JP2007075374A - イオントフォレーシス装置及びイオントフォレーシス装置用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】イオントフォレーシス装置を間違って長時間皮膚に貼付した場合でも、投与量を許容値以下に制限する。
【解決手段】電池４６、及び、昇圧回路を含む定電流電源回路４７を有する電源装置と、該電源装置に接続され、且つイオン性薬剤を保持する電極構造体１２、１４を少なくとも含んでなる薬剤投与手段とを備え、前記電極構造体へ流れる電流に応じて、該電極構造体からイオン性薬剤を放出して生体へ経皮的に投与することにより、電池４６から通常より大電流を取り出すことや電池の設計により、放電時間が所定値以下となるようにして、薬剤の投与が自然に止まるようにする。
【選択図】図５

Description

本発明は、薬剤イオンを生体に投与するためのイオントフォレーシス装置及びイオントフォレーシス装置用電源装置に関する。

皮膚や粘膜から、薬剤を生体に浸透させるための方法の一つとしてイオントフォレーシスがある（特許文献１乃至７参照）。このイオントフォレーシスは、薬液を保持する薬液保持部を有する作用電極構造体と、この対極として非作用電極構造体とを備え、薬液を皮膚や粘膜に密着させた状態で作用電極構造体に、薬液保持部中の薬剤イオンと同一導電型の電圧を作用させることによって薬剤イオンを電気的に駆動して皮膚や粘膜を経由して生体内に移行させるものである。

前記作用電極構造体及び非作用電極構造体の１つの構造として、パッチ型とすることが考えられる。

従来、「パッチ」とは、主として薬剤や抗原等の物質を含んだ一方の面に粘着性を有する布切れ状の断片を意味するものであるが、構造上多少の厚みを有していてもよく、又、粘着性がない場合もある。

このようなパッチの例として、例えば特許文献８に記載されるように、禁煙補助剤としてのニコチンを含有したニコチンパッチが知られている。又、特許文献９に示されるように、経皮吸収パッチとして、塩酸モルヒネ等を用いた局所麻酔薬として使用されるものもある。

特開昭６３−３５２６６号公報 特開平４−２９７２７７号公報 特開２０００−２２９１２８号公報 特開２０００−２２９１２９号公報 特開２０００−２３７３２７号公報 特開２０００−２３７３２８号公報 国際公開ＷＯ０３／０３７４２５Ａ１ 特表２００２−５３２５４０号公報 特表２００５−５１０４８８号公報

しかしながら、パッチ型のイオントフォレーシス装置を皮膚に貼り付けてから、所定時間経過後に皮膚から剥がすことにより、薬剤の投与量を管理しようとすると、剥がし忘れ等により、間違って長時間貼付した場合には、投与量が許容値を超えてしまう恐れがあった。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、間違って長時間貼付した場合でも、投与量を許容値以下に制限することが可能なイオントフォレーシス装置、及び、そのための電源装置を提供することを課題とする。

本発明は、電池、及び、昇圧回路を含む定電流電源回路を有する電源装置と、該電源装置に接続され、且つイオン性薬剤を保持する作用電極構造体と、該作用電極構造体の対電極としての、イオン性薬剤を保持する非作用電極構造体とを含んでなる薬剤投与手段とを備え、前記電極構造体へ流れる電流に応じて、該電極構造体からイオン性薬剤を放出して生体へ経皮的に投与するようにしたことを特徴とする、イオントフォレーシス装置により、前記課題を解決したものである。

又、前記電池を、リチウム電池としたものである。

又、前記電源回路を調整して、放電時間を制御するためのトリマを設けたものである。

又、前記作用電極構造体及び非作用電極構造体をパッチ型としたものである。

又、前記作用電極構造体は、前記電源における、前記イオン性薬剤の帯電イオンと同種の極性に接続された作用電極と、この作用電極の前面に配置され、電解液を保持する電解液保持部と、この電解液保持部の前面に配置され、前記イオン性薬剤の帯電イオンと反対のイオンを選択する第２イオン交換膜と、この第２イオン交換膜の前面に配置され、前記イオン性薬剤を保持する薬液保持部と、この薬液保持部の前面に配置され、前記イオン性薬剤の帯電イオンと同種のイオンを選択する第１イオン交換膜と、を有してなり、前記非作用電極構造体は、前記電源における、前記イオン性薬剤の帯電イオンと反対の極性に接続された前記非作用電極と、この非作用電極の前面に配置され、第２電解液を保持する第２電解液保持部と、この第２電解液保持部の前面に配置され、前記イオン性薬剤の帯電イオンと同種のイオンを選択する第３イオン交換膜と、この第３イオン交換膜の前面に配置され、第３電解液を保持する第３電解液保持部と、この第３電解液保持部の前面に配置され、前記イオン性薬剤の帯電イオンと反対のイオンを選択する第４イオン交換膜と、を有してなるようにしたものである。

本発明は、又、イオントフォレーシスによりイオン性薬剤を投与するために使用される作用電極構造体及び非作用電極構造体を有するイオントフォレーシス装置用の電源装置であって、電池と、昇圧回路を含む定電流電源回路と、を備えたことを特徴とするイオントフォレーシス装置用電源装置を提供するものである。

図１に、ＣＲ２０１６リチウムコイン電池の放電特性を模式的に示す。この場合、１０ｍＡで放電させると、約２．５時間で使用不能となる。このように、電池から通常より大電流を取出すことで、短時間使用し、自動的に止まるようになる。本発明は、この点に着目してなされたものである。なお、本発明で用いる電池はリチウムコイン電池に限定されず、コイン型以外のリチウム電池や、図１と同様の放電特性を有する他の電池を用いることができる。

本発明によれば、昇圧回路を含む定電流電源回路を用いて、電池から通常より大電流を取り出すことや電池の設計により、放電時間が所定値以下となるようにしたので、イオントフォレーシス装置を間違って長時間皮膚に貼付した場合でも、所定の放電時間で電池が使用不能となり、投与量を許容値以下に制限することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図２〜図５に示されるように、この最良の実施形態に係るイオントフォレーシス装置１０は、イオン性薬剤を投与するために使用される作用電極構造体１２及び非作用電極構造体１４と、これら電極構造体１２、１４に異なる極性で接続される直流電源１６と、を有して構成されている。

前記作用電極構造体１２は、その断面が図３に示されるように、ベースシート１８と、このベースシート１８の、図３において下側に、作用電極２２と、電解液保持部２４と、第２イオン交換膜２６と、薬液保持部２８と、第１イオン交換膜３０と、をこの順で積層して構成されていて、その平面形状は、直径が１０乃至４０ｍｍの円形とされている。前記ベースシート１８の図３において下側面には、前記作用電極２２〜第１イオン交換膜３０を取り囲むようにして円環状の粘着シート２０が設けられている。

前記ベースシート１８は、好ましくは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等の、硬く、絶縁性で且つ弾性のある樹脂材料から構成され、前記粘着シート２０により引張られたときに、前記作用電極２２〜第１イオン交換膜３０を生体の皮膚や粘膜に対して、押圧できるようにされている。

前記作用電極２２は、前記ベースシート１８の前記一方の面に塗布された、例えばカーボンペースト等の非金属導電フィラーが配合された導電塗料から構成するとよい。この作用電極２２を銅板や金属薄膜によって構成することもできるが、ここから溶出した金属が薬剤投与に際して生体に移行することも考えられるので、非金属性が好ましい。

前記電解液保持部２４は、例えば、前記作用電極２２に塗布された電解質塗料から構成される。この電解質塗料は、電解質を含有する塗料であり、例えば、アスコルビン酸（ビタミンＣ）やアスコルビン酸ナトリウム等の医薬剤、乳酸、シュウ酸、リンゴ酸、コハク酸、フマル酸等の有機酸及び／又はその塩を使用することが特に好ましく、これにより、酸素ガスや水素ガスの発生を抑制することが可能であり、又、溶媒に溶解した際に緩衝電解液となる組合せの複数種の電解質を配合することにより、通電中におけるｐＨの変動を抑制することもできる。

電解質塗料には、塗料としての塗布性や製膜性を向上させるために、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール等の親水性高分子が配合され、又、電解質塗料の粘度を調整するための水、エタノール、プロパノール等の溶媒が適当量配合される。更に、増粘剤、チキソ剤、消泡剤、顔料、香料、着色料等の適宜の追加的な成分を配合することもできる。

前記第２イオン交換膜２６は、前記電解液保持部２４に第２のイオン交換塗料を塗布することによって形成される。

この第２のイオン交換塗料は、後述の、薬液保持部２８中の薬物イオンと反対導電型のイオンを対イオンとするイオン交換基が導入されたイオン交換樹脂を含有する塗料であり、薬液保持部２８における薬効成分がプラスの薬物イオンに解離する薬剤が使用される場合には陰イオン交換樹脂が配合され、逆に、薬効成分がマイナスの薬物イオンに解離する薬剤が使用される場合には陽イオン交換樹脂が配合される。

前記薬液保持部２８は、前記第２イオン交換膜２６に塗布された薬剤塗料からなり、水等の溶媒に溶解する等により薬効成分がプラス又はマイナスのイオン（薬物イオン）に解離する薬剤（薬剤の前駆体を含む）を含有する塗料であり、薬効成分がプラスのイオンに解離する薬剤としては、麻酔薬である塩酸リドカイン、麻酔薬である塩酸モルヒネ等を例示することができ、薬効成分がマイナスのイオンに解離する薬剤としては、ビタミン剤であるアスコルビン酸等を例示することができる。

前記第１イオン交換膜３０は、薬液保持部２８に塗布された第１のイオン交換塗料から形成されている。この第１のイオン交換塗料は、薬液保持部２８中の薬物イオンと同一導電型のイオンを対イオンとするイオン交換基が導入されたイオン交換樹脂を含有する塗料であり、薬液保持部２８の薬効成分が、プラス又はマイナスの薬物イオンに解離する薬剤が使用される場合には、陽イオン交換樹脂又は陰イオン交換樹脂が配合される。

上記陽イオン交換樹脂としては、ポリスチレン樹脂やアクリル酸系樹脂等の炭化水素系樹脂やパーフルオロカーボン骨格を有するフッ素系樹脂等の３次元的な網目構造を持つ高分子に、スルホン酸基、カルボン酸基、ホスホン酸基等の陽イオン交換基（対イオンが陽イオンである交換基）が導入されたイオン交換樹脂が制限無く使用することができる。

又、上記陰イオン交換樹脂としては、前記陽イオン交換樹脂と同様の３次元的な網目構造を持つ高分子に、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の陰イオン交換基（対イオンが陰イオンである交換基）が導入されたイオン交換樹脂が制限無く使用できる。

前記非作用電極構造体１４は、図４に拡大して示されるように、前記ベースシート１８と同様の非作用側ベースシート１９の図において下側に設けられた非作用電極３２と、第２電解液保持部３４と、第３イオン交換膜３６と、第３電解液保持部３８と、第４イオン交換膜４０とをこの順で積層して構成され、又、その平面形状は前記作用電極構造体１２と同一とされている。

前記非作用電極３２は、前記作用電極構造体１２における作用電極２２と同様の構成であり、又、前記第２電解液保持部３４及び第３電解液保持部３８の構成及び成分も、前記電解液保持部２４と同様である。

更に、前記第３イオン交換膜３６は、前記第２電解液保持部３４上に塗布されたイオン交換塗料から形成されている。このイオン交換塗料は、前記第１イオン交換膜３０を形成している第１のイオン交換塗料と同様であり、第１イオン交換膜３０と同様の、イオン交換膜として機能する。

前記第４イオン交換膜４０は、前記第３電解液保持部３８上に塗布された、上記と同様の第２のイオン交換塗料から形成されている。この第４イオン交換膜４０は、第２イオン交換膜２６と同様のイオン交換膜として機能する。

前記作用電極構造体１２における前記ベースシート１８の、図３において上側面には、作用電極端子４２が設けられ、この作用電極端子４２は、前記作用電極構造体１２の作用電極２２に対して、ベースシート１８に設けたスルーホールを介して導通されている。

同様に、前記非作用電極構造体１４における非作用側ベースシート１９の、図４において上側面には、非作用電極端子４４が設けられていて、この非作用電極端子４４は、非作用電極構造体１４の非作用電極３２に対して、非作用側ベースシート１９に形成されたスルーホールを介して導通されている。

前記作用電極端子４２の上側を覆うようにして、前記直流電源１６が配置されている。

この直流電源１６は、コイン電池４６と、定電流電源回路４７と、電池電流制御用のトリマ４８と、これらを一体的にモールドする絶縁材料からなるモールド樹脂５０とから構成されている。

前記コイン電池４６は、平面視で、円形の作用電極構造体１２のほぼ中心に配置され、定電流電源回路４７及びトリマ４８はコイン電池４６の外側横方向に隣接して配置されている。又、これらコイン電池４６、定電流電源回路４７及びトリマ４８は、モールド樹脂５０によって、全体形状が円形の作用電極構造体１２とほぼ等しい外形の円形で、扁平に構成されている。

前記トリマ４８は回路と一体化しており、適用時に初めて電池と接続されねばならず、電池と電池電極間に着脱可能な絶縁フィルムを入れるなどして、この機能を持たせている。

この直流電源１６において、前記コイン電池４６は図５（回路図）にも示されるように、定電流電源回路４７に接続され、そのカソード側が前記作用電極端子４２に接続され、アノード側がリード線５２を介して前記非作用電極構造体１４側の前記非作用電極端子４４に接続されている。

前記定電流電源回路４７は、図６に詳細に示す如く、バッテリ４６の電荷を蓄えるためのコンデンサ４７ａと、該コンデンサ４７ａに蓄えられた電荷を一気に放出するためのコイル４７ｂと、該コイル４７ｂの出力側をオンオフするためのスイッチング用トランジスタ４７ｃと、ＲＣフィルタ４７ｄと、電極端子４２、４４間（即ち患者内）を流れる電流を検出するためのフィードバック抵抗４７ｅと、該フィードバック抵抗４７ｅの両端電位差が設定値となるように、前記スイッチング用トランジスタ４７ｃをオンオフするための昇圧用コンバータ４７ｆと、を主に含んで構成されている。図において、４７ｇは、逆流防止用ダイオード、４７ｈは保護用ダイオードである。

前記定電流電源回路４７の出力電流値は、図１に例示したような関係に基づいて、例えばコイン電池４６の放電電流、即ち定電流電源回路４７の一次側の電流を１０ｍＡとし、コイン電池４６の放電時間が所定値（例えば２．５時間）以下になるように選定／調整される。

図２における符号５４は、前記ベースシート１８及び非作用側ベースシート１９を連結する例えばＰＥＴフィルムからなる結合ベルトを示す。前記リード線５２は、この結合ベルト５４内を通ってあるいはその表面に沿って配置されている。

この実施の形態の例では、直流電源１６がコイン電池４６及びトリマ４８を、モールド樹脂５０によって扁平に、且つ、その直径が前記作用電極構造体１２の平面視における直径とほぼ等しく構成されているので、全体を大きくすることなく、パッチ型の作用電極構造体１２を構成することができる。又、トリマ４８を設けているので、放電時間を後で調整することができる。なお、トリマ４８を省略することもできる。

又、上記実施の形態の例において、直流電源１６は、作用電極構造体１２側に設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、非作用電極構造体１４側に設けてもよく、更に作用電極構造体１２と非作用電極構造体１４の両方に設けてもよい。

更に又、前記直流電源１６において、コイン電池４６は、平面視で作用電極構造体１２の中心に配置され、その外側に隣接して定電流電源回路４７及びトリマ４８が配置されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば、図７に示される実施の形態の第２例における直流電源５６のように、コイン電池４６を、作用電極構造体１２の平面視における円形の中心から一方にずらして、その反対側に定電流電源回路４７及びトリマ４８を配置してもよい。この場合、モールド樹脂５０の外径を小さくすることができる。

更に、図８に示される実施の形態の第３例に係る直流電源５８のように、コイン電池４６の図７において上側に定電流電源回路４７及びトリマ４８を配置してモールドしてもよい。この場合は、作用電極構造体１２の平面視における直径の小さい場合に用いることができる。

なお、前記実施形態においては、いずれも本発明がパッチ型の作用電極構造体と非作用電極構造体で構成されるイオントフォレーシス装置に適用されていたが、本発明の適用対象は、これに限定されない。電池も、リチウムコイン電池に限定されない。

本発明の原理であるリチウムコイン電池の放電特性を示す図 本発明の実施の形態の第１例に係るイオントフォレーシス装置を示す平面図 図２のIII−III線に沿う拡大断面図 図２のIV−IV線に沿う拡大断面図 同イオントフォレーシス装置における電気系統を示す回路図 同じく定電流電源回路を示す回路図 実施の形態の第２例に係る直流電源を示す平面図 実施の形態の第３例に係る直流電源を示す図３と同様の断面図

符号の説明

１０…イオントフォレーシス装置
１２…作用電極構造体
１４…非作用電極構造体
１６、５６、５８…直流電源
１８…ベースシート
１９…非作用側ベースシート
２０…粘着シート
２２…作用電極
２４…電解液保持部
２６…第２イオン交換膜
２８…薬液保持部
３０…第１イオン交換膜
４６…コイン電池
４７…定電流電源回路
４８…トリマ
５０…モールド樹脂

Claims (6)

1. 電池、及び、昇圧回路を含む定電流電源回路を有する電源装置と、
   該電源装置に接続され、且つイオン性薬剤を保持する作用電極構造体と、該作用電極構造体の対電極としての、イオン性薬剤を保持する非作用電極構造体とを含んでなる薬剤投与手段とを備え、
   前記電極構造体へ流れる電流に応じて、該電極構造体からイオン性薬剤を放出して生体へ経皮的に投与するようにしたことを特徴とするイオントフォレーシス装置。
2. 前記電池を、リチウム電池としたことを特徴とする請求項１に記載のイオントフォレーシス装置。
3. 前記電源回路を調整して、放電時間を制御するためのトリマが設けら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. 前記作用電極構造体及び非作用電極構造体がパッチ型であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のイオントフォレーシス装置。
5. 前記作用電極構造体は、前記電源における、前記イオン性薬剤の帯電イオンと同種の極性に接続された作用電極と、
   この作用電極の前面に配置され、電解液を保持する電解液保持部と、
   この電解液保持部の前面に配置され、前記イオン性薬剤の帯電イオンと反対のイオンを選択する第２イオン交換膜と、
   この第２イオン交換膜の前面に配置され、前記イオン性薬剤を保持する薬液保持部と、
   この薬液保持部の前面に配置され、前記イオン性薬剤の帯電イオンと同種のイオンを選択する第１イオン交換膜と、
   を有してなり、
   前記非作用電極構造体は、
   前記電源における、前記イオン性薬剤の帯電イオンと反対の極性に接続された前記非作用電極と、
   この非作用電極の前面に配置され、第２電解液を保持する第２電解液保持部と、
   この第２電解液保持部の前面に配置され、前記イオン性薬剤の帯電イオンと同種のイオンを選択する第３イオン交換膜と、
   この第３イオン交換膜の前面に配置され、第３電解液を保持する第３電解液保持部と、
   この第３電解液保持部の前面に配置され、前記イオン性薬剤の帯電イオンと反対のイオンを選択する第４イオン交換膜と、
   を有してなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のイオントフォレーシス装置。
6. イオントフォレーシスによりイオン性薬剤を投与するために使用される作用電極構造体及び非作用電極構造体を有するイオントフォレーシス装置用の電源装置であって、
   電池と、
   昇圧回路を含む定電流電源回路と、
   を備えたことを特徴とするイオントフォレーシス装置用電源装置。

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