JP2007244701A - イオントフォレーシス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】イオントフォレーシス装置が皮膚と当接しているときだけ薬物を経皮投与することができる。
【解決手段】イオン化した薬物を経皮投与するイオントフォレーシス装置１０であって、電池における、イオン化した薬物と同じ第１導電型の端子に電気的に接続される第１電極部材２１０、および、薬物を含む薬液を保持しており、第１電極部材２１０により作られる電場内に配される薬液保持部２４０、を有する作用側電極構造体２００と、電源における、第１導電型と反対の導電型である第２導電型の端子に電気的に接続される第２電極部材３１０、を有する非作用側電極構造体３００と、電源が第１電極部材２１０および第２電極部材３１０にかける電圧を停止する場合に、電源が第１電極部材２１０および第２電極部材３１０にかける電圧を、回路部５２に設ける、時間の経過と共に小さくする緩和回路部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、イオントフォレーシス装置に関する。特に本発明は、薬物イオンをイオントフォレーシスにより経皮的に投与するイオントフォレーシス装置に関する。

人間または動物の身体の所望部位における皮膚または粘膜などの生体表面（以下、これらをまとめて「皮膚」と称す）に対して、薬物イオンをイオントフォレーシスにより経皮的に投与するイオントフォレーシス装置が知られている。さらに、このイオントフォレーシス装置の作用側電極構造体と非作用側電極構造体との間の通電状態を制御する制御回路を備えた装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。なお、イオントフォレーシス（ｉｏｎｔｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）は、イオントフォレーゼ、イオン導入法、イオン浸透療法などと呼ばれることもある。また、以下において、薬物イオンをイオントフォレーシスにより経皮的に投与することを「イオントフォレーシスを適用する」という。
特許第２８０１０８３号

上記特許文献１には、ｏｎ−ｏｆｆスイッチ、タイマー、あるいは、固定または可変な電気抵抗体などを有した制御部を備えたイオントフォレーシス装置が開示されている。上記イオントフォレーシス装置の制御部は、ドナー電極アッセンブリとカウンター電極アッセンブリとの間の通電状態を制御することで、イオントフォレーシスの適用対象者であるユーザに対するイオントフォレーシスの適用速度を安定させる。しかしながら、上記イオントフォレーシス装置は、イオントフォレーシスの適用開始時において、ユーザに対して安定動作時と同じ電圧がかかるので、通電に伴い皮膚に急激に電流が流れることによりユーザが痛みなどを感じることがある。また、イオントフォレーシスの適用停止時において、ユーザに対して安定動作時にかけられていた電圧が急激に低下するので、皮膚に流れる電流が急激に小さくなり、ユーザが痛みなどを感じることがある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、イオン化した薬物を経皮投与するイオントフォレーシス装置であって、電源における、イオン化した薬物と同じ第１導電型の端子に電気的に接続される第１電極部材、および、薬物を含む薬液を保持しており、第１電極部材により作られる電場内に配される薬液保持部、を有する作用側電極構造体と、電源における、第１導電型と反対の導電型である第２導電型の端子に電気的に接続される第２電極部材、を有する非作用側電極構造体と、電源が第１電極部材および第２電極部材にかける電圧を停止する場合に、電源が第１電極部材および第２電極部材にかける電圧を、時間の経過と共に小さくする緩和回路部とを備える。これにより、イオントフォレーシスの適用停止時において、作用側電極構造体および非作用側電極構造体の間にかかる電圧が急激に低下することがなく、皮膚に流れる電流が急激に小さくなることがないので、ユーザが痛みおよびショックなどを感じにくくすることができる。

上記緩和回路部は、５秒から２０秒までのある所定時間において、電圧を時間の経過と共に小さくしてもよい。これにより、イオントフォレーシスの適用停止時において、作用側電極構造体および非作用側電極構造体の間にかかる電圧が急激に低下することがなく、皮膚に流れる電流が急激に小さくなることがないので、ユーザが痛みおよびショックなどを感じにくくすることができる。

上記イオントフォレーシス装置は、電源が第１電極部材および第２電極部材に電圧をかけ始める場合に、電源が第１電極部材および第２電極部材にかける電圧を、時間の経過と共に大きくする遅延回路部をさらに備えてもよい。これにより、イオントフォレーシスの適用開始時において、作用側電極構造体および非作用側電極構造体の間にかかる電圧が急激に上昇することがなく、皮膚に流れる電流が急激に大きくなることがないので、ユーザが痛みおよびショックなどを感じにくくすることができる。

上記遅延回路は、５秒から２０秒までのある所定時間において電圧を、時間の経過と共に大きくしてもよい。これにより、イオントフォレーシスの適用開始時において、作用側電極構造体および非作用側電極構造体の間にかかる電圧が急激に上昇することがなく、皮膚に流れる電流が急激に大きくなることがないので、ユーザが痛みおよびショックなどを感じにくくすることができる。

上記イオントフォレーシス装置は、電源が第１電極部材および第２電極部材へ電圧をかけるのを停止する指示を外部から受け付ける停止スイッチを少なくとも一つさらに備え、停止スイッチが指示を受け付けた場合に、緩和回路部は、電圧を時間の経過と共に小さくした後に、電圧をかけるのを停止してもよい。これにより、イオントフォレーシス装置の使用を停止する場合に、電圧を確実に徐々に下げていくことができる。

上記イオントフォレーシス装置は、一対の接触端子を有し、一対の接触端子間に電圧をかけたインピーダンスが閾値よりも大きいか否かを検知するインピーダンス検知部をさらに備え、停止スイッチが指示を受け付けた場合とインピーダンス検知部によりインピーダンスが閾値よりも大きいと検知された場合との少なくとも一方の場合に、緩和回路部は、電圧を時間の経過と共に小さくした後に、電圧をかけるのを停止してもよい。これにより、イオントフォレーシス装置の使用を停止する場合に、電圧をより確実に徐々に下げていくことができる。

上記イオントフォレーシス装置において、インピーダンス検知部が一対の接触端子間にかける電圧の大きさは、電源が第１電極部材および第２電極部材にかける電圧の大きさよりも小さくてもよい。これにより、接触端子によって皮膚との接触を検知する場合に、接触端子間にかかる電圧によりユーザが痛みおよびショックなどを感じにくくすることができる。

上記イオントフォレーシス装置において、作用側電極構造体は、第１電極部材に電気的に接続され、電解液を保持している第１電解液保持部、第１電解液保持部よりも皮膚側に配され、第２導電型のイオンを選択的に透過する第２導電型のイオン交換膜、および、薬液保持部よりも皮膚側に配され、第１導電型のイオンを選択的に透過する第１導電型のイオン交換膜をさらに含んでもよい。これにより、作用側電極構造体と当接する皮膚の熱傷または炎症などを防ぐことができるだけでなく、安定した通電状態のもとでイオントフォレーシスを適用することができるので、安全かつ効率よくイオントフォレーシスを生体へ適用することができる。

さらに、非作用側電極構造体は、第２電極部材に電気的に接続され、電解液を保持している第２電解液保持部、第２電解液保持部よりも皮膚側に配され、第１導電型のイオンを選択的に透過する第１導電型のイオン交換膜、第１導電型のイオン交換膜よりも皮膚側に配され、電解液を保持している第３電解液保持部、および、第３電解液保持部よりも皮膚側に配され、第１導電型のイオンを選択的に透過する第１導電型のイオン交換膜をさらに含んでもよい。これにより、非作用側電極構造体と当接する皮膚の熱傷または炎症などを防ぐことができるだけでなく、さらに安定した通電状態のもとでイオントフォレーシスを適用することができるので、安全かつ効率よくイオントフォレーシスを生体へ適用することができる。

さらに、一対の接触端子間の距離は、作用側電極構造体の第１導電型のイオン交換膜と非作用側電極構造体の第２導電型のイオン交換膜との距離よりも短くてもよい。これにより、接触端子によって皮膚との接触を検知する場合に、接触端子間にかかる電圧を、作用側電極構造体および非作用側電極構造体の間にかかる電圧よりもさらに小さくすることができるので、接触端子によって皮膚との接触を検知する場合に、接触端子間にかかる電圧によりユーザがショックなどを感じにくくすることができる。

上記イオントフォレーシス装置において、一対の接触端子は、作用側電極構造体の側に配されてもよい。これにより、作用側電極構造体の皮膚との当接をより正確に検知することができるので、作用側電極構造体が皮膚と当接している状態をより確実に検知することができる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係るイオントフォレーシス装置１０の斜視図である。図２は、イオントフォレーシス装置１０の概略側面図である。図１および図２に示すイオントフォレーシス装置１０は、装置本体５０、作用側電極構造体２００および非作用側電極構造体３００を備える。また、上記装置本体５０は、ユーザ等により外部から操作するオンスイッチ７６およびオフスイッチ１０４を有する。以下の説明において、陽または陰の一方の電気的な極性を第１導電型といい、他方を第２導電型という。

作用側電極構造体２００は、装置本体５０側から、皮膚に装着される場合の皮膚側に向かって、第１電極部材２１０、第１電解液保持部２２０、第２導電型のイオン交換膜２３０、薬液保持部２４０、および、第１導電型のイオン交換膜２５０をこの順に有し、上面および側面は、容器２６０で覆われている。第１電極部材２１０は、装置本体５０に内蔵された回路部５２の第１導電型の端子に電気的に接続している。

第１電解液保持部２２０は、第１電極部材２１０に電気的に接続され、電解液を保持する。この電解液には、水の電気分解反応（水の酸化および還元反応）と比較して水の酸化還元電位より低い酸化還元電位を有する酸化および還元しやすい化合物が溶解した溶液を用いる。第２導電型のイオン交換膜２３０は、第２導電型のイオンを選択的に透過する。薬液保持部２４０は、薬物イオンを含む薬液を保持する。ここで、薬物イオンとは、薬物がイオン解離したアニオンおよびカチオンの一方であって、薬効を担う第１導電型のイオンをいう。第１導電型のイオン交換膜２５０は、第１導電型のイオンを選択的に透過する。

容器２６０は、皮膚側の面に、粘着性を有する作用側粘着面２６２を有する。イオントフォレーシスの適用時に、容器２６０の作用側粘着面２６２が皮膚へ粘着されることにより、作用側電極構造体２００が生体におけるイオントフォレーシスの適用対象部位に当接保持される。

また、一対の接触端子９２、９４は、容器２６０の作用側粘着面２６２に配されている。これらの接触端子９２、９４は、ともに装置本体５０に内蔵された回路部５２に電気的に接続している。

非作用側電極構造体３００は、装置本体５０側から、皮膚に装着される場合の皮膚側に向かって、第２電極部材３１０、第２電解液保持部３２０、第１導電型のイオン交換膜３３０、第３電解液保持部３４０、および、第２導電型のイオン交換膜３５０をこの順に有する。第２電極部材３１０は、装置本体５０に内蔵された回路部５２の第２導電型の端子に接続している。

第２電解液保持部３２０は、第２電極部材３１０に電気的に接続され、電解液を保持する。第１導電型のイオン交換膜３３０は、第１導電型のイオンを選択的に透過する。第３電解液保持部３４０は、電解液を保持する。第２導電型のイオン交換膜３５０は、第２導電型のイオンを選択的に透過する。なお、第２電解液保持部３２０、および第３電解液保持部３４０が保持する電解液には、作用側電極構造体２００の第１電解液保持部２２０が保持する電解液と同様に、水の電気分解反応（水の酸化および還元反応）と比較して水の酸化還元電位より低い酸化還元電位を有する酸化および還元しやすい化合物が溶解した溶液を用いる。

容器３６０は、皮膚側の面に、粘着性を有する非作用側粘着面３６２を有する。イオントフォレーシスの適用時に、容器３６０の非作用側粘着面３６２が皮膚へ粘着されることにより、非作用側電極構造体３００が生体におけるイオントフォレーシスの適用対象部位の周囲あるいは連接した部位に当接保持される。

図３は、回路部５２の回路構成である。図３に示すように、回路部５２は、電池６０、オンスイッチ７６、昇圧部用回路スイッチ７２、昇圧部８０、目標電流設定回路８４、インピーダンス検知部１００、ＡＮＤ回路１０２およびオフスイッチ１０４を有する。ここで、電池６０の電圧Ｖ_１の大きさは数Ｖである。

オンスイッチ７６は、ユーザに押下されたことを検知して、「ｏｆｆ」から「ｏｎ」の状態に切り替わる。本実施形態において、オンスイッチ７６は、「ｏｆｆ」の状態において、電池６０と昇圧部用回路スイッチ７２との間を非通電状態にしている。オンスイッチ７６は、「ｏｎ」に切り替えられた場合に、電池６０から昇圧部用回路スイッチ７２までを通電状態にする。ここで、イオントフォレーシスの適用停止時において、オンスイッチ７６により電池６０からの電圧を遮断すると、ユーザに対して安定動作時にかけられていた電圧が急激に低下するとユーザが痛みなどを感じることがある。そこで、本実施形態においては、オンスイッチ７６が「ｏｎ」の状態において、当該オンスイッチ７６がさらに押下されたことが検知されても、「ｏｎ」の状態を維持する。代わりに、イオントフォレーシスの適用を停止する場合に、オフスイッチ１０４が押下されたことにより、後述する適用停止動作が実行され、その後にオンスイッチ７６が「ｏｎ」から「ｏｆｆ」の状態に切り替わる。これらオンスイッチ７６およびオフスイッチ１０４の一例はボタンスイッチである。

昇圧部８０は、電池６０から入力される電圧を昇圧して、当該電圧を作用側電極構造体２００と非作用側電極構造体３００との間にかける。図３に示す例において、昇圧部８０の端子Ｖ_ＯＵＴ＋が作用側電極構造体２００の第１電極部材２１０に接続され、端子Ｖ_ＯＵＴ−が非作用側電極構造体３００の第２電極部材３１０に接続される。昇圧部８０は、電池６０と当該昇圧部８０との間に配されるオンスイッチ７６および昇圧部用回路スイッチ７２が共に通電状態である場合に、電池６０から入力される電圧Ｖ_ＩＮを、後述する目標電流設定回路８４から入力される参照電圧Ｖ_ｒｅｆに比例した電圧Ｖ_Ｃに昇圧して出力する。例えば、昇圧部８０は、電池６０から電圧Ｖ_１が入力されている場合に、定常状態において、約２０〜３０Ｖの電圧Ｖ_２を出力する。

インピーダンス検知部１００は、オンスイッチ７６が通電状態となり、電池６０により電圧Ｖ_１がかけられた場合に、この電圧Ｖ_１に基づいて、接触端子９２、９４の間に一定の振幅を持つ電圧Ｖ_Ｋをかける。この状態において、インピーダンス検知部１００は、接触端子９２、９４の間のインピーダンスを計測し、予め設定した閾値と比較する。このとき、インピーダンス検知部１００は、計測しているインピーダンスがあらかじめ設定した閾値よりも大きい状態から小さい状態に変化したことを検知すると、ＡＮＤ回路１０２および目標電流設定回路８４に対して「ｈｉｇｈ」の信号を出力する。また、インピーダンス検知部１００は、計測しているインピーダンスが上記閾値よりも小さい状態から大きい状態に変化したことを検知すると、ＡＮＤ回路１０２および目標電流設定回路８４に対して「ｌｏｗ」の信号を出力する。

ここで、インピーダンス検知部１００におけるインピーダンスの閾値は、例えば、接触端子９２、９４の間が空気中に開放されている場合のインピーダンスよりも小さく、接触端子９２、９４が皮膚と十分に接触しているときのインピーダンスよりも大きく設定する。これにより、インピーダンス検知部１００は、接触端子９２、９４が皮膚と十分に接触したかどうかを検知することができる。

また、インピーダンスを計測するための電圧Ｖ_Ｋを、イオントフォレーシスを適用するために作用側電極構造体２００の第１電極部材２１０、および非作用側電極構造体３００の第２電極部材３１０の間にかける電圧Ｖ_２とは独立に決めることができるので、この電圧Ｖ_Ｋを小さくすることができる。例えば、電圧Ｖ_Ｋを電圧Ｖ_２よりも小さく設定することができる。よって、接触端子９２、９４によって皮膚との接触を検知する場合に、接触端子９２、９４の間にかかる電圧Ｖ_Ｋによりユーザが痛みおよびショックなどを感じにくくすることができる。

また、接触端子９２、９４は、作用側電極構造体２００の作用側粘着面２６２に互いが接近して配されている。特に、接触端子９２、９４間の距離は、作用側電極構造体２００の第１導電型のイオン交換膜２５０と、非作用側電極構造体３００の第２導電型のイオン交換膜３５０との距離よりも短い。これにより、インピーダンス検知部１００は、電圧Ｖ_Ｋをユーザがショックなどを感じない程度に小さくした場合でも、作用側電極構造体２００が皮膚と当接しているかどうかをインピーダンスの変化によって検知することができるので、接触端子９２、９４が皮膚に接触することでユーザが痛みおよびショックなどを感じることがない。

目標電流設定回路８４は、インピーダンス検知部１００およびオフスイッチ１０４の入力に基づいて、昇圧部８０における出力電圧Ｖ_Ｃを設定する参照電圧Ｖ_ｒｅｆを当該昇圧部８０に出力する。この場合に、目標電流設定回路８４は、インピーダンス検知部１００およびオフスイッチ１０４の入力に基づいてイオントフォレーシスの適用を開始するときには、昇圧部８０により作用側電極構造体２００および非作用側電極構造体３００にかけられる電圧を、時間の経過と共に大きくする遅延回路部として機能する。また、目標電流設定回路８４は、インピーダンス検知部１００およびオフスイッチ１０４の入力に基づいてイオントフォレーシスの適用を停止するときには、昇圧部８０により作用側電極構造体２００および非作用側電極構造体３００にかけられる電圧を、時間の経過と共に小さくした後に、電圧をかけるのを停止する緩和回路部として機能する。

ＡＮＤ回路１０２は、インピーダンス検知部１００および目標電流設定回路８４からの入力に基づいて、昇圧部用回路スイッチ７２の通電状態と非通電状態とを切り替える。すなわち、ＡＮＤ回路１０２は、インピーダンス検知部１００および目標電流設定回路８４の両方から「ｈｉｇｈ」が入力された場合に、昇圧部用回路スイッチ７２を通電状態にする。一方、ＡＮＤ回路１０２は、インピーダンス検知部１００および目標電流設定回路８４のうちの少なくとも一方から「ｌｏｗ」が入力された場合に、昇圧部用回路スイッチ７２を非通電状態にする。

図１および図２に示すイオントフォレーシス装置１０を用いてイオントフォレーシスの適用を開始する場合の適用開始動作、および、停止する場合の適用停止動作について、それぞれ説明する。まず、適用開始動作を説明する。なお、イオントフォレーシスの適用を開始する前において、初期状態として、オンスイッチ７６およびオフスイッチ１０４はいずれも「ｏｆｆ」状態であるとする。

イオントフォレーシス装置１０を用いてイオントフォレーシスの適用を開始する場合に、ユーザは、第１導電型のイオン交換膜２５０の外面を皮膚におけるイオントフォレーシスを適用すべき部位に当接させて、作用側電極構造体２００を作用側粘着面２６２により粘着保持する。同様に、第２導電型のイオン交換膜３５０の外面を皮膚におけるイオントフォレーシスを適用すべき部位の周囲または連接した部位に当接させて、非作用側電極構造体３００を非作用側粘着面３６２により粘着保持する。このとき、さらに、装置本体５０のオンスイッチ７６を「ｏｎ」の状態にしなければ、作用側電極構造体２００および非作用側電極構造体３００に電力が供給されず、イオントフォレーシス装置１０は動作しない。このように、イオントフォレーシス装置１０は、オンスイッチ７６を備えているので、ユーザが意図しない状況でイオントフォレーシス装置１０が皮膚と当接した場合に、誤ってイオントフォレーシスが適用されることを防ぐことができる。さらに、皮膚以外に接触した場合等の意図しない状況において、電池６０の電力を消耗することを防ぐことができる。

さらに、ユーザは、イオントフォレーシス装置１０の作用側粘着面２６２および非作用側粘着面３６２が皮膚に粘着保持された状態において、オンスイッチ７６を押し下げることにより「ｏｎ」に切り替える。ここで、例えば回路部５２にメモリを設けて、オンスイッチ７６が押し下げられたことを検知した旨のフラグを当該メモリに記憶してもよい。これにより、フラグがメモリに記憶されている場合には、オンスイッチ７６が何回押し下げられても「ｏｎ」状態を維持する。

オンスイッチ７６が「ｏｎ」の状態に切り替わると、インピーダンス検知部１００は、電池６０からの電圧Ｖ_１に基づいて、接触端子９２、９４の間に一定の振幅を持つ電圧Ｖ_Ｋをかけてそのインピーダンスを計測する。ここで、インピーダンス検知部１００は、接触端子９２、９４の間のインピーダンスが上記閾値よりも小さいことを検知すると、ＡＮＤ回路１０２および目標電流設定回路８４への出力を「ｈｉｇｈ」に切り替える。

目標電流設定回路８４は、オフスイッチ１０４が「ｏｆｆ」である場合に、ＡＮＤ回路１０２へ「ｈｉｇｈ」を出力する。よって、ＡＮＤ回路１０２は、インピーダンス検知部１００および目標電流設定回路８４の両方から「ｈｉｇｈ」が入力されることにより、昇圧部用回路スイッチ７２を通電状態にする。これにより、昇圧部８０には電池６０から電圧Ｖ_１が入力され、これを受けて、昇圧部８０は、第１電極部材２１０および第２電極部材３１０の間に電圧をかけ始める。これにより、第１電極部材２１０および第２電極部材３１０の間に皮膚を介して電流が流れ始める。

ここで、目標電流設定回路８４は、上記インピーダンス検知部１００から「ｈｉｇｈ」が入力された場合に、時間の経過と共に大きくなる参照電圧Ｖ_ｒｅｆを昇圧部８０に入力する。これにより、昇圧部８０により作用側電極構造体２００および非作用側電極構造体３００にかけられる電圧Ｖ_Ｃを、時間の経過と共に大きくする。

図４（Ａ）は、適用開始動作において、昇圧部８０に入力される電圧Ｖ_ＩＮを示し、図４（Ｂ）は、第１電極部材２１０および第２電極部材３１０の間にかかる電圧Ｖ_Ｃを示す。ここで、図４（Ａ）に示すように、昇圧部用回路スイッチ７２が時刻ｔ_０で通電状態に切り替わると、昇圧部８０に入力される電圧Ｖ_ＩＮは、時刻ｔ_０から急激に電池６０の電圧Ｖ_１まで立ち上がる。これに対して、目標電流設定回路８４は、インピーダンス検知部１００から「ｈｉｇｈ」が入力された後に、当該時刻から時間の経過とともに値が大きくなる参照電圧Ｖ_ｒｅｆを出力する。

図４（Ｂ）に示すように、昇圧部８０は、当該参照電圧Ｖ_ｒｅｆに比例して、第１電極部材２１０および第２電極部材３１０の間にかける電圧Ｖ_Ｃを時間の経過とともに値を大きくし、時間ｔ_１においてイオントフォレーシスを適用する定常状態の電圧Ｖ_２にする。ここで、上記電圧Ｖ_ＣがＶ_２になるまでの時間ｔ_１は、５秒から２０秒程度であることが好ましい。

なお、ＡＮＤ回路１０２が設けられているので、オンスイッチ７６が「ｏｎ」状態になっていても、イオントフォレーシス装置１０が皮膚に当接しておらず、インピーダンス検知部１００からの入力が「ｈｉｇｈ」にならなければ、昇圧部用回路スイッチ７２は通電状態にならない。オンスイッチ７６が先に「ｏｎ」状態になった後に、インピーダンス検知部１００からの入力が「ｈｉｇｈ」に切り替わった場合にも、目標電流設定回路８４は、上記動作により、当該時刻から時間の経過とともに値が大きくなる参照電圧Ｖ_ｒｅｆを出力する。

このように、イオントフォレーシス装置１０は、第１導電型のイオン交換膜２５０および第２導電型のイオン交換膜３５０が皮膚と当接しているかどうかを検知することができるので、皮膚と当接していないときに誤ってイオントフォレーシスが適用されるのを防ぐことができる。また、イオントフォレーシスの適用開始時において、作用側電極構造体２００の第１電極部材２１０、および、非作用側電極構造体３００の第２電極部材３１０の間にかける電圧を時間の経過とともに漸次上昇させるので、ユーザの皮膚に急激に電流が皮膚に流れることを防ぐことができる。よって、イオントフォレーシスの適用開始時において、ユーザに対して痛みおよびショックなどを感じさせにくくすることができる。

次に、イオントフォレーシスの適用停止動作を説明する。この場合に、ユーザは、イオントフォレーシス装置１０を皮膚に当接させた状態で、オフスイッチ１０４を押し下げることにより当該スイッチを「ｏｎ」に切り替える。オフスイッチ１０４が「ｏｎ」の状態に切り替わった旨が入力されると、目標電流設定回路８４は、時間の経過と共に小さくなる参照電圧Ｖ_ｒｅｆを昇圧回路８０に入力する。これにより、昇圧回路８０により作用側電極構造体２００および非作用側電極構造体３００にかけられる電圧Ｖ_Ｃを、時間の経過と共に小さくし、最終的に「０」にする。

目標電流設定回路８４は、オフスイッチ１０４が「ｏｎ」の状態に切り替わった旨が入力されてから昇圧部８０の電圧Ｖ_Ｃが「０」になるまでの時間が経過した後に、ＡＮＤ回路１０２に「ｌｏｗ」を出力する。これにより、電池６０から昇圧部８０への電圧Ｖ_ＩＮが遮断される。さらに、目標電流設定回路８４は、オンスイッチ７６をリセットして「ｏｆｆ」の状態に戻す。ここで、例えば回路部５２にメモリを設けて、オンスイッチ７６が押し下げられたことを検知した旨のフラグを当該メモリに記憶している場合には、目標電流設定回路８４は、当該フラグを消去する。

図５は、適用停止動作において、第１電極部材２１０および第２電極部材３１０の間にかかる電圧Ｖ_Ｃを示す。昇圧部８０は、当該参照電圧Ｖ_ｒｅｆに比例して、第１電極部材２１０および第２電極部材３１０の間にかける電圧Ｖ_Ｃを、時刻ｔ_２から時間の経過とともに値を小さくし、時間ｔ_３において電圧を「０」にする。ここで、上記電圧Ｖ_ＣがＶ_２から０なるまでの時間（ｔ_３−ｔ_２）は、５秒から２０秒程度であることが好ましい。

このように、イオントフォレーシス装置１０は、イオントフォレーシスの適用停止時において、作用側電極構造体２００の第１電極部材２１０、および、非作用側電極構造体３００の第２電極部材３１０の間にかける電圧を時間の経過とともに漸次下降させるので、ユーザの皮膚から急激に電流が除去されることを防ぐことができる。よって、イオントフォレーシスの適用停止時において、ユーザに対して痛みおよびショックなどを感じさせにくくすることができる。

ここで、薬物イオンがアニオンである場合を例に、図１および図２に示すイオントフォレーシス装置１０の具体的構成についてさらに説明する。この場合、第１導電型は陰であり、第２導電型は陽である。したがって、作用側電極構造体２００の第１電極部材２１０はカソードとなり、非作用側電極構造体３００の第２電極部材３１０はアノードとなる。また、作用側電極構造体２００において、第２導電型のイオン交換膜２３０にはカチオン交換膜を用い、第１導電型のイオン交換膜２５０にはアニオン交換膜を用いる。また、作用側電極構造体２００において、第１導電型のイオン交換膜３３０にはアニオン交換膜を用い、第２導電型のイオン交換膜３５０にはカチオン交換膜を用いる。

図１および図２に示すイオントフォレーシス装置１０は、通電状態において、以下の作用効果を奏する。すなわち、作用側電極構造体２００では、薬液保持部２４０が保持する薬液に含まれる薬物イオンは、電気泳動によりカソードである第１電極部材２１０と反対側（皮膚側）へ移動し、薬液保持部２４０の皮膚側に配設されて皮膚と当接する第１導電型のイオン交換膜２５０を透過して速やかに皮膚へ浸透する。これに対し、生体内のカチオンは第１導電型のイオン交換膜２５０を透過して薬液保持部２４０側へ移動することがない。したがって、安定した通電状態のもとでイオントフォレーシスにより薬物イオンを生体へ導入することができる。また、薬液保持部２４０に含まれる、アニオンである薬物イオンと対を成すカチオンは、第１電極部材２１０側へ移動し、カチオン交換膜である第２導電型のイオン交換膜２３０を透過して第１電解液保持部２２０側へ移動する。したがって、通電状態において、薬液保持部２４０のイオンバランスが崩れないので、ｐＨの変化は生じにくい。故に、通電抵抗が大きくなりにくいので、薬物イオンの輸送効率の低下を抑えることができる。

一方、非作用側電極構造体３００では、第３電解液保持部３４０が保持する電解液に溶解している化合物が水の酸化還元電位より低い酸化還元電位を有する化合物であるので、アノードである第２電極部材３１０において、水の電気分解反応は起こらない。したがって、水の電気分解反応で発生する気泡（酸素ガス）によって、第２電極部材３１０と第３電解液保持部３４０の保持する電解液との接触が妨げられることで通電抵抗が大きくなるのを防ぐことができる。

なお、薬物イオンがカチオンである場合は、第１導電型は陽であり、第２導電型は陰である。したがって、図１および図２に示すイオントフォレーシス装置１０における、第１電極部材２１０および第２電極部材３１０の電気的な極性は逆になり、また、第２導電型のイオン交換膜２３０、第１導電型のイオン交換膜２５０、第１導電型のイオン交換膜３３０、および第２導電型のイオン交換膜３５０の種類（イオン選択特性）はそれぞれ反対のものになる。

本実施形態において、イオントフォレーシスを適用するための電圧Ｖ_２は、例えば、低周波治療器のようにパルス電圧をかけたり、また、徐々に電圧を上げたり、あるいは、下げてもよい。体内を流れる電流は、０．０１〜０．５ｍＡ／ｃｍ^２の範囲が好ましいが、第１電極部材２１０および第２電極部材３１０の面積やイオントフォレーシスの適用部位、さらにはユーザの個体差などによって増減させて、痛みや熱感を与えない程度に設定する。

また、イオントフォレーシス装置１０に適用される薬物イオンとしては、例えば次のようなものがある。正に帯電する薬物イオンとして、麻酔剤（塩酸プロカイン、塩酸リドカインなど）、胃腸疾患治療剤（塩化カルニチンなど）、骨格筋弛緩剤（臭化バンクロニウムなど）、抗生物質（テトラサイクリン系製剤、カナマイシン系製剤、ゲンタマイシン系製剤）等が挙げられる。負に帯電する薬物イオンとして、ビタミン（以下、Ｖと略記する）剤（ＶＢ_２、ＶＢ_１２、ＶＣ、ＶＥ、葉酸など）、副腎皮質ホルモン（ヒドロコルチゾン系水溶性製剤、デキサメサゾン系水溶性製剤、プレドニソロン系水溶性製剤など）、抗生物質（ペニシリン系水溶性製剤、クロウムフェニコール系水溶性製剤）等が挙げられる。

また、電池６０は、装置本体５０に内蔵する形態に限定されず、外部に配されて装置本体５０に対して電力が供給されてもよい。また、電池に限られず、定電圧装置、定電流装置、定電圧・定電流装置（ガルバノ装置）など、所望のものでよい。

また、第１電極部材２１０、および第２電極部材３１０の電極材は、例えば、炭素、白金などの導電性材料など、薬物イオンの特性に応じて所望のものを用いてもよい。

また、作用側電極構造体２００の第１電解液保持部２２０、非作用側電極構造体３００の第２電解液保持部３２０および第３電解液保持部３４０は、上記のように、電解液として、水の電気分解反応（水の酸化および還元反応）と比較して水の酸化還元電位より低い酸化還元電位を有する酸化および還元しやすい化合物が溶解した溶液を用いることが好ましい。例えば、第一硫酸鉄（ＦｅＳＯ_４）と第二硫酸鉄〔Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３〕の混合水溶液、アスコルビン酸ナトリウム水溶液、乳酸およびフマル酸ナトリウムの混合水溶液、などが挙げられる。また、これら電解液の保持形態は、例えば、ゲル、あるいは所望の媒体（ガーゼ、吸水性高分子材料など）に含浸させたタイプのもの、あるいは電解液をそのまま保持する溶液タイプのものなどであってもよい。

また、アニオン交換膜は、例えば、高分子の側鎖に四級化されたアンモニウム基を有するもの、カチオン交換膜としては、例えば、高分子の側鎖にスルホン酸基を有するものなど所望のものでよく、これらは薬物イオンの種類などによって適宜組み合わせてもよい。

また、容器２６０および容器３６０は、非イオン伝導性および電気絶縁性を有し、さらに、可塑性、柔軟性、可撓性、および形状保持性の少なくとも一つを有する材料にて作製されるのが望ましい。例えば、アクリル、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル、ポリアミド、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリエステル、およびこれらの素材の共重合体などが適当である。

また、作用側電極構造体２００および非作用側電極構造体３００をそれぞれ生体に当接させる手段は、容器２６０の作用側粘着面２６２、および容器３６０の非作用側粘着面３６２がそれぞれ皮膚へ粘着されることにより当接させる手段に限定されない。他の手段として、例えば、装置本体５０を手で持って皮膚に押し当てて当接させる、あるいは、粘着剤などで皮膚に貼り付ける、など所望の手段を用いてもよい。

また、インピーダンス検知部１００に接続された接触端子９２、９４の配設態様は、上記のような作用側電極構造体２００と一体的に配される態様に限定されない。例えば、非作用側電極構造体３００あるいは装置本体５０に接触端子９２、９４が配される態様であってもよい。

また、少なくとも作用側電極構造体２００が皮膚と当接しているかどうかを検知する手段は、上記インピーダンス検知部１００およびインピーダンス検知部１００に接続された接触端子９２、９４によるインピーダンスの検知に限定されない。例えば、体温や皮膚の水分を検知する方法などであってもよい。

また、目標電流設定回路８４は、遅延回路部および緩和回路部としてＣＲ回路等を用いてもよい。他の例として、ソフトウェアのプログラムによりデジタル回路を制御して、時間の経過とともに漸次、電圧が上がるようにしてもよい。また、電圧を上昇させる形態は、漸次、連続的である形態に限られず、階段状に上昇させてもよい。

さらに、オンスイッチ７６およびオフスイッチ１０４を別々に設けず、一つのスイッチを併用してもよい。この場合に、当該スイッチを押す毎に「ｏｎ」と「ｏｆｆ」の状態が切り替わるようにし、「ｏｎ」と「ｏｆｆ」の状態を示す情報をメモリに記憶する。そして、当該メモリを参照して、当該スイッチが「ｏｆｆ」から「ｏｎ」になった場合に上記適用開始動作を実行し、当該スイッチが「ｏｎ」から「ｏｆｆ」になった場合に上記適用停止動作を実行するようにしてもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることができることは当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明の実施形態に係るイオントフォレーシス装置１０の斜視図である。 イオントフォレーシス装置１０の概略側面図である。 回路部５２の回路構成である。 （Ａ）は、イオントフォレーシスの適用開始動作において、昇圧部８０に入力される電圧Ｖ_ＩＮを示し、（Ｂ）は、第１電極部材２１０および第２電極部材３１０の間にかかる電圧Ｖ_Ｃを示す。 イオントフォレーシスの適用停止動作において、第１電極部材２１０および第２電極部材３１０の間にかかる電圧Ｖ_Ｃを示す。

符号の説明

１０ イオントフォレーシス装置、５０ 装置本体、５２ 回路部、６０ 電池、７２ 昇圧部用回路スイッチ、７６ オンスイッチ、８０ 昇圧部、８４ 目標電流設定回路、９２ 接触端子、９４ 接触端子、１００ インピーダンス検知部、１０２ ＡＮＤ回路、１０４ オフスイッチ、２００ 作用側電極構造体、２１０ 第１電極部材、２２０ 第１電解液保持部、２３０ 第２導電型のイオン交換膜、２４０ 薬液保持部、２５０ 第１導電型のイオン交換膜、２６０ 容器、２６２ 作用側粘着面、３００ 非作用側電極構造体、３１０ 第２電極部材、３２０ 第２電解液保持部、３３０ 第１導電型のイオン交換膜、３４０ 第３電解液保持部、３５０ 第２導電型のイオン交換膜、３６０ 容器、３６２ 非作用側粘着面

Claims (11)

1. イオン化した薬物を経皮投与するイオントフォレーシス装置であって、
   電源における、イオン化した前記薬物と同じ第１導電型の端子に電気的に接続される第１電極部材、および、前記薬物を含む薬液を保持しており、前記第１電極部材により作られる電場内に配される薬液保持部、を有する作用側電極構造体と、
   前記電源における、前記第１導電型と反対の導電型である第２導電型の端子に電気的に接続される第２電極部材、を有する非作用側電極構造体と、
   前記電源が前記第１電極部材および前記第２電極部材にかける電圧を停止する場合に、前記電源が前記第１電極部材および前記第２電極部材にかける電圧を、時間の経過と共に小さくする緩和回路部と
   を備えるイオントフォレーシス装置。
2. 前記緩和回路部は、５秒から２０秒までのある所定時間において、前記電圧を時間の経過と共に小さくする請求項１に記載のイオントフォレーシス装置。
3. 前記電源が前記第１電極部材および前記第２電極部材に電圧をかけ始める場合に、前記電源が前記第１電極部材および前記第２電極部材にかける電圧を、時間の経過と共に大きくする遅延回路部
   をさらに備える請求項１または２に記載のイオントフォレーシス装置。
4. 前記遅延回路部は、５秒から２０秒までのある所定時間において、前記電圧を時間の経過と共に大きくする請求項３に記載のイオントフォレーシス装置。
5. 前記電源が前記第１電極部材および前記第２電極部材へ電圧をかけるのを停止する指示を外部から受け付ける停止スイッチを少なくとも一つさらに備え、
   前記停止スイッチが前記指示を受け付けた場合に、前記緩和回路部は、前記電圧を時間の経過と共に小さくした後に、前記電圧をかけるのを停止する請求項１に記載のイオントフォレーシス装置。
6. 一対の接触端子を有し、前記一対の接触端子間に電圧をかけたインピーダンスが閾値よりも大きいか否かを検知するインピーダンス検知部をさらに備え、
   前記停止スイッチが前記指示を受け付けた場合と前記インピーダンス検知部により前記インピーダンスが前記閾値よりも大きいと検知された場合との少なくとも一方の場合に、前記緩和回路部は、前記電圧を時間の経過と共に小さくした後に、前記電圧をかけるのを停止する請求項５に記載のイオントフォレーシス装置。
7. 前記インピーダンス検知部が前記一対の接触端子間にかける電圧の大きさは、前記電源が前記第１電極部材および前記第２電極部材にかける電圧の大きさよりも小さい請求項６に記載のイオントフォレーシス装置。
8. 前記作用側電極構造体は、
   前記第１電極部材に電気的に接続され、電解液を保持している第１電解液保持部、
   前記第１電解液保持部よりも皮膚側に配され、前記第２導電型のイオンを選択的に透過する第２導電型のイオン交換膜、および、
   前記薬液保持部よりも皮膚側に配され、前記第１導電型のイオンを選択的に透過する第１導電型のイオン交換膜
   をさらに含む請求項１から７のいずれかに記載のイオントフォレーシス装置。
9. 前記非作用側電極構造体は、
   前記第２電極部材に電気的に接続され、電解液を保持している第２電解液保持部、
   前記第２電解液保持部よりも皮膚側に配され、前記第１導電型のイオンを選択的に透過する第１導電型のイオン交換膜、
   前記第１導電型のイオン交換膜よりも皮膚側に配され、電解液を保持している第３電解液保持部、および、
   前記第３電解液保持部よりも皮膚側に配され、前記第２導電型のイオンを選択的に透過する第２導電型のイオン交換膜
   をさらに含む請求項８に記載のイオントフォレーシス装置。
10. 前記一対の接触端子間の距離は、前記作用側電極構造体の前記第１導電型のイオン交換膜と前記非作用側電極構造体の第２導電型のイオン交換膜との距離よりも短い請求項９に記載のイオントフォレーシス装置。
11. 前記一対の接触端子は、前記作用側電極構造体の側に配される請求項３から１０のいずれかに記載のイオントフォレーシス装置。

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