CN101277737A - 将多种活性剂输送至生物界面的离子电渗装置 - Google Patents

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Abstract

离子电渗装置包括有源电极组件和对电极组件。有源电极组件包括有源电极元件和至少两个侧向间隔设置的活性剂贮存器。有源电极组件还可包括最外侧的离子选择性膜，其贮藏活性剂和由所述最外侧的离子选择性膜的外表面携带的另外的活性剂。所述有源电极组件还可包括储存电解质的电解质贮存器以及定位于所述电解质贮存器与所述活性剂之间的内部离子选择性膜。所述有源电极还可包括在所述电解质贮存器与所述活性剂之间的可拆卸的内部密封衬垫。外侧释放衬垫在使用前可保护性地覆盖或叠加另外的活性剂和/或外表面。有源电极组件还可包括至少两个吸水剂泡罩的泡罩包装以选择性地使脱水的活性剂水合。

Description

将多种活性剂输送至生物界面的离子电渗装置
相关申请的引用
本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2005年9月30日提交的、申请号为60/722,674的美国临时专利申请的权益，其中，该临时申请的全部内容通过参考的方式并入本文。
技术背景
发明领域
本公开大体上涉及离子电渗，更具体地，涉及在电动势的影响下，将活性剂如治疗剂或药物有效输送至生物界面。
相关技术描述
通过对与包括同样带电的活性剂和/或其赋形剂的离子电渗室最接近的电极施加电势，离子电渗利用电动势和/或电流将活性剂(例如带电物质、离子化化合物、离子药物、治疗剂、生物活性剂等)转移至生物界面(例如皮肤、粘膜等)。
离子电渗装置通常包括有源电极组件和对电极组件，每一组件都与电源的异性极或端子连接，所述电源例如化学电池或外电源。每一电极组件通常包括施加电动势和/或电流的相应电极元件。这样的电极元件通常包括牺牲元素或化合物，例如银或氯化银。所述活性剂可以是阳离子或阴离子，并且所述电源可设置为施加基于活性剂极性的适当的电压极性。离子电渗可有利地用于增强或控制活性剂的输送速率。所述活性剂可储存于诸如空腔的贮存器中。参见例如，美国专利第5,395,310号。或者，所述活性剂可储存于诸如多孔结构或凝胶的贮存器中。可设置离子交换膜以作为活性剂贮存器与生物界面之间的极性选择屏障。通常仅对一种具体类型的离子(例如带电的活性剂)可渗透的膜防止带相反电荷的离子从皮肤或粘膜回流。
商业上接受离子电渗装置取决于多种因素，例如制造成本、储存期间的搁置寿命或稳定性、活性剂输送的效率、操作安全性以及处理问题。
恰当的治疗和/或诊断经常需要对生物界面施用多种不同的活性剂。例如，当进行变应性测验时，患者将接受多次注射，每次注射将单独的变应原输送至生物界面的相应部位。例如，患者在一次检查中可能接受6至12次单独的注射。每种变应原在生物界面上立体分布。一段时间后，医疗服务提供者将检查每一位置的反应。取决于是否检测到来自前一系列注射的反应，可能会紧跟着另一系列的多次注射。这种方法对患者和医疗服务提供者都是很费时的。这种方法也是单调乏味的，并且使患者十分痛苦。此外，该方法产生过量医疗垃圾(例如用过的注射器和针头，以及用过的变应原容器)，其需要特殊的处理和昂贵的清理。解决至少某些问题的改善的方法是值得期望的。
发明概述
根据一实施方案，可操作地将活性剂输送至生物体生物界面的离子电渗装置包括：有源电极组件，所述有源电极组件包括暴露于所述有源电极外部、使用时最接近生物界面的接触面，可操作地施加第一电势的有源电极元件，能够储存第一活性剂的第一活性剂贮存器，能够储存第二活性剂的至少第二活性剂贮存器，暴露于离子电渗装置外部以与生物界面形成界面的、最外侧的离子选择性膜，所述最外侧的离子选择性膜基本上可渗透具有与所述第一和第二活性剂的极性相匹配的第一极性的离子并且基本上不可渗透与第一极性相反的第二极性离子，在所述最外侧的离子选择性膜中的形成的至少部分所述第一和第二活性剂贮存器，与所述第一活性剂贮存器的接触面近似平行的平面上侧向间隔设置所述第二活性剂贮存器，根据所述有源电极元件设置的所述至少所述第一和第二活性剂贮存器，作为对施加所述第一电势的响应，每一活性剂贮存器从所述离子电渗装置相所述生物界面活跃地转移至少部分所述第一和第二活性剂；以及与有源电极部件侧向间隔设置的对电极组件，所述对电极组件包括可操作地施加第二电势的对电极元件，所述第二电势与所述第一电势是不同的。
根据一实施方案，可操作地将活性剂输送至生物界面上的至少两个不同区域的活性剂输送系统包括：可操作地提供第一电势有源电极元件；以及具有至少两个容器的支护结构，每一所述容器设置为安全地容纳各自的活性剂贮存器，当使用所述活性剂输送系统时，所述容器相互之间侧向间隔设置以叠加生物表面上的各自不同区域；每一所述容器至少部分位于所述有源电极元件之下。
根据一实施方案，活性剂输送系统包括：可操作地提供电动势或电流的有源电极元件；具有外表面及经所述外表面相互侧向间隔设置的至少两个不同区域的外侧离子选择性膜，各一所述不同的区域均具有孔；以及贮藏在所述离子选择性膜各自不同区域的孔内的并且在没有电动势或电流时基本上保留在其中而在电动势或电流存在时则从所述离子选择性膜向外转移的至少两种第一极性活性剂。
附图说明
附图中，相同的标号表示相似的元件或动作。附图中元件的尺寸和相对位置不必按比例绘制。例如不同元件的形状和角度不是按比例绘制的，并且这些元件中的某些是随意放大和放置的以提高附图的易读性。此外，所绘制的元件的具体形状并不意味着传达任何关于具体元件的实际形状的信息，而是为了容易识别附图而单独选择元件的具体形状。
图1是离子电渗装置的结构图，该装置包括：根据一说明的实施方案的有源电极组件和对电极组件，其中所述有源电极组件包括支护结构、多个活性剂贮存器、贮藏活性物质的最外侧膜、附着在最外侧膜的外表面的活性剂、以及叠加或覆盖活性剂和最外侧膜的可拆卸的外侧释放衬垫。
图2是根据一说明的实施方案，置于生物界面上、移去外侧释放衬垫以暴露活性剂的图1的离子电渗装置的结构图。
图3是图1中支护结构的等距视图，其示出多个活性剂贮存器，其中一活性剂贮存器设置为用于插入支护结构的容器。
图4是根据另一说明的实施方案，包括有源电极组件和对电极组件的离子电渗装置的结构图，其中所述有源电极组件包括具有至少两个侧向间隔设置的容器的支护结构、在侧向间隔设置的容器内可插入地固定的至少两个活性剂贮存器、以及具有吸水剂和/或活性剂泡罩的泡罩包装。
图5是离子电渗装置的有源电极的部分分解结构图，其显出具有至少两个侧向间隔设置的容器的支护结构、至少两个活性剂贮存器及泡罩包装，以及为插入而设置的一活性剂贮存器和为与所述活性剂贮存器的外表面接触而设置的泡罩包装。
图6是有源电极组件中的支护结构的仰视平面图，其显出至少两个活性剂贮存器。
图7是泡罩包装的俯视平面图，其显出至少两个泡罩和对准机构。
发明详述
在以下的说明中，包括某些具体的细节以对各个公开的实施方案提供全面的理解。然而，相关领域的技术人员会认识到，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其它方法、部件、材料等的情况下可实现实施方案。在其它情况下，未详细说明或描述包括但不限于电压和/或电流调节器在内的与离子电渗装置有关的公知结构以避免多余的使实施方案难于理解的描述。
除非文中另外要求，在整个说明书和其后的权利要求书中，词语“包括(comprise)”及其变体例如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”应解释为开放式的、含括式的意义，即“包括但不限于”。
在整个本说明书中提到的“一实施方案”或“实施方案”或“在另一实施方案中”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体参考要素、结构或特征。因此，在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在另一实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外，具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。
应当理解，在本说明书和附加的权利要求书中用到的单数形式的冠词“一”(“a”、“an”和“the”)包括复数的对象，除非文中另外明确地规定。因此，例如提到的包括“电极元件”的离子电渗装置包括单个电极元件，或两个或多个电极元件。还应当理解，术语“或”通常以其包括“和/或”的含义而使用，除非文中另外明确地规定。
本文用到的术语“膜”是指可渗透的或不可渗透的边界、层、屏障或材料。术语“膜”可进一步指界面。除非另外规定，膜可采取固体、液体或凝胶的形式，并可具有或不具有明显的网格、非交联结构或交联结构。
本文用到的术语“离子选择性膜”是指基本上对离子具有选择性的、传递某些离子而阻止其它离子通过的膜。离子选择性膜，例如可采取电荷选择性膜的形式，或可采取半透膜的形式。
本文用到的术语“电荷选择性膜”是指主要基于离子带有的极性或电荷、基本上传递和/或基本上阻止离子的膜。电荷选择性膜通常指离子交换膜，并且在本文和权利要求书中可互换使用此术语。电荷选择性膜或离子交换膜可采取阳离子交换膜、阴离子交换膜和/或双极性膜的形式。阳离子交换膜基本上允许阳离子通过而基本上阻止阴离子。市售的阳离子交换膜的实例包括来自Tokuyama Co.，Ltd的、名为NEOSEPTA、CM-1、CM-2、CMX、CMS和CMB的现有的阳离子交换膜。相反地，阴离子交换膜基本上允许阴离子通过而基本上阻止阳离子。市售的阴离子交换膜的实例包括也来自Tokuyama Co.，Ltd的、名为NEOSEPTA、AM-1、AM-3、AMX、AHA、ACH和ACS的现有的阴离子交换膜。
在本文和权利要求书中用到的术语“双极性膜”是指对两种不同电荷或极性有选择性的膜。除非另外规定，双极性膜可采取单一膜结构(unitary membrane structure)、多层膜结构(multiple membranestructure)或层压膜(laminate)的形式。所述单一膜结构可包含含有阳离子交换材料或基团的第一部分以及与第一部分相对的、包含阴离子交换材料或基团的第二部分。所述多层膜结构(例如两层膜结构)可包含与阴离子交换膜层压或以其它方式连接的阳离子交换膜。阳离子交换膜与阴离子交换膜最初以不同结构开始，并且在所得的双极性膜结构中保持或不保持其特殊性。
在本文和权利要求书中用到的术语“半透膜”是指基于离子尺寸或分子量的基本上具有选择性的膜。因此，半透膜基本上传递第一分子量或尺寸的离子，而基本上阻止大于第一分子量或尺寸的第二分子量或尺寸的离子的通过。在某些实施方案中，半透膜可允许某些分子以第一速率通过，并允许某些其它分子以不同于第一速率的第二速率通过。在其它实施方案中，所述“半透膜”可采取仅允许某些选择性分子通过的选择性渗透膜的形式。
在本文和权利要求书中用到的术语“多孔膜”是指对所讨论的离子基本上不具有选择性的膜。例如，多孔膜是基于极性基本上不具有选择性的膜，并且是基于对象的相关元素或化合物的分子量或尺寸基本上不具有选择性的膜。
在本文和权利要求书中用到的术语“凝胶基质”是指某种类型的贮存器，其采取以下的形式：三维网状物、液体在固体中的胶悬体、半固体、交联凝胶、非交联凝胶、冻胶样状态等。在某些实施方案中，所述凝胶基质可以由缠绕的大分子(例如圆柱状微团)的三维网状物形成。在某些实施方案中，凝胶基质可包括水凝胶、有机凝胶等。水凝胶是指诸如凝胶形式并且基本上由水组成的交联亲水聚合物的三维网状物。水凝胶可带有净正电荷或净负电荷，或可以是中性的。
在本文和权利要求书中用到的术语“贮存器”是指保存液态、固态、气态、混合态和/或过渡态的元素、化合物、药物组合物、活性剂等的任何形式的机构。例如，除非另外规定，贮存器可包含由结构形成的一个或多个空腔，并且可包含一个或多个离子交换膜、半透膜、多孔膜和/或凝胶，如果其能够至少临时保存元素或化合物。通常，贮存器用来保存在通过电动势和/或电流将生物活性剂排至生物界面之前的所述生物活性剂。贮存器还可保存电解质溶液。
在本文和权利要求书中用到的术语“活性剂”是指从包括诸如鱼类、哺乳动物、两栖动物、爬行动物、鸟类和人类在内的任何宿主，动物，脊椎动物或无脊椎动物，引起生物反应的化合物、分子或处理方法。活性剂的实例包括治疗剂、药剂、药品(例如药物、治疗化合物、药物盐等)、非药品(例如化妆用物质等)、疫苗、免疫剂、局部或全身麻醉剂或止痛剂、抗原或蛋白质或肽，例如胰岛素、化疗剂、抗肿瘤剂。
在某些实施方案中，术语“活性剂”还指活性剂及其药理学活性的盐、药物可接受的盐、前药、代谢物、类似物等。在某些其它实施方案中，所述活性剂包括至少一种离子的、阳离子的、可离子化的和/或中性的治疗药物和/或其药物可接受的盐。在其它实施方案中，活性剂可包括一种或多种带正电荷的和/或在水性介质中能够形成正电荷的“阳离子活性剂”。例如，许多生物活性剂具有容易转化为正离子的官能团或具有在水介质中可离解为带正电离子及反离子的官能团。其它活性剂可以是极化的或可极化的，即在相对于另一部分的一部分处具有极性。例如，具有氨基基团的活性剂通常可采取固态铵盐的形式并在适当pH值的水性介质中离解为游离的铵离子(NH4 +)。
术语“活性剂”还可指能够通过电渗流输送的中性试剂、分子或化合物。所述中性试剂通常由例如电泳时的溶剂流进行携带。因此，选择合适的活性剂是在相关领域技术人员的知识范围内的。
在某些实施方案中，一种或多种活性剂可选自止痛剂、麻醉剂、麻醉剂疫苗、抗生素、佐剂、免疫佐剂、免疫原、耐受原、变应原、toll样受体激动剂、toll样受体拮抗剂、免疫佐药、免疫调节剂、免疫应答剂、免疫刺激剂、特异性免疫刺激剂、非特异性免疫刺激剂和免疫抑制剂或其组合。
所述活性剂的非限定性实例包括利多卡因、阿替卡因以及其它卡因类；吗啡、氢吗啡酮、芬太奴、羟考酮、氢可酮、丁丙诺啡、美沙酮以及类似的类鸦片激动剂；琥珀酸舒马曲坦、佐米曲坦、盐酸那拉曲坦、苯甲酸利扎曲坦、苹果酸阿莫曲坦、琥珀酸夫罗曲普坦、以及其它的5-羟色胺1受体亚型激动剂；瑞喹莫德、咪喹莫特以及类似的TLR 7和8激动剂和拮抗剂；多潘立酮、盐酸格拉司琼、昂丹司琼以及这样的止吐药；酒石酸唑吡坦以及类似的睡眠诱导剂；左旋多巴以及其它抗帕金森药物；阿立哌唑、奥氮平、喹硫平、利培酮、氯氮平和齐拉西酮以及其它精神抑制剂；糖尿病药物例如艾塞那肽；以及治疗肥胖症和其它疾病的肽和蛋白质。
麻醉活性剂或止痛药的其它非限定性实例包括氨布卡因、丁卡因、对氨苯酸异丁酯、阿莫拉酮、阿莫卡因、阿米洛卡因、阿托卡因、阿扎卡因(azacaine)、苯卡因(bencaine)、表麻滴瞳液、苯佐卡因、N，N-二甲基丙氨酰基苯佐卡因、N，N-二甲基甘氨酰基苯佐卡因、甘氨酰基苯佐卡因、β-肾上腺素受体拮抗剂、贝托卡因、布美卡因、布比卡因、左旋布比卡因、布他卡因、氨苯丁酯、丁胺卡因、丁托西卡因、美布卡因、卡比唑卡因、卡铁卡因、centbucridine、cepacaine、西他卡因、氯普鲁卡因、己基苯酰爱康因、可卡因、假可卡因、环美卡因、地布卡因、奎尼卡因、地哌冬、达克罗宁、爱康宁、ecogonidine、苯佐卡因、依替卡因、优库平、非那可明、福莫卡因、heptacaine、hexacaine、hexocaine、海克卡因、凯托卡因、亮氨卡因、左沙屈尔、利多卡因、洛土卡因、丁哌卡因、甲哌卡因、metacaine、甲基氯、麦替卡因、纳依卡因、奥他卡因、奥索卡因、奥昔卡因、parenthoxycaine、pentacaine、phenacine、苯酚、哌罗卡因、匹多卡因、聚乙二醇单十二醚、泊利卡因、丙胺卡因、丙吗卡因、普鲁卡因(Novocaine
Figure A20068003644200141
)、羟普鲁卡因、丙泮卡因、丙美卡因、丙哌卡因、丙氧卡因、吡咯卡因、夸他卡因、rhinocaine、利索卡因、罗多卡因、罗哌卡因、水杨醇、丁卡因、羟丁卡因、托利卡因、曲喷卡因、三卡因、三甲卡因、卓柯卡因、佐拉敏、其药物可接受的盐及其混合物。
在本文和权利要求书中用到的术语“对象”通常指任何宿主、动物、脊椎动物或无脊椎动物，并包括鱼类、哺乳动物、两栖动物、爬行动物、鸟类以及尤其是人类。
在本文和权利要求书中用到的术语“激动剂”是指能够与受体(例如Toll样受体等)结合以产生细胞响应的化合物。激动剂可以是与受体直接结合的配体。任选地，激动剂可通过与另一直接结合受体的分子形成配合物而与受体间接结合，或者通过产生化合物的修饰而直接与受体结合。
在本文和权利要求书中用到的术语“拮抗剂”是指能够与受体(例如Toll样受体等)结合以抑制细胞响应的化合物。拮抗剂可以是与受体直接结合的配体。任选地，拮抗剂可通过与另一直接结合受体的分子形成配合物而与受体间接结合，或者通过产生化合物的修饰而直接与受体结合。
在本文和权利要求书中用到的术语“有效量”或“治疗有效量”包括剂量上和在必要时间段内有效以获得所需结果的量。包含药物制剂的组合物的有效量可根据诸如对象的疾病状态、年龄、性别及体重等因素而变化。
在本文和权利要求书中用到的术语“止痛剂”是指减少(lessen)、减轻(alleviate)、减少(reduce)、解除(relieve)或根除(extinguish)对象身体区域的神经感觉的试剂。在某些实施方案中，所述神经感觉涉及疼痛，在其它方面，所述神经感觉涉及不适、骚痒、灼痛、发炎、麻刺感、“蠕动”、紧张、温度波动(例如发烧)、炎症、疼痛或其它神经感觉。
在本文和权利要求书中用到的术语“麻醉剂”是指在对象身体区域内产生可逆的感觉丧失。在某些实施方案中，所述麻醉剂被视为“局部麻醉剂”，因为其仅在对象身体的一特定区域产生感觉丧失。
在本文和权利要求书中用到的术语“变应原”是指引起变应响应的任何试剂。变应原的某些实例包括但不限于化学药品和植物、药物(例如抗生素、血清)、食物(例如牛奶、小麦、蛋类等)、细菌、病毒、其它寄生虫、吸入物(灰尘、花粉、香水、烟尘)和/或物理因素(热、光、摩擦、辐射)。如本文用到的，变应原可以是免疫原。
在本文和权利要求书中用到的术语“佐剂”及其任何衍生是指修饰另一试剂的效应而当单独给予时几乎没有(如果有的话)直接效果的试剂。例如，佐剂可增强药物的效力或效能，或者佐剂可改变或影响免疫应答。
在本文和权利要求书中用到的术语“赋形剂(vehicle)”、“载体(carrier)”、“药物赋形剂”、“药物载体”、“药物可接受的赋形剂”或“药物可接受的载体”可互换使用，并且是指药物可接受的固体或液体、稀释剂或封装剂、填充剂或携带剂，其通常用于制药业以制备药物组合物。赋形剂的实例包括适合用于与对象接触的任何液体、凝胶、药膏、乳剂、溶剂、稀释剂、流质软膏基质、泡囊、脂质体、nisome、ethasome、转铁体、病毒颗粒、环状低聚糖、非离子型表面活性剂泡囊、磷脂表面活性剂囊泡、胶束等。
在某些实施方案中，药物赋形剂可指包含和/或输送药理学活性剂、但通常被视为药理学非活性的组分。在某些其它的实施方案中，当施用于诸如粘膜或皮肤部位时，药物赋形剂可通过提供例如对施用部位的保护使之免受诸如损伤、进一步的损伤或暴露于自然环境等疾病状态而具有一定的治疗效果。因此，在某些实施方案中，所述药物赋形剂可在制剂中不采用药理学试剂的情况下用于保护。
本文提供的标题仅为了方便而不是解释实施方案的范围或含义。
图1和图2示出了根据一说明的实施方案的离子电渗装置10，其包括与电压源16电连接的、通过离子电渗可操作地向生物界面18(图2)，例如皮肤或粘膜的部分，提供活性剂的有源电极组件和对电极组件，其分别为12、14。
在较简单的实施方案中(未示出)，有源电极组件12可包括有源电极元件24、至少两个侧向间隔设置的活性剂贮存器33a-33c(统称33)以及至少两种活性剂36a-36c(统称36)。在所述说明的实施方案中，从有源电极组件12的内部20至外部22，所述有源电极组件12包括有源电极元件24、储存电解质28的电解质贮存器26、内部的离子选择性膜30、内部的密封衬垫32、至少两个储存活性剂36a-36c的侧向间隔设置的活性剂贮存器33a-33c、具有至少两个侧向间隔设置的容器的支护结构34以保存各自活性剂贮存器33a-33c、任选地贮藏额外的活性剂40a-40c(统称40)的最外侧的离子交换膜38、任选地，被最外侧的离子选择性膜38的外表面44携带的其它活性剂42a-42c(统称42)，以及外侧释放衬垫46。以上的各元件或结构将在以下详细讨论。
有源电极元件24与电压源16的第一电极16a连接并置于有源电极组件12中，以便经由有源电极组件12的多个其它部件施加电动势或电流以运输活性剂36、40、42。有源电极元件24可采取多种形式。例如，有源电极元件24可包括牺牲元件，例如含有银(Ag)或氯化银(AgCl)的化合物或汞齐。这样的化合物或汞齐通常使用一种或多种重金属，例如铅(Pb)，这会带来生产、储存、使用和/或处理的问题。因此，某些实施方案可有利地使用基于碳的有源电极元件24。其可以，例如包含多层，例如含碳的凝胶或聚合物基质以及包含碳纤维或碳纤维纸的导电片，如2004年10月29日提交的、共同转让的、待审的日本专利申请2004/317317所述。
电解质贮存器26可采取多种形式，包括能够保存电解质28的任何结构，并且在某些实施方案中，甚至可以是电解质28自身，例如，当电解质28是凝胶、半固体或固体形式时。例如，电解质贮存器26可采取袋或其它容器，具有孔隙、空腔或间隙的膜的形式，尤其是当电解质28是液体时。
电解质28可提供离子或贡献电荷以防止或抑制在有源电极元件24上形成气泡(例如氢气)以便提高效率和/或增加输送速率。这种在电解中的消除或减少又可以抑制或减少酸和/或碱(例如H+离子、OH-离子)的形成，否则将出现可能的缺点，例如降低的效率、减少的转移速率和/或生物界面18的可能的刺激。如以下进一步讨论的那样，在某些实施方案中，电解质28可提供或贡献离子以替代贮藏在最外侧的离子选择性膜38中的活性剂40。这可促进活性剂40转移到生物界面18，例如，增加和/或稳定输送速率。合适的电解质可采取0.5M富马酸二钠盐∶0.5M聚丙烯酸(5∶1)的溶液的形式。
内部离子选择性膜30通常设置为分隔电解质28和活性剂贮存器33。内部离子选择性膜30可采取电荷选择性膜的形式。例如，当活性剂36、40、42包含阳离子活性剂时，内部离子选择性膜38可采取阴离子交换膜，选择性地基本上传递阴离子而基本上阻止阳离子。同样地，例如当活性剂36、40、42包含阴离子活性剂时，内部离子选择性膜38可采取阳离子交换膜，选择性地基本上传递阳离子而基本上阻止阴离子。内部离子选择性膜38可有利地防止在电解质28和活性剂36、40、42之间不希望的元素和化合物的转移。例如，内部离子选择性膜38可防止或抑制氢离子(H+)或钠离子(Na+)从电解质72的转移，这可增加转移速率和/或离子电渗装置10的生物相容性。
内部密封衬垫32是可选的，并将活性剂36、40、42与电解质28分隔，并且可选地是可拆卸的。内部密封衬垫32可有利地防止在例如储存期间，在活性剂36、40、42与电解质28之间的迁移或扩散。
活性剂贮存器33通常置于内部离子选择性膜30与最外侧的离子选择性膜38之间，并能够固定在支护结构34中。支护结构34能够容纳并保存活性剂贮存器33，并能够是带有侧向间隔设置的空腔、孔隙、容器的任何结构，或者是能够保持活性剂贮存器33a-33c空间侧向间隔的任何空隙或构造。活性剂贮存器33可采取多种形式，包括任何能够临时保存活性剂36的结构，并且在某些实施方案中，甚至可以是活性剂36a-36c自身，例如，当活性剂是凝胶、半固体或固体形式时。例如，活性剂贮存器33可采取袋或其它容器，带有孔隙、空腔或间隙的膜的形式，尤其是当活性剂36是液体时。活性剂贮存器33可有利地允许在有源电极组件12中装载较大剂量的活性剂36。
在某些实施方案中，两种或多种活性剂36a-36c的每种均可以是相同的组成，或在其它的实施方案中，其每种都是不同的化合物或元素。例如，在至少一实施方案中，活性剂36a-36c、40a-40c、42a-42c可包含变应性反应筛选试验的多种抗原，其中可同时给予所有抗原，而不必单独注入所述抗原。在另一实施方案中，每一活性剂贮存器33a-33c可分别储存活性剂36a-36c，这样口服或注射使用既不方便而且效率低，或者必须重复地输送。在这样的实施方案中，所述活性剂可同时输送而无需用口服或注射给药。
最外侧的离子选择性膜38通常设置在有源电极组件12的有源电极元件24的对面。正如图1和图2说明的实施方案中，最外侧的膜38可采取离子交换膜的形式，离子交换膜38的孔48(为了说明的清晰，在图1和图2中仅示出了一个)包含离子交换材料或基团50(为了说明的清晰，在图1和图2中仅示出了三个)。在电动势或电流的影响下，离子交换材料或基团50基本上选择性地传递与活性剂36、40、42相同极性的离子，而基本上阻止相反极性的离子。因此，最外侧的离子交换膜38是电荷选择性的。当活性剂36、40、42是阳离子(例如利多卡因)时，最外侧的离子选择性膜38可采取阳离子交换膜的形式。或者，当活性剂36、40、42是阴离子时，最外侧的离子选择性膜38可采取阴离子交换膜的形式。
最外侧的离子选择性膜38可有利地贮藏至少两种活性剂40a-40c。具体地，在没有电动势或电流的情况下，离子交换基团或材料50临时保存与活性剂极性相同的离子，并且当在电动势或电流的影响下被相似极性或电荷的替代离子取代时，基本上释放那些离子。
或者，最外侧的离子选择性膜38可采取尺寸选择性的半透膜或微孔膜的形式。在某些实施方案中，这样的半透膜可有利地贮藏活性剂40a-40c，例如通过使用可拆卸地释放的外侧释放衬垫46来保存活性剂40a-40c，直至外侧释放衬垫46在使用前被拆下。另一实施方案(未示出)可不使用最外侧的离子选择性膜38而可使用可拆卸地释放的外侧释放衬垫46来保存分别储存在活性剂贮存器33a-33c的活性剂36a-36c，直至外侧释放衬垫46在使用前被卸下。
最外侧的离子选择性膜38可预先装载额外的活性剂40a-40c，例如离子化的或可离子化的药物或治疗剂和/或极化的或可极化的药物或治疗剂。当最外侧的离子选择性膜38时离子交换膜时，大量的活性剂40可与离子交换基团50在最外侧的离子选择性膜38的孔隙、空腔或间隙48中结合。在至少一实施方案中(未示出)，最外侧的离子选择性膜38自身可以是支护结构并且孔隙48可作为活性剂贮存器，而无需独立的支护结构34和活性剂贮存器33。
未与材料的离子交换基团50结合的活性剂42可作为另外的活性剂42附着在最外侧的离子选择性膜38的外表面44。或者或此外，所述另外的活性剂42可完全沉积在和/或附着在最外侧的离子选择性膜38的外表面44的至少一部分上，例如通过喷雾、液泛、喷涂、气相沉积和/或其它方式。在某些实施方案中，所述另外的活性剂42a-42c可充分地覆盖外表面44的各部分和/或具有足够的厚度以形成明显的层52(为了说明的清晰，在图1和图2中仅示出了一层)。在其它实施方案中，所述另外的活性剂42根据术语的常规含义在体积、厚度或覆盖率方面可能不足以形成层。
活性剂42可以多种高度浓缩的形式沉积，例如固体形式、接近饱和溶液的形式或凝胶的形式。如果是固体形式，可提供水合作用的来源，将其集成到有源电极组件12中，或在使用前从其外部使用。
在某些实施方案中，活性剂36、额外的活性剂40和/或另外的活性剂42可以是相同或相似的组分或元素。在其它实施方案中，活性剂36、额外的活性剂40和/或另外的活性剂42可互为不同的组分或元素。因此，第一组不同类型的活性剂可储存于内部活性剂贮存器33中，而第二组不同类型的活性剂可贮藏于最外侧的离子选择性膜38中。在此实施方案中，第一组或第二组活性剂或其组合可作为所述另外的活性剂42沉积在最外侧的离子选择性膜38的外表面44上。或者，第一组和第二组活性剂的混合物可作为所述另外的活性剂42沉积在最外侧的离子选择性膜38的外表面44上。作为其它选择，第三类型的活性剂组分或元素可作为所述另外的活性剂42沉积在最外侧的离子选择性膜38的外表面44上。在另一实施方案中，第一组活性剂可作为活性剂36储存于内部的活性剂贮存器33中，并且作为额外的活性剂40贮藏在最外侧的离子选择性膜38中，而第二组类型的活性剂可作为所述另外的活性剂42沉积在最外侧的离子选择性膜38的外表面44上。通常，在实施方案中，将一种或多种不同活性剂在装置10中以纵向方式而不是侧向方式放置。通常，活性剂36、40、42具有共同的极性以防止活性剂36、40、42互相竞争。其它组合是可能的。
纵向间隔放置活性剂36、40、42通常提供输送各活性剂的时间分隔，所述另外的活性剂42首先输送，所述额外的活性剂40其次输送，而所述活性剂36最后输送。这与经过有源电极组件12表面的侧向间隔设置所述活性剂形成对照。通常，这种分布首先基本上同时输送活性剂42a-42c，避免了具体活性剂42a-42c转移数的显著不同。然后所述额外的活性剂40a-40c将相互近乎同时被全部输送，再次避免其转移数显著不同。最后，所述活性剂36a-36c将相互近乎同时被全部输送，避免了其转移数显著不同。
外侧释放衬垫46通常可设置为叠加或覆盖由最外侧的离子选择性膜38的外表面44携带的另外的活性剂42。外侧释放衬垫46可在施加电动势或电流之前的储存期间保护所述另外的活性剂42和/或最外侧的离子选择性膜38。外侧释放衬垫46可以是由防水材料制成的可选择性地可释放的衬垫，例如通常与压敏粘合剂结合的释放衬垫。请注意，内部释放衬垫46在图1的适当位置示出而在图2中去掉。在其它实施方案中(未示出)外表面44还可以与外侧释放衬垫46相邻，阻止了另外的活性剂42层的形成。在这样的实施方案中，外侧释放衬垫46可保护最外侧的离子选择性膜38。在除去最外侧的离子选择性膜的其它实施方案中，外侧释放衬垫46可保护贮存器33和活性剂36。
在电极组件和生物界面18之间可使用界面耦合媒质(未示出)。界面耦合媒质可以，例如采取粘合剂和/或凝胶的形式。凝胶可以，例如采取水凝胶的形式。
对电极组件14通过有源电极组件12和生物界面18、在电压源16的电极16a、16b之间完成电路。通过提供返回通路，对电极组件14可采取多种适合将电路闭合的形式。
在图1和图2所说明的实施方案中，按照由对电极组件14的内部64至外部66的顺序，对电极部件14包括：对电极元件68、储存电解质72的电解质贮存器70、内部离子选择性膜74、储存缓冲材料78的可选的缓冲贮存器76、最外侧的离子选择性膜80以及外侧释放衬垫82(图1)。
对电极元件68与电压源16的第二电极16b电连接，第二电极16b具有与第一电极16a相反的极性。对电极元件68可采取多种形式。例如，对电极元件68可包括牺牲元件，例如含有银(Ag)或氯化银(AgCl)的化合物或汞齐，或可包括非牺牲元件，例如以上讨论的基于碳的电极元件。
电解质贮存器70可采取多种形式，包括能够保存电解质72的任何结构，并且在某些实施方案中，甚至可以是电解质72自身，例如当电解质72是凝胶、半固体或固体形式时。例如，电解质贮存器70可采取袋或其它容器、或带有孔隙、空腔或间隙的膜的形式，尤其是当电解质72是液体时。
电解质72通常置于对电极元件68与最外侧的离子选择性膜80之间，与对电极元件68最接近。电解质72可提供离子或贡献电荷以防止或抑制在对电极元件68上形成气泡(例如氢气)，并且可防止或抑制酸和/或碱的形成或者将其中和，这可提高效率和/或降低对生物界面18产生刺激的电势(图2)。
内部离子选择性膜74置于电解质72与缓冲材料78之间和/或将电解质72与缓冲材料78分开。内部离子选择性膜74可采取电荷选择性膜的形式，例如，已说明的基本上允许第一极性或电荷的离子通过而基本上阻止第二、相反极性的离子通过的离子交换膜。内部离子选择性膜74通常传递与经过最外侧的离子选择性膜80的离子的极性或电荷相反的离子而基本上阻止相同极性或电荷的离子。或者，内部离子选择性膜74可采取尺寸选择性的半透膜或微孔膜的形式。
内部离子选择性膜74可防止不希望的元素或化合物转移至缓冲材料78。例如，内部离子选择性膜74可防止或抑制氢离子(H+)或钠离子(Na+)由电解质72转移至缓冲材料78。
可选的缓冲贮存器76通常设置在电解质贮存器70与最外侧的离子选择性膜80之间。缓冲贮存器76可采取能够临时保存缓冲液材料78的多种形式。例如，缓冲液贮存器76可采取空腔、多孔膜或凝胶的形式。
缓冲材料78可提供由最外侧的离子选择性膜80向生物界面18转移的离子。因此，缓冲材料78可包括，例如盐(例如NaCl)。
对电极组件14的最外侧的离子选择性膜80可采取多种形式。例如，最外侧的离子选择性膜80可采取电荷选择性离子交换膜的形式，例如阳离子交换膜或阴离子交换膜，所述膜基本上传递和/或阻止基于离子携带的电荷的离子。上面讨论了合适的离子交换膜的实例。任选地，最外侧的离子选择性膜80可采取半透膜的形式，基于离子尺寸或分子量，其基本上传递和/或阻止离子。
对电极部组14的最外侧的离子选择性膜80对带有与有源电极组件12的最外侧的离子选择性膜38的电荷或极性相反的电荷或极性的离子具有选择性。因此，例如当有源电极组件12的最外侧的离子选择性膜38允许带负电的活性剂36、40、42离子向生物界面18传递时，对电极组件14的最外侧的离子选择性膜80允许带正电的离子向生物界面18传递，而基本上阻止带负电荷或极性的离子的传递。另一方面，当有源电极组件12的最外侧的离子选择性膜38允许带正电的活性剂36、40、42离子向生物界面18传递时，对电极组件14的最外侧的离子选择性膜80允许带负电的离子向生物界面18传递，而基本上阻止带正电荷或极性的离子的传递。
外侧释放衬垫82(图1)通常可设置为叠加或覆盖最外侧的离子选择性膜80的外表面84。请注意，内部释放衬垫82在图1的适当位置示出而在图2中去掉。外侧释放衬垫82可在施加电动势或电流之前的储存期间保护最外侧的离子选择性膜80。外侧释放衬垫82可以是由防水材料制成的可选择性地可释放的衬垫，例如通常与压敏粘合剂结合的释放衬垫。在某些实施方案中，外侧释放衬垫82可以是与有源电极组件12的外侧释放衬垫46同延的。
电压源16可采取一种或多种化学电池、超级电容器(super-orultra-capacitor)或燃料电池的形式。电压源16可经控制电路(未示出)选择性地与有源电极组件和对电极组件12、14电连接，所述控制电路可包括分立电路元件和/或集成电路元件以控制输送至电极组件12、14的电压、电流和/或功率。
正如以上的建议，活性剂36、40、42可采取阳离子或阴离子药物或其它治疗剂的形式。因此，电压源16的端子或电极16a、16b可颠倒。同样地，最外侧的离子选择性膜38、80以及内部离子选择性膜30、74也可颠倒。
离子电渗装置10还可包括与形成有源电极组件和对电极组件12、14的各种其它结构的暴露面相邻的惰性造型材料86。造型材料86可有利地对有源电极组件和对电极组件12、14的各种结构提供环境保护。造型材料86可在暴露面的一面形成槽或开口88a，蝶片60(图1)由其伸出以在使用前去掉内部密封衬垫32。封套有源电极组件和对电极组件12、14的是护罩材料90。如下所述，护罩材料90也可形成定位于与造型材料86的槽或开口88a成直线的槽或开口88b，蝶片60由其伸出以在使用离子电渗装置10之前去掉内部密封衬垫32。
在立刻使用前，离子电渗装置10通过取出内部密封衬垫32并去掉外部释放衬垫46、82而准备好。如上所述，内部密封衬垫32可通过抽出蝶片60而取出。通过与从压敏标签等去掉释放衬垫相似的方式可将外侧释放衬垫46、82抽出。从图2中最好地看出，有源电极组件和对电极组件12、14设置在生物界面18上。设置在生物界面18上可闭合电路，允许施加电动势和/或允许电流从电压源16的一电极16a经有源电极组件、生物界面18和对电极组件14向另一电极16b流动。
在电动势和/或电流存在下，活性剂36被运输至生物界面18。额外的活性剂40通过相同电荷或极性的离子(例如活性剂36a-36b)的替代而被离子交换基团或材料50释放，并被运输至生物界面18。由于某些活性剂36可替代额外的活性剂40，某些活性剂36可通过最外侧的离子交换膜38转移至生物界面18。被最外侧的离子选择性膜38的外表面44保持的另外的活性剂42(如果有的话)也被转移至生物界面18。
图3示出带有等待插入容器37c的一活性剂贮存器33c的支护结构34的一示例性实施方案。支护结构34能够容纳和保存至少两个活性剂贮存器33a-33c，允许活性剂贮存器33a-33c储存基本上相同或基本上不同的活性剂36a-36c。如图3所示在一说明的实施方案中，支护结构34保存三个活性剂贮存器33a-33c，所述贮存器是穿过与有源电极组件12(图1)的接触面近似平行的平面侧向间隔设置的。
支护结构34能够固定地置于离子电渗装置10中。或者或此外，支护结构34可以模块形式(cartridge form)、可拆卸地固定在离子电渗装置10内。在模块形式中，支护结构34能够在耗尽活性剂36时或对第一患者使用之后被取下并替换以使该装置为下一个患者准备好。为了卫生的目的，这样可有利地允许取下并处理接触患者的部分。这样还可允许除去不能经历杀菌操作的部分，例如暴露于高温或强化学品中的操作(例如漂白)。
在这样的实施方案中，多层支护结构34模块能够用于一离子电渗装置10，增加了该装置的商业适应性。在某些实施方案中，活性剂贮存器33能够可插入地保存在支护结构34中，而在其它实施方案中，活性剂贮存器33作为空腔、孔隙、容器和/或任何其它能够储存活性剂的空隙形成在支护结构34中。在另外的其它实施方案中，通过注射器或其它装置能够将活性剂36a-36c注射至活性剂贮存器33中，以便一次性使用或再充填活性剂贮存器33以重新使用。
图4示出离子电渗装置的另一实施方案，其包括位于紧邻或至少最接近支护结构34的、容纳活性剂贮存器33泡罩包装35。如图4所示，至少两个活性剂贮存器33a-33c在与有源电极组件12的接触面43近似平行的平面上相互在空间上侧向分开。泡罩包装35可包含储存吸水剂47a-47c(统称47)的各种泡罩45a-45c(统称45)。泡罩45能够置于与活性剂贮存器33紧邻的或至少最接近的位置。在这样的实施方案中，活性剂36在使用前可以是脱水的形式。在使用时选择性地挤压或打破泡罩45使所选择的活性剂36a-36c与水化合，以便通过经电极组件12和14的电动势，如上所述，将带电活性剂分子以及离子和其它带电组分从生物界面18转移至生物组织。这样的实施方案对在一定时间间隔内需要重复的活性剂剂量的应用是有利的。例如，不同的剂量或不同的活性剂36a-36c可保存于活性剂贮存器33中，每一对应于泡罩包装35的泡罩45a-45c。在规定的活性剂给药间隔可独立地和/或个别地挤压并打破泡罩45。使用泡罩包装35还能够防止活性剂的过度转移或转移不足的误差，因为从泡罩45的外观可清楚看出有多少剂量或哪种活性剂已在先前迁移至生物界面18。
泡罩包装35能够固定在离子电渗装置10中或者如图5说明的实施方案所示，泡罩包装35能够以模块的形式可插入地和/或可拆卸地安置在离子电渗装置10中。例如，当支护结构34也是模块形式时，泡罩包装35能够被支护结构34代替以补充吸收剂47和活性剂36。如图5中部分分解图所示，支护结构34可包括容器37a-37c(统称37)，活性剂贮存器33a-33c能够可插入地和/或可拆卸地固定在其中。图5示出了准备插入容器37a的一活性剂贮存器33a。活性剂贮存器33可以是含有活性剂36的预包装的或者是在使用时或使用前用活性剂36注射或以其它方式装载活性剂36的。
图5示出一说明的实施方案，其具有等待可插入地和/或可拆卸地固定在支护结构34和生物界面(未示出)之间的泡罩包装35。在这样的实施方案中，泡罩包装35还可作为外侧密封衬垫或释放衬垫或两者。泡罩包装35还可以包括至少一对准机构41，其能够对准支护结构34的至少一导向元件39以使泡罩包装35相对于容器37可选择性地定位以便使所选的待用的活性剂与水化合。在其它实施方案中，导向元件可在有源电极12的任何其它部分。在其它实施方案中，支护结构34和泡罩包装35可结合为可拆卸地固定于离子电渗装置10中的一模块。
在其它实施方案中，泡罩45可包括活性剂36或活性剂36与吸水剂47两者，允许活性剂贮存器33在使用前被选择性地装载。在其它实施方案中，泡罩包装35可紧邻或至少最接近包括保存活性剂36的不同区域的外侧离子选择性膜。在这些实施方案中，允许活性剂36以脱水的形式，支护结构34模块可被预包装并提供容纳支护结构34和泡罩包装35模块的离子电渗装置10。在其它实施方案中，期望由一种或多种储存的活性剂36、40组成另外的活性剂42。在这些实施方案中，只有那些含有期望的活性剂的泡罩能够被挤压并打破以选择性地装载所述另外的活性剂42。
图6是在有源电极组件中的支护结构34的横断面图。如图6所示，6个活性剂贮存器33a-33f(统称33)在与有源电极组件12的接触面43近似平行的平面上相互在空间上侧向分开(如图4所示)。其它实施方案可包括更多或更少数量的活性剂贮存器33，和/或活性剂贮存器33的不同侧向间隔模式。
图7示出包括6个泡罩45a-45f(统称45)、试剂47a-47f(统称47)(例如吸水剂和/或活性剂)以及可选的对准机构41的泡罩包装35的示例性实施方案。在某些实施方案中，每一试剂47a-47f可以是相同的组成，或在其它的实施方案中，每一试剂可以是不同的化合物或元素。可选的对准机构41可将试剂47a-47f对准为紧靠或至少最接近相应的活性剂贮存器33a-33f。在使用前，某些或全部试剂47可通过选择性地打破泡罩45而使活性剂36水合和/或通过生物界面转移活性剂36(未示出)。
泡罩包装35还可通过电渗流辅助活性剂转移的流动。在电渗期间，经过如上所述的电极组件，电动势导致带电活性剂分子以及离子和其它带电组分从生物界面18转移至生物组织。该转移可导致活性剂、离子和/或其它带电组分在超出所述界面以外的生物组织内的积聚。在电渗期间，除了带电分子响应排斥力的转移以外，还有经过电极和生物界面18至组织的溶剂(例如水)的电渗流。在某些实施方案中，电渗溶剂流增强了带电的和不带电的分子的迁移。经过电渗溶剂流动增强的转移尤其会随分子大小的增加而出现。
在某些实施方案中，活性剂可以是较高分子量的分子。在某些方面，分子可以是极性聚合电解质。在某些其它方面，分子可以是亲脂性的。在某些实施方案中，这样的分子可以是带电的，可具有较少静电荷，或在有源电极内的情况下可以是不带电的。在某些方面，这样的活性剂在离子电渗排斥力下转移较差，与在这样的力影响下小的、带更多电荷的活性剂的转移形成对照。因此，这些更高分子的活性剂可主要通过电渗溶剂流经生物界面被携带至下面的组织中。在某些实施方案中，高分子量的聚合电解质活性剂可以是蛋白、多肽或核酸。
上述说明的实施方案，包括在摘要中所述的实施方案，不意味着无遗漏或将权利要求限制为所公开的精确形式。虽然具体的实施方案和实施例在此为了说明的目的而描述，但是正如相关领域的技术人员将认可的那样，能够作出多种等同的修饰而不偏离本发明的精神和范围。本文提供的教导可用于其它试剂输送系统和装置，而不必是以上主要描述的通常的离子电渗活性剂系统和装置。例如，某些实施方案可省略某些结构，可包括额外的结构，或此两种情况。例如，某些实施方案可包括控制电路或子系统以控制施加于有源电极元件和对电极元件24、68的电压、电流或电源。再如，某些实施方案可包括插入最外侧的离子选择性膜38、80和生物界面18之间的界面层。某些实施方案可包括额外的离子选择性膜、离子交换膜、半透膜和/或多孔膜，以及额外的电解质和/或缓冲物的贮存器。
多种导电的水凝胶是公知的并用于医药领域以为对象的皮肤提供电界面或在装置内为将电刺激与对象结合而提供电界面。水凝胶与皮肤水合，因而防止由于经水凝胶的电刺激而导致的灼伤，同时还使皮肤膨胀并允许活性组分更有效的转移。这种水凝胶的实例公开于美国专利第6,803,420、6,576,712、6,908,681、6,596,401、6,329,488、6,197,324、5,290,585、6,797,276、5,800,685、5,660,178、5,573,668、5,536,768、5,489,624、5,362,420、5,338,490以及5,240,995号，并将其全部内容通过参考的形式并入本文。这样的水凝胶的更多实例公开于美国专利申请2004/166147、2004/105834和2004/247655，并将其全部内容通过参考的形式并入本文。各种水凝胶和水凝胶片的产品商标名包括Corium的CORPLEXTM、3M的TEGAGELTM、BD的PURAMATRIXTM、Bard的VIGILONTM、Conmed Corporation的CLEARSITETM、Smith & Nephew的FLEXIGELTM、Medline的DERMA-GELTM、Johnson & Johnson的NU-GELTM以及Kendall的CURAGEL TM，或者来自Sun Contact Lens Co.，Ltd的丙烯酰水凝胶膜。
上述讨论的多种实施方案可有利地使用多种微观结构，例如显微针。已经描述了显微针和显微针阵列、其制造以及用途。单独的或成阵列的显微针可以是中空的；固态且可渗透的；固态且半渗透的；或固态且不可渗透的。固态且不可渗透的显微针还可以包括沿其外表面的凹槽。包含多个显微针的显微针阵列可以多种构型布置，例如矩形或圆形。显微针和显微针阵列可由多种材料制成，包括硅、二氧化硅、包括生物可降解的或生物不可降解的聚合物在内的模制塑胶材料、陶瓷以及金属。经过所述中空的孔隙、固态可渗透或半渗透材料、或经外部凹槽，单独的或成阵列的显微针可用来对液体进行分配或取样。例如，显微针装置可用来经生物界面如皮肤或粘膜将多种化合物和组合物输送至活体。在某些实施方案中，活性剂化合物和组合物可输送至生物界面或经生物界面输送。例如，在经皮肤传输化合物或组合物时，单独的或成阵列的显微针的长度和/或插入的深度可用来控制化合物和组合物的给药是否仅到达表皮、经过表皮至真皮或皮下。在某些实施方案中，显微针装置可用来输送高分子量的活性剂，例如包括蛋白、肽和/或核酸在内的活性剂及其相应的组合物。在某些实施方案中，例如当液体为离子溶液时，显微针或显微针阵列能够在电源和显微针的末端之间提供电连续性。显微针或显微针阵列可有利地用来将化合物或组合物通过如本公开的离子电渗法进行输送或取样。在某些实施方案中，例如在阵列中的多种显微针可有利地形成在离子电渗装置的最外侧的生物界面接触面上。通过这样的装置输送的或取样的化合物或组合物例如可包括高分子量活性剂，如蛋白、肽和/或核酸。
在某些实施方案中，通过包括有源电极组件和对电极组件的离子电渗装置能够输送化合物或组合物，所述电极组件与电源电连接以将活性剂输送至生物界面上、生物界面中或经生物界面输送。有源电极组件包括：与电源正极相连的第一电极构件；具有活性剂溶液的活性剂贮存器，所述活性剂与第一电极构件接触并经第一电极构件对其施加电压；生物界面接触构件，其可以是显微针阵列并置于活性剂贮存器的前表面；以及容纳这些构件的第一盖或容器。对电极组件包括：与电源负极相连的第二电极构件；保存电解质的电解质贮存器，所述电解质与第二电极构件接触并经第二电极构件对其施加电压；以及容纳这些构件的第二盖或容器。
在某些其它的实施方案中，通过包括有源电极组件和对电极组件的离子电渗装置能够输送化合物或组合物，所述电极组件与电源电连接以将活性剂输送至生物界面上、生物界面中或经生物界面输送。所述有源电极组件包括：与电源正极相连的第一电极构件；具有电解质的第一电解质贮存器，所述电解质与第一电极构件接触并经第一电极构件对其施加电压；置于第一电解质贮存器前表面上的第一阴离子交换膜；置于第一阴离子交换膜前表面的活性剂贮存器；生物界面接触构件，其可以是显微针阵列并置于活性剂贮存器的前表面；以及容纳这些构件的第一盖或容器。对电极组件包括：与电源负极相连的第二电极构件；具有电解质的第二电解质贮存器，所述电解质与第二电极构件接触并经第二电极构件对其施加电压；置于第二电解质贮存器前表面上的阳离子交换膜；置于阳离子交换膜的前表面并保存由第二电极构件经第二电解质贮存器和阳离子交换膜对其施加电压的第三电解质贮存器；置于第三电解质贮存器的前表面的第二阴离子交换膜；以及容纳这些构件的第二盖或容器。
显微针装置、其用途和制造的某些细节公开于美国专利第6,256,533、6,312,612、6,334,856、6,379,324、6,451,240、6,471,903、6,503,231、6,511,463、6,533,949、6,565,532、6,603,987、6,611,707、6,663,820、6,767,341、6,790,372、6,815,360、6,881,203、6,908,453、6,939,311号；其全部内容以参考的形式并入本文。其中的某些或全部教导可用于显微针装置、其制造及其在离子电渗应用中的用途。
可将上述不同实施方案组合以提供其它的实施方案。本说明书中提及的和/或列于申请数据单中的所有美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利出版物的全部内容以参考的形式并入本文，其包括但不限于：2000年3月3日以日本专利号3040517授权的、具有日本公开号H04-297277的、1991年3月27日提交的日本专利申请序列号H03-86002；具有日本公开号2000-229128的、1999年2月10日提交的日本专利申请序列号11-033076；具有日本公开号2000-229129的、1999年2月12日提交的日本专利申请序列号11-033765；具有日本公开号2000-237326的、1999年2月19日提交的日本专利申请序列号11-041415；具有日本公开号2000-237327的、1999年2月19日提交的日本专利申请序列号11-041416；具有日本公开号2000-237328的、1999年2月22日提交的日本专利申请序列号11-042752；具有日本公开号2000-237329的、1999年2月22日提交的日本专利申请序列号11-042753；具有日本公开号2000-288098的、1999年4月6日提交的日本专利申请序列号11-099008；具有日本公开号2000-288097的、1999年4月6日提交的日本专利申请序列号11-099009；具有PCT公开号WO03037425的、2002年5月15日提交的PCT专利申请WO 2002JP4696；2004年3月9日提交的美国专利申请序列号10/488970；2004年10月29日提交的日本专利申请2004/317317；2004年11月16日提交的美国临时专利申请序列号60/627,952；2004年11月30日提交的日本专利申请序列号2004-347814；2004年12月9日提交的日本专利申请序列号2004-357313；2005年2月3日提交的日本专利申请序列号2005-027748；2005年3月22日提交的日本专利申请序列号2005-081220；2005年9月30日提交的美国临时专利申请序列号60/722,136；2005年12月29日提交的美国临时专利申请序列号60/754,688；2005年12月30日提交的美国临时专利申请序列号60/755,199；以及2005年12月30日提交的美国临时专利申请序列号60/755,401。
正如相关领域的技术人员会容易地理解那样，本公开包括通过本文所述的任何组成和/或方法来治疗对象的方法。
可修饰各种实施方案的方面，如果必要，以使用各种专利、申请和出版物的系统、电路和概念来提供其它的实施方案。某些实施方案可包括所有上述膜、贮存器和其它结构，而其它实施方案可省略某些膜、贮存器或其它结构。其它的实施方案可使用额外的上述膜、贮存器及以结构。其它的实施方案可省略某些上述膜、贮存器和结构而使用额外的上述膜、贮存器和结构。其它的实施方案可省略某些上述膜、贮存器和结构而使用额外的上述膜、贮存器和结构。
根据以上详细说明可进行这些和其它的改变。通常，在以下的权利要求书中，用到的术语不应理解为限制说明书和权利要求书中公开的具体实施方案，而应解释为包括所有由权利要求书限定的系统、装置和/或方法。因此，本发明不受本公开的限制，而其范围完全由以下的权利要求书确定。
本说明书中提及的和/或列于申请数据单中的所有以上美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利出版物的全部内容以参考的形式并入本文。
如前所述，应当理解，虽然本发明的具体实施方案已在此为了说明的目的而描述，但是可进行各种修饰而不偏离本发明的精神和范围。因此，本发明只受所附权利要求书的限制。

Claims (30)

1.可操作地将活性剂输送至生物体生物界面的离子电渗装置，其包括：
有源电极组件，所述有源电极组件包括暴露于所述有源电极的外部、在使用时最接近生物界面的接触面，可操作地施加第一电势的有源电极元件，能够储存第一活性剂的第一活性剂贮存器，能够储存第二活性剂的至少第二活性剂贮存器，暴露于离子电渗装置外部以与生物界面形成界面的、最外侧的离子选择性膜，所述最外侧的离子选择性膜基本上渗透具有与所述第一和第二活性剂的极性相匹配的第一极性的离子并且基本上不渗透与所述第一极性相反的第二极性离子，在所述最外侧的离子选择性膜中形成的至少部分所述第一和第二活性剂贮存器，与所述第一活性剂贮存器的接触面近似平行的平面上侧向间隔设置的所述第二活性剂贮存器，根据所述有源电极元件设置的至少所述第一和第二活性剂贮存器，作为对施加所述第一电势的响应，每一活性剂贮存器从所述离子电渗装置向所述生物界面活跃地转移至少某些所述第一和第二活性剂；以及
与所述有源电极部件侧向间隔设置的对电极组件，所述对电极组件包括可操作地施加第二电势的对电极元件，所述第二电势与所述第一电势是不同的。
2.如权利要求1所述的离子电渗装置，其中所述有源电极组件还包括置于所述有源电极元件与所述第一和第二活性剂贮存器之间的电解质，以及置于所述电解质与所述第一和第二活性剂贮存器之间的内部离子选择性膜，所述内部离子选择性膜选择性地基本上渗透具有所述第二极性的离子而基本上不渗透具有所述第一极性离子。
3.如权利要求2所述的离子电渗装置，其中所述有源电极组件还包括可拆卸地置于所述电解质与所述第一和第二活性剂贮存器之间的内部密封衬垫。
4.如权利要求1所述的离子电渗装置，其还包括：
在使用前覆盖所述第一和第二活性剂的外侧释放衬垫。
5.如权利要求1所述的离子电渗装置，其中所述有源电极组件还包括储存于所述第一活性剂贮存器中的第一活性剂以及储存于所述第二活性剂贮存器中的第二活性剂。
6.如权利要求5所述的离子电渗装置，其中所述第一活性剂是第一抗原而第二活性剂是不同于所述第一抗原的第二抗原。
7.如权利要求1所述的离子电渗装置，其中所述有源电极组件还包括能够储存第三活性剂的至少第三活性剂贮存器，所述第三活性剂贮存器侧向间隔置于与来自所述第一活性剂贮存器和所述第二活性剂贮存器的接触面近似平行的平面上，根据所述有源电极元件设置所述第三活性剂贮存器以作为对施加所述第一电势的响应从所述离子电渗装置向所述生物界面活跃地转移至少部分所述第三活性剂。
8.如权利要求7所述的离子电渗装置，其中所述第一、第二和第三活性剂均具有第一极性。
9.可操作地将活性剂输送至生物界面上的至少两个不同区域的活性剂输送系统，其包括：
可操作地提供第一电势有源电极元件；以及
具有至少两个容器的支护结构，每一所述容器设置为安全地容纳各自的活性剂贮存器，当使用所述活性剂输送系统时，所述容器相互之间侧向间隔设置以叠加生物表面上的各自不同区域；每一所述容器至少部分位于所述有源电极元件之下。
10.如权利要求9所述的活性剂输送系统，其还包括：
设置为可插入地固定在第一容器内的第一活性剂贮存器；以及
设置为可插入地固定在第二容器内的至少第二活性剂贮存器。
11.如权利要求10所述的活性剂输送系统，其还包括：
储存于所述第一活性剂贮存器并且在没有电动势或电流时基本上保留在其中而在电动势或电流存在时向外转移的至少第一极性第一活性剂；以及
储存于所述第二活性剂贮存器并且在没有电动势或电流时基本上保留在其中而在电动势或电流存在时向外转移的至少第一极性第二活性剂。
12.如权利要求11所述的活性剂输送系统，其中所述第一活性剂和第二活性剂在使用前是脱水的形式。
13.如权利要求12所述的活性剂输送系统，其还包括：
包括至少两个吸水剂泡罩的泡罩包装，所述泡罩使所使用的所述第一活性剂和第二活性剂水合。
14.如权利要求13所述的活性剂输送系统，其中所述泡罩选择性地将所选用的至少所述第一活性剂和第二活性剂水合。
15.如权利要求13所述的活性剂输送系统，其中所述泡罩包装相对于所述容器是可定位的。
16.如权利要求13所述的活性剂输送系统，其中所述泡罩包装相对于所述容器是可选择性地定位的，以便将所选用的至少所述第一活性剂和第二活性剂水合。
17.如权利要求13所述的活性剂输送系统，其中所述支护结构和泡罩包装可拆卸地固定在合适位置。
18.如权利要求10所述的活性剂输送系统，其还包括：
包括至少两个泡罩的泡罩包装，每一所述泡罩容纳各自的吸水剂和各自的活性剂，所述泡罩在所述第一活性剂贮存器和所述第二活性剂贮存器中将所使用的所述活性剂水合并装载。
19.如权利要求18所述的活性剂输送系统，其中第一所述泡罩中的活性剂不同于第二所述泡罩中的活性剂。
20.如权利要求18所述的活性剂输送系统，其中第一所述泡罩中的活性剂是第一抗原，并且其中第二所述泡罩中的活性剂是第二抗原。
21.如权利要求9所述的活性剂输送系统，其还包括：
位于所述有源电极元件与所述活性剂容器之间的电解质。
22.如权利要求9所述的活性剂输送系统，其还包括：
位于当所述活性剂输送系统使用时与所述生物界面接触的最外侧的离子选择性膜。
23.活性剂输送系统，其包括：
可操作地提供电动势或电流的有源电极元件；
具有外表面及经所述外表面相互侧向间隔设置的至少两个不同区域的外侧离子选择性膜，每一所述不同的区域均具有孔；以及
贮藏在所述离子选择性膜的各自不同区域的孔内的并且在没有电动势或电流时基本上保留在其中而在电动势或电流存在时则从所述离子选择性膜向外转移的至少两种第一极性活性剂。
24.如权利要求23所述的活性剂输送系统，其中所述外侧离子选择性膜还具有经所述外表面与其它不同区域侧向间隔设置的至少第三不同区域，并且还包括：
贮藏在所述第三不同区域的孔内的并且在没有电动势或电流时基本上保留在其中而在电动势或电流存在时则从所述离子选择性膜向外转移的至少第一极性第三活性剂。
25.如权利要求24所述的活性剂输送系统，其还包括：
包括至少两个吸水剂泡罩的泡罩包装，所述泡罩使所使用的所述活性剂水合。
26.如权利要求25所述的活性剂输送系统，其中所述泡罩选择性地使所选用的所述活性剂水合。
27.如权利要求25所述的活性剂输送系统，其中所述泡罩包装相对于所述最外侧的离子选择性膜的不同部分是可定位的。
28.如权利要求26所述的活性剂输送系统，其中所述泡罩包装相对于所述容器是可选择性定位的，以便将所选用的所述活性剂水合。
29.如权利要求24所述的活性剂输送系统，其还包括：
包括至少两个泡罩的泡罩包装，每一所述泡罩容纳各自的吸水剂和各自的活性剂，在使用前所述泡罩将在所述离子选择性膜的不同区域的孔中的活性剂水合并装载。
30.如权利要求24所述的活性剂输送系统，其中所述最外侧的离子选择性膜是离子选择性膜，所述不同区域的孔包含离子交换材料。
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