JP2004065812A - Method and apparatus for transdermal introduction of medicine using ultrasonic vibration - Google Patents

Method and apparatus for transdermal introduction of medicine using ultrasonic vibration Download PDF

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Satonori Shigihara
鴫原 学徳
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KAGOSHIMA SUPERSONIC TECHNICAL
KAGOSHIMA SUPERSONIC TECHNICAL LABORATORY CO Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently perform the penetration of the skin and absorbing into blood of a medicine by the working of a voltage or an electric current together with working of ultrasound. <P>SOLUTION: A metal vibrator 11 ultrasonically vibrating is applied to the surface of the skin HF and is arranged so that the medicine YZ may exist between the vibrator 11 and the skin HF, the vibrator 11 is used as one electrode, the medicine YZ is ionized by impressing the voltage between one electrode and the other electrode DK in contact with sections other than the section to which the vibrator 11 is applied, and hence the ionized medicine YZ is permeated into the skin HF in a condition of giving to the skin HF ultrasonic vibration by the vibrator 11. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波振動を利用した薬物の経皮導入方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、薬物投与の一般的な方法として、経口投与、筋肉や静脈中への注射などが用いられている。注射は疼痛や組織傷害を引き起こす可能性があり、経口投与は食事などの要因によって薬効に差が生じる。また、これらの方法によって血液中に入った薬物のうちの一部しか患部に達しないため、必要量より多くの薬物を投与しなければならず、過剰量によって副作用を引き起こす要因となっている。
【0003】
そこで必要な場所に必要な量だけ薬物を送り込むために、皮膚から薬物を投与する方法、つまり経皮導入方法(経皮吸収方法)が提案されている。
従来の経皮導入方法では、皮膚の表面にのせた薬物に超音波を作用させ、超音波振動により薬物を移動させて皮膚を透過させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の経皮導入方法では、超音波の作用による薬物の移動によって、薬物が皮膚を透過するが、その透過の効率および血液中への吸収が必ずしも充分ではない。また、皮膚の活性化を図るという副次的な効果を余り期待することはできない。
【0005】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、超音波の作用とともに薬物をイオン化することによって皮膚の透過および血液中への吸収が効率的に行われるようにすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る方法は、超音波で振動する金属製の振動体を皮膚の表面に適用し、且つ前記振動体と前記皮膚との間に薬物が存在するように配置し、前記振動体を一方の電極とし、前記振動体が適用された部位以外の部位に接触した他方の電極との間に電圧を印加することによって前記薬物をイオン化し、これによって前記振動体による超音波振動を皮膚に与えた状態でイオン化した薬物を皮膚の内部に浸透させる。このように、超音波振動させた電磁作用を重畳させた振動電極法に基づく方法である。
【0007】
好ましくは、前記振動板による超音波振動と前記電圧とを皮膚に加えた状態を一定時間持続する第1ステップと、前記振動板による超音波振動と前記電圧とをオフにする第2ステップと、を設け、前記第1ステップと前記第2ステップとを交互に実行する。このように、導入側における適合極性を選択切り替えて導入施術を行える。
【0008】
また、超音波で振動する金属製の第1の振動体を皮膚の表面に適用し、且つ前記第1の振動体と前記皮膚との間に薬物が存在するように配置し、前記第1の振動体を一方の電極とし、前記第1の振動体が適用された部位以外の部位に接触した他方の電極との間に電圧を印加することによって前記薬物をイオン化し、これによって前記第1の振動体による超音波振動を皮膚に与えた状態でイオン化した薬物を皮膚の内部に浸透させ、超音波で振動する金属製の第2の振動体を、前記第1の振動体を適用した皮膚の表面とは異なる皮膚の表面の部位に適用し、且つ前記第2の振動体と皮膚との間に薬物が存在するように配置し、前記第2の振動体を一方の電極とし、前記第1の振動体を他方の電極としてそれらの間に電圧を印加することによって前記薬物をイオン化し、これによって前記第2の振動体による超音波振動を皮膚に与えた状態でイオン化した薬物を皮膚の内部に浸透させる。
【0009】
また、超音波で振動する金属製の第1の振動体を皮膚の表面に適用し、且つ前記第1の振動体と皮膚との間に薬物が存在するように配置し、前記第1の振動体を一方の電極とし、前記第1の振動体が適用された部位以外の部位に接触した他方の電極との間に第1の電圧を印加し、超音波で振動する金属製の第2の振動体を、前記第1の振動体を適用した皮膚の表面とは異なる皮膚の表面の部位に適用し、且つ前記第2の振動体と皮膚との間に薬物が存在するように配置し、前記第1の振動体と前記第2の振動体との間に第2の電圧を印加する。
【0010】
好ましくは、前記第1の電圧は、前記第1の振動体がマイナスに、前記電極がプラスとなる電圧であり、前記第2の電圧は、前記第2の振動体がマイナスに、前記前記第1の振動体がプラスとなる電圧である。
【0011】
また、前記第1の振動体は板状であり且つ穴が設けられており、前記第2の振動体を前記穴の中に配置する。
本発明に係る装置は、皮膚の表面に適用するための超音波で振動する金属製の第1の振動体と、前記第1の振動体とは異なる皮膚の表面に適用するための超音波で振動する金属製の第2の振動体と、電極部材と、前記第1の振動体と前記電極部材との間、および前記第2の振動体と前記第1の振動体との間にそれぞれ電圧を印加するための電圧発生回路とを有する。
【0012】
好ましくは、前記第1の振動体は板状であり且つ穴が設けられており、前記第2の振動体は前記穴の中に配置することが可能な形状である。
また、経皮導入装置における施術の薬物の作用系配置において、従来型は、水溶液薬剤による直接塗布またはハイガーゼ法による、水溶液灌滲(がんしん)層を介して施術されており、量的な無駄や水溶液の化学的反応が速い欠点があったのであるが、本発明の装置によって、ドライ、ドラッグ、ペ−パテ−プ状の創薬手法により、必要直前に水に浸して、和紙状のペ−パテープはそのまま、薬剤水溶液含浸層として作用する創薬であり、且つ、和紙のテープは、超音波振動を表裏面によく伝搬し、且つ、電気的導電層としても水溶液含有により、導電率が高く、且つ水溶液層としても皮膚を保護する層として、振動体および電極体の相方に直接皮膚上に接触されない、間接接触法を形成できる紙テ−プ化創薬を利用可能としたものである。(あらかじめ、薬剤を層間保持させたドライ・ドラッグ型の紙テ−プ剤)保存性およびコスト的に有利な薬材として用いられる。
【0013】
つまり、超音波で振動する振動体と皮膚の表面との間に適用される薬物保持材であって、和紙状のペ−パテープの層内に薬物を保持させて乾燥状態としたことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
〔第1の実施形態〕
図1は本発明に係る第1の実施形態の薬物の経皮導入方法を説明するための図、図2は超音波ヘッドTHを皮膚の表面に適用したときの状態を拡大して示す図、図3は超音波振動および電圧を印加するタイミングを説明する図である。
【0015】
図1および図2に示されるように、薬物の経皮導入のための装置1は、超音波ヘッドTH、握り電極DK、駆動回路30、および電圧発生回路40からなる。超音波ヘッドTHは、身体の適当な部位、例えば腕HDの皮膚HFの表面に振動板11を当てて押さえ、且つ振動板11と皮膚HFとの間に薬物YZが存在するように、振動板11または皮膚HFに塗布しまたは流し込んでおく。
【0016】
薬物YZとして、例えば、ビタミンA、ビタミンC、またはビタミンEなどのビタミン類、コラーゲン、または炭水化物など種々の栄養素の溶液、抗生物質、ホルモン、神経伝達物質などの生理活性物質の溶液、マグネシウムまたはナトリウムなど種々の物質の溶液、その他、薬理作用のある薬理生剤、麻酔薬、インシュリン、その他の種々の薬品を用いることができる。これらは、本実施形態の中で適用されることにより、イオン化された溶液または水溶液として存在する。
【0017】
握り電極DKは、鉄、銅、またはチタンなどの金属、またはカーボンなどからなる円柱状の棒体または筒体であり、例えば手で握ることによってその表面が皮膚HFと電気的に接触する。このような握り電極DKに代えて、金属板を皮膚HFの表面に貼りつけたり、金属針を皮膚HFの表面から打ち込んだり、または皮下組織内に電極を埋め込んでもよい。
【0018】
超音波ヘッドTHに超音波信号(超音波駆動電力)を印加し、これによって振動板11を超音波振動させる。これとともに、振動板11と握り電極DKとの間に電圧を印加する。電圧として、正の直流電圧、負の直流電圧、交流成分を含んだ電圧などである。詳しくは後で説明する。
【0019】
超音波信号を印加する時間は、例えば、連続的に1〜10分間程度、超音波信号と電圧を印加する。また、適当な時間毎に印加と休止とを複数回繰り返してもよい。つまり、図3に示すように、振動板11による超音波振動と電圧とを皮膚に加えた状態を一定の時間T1だけ持続する第1ステップと、振動板11による超音波振動と電圧とをオフにした状態を時間T2だけ持続する第2ステップとを、交互に繰り返す。この場合に、周期はTsである。例えば、0.1〜2分毎に0.1〜2分毎の休止を行ってこれを複数回繰り返す、5分毎に2分の休止を行って複数回繰り返すなどである。
【0020】
皮膚HFの表面に塗布された薬物YZはイオン化されている。マイナスイオン(アニオン)であることもあり、プラスイオン(カチオン)であることもある。これらのイオンは、振動板11と握り電極DKとの間に印加された電圧(または電流)に助けられて皮膚の内部に浸透していく。この現象自体は、イオントフォレーシス(イオン導入法)として公知である。そして、イオン化した薬物YZは超音波振動によってより効果的に移動し、皮膚を透過して皮下組織の中に入っていく。これは超音波振動によって皮膚HFの浸透力が数倍ないし数十倍にも高められるためと考えられる。
【0021】
つまり、皮膚HFの表面に流れる電流によって、薬物YZは効果的に皮膚を透過し、有効成分が効率的に血液中に吸収される。皮膚HFに流れる電流によって、薬物YZのイオン化またはエステル化が進み、薬物YZが適用された皮膚HFの表面の均一性がよくなり、また、薬物YZの拡散性、分散性がよくなるからと考えられる。また、皮膚HFが超音波振動し且つ皮膚HFに刺激電流が流れることにより、皮膚の活性化が図られる。
【0022】
以下、さらに詳しく説明する。
図4は超音波ヘッドTHの正面断面図、図5は超音波ヘッドTHの分解斜視図である。
【0023】
図4および図5において、超音波ヘッドTHは、振動板11、絶縁プレート12、超音波振動子13、カバー板14、緩衝支持部材15、取付け板16、およびネジ17などからなる。
【0024】
振動板11は、円板状の底部11a及び底部11aの周囲を取り囲む円筒状部11b、および、振動板11の開口部である円筒状部11bの上端の外周縁に設けられた鍔部11cからなる、略有底円筒状の碗形状を呈している。底部11aと円筒状部11bとの境界部分は滑らかなアール状に形成されている。底部11aの直径の例を挙げると、20〜50ミリメートルである。
【0025】
振動板11の材料として、炭素鋼、ステンレス合金、アルミニウム合金、ニッケル合金、その他の種々の合金などの金属材料が用いられる。
具体的には、例えば三菱マテリアル社製のハステロイ超合金C−22が好適に用いられる。この合金は、クロムCrを含まず、耐蝕性に優れる。厚さとして、数分の1ミリメートル〜1ミリメートル、例えば0.5ミリメートルまたは0.6ミリメートルのものが用いられる。
【0026】
振動板11は、超音波振動子13によって超音波で振動する。超音波振動子13が円周方向に順次駆動された場合に、振動板11の振動の中心が周方向に移動する。このように、振動板11は、回転波動振動体として作用する。振動板11は、皮膚HFに電流を流すための1つの電極として用いられる。
【0027】
絶縁プレート12は、振動板11の底部11aよりも少し小さい外径を有した円板状である。絶縁プレート12の材料として、絶縁性の良好な弾性材料が用いられる。例えば、硬質のエポキシ樹脂などの合成樹脂、中でも高分子金属と呼称される合成樹脂を用いることができる。具体的には、例えば、GE社製の「ケプラー」を用いることができる。
【0028】
絶縁プレート12は、その表面および裏面に、30ミクロン厚程度の銅箔からなる導電性の良好な導電層が設けられている。表面と裏面の導電層は、電気的に互いに独立している。このような導電層は、積層、メッキ、コーティング、貼り付け、その他の適当な方法によって形成される。
【0029】
絶縁プレート12は、振動板11の裏面に、構造用接着剤などによって接着されている。絶縁プレート12は、超音波振動子13を振動板11から電気的に絶縁するとともに、音響的には超音波振動子13と振動板11とをほぼ完全に弾性結合させる。つまり、絶縁プレート12は、超音波振動子13に対し、電気的絶縁層として作用し、且つ超音波振動の弾性整合層として作用する。
【0030】
超音波振動子13は、複数個設けられている。本実施形態では、8個の超音波振動子13a〜13hからなる。これら超音波振動子13a〜13hは、それぞれ、例えばPZT系の円板状の圧電セラミックス板からなる。
【0031】
これら8個の超音波振動子13a〜13hのうち、7個の超音波振動子13b〜13hは、振動板11の底部11aの裏面側(内面側)に円周状に配置され、残りの1個の超音波振動子13aは、その円の中心位置に配置されている。これら超音波振動子13は、絶縁プレート12の表面にそれぞれの分極方向が同一の方向となるように配置され、構造用接着剤などによって接着されている。
【0032】
各超音波振動子13の一方の電極は、直接にまたはワイヤを介して絶縁プレート12の表面の伝導層に共通に接続されており、他方のそれぞれの電極は、ケーブルを介して個別に引き出されている。したがって、ケーブルは、各超音波振動子13の各電極に個別に接続される8本の電線と、絶縁プレート12の表面の伝導層に共通に接続される1本の電線との合計9本の電線からなる。なお、超音波振動子13の個数、接続方法、または駆動方法などによって、ケーブルの電線の本数は異なる。
【0033】
カバー板14は、ステンレス鋼などからなる環状の板である。振動板11の鍔部11cの外径と同じ外径を有し、中央にケーブルを挿通する穴14aが設けられ、その周囲に取付け用のネジ穴14b,14c,14dが設けられる。
【0034】
カバー板14は、振動板11の開口部に被せられ、緩衝支持部材15によって鍔部11cと一体的に弾性的に挟まれて支持される。ネジ穴14b,14c,14dにネジ17がねじ込まれることによって、超音波ヘッドTHが適当な取付け板16に取付けられる。
【0035】
緩衝支持部材15は、振動板11の開口部およびカバー板14の縁部の外周に嵌まり込むように環状に形成されており、それらを弾性的に挟んで支持する。緩衝支持部材15は、ニトリルゴム系、シリコンゴム系などの合成ゴム材料を用いた成型により製作することができる。
【0036】
取付け板16は、合成樹脂または金属材料などからなる。取付け板16は、医師または看護婦などが操作するための把持部材の一部として設けることもできる。取付け板16に、ネジ17によって超音波ヘッドTHが取付けられる。
【0037】
図6は駆動回路30の例を示す図、図7は電圧発生回路40の例を示す図である。
図6に示す駆動回路30において、回路図の上方の回路で、インバータを用いた矩形波発信回路Tを構成する。抵抗V1を可変することにより、矩形波S1の周期が変化する。回路図の下方の回路で、インバータを用いた超音波発信回路Fを構成する。抵抗V2を可変することにより、またスイッチSを切り換えてコンデンサの容量を選択することにより、超音波信号S2の周波数が変化する。周波数は、使用する超音波振動子13に応じて設定する。
【0038】
ゲート回路Gにおいて、矩形波S1と超音波信号S2の論理積により、間歇的に発信する超音波信号S3が得られる。これがトランジスタUにより電力増幅され、超音波信号SUとして出力される。超音波信号SUを、超音波振動子13a〜13hに対し、それらが円周方向に順次駆動されるように順次加える。
【0039】
なお、超音波振動子13a〜13hに加える超音波信号SUの順序を逆にすることによって、振動板11の振動の回転方向を逆にすることができる。また、矩形波S1のデューティー比を可変調整するようにしてもよい。これら超音波振動子13a〜13hを順次駆動するのでなく、同時に一斉に駆動してもよい。このように、超音波振動子13の個数、配置、接続方法などは、適宜決定することができる。例えば、1個のみの超音波振動子13を設け、その1個の超音波振動子13によって振動板11を超音波振動させてもよい。また、2個、3個程度の超音波振動子13を設け、それらを同時に駆動して超音波振動させてもよい。その場合に、複数個の超音波振動子13を直線上に並ぶように配置してもよい。
【0040】
超音波信号SUの時間幅T1、周期T2、(T1+T3)は、超音波振動子13および振動板11のコンプライアンス、皮膚の厚さなどに応じて選定することができる。また、振動板11の振動面に定在波を造らないように選定すればよい。
【0041】
図7に示す電圧発生回路40おいて、直流電源を用い、インダクタンスLと容量Cとの充放電作用をトランジスタTR−1でスイチッング駆動する。OSCによる発振周波数を、マイコン制御回路411からの制御信号により制御する。波形選択ボタンにより波形を選択可能である。トランジスタのブリッジ接続の回路によって、オンオフの間欠駆動を行い、電極Aと電極Bとに交互に電圧を発生させる。電極Aおよび電極Bは、超音波ヘッドTHの振動板11と握り電極DKとの間に接続される。
【0042】
その際に印加する電圧として、例えば0.8〜3ボルト程度の電圧を印加する。交流成分の周波数は、例えば、10〜200Hz程度とする。商用電源を全波または半波整流してその脈流分を残すことによって、交流成分を含んだ電圧を生成してもよい。その場合には、交流成分の周波数は、50、60、100、または120Hzとなる。1〜200Hz程度の周波数のパルスを印加してもよい。また、心臓の鼓動の3倍程度の周波数の刺激パルスを印加してもよい。パルスに代えて、矩形波または方形波を印加してもよい。
【0043】
電圧の波形として、例えば図8および図9に示すような種々の波形が用いられる。
図8において、正弦波に近い交流成分電圧ACVと、その交流成分電圧ACVの振幅の半分よりも大きい電圧の直流電圧DCVとを重畳した電圧を印加する。
【0044】
図9には、上から順に、方形波、半波整流波、指数関数的漸増波、対照型漸増波、棘波が示されている。これらの波形の電圧を交流成分電圧とし、その交流成分電圧に直流電圧を重畳した電圧を印加する。なお、例えば方形波の波高値、デューティー比などは、種々適当なものとすることができる。
【0045】
上に述べた構成によって、振動板11の底部11aから、その面と垂直な方向に超音波振動を出力し、且つ、底部11aの円周に沿って走査して回転するように出力する。これによって、超音波振動が薬物YZに伝わり、超音波振動が皮膚HFに対して垂直に深く進入するとともに薬物YZが皮膚HFを透過する。皮膚HFの表面に流れる交流成分を含んだ電流によって、薬物YZは効果的に皮膚を透過して皮下組織の中に入っていく。超音波振動と刺激電流とによって美容効果も得られる。
【0046】
上に述べた実施形態によると、薬物YZが超音波振動によって経皮導入が行われるとともに、超音波振動電極法の併用により、電流によってイオン打ち込みが行われ、薬物YZは効果的に皮膚を透過して効率的に血液中に吸収される。
〔第2の実施形態〕
図10は本発明に係る第2の実施形態の薬物の経皮導入方法を説明するための図、図11は2つの超音波ヘッドTHB,THCを皮膚の表面に適用したときの状態を拡大して示す図である。
【0047】
図10および図11に示されるように、薬物の経皮導入のための装置1Bは、超音波ヘッドTHB,THC、握り電極DK、駆動回路30B,30C、および電圧発生回路40Bからなる。
【0048】
超音波ヘッドTHBは、圧電セラミックスなどからなる超音波振動子13Ba,13Bb、およびステンレス鋼などの金属からなる振動板11Bを備える。振動板11Bは、へら状であり、先端縁部は滑らかな曲線を描いている。振動板11Bの先端部中央には穴21が設けられている。このような超音波ヘッドTHBとして、国際公開されたWO98/48764に記載の振動機構を用いることが可能である。
【0049】
超音波ヘッドTHCは、圧電セラミックスなどからなる超音波振動子13C、およびステンレス鋼などの金属からなる振動体11Cを備える。振動体11Cは、単なる棒状であって先端部が滑らかなア−ル状になった形状、挟み部を有していて先端部で脱脂綿などを挟むことが可能な形状など、種々の形状のものを用いることができる。
【0050】
駆動回路30B,30Bは、それぞれ、超音波ヘッドTHB,THCに超音波振動信号を供給する。これによって振動板11Bおよび振動体11Cを、それぞれ独立して超音波振動させる。駆動回路30B,30Bの構成などは、基本的には上に述べた駆動回路30と同様である。
【0051】
電圧発生回路40Bは、超音波ヘッドTHB、超音波ヘッドTHC、および握り電極DKに対して、互いに独立した電位を与えるような電圧を発生して供給する。つまり、電圧発生回路40Bは、超音波ヘッドTHBの振動板11B、超音波ヘッドTHCの振動体11C、および握り電極DKにそれぞれ電圧を供給するための3つの端子A,B,Cを備える。それぞれの端子A,B,Cからは、モードを切り換えることによって種々の電圧を出力する。
【0052】
図12は電圧発生回路40Bの例を示す回路図、図13は電圧発生回路40Bによる双極誘導法のしくみを示す図である。
図12において、定電流源からの電流をスイッチング素子によって制御し、端子A〜Cに配分する。
【0053】
図13において、3つの端子A,B,Cを有し、イオン解離用電源としてイオン導入における薬物YZのイオン化処理のための電流を供給する。
端子A,B,Cの出力電圧の一例を挙げると、端子A=0ボルト、端子B=マイナス1ボルト、端子C=マイナス2ボルトである。また、端子Bをマイナス数ボルトとし、端子Cをそれよりも低いマイナス数ボルトないし十数ボルトとしてもよい。つまり、この場合には、振動板11Bが握り電極DKに対してマイナスとなり、振動体11Cが振動板11Bに対してマイナスとなる。端子AB間の電圧が本発明の第1の電圧に、端子BC間の電圧が本発明の第2の電圧に、それぞれ相当する。
【0054】
電圧発生回路40Bとして、定電流原を用いてもよい。この場合においても、電圧を発生し、電圧を供給することには変わりない。
図11において、超音波ヘッドTHBの振動板11Bと皮膚HFとの間には薬物YZが適用されている。皮膚HFを振動板11Bで押さえることによって、振動板11Bの穴21の部分の皮膚HFは上方に盛り上がる。その盛り上がった部分に、超音波ヘッドTHCの振動体11Cの先端で脱脂綿DMを掴んだ状態のものを適用する。脱脂綿DMには薬物YZが含浸されており、振動体11Cと皮膚HFとの間に薬物YZが適用されることとなる。振動板11Bと振動体11Cとは接触しない。
【0055】
したがって、振動板11Bに適用された薬物YZは、端子ABに印加された電圧によってイオン化され、超音波振動によって経皮導入が効果的に行われる。しかも、振動板11Bの穴21の内部で盛り上がった局部については、振動体11Cに適用された脱脂綿DMの薬物YZが、端子BCに印加された電圧によってイオン化され、超音波振動によって経皮導入が効果的に行われる。したがって、特に治療を行いたい皮膚HFの部分に穴21を合わせ、そこに振動体11Cと適用することにより、その部分を局部的に効率的に治療することが可能である。
【0056】
なお、振動板11Bに適用する薬物YZと、振動体11Cに適用する薬物YZとを異ならせておいてよい。また同じでもよい。
振動板11Bおよび振動体11Cに対してそれぞれ端子B,Cから電圧を供給することによる効果は、次のように考えることもできる。
【0057】
図14(A)は1つの振動板のみを用いて端子Bのみから電圧を供給した場合の電流の状態を示し、図14(B)は2つの振動板を用いて端子B,Cから電圧を供給した場合の電流の状態を示する。
【0058】
図14(A)においては、荷流体キャリアCの速度、つまり電流の大きさは、落差である電圧と、勾配を作る距離(抵抗)によって固定的である。これに対して、図14(B)においては、電圧V1によって荷流体キャリアCに助走勾配を作り、電位の坂道に流し込む。同じ落差であっても助走加圧力の押し出しによって速度が速くなり、電流が持続的に流れる。電圧V1,V2を制御することにより、振動板11Bおよび振動体11Cからの電流を制御することができる。
【0059】
なお、端子A,B,Cからは、種々の電圧または電流を出力するように構成することができる。例えば、端子A,B,Cの順に電位が低くなる直流電圧、種々のスイッチング波形の電圧、交流成分を含んだ直流電圧などである。これらは、使用する薬物YZの種類、イオン化の状態などによって選定すればよい。
【0060】
図15はそのような種々の波形の電圧または電流を供給するための電圧発生回路の例のブロック図を示す。
図15に示す電圧発生回路によって、例えば次のような制御を行い、または電圧を出力する。
(1) 交番、脈流波動、直流の間欠断続などの速度波形の脈流パルス数を外部設定に依って1〜31パルス数に設定配列する。
(2) 施術において、正、負の摺動掃引の移動極と生体電場極の二極性において、陽極と陰極性を外部切替により極性反転させて、施術目的に矯する極性対応とする。
(3) 通電率の動位、静止のデューティ比コントロール調整を行い効率の良い通電率の選択と媒質の飽和および生体組織の帯電および熱蓄積を静止放電させる間欠調整、設定が可能である。
(4) 直流の間欠周期の選択可変調整により、3〜27KHの高周波パルス周波数域まで、切替可変を可能とする。
(5) 周期幅および周波数を広域にわたって可変設定させる。
【0061】
上に述べた実施形態では、2つの超音波ヘッドTHB,THCを用いたが、1つの超音波ヘッドTHBに2種類の電極を設けてもよい。例えば、超音波ヘッドTHBの振動板11Bの穴21に、セラミック材料などの絶縁体を介して電極を設け、その電極に端子Cからの電圧を印加する。電極は絶縁体を介して振動板11Bとともに超音波振動する。電極が、薬物YZを介して局部の皮膚HFに適用され、薬物YZのイオン化と皮膚HFの超音波振動を与えるようにする。このようにすると、構成が簡単であり、操作も容易である。
【0062】
また、本発明の方法の実施に用いられる薬物YZとして、和紙状のペ−パテープの層内に薬物YZを保持させ、乾燥状態とした薬物保持材(ドライ・ドラッグ型の紙テ−プ剤)を用いることができる。
【0063】
上の実施形態において、振動板11,11B,11Cの形状および材質、超音波振動子13,13B,13Cの個数、超音波ヘッドTH,THB,THCの構成、駆動回路30,30B,30Cおよび刺激電圧発生回路40,40Bの構成、個数、駆動方法、電圧値、電流値、波形、周期などは、本発明の趣旨に応じて適宜変更することができる。
【0064】
【発明の効果】
本発明によると、超音波の作用とともに電圧または電流の作用によって薬物の皮膚の透過および血液中への吸収が効率的に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る薬物の経皮導入方法を説明するための図である。
【図2】超音波ヘッドを皮膚の表面に適用したときの状態を拡大して示す図である。
【図3】超音波振動および電圧を印加するタイミングを説明する図である。
【図4】超音波ヘッドの正面断面図である。
【図5】超音波ヘッドの分解斜視図である。
【図6】駆動回路の例を示す図である。
【図7】刺激電圧発生回路の例を示す図である。
【図8】交流成分を含んだ電圧の波形の例を示す図である。
【図9】交流成分を含んだ電圧の波形の例を示す図である。
【図10】本発明に係る第2の実施形態の薬物の経皮導入方法を説明するための図である。
【図11】2つの超音波ヘッドを皮膚の表面に適用したときの状態を拡大して示す図である。
【図12】電圧発生回路の例を示す回路図である。
【図13】電圧発生回路による双極誘導法のしくみを示す図である。
【図14】端子から電圧を供給した場合の電流の状態を示する。
【図15】種々の波形の電圧または電流を供給するための電圧発生回路の例のブロック図を示す。
【符号の説明】
1,1B 経皮導入装置
11 振動板(振動体、一方の電極)
11B 振動板(振動体)
11C 振動体
30,30B 駆動回路
40,40B 電圧発生回路
TH,THB,THC 超音波ヘッド
DK 握り電極(他方の電極)
HF 皮膚
YZ 薬物
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for transdermally introducing a drug using ultrasonic vibration.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, oral administration, injection into muscle or vein, and the like have been used as general methods of drug administration. Injection can cause pain and tissue damage, and oral administration has a difference in efficacy depending on factors such as diet. In addition, since only a part of the drug that has entered the blood reaches the affected area by these methods, it is necessary to administer a larger amount of the drug than necessary, which is a factor that causes an adverse effect due to the excessive amount.
[0003]
Therefore, a method of administering a drug from the skin, that is, a transdermal introduction method (a transdermal absorption method) has been proposed in order to deliver a necessary amount of the drug to a necessary place.
In the conventional transdermal introduction method, ultrasound is applied to a drug placed on the surface of the skin, and the drug is moved by the ultrasonic vibration to penetrate the skin.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional transdermal introduction method, the drug permeates the skin due to the movement of the drug by the action of ultrasonic waves, but the permeation efficiency and absorption into the blood are not always sufficient. Further, the secondary effect of activating the skin cannot be expected much.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to ionize a drug together with the action of ultrasonic waves so that skin permeation and absorption into blood are efficiently performed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the method according to the present invention, a metal vibrator vibrating by an ultrasonic wave is applied to the surface of the skin, and the medicine is disposed between the vibrator and the skin, and the vibrator is moved to one side. And the drug is ionized by applying a voltage between the other electrode in contact with a portion other than the portion to which the vibrating body is applied, thereby applying ultrasonic vibration to the skin by the vibrating body. The ionized drug penetrates the inside of the skin in the closed state. As described above, the method is based on the vibrating electrode method in which the electromagnetic action of ultrasonic vibration is superimposed.
[0007]
Preferably, a first step of maintaining a state in which the ultrasonic vibration by the diaphragm and the voltage are applied to the skin for a predetermined time, a second step of turning off the ultrasonic vibration and the voltage by the diaphragm, And the first step and the second step are executed alternately. In this manner, the introduction treatment can be performed by selectively switching the compatible polarity on the introduction side.
[0008]
In addition, a metal first vibrator that vibrates by ultrasonic waves is applied to the surface of the skin, and the first vibrator and the skin are arranged so that a drug is present between the first vibrator and the skin. The vibrating body is used as one electrode, and the drug is ionized by applying a voltage between the vibrating body and the other electrode that is in contact with a part other than the part to which the first vibrating body is applied. In a state where ultrasonic vibration by the vibrator is applied to the skin, the ionized drug penetrates into the skin, and the second vibrator made of metal that vibrates with the ultrasonic wave is applied to the skin to which the first vibrator is applied. The first vibrating body is applied to a portion of the surface of the skin different from the surface and arranged so that a drug is present between the second vibrating body and the skin; By applying a voltage between them as the other electrode The serial drug ionize, thereby infiltrating ionized drug in the state where an ultrasonic vibration by the second vibrator gave the skin within the skin.
[0009]
In addition, a first vibrator made of metal vibrating by ultrasonic waves is applied to the surface of the skin, and the first vibrator is arranged so that a drug is present between the first vibrator and the skin. A second electrode made of a metal that applies a first voltage between the electrode and the other electrode in contact with a part other than the part to which the first vibrating body is applied, and vibrates by ultrasonic waves; Applying a vibrating body to a portion of the skin surface different from the skin surface to which the first vibrating body is applied, and disposing a drug between the second vibrating body and the skin; A second voltage is applied between the first vibrator and the second vibrator.
[0010]
Preferably, the first voltage is a voltage at which the first vibrator is negative and the electrode is positive, and the second voltage is a voltage at which the second vibrator is negative and the second voltage is negative. One vibrator has a positive voltage.
[0011]
Further, the first vibrator has a plate shape and is provided with a hole, and the second vibrator is arranged in the hole.
An apparatus according to the present invention includes a first vibrator made of metal that vibrates with an ultrasonic wave for application to the surface of the skin, and an ultrasonic wave for applying to a surface of the skin different from the first vibrator. Voltages are respectively applied between the vibrating metal second vibrator, the electrode member, the first vibrator and the electrode member, and between the second vibrator and the first vibrator. And a voltage generating circuit for applying the voltage.
[0012]
Preferably, the first vibrator has a plate shape and is provided with a hole, and the second vibrator has a shape that can be arranged in the hole.
In addition, in the arrangement of the active system of the drug in the percutaneous introduction device, the conventional type is operated directly through an aqueous solution permeation (cancer) layer by direct application with an aqueous solution drug or by the higase method, and the quantitative Although there was a drawback that waste and the chemical reaction of the aqueous solution were fast, the apparatus of the present invention dipped in water immediately before the need, using a dry, drug, or paper-pate-like drug discovery method, and made it into a Japanese paper form. Paper tape is a drug discovery that acts as a drug aqueous solution impregnated layer as it is, and Washi tape propagates ultrasonic vibrations well to the front and back surfaces, and also contains an aqueous solution as an electrically conductive layer, resulting in conductivity. As a layer that protects the skin even in the form of an aqueous solution layer, it is possible to use a paper tape drug discovery that can form an indirect contact method that is not directly in contact with the skin opposite to the vibrating body and the electrode body. is there. (Dry-drug type paper tape agent in which a drug is held between layers in advance) It is used as a drug material that is advantageous in terms of storage stability and cost.
[0013]
In other words, a drug holding material applied between the vibrating body vibrating by ultrasonic waves and the surface of the skin, characterized in that the drug is held in a layer of Japanese paper tape and dried. I do.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
FIG. 1 is a view for explaining a method for transdermally introducing a drug according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view showing a state when an ultrasonic head TH is applied to the surface of the skin, FIG. 3 is a diagram illustrating the timing of applying ultrasonic vibration and voltage.
[0015]
As shown in FIGS. 1 and 2, the apparatus 1 for transdermally introducing a drug includes an ultrasonic head TH, a grip electrode DK, a drive circuit 30, and a voltage generation circuit 40. The ultrasonic head TH holds the diaphragm 11 against an appropriate part of the body, for example, the surface of the skin HF of the arm HD, and presses the diaphragm so that the drug YZ exists between the diaphragm 11 and the skin HF. 11 or skin HF.
[0016]
As the drug YZ, for example, a solution of various nutrients such as vitamin A, vitamin C or vitamin E, collagen or carbohydrate, a solution of a physiologically active substance such as antibiotics, hormones, neurotransmitters, magnesium or sodium For example, solutions of various substances, other pharmacological raw materials having pharmacological action, anesthetics, insulin, and other various chemicals can be used. These exist as an ionized solution or aqueous solution by being applied in the present embodiment.
[0017]
The gripping electrode DK is a cylindrical rod or cylinder made of a metal such as iron, copper, or titanium, or carbon, and the surface thereof is in electrical contact with the skin HF, for example, by gripping with a hand. Instead of such a gripping electrode DK, a metal plate may be attached to the surface of skin HF, a metal needle may be driven from the surface of skin HF, or the electrode may be embedded in the subcutaneous tissue.
[0018]
An ultrasonic signal (ultrasonic driving power) is applied to the ultrasonic head TH, and the diaphragm 11 is ultrasonically vibrated. At the same time, a voltage is applied between the diaphragm 11 and the grip electrode DK. The voltage includes a positive DC voltage, a negative DC voltage, a voltage including an AC component, and the like. Details will be described later.
[0019]
For example, the ultrasonic signal and the voltage are applied continuously for about 1 to 10 minutes for applying the ultrasonic signal. Further, the application and the pause may be repeated plural times at appropriate intervals. In other words, as shown in FIG. 3, the first step of maintaining the state in which the ultrasonic vibration and the voltage by the vibration plate 11 are applied to the skin for a certain time T1, and turning off the ultrasonic vibration and the voltage by the vibration plate 11 And the second step of maintaining the state described above for the time T2 is alternately repeated. In this case, the period is Ts. For example, a pause of 0.1 to 2 minutes is performed every 0.1 to 2 minutes and this is repeated a plurality of times. A pause of 2 minutes is performed every 5 minutes and repeated a plurality of times.
[0020]
The drug YZ applied on the surface of the skin HF is ionized. It may be a negative ion (anion) or a positive ion (cation). These ions permeate into the skin with the help of the voltage (or current) applied between the diaphragm 11 and the grip electrode DK. This phenomenon itself is known as iontophoresis (ion introduction method). Then, the ionized drug YZ moves more effectively by the ultrasonic vibration, penetrates the skin and enters the subcutaneous tissue. It is considered that this is because the penetration force of the skin HF is increased several times to several tens times by the ultrasonic vibration.
[0021]
That is, the drug YZ effectively penetrates the skin by the electric current flowing on the surface of the skin HF, and the active ingredient is efficiently absorbed into the blood. It is considered that the current flowing through the skin HF causes the ionization or esterification of the drug YZ to proceed, thereby improving the uniformity of the surface of the skin HF to which the drug YZ is applied, and improving the diffusion and dispersibility of the drug YZ. . Further, the skin HF is ultrasonically vibrated and the stimulation current flows through the skin HF, thereby activating the skin.
[0022]
The details will be described below.
FIG. 4 is a front sectional view of the ultrasonic head TH, and FIG. 5 is an exploded perspective view of the ultrasonic head TH.
[0023]
4 and 5, the ultrasonic head TH includes a vibration plate 11, an insulating plate 12, an ultrasonic vibrator 13, a cover plate 14, a buffer support member 15, a mounting plate 16, a screw 17, and the like.
[0024]
The diaphragm 11 includes a disc-shaped bottom portion 11a, a cylindrical portion 11b surrounding the bottom portion 11a, and a flange portion 11c provided on an outer peripheral edge of an upper end of the cylindrical portion 11b which is an opening of the diaphragm 11. Has a substantially cylindrical shape with a bottom. The boundary between the bottom 11a and the cylindrical portion 11b is formed in a smooth radius. The diameter of the bottom 11a is, for example, 20 to 50 mm.
[0025]
As a material of the diaphragm 11, a metal material such as carbon steel, a stainless alloy, an aluminum alloy, a nickel alloy, and various other alloys is used.
Specifically, for example, Hastelloy superalloy C-22 manufactured by Mitsubishi Materials Corporation is suitably used. This alloy does not contain chromium Cr and has excellent corrosion resistance. A thickness of a fraction of a millimeter to 1 millimeter, for example, 0.5 millimeter or 0.6 millimeter is used.
[0026]
The vibration plate 11 is vibrated by ultrasonic waves by the ultrasonic vibrator 13. When the ultrasonic transducers 13 are sequentially driven in the circumferential direction, the center of vibration of the diaphragm 11 moves in the circumferential direction. As described above, the vibration plate 11 functions as a rotating wave vibration body. Diaphragm 11 is used as one electrode for flowing a current to skin HF.
[0027]
The insulating plate 12 has a disk shape having an outer diameter slightly smaller than the bottom 11 a of the diaphragm 11. As a material of the insulating plate 12, an elastic material having good insulating properties is used. For example, a synthetic resin such as a hard epoxy resin, in particular, a synthetic resin called a polymer metal can be used. Specifically, for example, “Kepler” manufactured by GE can be used.
[0028]
The insulating plate 12 is provided on its front and back surfaces with a conductive layer made of copper foil having a thickness of about 30 microns and having good conductivity. The conductive layers on the front and back surfaces are electrically independent of each other. Such a conductive layer is formed by lamination, plating, coating, sticking, or any other appropriate method.
[0029]
The insulating plate 12 is adhered to the back surface of the diaphragm 11 with a structural adhesive or the like. The insulating plate 12 electrically insulates the ultrasonic vibrator 13 from the vibration plate 11 and acoustically couples the ultrasonic vibrator 13 and the vibration plate 11 almost completely elastically. That is, the insulating plate 12 functions as an electrical insulating layer for the ultrasonic vibrator 13 and also functions as an elastic matching layer for ultrasonic vibration.
[0030]
A plurality of ultrasonic transducers 13 are provided. In the present embodiment, it is composed of eight ultrasonic transducers 13a to 13h. Each of these ultrasonic transducers 13a to 13h is made of, for example, a PZT-based disc-shaped piezoelectric ceramic plate.
[0031]
Of the eight ultrasonic transducers 13a to 13h, seven ultrasonic transducers 13b to 13h are arranged circumferentially on the back surface (inner surface side) of the bottom 11a of the diaphragm 11, and the remaining one is provided. The ultrasonic transducers 13a are arranged at the center of the circle. These ultrasonic transducers 13 are arranged on the surface of the insulating plate 12 such that their polarization directions are the same, and are bonded by a structural adhesive or the like.
[0032]
One electrode of each ultrasonic transducer 13 is commonly connected to the conductive layer on the surface of the insulating plate 12 directly or via a wire, and the other respective electrodes are individually drawn out via a cable. ing. Therefore, the cable has a total of nine wires, including eight wires individually connected to each electrode of each ultrasonic transducer 13 and one wire commonly connected to the conductive layer on the surface of the insulating plate 12. Consists of electric wires. Note that the number of electric wires of the cable varies depending on the number of ultrasonic transducers 13, the connection method, the driving method, and the like.
[0033]
The cover plate 14 is an annular plate made of stainless steel or the like. The outer diameter of the flange 11c of the diaphragm 11 is the same as that of the flange 11c. A hole 14a for inserting a cable is provided at the center, and screw holes 14b, 14c, and 14d for mounting are provided around the hole 14a.
[0034]
The cover plate 14 is placed over the opening of the diaphragm 11, and is elastically sandwiched and supported integrally with the flange 11 c by the buffer support member 15. By screwing the screw 17 into the screw holes 14b, 14c, 14d, the ultrasonic head TH is mounted on an appropriate mounting plate 16.
[0035]
The buffer support member 15 is formed in an annular shape so as to fit into the opening of the diaphragm 11 and the outer periphery of the edge of the cover plate 14, and supports them elastically. The buffer support member 15 can be manufactured by molding using a synthetic rubber material such as a nitrile rubber type or a silicon rubber type.
[0036]
The mounting plate 16 is made of a synthetic resin or a metal material. The mounting plate 16 may be provided as a part of a gripping member for operation by a doctor or a nurse. The ultrasonic head TH is mounted on the mounting plate 16 by screws 17.
[0037]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the drive circuit 30, and FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the voltage generation circuit 40.
In the drive circuit 30 shown in FIG. 6, the upper circuit in the circuit diagram forms a rectangular wave transmission circuit T using an inverter. By varying the resistance V1, the period of the rectangular wave S1 changes. The circuit below the circuit diagram constitutes an ultrasonic transmission circuit F using an inverter. The frequency of the ultrasonic signal S2 changes by changing the resistance V2 and by switching the switch S to select the capacitance of the capacitor. The frequency is set according to the ultrasonic transducer 13 used.
[0038]
In the gate circuit G, the ultrasonic signal S3 intermittently transmitted is obtained by the logical product of the rectangular wave S1 and the ultrasonic signal S2. This is power-amplified by the transistor U and output as an ultrasonic signal SU. The ultrasonic signal SU is sequentially applied to the ultrasonic transducers 13a to 13h so that they are sequentially driven in the circumferential direction.
[0039]
The rotation direction of the vibration of the diaphragm 11 can be reversed by reversing the order of the ultrasonic signals SU applied to the ultrasonic transducers 13a to 13h. Further, the duty ratio of the rectangular wave S1 may be variably adjusted. Instead of sequentially driving these ultrasonic transducers 13a to 13h, they may be driven simultaneously and simultaneously. As described above, the number, arrangement, connection method, and the like of the ultrasonic transducers 13 can be determined as appropriate. For example, only one ultrasonic vibrator 13 may be provided, and the vibration plate 11 may be ultrasonically vibrated by the single ultrasonic vibrator 13. Alternatively, about two or three ultrasonic transducers 13 may be provided and driven at the same time to cause ultrasonic vibration. In this case, a plurality of ultrasonic transducers 13 may be arranged so as to be arranged on a straight line.
[0040]
The time width T1, period T2, and (T1 + T3) of the ultrasonic signal SU can be selected according to the compliance of the ultrasonic transducer 13 and the diaphragm 11, the thickness of the skin, and the like. Further, it may be selected so as not to generate a standing wave on the vibration surface of the diaphragm 11.
[0041]
In the voltage generation circuit 40 shown in FIG. 7, a DC power supply is used, and the charging / discharging action of the inductance L and the capacity C is switched by the transistor TR-1. The oscillation frequency of the OSC is controlled by a control signal from the microcomputer control circuit 411. A waveform can be selected by a waveform selection button. Intermittent driving of on / off is performed by a bridge connection circuit of transistors, and a voltage is alternately generated between the electrodes A and B. The electrode A and the electrode B are connected between the diaphragm 11 of the ultrasonic head TH and the grip electrode DK.
[0042]
At this time, for example, a voltage of about 0.8 to 3 volts is applied. The frequency of the AC component is, for example, about 10 to 200 Hz. The commercial power supply may be full-wave or half-wave rectified to leave a pulsating flow to generate a voltage including an AC component. In that case, the frequency of the AC component is 50, 60, 100, or 120 Hz. A pulse having a frequency of about 1 to 200 Hz may be applied. Alternatively, a stimulation pulse having a frequency about three times the frequency of the heartbeat may be applied. Instead of the pulse, a rectangular wave or a square wave may be applied.
[0043]
Various waveforms such as those shown in FIGS. 8 and 9 are used as voltage waveforms.
In FIG. 8, a voltage obtained by superimposing an AC component voltage ACV close to a sine wave and a DC voltage DCV having a voltage larger than half the amplitude of the AC component voltage ACV is applied.
[0044]
FIG. 9 shows, in order from the top, a square wave, a half-wave rectified wave, an exponentially increasing wave, a contrast-type increasing wave, and a spike wave. The voltage of these waveforms is used as an AC component voltage, and a voltage obtained by superimposing a DC voltage on the AC component voltage is applied. Note that, for example, the peak value and the duty ratio of the square wave can be variously appropriate.
[0045]
With the configuration described above, ultrasonic vibration is output from the bottom 11a of the diaphragm 11 in a direction perpendicular to the surface thereof, and is output so as to scan along the circumference of the bottom 11a and rotate. Thereby, the ultrasonic vibration is transmitted to the drug YZ, and the ultrasonic vibration penetrates vertically and deeply into the skin HF, and the drug YZ penetrates the skin HF. By the electric current including the AC component flowing on the surface of the skin HF, the drug YZ effectively penetrates the skin and enters the subcutaneous tissue. A cosmetic effect can also be obtained by the ultrasonic vibration and the stimulation current.
[0046]
According to the above-described embodiment, the drug YZ is transcutaneously introduced by ultrasonic vibration, and the ion implantation is performed by electric current by the combined use of the ultrasonic vibration electrode method, so that the drug YZ effectively penetrates the skin. And is efficiently absorbed into the blood.
[Second embodiment]
FIG. 10 is a view for explaining a method for transdermally introducing a drug according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is an enlarged view of a state where two ultrasonic heads THB and THC are applied to the surface of the skin. FIG.
[0047]
As shown in FIGS. 10 and 11, an apparatus 1B for transdermally introducing a drug includes ultrasonic heads THB and THC, grip electrodes DK, drive circuits 30B and 30C, and a voltage generation circuit 40B.
[0048]
The ultrasonic head THB includes ultrasonic vibrators 13Ba and 13Bb made of piezoelectric ceramics and the like, and a vibrating plate 11B made of metal such as stainless steel. Diaphragm 11B has a spatula-like shape, and its leading edge has a smooth curve. A hole 21 is provided at the center of the tip of the diaphragm 11B. As such an ultrasonic head THB, it is possible to use a vibration mechanism described in International Publication WO98 / 48764.
[0049]
The ultrasonic head THC includes an ultrasonic vibrator 13C made of a piezoelectric ceramic or the like, and a vibrator 11C made of a metal such as stainless steel. The vibrating body 11C is of various shapes, such as a simple rod-like shape with a smooth tip at the tip, and a shape having a sandwiching portion so that absorbent cotton or the like can be sandwiched at the tip. Can be used.
[0050]
The drive circuits 30B and 30B supply ultrasonic vibration signals to the ultrasonic heads THB and THC, respectively. Thus, the vibration plate 11B and the vibration body 11C are ultrasonically vibrated independently of each other. The configuration and the like of the drive circuits 30B, 30B are basically the same as those of the drive circuit 30 described above.
[0051]
The voltage generation circuit 40B generates and supplies voltages that give potentials independent of each other to the ultrasonic head THB, the ultrasonic head THC, and the gripping electrode DK. That is, the voltage generation circuit 40B includes three terminals A, B, and C for supplying voltages to the diaphragm 11B of the ultrasonic head THB, the vibrator 11C of the ultrasonic head THC, and the gripping electrode DK, respectively. Various voltages are output from the terminals A, B, and C by switching modes.
[0052]
FIG. 12 is a circuit diagram showing an example of the voltage generation circuit 40B, and FIG. 13 is a diagram showing a mechanism of the bipolar induction method by the voltage generation circuit 40B.
In FIG. 12, a current from a constant current source is controlled by a switching element and distributed to terminals A to C.
[0053]
In FIG. 13, three terminals A, B, and C are provided, and a current for ionizing a drug YZ in ion introduction is supplied as an ion dissociation power supply.
As an example of the output voltage of the terminals A, B, and C, the terminal A is 0 volt, the terminal B is -1 volt, and the terminal C is -2 volt. Further, the terminal B may be set to minus several volts, and the terminal C may be set to minus several volts to tens of volts lower than that. That is, in this case, the diaphragm 11B is negative with respect to the gripping electrode DK, and the vibrating body 11C is negative with respect to the diaphragm 11B. The voltage between the terminals AB corresponds to the first voltage of the present invention, and the voltage between the terminals BC corresponds to the second voltage of the present invention.
[0054]
A constant current source may be used as the voltage generation circuit 40B. Even in this case, a voltage is generated and supplied.
In FIG. 11, a drug YZ is applied between the diaphragm 11B of the ultrasonic head THB and the skin HF. By pressing skin HF with diaphragm 11B, skin HF at hole 21 of diaphragm 11B rises upward. To the raised portion, a device in which the absorbent cotton DM is gripped by the tip of the vibrator 11C of the ultrasonic head THC is applied. The absorbent cotton DM is impregnated with the drug YZ, and the drug YZ is applied between the vibrating body 11C and the skin HF. The diaphragm 11B and the vibrating body 11C do not come into contact with each other.
[0055]
Therefore, the drug YZ applied to the diaphragm 11B is ionized by the voltage applied to the terminal AB, and transdermal introduction is effectively performed by ultrasonic vibration. In addition, the drug YZ of the absorbent cotton DM applied to the vibrating body 11C is ionized by the voltage applied to the terminal BC at the local portion that is raised inside the hole 21 of the diaphragm 11B. Done effectively. Therefore, by aligning the hole 21 with the portion of the skin HF to be treated, and applying the vibrator 11C thereto, it is possible to locally and efficiently treat the portion.
[0056]
The drug YZ applied to the vibration plate 11B may be different from the drug YZ applied to the vibration body 11C. It may be the same.
The effect of supplying a voltage to the diaphragm 11B and the vibrating body 11C from the terminals B and C, respectively, can also be considered as follows.
[0057]
FIG. 14A shows a state of a current when a voltage is supplied only from the terminal B using only one diaphragm, and FIG. 14B shows a state in which a voltage is supplied from the terminals B and C using two diaphragms. This shows the state of the current when supplied.
[0058]
In FIG. 14A, the speed of the loaded fluid carrier C, that is, the magnitude of the current, is fixed by the voltage, which is the head, and the distance (resistance) at which the gradient is formed. On the other hand, in FIG. 14B, a running gradient is created in the charged fluid carrier C by the voltage V1, and the carrier flows into the potential slope. Even with the same head, the speed is increased by the pushing of the run-in pressure, and the current flows continuously. By controlling the voltages V1 and V2, the current from the diaphragm 11B and the vibrating body 11C can be controlled.
[0059]
The terminals A, B, and C can be configured to output various voltages or currents. For example, there are a DC voltage whose potential decreases in the order of the terminals A, B, and C, a voltage having various switching waveforms, a DC voltage including an AC component, and the like. These may be selected depending on the type of the drug YZ used, the state of ionization, and the like.
[0060]
FIG. 15 shows a block diagram of an example of a voltage generating circuit for supplying such various waveforms of voltage or current.
For example, the following control is performed or a voltage is output by the voltage generation circuit shown in FIG.
(1) The number of pulsating pulses of a velocity waveform such as alternation, pulsating waves, and intermittent intermittent DC is set and arranged in the number of 1 to 31 pulses according to external setting.
(2) In the treatment, the polarity of the positive and negative sliding sweep moving pole and the bioelectric field pole is reversed by external switching between the anode and the cathodic to provide the correct polarity for the treatment purpose.
(3) Efficient selection of the duty ratio and intermittent adjustment and setting for static discharge of the saturation of the medium and the charge and heat accumulation of the living tissue can be performed by adjusting the duty ratio of the duty ratio and the stationary of the duty ratio.
(4) The switching can be changed up to a high frequency pulse frequency range of 3 to 27 KH by selecting and adjusting a DC intermittent cycle.
(5) The cycle width and the frequency are variably set over a wide range.
[0061]
In the above-described embodiment, two ultrasonic heads THB and THC are used, but one ultrasonic head THB may be provided with two types of electrodes. For example, an electrode is provided in the hole 21 of the diaphragm 11B of the ultrasonic head THB via an insulator such as a ceramic material, and a voltage from the terminal C is applied to the electrode. The electrode ultrasonically vibrates together with the diaphragm 11B via an insulator. Electrodes are applied to the local skin HF via the drug YZ to provide ionization of the drug YZ and ultrasonic vibration of the skin HF. In this case, the configuration is simple and the operation is easy.
[0062]
Further, as the drug YZ used for carrying out the method of the present invention, a drug holding material in which a drug YZ is held in a layer of Japanese paper tape and is in a dry state (dry-drug type paper tape). Can be used.
[0063]
In the above embodiment, the shapes and materials of the diaphragms 11, 11B, 11C, the number of the ultrasonic transducers 13, 13B, 13C, the configuration of the ultrasonic heads TH, THB, THC, the drive circuits 30, 30B, 30C and the stimulus The configuration, the number, the driving method, the voltage value, the current value, the waveform, the period, and the like of the voltage generation circuits 40 and 40B can be appropriately changed according to the gist of the present invention.
[0064]
【The invention's effect】
According to the present invention, the penetration of the drug into the skin and the absorption into the blood are efficiently performed by the action of the voltage or the current together with the action of the ultrasonic wave.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view for explaining a method for transdermally introducing a drug according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing a state when an ultrasonic head is applied to the surface of skin.
FIG. 3 is a diagram illustrating the timing of applying ultrasonic vibration and voltage.
FIG. 4 is a front sectional view of the ultrasonic head.
FIG. 5 is an exploded perspective view of the ultrasonic head.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a drive circuit.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a stimulation voltage generation circuit.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a waveform of a voltage including an AC component.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a voltage waveform including an AC component.
FIG. 10 is a diagram for illustrating a method for transdermally introducing a drug according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an enlarged view showing a state where two ultrasonic heads are applied to the surface of the skin.
FIG. 12 is a circuit diagram illustrating an example of a voltage generation circuit.
FIG. 13 is a diagram illustrating a structure of a bipolar induction method using a voltage generation circuit.
FIG. 14 shows a state of a current when a voltage is supplied from a terminal.
FIG. 15 shows a block diagram of an example of a voltage generation circuit for supplying voltages or currents of various waveforms.
[Explanation of symbols]
1,1B transdermal introduction device
11 diaphragm (vibrator, one electrode)
11B diaphragm (vibrating body)
11C vibrator
30, 30B drive circuit
40, 40B voltage generation circuit
TH, THB, THC ultrasonic head
DK grip electrode (the other electrode)
HF skin
YZ drug

Claims (9)

超音波で振動する金属製の振動体を皮膚の表面に適用し、且つ前記振動体と前記皮膚との間に薬物が存在するように配置し、
前記振動体を一方の電極とし、前記振動体が適用された部位以外の部位に接触した他方の電極との間に電圧を印加することによって前記薬物をイオン化し、
これによって前記振動体による超音波振動を皮膚に与えた状態でイオン化した薬物を皮膚の内部に浸透させる、超音波振動させた電磁作用を重畳させた振動電極法に基づく、
ことを特徴とする薬物の経皮導入方法。
Applying a metal vibrating body that vibrates by ultrasonic waves to the surface of the skin, and disposing a drug between the vibrating body and the skin,
The vibrating body as one electrode, the drug is ionized by applying a voltage between the other electrode in contact with a site other than the site where the vibrating body is applied,
This allows the ionized drug to penetrate into the skin in a state where the ultrasonic vibration by the vibrator is applied to the skin, based on the vibration electrode method in which the electromagnetic action of the ultrasonic vibration is superimposed.
A method for transdermally introducing a drug, comprising:
前記振動体による超音波振動と前記電圧とを皮膚に加えた状態を一定時間持続する第1ステップと、
前記振動体による超音波振動と前記電圧とをオフにする第2ステップと、を設け、導入側における適合極性を選択切り替えて導入施術を行える、
前記第1ステップと前記第2ステップとを交互に実行する、
請求項1記載の薬物の経皮導入方法。
A first step of maintaining a state in which the ultrasonic vibration and the voltage are applied to the skin by the vibrator for a predetermined time;
Providing a second step of turning off the ultrasonic vibration and the voltage by the vibrating body, and performing an introduction treatment by selectively switching a suitable polarity on the introduction side.
Performing the first step and the second step alternately,
A method for transdermally introducing the drug according to claim 1.
超音波で振動する金属製の第1の振動体を皮膚の表面に適用し、且つ前記第1の振動体と前記皮膚との間に薬物が存在するように配置し、
前記第1の振動体を一方の電極とし、前記第1の振動体が適用された部位以外の部位に接触した他方の電極との間に電圧を印加することによって前記薬物をイオン化し、
これによって前記第1の振動体による超音波振動を皮膚に与えた状態でイオン化した薬物を皮膚の内部に浸透させ、
超音波で振動する金属製の第2の振動体を、前記第1の振動体を適用した皮膚の表面とは異なる皮膚の表面の部位に適用し、且つ前記第2の振動体と皮膚との間に薬物が存在するように配置し、
前記第2の振動体を一方の電極とし、前記第1の振動体を他方の電極としてそれらの間に電圧を印加することによって前記薬物をイオン化し、
これによって前記第2の振動体による超音波振動を皮膚に与えた状態でイオン化した薬物を皮膚の内部に浸透させる、
ことを特徴とする薬物の経皮導入方法。
Applying a first vibrator made of metal that vibrates by ultrasonic waves to the surface of the skin, and disposing a drug between the first vibrator and the skin,
The first vibrating body is used as one electrode, and the drug is ionized by applying a voltage between the first vibrating body and the other electrode in contact with a part other than the part to which the first vibrating body is applied,
This allows the ionized drug to penetrate into the skin while the ultrasonic vibration by the first vibrator is applied to the skin,
Applying a metal second vibrating body that vibrates by ultrasonic waves to a portion of the skin surface different from the skin surface to which the first vibrating body is applied, and applying the second vibrating body to the skin Place so that there is a drug in between,
The second vibrating body is used as one electrode, and the drug is ionized by applying a voltage between the first vibrating body and the other as the other electrode,
This allows the ionized drug to penetrate into the skin while the ultrasonic vibration by the second vibrator is applied to the skin,
A method for transdermally introducing a drug, comprising:
超音波で振動する金属製の第1の振動体を皮膚の表面に適用し、且つ前記第1の振動体と皮膚との間に薬物が存在するように配置し、
前記第1の振動体を一方の電極とし、前記第1の振動体が適用された部位以外の部位に接触した他方の電極との間に第1の電圧を印加し、
超音波で振動する金属製の第2の振動体を、前記第1の振動体を適用した皮膚の表面とは異なる皮膚の表面の部位に適用し、且つ前記第2の振動体と皮膚との間に薬物が存在するように配置し、
前記第1の振動体と前記第2の振動体との間に第2の電圧を印加する、
ことを特徴とする薬物の経皮導入方法。
Applying a first vibrator made of metal vibrating by ultrasonic waves to the surface of the skin, and disposing a drug between the first vibrator and the skin;
The first vibrating body is used as one electrode, and a first voltage is applied between the first vibrating body and the other electrode in contact with a part other than the part to which the first vibrating body is applied,
Applying a metal second vibrating body that vibrates by ultrasonic waves to a portion of the skin surface different from the skin surface to which the first vibrating body is applied, and applying the second vibrating body to the skin Place so that there is a drug in between,
Applying a second voltage between the first vibrator and the second vibrator;
A method for transdermally introducing a drug, comprising:
前記第1の電圧は、前記第1の振動体がマイナスに、前記電極がプラスとなる電圧であり、
前記第2の電圧は、前記第2の振動体がマイナスに、前記前記第1の振動体がプラスとなる電圧である、
請求項4記載の薬物の経皮導入方法。
The first voltage is a voltage at which the first vibrator is negative and the electrode is positive,
The second voltage is a voltage at which the second vibrator is negative and the first vibrator is positive.
A method for transdermally introducing the drug according to claim 4.
前記第1の振動体は板状であり且つ穴が設けられており、前記第2の振動体を前記穴の中に配置する、
請求項4または5記載の薬物の経皮導入方法。
The first vibrator is plate-shaped and provided with a hole, and the second vibrator is disposed in the hole.
A method for transdermally introducing the drug according to claim 4 or 5.
皮膚の表面に適用するための超音波で振動する金属製の第1の振動体と、
前記第1の振動体とは異なる皮膚の表面に適用するための超音波で振動する金属製の第2の振動体と、
電極部材と、
前記第1の振動体と前記電極部材との間、および前記第2の振動体と前記第1の振動体との間にそれぞれ電圧を印加するための電圧発生回路と、
を有することを特徴とする薬物の経皮導入装置。
A first vibrator made of metal that vibrates with an ultrasonic wave for application to the surface of the skin;
A metal second vibrator that vibrates with ultrasonic waves for application to a surface of the skin different from the first vibrator;
An electrode member;
A voltage generation circuit for applying a voltage between the first vibrating body and the electrode member, and between the second vibrating body and the first vibrating body,
A transdermal drug delivery system, comprising:
前記第1の振動体は板状であり且つ穴が設けられており、前記第2の振動体は前記穴の中に配置することが可能な形状である、
請求項7記載の薬物の経皮導入装置。
The first vibrator has a plate shape and is provided with a hole, and the second vibrator has a shape capable of being arranged in the hole.
The transdermal drug delivery system according to claim 7.
超音波で振動する振動体と皮膚の表面との間に適用される薬物保持材であって、
和紙状のペ−パテープの層内に薬物を保持させて乾燥状態としたことを特徴とする薬物保持材。
A drug holding material applied between a vibrating body that vibrates with ultrasonic waves and the surface of the skin,
A drug holding material characterized in that a drug is held in a layer of Japanese paper paper tape and is dried.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010017325A (en) * 2008-07-10 2010-01-28 Kenko Corporation Kk Ultrasonic beauty appliance equipped with iontophoretic function
KR20200129503A (en) * 2019-05-09 2020-11-18 주식회사 엘림텍 Drug delivery method using electrical stimulation and the system using the same

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