JP2821267B2 - イオン導入法によって薬剤を供給する装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、経皮的な薬剤のアプリケータおよびその使
用方法に関するものであるとともに、そのようなアプリ
ケータに用いられる薬剤収容媒体に関するものである。
さらに詳細には、本発明は、電気的に作動させられると
ともに、薬剤の経皮的な供給または移送を促進する等の
特性を示すイオン導入法によって薬剤を供給する装置に
関するものである。

イオン導入法は、局所的に薬剤を塗布して、皮膚を通
じて、全身的な効果を奏させる効果的な方法として、よ
り注目されている。

イオン導入法は、イオン化した薬剤、イオン化可能な
薬剤或いは極性をもつ薬剤を、人の皮膚を通じて供給す
る技法である。このイオン導入法は、イオン化された物
質、イオン化可能な物質或いは極性をもつ物質を含む溶
液或いは他の媒体を、皮膚に接触させて置き、媒体に電
流を流すことによって実行される。イオン化された物
質、イオン化可能な物質或いは極性をもつ物質を含む媒
体は、流体或いは固体であってよく、第１の電極に接触
される。電流を、第１の電極から媒体へ、さらに第１の
電極から離間して配置された第２の電極に流すことによ
って、イオンは、皮膚或いは組織を通じて媒体から移動
させられる。

イオン導入装置は、一方の電極が、その電極の電荷と
同じ電荷を有する薬剤を含む媒体に接触しているのに対
して、第２の電極が、そのような薬剤を含まない媒体に
接触するように設計されている。或いは、第２の電極
が、第２の電極の電荷と同じ電荷を有する他の薬剤に接
触していてもよい。

さらに、イオン導入装置は、パルス発生手段、即ち、
イオン導入を行うのに必要な電圧を低くするため、ある
時間間隔で、電極の減極をもたらす手段を含むものとし
て提案されている。

イオン導入装置の全長は、好ましくは、コスト効果お
よび美観のため、最小化されることが望ましく、投薬の
能力は最大にされるべきである。

本発明の目的は、互いに絶縁された二つの電極を備
え、最小のサイズで、最大の投薬の能力を有し、さら
に、コスト面でも合理的な改良されたイオン導入装置を
提供することにある。

本発明の他の目的は、改良された電極の構成を用いた
改良されたイオン導入システムを提供することにある。
このシステムは、二つの電極の極性を反転させる手段を
用いて、単一の薬剤を、双方の電極を通じて供給するこ
とができる。二つの電極の極性を反転させる手段は、電
気的なスイッチングデバイスによって実現可能であり、
スイッチングデバイスは、選択的に、パルス発生器に連
結可能である。パルス発生器によって、パルス状の電流
の供給が可能となり、電気的なスイッチングデバイスと
協動して、パルス発生器は、計時され、パルスに関連す
る時間間隔あるいはパルスとは無関係の時間間隔で、電
極の極性を反転させる。本発明のさらに他の目的は、装
置に供給される電流の量を変化させる手段を有するイオ
ン導入装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、イオン導入装置で用いられる薬
剤収容媒体を提供することにあり、その層の両側には、
感圧接着剤が裏打ちされている。

本発明にかかるこれらおよび他の目的並びに利点は、
本発明の好ましい変形例および実施例の詳細な説明を読
むことによって、より明らかになるであろう。

発明の概要 薬剤を供給するイオン導入装置は、可撓性を有する非
導電性の裏地と、実質的にイオン化されない材料から構
成されたある平面内の第１の電極および第２の電極を備
えている。この平面の一方の側には、任意に可撓性を有
する裏地が、選択的に取り付けられるとともに、平面の
他の側は、供給されるべき薬剤を含んだ可撓性を有する
導電層の一方の側に固定可能になっている。また、この
装置は、電流源および二つの電極の極性を反転する手段
を備えている。装置は、さらに、二つの電極の平面に固
定され、供給されるべき薬剤を含んだ導電層を備えてい
てもよい。イオン交換膜が、任意に、二つの電極と薬剤
収容層との間に設けられていてもよい。また、装置が、
パルス発生手段或いは電流変化手段或いはその双方を備
え、供給する電流の量を、時々変更したり、或いは、供
給する電流の絶対量を変更してもよい。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明にかかる第１の実施例の略平面図で
ある； 第２図は、本発明にかかる第１図の実施例の略底面図
である； 第３図は、本発明にかかる第１図の実施例の略横断面
図である； 第４図は、第３図に示される装置に用いられる電気回
路のブロックダイヤグラムである； 第５図は、本発明にかかる第３図の装置に用いられる
極性スイッチングデバイスの電気回路の概略図である； 第６図は、本発明にかかる第３図の装置に用いられる
導電性を有する薬剤収容ゲル層の略平面図である； 第７図は、第６図の薬剤の層の略横断面図である； 第８図は、本発明にかかる第２の実施例の略平面図で
ある； 第９図は、本発明にかかる第２の実施例の略横断面図
である。

発明の詳細な説明 本発明は、一般的に、イオン導入装置を提供するもの
であり、この装置は、 任意に可撓性を有する導電性のない裏地と、 その一方の側が、任意に可撓性を有する裏地に取り付
けられた実質的にイオン化されない材料から構成された
平面内の第１の電極および第２の電極と、 二つの電極と連通して取り付けられ、供給されるべき
薬剤を含んだ任意の導電層と、 電流源と、 二つの電極の極性を反転させる手段と、 供給されるべき電流を分離したセグメント内の電極に
与える任意のパルス発生器と、 供給されるべき電流の電圧を変化させる任意の電流調
整器と、 電極と薬剤収容層との間に担持された任意のイオン交
換膜と、 前記薬剤収容層の両側にそれぞれ設けられ、一方の側
の上では、電極に接触するとともに、他の側の上では皮
膚に接触して保持される任意の感圧接着剤とを備えてい
る。

第１図、第２図および第３図を参照すると、イオン導
入装置10の第１の実施例が示され、このイオン導入装置
10には、ポリ塩化ビニルなどの非導電性で、可撓性を有
する裏地材料からなる非導電性の高分子の外層12が備え
られている。第１図に示されたイオン導入装置10の裏側
には、第２図に示されるように、対をなす電極として作
用する層14が設けられている。層14は、銅、銀またはモ
リブデン金属のような導電材料、或いは、他の実質的に
イオン化しない材料から構成されている。特に、層14
は、ヒドロニウムイオンのようなイオン化された薬剤の
量と競合して、多量のイオンを形成しない材料から構成
されている。第２図および第３図の絶縁材料20は、層14
を、二つの部分16,18に分離させて、二つの部分16,18
を、反対の電荷を有する電極として作用させる。

第３図を参照すると、層30は、直流パルス発生器、電
流調整回路および極性スイッチング手段（これらは第３
図に示されていない）から構成された薄い集積回路であ
る。

第４図は、装置のパルス発生および極性スイッチング
を可能にするために用いられるシステムのブロックダイ
ヤグラムである。第４図において、電気的なパルス発生
器36は、極性スイッチングデバイスに接続されており、
極性スイッチングデバイスは、装置のアノード部38およ
びカソード部39に接続されている。バッテリー34は、適
当な導電材料を介して、パルス発生器に接続されてい
る。株式会社アドバンスカシャツケン研究所に譲渡され
たササキのヨーロッパ特許出願第84305910.6号には、適
当なパルス発生器が開示され、その開示は、引用するこ
とによって組み込まれている。

時限的なリレー装置36によって、イオン導入装置の極
性は、あるパルス数に応じて変更可能となっており、用
いられるイオン化された薬剤を最大に供給するように、
活性対中性の電極の比を得ることができる。

第３図の層30には、外部電流発生器およびスイッチン
グデバイスを設けることが可能であり、その概略が、第
５図に示されている。バッテリー34は、ゲル物質内の導
電性および可撓性を有する多層ポリマーから構成され、
パルス発生器に電圧を発生させるとともに、極性スイッ
チングデバイス50に電気的に接続されている。第２図お
よび第３図に示される絶縁材料20は、薬剤の層から、過
剰な湿気を吸収して、作動中に、二つの電極が短絡する
のを防止している。

第５図は、時限的なリレー回路或いは第４図の全体回
路に一体化された他のタイミング回路から構成され、所
望の時間に関して、電極の極性を反転させるスイッチ手
段の回路ダイヤグラムである。

第５図の回路を組み込んだ装置は、以下のように動作
する。定出力の電源が、バッテリー34から得られ、時限
的なリレー50を備えたタイミング回路42に電流を供給す
るために用いられる。装置には、マイクロスイッチ60が
設けられ、薬剤のマトリクスが、イオン導入装置に固定
された際に、時限的なリレー50は、オンされる。リレー
41は、タイミング回路42を介して計時され、リレー接点
49は、所望のパルス数の後に、その位置が変化させられ
る。この期間に、パルス発生器は、パルス発生器36から
のコネクタ46におけるパルス電流が、活性電極43と電気
的に接続しているのに対して、中性電極44は、パルス発
生器からのコネクタ47に接続している。所望のパルス数
の最後で、計時されたリレーの時間がゼロになったと
き、接点49は、その位置が変化させられて（リレーコイ
ル40に電圧が印加されて）、コネクタ46は、新たな活性
電極44に接続されるとともに、コネクタ47は、新たな中
性電極43に接続される。時限的なリレー50のタイミング
回路は、パルス発生期間が終わる毎に、自動的にリセッ
トされ、それによって、ある期間の間、計時を上げ、次
のタイミングの間に、計時を下げる。一組のパルス（期
間）毎に、活性電極および中性電極の極性を変えること
によって、薬剤は、第２図に示す装置の双方の部分に供
給し、それは、装置がパルスを発生している間、引き続
き維持される。

薬剤を含む導電性ゲル（或いは他の支持する導電性媒
体）の平面図および横断面図が、第６図に示されてい
る。第７図の横断面において、導電性接着層53は、イオ
ン化された膜55の頂部にラミネートされている。イオン
化された膜55は、皮膚に接触する薬剤を含むゲル層52に
ラミネートされている。絶縁体56は、導電性を有するゲ
ルを二つの等しい半部に分離させて、二つの電極に接触
させるとともに、薬剤のゲルのマトリクスが短絡するの
を防止して、あらゆる点での電流密度の濃度を低減させ
て、電極の表面領域よりも小さくさせる。

ゲル層を作る際に用いられる導電材料は、例えば、樹
脂状の多糖カラヤゴムから構成されている。そのほか
に、ゲルを形成するのに使用可能な導電材料としては、
トラガカントゴム、ポリビニルアルコール、ポリビニル
メタクリレート、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エス
テルがあげられる。これら天然樹脂および合成樹脂は、
水或いはエチレングリコールおよびグリセリンなどのポ
リオールとともに用いられる。さらに、オレイン酸と組
み合わされたポリエチレングリコール、プロピレングリ
コールおよびジプロピレングリコールなどの付加物を、
ゲルに付加して、皮膚を通る薬剤の移動を向上させ、与
えられた薬剤を送る電流密度を低減させることができ
る。

イオン化された薬剤或いはその導電性塩は、上述した
材料と混合され、イオン導入のためのゲルの導電性が、
より高められる。感圧接着剤が患者に被着されて、薬剤
が供給されるまで、感圧接着剤を保護するために、剥離
ライナー54が、ゲル層の両側上に用いられていてもよ
い。

第８図および第９図の装置は、本発明の第２の実施例
を示している。この実施例においては、外部電源、パル
ス発生器および極性反転デバイスが用いられ、第１図乃
至第３図に示された装置よりも、より高い電流密度を供
給することができる。第８図および第９図に示されるよ
うに、外層10aは、高分子の非導電性材料からなる。ま
た、14aは、第２図および第３図の対をなす電極に対応
している。絶縁体20aは、装置の二つの電極を分離して
いる。第８図および第９図の装置は、外部電源に接続さ
れた付加的な電気コネクタ74、パルス発生および極性ス
イッチング装置75を有している。装置75は、パルス周波
数、電流密度および極性スイッチング期間を調整可能に
装備されている。

本発明にかかる装置のカソードおよびアノードは、
銀、銅、モリブデン、ステンレス鋼或いは（１）作動中
に酸化するという意味で、“犠牲的”であり、或いは
（２）引き続いた作動中、耐腐食性の他の材料のような
構成材料から作られている。

カラヤゴムを、ゲル層として用いた場合、それは、電
気化学的に導電性を有するであろうし、高い保水性と、
自然のpHの緩衝作用（pH4乃至５）のため、皮膚に接触
させるのにより好ましいであろう。

カラヤゴムのゲルは、通常、50重量部のカラヤゴム
と、25重量部の水および25重量部のプロピレングリコー
ル或いはグリセリンから作られている。優れた保水性に
よって、イオン化された薬剤は、ゲル上に最小限の影響
を伴って加えられ得る。加えられる薬剤の量は、単位時
間ごとの所望の単位投薬量、活性電極に接触したゲル層
のサイズ、用いられる電流の量および他の変数に依存し
ている。

ゲル層の上の電極側には、イオン交換部材があり、電
極とイオン化された薬剤がしみ込んだゲル層を分離させ
て、電極材料によって生成される同じ電荷を有するイオ
ンの流れが生じないようにしている。イオン交換膜は、
微細な孔を有する材料から構成され、ゲル層に用いられ
る薬剤に応じて変えられる。

適当なイオン交換膜として、イオニクスインクのAR10
3−QZおよびRAIリサーチコーポのRaipore4010ならびに4
035が使用できる。イオン交換膜の外面には、導電性を
有する感圧接着剤が付着させられ、イオン導入装置の電
極と接触している。イオン交換膜が備えられたゲル層の
表面は、いずれも、剥離ライナーに覆われ、剥離ライナ
ーは、薬剤のゲル層が使用されるときに、取り去られ
る。最後の層は、保護パウチでパウチされ、使用される
まで、薬剤を所望の濃度に維持している。

パルスを生成する既知の装置を、本発明に用いること
ができる。このような装置の一つは、パルス発生器およ
びパルスの出力電流を増大させるチャージポンプタイプ
の電圧コンバータ回路を備えている。このようなタイプ
の電圧を増大させる装置を用い、薄層バッテリーの電圧
を２倍或いは３倍にすることによって、皮膚の高い抵抗
値（即ち、皮膚の抵抗値は、10Kオーム乃至1Mオームの
オーダである）に打ち勝つ電圧を得ることができる。ま
た、パルスによって、電極の下の皮膚に、刺激ややけど
等をあまり与えることなく、より高い電圧を加えること
ができる。

本発明のために、既知のパルス発生器に、計時される
電子的な反転回路が付加され、アノード電極とカソード
電極を、パルス数に対応する予め定められた時間間隔で
変化させる。アノードとカソードとを反転させる間のパ
ルス数は、活性電極が中性電極に反転させられる前に、
活性電極で、陽性の薬剤が供給されるように決定され
る。より高い電流密度によって、低い電流密度の場合よ
りもより短い時間で、より高い濃度のイオン化された薬
剤が供給されることが、わかっている。したがって、活
性電極に、より高い電流でパルスを発生することによっ
て、イオン化された薬剤は、より速く皮膚を通って送ら
れ、さらに、より速く血流に達する。これによって、電
極の反転する間、薬剤が、皮膚を離れることが防止され
る。また、皮膚は、長期間にわたる連続的なイオン導入
にわたり用いられた電荷により、極を有するようにな
り、イオン化された薬剤の供給に対する抵抗を増加させ
る傾向を有している。電極を反転させることによって、
分極が生じるのを防止し、皮膚の、イオン化された薬剤
の供給に対する自然抵抗を最小限にするとともに、全時
間に供給される薬剤の量を増加させることができる。

薄層バッテリーは、電流スイッチングデバイスおよび
／またはパルス発生器に、電流を供給するのに用いられ
る。そのようなバッテリーには、ゲル状の物質とシート
状に積層された可撓性および導電性を有するポリマー材
料が用いられ、電圧が生成される。上述した２倍の電流
を生成する装置を用いることによって、経皮的な薬剤の
供給速度を増加させることができる。

バッテリー、パルス発生器およびスイッチデバイスを
備えた回路は、層状にされ、イオン導入装置全体の厚み
を減少させている。0.5ミリメートルの厚みを維持する
ように形成されることによって、装置は、１ミリメート
ル乃至25ミリメートルを越えないものとなる。

外層は、電気回路および装置の二つの電極を保護し、
薬剤を含む活性イオン化されたゲル材料のためのキャビ
ティーを与えるように選択される。ポリエチレンおよび
ポリプロピレンのような材料或いは所望の形状にモール
ドでき、かつ、電極回路を保護する導電性のないあらゆ
るポリマーを用いることが可能である。しかしながら、
適度に可撓性を有し、皮膚とともに曲がるポリマーが、
もっとも望ましい。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】裏地の層（12）と、 絶縁材料（20）によって分離された第１の電極（16）お
   よび第２の電極（18）と、 供給すべき薬剤を含む導電層（52）と、 前記第１の電極（16）および前記第２の電極（18）の間
   の極性を自動的に反転させる極性スイッチングデバイス
   （50）と を備えた薬剤を供給するイオン導入装置であって、 前記導電層と前記第１の電極（16）および前記第２の電
   極（18）の間に位置し、前記第１の電極（16）および前
   記第２の電極（18）と前記導電層との間に、前記薬剤と
   同様な電荷を有するイオンの流れが生じるのを防止する
   膜（55）と、 前記第１の電極（16）および前記第２の電極（18）に、
   パルス状の電力を供給するパルス発生器（36）と を備えたことを特徴とするイオン導入装置。
2. 【請求項２】前記絶縁材料が、吸湿性絶縁材料により形
   成されたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のイ
   オン導入装置。