JP3181289B2 - 2段階イオン導入薬物投与システム - Google Patents
2段階イオン導入薬物投与システムInfo
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Description
イオン化された物質を導入するためのイオン導入装置に
関するものである。
方法である。この方法は、直流電流を用いて、薬物など
のイオン化物質を皮膚または他の身体の表面を通して駆
動導入するものである。この方法は非常に多くの医療応
用で有益であることが知られている。ジャック・A・バ
ーナン等による米国特許第3,991,755号、ステファン・
C・ジャコブソン等による第4,141,359号において、イ
オン導入法装置とその応用のいくつかが開示されてい
る。リドカイン塩酸塩、ハイドロコーチソン誘導体、酢
酸、フッ化物、ペニシリン、デキサメタゾン、デキサメ
タゾンリン酸ナトリウム、その他の多くの薬物投与にイ
オン導入法が有益であることがわかっている。
クティブ電極と呼ばれるもので、その電極から身体の中
へとイオン化物質が導入される。もうひとつの電極は不
関電極または接地電極と呼ばれるもので、この電極によ
って身体が閉じた電気回路の一部となる。当業者には明
かなこととして理解されるであろうが、アクティブ電極
はイオン化物質を保持しているか、または含んでいる
か、さもなくばイオン化物質の供給源を備えていなけれ
ばならない。従って、従来用いられてきたアクティブ電
極は不関電極と比較して一般的に複雑なものであった。
一の薬物供給速度のみしか用いることができない。その
速度は、その速度で一定イオン電流を供給すると、身体
の中の薬物濃度が、治療学上必要とされるある一定の濃
度に定常的になるようなそういう速度である。そのよう
なシステムにおいては、定められた一定維持電流値のイ
オン導入電流が流れだしてから、濃度が治療濃度レベル
に達するまでに、ある一定の時間遅れが存在する。例え
ば、その時間遅れは、イオン導入電流を流し始めてから
30分である。しかしながら多くの場合において、イオン
導入薬物は治療レベルに比較的早く達することが望まれ
ているか、あるいは必要とされている。例えば、イオン
導入法を麻酔薬の投与のために用いるとき、患者は15分
間の遅れでさえ耐えられないことがしばしばである。も
し、電流を流し始める初期において血流中に薬物が素早
く移動するのを促進するようにイオン駆動電流値を比較
的大きな値に設定すると、システムの電流値は最終的
に、治療上望ましい安全限界値を越えた定常レベルに達
してしまう。従って、薬物の血中濃度が治療レベルに素
早く達することができ、しかも同時に、望ましい定常維
持レベルでの投与が可能であるイオン導入法薬物供給シ
ステムが必要とされている。
間、高レベルの電流を流して素早くイオン化薬物を身体
中に導入して治療レベルまで達せしめ、その後に電流を
自動的に減少させて薬物の定常的投与量を維持レベルで
保持するようにする、イオン導入薬物投与の方法と装置
とを提供する。この機構は血流中へ薬物を素早く注入す
ることを可能とする一方、治療投与として許容できるレ
ベルを越えて過剰に薬物が投与されるのを最小にするも
のである。
定の期間、高レベル初期電流を維持して血流中の薬物濃
度が一時的な最大値に達するようにし、その後に維持レ
ベルまで低下させるようにした、イオン導入薬物投与の
方法と装置とを提供する。この目的のため、本発明は、
初期電流を時刻T1まで流した後、時刻T2まで電流の供給
を切断し、その後に薬物の維持濃度レベルを維持するの
に充分な電流を流すことを企図している。
て、一時的に印可電流を増加させて薬物投与量を一時的
に増大させることを企図している。この目的のために提
供される装置はユーザが設定できるタイマーを備えてお
り、そのタイマーによって増大電流時間を制御する。
性をプログラムするための各種の装置が企図されてい
る。
レベルに対してプロットした図である。
明の2段階投与システムを表している。
2段階投与システムの他の方法を示しているが、この方
法においては第1の投与と第2の投与との間に遅延を有
している。
入電流レベルを定常レベルよりも一時的に増大させる本
発明の方法を表している。
実施態様を示したものであり、これらは互いに他に代わ
り得る。
テムを表す。
プログラム機構を表している。
表す。
れた一定時間、一時的に電流レベルおよび薬物濃度を増
大させるための手段を備えた本発明の2段階投与システ
ムの概略図である。
る。ここで、y軸が薬物濃度を、x軸が時刻を表してい
る。図1の第1の曲線10は、ある大きさのイオン導入電
流IBを時刻0に流し始めたときの(身体中の)薬物濃度
レベルを時刻に対してプロットしたものである。曲線20
は、IBよりも小さな大きさのイオン導入電流を流したと
きの、時刻に対する薬物濃度の変化を示している。図示
されているように、電流レベルIBを用いると、IAの電流
を用いたときよりもずっと早い時間に、血流中の濃度レ
ベルが所望の値Cth(意図された望ましい薬剤治療濃
度)に達する。また図示されているように、電流IBを用
いたときの定常濃度レベルは電流IAを用いたときよりも
大きい。従って、電流IBを用いると電流IAを用いたとき
よりも早く血流中のイオン導入薬物濃度を治療レベルま
で達成させることが可能ではあるものの、一方、より高
い定常濃度に到達してしまう。従って、単一の電流値を
用いた場合には、素早い投与か、あるいは望ましい定常
レベルか、どちらかの1つを達成できるが、その両方を
達成することはできないことが図1からわかる。
を時間に対してプロットしたものが示されている。好適
には、本発明の第1の電流レベルIHはイオン導入薬物溶
液を血流中に早い速度で導入させるための駆動に用いら
れる。続く第2の投与段階で、イオン導入電流をILまで
減少させ、治療上の適当範囲W以内の定常治療濃度レベ
ルに到達させる。図2に示されているように、本発明で
は、第1の薬物投与段階においてはIHの電流レベルの電
流を時刻T1まで流し、時刻T1においてIHをILまで減少す
るように企図されている。こうすると、図2に示されて
いるように薬物投与曲線は時刻T1までにある濃度C1に達
した後、その血流中濃度を実質上同じ値に保つ。対比の
ため、最初から電流レベルILのみを用いた場合の薬物濃
度曲線を破線32に示してある。
れているように、初期イオン導入電流レベルIHをさらに
長い時間、例えば時刻T2まで維持して、初期血流中濃度
レベルを定常状態として望ましい値よりも高い値C2まで
達するようにすることもできる。このやり方は、例えば
鎮痛剤を初期において多く与え、その後により低い維持
レベルまで低下させたいような場合において望ましいも
のである。時刻T2においてイオン導入電流は切断され、
初期濃度がもっと低い維持レベルまで下がるまでの間、
時刻T3まで切断されたままとされる。そして時刻がT3に
なると、電流ILを流し始め、濃度レベルを治療上の適当
範囲W以内の望ましい定常レベルC1に維持する。なお比
較のために、破線38に電流値IHに対する定常濃度レベル
を、また、破線42に時刻T1において(図2を参照して上
に述べたのと同様の方法で)電流ILを流し始めた場合の
薬物濃度曲線を、また破線40に最初から電流ILだけを用
いた場合における濃度曲線を示してある。図4は本発明
のさらに他の実施態様を示したものである。濃度曲線50
は時刻T1までは電流値IHを流し続け、その後時刻T2まで
は電流ILが流される。時刻T2からT3までは、電流を再び
レベルIHか、またはIL以上の他のある値まで増大させ
て、一時的に投与量を濃度レベルC2に引き上げる。本発
明においては、この一時的な投与量の増大はユーザの制
御管理下でなされるように企図されており、これは患者
がイオン導入法によって麻酔剤を投与する場合などにお
いて望ましいことである。このように、このシステムを
用いるとピーク時期において痛みを緩和するために麻酔
剤の投与量を一時的に増大することができ、その後に投
与量は自動的に維持レベルまで戻すことができる。
段階投与システムを達成するための簡単な2つの回路が
示されている。図5において、回路55は対の電池E1およ
びE2を有している。身体組織は図では抵抗要素60で表さ
れている。2段階投与を達成するため、そこからのエネ
ルギー供給が時刻T1に停止される第1の電池E2と、イオ
ン導入電流のためのエネルギーをさらに長時間、例えば
24時間供給し続けるための電池E1とを備えている。こう
して、この回路は時刻T1まではE1とE2との和の電圧に比
例したレートで、またその後の決められた一定継続時間
は電圧E1に比例したレートでイオン導入電流を供給す
る。図6はこの回路に代わり得る、全体的に同様の構成
設計の回路であり、この回路では、電池E1とE2とにそれ
ぞれ定電流装置が直列に接続されており、これらをさら
に互いに並列に接続構成している。ここでも、電池E2は
時刻T1の後は切断され、E1はさらに長い時間にわたって
電力を供給し続けるように設計されている。
システムを達成するためのプログラム可能回路が示され
ている。図7の装置では、複数の定電流ダイーオード70
を通して電池E1が接続されるようになっている。スイッ
チS1−S7によって、身体組織60への電流供給のためにい
ろいろな電流値に設定されたそれぞれの定電流ダイオー
ドが電池E1に接続される。スイッチS8−S11はそれらの
スイッチに接続されている定電流ダイオードとタイマー
スイッチ72とを介して電池E1を身体組織に接続する。例
えば図2に示された例におけるILのような所望の電流IL
を供給するため、スイッチS1−S7を選択的に閉じるかあ
るいは溶融する。例えば、ILとして200μA流すのであ
れば、スイッチS3とS4とを溶融して閉じる。電流レベル
IHはスイッチS8−S11のうちのどれか、またはこれらの
いくつかのものを選択的に閉じることによって得ること
ができる。例えばILが200μAに設定されているとき
に、IHとして400μA流すのであればS8を溶融して閉じ
ればよい。こうして、図2に示されているようにスイッ
チ72が閉じられている時刻T0からT1までの間、400μA
の電流レベルの電流が身体組織60に対して供給される。
タイマースイッチ72が時刻T1において開かれると、電流
レベルは200μAまで低減される。
めの、一つのとり得る機構80の平面図を示したものであ
る。機構80は、それぞれが特定のスイッチと関連する複
数の穴を備えている。これらのスイッチはこれらの穴に
先鋭な棒を差し込むことで溶融あるいは閉じることがで
きる。例えば、スイッチS1とS2とを溶融したいのであれ
ば、先鋭棒を機構80の穴1および2に差し込む。同様に
して、スイッチS1からS11までのどのような組み合わせ
も機構80の対応する穴に差し込むことで達成できる。
の開閉はUV光によるプログラミングが可能である。また
はパルス状の電気的エネルギーによって溶融接点の開閉
をプログラムすることができる。ホトダイオードまたは
他の光デバイスをスイッチS1からS11とそれに対応する
ダイオードに代えて用いることができる。そのようなデ
バイスのプログラムを行うには、選択された波長の光を
デバイスに照射し、いろいろな波長の光が所望の電流レ
ベルをセットするようにする。
の実施態様が示されている。装置90は、電池E1、第1お
よび第2の電流源92および94、およびタイマー96とを含
んでいる。動作において、電流源94は、例えば図2に関
連してすでに議論したように、電流レベルILを制御す
る。電流源92は電流増大分を供給するための電流源であ
り、例えば電流ILに加えて電流をさらに供給することに
よって電流レベルIHの供給を行う。動作において、タイ
マー96は第1の入力96により負荷60を流れる電流を検出
すると、あらかじめ決められた期間、例えば10分間、電
流源92に対して出力信号99を発生させる。出力信号99は
電流源92をあらかじめ決められた時間だけ作動させ、そ
の期間、例えば10分間(すなわち時刻T1まで)の間、よ
り高い電流レベルIHを負荷60に供給できるようにする。
あらかじめ決められた時間が経過すると、タイマー96は
ライン99への信号出力を停止させ、電流源92を回路から
切り離して電流レベルをILまで戻す。また、タイマー96
はユーザ作動用スイッチ入力98によって作動するように
設定することも可能であり、ユーザが必要に応じてタイ
ムアウトまで、あるいは他のあらかじめ決められた時間
まで作動させ、負荷60の電流レベルをその期間レベルIH
まで増加させることができる。このように、このシステ
ムは図4に関連して説明した投与の方法を提供するもの
である。ユーザ作動スイッチ98を備えるように構成した
場合には、タイマー96は、ユーザが一度タイーマを作動
させた後の、あるあらかじめ決められた一定期間はスイ
ッチ98によって再び作動されるのを防ぐ回路を備えてい
る。従って、ユーザがイオン導入電流レベルを増加でき
るのは、すなわち、それによって患者の血流中のイオン
導入薬物を増加できるのは、ある与えられた時間間隔ご
とに一度だけである。例えば、タイマー96は1時間ごと
に一度だけユーザの作動に対して応答するようにプログ
ラムすることができる。さらに、好適には、タイマー96
がカウンターを含むようにし、ある決められた期間、あ
らかじめ決められた回数に限ってユーザがより多くの投
与をすることができるようにもできる。例えば、投与を
増大できる最大制限回数を、24時間当たり6回に限定す
るのが望ましい。
を達成できるイオン導入投与装置を示している。装置10
0は全般の構成は図9に示されている装置90と同じであ
り、この二つの図において同じ参照番号は同様の要素を
表している。装置100には、電流源94を制御するための
タイマー102が加えられている。タイマー102によって、
初期の電流供給の後のある一定の期間、電流源94の作動
を停止させることができる。例えば図3を参照し、タイ
マー96は電流供給開始後のある期間、例えば15分間、電
流源92を作動させるようにプログラムすることができ
る。図3を参照すると、この期間は時刻T2で終了する。
時刻T2においてタイマー102は電流源94の作動を、ある
別の一定期間、例えば10分間だけ停止させ、この期間は
電流源92と94の両方ともが停止されているようにする。
図3において、この10分間の期間は時刻T3において終了
する。この10分の期間の後、電流源94が再作動されて、
維持濃度に対応する、より低いレベルの電流ILを供給す
る。
とが可能であり、例えば、図3に関連させて説明したシ
ステムの作用と図4に関連して説明した作用とを組み合
わせることもできるし、あるいは、図に示いた様々な装
置を組み合わせることもできる。
たが、この発明は、電荷を帯びているか帯びていないか
にかかわらず治療薬を経皮的に投与するための電気的移
送に広く適用ができるものである。当業者に知られてい
るように、治療薬が電荷を帯びているときには、このプ
ロセスはイオン導入法と呼ばれる。治療薬が電荷を帯び
ていない場合には、投与は電気浸透として知られる手段
によって実現される。電気浸透とはアクティブ電極によ
って皮膚に生じる電界の存在によって引き起こされる、
皮膚を通しての溶媒(すなわち電気を帯びていない薬物
を含んだ溶媒)の流束である。従って、語句「イオン導
入」および「イオン導入法」はここでは電荷を帯びた薬
物・薬剤の供給にも、また電気浸透(電気流体移動、電
気召集、電気誘導浸透とも呼ばれる)による電荷を帯び
ていない薬物・薬剤の投与のどちらか、あるいは両方を
指すのに用いられる。
用いており、この言葉が持つ最も広い意味あいを意図し
て用いているものであり、生命組織へ投与することによ
って望ましい、通常は有益な作用をもたらすような、治
療上有効な何らかの物質を含むものを言う。一般にこれ
には、以下の主要な治療分野のすべてにおける治療薬が
含まれるが、しかし、これらに限定されることはない。
すなわち、抗生物質および抗ウイルス物質を含む抗感染
剤、鎮痛薬および鎮痛薬の組み合わせ、麻酔薬、食欲減
退剤、抗関節炎剤、抗喘息剤、胃腸および泌尿器を含む
抗痙攣剤、抗鬱薬、抗糖尿病剤、下痢止め薬、抗ヒスタ
ミン剤、抗炎症剤、抗偏頭痛調剤、抗嘔吐剤、抗新生物
薬、抗パーキンソン病薬、かゆみ止め剤、抗精神病薬、
解熱剤、抗痙攣薬、抗コリン作動薬、交感神経用作動
薬、キサンチン誘導体、カルシウム流路止めおよびベー
タ・ブロッカおよび抗不整脈剤および血圧降下剤および
利尿剤および冠状動脈や抹消血管あるいは大脳血管を含
む一般の血管拡張剤を含む心臓血管調剤、中枢神経系刺
激剤、感冒調剤、うっ血除去薬、診断薬、副腎皮質ホル
モン、催眠薬、免疫抑制薬、筋弛緩薬、副交感神経抑制
剤、副交感神経様作用薬、タンパク質、ペプチド、精神
刺激薬、鎮痛薬および精神安定剤。
およびその他の高分子物質の管理制御投与を行うのにも
有益である。これらの高分子物質は典型的には少なくと
も300ダルトンの分子量を有し、多くは300から40,00ダ
ルトンの分子量を有している。この大きさの範囲に入る
ペプチドおよびタンパク質の例としては以下のものがあ
るが、これに限定されるわけではない。すなわち、LHR
H、ブセレリンおよびゴナドレリンおよびナフレィンお
よびリュプロライドなどのLHRH類似体、GHRH、インシュ
リン、ヘパリン、カルシトニン、エンドルフィン、TR
H、NT−36(化学名:[[(s)−4−オキソ−2−ア
ゼチジニール]カルボニル]−L−ヒスチジール−L−
プロリナミド)、リプレシン、下垂体ホルモン(すなわ
ち、HGH、HMG、HCG、デスモプレシンアセテートな
ど)、卵胞ルテオイド、αANF、成長因子放出因子(GFR
F)、βMSH、ソマトスタチン、ブラジキニン、ソマトト
ロピン、血小板誘導成長因子、アスパラギナーゼ、硫酸
ブレオマイシン、キモパパイン、コレシストキニン、胎
盤性性腺刺激ホルモン、コルチコトロピン(ACTH)、エ
リスロポイエチン、エポプロステノール(血小板凝集防
止剤)、グルカゴン、ヒアルロニダーゼ、インターフェ
ロン、インターロイキン−1、インターロイキン−2、
メノトロピン(ウロフォリトロピン(FSH)およびL
H)、子宮収縮ホルモン、ストレプトキナーゼ、組織プ
ラスミノゲン活性化剤、ウロキナーゼ、バソプレシン、
ACTH類似体、ANP、ANPクリアランス防止剤、アンギオテ
ンシン2拮抗薬、抗利尿ホルモン作用薬、抗利尿ホルモ
ン拮抗薬、ブラジキニン拮抗薬、CD4,セレダース、CS
F、エンケファリン、FAB断片、IgEペプチド抑止剤、IGF
−1、神経栄養因子、成長因子、副甲状腺ホルモンおよ
びその作用薬、副甲状腺ホルモン拮抗薬、プロスタグラ
ンジン拮抗薬、ペンチゲタイド、プロティンC、プロテ
ィンS、レニン防止剤、サイモシンアルファ−1、血栓
崩壊薬、TNF、ワクチン、バソプレシン拮抗薬類似体、
アルファ−1抗トリプシン(組換型)。
付加されている請求の範囲の精神を逸脱することなく、
様々な変形・変更が可能であることは当業者には理解で
きよう。
Claims (3)
- 【請求項1】(a)イオン化された治療薬を帯びている
か又はそれと接触している、少なくとも2個の電極であ
って、イオン導入電流が一つの電極から別のもう一つの
電極へ流れるための電気的な路を形成するように前記治
療薬と共に身体組織に対して配置された少なくとも2個
の電極と、 (b)前記電極の間に第1のレベルのイオン導入電流を
引き起こす手段であって、当該第1のイオン導入電流が
最初に引き起こされた時点において前記治療薬が治療レ
ベルに実質的に達していない身体組織に対して、前記治
療薬が素早く導入されるように、当該治療薬を身体組織
に第1の速度で供給し、かつイオン導入電流を前記第1
のレベルに所定期間維持するようにした、イオン導入電
流を引き起こす手段と、 (c)前記第1のレベルのイオン導入電流を、より低い
第2のレベルのイオン導入電流まで低減する手段であっ
て、当該第2のレベルのイオン導入電流が前記治療薬を
所望の濃度レベルに維持するのに充分な電流値であり、
前記治療薬の濃度が前記所望の維持レベルに実質的に近
い値に到達した時点において作動するイオン導入電流の
低減手段と、 から成ることを特徴とするイオン導入薬物投与装置。 - 【請求項2】少なくとも二つの電極と、 (i)前記電極と当該電極を接触させた身体組織を通し
て第1のレベルのイオン導入電流を所定期間だけ自動的
に流し、及び、(ii)前記所定期間の経過後において、
前記電極と当該電極に接続された身体との間に第2の低
レベルのイオン導入電流を自動的に流し始め、身体中の
治療薬の濃度が当該所定期間においてほぼ所望の濃度レ
ベルに達するように、かつ、前記第2の電流レベルが当
該所定期間後において前記所望の濃度レベルを実質的に
維持するように前記所定期間が時間設定されており、前
記第2の電流レベルがユーザの介入なしに自動的に切り
換えられるイオン導入電流発生手段と、 から成ることを特徴とするイオン化治療薬を身体中に投
与するための装置。 - 【請求項3】少なくとも二つの電極と、 電荷を帯びていない治療薬を含む溶媒と、 (i)前記電極と当該電極を接触させた身体組織を通し
て第1のレベルのイオン導入電流を所定期間だけ自動的
に流し、及び、(ii)前記所定期間の経過後において、
前記電極と当該電極に接続された身体との間に第2の低
レベルのイオン導入電流を自動的に流し始め、身体中の
治療薬の濃度が当該所定期間においてほぼ所望の濃度レ
ベルに達するように、かつ、前記第2の電流レベルが当
該所定期間後において前記所望の濃度レベルを実質的に
維持するように前記所定期間が時間設定されており、前
記第2の電流レベルがユーザの介入なしに自動的に切り
換えられるイオン導入電流発生手段と、 から成ることを特徴とする電荷を帯びていない治療薬を
身体中に投与するための装置。
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