JP2010502292A - イオントフォレーシス薬物送達装置を評価するための非破壊システム、装置及び方法 - Google Patents

Abstract

イオントフォレーシス装置を評価するシステム、装置、方法。インピーダンススペクトル計は、イオントフォレーシス装置のインピーダンスを測定するように動作可能であり、制御装置は、当該イオントフォレーシス装置の測定されたインピーダンスと記録された基準データの比較を実行し、当該比較に部分的に基づいて応答を生成するように構成されている。
【選択図】 図４

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、米国仮特許出願第６０／８４２，４４５号（２００６年９月５日提出）（この記載内容はその全体において参照により本明細書中で援用される）の米国特許法第１１９条（e）項下での利益を主張する。
本開示は一般的に、イオントフォレーシスの分野に関し、さらに特定的には、イオントフォレーシス薬物送達装置を評価するための非破壊システム、装置及び方法に関する。

イオントフォレーシスは、同様に荷電された活性物質及び／又はそのビヒクルを含有するイオントフォレーシスチャンバに隣接した電極に小さい電位を印加することにより、活性物質（例えば荷電物質、イオン化化合物、イオン性薬物、治療薬、生体活性物質等）を生体界面（例えば皮膚、粘膜等）に運ぶために起電力及び／又は電流を用いる。

イオントフォレーシス装置は、典型的には、例えば化学電池などの電源の反対極又は端子に各々接続される作用側電極構造体及び対向電極構造体を包含する。各電極構造体は、典型的には、起電力及び／又は電流を印加するためのそれぞれの電極要素を包含する。このような電極要素はしばしば、犠牲要素又は化合物、例えば銀又は塩化銀を含む。

活性物質は陽イオン性又は陰イオン性のいずれでもあり得、電源は、活性物質の極性に基づいて適切な電圧極性を印加するように構成され得る。イオントフォレーシスは、有益には、活性物質の送達速度を増強するか又は制御するために用いられ得る。活性物質は、貯留槽、例えばキャビティ中に貯留され得る（例えば米国特許第５，３９５，３１０号参照）。代替的には、活性物質は、多孔性構造又はゲルのような貯留槽中に貯留され得る。イオン交換膜は、活性物質貯留槽と生体界面との間の極性選択的障壁として役立つように配置され得る。典型的には、一の特定の型のイオン（例えば荷電した活性物質）に関してのみ透過性の膜は、皮膚又は粘膜からの逆荷電イオンの逆流を防止する。

欧州特許出願公開第０９０４８０１号号公報

イオントフォレーシス装置の商業的受入れは、種々の因子、例えば製造コスト、保存寿命、貯蔵中の安定性、活性物質送達の効率及び／又は適時性、生物学的能力、及び／又は廃棄問題に依存する。イオントフォレーシス装置の商業的受入れは、その信頼性と性能にも依存する。従って、製造中にイオントフォレーシス装置の品質及び／又は完全性を確かめるための新規のアプローチを有することが望ましい。

本開示は、上記の１つ又は複数の欠点を克服し、そしてさらなる関連の利点を提供することに関する。

一態様では、本開示は、イオントフォレーシス装置を評価するシステムに関する。当該システムは、インピーダンススペクトル計（impedance spectrometer）、データベース及び制御装置を含む。データベースは、記録されたイオントフォレーシス装置の基準データの形態を取り得る。１実施形態では、インピーダンススペクトル計はイオントフォレーシス装置のインピーダンスを計測するように動作可能であり、制御装置は測定されたイオントフォレーシス装置のインピーダンスと記録された基準データの比較を実行する。１実施形態では、制御装置は、更にその比較に部分的に基づく応答を生成するよう構成される。

他の態様では、本開示は、イオントフォレーシス送達装置を評価する方法に関する。当該方法は、評価されるイオントフォレーシス送達装置に少なくとも第１の試験信号を与えるステップと、評価されるイオントフォレーシス送達装置の前記少なくとも第１の試験信号への少なくとも１つの抵抗応答又は容量応答を測定するステップとを含む。当該方法は、更に、測定されたイオントフォレーシス送達装置の抵抗応答又は容量応答を示す少なくとも第１の値を少なくとも１の基準イオントフォレーシス送達装置の少なくとも１つの抵抗応答又は容量応答を示す１以上の基準データセットと比較するステップを含む。１実施形態では、当該方法は、更に、上記比較に少なくとも部分的に基づいて、評価されるイオントフォレーシス送達装置が合格基準を満たすか否かを判断するステップを含む。

添付の図面中では、同一参照番号は類似の要素又は作用を示す。添付の図中の要素のサイズ及び相対位置は、必ずしもスケール通りには描かれていない。例えば、種々の要素の形状及び角度はスケール通りには描かれていないし、これらの要素のいくつかは、添付の図面を見やすくするために随意に拡大され、配置される。さらに、図示される要素の特定の形状は、その特定の要素の実際の形状に関する何らの情報をも伝えるよう意図されておらず、専ら添付の図面中での認識を容易にするために選択されている。
例示的な１実施形態に係るイオントフォレーシス送達装置を評価するためのシステムを示す機能ブロック図。 例示的な他の実施形態に係る作用側電極構造体、対向電極構造体及び電源を有するイオントフォレーシス装置の概略図。 例示的な他の実施形態に係る、活性物質を露出させるのように外部リリースライナーを取り外した状態で生体界面に配置された図２のイオントフォレーシス装置を示す概略図。 例示的な他の実施形態に係るイオントフォレーシス装置を評価する方法の流れ図。

下記において、或る種の特定の詳細は、種々の開示実施形態の十分な理解を提供するために含まれる。しかしながら、実施形態は1つ又は複数のこれらの特定の詳細なしに、或いは他の方法、構成成分、材料等を用いて実行され得ると当業者は認識する。その他の場合、電解質試料セル（electrolytic sample cell）、波形生成器（waveform generator）、デジタル相関器（digital correlator）、周波数応答アナライザ（frequency response analyzers）などのインピーダンススペクトル計に関連する既知の構造物は、実施形態の不必要に曖昧な記述を避けるために図示されても詳細に示されてもいない。

文脈から他の解釈が必要とされない限り、以下の明細書及び添付の特許請求の範囲全体を通して、「含む（comprise）」という語及びその変形、例えば「含む（comprises）」及び「含む（comprising）」は、公然の包括的意味で、「包含するが、限定されない」と解釈されるべきである。

本明細書全体を通して、「１実施形態」又は「１つの実施形態」又は「別の実施形態において」という言及は、実施形態に関連して記載される特定の関連のある特徴、構造又は特質が少なくとも１つの実施形態に包含されるということを意味する。したがって本明細書全体を通して種々の箇所における「１実施形態における」又は「１つの実施形態における」又は「別の実施形態における」という語句の出現は、必ずしもすべてが同一実施形態を指すわけではない。さらに、特定の特徴、構造又は特質は、１つ又は複数の実施形態において任意の好適な態様で組合せられ得る。

本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、複数の指示物を包含するということに留意すべきである。したがって例えば「単数形の制御装置（a controller）」を含めたイオントフォレーシス送達装置への言及は、単一制御装置、或いは２つ以上の制御装置を包含する。「又は」という用語は一般的に、はっきりと別記しない限り、「及び／又は」を含めた意味で用いられるということにも留意すべきである。

本明細書中で用いる場合、「膜」という用語は、透過性である場合も、透過性でない場合もある境界、層、障壁、又は物質を意味する。「膜」という用語はさらに、界面を指し得る。別記しない限り、膜は、固体、液体又はゲルの形態を取り得るし、そして明確な格子、非架橋構造又は架橋構造を有しても、有しなくてもよい。

本明細書中で用いる場合、「イオン選択膜」という用語は、イオンに対して実質的に選択性であり、或る種のイオンを通すが、他のイオンの通過を遮断する膜を意味する。イオン選択膜は、例えば電荷選択膜の形態を取り得、又は半透性膜の形態を取り得る。

本明細書中で用いる場合、「電荷選択膜」という用語は、主にイオンにより保有される極性又は電荷に基づき、イオンを実質的に通過及び／又は実質的に遮断する膜を意味する。電荷選択膜は典型的にはイオン交換膜を指し、そしてこれらの用語は、本明細書中で及び添付の特許請求の範囲において互換的に用いられる。電荷選択膜又はイオン交換膜は、陽イオン交換膜、陰イオン交換膜及び／又は両極性膜の形態を取り得る。陽イオン交換膜は、陽イオンの通過を実質的に許容し、そして陰イオンを実質的に遮断する。市販の陽イオン交換膜の例としては、ＮＥＯＳＥＰＴＡ、ＣＭ−１、ＣＭ−２、ＣＭＸ、ＣＭＳ及びＣＭＢ（株式会社トクヤマ）の呼称で入手可能なものが挙げられる。逆に陰イオン交換膜は、陰イオンの通過を実質的に許容し、そして陽イオンを実質的に遮断する。市販の陰イオン交換膜の例としては、ＮＥＯＳＥＰＴＡ、ＡＭ−１、ＡＭ−３、ＡＭＸ、ＡＨＡ、ＡＣＨ及びＡＣＳ（同じく株式会社トクヤマ）の呼称で入手可能なものが挙げられる。

本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、「両極性膜」という用語は、２つの異なる電荷又は極性に対して選択的である膜を意味する。別記しない限り、両極性膜は、一体膜構造、多重膜構造又は積層膜の形態を取り得る。一体膜構造は、陽イオン交換物質又は基を含む第１の部分と、陰イオン交換物質又は基を含む第１の部分と向き合った第２の部分とを包含し得る。多重膜構造（例えば二重皮膜構造）は、陰イオン交換膜に積層されるか又はそうでなければ結合される陽イオン交換膜を含み得る。陽イオン及び陰イオン交換膜は最初に異なる構造物として出発し、そしてその結果生じる両極性膜の構造中でそれらの弁別性を保持し得るか、又は保持し得ない。

本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、「半透性膜」という用語は、イオンのサイズ又は分子量に基づいて実質的に選択的である膜を意味する。したがって半透性膜は、第１の分子量又はサイズのイオンを実質的に通す一方で、第１の分子量又はサイズより大きい第２の分子量又はサイズのイオンの通過を実質的に遮断する。或る実施形態では、半透性膜は、第１の速度で或る分子の通過を許容し、或る他の実施形態では、第１の速度と異なる第２の速度で或る他の分子の通過を許容し得る。さらなる実施形態では、「半透性膜」は或る種の選択された分子のみの通過を許容する選択的透過性膜の形態を取り得る。

本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、「多孔性膜」という用語は、問題のイオンに関して実質的に選択的ではない膜を意味する。例えば多孔性膜は、極性に基づいて実質的に選択的でなく、且つ対象の要素又は化合物の分子量又はサイズに基づいて実質的に選択的でないものである。

本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、「ゲルマトリクス」という用語は、三次元網目構造、固体中の液体のコロイド懸濁液、半固体、架橋ゲル、非架橋ゲル、ゼリー様状態等の形態をとる貯留槽の型を意味する。いくつかの実施形態では、ゲルマトリクスは、絡み合い高分子（例えば円柱状ミセル）の三次元網目構造から生じ得る。いくつかの実施形態では、ゲルマトリクスは、ヒドロゲル、オルガノゲル等を包含し得る。ヒドロゲルは、例えばゲルの形態で実質的に水で構成される架橋親水性ポリマーの三次元網目構造を指す。ヒドロゲルは、正味正電荷又は負電荷を有し得るか、又は中性であり得る。

本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、「貯留槽」という用語は、液体状態、固体状態、気体状態、混合状態及び／又は遷移状態で、要素、化合物、製剤組成物、活性物質等を保有するための任意の形態のメカニズムを意味する。例えば別記しない限り、貯留槽は、一構造物により形成される１つ又は複数のキャビティを含み得るし、そしてこのようなものが少なくとも一時的に要素又は化合物を保有し得る場合には、１つ又は複数のイオン交換膜、半透性膜、多孔性膜及び／又はゲルを含み得る。典型的には、貯留槽は、生体界面への起電力及び／又は電流による生物学的活性物質の放出の前に、このような物質を保有する役割を果たす。貯留槽は、電解質溶液も保有し得る。

本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、「活性物質（active agent）」という用語は、任意の宿主、動物、脊椎動物又は無脊椎動物、例えば魚類、哺乳類、両生類、爬虫類、鳥類及びヒトからの生物学的応答を引き出す化合物、分子又は治療物質を指す。活性物質の例としては、治療用物質、薬学的物質、調合薬（例えば薬剤、治療用化合物、薬学的塩等）、非調合薬（例えば化粧用物質等）、ワクチン、免疫学的作用物質、局所麻酔薬又は全身麻酔薬又は鎮痛剤、抗原又はタンパク質又はペプチド、例えばインスリン、化学療法薬、抗腫瘍薬が挙げられる。いくつかの実施形態では、「活性物質」という用語はさらに、活性物質、並びにその薬理学的活性塩、薬学的に許容可能な塩、プロドラッグ、代謝産物、類縁体等を指す。いくつかのさらなる実施形態では、活性物質としては、少なくとも１つのイオン性、陽イオン性、イオン化可能及び／又は中性治療薬及び／又はそれらの薬学的に許容可能な塩が挙げられる。さらに他の実施形態では、活性物質は、水性媒質中で正に荷電され及び／又は正電荷を生じ得る１つ又は複数の「陽イオン性活性物質」を含み得る。例えば多数の生物学的活性物質は、陽性イオンに容易に転化可能であるか又は水性媒質中で正荷電イオン及び対イオンに解離し得る官能基を有する。その他の活性物質は、分極されるか又は分極可能であり、即ち別の部分に比べてある部分で極性を示す。例えばアミノ基を有する活性物質は、典型的には、固体状態でアンモニウム塩形態をとり、そして適切なｐＨの水性媒質中で遊離アンモニウムイオン（ＮＨ_４ ^＋）に解離することができる。「活性物質」という用語は、電気浸透圧流により送達され得る電気的に中性な作用物質、分子又は化合物も指す。電気的に中性な作用物質は、典型的には、例えば電気泳動中の溶媒の流れにより運ばれる。したがって適切な活性物質の選択は、当業者の知識内である。

いくつかの実施形態において、１つ又は複数の活性物質は、鎮痛薬、麻酔薬、麻酔薬ワクチン、抗生剤、アジュバント、免疫学的アジュバント、免疫原、寛容原、アレルゲン、トル様受容体アゴニスト、トル様受容体アンタゴニスト、免疫アジュバント、免疫調節物質、免疫応答物質、免疫刺激物質、特異的免疫刺激物質、非特異的免疫刺激物質、及び免疫抑制物質、又はこれらの組合せから選択されてもよい。

このような活性物質の非限定的な例としては、リドカイン、アルチカイン及び−カイン群の他のもの、モルヒネ、ヒドロモルホン、フェンタニル、オキシコドン、ヒドロコドン、ブプレノルフィン、メタドン及び同様のオピオイドアゴニスト、コハク酸スマトリプタン、ゾルミトリプタン、ナラトリプタンＨＣｌ、安息香酸リザトリプタン、リンゴ酸アルモトリプタン、コハク酸フロバトリプタン及び他の５−ヒドロキシトリプタミン１受容体サブタイプアゴニスト、レシキモド（resiquimod）、イミキモド（imiquidmod）並びに同様のＴＬＲ７及びＴＬＲ８のアゴニスト及びアンタゴニスト、ドンペリドン、塩酸グラニセトロン、オンダンセトロン及びこのような鎮吐剤、酒石酸ゾルピデム及び同様の睡眠剤、Ｌ−ドーパ及び他の抗パーキンソン病薬、アリピプラゾール、オランザピン、クエチアピン、リスペリドン、クロザピン及びジプラシドン並びに他の精神安定剤、エクセナチド等の糖尿病薬、並びに肥満及び他の疾患の治療用のペプチド及びタンパク質が挙げられる。

活性物質のさらなる非限定的な例としては、アンブカイン、アメトカイン、ｐ−アミノ安息香酸イソブチル、アモラノン、アモキセカイン、アミロカイン、アプトカイン、アザカイン、ベンカイン、ベノキシネート、ベンゾカイン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアラニルベンゾカイン、Ｎ，Ｎ−ジメチルグリシルベンゾカイン、グリシルベンゾカイン、β−アドレナリン受容体アンタゴニストベトキシカイン、ブメカイン、ブピバカイン（bupivicaine）、レボブピバカイン（levobupivicaine）、ブタカイン、ブタンベン、ブタニリカイン、ブテタミン、ブトキシカイン、メタブトキシカイン、カルビゾカイン（carbizocaine）、カルチカイン、セントブクリジン（centbucridine）、セパカイン（cepacaine）、セタカイン（cetacaine）、クロロプロカイン、コカエチレン、コカイン、プソイドコカイン、シクロメチカイン、ジブカイン、ジメチソキン、ジメトカイン、ジペロドン、ジクロニン、エコグニン（ecognine）、エコゴニジン（ecogonidine）、アミノ安息香酸エチル、エチドカイン、ユープロシン、フェナルコミン、フォモカイン、ヘプタカイン、ヘキサカイン、ヘキソカイン、ヘキシルカイン、ケトカイン、ロイシノカイン、レボキサドロール、リグノカイン、ロツカイン、マーカイン、メピバカイン、メタカイン、塩化メチル、ミルテカイン、ネパイン、オクタカイン、オルトカイン、オキセタゼイン、パレントキシカイン（parenthoxycaine）、ペンタカイン、フェナシン、フェノール、ピペロカイン、ピリドカイン、ポリドカノール、ポリカイン、プリロカイン、プラモキシン、プロカイン（ノボカイン（登録商標））、ヒドロキシプロカイン、プロパノカイン、プロパラカイン、プロピポカイン、プロポキシカイン、ピロカイン、カタカイン、リノカイン、リソカイン、ロドカイン、ロピバカイン、サリチルアルコール、テトラカイン、ヒドロキシテトラカイン、トリカイン（tolycaine）、トラペンカイン、トリカイン（tricaine）、トリメカイン、トロパコカイン、ゾラミン、これらの薬学的に許容可能な塩、及びこれらの混合物が挙げられる。

本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、「対象（subject）」という用語は、一般的に、任意の宿主、動物、脊椎動物又は無脊椎動物を指し、そして魚類、哺乳類、両生類、爬虫類、鳥類及び特にヒトを含む。

本明細書中で提示される見出しは、便宜上に過ぎず、当該実施形態の範囲又は意味を説明するものではない。

図１は、イオントフォレーシス薬物送達装置を評価するための例示的なシステム１０を示す。システム１０は、マイクロプロセッサー２０ａなどの１以上の制御装置２０を含む制御システム１２とインピーダンススペクトル計１４を含む。システム１０は更に１以上のデータベース２８を含み得る。

インピーダンススペクトル計１４は評価においてイオントフォレーシス装置２のインピーダンスを計測するよう動作可能である。インピーダンスは電流への抵抗の測定値であり、典型的には試料要素に掛かる電圧と試料要素を通る電流の関係を表す。電流は、部分的には、印加された電圧に応答したイオンの移動の結果として生じる。印加された電位差（励起信号又は入力信号）が正弦曲線（例えば、E=E₀sin[ωt]）であれば、結果としての電流（応答信号又は出力信号）もまたI=I₀sin[ωt+φ]の値の正弦曲線である。印加された電位差（E）及び電流（I）の関係はインピーダンス（Z）として知られる。インピーダンス（Z）は振幅（|Z|）と位相（φ）を有し、一般的に抵抗（R）とリアクタンス（X）の複素ベクトル和で表現される。周波数応答はシステムの移送特性、即ち、入力／出力の関係を表す。例えば、交流電流（AC）の振幅及び位相シフトは、試料要素に加えたACの応答である。

インピーダンスは、いくつかの場合、印加された試験信号への応答により測定される。インピーダンススペクトル計１４は、プルグラムされた振幅及び周波数の入力信号を提供するように構成された入力信号発生器３２（例えば、正弦波発生器）と、信号応答から振幅及び位相情報を得るように構成された１以上の応答アナライザー３４を有する。入力信号発生器３２及び１以上の応答アナライザー３４は単一の周波数応答アナライザー（ＦＲＡ）中に含むことができる。インピーダンススペクトル計１４は、更にポテンシオスタット／ガルバノメーター３８を含み得る。１実施形態では、インピーダンススペクトル計１４は、測定された電流及び電圧の値から評価対象の要素（例えば、イオントフォレーシス薬物送達パッチ）のインピーダンスを判断するように動作可能である。

いくつかの実施形態では、ＦＲＡ３６は、電極構造体、電解質セル、イオントフォレーシス送達パッチ及び／又はイオントフォレーシスによる薬物送達のための１以上の治療物質を含むイオントフォレーシス装置に励起信号又は試験信号を印加するように構成される。ＦＲＡ３６は更に、励起信号から生じる応答信号を解析するように構成され得る。１実施形態では、ＦＲＡ３６は、２、３又は４つの電極インピーダンス測定に適したスタンドアローンモードでのインピーダンス測定を提供するように構成され得る。

インピーダンススペクトル計１４は更に、交流の少なくとも２つの選択された周波数に対するイオントフォレーシス装置２のインピーダンスを判断するように動作可能であり得る。印加する信号の周波数を変化させることでイオントフォレーシス装置２の抵抗又は容量特性を判断し得る。例えば、いくつかのシステムでは、イオントフォレーシス装置２に含まれる電解質のインピーダンスは、１以上の高周波入力信号を印加することで評価し得る。他のいくつかのシステムでは、１以上の選択された低周波の入力信号を印加することで、イオントフォレーシス装置２に含まれる１以上の抵抗要素の界面における容量に関する情報を提供し得る。抵抗要素の例にはイオントフォレーシス送達パッチ、イオントフォレーシス装置、膜（例えば、イオン選択膜、電荷選択膜、バイポーラ膜、半透膜、多孔膜、ゲルマトリクスなど）、貯留槽（例えば、キャビティ、膜、ゲルマトリクスなど）、電解質セルなどが含まれる。ある実施形態では、抵抗要素にはイオントフォレーシス薬物送達パッチが含まれる。

ある実施形態では、システム１０は、１以上の選択された高周波を有する入力信号を印加し、その応答信号を測定することにより評価対象のイオントフォレーシス装置２に含まれる１以上の電解質のインピーダンスを判断するよう動作し得る。システム１０は、同様に、１以上の選択された低周波を有する入力信号を印加し、その応答信号を測定することにより評価対象のイオントフォレーシス装置２に含まれる１以上の界面のインピーダンスを判断するように動作し得る。いくつかの実施形態では、イオントフォレーシス装置２は一体式の電源の取付前に評価され得る。

他の実施形態では、インピーダンススペクトル計１４は、周波数走査される正弦波信号をイオントフォレーシス装置２に印加し、１以上の応答アナライザー３４を用いて応答信号を調べることでイオントフォレーシス装置のインピーダンスを判断するように動作可能であり得る。インピーダンスの判断は、例えば、少なくとも２つ選択された周波数の交流電流に対するイオントフォレーシス装置２の測定信号の振幅及び位相シフトの少なくとも１つを判断することを含み得る。１実施形態では、交流電流の周波数は約１０μＨｚから約１ＭＨｚの範囲から選択し得る。他の実施形態では、交流電流の周波数は周波数スペクトルの３以上の範囲から選択し得る。更に他の実施形態では、交流電流の振幅は約１０ｍＶから約１００ＭＶの範囲から選択し得る。いくつかの実施形態では、イオントフォレーシス装置２はイオントフォレーシス薬物送達パッチの形態である。

イオントフォレーシス装置２のインピーダンスの評価は、イオントフォレーシス装置２に小さい試験信号を印加し、応答信号の位相遅延及び／又は振幅を測定することを含み得る。いくつかの実施形態では、試験信号の振幅は、約１ｍＶから約１００ＭＶで変化し得る。いくつかの他の実施形態では、試験信号の振幅は評価対象のイオントフォレーシス装置２に関連する化学反応の電気化学ポテンシャルを越えないように選択される。

小さい試験信号の印加は、更に、限られた時間に渡って交流電流を印加すること、又は、限られたサイクル数の交流電流を印加することを含み得る。いくつかの実施形態では、小さい試験信号の印加時間は、予め定められたサイクル数を印加するのに必要な時間で決定される。他の実施形態では、小さい試験信号の印加は、典型的には概ね１秒以下から概ね５秒の範囲の限られた時間に渡って評価対象のイオントフォレーシス装置２に試験信号を印加することを含み得る。

いくつかの実施形態では、イオントフォレーシス装置２のインピーダンスの評価は、装置の試験に例えば、２、３又は４つの電極を用いることを含み得る。適切な構成の選択は、試験用リードの抵抗が測定に顕著に寄与するか、電極間の電位の精密な制御の必要性、評価対象のシステムの電解質特性などを含む多くの要因に依存する。例えば、インピーダンスの測定のための４点電極の手法（four-point electrode approach）は低インピーダンス（例えば、ミリΩ、マイクロΩの範囲）のシステムの評価、電解質システムのインピーダンスの評価、イオン伝導性の判断、１以上の膜で分離された２つの電極間に生じる現象の評価、及び／又は、１以上の膜を通るイオン移送の判断の際に有益である。典型的な４点電極の構成は、１対の印加電極と１対の検出電極を用いる。印加電極は電流を流し、検出電極（その特性は印加信号の変動幅に渡って良く判っている）は評価対象の要素（例えば、イオントフォレーシス薬物送達パッチ）を横切る電圧降下を測定する。いくつかの実施形態では、電極は、種々の材料に関連する標準電位の相違に部分的に基づく電位の発生を最小限にするために、イオントフォレーシス装置の電極構造体で使用される材料と同一又は類似のものから選択するべきである。適切な材料には、例えば、銀（Ａｇ）及び塩化銀（ＡｇＣｌ）が含まれうる。

システム１０は、インピーダンススペクトル計１４と接続され、評価されるイオントフォレーシス装置２の少なくとも部分４と電気的に接続可能なように評価されるイオントフォレーシス装置２に対して選択的に配置可能な試験インターフェイス１８を含むことができる。いくつかの実施形態では、イオントフォレーシス装置２の部分４は、少なくとも２つの別個の電気接点６を有する。他の実施形態では、試験インターフェイス１８は４つの電極を含み、４点インピーダンス測定を行うように動作可能である。

いくつかの実施形態では、イオントフォレーシス装置２の部分４は、イオントフォレーシス装置２のインピーダンスを測定するように動作可能な少なくとも２つの電極に電気的に接続可能であり得る。イオントフォレーシス装置２の部分４は、電気接続表面の形態を取り得る。他の実施形態では、イオントフォレーシス装置の部分４は、例えば、４点電極構成を用いてイオントフォレーシス装置のインピーダンスを測定するための２以上の電気接点６を提供するように動作可能な表面の形態を取り得る。

制御システム１２は、マイクロプロセッサー２０ａ、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）（不図示）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuits）などの１以上の制御装置２０を含み得る。制御システム１２は、例えば、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）２２、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）２４などの１以上のバス２９により制御装置２０に接続された１以上のメモリーを有し得る。制御システム１２は、更に、１以上の入力装置２６（例えば、ディスプレイ、マウス、キーボード及び他の周辺装置）を含み得る。１実施形態では、マイクロプロセッサー２０は、評価対象のイオントフォレーシス装置２の測定されたインピーダンスをデータベース２８の記録された値と比較するように構成され得る。

データベース２８の記録された値は、インピーダンスのデータ、流量（flux）のデータ、イオン伝導性のデータ、抵抗データ、リアクタンスデータ、イオン易動度のデータ、拡散係数、輸率、一般的なイオントフォレーシスの傾向（trend）の統計平均データなどを含み得る。データベース２８の記録された値は、更に、電解質に固有のインピーダンスデータ、膜に固有のインピーダンスデータ、抵抗要素に固有のインピーダンスデータ、イオントフォレーシス装置に固有のインピーダンスデータ、界面に固有のインピーダンスデータなどを含み得る。

１実施形態では、制御装置２０は更に、イオントフォレーシス装置２の測定されたインピーダンスと記録された基準データの比較を実行するように構成され得る。１実施形態では、記録された基準データは、インピーダンスデータ、特性位相遅延（characteristic phase delay）データ、特性振幅（characteristic amplitude）データ、特性抵抗（characteristic resistance）データ、特性電解質抵抗（characteristic electrolyte resistance）データ、特性電解質抵抗（characteristic electrolyte resistance）データ、特性界面容量（characteristic interface capacitance）データ、特性イオン移動（characteristic ionic movement）データなどを含む。１実施形態では、特性位相遅延データは、交流電流の２以上の周波数での位相遅延データを含み、特性振幅データは、交流電流の２以上の周波数での振幅データを含む。他の実施形態では、特性遅延データは、１以上の位相遅延の範囲（range）を含み、特定振幅データは、１以上の振幅の範囲を含む。他の実施形態では、特性位相遅延データは、適正な（compliant）及び／又は基準のイオントフォレーシス装置の「識別（fingerprint）」特性を含む。識別特性は、評価対象のイオントフォレーシスシステム又は装置の要素を反映した種々の周波数における位相シフト及び振幅を含み得る。

制御装置２０は、イオントフォレーシス装置の測定されたインピーダンスと記録された基準データの比較を実行し、その比較に部分的に基づいて応答を生成するように構成され得る。応答は、比較プロット、コンプライアンスコード、診断コード、試験コード、アラーム、評価値の少なくとも１つを含み得る。応答は更に、イオントフォレーシス装置の測定されたインピーダンスと対応する記録された基準データの間の偏差の程度を含み得る。

図２，３は、イオントフォレーシスによって皮膚や粘膜の部分などの生体界面１１８（図２）に作用側電極構造体１１２に含まれる活性物質を提供するために一体型の電源１１６にそれぞれ電気的に接続可能な作用側電極構造体１１２及び対向電極構造体１１４を有する例示的なイオントフォレーシス装置１００を示す。典型的には、イオントフォレーシス装置１００は、一体型電源１１６の組み込みの前に評価される。

図示の実施形態では、作用側電極構造体１１２は、内側１２０から外側１２２に向けて、作用側電極要素１２４、電解質１２８を貯留する電解質貯留槽１２６、内部イオン選択膜１３０、活性物質１３６を貯留する内部活性物質貯留槽１３４、任意的に追加の活性物質１４０を担持する任意的な最外部イオン選択膜１３８、及び、任意的な外部リリースライナー１４６を有している。作用側電極構造体１１２は更に、作用側電極構造体１１２の２つの層の間、例えば、内部イオン選択膜１３０と内部活性物質貯留槽１３４の間に任意的なシーリングライナー（不図示）を有し得る。もし有する場合は、シーリングライナーは、イオントフォレーシス装置の生体界面への適用の前に取り外される。上記のそれぞれの要素又は構造が以下に詳細に説明される。

作用側電極要素１２４は、電源１１６の第１の電極１１６aと電気的に結合され、そして作用側電極構造体１１２に配置されて、起電力を印加して、作用側電極構造体１１２の種々の他の構成成分を介して活性物質１３６、１４０、１４２を輸送する。通常使用条件下で、印加起電力の大きさは一般に、治療的有効用量プロトコールに従って１つ又は複数の活性物質を送達するために必要とされるものである。いくつかの実施形態では、大きさは、イオントフォレーシス送達装置１００の電気化学的ポテンシャルを操作する通常の使用に見合うか又はそれを超えるように選択される。いくつかの他の実施形態では、通常条件下での印加起電力の大きさは、一般的に、評価されているときのイオントフォレーシス送達装置１００に供給される印加起電力よりも大きい。

作用側電極要素１２４は、種々の形態を取り得る。１実施形態では、作用側電極要素１２４は、有益には、炭素ベースの作用側電極要素の形態を取り得る。このようなものは、例えば多重層、例えば炭素を含むポリマーマトリクス及び炭素繊維又は炭素繊維紙を含む導電性シートを含み、例えば同一出願人による係属中の特願２００４／３１７３１７号（２００４年１０月２９日提出）に記載されている。炭素ベースの電極は、それ自体が電気化学反応を受けないか又は電気化学反応に関与しない不活性電極である。したがって不活性電極は、システムに印加される電位で電子を受容するか又は付与し得る化学種の酸化又は還元により電流を分配する（例えば水の還元又は酸化によりイオンを発生する）。不活性電極の付加的な例としては、ステンレススチール、金、白金、キャパシタ炭素（capacitive carbon）又は黒鉛が挙げられる。

代替的には、犠牲導電性物質、例えば化合物又はアマルガムの活性電極も用いられ得る。犠牲電極は水の電気分解を引き起こさず、それ自体は酸化されるか又は還元される。典型的には、陽極に関しては、金属／金属塩が用いられ得る。このような場合、金属は金属イオンに酸化されて、これは次に不溶性塩として析出される。このような陽極の一例としては、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極が挙げられる。逆反応は陰極で起こり、金属イオンが還元され、そして対応する陰イオンが電極の表面から放出される。

電解質貯留槽１２６は、種々の形態、電解質１２８を保持し得る任意の構造を含む多様な形態を取り得、いくつかの実施形態では、例えば電解質１２８がゲル形態、半固体形態又は固体形態である場合、電解質１２８自体でさえあり得る。例えば電解質貯留槽１２６は、特に電解質１２８が液体である場合、パウチ又はその他の容器、或いは、孔、キャビティ又は隙間を有する膜の形態を取り得る。

１実施形態では、電解質１２８は、イオン性構成成分又はイオン化可能構成成分を水性媒質中に含むが、これは、作用側電極要素に向けて、又はそれから電流を伝達するよう作用し得る。適切な電解質としては、例えば塩の水溶液が挙げられる。好ましくは電解質２８は、生理学的イオン、例えばナトリウム、カリウム、クロリド及びホスフェートの塩を含む。

電位が印加されると、不活性の電極要素が使用中である場合、水は作用側電極構造体及び対向電極構造体の両方で電解される。或る種の実施形態では、例えば作用側電極構造体が陽極である場合、水は酸化される。その結果、酸素が水から除去され、一方、陽子（Ｈ^＋）が産生される。１実施形態では、電解質１２８は、酸化防止剤をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、酸化防止剤は、例えば水より低い電位を有する酸化防止剤から選択される。このような実施形態では、加水分解を生じる代わりに選択された酸化防止剤が消費される。いくつかのさらなる実施形態では、酸化形態の酸化防止剤が陰極で用いられ、そして還元形態の酸化防止剤が陽極で用いられる。生体適合性酸化防止剤の例としては、アスコルビン酸（ビタミンＣ）、トコフェロール（ビタミンＥ）又はクエン酸ナトリウムが挙げられるが、これらに限定されない。

上記のように、電解質１２８は、貯留槽１２６内に収容される水溶液の形態か、或いは相当量の水又は溶媒を保有し得るヒドロゲル、オルガノゲル又は親水性ポリマー中の分散物の形態であり得る。例えば適切な電解質は、０．５Ｍフマル酸二ナトリウム：０．５Ｍポリアクリル酸：０．１５Ｍ酸化防止剤の溶液の形態を取り得る。

内部イオン選択膜１３０は一般に、このような膜が装置内に含まれる場合、電解質１２８及び内部活性物質貯留槽１３４を分離するように配置される。内部イオン選択膜１３０は、電荷選択膜の形態を取り得る。例えば活性物質１３６、１４０、１４２が陽イオン性活性物質を含む場合、内部イオン選択膜１３０は、陰イオンを実質的に通し、そして陽イオンを実質的に遮断するように選択的である陰イオン交換膜の形態を取り得る。内部イオン選択膜１３０は、有益には、電解質１２８と内部活性物質貯留槽１３４との間の望ましくない要素又は化合物の移動を防止し得る。例えば内部イオン選択膜１３０は、電解質１２８からのナトリウム（Ｎａ^＋）イオンの移動を防止又は禁止し、それによりイオントフォレーシス装置１１０の移送速度及び／又は生体適合性を増大し得る。

内部活性物質貯留槽１３４は概して、内部イオン選択膜１３０と最外部イオン選択膜１３８との間に配置される。内部活性物質貯留槽１３４は、種々の形態、例えば活性物質１３６を一時的に保有し得る任意の構造を取り得る。例えば内部活性物質貯留槽１３４は、特に活性物質１３６が液体である場合、パウチ又はその他の容器、或いは孔、キャビティ又は隙間を有する膜の形態を取り得る。内部活性物質貯留槽１３４はさらに、ゲルマトリクスを含み得る。

任意的に、最外部イオン選択膜１３８は一般に、作用側電極要素１２４から作用側電極構造体１１２を通って向かい合って配置される。最外部膜１３８は、図２，３に図示した実施形態のように、イオン交換膜の形態をとることができ、当該イオン選択膜１３８の孔１４８（図を分かりやすくするために図２，３では１つだけが示されている）はイオン交換物質又は基１５０（図を分かりやすくするために図２，３では３つだけが示されている）を有している。起電力又は電流の影響下では、イオン交換物質又は基１５０は選択的に、活性物質１３６、１４０と同じ極性を有するイオンを実質的に通し、一方、反対極性を有するイオンを実質的に遮断する。したがって最外部イオン交換膜１３８は、電荷選択的である。活性物質１３６、１４０、１４２が陽イオン（例えばリドカイン）である場合、最外部イオン選択膜１３８は陽イオン交換膜の形態を取ることができ、したがって陽イオン性活性物質の通過を許容する一方で、生体界面、例えば皮膚に存在する陰イオンの逆流を遮断する。

最外部イオン選択膜１３８は、任意的に活性物質１４０を貯蔵し得る。理論に縛られずに考えると、イオン交換基又は物質１５０は、起電力又は電流の非存在下で活性物質の極性と同じ極性を有するイオンを一時的に保持し、そして起電力又は電流の影響下で同様の極性又は電荷を有する代用イオンと置き換えられる場合、それらのイオンを実質的に放出する。

代替的には、最外部イオン選択膜１３８は、サイズに選択的である半透性又は微小孔膜の形態を取り得る。いくつかの実施形態では、このような半透性膜は、有益には、例えば外部リリースライナー１４６が使用前に取り外されるまで、活性物質１４０を保有するために除去可能で取り外し可能な外部リリースライナー１４６を用いることにより、活性物質１４０を貯蔵し得る。

最外部イオン選択膜１３８は、付加的活性物質１４０、例えばイオン化した又はイオン化可能な薬剤又は治療薬、及び／又は、分極化された又は分極化可能な薬剤又は治療薬を任意に予備装荷し得る。最外部イオン選択膜１３８がイオン交換膜である場合、相当量の活性物質１４０が最外部イオン選択膜１３８の孔、キャビティ又は隙間１４８中のイオン交換基１５０と結合し得る。

物質１５０のイオン交換基と結合できない活性物質１４２は、さらなる活性物質１４２として最外部イオン選択膜１３８の外表面１４４に付着し得る。代替的には又は付加的には、さらなる活性物質１４２は、例えば噴霧、フラッディング、コーティングにより、静電的堆積により、蒸着により、及び／又は別の方法で、最外部イオン選択膜１３８の外表面１４４の少なくとも一部分の上に積極的に堆積及び／又は付着され得る。いくつかの実施形態では、さらなる活性物質１４２は、外表面１４４を十分に被覆し及び／又は十分な厚みを有することで明確な層１５２を形成し得る。他の実施形態では、さらなる活性物質１４２は、その語の通常の味での層を構成するほどには、容積、厚み又は被覆面積において十分でない場合もある。

活性物質１４２は、種々の高濃縮形態、例えば固体形態、ほぼ飽和された溶液形態又はゲル形態で堆積され得る。固体形態である場合、水和の供給源が提供され、作用側電極構造体１１２に組込まれるか、又は使用直前にその外部から適用され得る。

いくつかの実施形態では、活性物質１３６、付加的活性物質１４０及び／又はさらなる活性物質１４２は、同一又は類似の組成物又は要素であり得る。他の実施形態では、活性物質１３６、付加的活性物質１４０、及び／又はさらなる活性物質１４２は、互いに異なる組成物又は要素であり得る。したがって第１の型の活性物質が内部活性物質貯留槽１３４中に保存され得る一方で、第２の型の活性物質は最外部イオン選択膜１３８中に貯蔵され得る。このような実施形態では、第１の型又は第２の型の活性物質のいずれもが、さらなる活性物質１４２として最外部イオン選択膜１３８の外表面１４４上に堆積され得る。代替的には、第１の型及び第２の型の活性物質の混合物がさらなる活性物質１４２として最外部イオン選択膜１３８の外表面１４４上に堆積され得る。さらにそれに代わるものとして、第３の型の活性物質の組成物又は要素が、さらなる活性物質１４２として最外部イオン選択膜１３８の外表面１４４上に堆積され得る。別の実施形態では、第１の型の活性物質が活性物質１３６として内部活性物質貯留槽１３４中に保存され、そして付加的活性物質１４０として最外部イオン選択膜１３８中に貯蔵され得る一方で、第２の型の活性物質はさらなる活性物質１４２として最外部イオン選択膜１３８の外表面１４４上に堆積され得る。典型的には、１つ又は複数の異なる活性物質が用いられる実施形態では、活性物質１３６、１４０、１４２はすべて、共通の極性を有し、活性物質１３６、１４０、１４２が互いに競合しないようにする。他の組合せも可能である。

外部リリースライナー１４６は概して、最外部イオン選択膜１３８の外表面１４４により担持されるさらなる活性物質１４２の上に重なるか又はそれを覆って配置され得る。外部リリースライナー１４６は、起電力又は電流の印加前に、貯蔵中、さらなる活性物質１４２及び／又は最外部イオン選択膜１３８を保護し得る。外部リリースライナー１４６は、耐水性物質製の選択的に取り外し可能なライナー、例えば感圧性接着剤に一般的に関連するリリースライナーであり得る。適切な生接着性ゲル（bioadhesive gel）は当業者の知識の範囲内である。

界面結合媒質（示されていない）は、電極構造体と生体界面１１８との間に用いられ得る。界面結合媒質は、例えば接着剤及び／又はゲルの形態を取り得る。ゲルは、例えば水和ゲルの形態を取り得る。適切な生体接着性ゲルの選択は、当業者の知識内である。

図２，３に示した実施形態では、対向電極構造体１１４は、対向電極構造体１１４の内側１６４から外側１６６に向けて、対向電極要素１６８、電解質１７２を保存する電解質貯留槽１７０、内部イオン選択膜１７４、緩衝剤１７８を保存する任意の緩衝剤貯留槽１７６、任意の最外部イオン選択膜１８０、及び任意の外部リリースライナー１８２を含み得る。

対向電極要素１６８は、第２の電極１１６ｂを介して電源１１６と電気的に結合され、第２の電極１１６ｂは第１の電極１１６ａと逆の極性を有する。１実施形態では、対向電極要素１６８は不活性電極である。例えば対向電極要素１６８は、上記の炭素ベースの電極要素の形態を取り得る。

電解質貯留槽１７０は、種々の形態、例えば電解質１７２を保持し得る任意の構造をとり、そしていくつかの実施形態では、例えば電解質１７２がゲル形態、半固体形態又は固体形態である場合、電解質１７２自体でさえあり得る。例えば電解質貯留槽１７０は、特に電解質１７２が液体である場合、パウチ又はその他の容器、或いは孔、キャビティ又は隙間を有する膜の形態を取り得る。

電解質１７２は概して、対向電極要素１６８と、対向電極要素１６８に隣接した最外部イオン選択膜１８０との間に配置される。上記のように、電解質１７２は、イオンを提供するか又は電荷を供与して、対向電極要素１６８上の気泡（電極の極性によって、例えば水素又は酸素）の形成を防止又は阻害し、そして酸又は塩基の形成を防止又は阻害するか、或いはそれを中和し、これにより効率が高められ、及び／又は、生体界面１１８における刺激発生の可能性が低減され得る。

内部イオン選択膜１７４は、電解質１７２と緩衝剤１７８との間に配置され得る。内部イオン選択膜１７４は、電荷選択膜、例えば第１の極性又は電荷を有するイオンの通過を実質的に可能にするが一方で、第２の反対極性を有するイオン又は電荷の通過を実質的に遮断する図示したイオン交換膜の形態を取り得る。内部イオン選択膜１７４は典型的には、最外部イオン選択膜１８０を通るイオンと逆の極性又は電荷を有するイオンを通す一方で、同様の極性又は電荷を有するイオンを実質的に遮断する。代替的には、内部イオン選択膜１７４は、サイズに基づいて選択的である半透性膜又は微小孔膜の形態を取り得る。

内部イオン選択膜１７４は、緩衝剤１７８への望ましくない要素又は化合物の移動を防止し得る。例えば内部イオン選択膜１７４は、電解質１７２から緩衝剤１７８中へのヒドロキシ（ＯＨ⁻）イオン又は塩化物（Ｃｌ⁻）イオンの移動を防止又は阻害し得る。

任意の緩衝剤貯留槽１７６は概して、電解質貯留槽と最外部イオン選択膜１８０との間に配置される。緩衝剤貯留槽１７６は、緩衝剤１７８を一時的に保有し得る種々の形態を取り得る。例えば緩衝剤貯留槽７６は、キャビティ、多孔性膜又はゲルの形態を取り得る。

緩衝剤１７８は、最外部イオン選択膜１４２を通して生体界面１１８への移動のためのイオンを供給し得る。その結果として、緩衝剤１７８は、例えば塩（例えばＮａＣｌ）を含み得る。

対向電極構造体１１４の最外部イオン選択膜１８０は、種々の形態を取り得る。例えば最外部イオン選択膜１８０は、電荷選択性イオン交換膜の形態を取り得る。典型的には対向電極構造体１１４の最外部イオン選択膜１８０は、作用側電極構造体１１２の最外部イオン選択膜１３８のイオンと逆の電荷又は極性を有するイオンに対して選択的である。したがって最外部イオン選択膜１８０は、陰イオン交換膜であり、これは実質的に陰イオンを通し、そして陽イオンを遮断し、それにより生体界面からの陽イオンの逆流を防止する。適切なイオン交換膜の例としては、上記の膜が挙げられるが、これに限定される訳ではない。

代替的には、最外部イオン選択膜１８０は、イオンのサイズ又は分子量に基づいて、イオンを実質的に通す及び／又は遮断する半透性膜の形態を取り得る。

外部リリースライナー１８２は概して、最外部イオン選択膜１８０の外表面１８４の上に重なるか又はそれを覆って配置され得る。外部リリースライナー１８２は図２では配置された状態で示され、図３では取り外されいる。外部リリースライナー１８２は、起電力又は電流の印加前に、貯蔵中、最外部イオン選択膜１８０を保護し得る。外部リリースライナー１８２は、耐水性物質製の選択的に取り外し可能なライナー、例えば感圧性接着剤に一般的に関連するリリースライナーであり得る。いくつかの実施形態では、外部リリースライナー１８２は、作用側電極構造体１１２の外部リリースライナー１４６と同一の広がりを有し得る。

イオントフォレーシス装置１１０は、作用側電極構造体１１２及び対向電極構造体１１４を形成する種々の他の構造の露出側面に隣接する不活性成型物質１８６をさらに含み得る。成型物質１８６は、有益には、作用側電極構造体１１２及び対向電極構造体１１４の種々の構造に対する環境保護を提供し得る。作用側電極構造体１１２及び対向電極構造体１１４の覆いは、収容物質１９０である。

図３で最も良く分かるように、作用側電極構造体１１２及び対向電極構造体１１４は、生体界面１１８上に配置される。生体界面上の配置は、回路を閉じて、作用側電極構造体、生体界面１１８及び対向電極構造体１１４を介して、電源１１６の一方の極１１６ａから他方の極１１６ｂに起電力を印加させ、及び／又は電流を流させ得る。

使用に際しては、最外部活性電極イオン選択膜１３８は、生体界面１１８と直接接触して置かれ得る。代替的には、界面結合媒体（示されていない）は、最外部活性電極イオン選択膜１２２と生体界面１１８との間に用いられ得る。界面結合媒体は、例えば接着剤及び／又はゲルの形態を取り得る。ゲルは、例えば水和ゲル又はヒドロゲルの形態を取り得る。用いられる場合、界面結合媒質は、活性物質１３６、１４０、１４２により透過可能である必要がある。

いくつかの実施形態では、電源１１６は、貯留槽１３４からの１つ又は複数の活性物質１３６、１４０、１４２の送達を可能にし、生体界面（例えば膜）を通って、所望の生理学的作用を付与するのに十分な電圧、電流及び／又は持続時間を提供するように選択される。電源１１６は、１つ又は複数の化学電池、スーパーキャパシタ又はウルトラキャパシタ又は燃料電池の形態を取り得る。電源１１６は、例えば０．８Ｖ ＤＣの公差の１２．８Ｖ ＤＣの電圧と０．３ｍＡの電流を提供し得る。電源１１６は、選択的に、制御回路を介して、例えば炭素繊維リボンを介して、作用側電極構造体１１２及び対向電極構造体１１４と電気的に結合し得る。イオントフォレーシス装置１０は、電極構造体１１２、１１４に送達される電圧、電流及び／又は電力を制御するために、ディスクリートの回路要素及び／又は集積回路要素を包含し得る。例えばイオントフォレーシス装置１０は、電極要素１２４、１６８に定電流を提供するためのダイオードを包含し得る。

上で示唆したように、活性物質１３６、１４０、１４２は、陽イオン性、陰イオン性、イオン化可能及び／又は中性薬物又はその他の治療薬の形態を取り得る。したがって、電源１１６の極又は端子並びに最外部イオン選択膜１３８、１８０及び内部イオン選択膜１３０、１７４の選択性は、それに応じて選択される。

イオントフォレーシス中、電極構造体を通る起電力は、上記のように、生体界面を通して、生体組織中への、荷電活性物質分子並びにイオン及び他の荷電構成成分の移動をもたらす。この移動は、界面を越えた生体組織内の活性物質、イオン及び／又は他の荷電構成成分の蓄積をもたらし得る。イオントフォレーシス中、反発力に応じた荷電分子の移動のほかに、電極及び生体界面を通して組織中への溶媒（例えば水）の電気浸透流も存在する。或る種の実施形態では、電気浸透溶媒流は、荷電分子及び非荷電分子の両方の移動を増強する。電気浸透溶媒流による移動増強は、特に分子のサイズ増大に伴って起こり得る。

或る種の実施形態では、活性物質は、より高分子量の分子であり得る。或る種の態様において、分子は、極性高分子電解質であり得る。或る種の他の態様では、分子は親油性であり得る。或る種の実施形態では、このような分子は、活性電極内の条件下で、荷電されるか、低正味電荷を有するか、又は非荷電であり得る。或る種の態様において、このような活性物質は、イオントフォレーシス反発力の影響下で小さなより高度に荷電された活性物質の移動に比べて、イオントフォレーシス反発力下では移動が低度になり得る。したがってこれらの高分子量活性物質は、主に電気浸透溶媒流により、生体界面を介して下にある組織中に運搬され得る。或る種の実施形態では、高分子量の高分子電解質活性物質は、タンパク質、ポリペプチド又は核酸であり得る。他の実施形態では、活性物質は別の活性物質と混合されて、上記の起動方法のうちの１つにより生体界面を通って輸送され得る複合体を形成し得る。

図４は、例示的な１実施形態に従うイオントフォレーシス送達装置を評価する方法２００を示す。

この方法は、２０２において評価されるイオントフォレーシス送達装置２に少なくとも第１の試験信号を印加するステップを含む。いくつかの実施形態では、評価されるイオントフォレーシス送達装置２に少なくとも第１の試験信号を印加するステップは、イオントフォレーシス送達装置２に交流電流を印加するステップを含む。例えば、ＦＰＡ３６は、評価中のイオントフォレーシス送達装置２に交流電流を印加するように構成される。印加される交流電流は、プログラム可能な振幅及び周波数、周波数走査される正弦波、生成された波形、単一正弦波、複数正弦波などの入力信号を含み得る。いくつかの実施形態では、交流電流は、イオントフォレーシス送達パッチ、イオントフォレーシス薬物送達装置、電解質サンプルセルなどに印加される。

評価されるイオントフォレーシス送達装置２に少なくとも第１の試験信号を印加するステップは、４点電極装置に含まれる１対の印加電極に少なくとも第１の試験信号を印加するステップを含み得る。印加電極は、評価中の要素（例えばイオントフォレーシス薬物送達パッチ）を横切って電流を流すことを可能にする。いくつかの実施形態では、イオントフォレーシス送達装置２は、ディスクリートの電源１１６（図２，３）を取り付けられる前に評価される。

少なくとも第１の試験信号は、評価されるイオントフォレーシス送達装置２の電気化学的電位を越えないように選択され得る。いくつかの実施形態では、少なくとも第１の試験信号の振幅は、約１０ｍＶから約１００ＭＶの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、評価されるイオントフォレーシス送達装置２に少なくとも第１の試験信号を印加するステップは、１回目に評価されるイオントフォレーシス送達装置２に第１の周波数の第１の交流を印加するステップと、２回目に評価されるイオントフォレーシス送達装置２に第１の周波数と異なる第２の周波数の第２の交流信号を印加するステップを含み得る。

方法２００は、２０４において評価されるイオントフォレーシス送達装置２の少なくとも第１の試験信号に対する少なくとも１の抵抗応答又は容量応答を測定するステップを含む。いくつかの実施形態では、評価されるイオントフォレーシス送達装置２の少なくとも１の抵抗応答又は容量応答を測定するステップは、インピーダンススペクトル計で応答信号の振幅と位相シフトの少なくとも１つを測定するステップを含む。いくつかの実施形態では、例えば、１以上の応答アナライザー３４は、少なくとも第１の試験信号に対する評価中のイオントフォレーシス送達装置２のインピーダンス応答を分析するように構成され得る。いくつかの実施形態では、抵抗応答又は容量応答を測定するステップは、（例えば、ＡＣ抵抗、容量及びインダクタンスを測定する）交流電流ブリッジ、高速フーリエ変換技術、Lissajous図形、位相敏感検波器（例えば、ロックインアンプ）、サインコリレーションなどのデータ取得技術の１以上を用いることを含み得る。インピーダンス応答を測定することは、２以上の周波数の交流電流でのインピーダンス応答を測定し、それぞれの応答信号について振幅又は位相シフトの少なくとも１つを得ることを更に含み得る。ある実施形態では、少なくとも１の抵抗応答又は容量応答を測定するステップは、少なくとも１の抵抗要素を通るイオントフォレーシス送達装置２の要素のインピーダンス応答を測定するステップを更に含み得る。抵抗要素の例には、イオントフォレーシス送達パッチ、膜（例えば、イオン選択膜、電荷選択膜、バイポーラ膜、半透膜、多孔膜、ゲルマトリクスなど）、界面、貯留槽、電解質セルなどが含まれる。１実施形態では、抵抗要素は、少なくとも１の活性物質を送達するように動作可能なイオントフォレーシス薬物送達パッチを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１の抵抗応答又は容量応答を測定するステップは、例えば、評価中の要素（例えば、イオントフォレーシス薬物送達パッチ）を横切る電圧降下を測定するために典型的な４点電極構成の１対の検出電極を用いることを含み得る。

いくつかの実施形態では、評価されるイオントフォレーシス送達装置２の少なくとも１の抵抗応答又は容量応答を測定するステップは、インピーダンススペクトル計で第１及び第２の交流電流のそれぞれに対する応答信号の少なくとも１の振幅又は位相シフトを測定するステップを含む。

方法２００は、２０６においてイオントフォレーシス送達装置２の測定された少なくとも１の抵抗応答又は容量応答を示す少なくとも第１の値を少なくとも１の基準イオントフォレーシス送達装置の少なくとも１の抵抗応答又は容量応答を示す１以上の基準データセットと比較するステップを含む。当該１以上の基準データセットは、例えば、インピーダンスのデータ、流量のデータ、イオン伝導性のデータ、抵抗データ、リアクタンスデータ、イオン易動度のデータ、拡散係数、輸率、一般的なイオントフォレーシスの傾向の統計平均データ、電解質に固有のインピーダンスデータ、膜に固有のインピーダンスデータ、抵抗要素に固有のインピーダンスデータ、イオントフォレーシス装置に固有のインピーダンスデータ、界面に固有のインピーダンスデータなどを含み得る。いくつかの実施形態では、上記１以上の基準データセットは、適正な及び／又は基準のイオントフォレーシス装置の「識別」特性データを含み得る。上記識別特性は、評価中のイオントフォレーシスシステム又は装置２の要素を反映した種々の周波数で測定した位相シフト及び振幅を含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロプロセッサー２０ａなどの１以上の制御装置２０は、イオントフォレーシス送達装置２の測定された少なくとも１の抵抗応答又は容量応答を示す少なくとも第１の値を１以上の基準データセットと比較するように構成され得る。いくつかの実施形態では、１以上の基準データセットは、２以上の周波数の交流電流への複数の基準イオントフォレーシス送達装置からの測定された応答の１以上の振幅の変動幅（frequency range）又は位相シフトの変動幅（phase shift range）を含み得る。

方法２００は、２０８において評価中のイオントフォレーシス送達装置２が上記比較に少なくとも部分的に基づいて１以上の合格基準を満たすか否かを決定するステップを含む。１実施形態では、評価中のイオントフォレーシス送達装置２が１以上の合格基準を満たすか否かを決定するステップは、イオントフォレーシス送達装置２の測定されたインピーダンスと適正なイオントフォレーシス送達装置２を示す１以上の対応する合格基準の間の偏差の程度を判断するステップを含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロプロセッサー２０ａなどの１以上の制御装置２０は、評価中のイオントフォレーシス送達装置２の測定された抵抗特性又は容量特性を１以上の基準データセットに記録された値と比較するよう構成され得る。

方法２００は、２１０において上記比較に部分的に基づいて応答を生成するステップを含み得る。生成される応答は、比較プロット、適正コード、診断コード、試験コード、警報、及び評価値を含み得る、いくつかの実施形態では、マイクロプロセッサー２０ａなどの１以上の制御装置２０は、上記比較に部分的に基づいて応答を生成するよう構成され得る。

要約に記載されたものを含めて上記の例示的実施形態についての記載は、網羅的であるように意図されないし、実施形態を開示されたそのままの形態に限定するものでもない。例示の目的で特定の実施形態及び実施例を本明細書に記載しているが、当業者に理解されるように、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り種々の等価の改変がなされ得る。本明細書に提供される種々の実施形態の教示は、必ずしも一般的に上記した例示的な課題解決システム、装置、方法に限らず、他の課題解決システム、装置、方法にも適用可能である。

例えば、上記した詳細な説明では、ブロック図、概略図、実施例を用いて本システム、装置及び／又は方法の種々の実施形態を説明した。このようなブロック図、概略図、実施例が１以上の機能及び／又は動作を含む限り、そのようなブロック図、流れ図、実施例におけるそれぞれの機能及び／又は動作は、個々に、及び／又は、集合的に、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又は実質的にこれらの任意の組合によって実施可能であることが当業者に理解される。１実施形態では、本願の主題はＡＳＩＣによって実施され得る。しかし、当業者は、本明細書に開示された実施例の全体又は一部が、標準の集積回路で１以上のコンピュータで動作する１以上のプログラム（例えば、１以上のコンピュータシステムで動作する１以上のプログラム）として、１以上の処理装置（例えば、マイクロコントローラ）で動作する１以上のプログラムとして、１以上の制御装置（例えばマイクロプロセッサ）で動作する１以上のプログラムとして、ファームウェアとして、又は、実質的にこれらの任意の組み合わせとして等価的に実施可能であり、回路の設計及び／又はソフトウェア又はファームウェアのコード作成は本開示に照らして当業者の知識の範囲内であることを理解する。

加えて、当業者は、本明細書で開示されたメカニズムは、多様な形態でプログラム製品として配布可能であり、その配布を現実に実行するために使用される信号担持媒体の特定のタイプに拘わらず、例示的な実施形態が等しく適用されることを理解する。信号担持媒体の例には、これに限られる訳ではないが、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルテープ、及びコンピュータメモリーなどの記録可能タイプの媒体、ＴＤＭ又はＩＰに基づく通信リンクを用いたデジタル及びアナログの通信リンクなどの伝送タイプの媒体が含まれる。

上記の様々な実施形態を組合せて、さらなる実施形態を提供することができる。本明細書で言及され、及び／又は、出願データシートに列挙されるすべての米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願及び非特許出版物は、下記に列記のものを非限定的に含めて、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

２００６年９月５日に出願された米国仮特許出願第６０／８４２，４４５号、特許第３０４０５１７号として２０００年３月３日に発行され、特開平０４−２９７２７７号公報を有する１９９１年３月２７日に出願された特願平０３−８６００２号、特開２０００−２２９１２８号公報を有する１９９９年２月１０日に出願された特願平１１−０３３０７６号、特開２０００−２２９１２９号公報を有する１９９９年２月１２日に出願された特願平１１−０３３７６５号、特開２０００−２３７３２６号公報を有する１９９９年２月１９日に出願された特願平１１−０４１４１５号、特開２０００−２３７３２７号公報を有する１９９９年２月１９日に出願された特願平１１−０４１４１６号、特開２０００−２３７３２８号公報を有する１９９９年２月２２日に出願された特願平１１−０４２７５２号、特開２０００−２３７３２９号公報を有する１９９９年２月２２日に出願された特願平１１−０４２７５３号、特開２０００−２８８０９８号公報を有する１９９９年４月６日に出願された特願平１１−０９９００８号、特開２０００−２８８０９７号公報を有する１９９９年４月６日に出願された特願平１１−０９９００９号、ＰＣＴ公開番号ＷＯ０３０３７４２５を有する２００２年５月１５日に出願されたＰＣＴ特許出願ＷＯ２００２ＪＰ４６９６、２００４年３月９日に出願された米国特許出願第１０／４８８９７０号、２００４年１０月２９日に出願された特願２００４／３１７３１７号、２００４年１１月１６日に出願された米国仮特許出願第６０／６２７，９５２号、２００４年１１月３０日に出願された特願２００４−３４７８１４号、２００４年１２月９日に出願された特願２００４−３５７３１３号、２００５年２月３日に出願された特願２００５−０２７７４８号、２００５年３月２２日に出願された特願２００５−０８１２２０号。

実施形態の態様は、更なる実施形態を提供するために、必要であれば、多様な特許、出願及び公報のシステム、回路及び概念を使用するように改変することが可能である。

上記の詳細な記載にかんがみて、様々な変更が為され得る。概して、添付の特許請求の範囲においては、用いられる用語は、本明細書及び添付の特許請求の範囲に開示される特定の実施形態に限定するように解釈されるべきでなく、全ての可能な実施形態及びこのような特許請求の範囲に認められるべき均等の全範囲を含むように解釈されるべきである。従って、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲により専ら確定されるべきである。

Claims (20)

1. 評価されるイオントフォレーシス送達装置に少なくとも第１の試験信号を印加するステップと、
   少なくとも前記第１の試験信号に対する評価される前記イオントフォレーシス送達装置の少なくとも１の抵抗応答又は容量応答を測定するステップと、
   前記イオントフォレーシス送達装置の測定された少なくとも１の抵抗応答又は容量応答を示す少なくとも第１の値を少なくとも１の基準イオントフォレーシス送達装置の少なくとも１の抵抗応答又は容量応答を示す１以上の基準データセットと比較するステップと、
   前記比較に少なくとも部分的に基づいて評価されるイオントフォレーシス送達装置が合格基準を満たすか否かを決定するステップとを有することを特徴とするイオントフォレーシス送達装置を評価する方法。
2. 評価されるイオントフォレーシス送達装置に少なくとも第１の試験信号を印加するステップが、前記イオントフォレーシス送達装置に交流電流を印加するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 評価される前記イオントフォレーシス送達装置の少なくとも１の抵抗応答又は容量応答を測定するステップが、インピーダンススペクトル計で応答信号の振幅又は位相シフトの少なくとも１つを測定するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 評価される前記イオントフォレーシス送達装置に少なくとも第１の試験信号を印加するステップが、１回目に、評価される前記イオントフォレーシス送達装置に第１の周波数の第１の交流信号を印加し、２回目に、評価される前記イオントフォレーシス送達装置に第１の周波数と異なる第２の周波数の第２の交流信号を印加するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 評価される前記イオントフォレーシス送達装置の少なくとも１の抵抗応答又は容量応答を測定するステップが、インピーダンススペクトル計で前記第１及び前記第２の交流信号への応答信号の振幅又は位相シフトの少なくとも１つを測定するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記１以上の基準データセットが２以上の周波数の交流電流に対する複数の基準イオントフォレーシス送達装置からの測定された応答の１又は複数の振幅の変動幅又は位相シフトの変動幅を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 少なくとも前記第１の試験信号を印加するステップが、前記イオントフォレーシス送達装置がディスクリートの電源を有さない間に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記少なくとも第１の試験信号の振幅が、評価される前記イオントフォレーシス送達装置の電気化学電位を越えないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記少なくとも第１の試験信号の振幅が約１０ｍＶから１００ＭＶで変動することを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記比較に部分的に基づいて応答を生成するステップを更に含み、
    前記応答が、少なくとも比較プロット、適正コード、診断コード、試験コード、警報及び評価値の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. イオントフォレーシス装置のインピーダンスを測定するよう動作可能なインピーダンススペクトル計と、
    記録されたイオントフォレーシス装置基準データを有するデータベースと、
    前記イオントフォレーシス装置の前記測定されたインピーダンスと前記記録された基準データとの比較を実行し、前記比較に部分的に基づいて応答を生成するよう構成された制御装置とを備えることを特徴とするイオントフォレーシス装置を評価するシステム。
12. 少なくとも１のポテンシオスタット／ガルバノメーターを更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
13. 前記インピーダンススペクトル計が少なくとも１の周波数応答アナライザー（ＦＲＡ）を含み、交流電流の少なくとも２つの選択された周波数に対する前記イオントフォレーシス装置のインピーダンスを測定するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
14. 前記イオントフォレーシス装置がイオントフォレーシス薬物送達パッチの形態と取ることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
15. 前記インピーダンススペクトル計に通信可能に接続され、評価される前記イオントフォレーシス装置の少なくとも２つの部分と電気的に接触するように、評価される前記イオントフォレーシス装置に対して選択的に配置可能な試験インターフェイスを更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
16. 前記試験インターフェイスが、４つの電極を有し、４点インピーダンス測定を行うように動作可能であることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
17. 前記記録された基準値が、インピーダンスデータ、特性位相遅延データ、特性振幅データ、特性抵抗データ、特性電解質抵抗データ、特性界面容量データ及び特性イオン移動データを含むことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
18. 前記特性位相遅延データが、２以上の周波数の交流電流での位相遅延データを含み、前記特性振幅データが、前記交流電流の２以上の周波数での振幅データを含むことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
19. 前記特性位相遅延データが、１以上の位相遅延の変動幅を含み、前記特性振幅データが１以上の振幅の変動幅を含むことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
20. 前記応答が、比較プロット、適正コード、診断コード、試験コード、警報及び評価値の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。

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