CN108883261B - 用于递送药物的离子电渗设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于递送药物的离子电渗设备、其制造方法、包含其的成套工具和使用其递送药物的方法。

Description

用于递送药物的离子电渗设备及其制造方法
技术领域
一个或多个实施方式涉及用于递送药物的离子电渗设备及制造该设备的方法。
背景技术
用于皮肤护理或治疗目的递送药物的方法可以是口服给药、局部给药、静脉内给药、肌内注射、皮内注射和皮下注射。除了将药物递送至身体的特定部位的局部给药外，这些药物递送方法通常将药物递送至全身。这些药物递送方法不适用于将药物局部递送至特定的身体组织。
因此，已经开发了诸如用于将药物递送至特定身体组织的离子电渗法和经自然孔道内镜手术(NOTES)的方法。离子电渗法是促进带电分子渗入组织的药物递送方法。图1是示意性地示出传统离子电渗设备的视图。参考图1，离子电渗设备是一种通过使用直流电流将离子材料渗入皮肤的技术，其中具有正特性的离子材料被施加到“+”电极，而具有负特性的离子材料被施加到“-”电极，以利用在具有相同极性的离子之间起作用的排斥力，因此离子材料可以容易地渗入到皮肤中。与被动吸收药物的传统经皮给药不同，当使用离子电渗设备时，可以在电场中进行药物的主动递送。
然而，在传统的离子电渗设备中，在附着在皮肤上的电极的表面发生氧化反应，从而这可能在使用离子电渗设备的使用者的皮肤上产生瘙痒、疼痛、灼伤和红斑。因此，需要开发可以防止在向皮肤递送药物的过程中可能产生的瘙痒、疼痛、灼伤和红斑现象的包括电极的离子电渗设备。
发明详述
技术问题
根据一种实施方式，提供一种用于药物递送的离子电渗设备、通过使用该设备向对象递送材料的方法以及制备该设备的方法，其中所述离子电渗设备通过使用反向电渗析电池单元改善穿过皮肤的药物递送，并且能够任意地控制电流值而不受堆叠层的限制，因为可以横向堆叠数十至数百层而不是竖直堆叠各层用于在反向电渗析电池单元中产生电流。旨在通过实施方式解决的技术问题不限于本文中描述的技术问题，并且在下文中可以从其他实施方式推断出其他技术问题。
技术方案
根据一种实施方式，离子电渗设备包括反向电渗析(RED)电池单元；两个中间单元，其分别与电池单元的彼此面对的两个表面连接；以及一个或两个第一含材料单元或第二含材料单元，其与所述两个中间单元中的一个中间单元的表面或两个中间单元中的每一个中间单元的表面连接，其中，中间单元被配置为使得由所述电池单元产生的电流流过含材料单元，并且含材料单元被配置为通过使用由电池单元产生的电流将含材料单元中的材料递送给对象。
根据另一种实施方式，提供通过使用离子电渗设备来向对象递送材料的方法。
根据另一种实施方式，提供制备离子电渗设备的方法。
有益效果
当采用根据一种实施方式的离子电渗设备和通过使用离子电渗设备向对象递送材料的方法，可以改善穿过皮肤的药物递送，并且通过使用包含电极的离子电渗设备可以防止在将药物递送到皮肤中的过程期间可能发生的瘙痒、疼痛、灼伤和红斑现象。
当采用根据另一种实施方式的制备离子电渗设备的方法时，可以通过采用切割工艺来大量地制备多个反向电渗析电池单元。
附图说明
图1是传统离子电渗设备的示意图；
图2是根据一种实施方式的离子电渗设备的示意性侧视图；
图3是根据一种实施方式的离子电渗设备的示意性顶视图；
图4是根据一种实施方式的离子电渗设备的示意性侧视图；
图5a、图5b和图5c是说明根据一种实施方式的离子电渗设备的活化原理的示意图；
图6是说明根据一种实施方式的制备离子电渗设备的方法的示意图；
图7是说明根据一种实施方式的制备离子电渗设备的反向电渗析电池单元的方法的示意图；
图8是说明根据一种实施方式的离子电渗设备的反向电渗析电池单元的电压随时间的变化的图。
图9a和图9b是说明根据一种实施方式的离子电渗设备的反向电渗析电池单元的电流随时间的变化的图；并且
图10是说明根据一种实施方式的离子电渗设备的药物递送效果随时间的图。
具体实施方式
用在此说明书中的术语是考虑到与本发明构思相关的功能在本领域中目前广泛使用的那些一般术语，但是根据本领域普通技术人员的意图、先例或者本领域中的新技术，术语可以变化。此外，具体术语可以由申请人选择，并且在这种情况下，将在本发明的详细描述中来描述其具体含义。因而，用在说明书中的术语不应该作为简单的名称来理解，而是基于术语的含义和本发明的全面描述来理解。
在整个说明书中，还应理解，当部件“包括”或“包含”元件时，除非存在与其相反的描述，否则应该理解，部件不排除另一元件，而是还可以包括另一元件。另外，诸如“……单元”、“……模块”或类似的术语指代执行至少一个功能或操作的单元，并且各单元可以作为硬件或软件或者作为硬件和软件的组合来实施。
本文中使用时，术语“包含”或“包括”不应被理解为必然包括说明书中描述的所有不同元件或多个步骤，而是该术语应理解为不包括元件中的一些或步骤中的一些，或者还包括额外的元件或步骤。
另外，包括序数的术语诸如“第一”、“第二”等在本文中可以用于描述不同组件，但是这些部件不应受该术语限制。这些术语仅用于区分一个部件和另一个部件。
下文的实施方式的描述不应该被理解为限制本发明构思的范围，并且本领域技术人员容易推断的任何实施方式都应该被理解为属于这些实施方式的范围。在下文中，将通过参考附图来描述仅用于说明的实施方式。
根据一种实施方式，提供了离子电渗设备。
图2是根据一种实施方式的离子电渗设备100的示意性侧视图。图3是根据一种实施方式的离子电渗设备100的示意性顶视图。参考图2和3，离子电渗设备100包含反向电渗析(RED)电池单元110；中间单元116，其与电池单元的面对彼此的两个表面中的每一个连接；和一个或两个第一含材料单元或第二含材料单元120，其与两个中间单元116中的一个中间单元的一个表面或两个中间单元116中的每一个中间单元的一个表面连接，其中，中间单元116被配置为使得由所述电池单元110产生的电流流经含材料单元120，并且含材料单元120被配置为通过使用由电池单元110产生的电流来将含材料单元120中的材料递送给对象。
RED电池单元110可以包含阳离子交换膜111；与阳离子交换膜111隔开布置的阴离子交换膜112；以及腔室113和114，其各自相对于阳离子交换膜111和阴离子交换膜112被至少部分地限定或者布置在阳离子交换膜111和阴离子交换膜112之间，其中腔室113和114包含电解质，阳离子交换膜111和阴离子交换膜112交替地布置以形成彼此交替布置的多个阳离子交换膜111和多个阴离子交换膜112，并且腔室113和114包括彼此交替布置的多个包含高浓度电解质的腔室113和多个包含低浓度电解质的腔室114。
在一种实施方式中，离子电渗设备100可以包含多个阳离子交换膜111、多个阴离子交换膜112以及多个包含电解质的腔室113和114，其中每个包含电解质的腔室113和114形成一个层，并且离子电渗设备100具有2-70个层、5-60个层、7-40个层、10-35个层或15-30个层。
中间单元116可以与存在于反向电渗析电池单元110的外表面的阴离子交换膜112或阳离子交换膜111连接。中间单元116可以包含导电材料，例如碳涂层，或者可以由导电布料或导电织物形成。导电布料或导电织物可以具有第一层，其包含合成树脂并形成在与含材料单元120连接的表面上；第二层，其包含导电材料和合成树脂并形成在第一层上；第三层，其包含导电材料并且形成于第二层上；第四层，其包含导电材料和合成树脂并且形成在第三层上；和第五层，其包含合成树脂并且形成在第四层上。导电材料可以包括银、铜、铝、金、碳或其组合。合成树脂可以包括丙烯酸树脂、氨基甲酸乙酯树脂、硅树脂、苯乙烯树脂、苯胺树脂、氨基树脂、氨基醇酸树脂、乙酸乙烯酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂、甲苯树脂或其组合。中间单元116可以允许由电池单元110产生的电流流过含材料单元120。
另外，离子电渗装置100还可以包括用于容纳RED电池单元110和含材料单元120的容器115。容器115可以容纳离子电渗设备100并且可以被布置以暴露与对象接触的含材料单元120的一个表面的至少一部分。
由于含材料单元120的一个表面可以与待施用材料的对象S接触，由反向电渗析电池单元110产生的电流可以经由中间单元116流经含材料单元120，因此在含材料单元120中的材料可以被递送到对象S。例如，在包含高浓度电解质的腔室113中的阳离子(Na+)可以穿透阳离子交换膜111并迁移到包含低浓度电解质的腔室114，并且在包含低浓度电解质的腔室114中的阴离子(Cl-)可以穿透阴离子交换膜112并迁移到包含低浓度电解质的腔室114。离子迁移发生在所有阳离子交换膜111、阴离子交换膜112和腔室113和114中，因此在反向电渗析电池单元110中产生离子电流，从而输出电流。也就是说，阴离子(Cl-)可以被发射到布置在电池单元110的外表面上的阴离子交换膜112。然后，阴离子(Cl-)穿过布置在电池单元110的外表面上的阴离子交换膜112和中间单元116迁移到含材料单元120，因此排斥力可以作用在包含于含材料单元120中的阴离子材料D-上。类似地，阳离子(Na+)穿过布置在电池单元110的端部处的阳离子交换膜111和中间单元116迁移到含材料单元120，因此排斥力可以作用在包含于含材料单元120中的阳离子材料D+上。因此，例如，当穿过布置在电池单元110的外表面上的阳离子交换膜111和中间单元116向含材料单元120供应电流时，材料D+可以穿过皮肤渗入(被递送)到对象，并且当穿过布置在电池单元110的外表面上的阴离子交换膜112和中间单元116向含材料单元120供应电流时，材料D-可以穿过皮肤渗入(被递送)到对象。
参考图4，待递送给对象的材料可以包含在第一含材料单元和第二含材料单元120二者中。例如，第一含材料单元或第二含材料单元120可以在含材料单元第一含材料单元和第二含材料单元120二者中具有待递送给对象的材料，或者可以仅在第一含材料单元120中具有待递送给对象的材料。当待递送给对象的材料包含在含材料单元第一含材料单元和第二含材料单元120二者中时，阴离子(Cl-)可以穿过布置在电池单元110的外表面上的阴离子交换膜112来被发射。然后，电流可以经由中间单元116被供应到与布置在电池单元110的外表面上的阴离子交换膜112连接的含材料单元120，因此材料D+可以被递送到对象S。由于绝缘体(未示出)或以通过物理分隔配置，第一含材料单元或第二含材料单元120可以彼此不接触。
而且，可以通过控制阳离子交换膜111和阴离子交换膜112的类型或厚度或者腔室113和114的体积，来控制由反向电渗析电池单元110产生的电流或电压。关于确定包含电解质的腔室113和114的体积的厚度，布置在电池单元110的中间部分中的腔室113和114的厚度可以比布置在电池单元110的外侧的腔室113和114的厚度更厚。就此而言，从电池单元110输出的电流或电压可以增加。而且，例如从电池单元110输出的电压范围可以是至少约0.5伏或更高，例如约0.5伏至约15伏、约1.0伏至约10伏、约1.5伏至约8.0伏、约2.0伏至约6.0伏、约2.0伏至约4.0伏或者约2.0伏至约3伏。从电池单元110输出的电流范围可以是至少约0.1mA或更高，例如约0.1mA至约10mA、约0.2mA至约8mA、约0.4mA至约6mA、约0.5mA至约4mA、约0.5mA至约2mA、或约0.5mA至约1mA。电流可以根据皮肤电阻而变化，并且皮肤电阻可以在约1000欧姆至约3000欧姆的范围内。
在一种实施方式中，离子电渗设备100可以被制备成用于穿过皮肤递送材料的贴剂或者贴剂型的形式。贴剂的含材料单元120的一个表面可以经由中间单元116而被附连到RED电池单元110，并且另一个表面可以被附连到保护层(未示出)，其中保护层可以包含粘合材料。因此，当去除保护层时，贴剂可以附着到皮肤上。而且，贴剂可以为任何形状，例如矩形、圆形、椭圆形或六边形。
本文中使用时，术语“反向电渗析(RED)”可以表示由两种溶液的盐浓度差异产生的盐度梯度能量，并且在一个实施方式中，可以指允许电流流过离子电渗设备100的现象。因此，RED电池单元110可以表示通过使用反向电渗析来产生电流的设备。例如，本文中使用时，RED电池单元110可以通过在高浓度电解质溶液和低浓度电解质溶液中的电解质之间的离子浓度差产生电流。
而且，由于根据一个实施方式的离子电渗设备100使用反向电渗析，所以离子电渗设备100可以不需要或者具有单独的电源或电极。例如，电池单元110可以是用于将材料递送给对象的唯一电流源。离子电渗设备100可以是用于将材料递送给对象的电流源，并且可以仅由电池单元110构成，并且电池单元110可以不具有单独的电源或电极。为了通过使用RED电池单元110产生电流，电池单元110可以使用电解质溶液。本文中使用时，术语“电解质”可以指在溶剂(例如水)中解离成离子以允许电流流动的材料，并且电解质溶液可以表示例如其中溶解有电解质的水的溶液。因此，电解质可以包含在电解质溶液中。RED电池单元110通过使用在高浓度电解质溶液和低浓度电解质溶液之间的差异来产生电流，其中在包含高浓度电解质的腔室113中的电解质的量可以大于在包含低浓度电解质的腔室114中的电解质的量。包含低浓度电解质的腔室114可以包括不含电解质的腔室。例如，电解质可以包含在电解质溶液中，并且包含高浓度电解质的腔室113可以包含离子浓度在约0.1mol/L至约20mol/L、约0.5mol/L至约15mol/L、约0.7mol/L至约10mol/L、约1.0mol/L至约8.0mol/L、约1.0mol/L至约2.0mol/L或约1.2mol/L至约1.8mol/L范围内的电解质溶液，并且包含低浓度电解质的腔室114可以不包含电解质，或者可以包括离子浓度在约0.005mol/L至约10mol/L、约0.005mol/L至约8mol/L、约0.01mol/L至约6mol/L、约0.05mol/L至约6.0mol/L、约0.1mol/L至约4.0mol/L或约0.1mol/L至约2.0mol/L范围内的电解质溶液。在包含高浓度电解质的腔室113中的电解质溶液的离子浓度可以高于在包含低浓度电解质的腔室114中的电解质溶液的离子浓度。
在另一种实施方式中，包含电解质的腔室113和114可以包含电解质浆料。电解质浆料可以包含水溶性聚合物粘合剂和电解质。水溶性聚合物粘合剂可以是例如选自由纤维素类树脂、黄原胶、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、水溶性(甲基)丙烯酸树脂、聚醚多元醇和聚醚-脲-聚氨酯组成的组的至少一种。当通过将水溶性聚合物粘合剂和电解质混合来制备电解质浆料时，可以制备包含电解质浆料的腔室。当使用电解质浆料作为腔室中包含的电解质时，电阻可以降低，这可以有助于电解质在腔室中的迁移。
在另一种实施方式中，包含电解质的腔室113和114可以包含含有电解质的水凝胶。例如，包含高浓度电解质的腔室113可以含有包含高浓度电解质的固体材料或者包含高浓度电解质的水凝胶，或者包含低浓度电解质的腔室114可以是空的或者可以含有包含低浓度电解质的固体材料或者包含低浓度电解质的水凝胶。当包含固体材料或水凝胶时，例如当包含以固态的盐(NaCl)时，随着水流入腔室，固体材料或水凝胶被溶解于水中并形成水性电解质溶液，该水性电解质溶液可以产生离子流。固体材料或水凝胶可以是具有离子材料的渗透性或水溶性并且具有合适机械特性的任何材料。固体材料或水凝胶的实例可以包括琼脂、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、聚(甲基丙烯酸2-羟基乙酯)(PHEMA)和藻酸，例如藻酸钠、藻酸钙或藻酸钾。而且，固体材料或水凝胶可以包括离子型粘合材料的固体粉末制剂。
包含电解质的腔室113和114可以具有织物形式，并且可以能够吸收水性溶液。例如，织物形式可以是无纺织物。当包含电解质的腔室113和114具有织物形式并且能够吸收水性溶液时，电解质可以以粉末形式包含在腔室中。当电解质以粉末形式存在于纺织形式的腔室中时，随着溶液(例如水)流入腔室中，电解质溶解于水中，由此形成水性电解质溶液，使得可以发生离子的流动。而且，腔室113和114可以是浸渍有电解质的织物。浸渍有电解质的织物可以通过例如将织物添加到NaCl溶液中并且对其进行热空气轧制过程来制备。例如，包含高浓度电解质的腔室113可以通过将能够吸收水性溶液的织物添加到高浓度NaCl溶液中并对其进行热空气轧制过程来制备，并且包含低浓度电解质的腔室114可以通过向低浓度的NaCl溶液中加入能够吸收水性溶液的织物并对其进行热空气轧制过程来制备。而且，包含低浓度电解质的腔室114可以由能够吸收水性溶液但未用NaCl浸渍的织物形成。
在活化期间，在包含高浓度电解质的腔室113和包含低浓度电解质的腔室114中的电解质溶液的电解质的量或离子浓度可以彼此不相同，使得可以输出至少约0.5伏或更高或者例如在约0.1伏至约15伏、约0.2伏至约10伏、约1.0伏至约8.0伏、约2.0伏至约6.0伏、约2.0伏至约4.0伏或约2.0伏至约3伏范围内的电压。而且，在包含高浓度电解质的腔室113和包含低浓度电解质的腔室114中的电解质溶液的电解质的量或离子浓度可以彼此不相同，使得可以产生约0.1mA或更高或者例如在约0.1mA至约10mA、约0.2mA至约8mA、约0.4mA至约6mA、约0.5mA至约4mA、约0.5mA至约2mA、或者约0.5mA至约1mA范围内的电流。电解质的示例可以包括NaCl、MgCl2、AgCl、CuCl2、CaCl2、或其组合。
本文中使用时，术语“离子交换膜”可表示强烈地倾向于允许阳离子或阴离子从其渗透穿过的膜。离子交换膜可以是合成树脂，并且例如，合成树脂可以是交联的。由于阳离子交换膜111具有负电荷，因此具有负电荷的离子由于它们被阳离子交换膜111排斥而不能渗透穿过该膜，并且只有具有正电荷的离子可以渗透穿过该膜。例如，阳离子交换膜111可以是具有磺基的阳离子交换膜。另一方面，阴离子交换膜112具有正电荷，因此具有正电荷的离子由于它们被阴离子交换膜112排斥而不能渗透穿过该膜，而只有具有负电荷的离子可以渗透穿过该膜。例如，阴离子交换膜112可以是包含四价铵的阴离子交换膜。形成阳离子交换膜111的单体的种类可以包括2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，3-磺基丙烷(甲基)丙烯酸酯、10-磺基癸烷(甲基)丙烯酸酯及其盐；羧酸型单体，例如2-(甲基)丙烯酰乙基邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰乙基琥珀酸、2-(甲基)丙烯酰乙基马来酸、2-(甲基)丙烯酰乙基-2-羟基乙基邻苯二甲酸、11-(甲基)丙烯酰氧基癸基-1,1-二羧酸及其盐；和硫酸型单体，例如2-(甲基)丙烯酰氧基乙基二氢磷酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基苯基氢磷酸酯、10-(甲基)丙烯酰氧基癸基二氢磷酸酯、6-(甲基)丙烯酰氧基己基二氢磷酸酯及其盐。形成阴离子交换膜112的单体的种类可以包括(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯/甲基氯和(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯/甲基氯。阳离子交换膜111或阴离子交换膜112的离子交换容量(IEC)可以为约0.5meg/g或更高或约1.0meg/g或更高，或者例如在约0.5meg/g至约20.0meg/g、约1.0meg/g至约10.0meg/g、约2.0meg/g至约10.0meg/g或约5.0meg/g至约10.0meg/g的范围内。而且，阳离子交换膜111或阴离子交换膜112的渗透选择性可以是约70％或约80％或更高，或者例如在约80％至约100％、约90％至约100％或约95％至约100％的范围内。
在一种实施方式中，离子电渗设备100可以进一步包含间隔件(未示出)，以隔开阳离子交换膜111和阴离子交换膜112。间隔件可以与包含电解质的腔室113和114相同。间隔件可以防止离子交换膜彼此附着，并且可以包含例如由聚丙烯或聚乙烯形成的网状结构；海绵；胶带(tape)；织物，例如布；或无纺材料。而且，间隔件可以用作支撑阳离子交换膜111、阴离子交换膜112和包含电解质的腔室113和114的支撑件。支撑件可以是例如垫圈。
容器115可以保持和支撑RED电池单元110中的元件。而且，例如，容器115可以被配置为使得腔室113和114中的溶液可以不泄漏。而且，除了上述间隔件之外，容器115的一部分还可以用作间隔件(未示出)，例如通过使用双面胶带来实现。而且，容器115可以是绝缘体，并且容器115的材料可以是通常用作绝缘体的任何材料。材料的示例可以包括玻璃纸、醋酸纤维素、乙基纤维素、增塑的乙酸乙烯酯-氯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氯乙烯、纸、布和铝箔。
而且，含材料单元120可以包含具有电荷或极性的材料。含材料单元120可以包含具有离子传导性的溶剂，其可以是本领域已知的溶剂。含材料单元120可以被配置为使得待递送给对象的材料包含在水凝胶、纤维素、琼脂糖、明胶或胶原中。而且，例如，含材料单元120可以包含水溶液或缓冲溶液，其包括或包含具有电荷或极性的材料；或水凝胶或基质。包含在含材料单元120中的材料可以与促进材料递送的增强剂混合。增强剂可大致分为酶促增强剂和非酶促增强剂。酶促增强剂的实例可包括使用蛋白水解酶诸如木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶和菠萝蛋白酶的增强剂，非酶促增强剂的实例可包括使用非酶材料诸如内酰胺化合物、乙酸乙酯、乙醇、二氧戊环、非离子表面活性剂、丙二醇、辛酸、癸酸甘油三酯和正癸基甲基亚砜的增强剂。可以根据待递送的材料适当地混合和使用增强剂。此外，基质材料可以包括丙烯酸或甲基丙烯酸的酯和丙烯酸或甲基丙烯酸树脂，例如醇的聚合物。醇的实例可以包括丁醇、戊醇、异戊醇、2-甲基丁醇、3-甲基戊醇、2-乙基丁醇、异辛醇、癸醇或十二烷醇。此外，聚合物的实例可以包括与乙烯化(ethylenically)不饱和单体的共聚物，乙烯化不饱和单体例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-烷氧基甲基丙烯酰胺、N-烷氧基甲基甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、衣康酸、乙酸乙烯酯、N-分支的马来酸烷基酯乙二醇二丙烯酸酯(N-branched alkylmaleamate glycol diacrylate)或其混合物以及均聚物。基质材料的其他实例可以包括天然橡胶或合成橡胶，例如苯乙烯-丁二烯、丁基醚、氯丁橡胶、聚异丁烯、聚丁二烯和聚异戊二烯；纤维素衍生物，例如聚乙酸乙烯酯，脲醛树脂、酚醛树脂、间苯二酚甲醛树脂、乙基纤维素、硝基纤维素、乙酸丁酸纤维素和羧甲基纤维素；和天然树胶，例如瓜尔胶、阿拉伯胶、果胶、淀粉、糊精、白蛋白、明胶和酪蛋白。如本领域众所周知的，材料可以包含粘合剂和稳定剂。另外，由含材料单元120递送材料所至的对象的例子可以包括用于不同目的的人类和哺乳动物，并且对象的例子可以包括人、猴子、小鼠、大鼠、兔子、绵羊、牛、狗、马和猪。
包含于含材料单元120中的具有电荷或极性的材料可以具有由于材料本身在含材料单元120中的离子导电介质中具有电荷而具有电荷，或者可以由于溶剂化而具有电荷或极性。具有电荷或极性的材料可以包含生理活性材料或药物。材料的分子量(MW)可以例如在约100至约2000、约200至约2000、约300至约1000、约300至约800或者约400至约7000的范围内。而且，材料可以包含增白剂、抗皱剂、药剂或其组合。增白剂的示例可以包括小构树(Broussonetia kazinoki)提取物、烟酰胺、腺苷、熊果苷、乙基抗坏血酸基醚、油溶性甘草提取物、抗坏血酸基葡糖苷、抗坏血酸基四异棕榈酸酯、抗坏血酸基磷酸镁(magnesiumascorbyl phosphate)、α-红没药醇或其组合。抗皱剂的示例可以包括视黄醇、视黄基棕榈酸酯、腺苷、聚乙氧基化维甲酰胺(polyethoxylated retinamide)、乙酰基六肽-3或乙酰基六肽-8、乙酰基八肽-3、乙酰基四肽-5、棕榈酰五肽、铜肽、棕榈酰寡肽、棕榈酰二肽-10、棕榈酰三肽-1、棕榈酰四肽-7、棕榈酰五肽-3、棕榈酰六肽-12、五肽-18(亮啡丝肽)或其组合。药物的实例可包括复合制剂，其选自由生物碱、NSAID、α2肾上腺素能激动剂、阿片类药物、NMDA拮抗剂、GABA激动剂、非阿片类中枢麻醉剂和抗炎剂组成的组。特别地，生物碱可包括咖啡因或尼古丁。药物可包括以下的每一种：NSAID和α2肾上腺素能激动剂、NSAID和阿片类药物、NSAID、阿片类药物和α2肾上腺素能激动剂、NMDA拮抗剂或α2肾上腺素能激动剂和NSAID。关于伴有疼痛和皮肤损伤的病毒性疾病，例如带状疱疹或疱疹，例如，抗病毒剂和麻醉剂(例如阿片类药物、局部麻醉剂或辣椒素)可以包括在药物中。关于癌症疼痛或慢性疼痛，例如，阿片类药物和阿片类拮抗剂可以包括在药物中。NSAID可以包括对乙酰氨基酚、阿昔洛芬、塞来昔布、胆碱三水杨酸镁、双氯芬酸钠、依托度酸、非诺洛芬、布洛芬、吲哚美辛、酮洛芬、酮咯酸、氨丁三醇、罗那唑酸(Ronazolac)钙、美洛昔康、萘普生、吡罗昔康(pyrocicam)、罗非昔布、双水杨酸酯(salsarate)、舒林酸(sulindol)和特诺昔康(tenosicam)。α2肾上腺素能激动剂可以包括可乐定、替扎尼定、美托咪啶、哌托咪啶(paradomidine)和溴莫尼定。阿片类药物可以包括吗啡、可待因、芬太尼、阿芬太尼、舒芬太尼、瑞芬太尼、氢吗啡、氧化吗啡、氢可酮、左啡诺、美沙酮、哌替啶、丁丙诺啡、布托啡诺、喷他佐辛和纳布啡。NMDA拮抗剂可包括氯胺酮和右美沙芬。GABA激动剂可以包括地西泮、劳拉西泮和巴氯芬。类固醇可以包括泼尼松龙、地塞米松、曲安奈德、倍他米松、双氟米松、单米松(monometasone)、甲基强的松龙、氢化可的松、氯倍他索、阿克洛米松(aclomethasone)、氯米松和氟氢松。非阿片类中枢麻醉剂可以包括曲马多，并且抗病毒剂可以包括阿昔洛韦、帕姆克洛氟(palmclover)和伐昔洛韦。局部麻醉剂可包括丁卡因、利多卡因、马比佛卡因(mephibacaine)、布比卡因、洛哌卡因和左旋布比卡因。阿片类拮抗剂可包括纳洛酮和纳曲酮。另外，材料可以是蛋白，例如治疗性蛋白。蛋白可以是经修饰的蛋白、蛋白的离子化或者以可离子化形式，从而在材料中包含并递送。
图5a、图5b和图5c示出了正被活化的离子电渗设备的示例。在根据一种实施方式的离子电渗设备中，如图5a所示，透水膜140可以布置在位于作为腔室113和114的侧壁的阳离子交换膜111和阴离子交换膜112之间的侧壁的至少一部分上。而且，向腔室113和114供应水的供水单元130可以连接到腔室113和114的侧壁的至少一部分。供水单元130和腔室113和114可经由流动路径或通道(未示出)而流体连通。在离子电渗设备中还可以包括用于控制流体连通的装置或阀。这里使用的侧壁所表示的表面可以不是面向腔室113和114的表面。随后，如图5b所示，供水单元130中的水可以穿过透水膜140流入腔室113和114中，并且在这方面，如图5c所示，可以发生上述离子的流动。除了透水膜140或供水单元130之外，还可以通过任意方式来使设备活化，从而在设备的腔室113和114中产生电解质离子浓度差。例如，可以通过在使用者将设备施用到皮肤上之前和之后向设备供水用于活化，来活化设备。
在另一种实施方式中，离子电渗设备100可以包含控制单元(未示出)以控制离子的流动。控制单元可以与RED电池单元110电连接。控制单元可以包含开关器件、pH传感器和盐传感器。例如，传感器可以检测在离子电渗设备100中的电流的输出或者离子的流动，并且可以通过使用开关器件控制离子的流动或电流的输出。在控制单元中，可以储存关于将在含材料单元120中的材料(药物)向皮肤的递送特征的信息。例如，控制单元可以包含微处理器，微处理器储存关于包含在离子电渗设备100中的具体材料(药物)的离子电渗特征的数据。数据可以包括当通过使用上述离子电渗设备在条件下将具体材料(药物)穿过皮肤递送到身体中时具体电流和/或离子流的条件与递送速率之间的关系。微处理器可以包括根据包含在含材料单元120中的材料向皮肤的递送特性的控制算法。而且，接受材料给药的人或医生可以根据包含在微处理器中的数据来确定材料(药物)的基础给药水平，即基础电流的强度，并且可以给药材料(药物)。在根据基础给药水平进行材料给药的过程中，当需要对患者进行额外的给药时，例如，当患者有疼痛并且以基础速率给药的材料(药物)是止痛药时，可以在基础给药不减少疼痛的情况下提供额外的材料(药物)递送。在这种情况下，可以基于储存在微处理器中的材料(药物)给药条件与给药速率之间的关系来确定材料(药物)递送的条件。控制单元可以被配置为控制供应给使用者的皮肤的电流的强度。不需要自动控制电流强度，但可以根据患者或从业者的需要控制电流强度。而且，控制单元可以被配置为使得供应给使用者皮肤的电流以预定的时间间隔自动接通/关断。如上所述，执行电流控制功能的电路的特征对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的，因此将省略关于该特征的详细描述。
在另一种实施方式中，离子电渗设备100可以包含与控制单元电连接的显示单元(未示出)。显示单元可以根据控制单元中的数据显示在具体条件下的给药的材料(药物)的量和速率以及材料(药物)的剩余的量。显示单元包括本领域中已知的显示设备。例如显示设备可以是液晶显示器(LCD)、等离子体显示板(PDP)、棕色管或发光二极管(LED)。特别地，显示单元连接到控制单元，并且在递送材料(药物)的同时，显示单元可以显示选自由材料(药物)的量、设备中剩余的材料(药物)的量、材料(药物)的递送速率和需要递送的材料(药物)的量组成的组中的至少一个或多个信息。患者或从业者(医生)可以基于在显示单元上显示的材料(药物)的给药量和给药速率来确定是否进行进一步的额外材料(药物)给药或停止给药。
根据另一种实施方式，提供一种包含离子电渗设备的成套工具。
成套工具可以进一步包含药物。例如，离子电渗设备可以与特定容器中包含的药物一起提供作为成套工具，而待递送给对象的材料不包含在离子电渗设备中。药物可以作为包含药物的组合物提供或以药物粉末的形式提供。例如，包含该药物的组合物可以以包含该药物的乳膏、凝胶、液体、精华液或血清的形式提供。包含该药物的组合物具有一定粘度或更高粘度，因此使用者可以将药物施加到含材料部分以将药物递送到体内。而且，成套工具还可以包含用于活化离子电渗设备的水性溶液。根据用途的方面，本领域的普通技术人员可以适当地选择药物的制备、含材料单元的相应特征以及药物的组分。当离子电渗设备、药物和/或水性溶液作为成套工具提供时，使用者可以将药物施加到离子电渗设备并通过使用水性溶液活化离子电渗设备，以使药物与另一个人或使用者的皮肤接触，因此可以将材料递送到身体中。
根据另一种实施方式，提供通过使用离子电渗设备向对象递送材料的方法。
该方法可以包括：通过向腔室供应水，通过在阳离子或阴离子交换膜在相邻腔室之间形成离子流来产生电流；以及通过使用产生的电流递送在含材料单元中的材料。
在一种实施方式中，向对象递送材料的方法可以包括在包含高浓度电解质的腔室和包含低浓度电解质的腔室当中的相邻腔室之间产生离子流动；通过离子的流动来产生电流；并通过使用所产生的电流经由中间单元将含材料单元中的材料递送给对象。方法还可以包括在相邻腔室之间产生离子流动之前，向腔室供应水性溶液以在腔室中产生电解质溶液的离子浓度差。因此，根据一种实施方式的方法可以包括通过反向电渗析产生电流；以及通过使用所产生的电流经由中间单元将含材料单元中的材料递送给对象。
此处的离子电渗设备和特征与上文中描述的相同。
在一种实施方式中，该方法还可以包括使离子电渗设备与对象接触。接触步骤可以在腔室之间产生电解质溶液的离子浓度差或者在通过在相邻腔室之间形成离子流动来产生电流之前或之后来进行。
如上文所述，电流的产生可以通过在至少两个腔室中电解质溶液的离子浓度差形成的离子流动来进行，并且例如可以包括通过上文中所描述的反向电渗析来产生电流。
该方法可以不包括供应电力以用于向对象递送材料。例如，除了离子电渗设备所引入的RED电池单元外，该方法可以不包括供应电力以用于向对象递送材料。
根据另一种实施方式，提供一种制备离子电渗设备的方法。
参考图6，该方法包括提供RED电池单元(S1)；在RED电池单元的面向彼此的两个表面的每个表面上形成两个中间单元(S3)；并且在两个中间单元中的一个中间单元的一个表面上或者在两个中间单元的每个中间单元的一个表面上形成一个或两个第一含材料单元或第二含材料单元(S4)，其中，中间单元被配置为使得由电池单元产生的电流流经含材料单元，并且含材料单元被配置以通过使用由所述电池单元产生的电流将含材料单元中的材料递送给对象。
再参考图6，在另一种实施方式中，提供制备多个离子电渗设备的方法。该方法可以包括：提供RED电池单元(S1)；切割RED电池单元以形成多个RED电池单元(S2)；在多个RED电池单元的每个RED电池单元的两个表面中的每个表面上形成两个中间单元，其中这两个表面彼此面对(S3)；并且在两个中间单元中的一个中间单元的一个表面上或者在两个中间单元的每个中间单元的一个表面上形成一个或两个第一含材料单元或第二含材料单元(S4)，其中，中间单元被配置为使得由电池单元产生的电流流经含材料单元，并且含材料单元被配置为通过使用由电池单元产生的电流来将含材料单元中的材料递送给对象。
此处的离子电渗设备和特征与上文中所描述的相同。
参考图7，“提供RED电池单元”可以包括形成阳离子交换膜111；形成与阳离子交换膜111隔开布置的阴离子交换膜112；以及形成腔室113和114，腔室113和114至少部分地被阳离子交换膜和阴离子交换膜限定并且在阳离子交换膜111和阴离子交换膜112之间包含电解质，其中多个阳离子交换膜111和多个阴离子交换膜112彼此交替地布置，并且腔室113和114可以包含彼此交替布置的含有高浓度电解质的腔室113和含有低浓度电解质的腔室114。而且，“提供RED电池单元”还可以包括通过改变包含电解质的腔室113和114的体积来控制电池单元的电流或电压。而且，“提供RED电池单元”可以形成多个阳离子交换膜111、阴离子交换膜112以及包含电解质的腔室113和114，其中，包含电解质的腔室113和114中的每一个均构成一个层，并且RED电池单元具有2-70层。而且，“提供RED电池单元”可以包括向包含电解质的腔室113和114插入电解质。电解质的插入与上文描述的相同。
再参考图7，该方法可以进一步包括切割RED电池单元以形成多个RED电池单元。例如，“提供RED电池单元”还可以包括(200)在形成阳离子交换膜111、阴离子交换膜112以及包含电解质的腔室113和114的同时在每一步骤中以格子形状应用粘合剂。随后，该方法可以进一步包括(210)沿着格子形状的一部分切割反向电渗析电池单元；或者(210)“沿着格子形状的一部分切割反向电渗析电池单元”还包括(220)切割以使得反向电渗析电池单元的至少一个表面暴露，而没有粘合剂。
而且，在RED电池单元的切割中，RED电池单元包含阳离子交换膜；与阳离子交换膜隔开布置的阴离子交换膜；以及腔室，腔室至少部分地被阳离子交换膜和阴离子交换膜限定并且包含电解质，其中多个阳离子交换膜和多个阴离子交换膜彼此交替地布置，并且腔室包含彼此交替地布置的多个含有高浓度电解质的腔室和多个含有低浓度电解质的腔室。RED电池单元的切割可以是指通过使用合适的刀将RED电池单元切成小块或者小方块的形式。
而且，该方法可以进一步包括在第一含材料单元或第二含材料单元中插入待递送给对象的材料，例如具有电荷或极性的材料。
图8是说明根据一种实施方式的离子电渗设备的RED电池单元的电压随时间的变化的图。为了确认图8中的电压随时间的变化，RED电池单元配置如下。使用厚度在约0.2mm至约0.5mm范围内的无纺织物来形成包含电解质的腔室。阳离子交换膜和阴离子交换膜可从ASAHI GLASS Co.公司获得。使用SBX带(可从CROSS获得)作为间隔件、容器或支撑件，以附着无纺织物、阳离子交换膜和阴离子交换膜。在SBX带中形成孔以允许离子交换，因此确保了用于在包含电解质的腔室中放置溶液的空间。而且，将预定量的NaCl粉末放置在无纺织物上，使得包含高浓度电解质的腔室的浓度为1.72M，并且包含低浓度电解质的腔室的浓度为0.011M。如上所述，制备RED电池单元的部件，并且按照上文描述的RED电池单元的堆叠顺序来堆叠部件。分别制备具有11层、19层、31层的RED电池单元，其中腔室作为一层，该腔室的尺寸为1.5cm×1.3cm，并测量随时间的电压变化。在供电并活化所制备的RED电池单元之后对电压随时间进行测量40分钟。通过使用可得自Keysight的数字万用表34410A作为电流计，使铜板与RED电池单元接触，来测量电压和电流。
如图8中所示，可知，RED电池单元倾向于形成特定电压，并且在活化之后一旦达到峰值电压就会持续减小。然而，尽管继续下降，但可以确认电压足以将含材料单元中的材料递送给对象。而且，可以确认，随着包含电解质的腔室的数量增加，输出峰值电压增加，其中包含电解质的腔室构成一层。
图9a和图9b是说明根据一种实施方式的离子电渗设备的RED电池单元的电流随时间变化的图。为了确认图9a和图9b中电流随时间的变化，以与图6制备用于测量的RED电池单元相同的方式制备RED电池单元，不同之处在于：腔室层的数目是31，腔室的尺寸是1cm×0.8cm，并且各腔室的浓度改变。在图9a中，包含高浓度电解质的腔室中的浓度是1.72M，并且在图9b中是5M。包含低浓度的腔室中的浓度是0.011M。
如图9a和图9b中所示，可知，RED电池单元倾向于形成特定电流，并且在活化后一旦达到峰值电流就会持续减小。然而，尽管继续下降，但可以确认电流足以将含材料单元中的材料递送给对象。而且，可以确认，当电解质的浓度差增加或包含电解质的腔室的浓度增加时，形成更大强度的电流。
图10是说明根据一种实施方式的离子电渗设备的药物递送效果的图。为了确认药物递送效果，以与图6制备用于测量的RED电池单元相同的方式，来制备RED电池单元，不同之处在于：腔室层的数目是15，腔室的尺寸是1cm×0.8cm。而且，作为导电织物的3M导电粘合带(ECAT)用作中间单元。第一含材料单元制备如下。将2.5重量％的2-磷酸1-抗坏血酸三钠(VCP)(可从美国Sigma Aldrich获得)和3w/v％的卡波姆(Carbopol)940溶于pH 7.4的1×PBS中。通过用1M HCl和1M NaOH滴定，将包含维生素C(VCP)的第一含材料单元的pH调节至7。这是在VCP以离子化形式存在的情况下的稳定的pH。作为用于制备剂型的增稠剂，在使用pH指示纸(可从GE healthcare，UK获得)控制pH的同时，将卡波姆制备成溶胶。通过使用玻璃棒充分搅拌所得物质，使得在每次滴定过程之后第一含材料单元中的材料均匀。以与制备第一含材料单元相同的方式制备第二含材料单元，除了使用0.9重量％的NaCl代替2.5重量％的VCP，并且将用作药物负性部分的缓冲液的卡波姆制备为溶胶。接下来，为了确认药物递送效果，从无毛小鼠(Sk-hr 1，可从Hallym Experimental Animal Center获得)中取皮肤组织。具体来说，在给小鼠施用安乐死后，用环形钳子握住尾巴附近部位的背部皮肤，用剪刀剪掉一小部分，然后通过将剪刀插入皮肤内来切断皮肤和组织膜。用手握住皮肤切割皮肤的边缘，而不是用环形钳子，并且重复地切断皮肤的内部和组织膜，并且靠近皮肤使用剪刀，使得脂肪组织等不会随同皮肤一起。将鼠的背部皮肤用夹子固定。作为实验组(RED单独)，向其施用含有药物的离子电渗设备。作为对照组(Ctrl)，使用相同条件的含有相同浓度的药物的离子电渗设备，但该设备未通过向设备供水而被活化。每组使用3只小鼠。3小时后，进行清洗以除去残留在皮肤表面上的药物。使用50％MeOH和50％水将皮肤反复洗涤两次，持续10秒，然后使用100％MeOH反复洗涤两次，持续10秒。将剥离胶带附着在皮肤的外表面，用环状钳子平展，重复三次以分离皮肤角质层。为了分析角质层(SC)中含有的药物，将三条剥离胶带收集在锥形管中，置于3mL HPLC流动相中，并保持在振荡器中3小时。接下来，为了在真皮中提取药物提取物，将皮肤用剪刀精细切割，置于15ml锥形管中，置于3ml HPLC流动相中，并用均化器研磨。进行离心后，取出上清液并冷冻。随后，将剩余的动物组织以1100rpm离心5分钟以沉淀，并以15000rpm再次离心上清液。在以下条件下仅对上清液进行HPLC/LC-MS分析：流动相：乙腈/100mmol/l乙酸铵＝80/20；柱：HILIC，4.6mm；I.D.温度＝30℃；流速：1ml/min；样品体积：5μl，检测：254nm。结果是，如10中所示，在对照组中，在角质层中发现更大的药物残余量，而在实验组中证实约40％的维生素C、VCP被良好地递送到皮肤即真皮。因此，可以证实根据一个实施方式的离子电渗设备可以穿过皮肤向皮下血管递送更多药物。

Claims (21)

1.一种离子电渗设备，包括：
反向电渗析(RED)电池单元；
两个中间单元，两个所述中间单元分别与所述反向电渗析电池单元的面对彼此的两个表面连接；和
一个或两个第一含材料单元或第二含材料单元，一个或两个所述第一含材料单元或所述第二含材料单元与两个所述中间单元中的一个中间单元的一个表面或两个所述中间单元中的每一个中间单元的一个表面连接，
其中所述反向电渗析电池单元包括多个包含电解质的第一腔室和第二腔室，
其中所述第一腔室含有高浓度电解质且所述第二腔室含有低浓度电解质，并且第一腔室和第二腔室彼此交替地布置，
其中所述多个第一腔室和第二腔室通过在高浓度电解质和低浓度电解质之间的离子浓度差产生电流，
其中所述中间单元包含导电材料并被配置为使得由所述反向电渗析电池单元产生电流时所述电流流过所述第一含材料单元或所述第二含材料单元，并且
其中所述第一含材料单元或所述第二含材料单元被配置为通过使用由所述反向电渗析电池单元产生的所述电流将所述第一含材料单元或所述第二含材料单元中的材料递送给对象。
2.根据权利要求1所述的离子电渗设备，其中所述反向电渗析电池单元还包括：
阳离子交换膜；以及
阴离子交换膜，所述阴离子交换膜与所述阳离子交换膜隔开布置，
其中所述第一腔室和第二腔室至少部分地被所述阳离子交换膜和所述阴离子交换膜限定，并且
其中多个所述阳离子交换膜和多个所述阴离子交换膜彼此交替地布置。
3.根据权利要求2所述的离子电渗设备，包括多个阳离子交换膜、阴离子交换膜以及包含电解质的第一腔室和第二腔室，其中所述离子电渗设备的层数在2至70的范围内，其中包含电解质的所述腔室中的一个腔室作为一层。
4.根据权利要求3所述的离子电渗设备，其中所述中间单元与存在于所述反向电渗析电池单元的外表面上的阳离子交换膜或阴离子交换膜连接。
5.根据权利要求1所述的离子电渗设备，其中所述中间单元由导电布料或导电织物形成。
6.根据权利要求2所述的离子电渗设备，其中包含电解质的所述第一腔室和第二腔室包含电解质浆料。
7.根据权利要求6所述的离子电渗设备，其中所述电解质浆料包含水性聚合物粘合剂和电解质。
8.根据权利要求1所述的离子电渗设备，其中在所述第一含材料单元和所述第二含材料单元二者中均包含待递送给对象的材料或者仅在所述第一含材料单元中包含待递送给对象的材料。
9.根据权利要求1所述的离子电渗设备，其中所述第一含材料单元或所述第二含材料单元具有包含于水凝胶、纤维素、琼脂糖、明胶或胶原蛋白中的待递送给对象的材料。
10.根据权利要求1所述的离子电渗设备，其中含材料单元包含具有电荷或极性的材料。
11.根据权利要求1所述的离子电渗设备，其中所述反向电渗析电池单元是用于将所述材料递送给对象的唯一电流源。
12.根据权利要求1所述的离子电渗设备，其是用于穿过皮肤递送材料的贴剂。
13.根据权利要求2所述的离子电渗设备，其中所述电解质是选自由NaCl、MgCl2、AgCl、CuCl2、CaCl2及其组合组成的组中的一种。
14.根据权利要求2所述的离子电渗设备，其中含有高浓度电解质的所述第一腔室包含含有高浓度电解质的固体材料或者含有高浓度电解质的水凝胶，或者含有低浓度电解质的所述第二腔室是空的或者包含含有低浓度电解质的固体材料或者含有低浓度电解质的水凝胶。
15.根据权利要求2所述的离子电渗设备，其中包含电解质的所述第一腔室和第二腔室由能够吸收水性溶液的织物构成。
16.根据权利要求15所述的离子电渗设备，其中所述能够吸收水性溶液的织物是浸渍有电解质的织物。
17.根据权利要求1所述的离子电渗设备，其中所述材料是增白剂、抗皱剂、药物或其组合。
18.根据权利要求17所述的离子电渗设备，所述增白剂是小构树提取物、烟酰胺、腺苷、熊果苷、乙基抗坏血酸基醚、油溶性甘草提取物、抗坏血酸基葡糖苷、抗坏血酸基四异棕榈酸酯、抗坏血酸基磷酸镁、α-红没药醇或其组合；所述抗皱剂是视黄醇、视黄基棕榈酸酯、腺苷、聚乙氧基化维甲酰胺、乙酰基六肽-3或乙酰基六肽-8，乙酰基八肽-3、乙酰基四肽-5、棕榈酰五肽、铜肽、棕榈酰寡肽、棕榈酰二肽-10、棕榈酰三肽-1、棕榈酰四肽-7、棕榈酰五肽-3、棕榈酰六肽-12、五肽-18即亮啡丝肽或其组合；并且所述药物是利多卡因、酮洛芬、尼古丁、咖啡因、阿莫罗芬、芬太尼、抗坏血酸、透明质酸盐、阿基瑞林或其组合。
19.根据权利要求2所述的离子电渗设备，其中透水膜布置在所述第一腔室和第二腔室的至少一个表面上。
20.一种成套工具，包括根据权利要求1或权利要求2所述的离子电渗设备和药物。
21.根据权利要求20所述的成套工具，其中所述药物被提供为包含药物的组合物的形式或者药物粉末的形式。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102141683B1 (ko) 2017-12-29 2020-09-14 한국에너지기술연구원 염분차 발전 기반 에너지 자립형 생체신호 실시간 모니터링 및 영양분 전달 시스템
WO2019132107A1 (ko) * 2017-12-29 2019-07-04 한국에너지기술연구원 염분차 발전 기반 에너지 자립형 생체신호 실시간 모니터링 및/또는 영양분 전달 시스템
KR101959524B1 (ko) * 2018-09-19 2019-03-18 주식회사 우신라보타치 리도카인을 포함한 이온토포레시스용 점착성 카타플라스마 시스템
KR102143459B1 (ko) * 2018-10-25 2020-08-12 한국에너지기술연구원 생체분해성 전지, 이의 제조방법 및 이의 용도
WO2020142211A1 (en) 2019-01-02 2020-07-09 The Procter & Gamble Company Skin care compositions containing peptide compound and aphanothece sacrum exopolysaccharide extract
KR102022336B1 (ko) * 2019-03-12 2019-09-18 주식회사 우신라보타치 국소 통증 완화 카타플라즈마 패치
CN111558134A (zh) * 2020-05-19 2020-08-21 成都怀慈福佑电子科技有限公司 采用高效环保型生物相容性离子电池的离子电渗疗法装置
US11771637B2 (en) 2021-01-22 2023-10-03 The Procter & Gamble Company Skin care composition and method of using the same
US11571378B2 (en) 2021-01-22 2023-02-07 The Procter & Gamble Company Skin care composition and method of using the same
US11339483B1 (en) 2021-04-05 2022-05-24 Alchemr, Inc. Water electrolyzers employing anion exchange membranes

Family Cites Families (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4744787A (en) * 1984-10-29 1988-05-17 Medtronic, Inc. Iontophoresis apparatus and methods of producing same
KR900005480B1 (ko) * 1986-07-10 1990-07-30 데루모 가부시끼가이샤 기준전극
US5496266A (en) * 1990-04-30 1996-03-05 Alza Corporation Device and method of iontophoretic drug delivery
GB2265088B (en) 1992-03-10 1996-02-07 Kyosti Eero Antero Kontturi Electrochemical device for drug delivery
CA2126487C (en) 1993-06-23 2001-05-29 Keiichiro Okabe Iontophoresis device
EP0748636B1 (en) 1995-06-14 2003-08-27 Hisamitsu Pharmaceutical Co., Inc. Interface for iontophoresis
JP3905578B2 (ja) 1995-06-14 2007-04-18 久光製薬株式会社 イオントフォレシス用インターフェイス
US5985990A (en) * 1995-12-29 1999-11-16 3M Innovative Properties Company Use of pendant free-radically polymerizable moieties with polar polymers to prepare hydrophilic pressure sensitive adhesive compositions
US6650934B2 (en) * 1996-12-17 2003-11-18 Alza Corp Polymeric foam reservoirs for an electrotransport delivery device
US6119036A (en) * 1997-03-26 2000-09-12 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Iontophoretic transdermal delivery device
CA2370349C (en) * 1999-04-16 2013-01-29 Johnson & Johnson Consumer Companies, Inc. Electrotransport delivery system comprising internal sensors
US6356779B1 (en) * 1999-06-04 2002-03-12 3M Innovative Properties Company Universally functional biomedical electrode
US6306419B1 (en) * 2000-02-23 2001-10-23 Aegis Biosciences, Llc Medical uses of styrene sulfonate polymers
US6629968B1 (en) * 2000-06-30 2003-10-07 Vyteris, Inc. Shelf storage stable iontophoresis reservoir-electrode and iontophoretic system incorporating the reservoir-electrode
CA2445086C (en) * 2001-05-01 2008-04-08 A.V. Topchiev Institute Of Petrochemical Synthesis Hydrogel compositions
SG106631A1 (en) * 2001-08-31 2004-10-29 Agency Science Tech & Res Liquid delivering device
IL161529A0 (en) * 2001-10-31 2004-09-27 R & R Ventures Inc Iontophoresis device
JP4033382B2 (ja) * 2002-04-08 2008-01-16 久光製薬株式会社 インスリン投与装置
US7099713B2 (en) * 2002-06-28 2006-08-29 Battelle Memorial Institute Skin conduction and transport systems
US20040059282A1 (en) * 2002-09-25 2004-03-25 Flock Stephen T. Microsurgical tissue treatment system
JP2004202057A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Tokuyama Corp イオン性薬剤封入袋状物
US7486989B2 (en) * 2003-06-30 2009-02-03 Johnson & Johnson Consumer Companies, Inc. Device for delivery of oxidizing agents to barrier membranes
US7477938B2 (en) * 2003-06-30 2009-01-13 Johnson & Johnson Cosumer Companies, Inc. Device for delivery of active agents to barrier membranes
US7479133B2 (en) * 2003-06-30 2009-01-20 Johnson & Johnson Consumer Companies, Inc. Methods of treating acne and rosacea with galvanic generated electricity
US7507228B2 (en) * 2003-06-30 2009-03-24 Johnson & Johnson Consumer Companies, Inc. Device containing a light emitting diode for treatment of barrier membranes
US20050019663A1 (en) * 2003-07-23 2005-01-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Coin-shaped all solid battery
JP4617105B2 (ja) 2003-07-23 2011-01-19 パナソニック株式会社 コイン型全固体電池
WO2005089728A2 (en) * 2004-03-19 2005-09-29 Pfizer Health Ab Means for transdermal administration of nicotine
CA2563817C (en) * 2004-04-23 2018-07-10 Yoram Palti Treating a tumor or the like with electric fields at different frequencies
JP4728631B2 (ja) 2004-11-30 2011-07-20 Ｔｔｉ・エルビュー株式会社 イオントフォレーシス装置
US7590444B2 (en) * 2004-12-09 2009-09-15 Tti Ellebeau, Inc. Iontophoresis device
JP4731931B2 (ja) * 2005-02-03 2011-07-27 Ｔｔｉ・エルビュー株式会社 イオントフォレーシス装置
JP4793806B2 (ja) * 2005-03-22 2011-10-12 Ｔｔｉ・エルビュー株式会社 イオントフォレーシス装置
JP2006296511A (ja) * 2005-04-15 2006-11-02 Transcutaneous Technologies Inc 外用剤、外用剤の塗布方法、イオントフォレーシス装置及び経皮パッチ
JP2009500078A (ja) * 2005-07-01 2009-01-08 ミクロリン・エルエルシー イオン交換膜を有する電気化学的ポンプから成る流体送出装置および流体送出方法
IL169807A (en) * 2005-07-21 2015-03-31 Steadymed Ltd Device for administering a drug
IL175460A (en) * 2006-05-07 2011-05-31 Doron Aurbach Drug delivery device
US8295922B2 (en) * 2005-08-08 2012-10-23 Tti Ellebeau, Inc. Iontophoresis device
US8386030B2 (en) * 2005-08-08 2013-02-26 Tti Ellebeau, Inc. Iontophoresis device
JPWO2007023907A1 (ja) * 2005-08-24 2009-02-26 Ｔｔｉ・エルビュー株式会社 冷凍型イオントフォレーシス用電極構造体
EP1931420A2 (en) * 2005-09-30 2008-06-18 Tti Ellebeau, Inc. Iontophoresis device to deliver multiple active agents to biological interfaces
WO2007041118A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-12 Tti Ellebeau, Inc. Iontophoretic device and method of delivery of active agents to biological interface
JP2009522011A (ja) * 2005-12-30 2009-06-11 Ｔｔｉ・エルビュー株式会社 活性物質を生体界面に送達するイオントフォレーシスシステム、装置及び方法
KR101180105B1 (ko) 2006-01-26 2012-09-05 주식회사 엘지생활건강 파지가 용이한 이온토포레시스 장치
KR100816554B1 (ko) 2006-10-20 2008-03-25 최상식 피부를 통한 약물의 전달을 위한 일회용 이온토포레시스패치 및 이온토포레시스 패치를 이용한 저가조절주입 패치
US8332028B2 (en) * 2006-11-28 2012-12-11 Polyplus Battery Company Protected lithium electrodes for electro-transport drug delivery
US8231614B2 (en) * 2007-05-11 2012-07-31 Tyco Healthcare Group Lp Temperature monitoring return electrode
DE112008002309A5 (de) * 2007-06-25 2010-05-27 Acino Ag Elektrophoretisches transdermales Applikationssystem
WO2009006349A2 (en) * 2007-06-29 2009-01-08 Polyplus Battery Company Electrotransport devices, methods and drug electrode assemblies
JP2009256295A (ja) * 2008-04-11 2009-11-05 Kosumedei Seiyaku Kk 化粧用粘着シート
RU2010153318A (ru) * 2008-05-27 2012-07-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. (Nl) Подача энергии для микросистем
US20090299267A1 (en) * 2008-05-28 2009-12-03 Isis Biopolymer Llc Iontophoretic drug delivery system with procedure window
GB0813227D0 (en) * 2008-07-18 2008-08-27 Fuji Film Mfg Europ B V Process for preparing membranes
US8190252B2 (en) * 2009-02-12 2012-05-29 Incube Labs, Llc Iontophoretic system for transdermal delivery of active agents for therapeutic and medicinal purposes
US9596920B2 (en) * 2009-08-04 2017-03-21 Pollogen Ltd. Cosmetic skin rejuvination
US8903485B2 (en) * 2009-08-06 2014-12-02 Incube Labs, Llc Patch and patch assembly for iontophoretic transdermal delivery of active agents for therapeutic and medicinal purposes
CN102049195B (zh) 2009-10-30 2014-03-26 中国石油化工股份有限公司 一种对含有可交换离子的固体物质进行离子交换的方法
KR101186510B1 (ko) 2010-05-19 2012-10-08 주식회사 케이피엠테크 카본시트가 구비된 전기마스크 장치
WO2012154704A2 (en) * 2011-05-06 2012-11-15 Incube Labs, Llc System and method for biphasic transdermal iontophoretic delivery of therapeutic agents for the control of addictive cravings
JP5335857B2 (ja) 2011-06-06 2013-11-06 忍 伊東 有効成分の被写体への導入用シート及びその製造方法
US9044611B2 (en) * 2013-03-15 2015-06-02 The Regents Of The University Of California Systems and methods for selectively migrating cells using electric fields
KR101511990B1 (ko) 2013-09-24 2015-04-14 한국에너지기술연구원 역전기투석 장치용 이온 교환막 및 이를 포함하는 역전기투석 장치
CN104368084B (zh) * 2014-10-31 2016-11-30 厦门微科格瑞生物科技有限公司 可佩戴智能药物导入系统

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