JP2007050136A - イオントフォレーシス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 生体界面に配置される第１導電型のイオン交換膜に第１導電型の薬剤イオンがドープされたタイプのイオントフォレーシス装置、或いは電解液保持部と第１導電型の薬剤イオンを含む薬剤液保持部との間に反対導電型の２枚のイオン交換膜を介在させるタイプのイオントフォレーシス装置において、製造工程の簡略化、製造の自動化、大量生産化、或いは製造コストの低減を達成する。
【解決手段】 イオントフォレーシス装置の少なくとも一つの電極構造体を、第１導電型の第１イオン交換膜／第２導電型の第２イオン交換膜の積層体、或いは第１導電型の第１イオン交換膜／半透膜／第２導電型の第２イオン交換膜の積層体からなり、これらの各膜が一体に接合された複合イオン交換膜を備えるように構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、イオン解離した薬剤イオンを、当該薬剤イオンと同一導電型の電圧により駆動して生体に投与するためのイオントフォレーシス装置に関する。

イオントフォレーシス装置は一般に、プラス又はマイナスのイオンに解離した薬剤イオンを保持する作用側電極構造体と、作用側電極構造体の対極の役割を有する非作用側電極構造体を備えており、これら両構造体を生体皮膚に当接させた状態で、作用側電極構造体に薬剤イオンと同一極性の電圧を印加することにより薬剤イオンが生体内に投与される。

特許文献１は、薬剤の投与効率が高く、通電時における薬剤の分解を防止できるイオントフォレーシス装置を開示している。

図５は、特許文献１に開示されるイオントフォレーシス装置の構成を示す説明図である。

図示されるように、特許文献１のイオントフォレーシス装置は、電源１３０から第１導電型の電圧を印加される電極１１１、電解液を保持する電解液保持部１１２、第２導電型のイオン交換膜１１３、第１導電型の薬剤イオンを含む薬剤液を保持する薬剤液保持部１１４及び第１導電型のイオン交換膜１１５を有する作用側電極構造体１１０と、電源１３０から第２導電型の電圧を印加される電極１２１、電解液を保持する電解液保持部１２２、第１導電型のイオン交換膜１２３、電解液を保持する電解液保持部１２４及び第２導電型のイオン交換膜１２５を有する非作用側電極構造体１２０とを備えている。

このイオントフォレーシス装置では、薬剤液保持部１１４と皮膚の間にイオン交換膜１１５が介在するため、生体表面又は生体内に存在するイオンであって、薬剤イオンの反対導電型に荷電したイオン（以下、「生体対イオン」という）の薬剤液保持部１１４への移行が遮断される。従って、生体対イオンの移動により消費される電流量が低減され、その結果、薬剤イオンの投与効率が上昇する。また、薬剤イオンの電解液保持部１１２への移行はイオン交換膜１１３により遮断されるため、通電の際に薬剤が電極１１１の近傍で分解することが防止される。

本願出願人は、特許文献１のイオントフォレーシス装置における作用側電極構造体１１０を更に改良したイオントフォレーシス装置を案出し、これを米国特許仮出願第６０／６９３６６８号（以下、「出願１」という）として出願している。

図６（Ａ）は、出願１において一実施形態として開示される作用側電極構造体２１０を示す説明図である。

図示されるように、作用側電極構造体２１０は、第１導電型の電圧を印加される電極２１１、電解液を保持する電解液保持部２１２、第２導電型のイオン交換膜２１３及び第１導電型のイオン交換膜２１５とから構成されており、イオン交換膜２１５には第１導電型の薬剤イオンがドープされている。

作用側電極構造体２１０を備えるイオントフォレーシス装置では、生体対イオンの移行がイオン交換膜２１５により遮断されるために薬剤の投与効率が上昇し、薬剤イオンの電解液保持部２１２への移行がイオン交換膜２１３により遮断されるために通電時における薬剤の分解が防止できるなど、特許文献１のイオントフォレーシス装置と同様の効果が達成される。

加えて、作用側電極構造体２１０を備えるイオントフォレーシス装置では、薬剤イオンが生体皮膚に最も近接して配置される部材であるイオン交換膜２１５に保持されるために薬剤の投与効率が更に上昇し、薬剤イオンがイオン交換膜２１５中のイオン交換基に結合した状態で保持されるために薬剤イオンの安定性、保存性が向上し、更に作用側電極構造体２１０の組み立てに際してウェットな状態での取り扱いが必要であった薬剤液保持部１１４が省略されているために製造工程が簡略化されるなどの追加的な効果が達成される。

本願出願人は、特許文献１のイオントフォレーシス装置の改良に係る更に他のイオントフォレーシス装置を案出し、これを特願２００５−２２２８９３号（以下、「出願２」という）として出願している。

図６（Ｂ）、（Ｃ）は、出願２において実施形態として開示される作用側電極構造体３１０及び非作用側電極構造体３２０を示す説明図である。

図示されるように作用側電極構造体３１０は、第１導電型の電圧を印加される電極３１１、電解液を保持する電解液保持部３１２、第１導電型のイオン交換膜３１３、第２導電型のイオン交換膜３１３′、第１導電型の薬剤イオンを含む薬剤液を保持する薬剤液保持部３１４及び第１導電型のイオン交換膜３１５から構成されており、非作用側電極構造体３２０は、第２導電型の電圧を印加される電極３２１、電解液を保持する電解液保持部３２２、第２導電型のイオン交換膜３２３、第１導電型のイオン交換膜３２３′、電解液を保持する電解液保持部３２４及び第２導電型のイオン交換膜３２５から構成されている。

作用側電極構造体３１０を備えるイオントフォレーシス装置では、イオン交換膜３１３′、３１５を備えるが故に、薬剤の投与効率が上昇し、通電時における薬剤の分解が防止されるなど、特許文献１のイオントフォレーシス装置と同様の効果が達成される。

加えて作用側電極構造体３１０では、電解液保持部３１２と薬剤液保持部３１４の間に反対導電型の２つのイオン交換膜３１３、３１３′が配置されているために、装置の保存中における電解液保持部３１２と薬剤液保持部３１４の間でのイオンの移行を遮断できる。従って、電解液保持部３１２の第２導電型のイオンが薬剤液保持部３１４に移行することに起因する装置の保存中における薬剤の変質を防止できるという追加的な効果が達成される。

非作用側電極構造体３２０を備えるイオントフォレーシス装置では、電解液保持部３２２と電解液保持部３２４の間に反対導電型の２つのイオン交換膜３２３、３２３′が配置されているために、装置の保存中における２つの電解液保持部３２２、３２４間でのイオンの移行を遮断できる。従って、電解液保持部３２２に電極反応の抑止や緩衝効果に優れる電解液を使用し、電解液保持部３２４に生体への安全性の高い電解液を使用するなど、それぞれに異なる組成の電解液を使用した場合に、両電解液保持部の電解液が装置の保存中に混合してしまうことを防止することができる。
国際公開第０３／０３７４２５号パンフレット

本発明は、出願１、２に開示されるイオントフォレーシス装置と同様の効果が達成されることに加えて、製造工程の簡略化という追加的な効果を達成することが可能なイオントフォレーシス装置を提供することをその目的とする。

本発明は、出願１、２に開示されるイオントフォレーシス装置と同様の効果が達成されることに加えて、製造の自動化や大量生産化を行い易いという追加的な効果を達成することが可能なイオントフォレーシス装置を提供することをもその目的とする。

本発明は、出願１、２に開示されるイオントフォレーシス装置と同様の効果が達成されることに加えて、製造コストを低減できるという追加的な効果を達成することが可能なイオントフォレーシス装置を提供することをもその目的とする。

本発明は、出願１、２に開示されるイオントフォレーシス装置に好適に使用できる複合イオン交換膜を提供することをもその目的とする。

本発明は、第１導電型の第１イオン交換膜及び前記第１イオン交換膜に積層された第２導電型の第２イオン交換膜からなり、前記第１イオン交換膜及び前記第２イオン交換膜が一体に接合された複合イオン交換膜を有する電極構造体を備えることを特徴とするイオントフォレーシス装置であり（請求項１）、第１導電型の第１イオン交換膜及び前記第１イオン交換膜に積層された第２導電型の第２イオン交換膜からなり、前記第１イオン交換膜及び前記第２イオン交換膜が一体に接合されていることを特徴とするイオントフォレーシス用複合イオン交換膜である（請求項７）。

請求項１、７における複合イオン交換膜は、第１導電型の第１イオン交換膜と、これに積層された第２導電型の第２イオン交換膜とから構成される。従って、この複合イオン交換膜は、例えば作用側電極構造体２１０におけるイオン交換膜２１３及び第１導電型のイオン交換膜２１５など、出願１に開示されるイオントフォレーシス装置の作用側電極構造体を構成する部材として使用することができる。同様に、この複合イオン交換膜は、例えば作用側電極構造体３１０又は非作用側電極構造体３２０におけるイオン交換膜３１３及びイオン交換膜３１３′、或いはイオン交換膜３２３及びイオン交換膜３２３′など、出願２に開示されるイオントフォレーシス装置の作用側電極構造体又は非作用側電極構造体を構成する部材として使用することができる。

更に、請求項１、７における複合イオン交換膜は、第１イオン交換膜と第２イオン交換膜が一体に接合された構成を有していために、上記のそれぞれの場合における作用側電極構造体や非作用側電極構造体の製造工程を簡略化させることが可能であり、製造の自動化、大量生産化、或いは製造コストの低減を図ることが可能である。

上記複合イオン交換膜における第１イオン交換膜と第２イオン交換膜の接合の方法は任意である。例えば、第１、第２イオン交換膜を重ね合わせて熱圧着することにより接合し、或いは接着剤を用いて第１、第２イオン交換膜間を接合し、或いは第１又は第２イオン交換膜上において、イオン交換樹脂を塗布、硬化させて第２又は第１イオン交換膜を製膜することにより接合するなど、多様な方法で上記接合を行うことができる。

第１、第２イオン交換膜は、少なくとも電極構造体の製造中における取り扱いにより両者が容易に分離してしまわない程度の強度をもって接合されている必要がある。

本発明は、第１導電型の第１イオン交換膜、前記第１イオン交換膜に積層された半透膜及び前記半透膜に積層された第２導電型の第２イオン交換膜からなり、前記第１イオン交換膜、前記半透膜及び前記第２イオン交換膜が一体に接合された複合イオン交換膜を有する電極構造体を備えることを特徴とするイオントフォレーシス装置とすることも可能であり（請求項２）、第１導電型の第１イオン交換膜、前記第１イオン交換膜に積層された半透膜及び前記半透膜に積層された第２導電型の第２イオン交換膜からなり、前記第１イオン交換膜、前記半透膜及び前記第２イオン交換膜が一体に接合されていることを特徴とするイオントフォレーシス用複合イオン交換膜とすることも可能である（請求項８）。

請求項２、８における複合イオン交換膜は、第１導電型の第１イオン交換膜、半透膜及び第２導電型の第２イオン交換膜が積層されて構成されているために、出願１に開示されるイオントフォレーシス装置の作用側電極構造体を構成する部材として使用することができ、或いは出願２に開示されるイオントフォレーシス装置の作用側電極構造体又は非作用側電極構造体を構成する部材として使用することができる。

更に、請求項２、８における複合イオン交換膜は、第１イオン交換膜、半透膜及び第２イオン交換膜が一体に接合された構成を有しているために、上記のそれぞれの場合における作用側電極構造体や非作用側電極構造体の製造工程を簡略化させることが可能であり、製造の自動化、大量生産化、或いは製造コストの低減を図ることが可能である。

上記複合イオン交換膜における第１イオン交換膜、半透膜及び第２イオン交換膜の接合の方法は任意である。例えば、これら３つの膜を重ね合わせて熱圧着することにより接合し、或いは第１イオン交換膜と半透膜の界面、半透膜と第２イオン交換膜の界面に介在させた接着剤によりこれらを接合し、或いは半透膜の両面に、イオン交換樹脂を塗布、硬化させて第１、第２イオン交換膜を製膜することで接合するなど、多様な方法で上記接合を行うことができる。

第１イオン交換膜、半透膜及び第２イオン交換膜は、少なくとも電極構造体の製造中における取り扱いにより、それぞれが容易に分離してしまわない程度の強度をもって接合されている必要がある。

イオントフォレーシス装置は、上記の通り、生体に投与すべき薬剤を保持する作用側電極構造体と、その対極としての役割を有する非作用側電極構造体とを有することが通常であるが、その場合には、作用側電極構造体と非作用側電極構造体の少なくとも一方が上記複合イオン交換膜を備えるイオントフォレーシス装置が上記請求項１、２のイオントフォレーシス装置であり、好ましくはその双方が上記複合イオン交換膜を備えるものとすることができる。また請求項７、８の複合イオン交換膜は、上記の場合における作用側電極構造体と非作用側電極構造体の少なくとも一方に使用され、好ましくはその双方に使用される。

イオントフォレーシス装置の種類によっては、電源の両極に接続される２つの電極構造体の双方に生体に投与すべき薬剤が保持される場合があり（この場合は双方の電極構造体が、作用側電極構造体であるとともに非作用側電極構造体である）、或いは電源のそれぞれの極に複数の電極構造体が接続される場合もあるが、そのような場合は、これらの電極構造体の少なくとも一つが上記複合イオン交換膜を備えるイオントフォレーシス装置が上記請求項１、２のイオントフォレーシス装置であり、好ましくはその全てが上記複合イオン交換膜を備えるものとすることができる。また請求項７、８の複合イオン交換膜は、上記の場合における少なくとも一つの電極構造体に使用され、好ましくはその全てに使用される。

請求項１又は２の発明においては、
前記電極構造体が、
第１電極と、
前記第１電極に接触する電解液を保持する第１電解液保持部とを更に有し、
前記複合イオン交換膜が前記第１電解液保持部の前面側に配置され、
前記第１イオン交換膜が前記第２イオン交換膜の前面側に配置され、
前記第１イオン交換膜に第１導電型の薬剤イオンがドープされているものとすることもできる（請求項３）。

請求項３のイオントフォレーシス装置では、出願１に係るイオントフォレーシス装置と同様の効果が達成される。

即ち、第１イオン交換膜の作用により、生体対イオンの第１イオン交換膜側への移行が遮断されるために薬剤イオンの投与効率が向上し、第２イオン交換膜の作用により、薬剤イオンの電解液保持部への移行が遮断されるために通電時における薬剤の分解が防止され、薬剤イオンが生体皮膚に最も近接する部材である第１イオン交換膜にドープされているために薬剤の投与効率が一層上昇し、薬剤イオンが第１イオン交換膜のイオン交換基にイオン結合した状態で保持されるために薬剤イオンの安定性、保存性が向上し、ウェットな状態での取り扱いが必要となる薬剤液保持部を備えないために製造工程が簡略化されるなどの効果が達成される。

加えて、請求項３のイオントフォレーシス装置では、複合イオン交換膜が一体に接合された構成を有しているため、製造工程を更に簡略化し、製造の自動化、大量生産化を容易なものとし、製造コストを低減することが可能になるという追加的な効果が達成される。

請求項１又は２の発明においては、
前記電極構造体が、
第１電極と、
前記第１電極に接触する電解液を保持する第１電解液保持部と、
前記第１電解液保持部の前面側に配置され、第１導電型の薬剤イオンを含む薬剤液を保持する薬剤液保持部と更に備え、
前記複合イオン交換膜が前記第１電解液保持部と前記薬剤液保持部の間に配置されているものとすることもできる（請求項４）。

請求項４のイオントフォレーシス装置では、出願２に係るイオントフォレーシス装置と同様の効果が達成される。

即ち、薬剤液保持部と電解液保持部の間に第１導電型の第１イオン交換膜及び第２導電型の第２イオン交換膜を有する複合イオン交換膜が配置されるため、薬剤イオンの電解液保持部への移行、及び電解液保持部の第２導電型のイオンの薬剤液保持部への移行が遮断され、通電時における薬剤の分解や、装置の保存中における薬剤の変質が防止される。

加えて、請求項４のイオントフォレーシス装置では、上記の効果に加え、複合イオン交換膜が一体に接合された構成を有しているため、製造工程を更に簡略化し、製造の自動化、大量生産化を容易なものとし、製造コストを低減することが可能になるという追加的な効果が達成される。

本発明は、第１導電型の薬剤イオンを保持する作用側電極構造体と、
前記作用側電極構造体の対極としての非作用側電極構造体とを備えるイオントフォレーシス装置であって、
前記非作用側電極構造体が、
第２電極と、
前記第２電極に接触する電解液を保持する第２電解液保持部と、
前記第２電解液保持部の前面側に配置された電解液を保持する第３電解液保持部と、
前記第２電解液保持部と前記第３電解液保持部の間に配置された複合イオン交換膜であって、第１導電型の第１イオン交換膜及び前記第１イオン交換膜に積層された第２導電型の第２イオン交換膜からなり、前記第１イオン交換膜及び前記第２イオン交換膜が一体に接合された前記複合イオン交換膜とを有することを特徴とするイオントフォレーシス装置とすることもできる（請求項５）。

請求項５のイオントフォレーシス装置では、第２、第３電解液保持部の間に第１導電型の第１イオン交換膜及び第２導電型の第２イオン交換膜を有する複合イオン交換膜が配置されるため、両電解液保持部の電解液に含まれるイオンの両電解液保持部間での移行が遮断される。従って、第２電解液保持部に電極反応の抑止や緩衝効果に優れる電解液を使用し、第３電解液保持部に生体への安全性の高い電解液を使用するなど、両電解液保持部に異なる組成の電解液を使用した場合に、両電解液保持部の電解液が装置の保存中に混合してしまうことが防止される。

本発明は、第１導電型の薬剤イオンを保持する作用側電極構造体と、
前記作用側電極構造体の対極としての非作用側電極構造体とを備えるイオントフォレーシス装置であって、
前記非作用側電極構造体が、
第２電極と、
前記第２電極に接触する電解液を保持する第２電解液保持部と、
前記第２電解液保持部の前面側に配置された電解液を保持する第３電解液保持部と、
前記第２電解液保持部と前記第３電解液保持部の間に配置された複合イオン交換膜であって、第１導電型の第１イオン交換膜、前記第１イオン交換膜に積層された半透膜及び前記半透膜に積層された第２導電型の第２イオン交換膜からなり、前記第１イオン交換膜、前記半透膜及び前記第２イオン交換膜が一体に接合された前記複合イオン交換膜とを有することを特徴とするイオントフォレーシス装置とすることも可能である（請求項６）。

請求項６のイオントフォレーシス装置では、請求項５と同様の効果が達成されることに加え、第１、第２イオン交換膜の間に半透膜が配置されているために、通電の際に第１、第２イオン交換膜の間で水の電気分解を生じることが防止される。

本明細書において「薬剤」の語は、調製されているか否かに関わらず、一定の薬効又は薬理作用を有し、病気の治療、回復又は予防、健康の増進又は維持、或いは美容の増進又は維持などの目的で生体に適用される物質の意味で用いている。

本明細書における「薬剤イオン」は、薬剤がイオン解離することにより生じるイオンであって、薬効又は薬理作用を担うイオンを意味し、「薬剤対イオン」は、薬剤イオンの対イオンを意味する。薬剤の薬剤イオンへの解離は、薬剤を水、アルコール類、酸、アルカリなどの溶媒に溶解させることにより生じるものであっても良く、更に電圧の印加やイオン化剤の添加等を行うことにより生じるものであっても良い。

本明細書における「薬剤液」は、薬剤を溶解させた液体状の溶液だけでなく、溶媒中において薬剤の少なくとも一部が薬剤イオンに解離する限り、薬剤を溶媒に懸濁又は乳濁させたもの、軟膏状又はペースト状に調整されたものなど各種の状態のものを含む。

本明細書における「皮膚」は、イオントフォレーシスによる薬剤投与を行い得る生体表面を意味しており、例えば口腔内の粘膜なども含まれる。「生体」は人又は動物を意味する。

本発明における「第１導電型」は、プラス又はマイナスの電気極性を意味し、「第２導電型」は第１導電型と反対の導電型（マイナス又はプラス）を意味する。

本発明における電解液保持部の電解液に含まれる第１電解イオン、第２電解イオンは必ずしもそれぞれ単一種類である必要はなく、いずれか一方又は双方が複数種類であっても構わない。同様に、薬剤液保持部に含まれる薬剤イオン、或いは第１イオン交換膜にドープされる薬剤イオンは必ずしも単一種類である必要はなく、複数種類であっても構わない。

イオン交換膜には、イオン交換樹脂を膜状に形成したものの他、イオン交換樹脂をバインダーポリマー中に分散させ、これを加熱成型などにより製膜することで得られる不均質イオン交換膜や、イオン交換基を導入可能な単量体、架橋性単量体、重合開始剤などからなる組成物や、イオン交換基を導入可能な官能基を有する樹脂を溶媒に溶解させたものを、布や網、或いは多孔質フィルムなどの基材に含浸充填させ、重合又は溶媒除去を行った後にイオン交換基の導入処理を行うことにより得られる均質イオン交換膜など各種のものが知られている。本発明のイオン交換膜には、これらの任意のイオン交換膜が使用できるが、これらのうち、多孔質フィルムの孔中にイオン交換樹脂を充填したタイプのイオン交換膜が特に好適に使用される。

より具体的には、カチオン交換膜としては、（株）トクヤマ製ネオセプタＣＭ−１、ＣＭ−２、ＣＭＸ、ＣＭＳ、ＣＭＢなどの陽イオン交換基が導入されたイオン交換膜が使用でき、アニオン交換膜としては、例えば、（株）トクヤマ製ネオセプタＡＭ−１、ＡＭ−３、ＡＭＸ、ＡＨＡ、ＡＣＨ、ＡＣＳなどの陰イオン交換基が導入されたイオン交換膜を使用できる。

本明細書における「第１導電型のイオン交換膜」は、第１導電型のイオンを選択的に通過させる機能を有するイオン交換膜、即ち、第１導電型のイオンが、第２導電型のイオンよりも通過し易いイオン交換膜を意味する。第１導電型がプラスである場合には「第１導電型のイオン交換膜」はカチオン交換膜であり、第１導電型がマイナスである場合には「第１導電型のイオン交換膜」はアニオン交換膜である。

同様に、「第２導電型のイオン交換膜」は、第２導電型のイオンを選択的に通過させる機能を有するイオン交換膜、即ち、第２導電型のイオンが、第１導電型のイオンよりも通過し易いイオン交換膜を意味する。第２導電型がプラスである場合には「第２導電型のイオン交換膜」はカチオン交換膜であり、第２導電型がマイナスである場合には「第２導電型のイオン交換膜」はアニオン交換膜である。

カチオン交換膜に導入される陽イオン交換基としては、スルホン酸基、カルボン酸基、ホスホン酸基等を挙げることができ、強酸性基であるスルホン酸基を使用することにより、輸率の高いカチオン交換膜を得ることができるなど、導入する陽イオン交換基の種類によってイオン交換膜の輸率を制御することが可能である。

アニオン交換膜に導入される陰イオン交換基としては、１〜３級アミノ基、４級アンモニウム基、ピリジル基、イミダゾール基、４級ピリジニウム基、４級イミダゾリウム基等を挙げることができ、強塩基性基である４級アンモニウム基や４級ピリジニウム基を使用することにより、輸率の高いアニオン交換膜を得ることができるなど、導入する陰イオン交換基の種類によってイオン交換膜の輸率を制御することが可能である。

陽イオン交換基の導入処理としては、スルホン化、クロロスルホン化、ホスホニウム化、加水分解などの種々の手法が、また陰イオン交換基の導入処理としては、アミノ化、アルキル化などの種々の手法が知られているが、このイオン交換基の導入処理の条件を調整することにより、イオン交換膜の輸率を調整することが可能である。

また、イオン交換膜中のイオン交換樹脂量や膜のポアサイズなどによってもイオン交換膜の輸率を調整することが可能である。例えば、多孔質フィルム中にイオン交換樹脂が充填されたタイプのイオン交換膜の場合にあっては、０．００５〜５．０μｍ、より好ましくは０．０１〜２．０μｍ、最も好ましくは０．０２〜０．２μｍの平均孔径（バブルポイント法（ＪＩＳ Ｋ３８３２−１９９０）に準拠して測定される平均流孔径）の多数の小孔が、２０〜９５％、より好ましくは３０〜９０％、最も好ましくは３０〜６０％の空隙率で形成された５〜１４０μｍ、より好ましくは１０〜１２０μｍ、最も好ましくは１５〜５５μｍの膜厚を有する多孔質フィルムを使用し、５〜９５質量％、より好ましくは１０〜９０質量％、特に好ましくは２０〜６０質量％の充填率でイオン交換樹脂を充填させたイオン交換膜を使用することができるが、これらの多孔質フィルムが有する小孔の平均孔径、空隙率、イオン交換樹脂の充填率によってもイオン交換膜の輸率を調整することが可能である。

本明細書において第１導電型又は第２導電型のイオン交換膜について述べる「イオンの通過の遮断」は、必ずしも一切のイオンを通過させないことを意味するのではなく、例えば、ある程度の速度をもってイオンの通過が生じる場合であっても、その程度が小さいが故に実用上十分な期間に渡って装置を保存しても通電の際に薬剤の電極近傍での変質が生じない程度に薬剤イオンの通過が抑制され、或いは薬剤の投与効率を十分に高めることができる程度に生体対イオンの通過が抑制される場合などが含まれる。

同様に、本明細書において第１導電型又は第２導電型のイオン交換膜について述べる「イオンの通過の許容」は、イオンの通過に一切の制約が生じないことを意味するのではなく、イオンの通過がある程度制限される場合であっても、反対導電型のイオンに比較して十分に高い速度又は量をもって通過させる場合を含む。

本明細書において半透膜や接着剤について述べる「イオン又は分子の通過の遮断」、「イオン又は分子の通過の許容」も上記と同様であり、イオンや分子を一切通過させないことや、イオンや分子の通過に一切の制限を生じないことを意味するものではない。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明に係るイオントフォレーシス装置Ｘの概略構成を示す説明図である。

なお、以下では、説明の便宜上、薬効成分がプラスの薬剤イオンに解離する薬剤（例えば、塩酸リドカインや塩酸モルヒネなど）を投与するためのイオントフォレーシス装置を例として説明するが、薬効成分がマイナスの薬剤イオンに解離する薬剤（例えば、アスコルビン酸など）を投与するためのイオントフォレーシス装置の場合は、以下の説明における電源の極、各イオン交換膜の導電型、及びドーピング層やカチオン交換膜にドープされるイオンの導電型を逆転させることで、以下の実施態様と実質的に同一の効果を達成できるイオントフォレーシス装置を構成することができる。

図示されるように、イオントフォレーシス装置Ｘは、電源３０と、電源３０のプラス極と給電線３１により接続された作用側電極構造体１０及び電源３０のマイナス極と給電線３２により接続された非作用側電極構造体２０から構成されている。

作用側電極構造体１０及び非作用側電極構造体２０は、その内部に以下に述べる各種の構造を収容できる空間が形成され、下面１６ｂ、２６ｂが開放された容器１６、２６を備えている。この容器１６、２６はプラスチックなどの任意の素材から形成することができるが、好ましくは内部からの水分の蒸発や外部からの異物の侵入を防ぐことができ、生体の動きや皮膚の凹凸に追随できる柔軟な素材から形成される。また容器１６、２６の下面１６ｂ、２６ｂには、イオントフォレーシス装置Ｘの保存中における水分の蒸発や異物の混入を防ぐための適宜の材料からなる取り外し可能なライナーを貼付することができ、容器１６、２６の下端縁１６ｅ、２６ｅには、薬剤投与の際に皮膚との密着性を高めるための粘着剤層を設けることが可能である。

電源３０としては、電池、定電圧装置、定電流装置、定電圧・定電流装置などを使用することができるが、０．０１〜１．０ｍＡ／ｃｍ^２、好ましくは、０．０１〜０．５ｍＡ／ｃｍ^２の範囲で電流調整が可能であり、５０Ｖ以下、好ましくは、３０Ｖ以下の安全な電圧条件で動作する定電流装置を使用することが好ましい。

図２（Ａ）、（Ｂ）は、上記イオントフォレーシス装置Ｘの作用側電極構造体１０として使用することができる作用側電極構造体１０ａ、１０ｂの構成を示す断面説明図である。

作用側電極構造体１０ａは、電源３０の給電線３１に接続される電極１１と、電極１１に接触する電解液を保持する電解液保持部１２と、電解液保持部１２の前面側に配置された複合イオン交換膜１５ａを有している。

複合イオン交換膜１５ａは、電解液保持部１２の電解液に接触して配置されるアニオン交換膜１５Ａと、アニオン交換膜１５Ａの前面側に配置され、プラスの薬剤イオンがドープされたカチオン交換膜１５Ｃから構成されており、アニオン交換膜１５Ａとカチオン交換膜１５Ｃは接合されている。

アニオン交換膜１５Ａとカチオン交換膜１５Ｃの接合方法は任意であるが、その例としては、熱圧着により両者を接合する方法、アニオン交換膜１５Ａ上においてカチオン交換樹脂を塗布、硬化させてカチオン交換膜１５Ｃを製膜し、或いはカチオン交換膜１５Ｃ上においてアニオン交換樹脂を塗布、硬化させてアニオン交換膜１５Ａを製膜することで接合する方法、アニオン交換膜１５Ａとカチオン交換膜１５Ｃの間に接着剤を塗布し、この接着剤により接合する方法などを挙げることができる。

カチオン交換膜１５Ｃへの薬剤イオンのドープは、薬剤イオンを含む薬剤液にカチオン交換膜１５Ｃを浸漬することにより行うことができる。カチオン交換膜１５Ｃへの薬剤イオンのドープ量は、このときの薬剤液中の薬剤イオンの濃度や、浸漬時間、浸漬回数などにより制御することができる。カチオン交換膜１５Ｃへの薬剤イオンのドープは、アニオン交換膜１５Ａとの接合の前後のいずれの段階において行っても構わない。

作用側電極構造体１０ａでは、後述のように、電極１１にプラスの電圧を印加した際に、電解液保持部１２のプラスイオンがアニオン交換膜１５Ａを通過できることが必要であるめ、アニオン交換膜には、例えば０．７〜０．９８など、ある程度輸率の低いものが使用される。

ここでのアニオン交換膜１５Ａの輸率は、電解液保持部１２の電解液と、適当な濃度の薬剤イオンを含む薬剤液（例えば、上記カチオン交換膜１５Ｃへの薬剤イオンのドープに使用した薬剤液）の間にアニオン交換膜１５Ａを配置した状態で、電解液側に第１導電型の電圧を印加したときにアニオン交換膜１５Ａを介して運ばれる総電荷のうち、薬剤液中のマイナスイオンがアニオン交換膜１５Ａを通過することにより運ばれる電荷量の割合として定義される。

同様の理由で、アニオン交換膜１５Ａとカチオン交換膜１５Ｃの接合に接着剤を用いる場合には、その接着剤が、少なくとも電解液保持部１２の電解液中のプラスイオンを通過させる特性を有していることが必要である。

電解液保持部１２は、任意の電解質を溶解した電解液を保持することができるが、水の電気分解よりも酸化電位の低い電解質を使用し、或いは複数種類の電解質を溶解した緩衝電解液とすることで、通電の際に酸素ガスや水素イオンが発生することを抑制し、或いは水素イオンの発生によるｐＨ変化を抑制することができる。

また電解液保持部１２のプラスイオンの移動度が、カチオン交換膜１５Ｃにドープされた薬剤イオンより大きい場合には、そのプラスイオンが薬剤イオンに優先して生体に移行して薬剤イオンの投与効率を低下させる可能性があるため、電解液保持部１２の電解液は、薬剤イオンよりも移動度の大きいプラスイオンを含まない組成とすることが好ましい。

電解液保持部１２は、電解液を液体状体で保持することができ、ガーゼ、濾紙、水性ゲルなどの適当な吸収性の担体に含浸させて保持することもできる。

作用側電極構造体１０ａを備えるイオントフォレーシス装置Ｘでは、出願１に開示されるイオントフォレーシス装置と同様のメカニズムにより薬剤イオンの投与が行われる。

即ち、カチオン交換膜１５Ｃを生体皮膚に当接させて電極１１にプラスの電圧を印加することにより、カチオン交換膜１５Ｃにドープされた薬剤イオンが生体に移行する。また、電解液保持部１２のプラスイオンがアニオン交換膜１５Ａを介してカチオン交換膜１５Ｃに移行し、生体に移行した薬剤イオンを置換する。

作用側電極構造体１０ａを備えるイオントフォレーシス装置Ｘは、出願１に開示されるイオントフォレーシス装置と同様、下記（１）〜（４）の効果を達成することができる。
（１）保存中における薬剤イオンの電解液保持部１２への移行がアニオン交換膜１５Ａにより遮断されるため、通電時における薬剤イオンの電極１１近傍での分解を防止することができる。なお、上記のようにある程度輸率の低い（輸率が０．７〜０．９８の）アニオン交換膜１５Ａを使用した場合でも、保存中の（無通電の状態での）薬剤イオンの電解液保持部１２への移行は十分に抑制することができる。
（２）薬剤の投与に際して、カチオン交換膜１５Ｃは、マイナスに帯電した生体対イオンの侵入を遮断するため、薬剤の投与効率を上昇させることができる。
（３）薬剤イオンが生体皮膚に最も近接して配置される部材であるカチオン交換膜１５Ｃにドープされているため、薬剤の投与効率を更に上昇させることができる。
（４）薬剤イオンは、カチオン交換膜１５Ｃ中のイオン交換基にイオン結合した状態で保持されるために、変質などに対する安定性、保存性が向上する。従って、装置の保存期間を延長でき、或いは安定化剤、抗菌剤、防腐剤などが不要となり、又はその使用量を低減させることができる。

作用側電極構造体１０ａを備えるイオントフォレーシス装置Ｘでは更に、アニオン交換膜１５Ａとカチオン交換膜１５Ｃが接合により一体化された複合イオン交換膜１５ａが使用されているため、作用側電極構造体１０ａの組み立て作業を容易化でき、製造の自動化、大量生産化が容易となり、製造コストを低減することが可能になるという追加的な効果が達成される。

なお、作用側電極構造体１０ａでは、通電の際にアニオン交換膜１５Ａとカチオン交換膜１５Ｃの間において水の電気分解が生じる場合があり、その場合には、薬剤の投与効率の低下や生体界面におけるｐＨ変動を生じることになるため、上記水の電気分解が生じないように、或いはこれを許容範囲に納めることができるように通電条件、或いはアニオン交換膜１５Ａ、カチオン交換膜１５Ｃの輸率などを調整することが望ましい。

作用側電極構造体１０ｂは、複合イオン交換膜１５ａに代えて、複合イオン交換膜１５ｂを備える点を除いて作用側電極構造体１０ａと同一の構成を有している。

複合イオン交換膜１５ｂは、アニオン交換膜１５Ａと、アニオン交換膜１５Ａの前面側に配置された半透膜１５Ｓと、半透膜１５Ｓの前面側に配置され、薬剤イオンがドープされたカチオン交換膜１５Ｃとからなり、アニオン交換膜１５Ａ、半透膜１５Ｓ及びカチオン交換膜１５Ｃは一体に接合されている。

この接合は、複合イオン交換膜１５ａについて上記したと同一の方法により行うことができる。即ち、熱圧着による接合、半透膜１５Ｓ上におけるアニオン交換膜１５Ａ及び／又はカチオン交換膜１５Ｃの製膜、或いは接着剤による接合などの方法を採ることができる。

カチオン交換膜１５Ｃへの薬剤イオンのドープは、複合イオン交換膜１５ａについて上記したと同様の方法で行うことができる。

半透膜１５Ｓには、電解液保持部１２の電解液中のプラスイオンの通過を許容できる特性を有する任意の半透膜を使用することができ、例えば、アクリル系、ポリウレタン系などの水性ゲルや、濾紙、分画分子量膜などの濾過膜を使用することができる。

作用側電極構造体１０ｂは、作用側電極構造体１０ａについて上記したと同様の効果を達成できることに加え、アニオン交換膜１５Ａとカチオン交換膜１５Ｃが半透膜１５Ｓにより離間されているために、アニオン交換膜１５Ａとカチオン交換膜１５Ｃの間での水の電気分解の発生を防止又は抑制できるという追加的な効果が達成される。

図３（Ａ）〜（Ｆ）は、上記イオントフォレーシス装置Ｘの作用側電極構造体１０として使用することができる他の態様の作用側電極構造体１０ｃ〜１０ｈの構成を示す断面説明図である。

作用側電極構造体１０ｃは、電源３０の給電線３１に接続される電極１１と、電極１１に接触する電解液を保持する電解液保持部１２と、その前面側に配置された複合イオン交換膜１３ｃと、その前面側に配置された薬剤液を保持する薬剤液保持部１４とを備えている。

複合イオン交換膜１３ｃは、電解液保持部１２の電解液に接触して配置されるアニオン交換膜１３Ａと、薬剤液保持部１４の薬剤液に接触して配置されるカチオン交換膜１３Ｃから構成され、アニオン交換膜１３Ａとカチオン交換膜１３Ｃは、複合イオン交換膜１５ａと同様の態様で一体に接合されている。

複合イオン交換膜１３ｃは、通電時に電解液保持部１２のプラスイオン及び／又は薬剤液保持部１４のマイナスイオンの通過を許容する特性を有していることが必要であるため、アニオン交換膜１３Ａ、カチオン交換膜１３Ｃの少なくとも一方には、例えば０．７〜０．９８など、ある程度輸率の低いものが使用される。

ここでのアニオン交換膜１３Ａの輸率は、電解液保持部１２の電解液と、薬剤液保持部１４の薬剤液の間にアニオン交換膜１３Ａを配置した状態で、電解液側にプラスの電圧を印加したときにアニオン交換膜１３Ａを介して運ばれる総電荷のうち、薬剤液中のマイナスイオンがアニオン交換膜１３Ａを通過することにより運ばれる電荷量の割合として定義され、カチオン交換膜１３Ｃの輸率は、電解液保持部１２の電解液と、薬剤液保持部１４の薬剤液の間にカチオン交換膜１３Ｃを配置した状態で、電解液側にプラスの電圧を印加したときにカチオン交換膜１３Ｃを介して運ばれる総電荷のうち、電解液中のプラスイオンがカチオン交換膜１３Ｃを通過することにより運ばれる電荷量の割合として定義される。

電解液保持部１２は、任意の電解質を溶解した電解液を保持することができるが、水の電気分解よりも酸化電位の低い電解質を使用し、或いは複数種類の電解質を溶解した緩衝電解液とすることで、通電の際に酸素ガスや水素イオンが発生することを抑制し、或いは水素イオンの発生によるｐＨ変化を抑制することができる。

薬剤液保持部１４には、薬効成分がプラスの薬剤イオンに解離する薬剤の溶液が薬剤液として保持される。薬剤液保持部１４は、薬剤液を液体状態で保持することができ、或いはガーゼ、濾紙、水性ゲルなどの適当な吸収性の担体に含浸させて保持することもできる。

作用側電極構造体１０ｃを備えるイオントフォレーシス装置Ｘでは、出願２に開示されるイオントフォレーシス装置と同様、薬剤液保持部１４を生体皮膚に当接させた状態で電極１１にプラスの電圧を印加することで、薬剤イオンの生体への投与が行われる。

作用側電極構造体１０ｃを備えるイオントフォレーシス装置Ｘは、出願２に開示されるイオントフォレーシス装置と同様の効果を達成することができる。

即ち、電解液保持部１２と薬剤液保持部１４の間に反対導電型の２つのイオン交換膜１３Ａ、１３Ｃが配置されているために、装置の保存中における薬剤液保持部１４の薬剤イオンの電解液保持部１２への移行、及び電解液保持部１２のマイナスイオンの薬剤液保持部１４への移行が遮断される。従って、通電の際の電極１１近傍における薬剤の分解が防止され、装置の保存中における薬剤液保持部１４中での薬剤の変質を防止できる。

なお、上記のような輸率の低い（輸率が０．７〜０．９８の）アニオン交換膜１３Ａ又はカチオン交換膜１３Ｃを使用した場合でも、装置の保存中における薬剤イオン又は電解液保持部１２のマイナスイオンの移行は十分に抑制することができる。

更に、作用側電極構造体１０ｃを備えるイオントフォレーシス装置Ｘでは、アニオン交換膜１３Ａとカチオン交換膜１３Ｃが接合により一体化された複合イオン交換膜１３ｃが使用されているため、作用側電極構造体１０ｃの組み立て作業を容易化でき、製造の自動化、大量生産化が容易となり、製造コストを低減することが可能になるという追加的な効果が達成される。

なお、作用側電極構造体１０ｃでは、アニオン交換膜１３Ａとカチオン交換膜１３Ｃの間において水の電気分解が生じる場合があり、その場合には、薬剤の投与効率の低下や生体界面におけるｐＨ変動を生じることになるため、上記水の電気分解が生じないように、或いはこれを許容範囲に納めることができるように通電条件、或いはアニオン交換膜１３Ａ、カチオン交換膜１３Ｃの輸率などを調整することが望ましい。

作用側電極構造体１０ｄは、複合イオン交換膜１３ｃに代えて、複合イオン交換膜１３ｄを備える点を除いて作用側電極構造体１０ｃと同一の構成を有している。

複合イオン交換膜１３ｄは、アニオン交換膜１３Ａと、アニオン交換膜１３Ａの前面側に配置された半透膜１３Ｓと、半透膜１３Ｓの前面側に配置されたカチオン交換膜１３Ｃとからなり、アニオン交換膜１３Ａ、半透膜１３Ｓ及びカチオン交換膜１３Ｃは一体に接合されている。

この接合は、複合イオン交換膜１５ａについて上記したと同一の方法により行うことができる。

アニオン交換膜１３Ａ、カチオン交換膜１３Ｃには、複合イオン交換膜１３ｃと同様のアニオン交換膜１３Ａ、カチオン交換膜１３Ｃを使用することができる。

半透膜１３Ｓには、少なくとも電解液保持部１２の電解液中のプラスイオンを通過させる特性を有している限り任意の膜を使用することができ、例えば、アクリル系、ポリウレタン系などの水性ゲルや、濾紙、分画分子量膜などの濾過膜を使用することができる。

作用側電極構造体１０ｄは、作用側電極構造体１０ｃについて上記したと同様にして使用され、同様の効果を達成できる。更に作用側電極構造体１０ｄでは、アニオン交換膜１３Ａとカチオン交換膜１３Ｃが半透膜１３Ｓにより離間されているために、アニオン交換膜１３Ａとカチオン交換膜１３Ｃの間での水の電気分解の発生を防止又は抑制できるという追加的な効果が達成される。

作用側電極構造体１０ｅ、１０ｆは、複合イオン交換膜１３ｅ、１３ｆの向きが作用側電極構造体１０ｃ、１０ｄの場合と逆になっている点を除いて、作用側電極構造体１０ｃ、１０ｄと同様の構成を有している。

即ち、作用側電極構造体１０ｅ、１０ｆでは、カチオン交換膜１３Ｃが電解液保持部１２の電解液に接触するように配置され、アニオン交換膜１３Ａが薬剤液保持部１４の薬剤液に接触するように配置されている。

作用側電極構造体１０ｅ、１０ｆを備えるイオントフォレーシス装置Ｘは、作用側電極構造体１０ｃ、１０ｄを備えるイオントフォレーシス装置Ｘについて上記したと同様の効果を達成する。

加えて作用側電極構造体１０ｅ、１０ｆでは、電極１１に印可される電圧（プラス）と同一導電型のイオン交換膜（カチオン交換膜１３Ｃ）が電極１１に近い側に配置され、その反対導電型のイオン交換膜（アニオン交換膜１３Ａ）が電極１１に遠い側に配置されているために、作用側電極構造体１０ｃ、１０ｄの場合よりもアニオン交換膜１３Ａとカチオン交換膜１３Ｃの間での水の電気分解が生じ難くなるという追加的な効果が達成される。

作用側電極構造体１０ｇ、１０ｈは、それぞれ作用側電極構造体１０ｅ、１０ｆと同様の構成を有することに加えて、薬剤液保持部１４の前面側にカチオン交換膜１５を有している。

作用側電極構造体１０ｇ、１０ｈを備えるイオントフォレーシス装置Ｘでは、カチオン交換膜１５を生体皮膚に当接させた状態で電極１１にプラスの電圧を印加することで、薬剤イオンの生体への投与が行われる。

作用側電極構造体１０ｇ、１０ｈを備えるイオントフォレーシス装置Ｘは、作用側電極構造体１０ｅ、１０ｆを備えるイオントフォレーシス装置Ｘについて上記した効果を達成できることに加え、カチオン交換膜１５により生体対イオンの薬剤液保持部１４への移行が遮断されるために、薬剤の投与効率が上昇するという追加的な効果を達成することができる。

なお、図示はしないが、作用側電極構造体１０ｃ、１０ｄの薬剤液保持部１４の前面側にカチオン交換膜を配置した作用側電極構造体（この作用側電極構造体を、それぞれ「作用側電極構造体１０ｉ」、「作用側電極構造体１０ｊ」という）も同様に、作用側電極構造体１０ｃ、１０ｄについて上記した効果に加え、薬剤の投与効率の上昇という追加的な作用効果が達成される。

作用側電極構造体１０ｃ、１０ｅ、１０ｇにおいては、アニオン交換膜１３Ａ及びカチオン交換膜１３Ｃのいずれか一方が、電解液保持部１２中の電解質の分子及び／又は薬剤液保持部１４中の薬剤の分子の通過を遮断できる分子量分画特性を有するものとすることが可能であり、これにより、装置の保存中に未解離の電解質分子及び／又は薬剤分子がそれぞれ薬剤液保持部１４又は電解液保持部１２に移行し、その結果、薬剤液保持部１４における薬剤の変質や通電の際における電極１１近傍での薬剤の分解を生じることを防止することができる。

作用側電極構造体１０ｄ、１０ｆ、１０ｈにおいても、アニオン交換膜１３Ａ、半透膜１３Ｓ及びカチオン交換膜１３Ｃのいずれかが、電解液保持部１２中の電解質の分子及び／又は薬剤液保持部１４中の薬剤の分子の通過を遮断できる分子量分画特性を有するものとすることが可能であり、これにより上記と同様の効果を達成できる。

図４（Ａ）〜（Ｄ）は、イオントフォレーシス装置Ｘの非作用側電極構造体２０として使用することができる非作用側電極構造体２０ａ〜２０ｄの構成を示す断面説明図である。

非作用側電極構造体２０ａは、電源３０の給電線３２に接続される電極２１と、電極２１に接触する電解液を保持する電解液保持部２２と、その前面側に配置され、複合イオン交換膜１３ｅと同様の構成を有する複合イオン交換膜２３ａと、その前面側に配置された電解液を保持する電解液保持部２４と、その前面側に配置されたアニオン交換膜２５を備えている。

電解液保持部２２、２４には任意の組成の電解液を保持することが可能であるが、電解液保持部２２、２４にそれぞれ異なる組成の電解液を保持させることで、好ましい性能を有するイオントフォレーシス装置を提供できる。例えば、電解液保持部２２には、水の電気分解よりも酸化電位の低い電解質を使用し、或いは複数種類の電解質を溶解した緩衝電解液を使用するなど、電極２１における電極反応の防止機能やｐＨ変動に対する抑制機能に優れる電解液を使用する一方、電解液保持部２４には、生体への安全性に優れる電解液を使用することが可能である。

そして、そのような異なる組成の電解液を電解液保持部２２、２４が保持されている場合においては、電解液保持部２２と電解液保持部２４の間に反対導電型の２つのイオン交換膜２３Ａ及び２３Ｃを有する複合イオン交換膜２３ａを配置することにより、装置の保存中における両電解液保持部２２、２４中の電解液が混合してしまうことが防止できるという効果が達成される。

更に、非作用側電極構造体２０ａを備えるイオントフォレーシス装置Ｘでは、アニオン交換膜２３Ａとカチオン交換膜２３Ｃが接合により一体化された複合イオン交換膜２３ａが使用されているため、非作用側電極構造体２０ａの組み立て作業を容易化でき、製造の自動化、大量生産化が容易となり、製造コストを低減することが可能になるという追加的な効果が達成される。

非作用側電極構造体２０ｂは、複合イオン交換膜２３ａに代えて、複合イオン交換膜２３ｂを備える点を除いて非作用側電極構造体２０ａと同一の構成を有している。この複合イオン交換膜２３ｂは、複合イオン交換膜１３ｆと同様の構成である。

非作用側電極構造体２０ｂは、非作用側電極構造体２０ａについて上記したと同様の効果を達成できることに加え、アニオン交換膜１３Ａとカチオン交換膜１３Ｃが半透膜１３Ｓにより離間されているために、アニオン交換膜１３Ａとカチオン交換膜１３Ｃの間での水の電気分解を生じ難くできるという追加的な効果が達成される。

非作用側電極構造体２０ｃ、２０ｄは、複合イオン交換膜２３ｃ、２３ｄの向きが非作用側電極構造体２０ａ、２０ｂの場合と逆になっている点を除いて、非作用側電極構造体２０ａ、２０ｂと同様の構成を有している。

即ち、非作用側電極構造体２０ｃ、２０ｄでは、アニオン交換膜２３Ａが電解液保持部２２の電解液に接触するように配置され、カチオン交換膜１３Ｃが電解液保持部２４の電解液に接触するように配置されている。

非作用側電極構造体２０ｃ、２０ｄを備えるイオントフォレーシス装置Ｘは、非作用側電極構造体２０ａ、２０ｂを備えるイオントフォレーシス装置Ｘについて上記したと同様の効果を達成することに加え、作用側電極構造体１０ｅ、１０ｆについて上記したと同様の理由により、アニオン交換膜２３Ａとカチオン交換膜２３Ｃの間での水の電気分解が生じ難くなるという追加的な効果が達成される。

非作用側電極構造体２０ａ、２０ｃにおいては、アニオン交換膜２３Ａ及びカチオン交換膜２３Ｃのいずれか一方が、電解液保持部２２中の電解質の分子及び／又は電解液保持部２４中の電解質の分子の通過を遮断できる分子量分画特性を有するものとすることが可能であり、これにより、装置の保存中に未解離の電解質分子が、２つの電解液保持部２２、２４間でに移行し、その結果、両電解液保持部２２、２４の組成が混合してしまうことを防止することができる。

非作用側電極構造体２０ｂ、２０ｄにおいても、アニオン交換膜２３Ａ、半透膜２３Ｓ及びカチオン交換膜２３Ｃのいずれかが、電解液保持部２２中の電解質の分子及び／又は電解液保持部２４中の電解質の分子の通過を遮断できる分子量分画特性を有するものとすることが可能であり、これにより上記と同様の効果を達成することができる。

上記から明らかなように、下記（１）、（２）の組み合わせの作用側電極構造体及び非作用側電極構造体を有するイオントフォレーシス装置Ｘは、両電極構造体の複合イオン交換膜として同一構成の部材を使用することが可能である。このことは、イオントフォレーシス装置Ｘの製造工程を簡略化し、製造の自動化、大量生産化を容易にし、又は製造コストを低減させることに大きく寄与する。

特に、（３）〜（６）の組み合わせのイオントフォレーシス装置Ｘでは、作用側電極構造体であるか、非作用側電極構造体であるかに関わらず、複合イオン交換膜の向きを同一にできるため、製造工程の簡略化、製造の自動化、大量生産化、又は製造コストの低減に更に大きく寄与することができる。

更に、（７）、（８）の組み合わせのイオントフォレーシス装置Ｘにおいても、上記に準じる効果が達成される。即ち、作用側電極構造体１０ａ、１０ｂに使用される複合イオン交換膜１５ａ、１５ｂのカチオン交換膜１５Ｃには、薬剤イオンをドープすることが必要ではあるが、両電極構造体の複合イオン交換膜として同一の部材を使用することが可能であり、このことは、イオントフォレーシス装置Ｘの製造工程を簡略化し、製造の自動化、大量生産化を容易にし、又は製造コストを低減させることに大きく寄与する。

（１）作用側電極構造体１０ｃ、１０ｅ、１０ｇ又は１０ｉと、非作用側電極構造体２０ａ、２０ｃの組み合わせ
（２）作用側電極構造体１０ｄ、１０ｆ、１０ｈ又は１０ｊと、非作用側電極構造体２０ｂ、２０ｄの組み合わせ
（３）作用側電極構造体１０ｃ又は１０ｉと、非作用側電極構造体２０ｃの組み合わせ
（４）作用側電極構造体１０ｅ又は１０ｇと、非作用側電極構造体２０ａの組み合わせ
（５）作用側電極構造体１０ｄ又は１０ｊと、非作用側電極構造体２０ｄの組み合わせ
（６）作用側電極構造体１０ｆ又は１０ｈと、非作用側電極構造体２０ｂの組み合わせ
（７）作用側電極構造体１０ａと、非作用側電極構造体２０ａ又は２０ｃの組み合わせ
（８）作用側電極構造体１０ｂと、非作用側電極構造体２０ｂ又は２０ｄの組み合わせ
以上、いくつかの実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内において種々の改変が可能である。

例えば、上記実施形態では、生体に投与すべき薬剤を保持する作用側電極構造体と、その対極としての役割を有する非作用側電極構造体とを備えるイオントフォレーシス装置を例として説明したが、電源の両極に接続される２つの電極構造体の双方に生体に投与すべき薬剤が保持されるイオントフォレーシス装置や、電源のそれぞれの極に複数の電極構造体が接続されるイオントフォレーシス装置にも同様にして本発明を適用することができる。

そして上記のいずれの場合においても、１又は複数の作用側電極構造体及び１又は複数の非作用側電極構造体のうちの少なくとも１つの電極構造体が本願請求項１又は２の構成を有するイオントフォレーシス装置は、本発明の範囲に含まれる。

例えば、生体に投与すべき薬剤を保持する作用側電極構造体と、その対極としての役割を有する非作用側電極構造体とを備えるタイプのイオントフォレーシス装置に関して言えば、本願請求項１又は２に従う作用側電極構造体を備える一方、非作用側電極構造体としては、例えば図５に示す非作用側電極構造体１２０など、本願請求項１又は２に従わない非作用側電極構造体を備えるイオントフォレーシス装置であっても、先願１又は先願２と同様の効果を発揮することに加えて、作用側電極構造体の製造工程が簡略化され、製造の自動化、大量生産化が容易となり、或いは製造コストが低減できるという本願発明の基本的な効果は達成されるのであり、そのようなイオントフォレーシス装置も本発明の範囲に含まれる。

或いは、本願請求項１又は２に従う作用側電極構造体を備える一方、イオントフォレーシス装置そのものには非作用側電極構造体を設けずに、例えば、生体皮膚に作用側電極構造体を当接させ、アースとなる部材にその生体の一部を当接させた状態で作用側電極構造体に電圧を印加して薬剤の投与を行うようにすることも可能であり、この場合も上記本願発明の基本的な効果は達成されるのであり、そのようなイオントフォレーシス装置も本発明の範囲に含まれる。

同様に、本願請求項１又は２に従う非作用側電極構造体を備える一方、作用側電極構造体としては、例えば、図５に示す作用側電極構造体１１０など、本願請求項１又は２に従わない作用側電極構造体を備えるイオントフォレーシス装置であっても、上記本願発明の基本的な効果は達成されるのであり、このようなイオントフォレーシス装置も本発明の範囲に含まれる。

また、上記実施形態では、作用側電極構造体、非作用側電極構造体及び電源がそれぞれ別体として構成されている場合について説明したが、これらの要素を単一のケーシング中に組み込み、或いはこれらを組み込んだ装置全体をシート状又はパッチ状に形成して、その取扱性を向上させることも可能であり、そのようなイオントフォレーシス装置も本発明の範囲に含まれる。

本発明に係るイオントフォレーシス装置の構成を示す説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るイオントフォレーシス装置の作用側電極構造体の構成を示す断面説明図。 （Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の一実施形態に係るイオントフォレーシス装置の作用側電極構造体の構成を示す断面説明図。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係るイオントフォレーシス装置の非作用側電極構造体の構成を示す断面説明図。 従来のイオントフォレーシス装置の構成を示す説明図。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本願出願人により出願された他の出願に記載されるイオントフォレーシス装置の作用側電極構造体及び非作用側電極構造体の構成を示す説明図である。

符号の説明

Ｘ・・・イオントフォレーシス装置
１０・・・作用側電極構造体
１１・・・電極
１２・・・電解液保持部
１３ｃ〜１３ｈ・・・複合イオン交換膜
１３Ａ・・・アニオン交換膜
１３Ｃ・・・カチオン交換膜
１３Ｓ・・・半透膜
１４・・・薬剤液保持部
１５ａ、１５ｂ・・・複合イオン交換膜
１５Ａ・・・アニオン交換膜
１５、１５Ｃ・・・カチオン交換膜
１５Ｓ・・・半透膜
１６・・・容器
２０・・・非作用側電極構造体
２１・・・電極
２２、２４・・・電解液保持部
２３ａ〜２３ｄ・・・複合イオン交換膜
２３Ａ・・・アニオン交換膜
２３Ｃ・・・カチオン交換膜
２３Ｓ・・・半透膜
２５・・・アニオン交換膜
３０・・・電源
３１、３２・・・給電線

Claims (8)

1. 第１導電型の第１イオン交換膜及び前記第１イオン交換膜に積層された第２導電型の第２イオン交換膜からなり、前記第１イオン交換膜及び前記第２イオン交換膜が一体に接合された複合イオン交換膜を有する電極構造体を備えることを特徴とするイオントフォレーシス装置。
2. 第１導電型の第１イオン交換膜、前記第１イオン交換膜に積層された半透膜及び前記半透膜に積層された第２導電型の第２イオン交換膜からなり、前記第１イオン交換膜、前記半透膜及び前記第２イオン交換膜が一体に接合された複合イオン交換膜を有する電極構造体を備えることを特徴とするイオントフォレーシス装置。
3. 前記電極構造体が、
   第１電極と、
   前記第１電極に接触する電解液を保持する第１電解液保持部とを更に有し、
   前記複合イオン交換膜が前記第１電解液保持部の前面側に配置され、
   前記第１イオン交換膜が前記第２イオン交換膜の前面側に配置され、
   前記第１イオン交換膜に第１導電型の薬剤イオンがドープされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のイオントフォレーシス装置。
4. 前記電極構造体が、
   第１電極と、
   前記第１電極に接触する電解液を保持する第１電解液保持部と、
   前記第１電解液保持部の前面側に配置され、第１導電型の薬剤イオンを含む薬剤液を保持する薬剤液保持部とを更に有し、
   前記複合イオン交換膜が前記第１電解液保持部と前記薬剤液保持部の間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のイオントフォレーシス装置。
5. 第１導電型の薬剤イオンを保持する作用側電極構造体と、
   前記作用側電極構造体の対極としての非作用側電極構造体とを備えるイオントフォレーシス装置であって、
   前記非作用側電極構造体が、
   第２電極と、
   前記第２電極に接触する電解液を保持する第２電解液保持部と、
   前記第２電解液保持部の前面側に配置された電解液を保持する第３電解液保持部と、
   前記第２電解液保持部と前記第３電解液保持部の間に配置された複合イオン交換膜であって、第１導電型の第１イオン交換膜及び前記第１イオン交換膜に積層された第２導電型の第２イオン交換膜からなり、前記第１イオン交換膜及び前記第２イオン交換膜が一体に接合された前記複合イオン交換膜とを有することを特徴とするイオントフォレーシス装置。
6. 第１導電型の薬剤イオンを保持する作用側電極構造体と、
   前記作用側電極構造体の対極としての非作用側電極構造体とを備えるイオントフォレーシス装置であって、
   前記非作用側電極構造体が、
   第２電極と、
   前記第２電極に接触する電解液を保持する第２電解液保持部と、
   前記第２電解液保持部の前面側に配置された電解液を保持する第３電解液保持部と、
   前記第２電解液保持部と前記第３電解液保持部の間に配置された複合イオン交換膜であって、第１導電型の第１イオン交換膜、前記第１イオン交換膜に積層された半透膜及び前記半透膜に積層された第２導電型の第２イオン交換膜からなり、前記第１イオン交換膜、前記半透膜及び前記第２イオン交換膜が一体に接合された前記複合イオン交換膜とを有することを特徴とするイオントフォレーシス装置。
7. 第１導電型の第１イオン交換膜及び前記第１イオン交換膜に積層された第２導電型の第２イオン交換膜からなり、前記第１イオン交換膜及び前記第２イオン交換膜が一体に接合されていることを特徴とするイオントフォレーシス用複合イオン交換膜。
8. 第１導電型の第１イオン交換膜、前記第１イオン交換膜に積層された半透膜及び前記半透膜に積層された第２導電型の第２イオン交換膜からなり、前記第１イオン交換膜、前記半透膜及び前記第２イオン交換膜が一体に接合されていることを特徴とするイオントフォレーシス用複合イオン交換膜。
   

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