JP2905980B2 - イオントフォレーゼ電極 - Google Patents

イオントフォレーゼ電極

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JP2905980B2 JP1511608A JP51160889A JP2905980B2 JP 2905980 B2 JP2905980 B2 JP 2905980B2 JP 1511608 A JP1511608 A JP 1511608A JP 51160889 A JP51160889 A JP 51160889A JP 2905980 B2 JP2905980 B2 JP 2905980B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、皮膚を通しての医薬品の人体内への投与
と、その改善に関し、とくに、消極的ではなく積極的
に、皮膚を通して通院様式で薬剤を投与するための方法
と装置の改善に関するが、更に、イオントフォレーゼ装
置の効率の増大とその装置の製造法と使用法の改善に関
する。
最近、イオントフォレーゼ技術に対する関心が再び高
まっている。イオントフォレーゼは、塩酸リドカイン、
ヒドロコーチゾン、酢酸、ふっそ化物、ペニシリン、デ
キサメタゾン燐酸ソーダその他数多くの薬剤の皮膚を通
しての投与または供給に有益であることは知られてい
た。おそらく、イオントフォレーゼが最も広く利用され
ている分野は、イオントフォレーゼ法による硝酸ビロカ
ルピンを使用しての嚢胞性繊維症の診断である。
現在使用されているイオントフォレーゼ装置において
は少なくとも2個の電極が使用されている。そしてこれ
らの電極はどちらも皮膚のいずれかの部分と緊密に電気
的に接触をするように配置する。「作用側」電極はそこ
からイオン性薬剤が体内に送り込まれる電極のことであ
る。「非作用側」すなわち接地電極は人体を経由して電
気回路を閉じるための電極である。参考文献に記載の電
池を使用する。それらの電極はウンタレーカーその他に
よる同時係属出願(PCT/US89/04841)において記載され
ており、それらの電極は当該文献に記載の通りそのまま
使用する。
電流分配部材による水の加水分解の悪影響を避けるた
めの別の方法はサンダーソン(Sanderson)その他の198
7年8月27日発行の公開PCT特許出願No.WO 87/04936と、
対応米国特許第4、722、726号が開示している。この電
極システムはジャーナル・オブ・ファーマシューティカ
ル・サイエンスの76巻、3号、1987年3月発行、215−2
18頁の「新規な心筋収縮力増強カテコラミンの非観血的
投薬:犬におけるイオントフォレーゼ法対静脈注射」と
いう記事に記載されている。この電極システムでは、不
活性電流分配部材が使用され、電極は、緩衝剤が詰まっ
ている上室とイオン薬剤を満たした下室に分配されてい
る。上室はこのように、明らかに、緩衝剤を満たした上
室は、水の加水分解の悪影響を和らげ、イオン選択膜
は、薬剤を上室の内容物から分離することが意図されて
いる。液体貯留器を含む電極においては、ヤコブソン
(Jacobson)米国特許第4、250、878号の中で開示され
ているように、薬剤の供給は一般に微孔性膜を通して行
う。一般に、このような膜は粒子を寸法で制限するの
で、与えようとする薬剤イオンと同じかまたは小さいイ
オンはすべて通過させる。1987年2月3日のシバリス
(Sibalis)の米国特許第4、640、689号には、半透過
性膜を持つゲル型薬剤貯留器を含むイオントフォレーゼ
電極が開示されている。この参考文献もまた、薬剤貯留
器と、半透過性膜の間の「イオン選択性遮断ゲル」を提
案している。しかし、ゲルで遮断しようとするイオンの
ことは討議していない。
発明の要旨 本発明はイオントフォレーゼ電極の改良に関する。本
発明はイオントフォレーゼ薬剤施薬中に酸化されるか還
元される電気防食用の陰極や陽極を備える型式のイオン
トフォレーゼ電極に実施されたときに特に有益である。
電流分配部材類の使用は電流分配部材用として選択され
た物質が水を加水分解するに必要な電圧よりも低い電圧
で酸化または還元されるので、水の加水分解を避けるこ
とができる。例えば、正電極(陽極)は銀を用い、負電
極(陰極)は銀または塩化銀を用いる。本発明は不活性
電流分配部材を備えるイオントフォレーゼ電極に実施さ
れた時に更に有益であると信じられる。
上記の電極に関連して、本発明は電流分配部材に直接
に加工された陰イオンまたは陽イオン選択物質の塗布の
形式において改良をもたらすものである。陰極選択物質
は陰極(負電極)における電流分配部材に加工できるも
の、また陽極選択物質は陽極(正電極)における電流分
配部材に加工できる。この塗布により電流分配部材の薬
剤貯留器への酸化又は還元中に生じたイオンの移動を防
止することになる。更に、電荷選択物質は電流分配部材
と貯留器内の薬剤イオンの間の直接的な接触を防止す
る。これは薬剤の電気化学的酸化または還元を最小限に
し、更に薬剤の退化現象を防止するのに有益であると信
じられる。
図面の簡単な説明 第1図は本発明の電極の横断面図を示す。第2図は本
発明の電極の第2の実施例の横断面図を示す。
発明の詳細な説明 第1図は活性イオントフォレーゼ電極の横断面図であ
る。電極は塩化ポリビニールまたはポリエチレンのよう
な絶縁性プラスチックから製作できるハウジング10を備
える。電気スナップ継ぎ手12はハウジング10の上面側か
ら伸長し、電流分配部材として働くスクリーン14に電気
的に接続される。貯留器18は一般的にはイオン性薬剤ま
たは貯留器内で容易にイオン化できる薬剤が入れてあ
る。スクリーン14は好適には水を加水分解するのに必要
な電圧より低い電圧で還元するか酸化する物質を使用し
て製作できる。適当な例としては、例えば正電極(陽
極)用の銀と負電極(陰極)用の銀または塩化銀であ
る。他の方法として、スクリーン14はプラチナ又はステ
ンレススチールなどの不活性金属で製作できる。
包囲するスクリーン14は貯留器18に入れた薬剤の電荷
と反対の電荷のイオンに浸透する物質16である。例え
ば、もし電極が陽極に電荷された薬剤を浸透させるため
に使用した正電極であれば、物質16は陽イオン選択物質
で良い。逆に、もし第1図の電極が負電極であり負極電
荷の薬剤を浸透するために使用されたのであれば、物質
16は陰イオン選択物質で良い。
陽イオンと陰イオンの選択性膜の例は、ジャーナル・
オブ・エレクトロケミカル・ソサイエティ、1987年11月
発行、134巻、11号、2745−2749頁に所載のバレストラ
ス(Ballestrasse)その他による「アクリルイオン輸送
ポリマー」に記載されている。その他の適当な陽イオン
交換膜として、スチレンとジビニールベンゼンのコポリ
マーにトリメチルアミンを反応させて陽イオン交換膜と
したものがある。(エフ・ロドリゲス(F.Rodriguez)
著による「ポリマーシステムの原理」、マグローヒル・
ブック・カンパニー、382、390頁、1979年発行を参
照)。これらの論文は参考文献としてそのままこの出願
に使用されている。正極に電荷した薬剤の浸透と関連し
て使用される追加の適当な陰イオン浸透膜は、スルホン
化スチレンポリマーまたはスルホン化フルオロカーボン
ポリマーで、例えばナフィオン(Nafion、商標名)膜
で、デュポン社(Dupont)の製品である。
塗布材16を設けることは若干の重要な利益をもたら
す。まず第一に、貯蔵中にイオン性薬剤と電流分配部材
の相互作用を防止する。これはイオントフォレーゼ電極
の棚待ちを延長し、適当な棚待ちを得られないかもしれ
ない薬剤と電流分配部材の組合せを可能にするのに有益
であると信じられる。
保存寿命の点から、電流選択物質14と直接的な接触状
態の陽極選択物質16を設けることは特に重要である。既
に説明した陽極物質は負極に電荷したイオンを選択する
が、正極に電荷したイオンは物質を横切る濃度勾配があ
ればそれらを通じて時間の経過により発散する。例え
ば、上記のサンダーソンの文献は2個の室、緩衝液が入
った電流分配部材を入れた上室と薬剤液が入った下室に
おけるイオントフォレーゼ電極の構造を示唆し、イオン
選択膜が上記上室と下室の中間に設けられる。上記上室
と下方薬剤室の両方からの正イオンの分散が陽イオン選
択膜を横切って生じ、その発生は電極の保存寿命を激し
く制限する十分な割合で行われる。このことは電極を使
用する直前に組み合わせなければならない。
本発明の電極は電流分配部材に直接に加工される電荷
選択物質16を提供するため、物質を横切る薬剤イオンの
相当量の分散を生じてはならない。このことは電極が前
もって構成することが可能であり、延長した保存寿命を
保持できる。
電流分配部材を使用する実施例において、イオン選択
塗布を行うことは特に有利である。使用の際に、電流源
はスナップ継ぎ手12に接続され、それからスクリーン14
に接続される。一般的に、そのような電源供給は平常電
流供給であり、スクリーン14と薬剤貯留器18の間の電圧
差動はスクリーン14の物質を還元または酸化させるに要
する電圧差動により決められる。
もし浸透される薬剤が、例えば、リチウムのような正
の薬剤であるならば、スクリーン14は銀のような容易に
酸化可能な物質より製作できるし、物質16は陽イオン選
択物質の形をとることになり、薬剤は自然に帯電された
化合物を形成するイオン性銀と反応する対イオンと選択
的に配合される。一つの例は、塩化リチウムである。電
源に接続された時、スクリーン14は酸化され銀イオンを
生ずる。しかし、物質16は銀イオンの貯留器18への移動
を実質的に低減し、そこでそれらはリチウムイオンと競
合して移動することになる。その代わりとして、塩素イ
オンがイオン選択物質16を横切って移動し、スクリーン
に塩化銀の沈殿物を形成する。これにより、リチウムは
他の正イオンとの競合が少ない状況で自由に移動できる
ことになる。もし、浸透する薬剤が負に帯電したイオン
であるならば、スクリーン14は例えば銀あるいは塩化銀
のような容易に還元し得る物質で製作でき、物質16は陰
イオン選択物質で製作でき、そして貯留器内の薬剤はイ
オン性塩素と組み合わされたとき自然に帯電された化合
物を形成する対イオンと調合されることになる。適当な
薬剤化合物の例としては、銅かサリチル酸銀である。使
用の際は、スクリーン14の塩化銀部分中のイオン性銀は
還元され移動性塩素イオンを生ずる。陰イオン選択物質
16は塩素イオンの貯留器18への移動を実質的に低減させ
る。その代わりとして、正に帯電した銅か銀イオンは物
質16を横切って移動し、スクリーン14に自然に帯電した
銀または銅塩化物の沈殿物を形成する。これによりサリ
チル酸イオンが他の負に帯電したイオンから低い競合で
自由に移動可能となる。
この電極の構造は公知のイオントフォレーゼ電極に対
して追加の利益をもたらす。例えば、この構造は銀電流
分配部材の使用に関する毒性の影響を低減させ、好まし
くないと考えられている鉛のような物資の使用を可能に
する。更に、この構造は電極の使用中にそれらの物質の
イオン化した状態が貯留器18中のイオン性薬剤と反応す
るかもしれない。電流分配部材用の物質の使用を可能に
し、さもなければそれらの物質のイオン化した状態が電
極を使用した際に貯留器18中のイオン性薬剤と反応す
る。既に述べたように、本発明は不活性電極分配部材と
関連して実施できる。この解決方法は弱い塩基の形をと
る薬剤の浸透と関連して特に価値を有する。これらの電
極において、水の加水分解は厳密に還元され、イオン性
移動種を生ずるように薬剤と混合した加水分解物が調合
される。例えば、弱い酸性薬剤Dを白金電流分配部材を
備える薬剤貯留器の中に入れた場合、その薬剤はイオン
トフォレーゼシステムの陽極として機能する。水の加水
分解が陽極において発生し、余分な水素イオンは薬品と
混合し帯電したDH+を生じ、実質的に帯電した分子種だ
けがその貯留器内に存在する。弱い塩素性薬品を使用し
た対応するシステムを作ることができる。そのようなシ
ステムはウンタレーカーその他による米国特許出願第15
4、566号に詳細に記載されている。
製作が行われると、薬品貯留器18は固形あるいは半固
形ゲルの形をとる。この場合、一般にはぎ取りライナー
20は汚染から薬剤貯留器18を保護し貯留器18中のゲルが
貯蔵中に乾燥するのを防止するように設けられる。本発
明のほかの実施例においては、半浸透膜により囲まれた
液体薬剤貯留器を使用する。
好ましくは、薬剤貯留器は浸透される薬剤以外のイオ
ン性あるいは容易にイオン化可能な物質を入れないよう
にする。例えば、マトリックスはポリビニールアルコー
ルゲルのような極性非イオンゲルあるいは1986年9月17
日にEPO特許第0060451号に開示されたゲルの形をとるこ
とができる。このEPO特許はその全文をここに参照引用
した。
第2図は本発明のイオントフォレーゼ電極の他の実施
例の横断面図である。この電極にはハウジング40が設け
られ、このハウジングは塩化ポリビニールあるいはポリ
エチレンのような絶縁性プラスチックから製作できる。
電気スナップ継ぎ手42はハウジング40の上面部より伸長
し、電流分配部材として作用する金属箔44に電気的に接
続される。箔44は水を加水分解するに必要な電圧差動よ
り低い差動で還元しあるいは酸化する銀や塩化銀から製
作できるし、更に、プラスチックやステンレススチール
のような不活性金属から製作できる。イオン選択物質46
は塗布等により直接に金属箔44上に層を形成するために
使用され、第1図と関連して説明したイオン選択物質16
の持つ作用と同じ作用を行う。浸透用イオン浸透性薬剤
は貯留器48に入れられ、好ましい実施例においては固体
あるいは半固体ゲルの形態を取る。はぎ取りライナー50
は薬剤貯留器48を汚染から保護し貯留器18が時間の経過
において乾燥することを防止するために設けられる。
本発明による電極は、薬剤貯留器と患者の皮膚との界
面において電荷選択イオン浸透膜を備えることができ
る。そのような場合、貯留器と患者の皮膚の間に使用し
た当該膜は、選択的に浸透させるイオン性薬剤の電荷を
持つイオンを通過させる。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性の電流分配部材と、該電流分配部材
    を電流源に接続する手段と、浸透によって施薬するため
    のイオン性またはイオン化可能な薬剤を容れる貯留器
    と、前記電流分配部材に設けられ、該電流分配部材と前
    記貯留器との中間に介在し、前記薬剤と同じ極性の電荷
    を持つイオンを通過させる電荷選択物質の層とからなる
    イオントフォレーゼ電極。
  2. 【請求項2】水を加水分解するために必要な電圧より低
    い電圧で容易に酸化または還元する物質から作られてい
    る電流分配部材と、該電流分配部材を電流源に接続する
    接続手段と、前記電流分配部材に接続されていて、前記
    電流分配部材を形成する前記物質と反応する対イオンよ
    り調合され、前記物質が酸化または還元した後に溶解可
    能な薬剤溶液を容れる貯留器と、前記電流分配部材に設
    けられて該電流分配部材と前記貯留器との間に介在し、
    前記薬剤溶液と同じ極性の電荷を持つイオンを通過させ
    る電荷選択物質とからなるイオントフォレーゼ電極。
  3. 【請求項3】イオン性またはイオン化可能な施薬するた
    めの薬剤を該薬剤が浸透可能な貯留器の中に容れ、前記
    薬剤と反対の極性のイオンを選択的に通過させる電荷選
    択物質を導電性の電流分配部材に一体的に設け、前記電
    荷選択物質が前記電流分配部材と前記貯留器との中間に
    介在するように前記電流分配部材を前記貯留器に取り付
    けるイオントフォレーゼ電極の製作法。
  4. 【請求項4】水の加水分解に必要とするより低い電圧の
    印加により容易に酸化または還元する物質で電流分配部
    材を形成し、該電流分配部材を作る前記物質と前記物質
    が酸化または還元した後に反応する対イオンを、施薬す
    るためのイオン性薬剤に調合し、該調合したイオン性薬
    剤を該イオン性薬剤が浸透できる貯留器に容れ、該イオ
    ン性薬剤と反対の極性の電荷を持つイオンを通過させる
    前記電荷選択物質を、前記電流分配部材と前記貯留器と
    の中間に介在するように設けるイオントフォレーゼ電極
    の製作法。
  5. 【請求項5】前記電流分配部材が金属製のスクリーン状
    のもので、該電流分配部材を前記電荷選択物質で覆って
    なる請求項1または2のイオントフォレーゼ電極。
  6. 【請求項6】前記電流分配部材が金属箔状のもので、該
    電流分配部材の前記貯留器中の前記薬剤側に、前記電荷
    選択物質を層状に設けてなる請求項1または2のイオン
    トフォレーゼ電極。
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