JP2008168081A - エレクトロポレーションにより物質を経皮投与するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エレクトロポレーションによって物質を経皮投与するための装置を提供する。
【解決手段】患者の皮膚８’の一部上に分与される物質の輸送流体のみから電流が伝導される、エレクトロポレーションによるそのような物質の経皮投与のための装置は、流体の容器７に結合可能でありそこから取外し可能である動作ヘッド１を備え、動作ヘッド１においてそれらは、投与される物質の輸送流体のための入口２と、入口の下で流体から横断される電極４と、電界を増大し流体の粒子を同じように向けるマグネット５４を有し、電気絶縁性の側壁５０を有するイオン化チャンバ５と、イオン化チャンバ５の下方に配置され、導電性材料で製作された流体の分配器３とに区別され、分配器３は、皮膚と接触するようになされた取外し可能な付属物３０を有し、したがって結果的に、流体の存在によってのみ電極４と電気的に接触する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレクトロポレーションによって物質を経皮投与するための装置に関する。

エレクトロポレーションは、皮膚を通して物質を身体に投与するための周知の技術であり、物質を局部的なやり方で、物質の血液への吸収を最小にして投与し、物質が制御されずに拡散することに関連する副作用の危険性を低減する。投与することができるいくつかの物質は、例として、薬物、生薬、化粧品またはホメオパシー製品とすることができる。エレクトロポレーションは、たとえば美容薬（たとえば皮膚組織の斑点の治療における）、あるいは鎮痛、緊張緩和、または強壮療法において使用される。

エレクトロポレーションは、皮膚と電極の間に介在する（通常イオンまたは電解質、あるいはその他の方法で荷電された形態の）投与される物質の分子がその中に溶解または分散された輸送流体を介して、皮膚の選択された部分と電極との間に電流を通すことからなる。電気回路は、皮膚の治療される部分とは別の部分上に１つまたは複数の対電極を当てて、閉じられる。電流は、適切な時間ベースの波形に従って加えられ、その波形は、時間の平均平方値に基づいて、物質を所定の深さで皮膚内へと移送することを可能にする。

輸送流体は、通常ゲルの形態である。

適切な装置が、この技術に適応するように構築される。

特に、イオントフォレーゼによって物質を経皮投与するための周知の装置は、２つの対向面上に２つの開口が設けられた、プラスチック材料製の中空の動作ヘッドを備える。一方の開口は、流体の容器がその中に挿入され、流体用の入口として働く。もう一方の開口は、長い縁部に沿った最小限の空間以外は、それ自体の軸の周りで自由に回転し輸送流体の分配器として働くプラスチックのローラによってぴったりと閉じられる。キャビティ内のローラの部分は、容器から流入する流体と接触しており、装置が動いたままの状態でローラが皮膚に当てられるときに、皮膚との摩擦の作用により回転する。それによってローラは、流体によって覆われた部分を皮膚と接触させ、流体を分与する。流体の分配を続けるためには、ローラをこうして連続的に回転させ続けなければならない。”Ｌ”字形状に折曲げられた薄板が、チャンバ内に電極として挿入される。板の短い側は、動作ヘッドの壁部に締結され、電気端子をヘッドの外で支持し、電圧駆動電流源と結合される（電圧駆動電流源は、１つまたは複数の対電極に結合される）。板の長い側は、軸自体を収束する設置面において、ローラの回転軸に沿い、実際にローラとほぼ接触して、ローラと対面している。こうして電極は、ローラの表面から非常に至近距離で電圧を加え、皮膚に到達する電流は、ローラの断面の全周を通って、その表面に付着する流体の非常に薄い層内を移動しなければならない。流体の特徴を考慮すると、この区間の電気インピーダンスは、通常高い。さらに、このインピーダンスは非常に変わりやすく、その値は確実に制御することができない。外側部分から円筒上に分与される流体層の厚さは、皮膚の状態、ローラによってその上に加えられる圧力の状態、ローラがそこに当てられる開口の長い側部の幾何形状を変える操作者の指の圧力による動作ヘッドの変形の状態によって、経時的に変化する。さらに、皮膚が既に流体によって湿っている場合、皮膚上の摩擦は、（患者にとって不快となり得る強い圧力が皮膚に加えられなければ）ローラを回転させるのに不十分となる場合がある。すなわちローラは乾燥し、流体の分与を停止し、電流源にかかる電気インピーダンスが増大する。さらに、片側のみが締結された非常に薄い板は、弾性的に変形しやすい可能性がある。装置は、電圧駆動であり、所与の電流を（一定の波形に従って）維持する。したがって、インピーダンスのばらつきによって、患者に対する不快感および軽い熱傷すら引き起こす可能性がある電圧変動およびピークが生じることがある。さらに、プラスチックローラは、容易に擦られて変形し、回転し流体を駆動する能力が低減し、清浄化が困難になる。さらに、これは容易に滅菌することができない。

上述の従来技術のいくつかの例は、分配要素を１片のフェルトまたはその他の透過体とすることもできる装置を記載しており、例えばＷＯ００５６４００の文書にみられる。分配要素は、導電性材料で形成される場合、エネルギー供給構成要素と電気的に接触し、表皮に直接電位を加える。

別の種類のエレクトロポレーション機器が、文献に記載されている。たとえば、ＷＯ０２０９８０７は、輸送される分子を収容するフラスコが、フラスコ内に挿入される細長い導電要素と、あるいは、たとえばローラ、浸透膜、一片のスポンジ、または有孔キャップとすることができる分配器と結合される機器を記載している。

米国特許第５９８３１３１号は、その片面に被験者の体表面の目標組織付近の第１の電極があり、反対側の面に第２の電極がある有孔電気絶縁層を備える装置を記載している。前記電極間に広がる電界は、電気絶縁層の穿孔部を通って優先的に広がる。電極または電気絶縁層のいずれかが、有効成分および流体キャリヤを収容するリザーバ内へと配置される。治療のために生成された電流は、皮膚の表層内のみに侵入し、次いで分配要素に戻り、回路を閉じる。

ＷＯ００１０６４０は、体表面内へのおよび体表面を介しての有用物質の投与のための改善された方法を提供する装置を記載している。

有益な物質が滴下を防止する毛細管内に配置され、あるいは、吸収材料の充填材が前記有益な物質で浸されてエミッタロッドと接触して配置され、同様に滴下を防止する。イオン化された分子粒子が、毛細管またはロッドから放出され、粒子ビームの形態で、体表面から距離をおいたところから衝撃を与えるように、強力な電界の影響の下で加速される。動作の途中に、流体は患者の体表面に接触せず、荷電された分子粒子のビームのみが、エミッタから皮膚へと飛ぶ。この工程は、エレクトロポレーションなど、従来の、電気的に駆動される経皮投薬方法とは、根本的に区別される。

本発明によって達成される目的は、装置を全ての要件または皮膚領域に容易に適合させること、ならびに動作ヘッドを容易に清浄化および滅菌することを可能にすることである。

本発明は、特許請求の範囲に記載された独立請求項に係る構造的および機能的な特徴を有するエレクトロポレーションのための装置によって達成され、前記装置のさらなる実施形態は、従属請求項において特定される。

本発明を、純粋に非限定的な例として提供される一実施形態を表す図面を用いて、以下でより詳細に説明する。
図１は、（線Ａ−Ａに沿って部分的に分割された）分配装置の多くの変形形態としての２つの詳細図を伴う、本発明による装置の部分断面側面図、
図２は、動作ヘッドの詳細と共に装置の一実施形態を示す概略斜視図である。

図を参照すると、患者の皮膚８’の一部に分与される物質の輸送流体のみによって電流が伝達される方式を採用したエレクトロポレーションによって物質を経皮投与するための装置が示されている。この装置は、動作ヘッド１を備え、動作ヘッド１は、前記流体の容器７に取外し可能な方式で結合することができ、投与される物質を輸送する流体用の入口２と、入口２の下方で流体から横断される電極４と、電気絶縁性の側壁５０を有するイオン化チャンバ５と、皮膚と接触する取外し可能な付属物３０を有する流体分配器３とを備える。

一般に、入口２は、様々なやり方で流体の供給源またはタンクに結合することができ、動作ヘッド１は、患者上で動作させるために、手で直接保持することができる。好都合にも装置は、従来技術の解決法のように、入口２に様々なやり方で連結される流体の容器７を備えることができる。これは、固定することができ（かつ、この場合、容器７は再充填可能であるか、または、少なくとも交換可能な流体カートリッジのハウジングでなければならない）、あるいは、（たとえば図１に示すようにねじ継手によって）取外し可能とすることができる。

概して、動作ヘッド１は、絶縁材料で製作された主本体を有し、主本体は、図に示すように、円形の横断面を有する第１の直線的な円筒形部分、および、第２の円錐台形状または走査を容易にするためにわずかに先細になった部分を有することができる。輸送流体および投与される物質の特徴に関しては、上述したことが当てはまる。流体は、好ましくはゲルである。物質はまた、電解質の形態でその中に溶解させることができる。

明らかに、通常こうした装置に設けられるように、電極４は、一般に、第１の導体ケーブル４３によって電流源４４に結合された外部端子４２と接触する。電流源４４は、回路を閉じるために、少なくとも第２の導体ケーブル４５によって、皮膚８の第２の部分上に配置された少なくとも１つの対電極４６に結合される。

本発明による装置では、分配器３は、導電性材料で製作され、流体の存在のみによって電極４と電気的に接触する。さらに、分配器３および電極４は組み合わされて、所定の相対位置に配置され、それによって、それらの間に存在する所定体積の流体の幾何学形状が長時間一定に維持される。

したがって、付属物３０がその上で作用する皮膚８’の一部における電位は、分配器３の金属本体によって、（皮膚上の非常に薄い流体層内で生じる最小限の電圧降下を差し引いて）分配器３と電極４の間に存在し、長時間一定に維持される流体体積の幾何学形状の境界へと伝達される。前記体積の流体内でのみ電極４から分配器３へと電流が流れる。したがって電極４と皮膚８’の部分の間の電位差が、実質的に前記体積内の電流通路によって与えられる。そして流体が均質かつ等方性であるので、電流源によるインピーダンスは、体積の幾何形状が規定されると、常に実質的に一定に維持される。明らかに、動作ヘッド１の本体の材料は、堅くて変形しないものでなくてはならず、または、動作ヘッド１本体の壁部の厚さは、変形を妨げるのに十分でなくてはならない。同様の条件が、電極４および分配器３に当てはまる。分配器３は、堅くて変形しないものであり、同様に金属のような材料で製作される。

分配器３は、動作ヘッド１に対して固定されている。また分配器３は、イオン化チャンバ５からその中に入る流体が流入ための少なくとも１つの入口３１を有している。また分配器３は、皮膚と接触する付属物３０上に、入口３１が繋がっている皮膚へと向かう流体の流出のための少なくとも１つの穴３３を有する。このようにして、様々な理由で、付属物３０の外表面上に流体が存在しない場合でも、穴３３は、（動作ヘッド１内に収容される）常に流体の一部として皮膚と接触しており、それゆえに電流源４４によってみられるインピーダンスの特徴を、実質的に変えずに維持する。有利には、分配器３は、ステンレス鋼で製作される。良好な導電体であることに加えて、これは容易に清浄化および滅菌することができ、容易に劣化しない。

好都合には、イオン化チャンバ５は、所定の長さを有する。イオン化チャンバ５は、電極４を分配器３から離隔している。またイオン化チャンバ５は、電気絶縁性の側壁５０を有している。またイオン化チャンバ５は、電極４の表面部分４１によって規定され流体のための少なくとも１つの通路５１０を備える第１の端部５１と、分配器３の表面部分３２によって規定される第２の端部５２とを有する。電極４と装置３の間に存在する流体の体積の幾何形状は、したがって、正確かつ単純なやり方で規定される。この場合、分配器３が動作ヘッド１に対して固定さる。また分配器３は、内部への流体の流入用の少なくとも１つの入口３１を有し、皮膚と接触する付属物３０上に、入口３１と繋がっており皮膚に向かう流体の流出用の少なくとも１つの穴３３を有し、入口３１は、イオン化チャンバ５の第２の端部５２内に形成される。

イオン化チャンバ５の内側には、磁石５４が配置されており、磁石５４は、電界を強化するための、とりわけ投与される物質を輸送する流体の粒子を同じように配向させるための、有効範囲を有する。

好ましくは、イオン化チャンバ５の内側に、磁石５４を吊り下げ状態に保持し、イオン化チャンバ５のいかなる壁とも磁石５４が接触することを妨げることができる磁石５４の支持手段５５を有する。

好ましくは、電極４の表面部分４１および分配器３の表面部分３２は、平坦である。

有利には、さらに、図１に示すように、イオン化チャンバ５は、所定の断面を有する直線的な円筒形であり、第１および第２の端部５１、５２は、その両端部となる。上記端部は、円形とすることができる。すなわち、イオン化チャンバ５の幾何形状は、特に単純である。

一般に、有利には、装置は、流体または電解質のタイプ、および／または投与される物質のタイプに従って、あるいは、治療および／または皮膚のタイプに従って、電流源４４上にかかるインピーダンスを所定のやり方で変えまたは制御するために、分配器３および電極４の相対位置を調節する手段（本明細書には示さない）を備えることができる。特に、装置は、分配器３の平坦な表面部分３２と、電極４の平坦な表面部分４１の間の距離を調整する手段（本明細書には示さない）を備える。前記手段は、様々な種類のものとすることができる。

好ましくは、それらは、分配器３上または電極４上（またはその部分上）に作用するマイクロメータースクリューを用いて、それらをイオン化チャンバ５の軸に沿って案内するやり方で摺動させるようにして調整する。図１に示す本発明の好ましい一実施形態では、分配器３は、直線的な円筒形イオン化チャンバ５の側壁５０が規定する円筒導管内に、少なくとも部分的に挿入される。位置調整手段はこうして、円筒導管を案内部として直接使用することによって、非常に単純なやり方で適用される（この場合、円筒形導管は直線状であり、好ましくは円形の横断面を備える）。イオン化チャンバ５の表面領域の値の定義もまた、インピーダンス値を設定するために使用することができる。

有利には、導管内への分配器３の挿入を停止するための小さい当接部５３が、円筒形導管に沿って形成され、それによって、イオン化チャンバ５の長さの最小値が規定される。ダイアフラムを挿入することによって、当接部の位置、したがってイオン化チャンバ５の最小長さを修正することが可能になる（マイクロメーター調整部がない場合、これはまた、インピーダンスを変えまたは制御するための大まかなシステムとすることができる）。

さらに、有利には図１に示すように、分配器３の、皮膚と接触する取外し可能な付属物３０上で、少なくとも２つの穴３３が所定の位置に形成される。皮膚と接触することができる分配器３の付属物３０上には、また、所定のパターンに分布する複数の穴３３を形成することもできる。分配器３の３つの例が示される（１つは動作ヘッド内に示され、２つは個別に示される）図１を参照すると、本発明によれば、皮膚と接触する付属物３０は、取外し可能である。これによって、これを個別に清浄および／または滅菌し、あるいは、異なる用途のために異なる輪郭付けおよび形状決めされた別のものと、交換することが可能になる。特に、単純な円筒形（図２に示すような、かつ場合によっては皮膚の大きい領域を同時に治療するための大きい軸方向寸法を有する）に加えて、皮膚と接触する付属物３０は、皮膚の小さいまたは隠れた部分にそれが到達することを可能にする特別の輪郭を有することができる。特に、皮膚と接触する付属物３０は、細長く、（たとえば長い「鼻」の形態の）縮小された横断面を有することができる。皮膚と接触する付属物３０と、分配器３の残りの部分との間の結合は、たとえば（図１に示すような）ねじ継手、または別のタイプの継手を用いて達成することができる。同様に図１に示すように、皮膚と接触する付属物３０は、中空とすることができ、あるいは、入口３１と接触付属物３０自体の間の結合導管の一区間の下流に、補正コンパートメントを備えることができ、ある量の流体がその中へと集められ、それによって、１つまたは複数の穴３３からの連続的かつ定常的な流体の分配を保証することができる。図２に示すように、装置は、皮膚と接触する付属物３０の皮膚上での運動を容易にするための、回転摩擦手段６を備えることができる。ただしこのさらなる特徴は、特に皮膚と接触する付属物３０が良好に研磨された材料から作成される場合は必須ではないが、存在する流体の量が非常に少ないとしても、付属物３０の摺動能力を保証するのに十分である。

図１に具体的に示す特定の実施形態では、電極４は、動作ヘッド１の本体と同軸で関連する座部内に挿入され、電極４の表面部分４１を構築する平面な部分を前方で支える、（たとえば同様にステンレス鋼で製作された）ブシュの形態である。ブシュの内部は、容易にねじ切りすることができる。特に単純で、剛性を有し、中空でないこの形態の電極は、本発明に特に適している。

説明から容易に明らかになるように、本発明は、重要な利点を実現する。

まず第１に、インピーダンスのばらつきによる患者に対する問題が防止される。第２に、流体の特徴、治療または皮膚のタイプによって、負荷インピーダンスを正確に調整することができる。

さらなる重要な利点は、装置をすべての要件または皮膚領域に容易に適合させることができることである。

さらに、同様に重要な利点は、動作ヘッド１、または皮膚と接触する分配器３の付属物３０のみを、容易に清浄化および滅菌する能力を含む。

最後に、磁石５４の存在は、エレクトロポレーションプロセスの有効性を最適化し、流体粒子の流れを整える。

図１は、（線Ａ−Ａに沿って部分的に分割された）分配装置の多くの変形形態としての２つの詳細図を伴う、本発明による装置の部分断面側面図である。 図２は、動作ヘッドの詳細と共に装置の一実施形態を示す概略斜視図である。

Claims (15)

1. 患者の皮膚（８’）の一部上に分配される物質の輸送流体のみから電流が伝達され、前記流体の容器（７）に取外し可能な方式で結合可能な動作ヘッド（１）を備えるエレクトロポレーションによる物質の経皮投与のための装置であって、
   前記動作ヘッド（１）が、
   投与される前記物質の前記輸送流体のための入口（２）と、
   前記入口（２）の下方で前記流体から横断され、外部端子（４２）および第１の導体ケーブル（４３）によって電流源（４４）と結合され、電流源（４４）はさらに第２の導体ケーブル（４５）を介して、前記回路を閉じるために皮膚（８）の第２の部分上に配置されることができる少なくとも１つの対電極（４６）へと結合されている電極（４）と、
   電気的に絶縁性の側壁（５０）を有し、電界を増大させるとともに、前記流体の粒子を同じように配向させることができるマグネット（５４）を備えるイオン化チャンバ（５）と、
   前記流体が流入する少なくとも１つの入口（３１）と前記皮膚に接触するように適合される取外し可能な付属物（３０）とを有し、前記流体の存在によってのみ前記電極（４）と電気的に接触する導電性材料で製作された流体分配器（３）と、を備えることを特徴とする装置。
2. 前記マグネットを前記イオン化チャンバ（５）内で吊り下げ状態に保持する前記マグネット（５４）の支持手段（５５）を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記分配器（３）と前記電極（４）との相対位置を調節する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記イオン化チャンバ（５）が、
   前記電極（４）の表面部分（４１）によって規定され少なくとも１つの前記流体のための通路（５１０）を有する第１の端部（５１）と、前記分配器（３）の表面部分（３２）によって規定された第２の端部（５２）との間に形成され、前記電極（４）を前記分配器（３）から離隔する所定の長さを有することを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
5. 前記電極（４）の前記表面部分（４１）および前記分配器（３）の前記表面部分（３２）が平坦であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記イオン化チャンバ（５）が、所定の横断面を有する直線的な円筒形であり、前記第１および前記第２の端部（５１、５２）がその両端部であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
7. 前記分配器（３）が、少なくとも部分的に円筒形導管に挿入されており、該円筒形導管の側面が前記イオン化チャンバ（５）の前記側壁（５０）を規定することを特徴とする請求項５に記載の装置。
8. 前記導管内への前記分配器（３）の前記挿入を停止するための当接部（５３）が、前記導管に沿って形成されており、それによって前記イオン化チャンバ（５）の前記長さの最小値が規定されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記分配器（３）の前記平坦な表面部分（３２）と、前記電極（４）の前記平坦な表面部分（４１）との間の距離を調整する手段を備えることを特徴とする請求項３から８のいずれかに記載の装置。
10. 前記入口（３１）が、前記イオン化チャンバ（５）の前記第２の端部（５２）内に形成されることを特徴とする請求項３から９のいずれかに記載の装置。
11. 前記分配器（３）の前記取外し可能な付属物（３０）が、所定のパターンに従って分布する複数の穴（３３）を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記取外し可能な付属物（３０）が、皮膚の小さいまたは隠れた部分に到達するように、細長く、縮小された横断面を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の装置。
13. 前記取外し可能な付属物（３０）の皮膚上での移動を容易にするための回転摩擦手段（６）を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の装置。
14. 前記分配器（３）がステンレス鋼製であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の装置。
15. 前記入口（２）に結合された前記流体の容器（７）を備えることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の装置。

Images