渗疗装置，其特征在于，还具备第二离子交换膜，其配置于所述药剂液保持部的前面一侧，并使所述第一导电型的离子选择性地通过。
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