JP3488466B2

JP3488466B2 - 電気駆動式薬物投与デバイス

Info

Publication number: JP3488466B2
Application number: JP52461195A
Authority: JP
Inventors: メイヤーズ，ロバート・エム; ハーク，ロナルド・ピー; プルー，リチャード・ダブリュー
Original assignee: アルザ・コーポレーション
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 2004-01-19
Anticipated expiration: 2019-01-19
Also published as: DE69407061D1; ES2112552T3; DE69407061T2; US5466217A; CA2183875C; ATE160510T1; CA2183875A1; JPH09510387A; EP0751801A1; EP0751801B1; WO1995025562A1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は一般に、治療剤又は治療用化学種（therapeu
tic species）を電気的に補助して（electrically asis
ted）投与するためのデバイスに関する。本発明はま
た、このようなデバイスの製造方法にも関する。

さらに詳しくは、本発明は、低コストで、一般に使い
捨ての、電気的に補助した薬物又は治療剤投与系に関す
る。さらにいっそう詳しくは、本発明は、好ましくはフ
レキシブルな回路がデバイスの分離した他の要素又はサ
ブアセンブリーに、費用のかからない、しかも迅速に形
成可能な方法で、電気的に接続又は連結する電気駆動式
（electrotransport）薬物デバイスに関する。最後に、
本発明は使い捨ての電気駆動式薬物投与デバイスに関す
る。

発明の背景本発明は、電気駆動による治療剤の経皮投与又は輸送
のためのデバイスに関する。本明細書では、“電気駆
動”なる用語は、作用剤含有溜めに起電力（electromot
ive force）を与えることによって、荷電又は無荷電に
拘わらず、治療剤を経皮投与するための方法及びデバイ
スを意味するために用いる。投与すべき特定の治療剤は
完全に荷電（すなわち、100％イオン化）、完全に無荷
電、又は一部荷電及び一部無荷電であることができる。
電界の影響下でのイオン作用剤（ionicagent）の投与は
時にはイオン導入（iontophopresis）とも呼ばれる。治
療剤若しくは化学種は電気的移動（electromigratio
n）、電気浸透、又は両者の組合せによって投与される
ことができる。一般に、組織への治療用化学種の電気浸
透は、治療用化学種溜めへの起電力の供給の結果として
の、化学種を含む溶媒の移動によって生ずる。さらに他
の種類の電気駆動プロセス、エレクトロポレーション
（electroporation）は電界の印加による生物学的膜に
おける孔の一時的形成を含み、この孔を通して作用剤は
受動的に（すなわち、電気的補助なしに）又は能動的に
（すなわち、電位の影響下で）投与されることができ
る。しかし、如何なる所定の電気駆動プロセスにおいて
も、これらのプロセスの１つより多くがある程度まで同
時に生ずることがありうる。したがって、本明細書で用
いる“電気駆動”なる用語には、その最も広い、可能な
解釈を与えるべきであるので、この用語は、作用剤を実
際に駆動する特定の機構（単数又は複数）に拘わらず、
荷電作用剤、無荷電作用剤又はこれらの混合物でありう
る、少なくとも１種類の作用剤の電気的に誘導された又
は強化された駆動を含む。

電気駆動式デバイスは1900年代の初期から知られてい
る。英国特許第410,009号明細書（1934）は、当時当該
技術分野に知られた、このような初期デバイスの欠点の
１つ、すなわち、特別な低テンション（tension）（低
電圧）の電流源と言う必要条件を克服したイオン導入デ
バイスを開示する。この電流必要条件は、患者を電流源
の近くに固定する必要があることを意味した。該英国特
許明細書のデバイスは、複数の電極と、経皮投与すべき
薬剤又は薬物を含む物質とから化学電池（galvanic cel
l）を形成することによって製造された。この化学電池
は、薬剤をイオン導入によって投与するために必要な電
流を生成した。このポータブルデバイスは、このように
して、患者の日常活動を実質的に殆ど妨害することなく
イオン導入薬物投与を可能にした。

さらに最近では、電気駆動分野において、幾つかの米
国特許が発行されており、このことはこの形式の薬物投
与への関心が再興したことを示す。例えば、Vernon等の
米国特許第3,991,755号;Jacobsen等の米国特許第4,141,
359号;Wilsonの米国特許第4,398,545号；及びJacobsen
等の米国特許第4,250,878号は電気駆動式デバイスの数
例と、それらの幾つかの用途とを開示する。電気駆動プ
ロセスは塩酸リドカイン、ヒドロコルチゾン、フルオリ
ド、ペニシリン、デキサメタゾン、リン酸ナトリウム及
び多くの他の薬物を含めた、薬剤又は薬物の経皮投与に
有用であると判明している。恐らく、電気駆動の最も一
般的な用途はピロカルビンの投与によるのう胞性線維症
の診断にある。イオン導入によって投与されたピロカル
ビンは発汗を刺激する、この汗を回収し、汗の塩化物イ
オン含量に関して分析する。ある一定の限界を超えた塩
化物イオン濃度は、この疾患の可能な存在を示唆する。

現在知られている電気駆動式デバイスでは、少なくと
も２個の電極が用いられる。これらの電極の両方は身体
の皮膚の一部に密接に電気的に接触するように配置され
る。活性電極若しくはドナー電極と呼ばれる、一方の電
極はそれからイオン性物質、作用剤、薬剤、薬物先駆体
又は薬物が電気駆動によって皮膚を通って身体中に投与
される電極である。カウンター若しくはリターン電極と
呼ばれる、他方の電極は身体を通しての電気回路を閉じ
るように作用する。電極によって接触される患者の皮膚
と共に、電気エネルギー源、例えば電池への電極の結合
によって回路が完成する。例えば、身体中へ駆動される
べきイオン性物質が正に荷電する場合には、アノードが
活性電極であり、カソードが回路の完成に役立つ。投与
すべきイオン性物質が相対的に負に荷電する場合には、
カソード電極が活性電極であり、アノード電極はカウン
ター電極になる。

或いは、アノードとカソードとの両方を適当な電荷の
薬物又は中性電荷の薬物の身体への投与に用いることが
できる。このような場合には、両方の電極が活性電極又
はドナー電極であると考えられる。例えば、アノード電
極は正に荷電した物質及び／又は中性の物質を身体中に
駆動することができ、カソード電極は負に荷電した物質
及び／又は中性の物質を身体中に駆動することができ
る。

さらに、既存の電気駆動式デバイスは一般に、身体中
に投与又は導入されるべき化学種（又はこのような化学
種の先駆体）の溜め若しくは供給源を必要とする。化学
種のこのような溜め若しくは供給源の例には、前記Jaco
bsenの米国特許第4,250,878号に述べられているような
ポウチ、Websterの米国特許第4,382,529号に述べられて
いるような予成形ゲル体及びSanderson等の米国特許第
4,722,726号の一般に円錐形若しくはドーム状成形品（d
omed molding）がある。このような薬物溜めは電気駆動
式デバイスのアノード又はカソードに電気的に結合し
て、１種以上の好ましい化学種若しくは作用剤の固定し
た若しくは再生可能な供給源を形成する。

最近、遺伝子操作された（genetically engineered）
タンパク質を含めた、ペプチド及びタンパク質の電気駆
動による経皮投与が増大する注目を集めている。一般的
に言うと、経皮又は経粘膜投与に適すると考えられるペ
プチド及びタンパク質は、約300〜40,000ダルトン（又
はこれ以上の）の範囲内の分子量を有する。これらの高
分子量物質は通常あまりに大きすぎて、治療的に有効な
速度で皮膚を通して受動的に（すなわち、起電力なし
に）拡散することができない。多くのペプチド及びタン
パク質は正味の正の電荷又は正味の負の電荷を有し、こ
れらは治療的に有効な速度で皮膚を通して受動的に拡散
することができないので、電気駆動式投与の可能な候補
と考えられる。

例えば電源（power source）及び関連する電流発生及
び／又は制御回路要素（circuitry）のような、電気駆
動式デバイスの要素を電極に連結するために、幾つかの
アプローチが提案されている。提案された１つのアプロ
ーチは両面（two−sided）回路板を用いることである。
両面回路板は非導電性基板（すなわち、基板（boar
d））の主要な対立する両面上に導電性トレース（trac
e）又は導電性回路を有する。両面回路板はまた、基板
の対立する面上の２組の回路を電気的に接続するために
接続導電路（connective conductive conduits）又は基
板を通り抜ける“貫通孔”を有する。次に、片面（すな
わち、基板の下面）上の回路をデバイスの残りの要素と
物理的かつ電気的に接触させて設ける。接続路（connec
tive conduits）を有する両面回路板の製造は比較的費
用がかかる。

他のアプローチは片面回路アセンブリ又は回路板を用
いて、この基板を180゜折り畳み、回路出力（circuit o
utputs）が回路板の主要部分の真下に折り曲げられるよ
うにすることである。これは回路出力とデバイスの下側
部分（underlying portions）（例えば、電極）との間
の物理的接触を可能にする。残念ながら、回路板の折り
曲げは折り目に応力点を生じる傾向があり、これは折線
において回路の電気的故障（すなわち、断線）を生じる
可能性がある。

商業的見地からは、電気駆動式装置が費用効果的な方
法で、好ましくは大量に生産可能であることが一般に望
ましい。本発明は両方の目的を達成することができるデ
バイスと、製造方法とを提供する。

発明の開示簡単には、本発明は１態様において、片面の好ましく
はフレキシブルな電気回路を含む電気駆動式デバイスで
ある。片面の電気回路は電気エネルギー源（例えば、電
池）に連結し、さらに例えば上述した電極のような、デ
バイスの他の要素にも連結する。本明細書で用いる“連
結（coupled）”なる用語は、物理的又は電気的に、直
接又は間接に（すなわち、他の要素若しくはコネクター
手段を介して）接続することを意味する。本発明のフレ
キシブル回路は対立する第１主要面と第２主要面とを有
する、相対的に非導電性のフレキシブル基板を含む。こ
のような基板の例はフレキシブルフィルムのセグメント
である。この基板はその対立する主要面の１つ上に印刷
された、付着した又は接着した、少なくとも１つの導電
性（又は少なくとも制御可能に導電性）の電子回路トレ
ース又は経路を有する。この電気回路の少なくとも１部
分はデバイス構造の残りの部分と電気的に接続する。好
ましい実施態様では、電気回路は電極に直接物理的及び
電気的に接続した、１個以上の回路出力を有する。この
配置は電気回路が、回路要素が連結する電気駆動式デバ
イスの電極又は他の要素と、基板の同じ側にあることを
必要とする。好ましい実施態様では、フレキシブル基板
の他方の又は残りの主要面は保護バッキング層に対して
並置される又は保護バッキング層によって覆われる。

このようにして、本発明のデバイスにおけるその頂部
（又は外側）からその底部（又は皮膚側）までの要素の
配置は、任意の保護フィルム、フレキシブル基板−第１
対立面、フレキシブル基板−第２対立面、少なくとも１
個の導電性経路（基板と導電性経路（単数又は複数）は
片面回路を含む）及び、例えば電極のような、電気駆動
式構造の残部である。一般的に言うと、電気エネルギー
源は導電性経路に連結し（例えば、電池出力は回路入力
端子に連結する）、フレキシブル基板の同じ側に配置さ
れる。種々な層が相互に接着するために、適当な接着剤
をそれらの間に挿入することができる。或いは、熱可塑
性物質又は層を相互に、例えばヒートシーリング（heat
sealing）によってシールすることができる。

上記発明を別の形式で述べると、このデバイスは、頂
部又は外側と底部又は内側とを有する片面回路手段を含
む電気駆動式薬剤又は作用剤投与デバイスを含む。上記
文の見解（frame of reference）は、片面回路の第１
面、頂部又は上面は外側である、すなわち電気駆動によ
って薬物が投与されるべき部位から最も離れた側である
と言うことである。次に、第２面、底部又は下面は、片
面回路の内側又は、薬物が投与されるべき部位に最も密
接した、回路の側である。いずれの場合にも、この実施
態様では、伝導性のフレキシブル導電性経路（入力手段
と出力手段とを含むと考えられる）が基板の第２面又は
底面に配置されると考えられる。好ましい実施では、基
板は35mm写真フィルムと同様に、その片側又は両側に沿
って配置された複数個のスプロケット孔を任意に含むこ
とができるフィルムのセグメントを含む。一般的には、
電流発生手段と、電流制御手段と、電流出力手段とを含
む導電性経路を“アップサイドダウン”する、又はその
頂部を患者方向に向けて逆さにする。デバイスを完成す
ると、回路は電気エネルギー源（例えば、電池）に連結
される。最も複雑でない構造を得るために、電気エネル
ギー源（例えば、電池）は一般に導電性経路と、非導電
性要素又は基板の同じ側に配置される。回路の出力手段
は、一般に電極手段と呼ばれる、電気駆動式薬物投与構
造の残部に連結する。これは、例えば、電子回路出力手
段が電極電流分配膜又は他の電極構造に連結することが
できることを意味すると考えられる。このことは、例え
ば、電子回路出力手段が電極の例えば電流分配膜と直接
物理的又は電気的に接触することができることを意味す
る。

本発明の他の構成では、片面のアップサイドダウン回
路を例えば公開された国際出願WO93/24178に述べられる
手段のような導電性接着剤手段を用いてデバイスの残部
に連結することができる。導電性接着剤は回路出力手段
と例えば電極手段との間の間接的な電気的連結を可能に
する。本発明は、その最も広範囲な適用において、回路
出力を電極と電気的に連結させることによって折り曲げ
電気コネクター（folding electrical connector）又は
“貫通孔”電気接続なしに、電気駆動式デバイス構造の
簡単化を可能にする。

本明細書で用いる“フレキシブル”なる用語は、デバ
イスを取り付ける又はデバイスが最も密接にアプローチ
する身体部分の輪郭に適合することができる、すなわ
ち、例えば腕、脚又は胸部のような、高度に輪郭のある
体表に適合可能であることを意味する。本明細書で用い
る“フレキシブル”はまた、身体部分（body area）の
通常範囲の運動を通して、デバイスを取り付けた身体部
分の輪郭に適合し続けるように曲がる、ねじれる又は変
形することができることも意味する。

本明細書で用いる“導電性”なる用語は、約1ohm−cm
より大きいバルク電子伝導率（bulk electronic conduc
tivity）を有することを意味する。

本明細書で用いる“１面（one−sided）”又は“片面
（single−sided）”回路又は回路要素なる用語は、支
持基板、膜又はフィルムの実質的に片面上に存在する又
は配置されることを意味する。この定義は、その好まし
い用法において、この定義が適用されるデバイスの複数
の回路要素が実質的に同一平面であることを必要とす
る。

図面の簡単な説明特に添付図面を参照しながら、以下の詳細な説明を検
討するならば、本発明がさらに良好に理解され、本発明
の他の目的及び利益が明らかになると思われる。図面に
おいては全体を通して同じ数字は同じ部分を表す、図面
では：図１は、上記電気駆動式投与デバイスの主要な要素を
示す側断面図であり；図２は、本発明の電気駆動式デバイスの側断面図であ
り；図３は、本発明の第２電気駆動式デバイスの断面図で
あり；図４は、本発明に使用可能な、好ましい電子伝導性接
着剤物質の断面図であり；図５は、本発明に使用可能な、定常電流回路の平面図
である。

発明の実施態様このようにして、図１は電気駆動式投与デバイス10の
側断面図である。デバイス10が本質的に任意の便利なサ
イズ又は形状（方形、楕円形、円形のいずれか）を有す
ることができるか又は身体の特定の位置に合わせて調整
することができることを理解すべきである。図示するよ
うに、デバイス10は患者の皮膚に適当な生体適合性（bi
ocompartible）の接着剤を用いて適用される。デバイス
10は本明細書で定義するようにフレキシブルである。デ
バイス10は、電気エネルギー源（例えば、電池又は電池
シリーズ）並びに電流調節のための制御回路要素、例え
ば、レジスター又はトランジスターに基づいた電流制御
回路、オン／オフスイッチ、及び／又は電源の電流出力
を経時的に制御するために適合したマイクロプロセッサ
ーを有する。層21は一般に、デバイスの残りの要素に予
定可能な特徴の電流を供給するために必要な、全ての要
素を含む。層21は上記で定義したようにフレキシブルで
あり、一般に、例えば、以下でさらに詳細に説明するフ
ィルム又はポリマーウェブのような、薄いフレキシブル
基板又はサポート上に配置された電子回路から成る。

デバイス10はさらに、括弧18と19で示される電極アセ
ンブリを含む。電極アセンブリ18,19は、“ホットスポ
ット”を除去するために、電極22,23の電流分配要素の
ような、他の電極構造を含むことができる。電極アセン
ブリ18と19は相互から電気絶縁体26によって分離され、
それらと共に単一の組込みユニットを形成する。説明の
ために、電極アセンブリ18は“ドナー”電極と呼ばれる
ことがあり、電極アセンブリ19は“カウンター電極”と
呼ばれることがある。電極アセンブリのこれらの名称は
決定的ではなく、特定デバイスにおいて又は図示したデ
バイスの操作中に逆転することがある。

図１の実施態様では、ドナー電極22が薬物溜め24に隣
接して配置され、カウンター電極23は電解質を含む溜め
25に隣接して配置される。電極22と23は金属ホイル又
は、金属粉末、粉状黒鉛、炭素繊維又は任意の他の伝導
性物質が負荷したポリマーマトリックスを含むことがで
きる。溜め24と25はポリマーマトリックス又はゲルマト
リックスであることができる。天然又は合成のポリマー
マトリックスを用いることができる。絶縁体26は電気絶
縁性かつ非イオン伝導性の物質から構成され、デバイス
10の短絡を防止するためのバリヤーとして作用する。絶
縁体26はエアギャップ、非イオン伝導性かつ電気絶縁性
ポリマー若しくは接着剤、又はイオン及び電荷（charg
e）流に対する他の適当なバリヤーであることができ
る。デバイス10は任意に皮膚に、イオン伝導性接着剤層
27と28によって接着することができる。デバイス10はま
た、デバイスを皮膚に適用する直前に除去されるストリ
ップ可能な（strippable）剥離ライナー29をも任意に含
む。或いは、経皮薬物投与デバイスに通常用いられる種
類の接着性オーバーレイを用いて、デバイス10を皮膚に
接着させることができる。一般的に言うと、接着性オー
バーレイはデバイスの周辺のまわりで皮膚に接触して、
溜め24,25と患者の皮膚との間の接触を維持する。この
ようにして、配向のために、デバイス10の頂部、外部
（exterior）又は外側は図１の頂部に最も密接する。こ
れとは逆に、デバイスの底部、内部（interior）又は内
側は図１の底部の方向に存在する。

典型的なデバイス10では、薬物溜め24は投与されるべ
き薬物又は作用剤の供給源（supply）を、好ましくはイ
オン化した若しくはイオン化可能な形態で含み、カウン
ター溜め25は例えば塩化ナトリウム、リン酸ナトリウム
又は他の生体適合性塩のような、適当な電解質を含む。
或いは、デバイス10は溜め24と25の両方に薬物のイオン
化可能な又は中性の供給源を、両方の電極アセンブリ18
と19がドナー電極アセンブリとして機能するような方法
で含むことができる。例えば、正の薬物イオンはアノー
ド電極アセンブリから皮膚を通して投与されることがで
き、負の薬物イオンはカソード電極アセンブリから投与
されることができる。一般に、電極アセンブリ18と19の
複合皮膚接触面積は約1cm²〜約200cm²の範囲であること
ができるが、典型的には、約5cm²〜約50cm²の範囲であ
る。

本発明によると、電気駆動式投与デバイス10の薬物溜
め24とリターン溜め25は、作用剤又は薬剤を電気駆動に
よって投与するために、患者と作用剤又は薬物伝達関係
に配置されなければならない。通常このことは、剥離ラ
イナーの除去後に、デバイスが患者の皮膚と密接に接触
して配置されることを意味する。医師若しくは患者の好
み、薬物若しくは作用剤投与計画又は例えば美容（cosm
etic）のような他の要素に依存して、人体の種々な部位
を選択することができる。

図２と３は、概略断面図として、本発明の２実施態様
を示す。図２は、本発明の“アップサイドダウン”又は
逆さになったフレキシブル回路が装置構造の残りの部分
と直接物理的及び／又は電気的に接触して配置される、
本発明の実施態様を説明する。フレキシブルな１面又は
片面回路40は実質的に非導電性のフレキシブルな基板42
を含み、この上に導電性経路44が配置される。基板42は
対立した第１面と第２面それぞれ43,45を有する。経路4
4は第２面45上に配置される。電池46は導電性経路44に
（界面47において）電気的に接続する。

この実施態様において、電池46はボタン電池を含む。
多くの他の電気エネルギー源（フレキシブルなポリマー
電池又はシート電池を含む）を、本発明の範囲又は内容
から逸脱せずに用いることができる。導電性経路44は出
力手段（例えば、出力パッド48）を有する。出力パッド
48は電極手段60,62にそれぞれ、直接接触する、したが
って、物理的及び電気的に連結する。電極手段60と62と
の間には、電気的かつイオン的に非導電性のセパレータ
ー63が挿入される。決定的ではないが、電極手段60はア
ノードであり、電極手段62はカソードである。好みに依
存して、フレキシブル基板42を覆う１個以上の層（例え
ば、耐水性バッキング層）をさらに設けることができ
る。また、装置は付加的な構造、例えば、電極手段にそ
れぞれ接続した薬物溜めと電解質溜めを含むこともでき
る。これらの追加の構造（further structures）は本発
明の説明を損なわないように意図的に省略されている。

図３は、導電性接着剤手段34を用いて、出力パッド48
を電極手段60,62にそれぞれ電気的に接続する、本発明
の実施態様を説明する。この実施態様では、導電性接着
剤手段34はフレキシブルな導電性接着剤（ECA）を含
む。ECA34は、構造が導電性、接着性及び好ましくはフ
レキシブルであるかぎり、特定の用途に依存して、簡単
な構造であることも、複雑な構造であることもできる。
図示するように、ECA34は回路出力手段又はパッド48と
電極手段60,62とを連結させる。ECA34は回路出力パッド
48と、アノード60及びカソード62のそれぞれの少なくと
もバック（back）側との効果的な連結を形成する。しか
し、本発明はECAの使用に限定される訳ではなく、他の
種類の連結手段又はコネクターを用いて、本発明の教示
から逸脱することなく、回路出力パッド48と電極手段6
0,62とを電気的に連結させることができる。

ECA34は、許容される電気的導電率及びフレキシビリ
ティを与える、実質的に任意の構造又は組成を有するこ
とができる。しかし、接着性物質の１個以上の層52,54
を１個以上の導電性ウェブ、マット又はメッシュ50にラ
ミネートして、図４に示すような複合ECA34を形成する
ことによって、特に好ましい１つのECAが形成される。
２つの接着剤層52,54の間の単一導電性マット又はメッ
シュ50を、対立するラミネーティングローラー40の間で
ラミネートすることによって、特に有用な１つの複合EC
A34が形成される。層52と54がメッシュ50の繊維／スト
ランドの間の間隙スペース中に確実に“流動して”、メ
ッシュ50の繊維／ストランドに確実に密接に接触し、接
着して、複合ECA34全体がフレキシブルで、接着性かつ
導電性であり、実質的に均一な横断面を有するように、
適当な温度及び圧力において積層を実施する。単一接着
剤層52を単一導電性メッシュ50にラミネートすることに
よって形成される複合ECA（図示せず）も適切である。
２個の導電性メッシュ50にそれらの間に挟まれた接着剤
の単一層52をラミネートすることによって、代替え複合
ECA（図示せず）を形成することができる。

マット又はメッシュ50は任意の、適当な、導電性フレ
キシブルな構造でありうる。例えば、マット又はメッシ
ュ50は、スクリーンに近い、目の粗い（open−weave）
デザインを有することができる。１つの好ましいメッシ
ュは100％ナイロン、６−６型、40デニール、13フィラ
メント／末端から製造され、約0.064cm（0.025インチ）
の厚さを有する。この目の粗い物質は例えば黒鉛、炭
素、銀、酸化銀、アルミニウム粉末又は金のような導電
性物質で被覆されて、編み込まれたそのストランドを有
する。このマットは1.6ohm/cm²（10ohm/in²）未満の生
成表面抵抗と、8.79kg/cm²（125 lb/in²）を越える引
張り強さと、0.7kg/cm²（10 lb/cm²）を越える引き裂
き強さとを有する。この物質はTecknit Corporation
（ニュージャーシー州，クランフォード）から入手する
ことができる。他の導電性接着剤物質は公開された国際
出願WO93/24178に開示される。

混合された不織炭素繊維マットの少なくとも１つの層
と、接着性ポリイソブチレンマトリックスの少なくとも
１つの他の層とをラミネートすることによって、特に好
ましい複合ECAが形成される。この不織炭素繊維マット
はECAの総体積の約１〜10体積％、好ましくは約２〜５
体積％を占める。ECAはPIBがマット中に流入して、マッ
トと密接に混合されるように、ポリイソブチレン（PI
B）を炭素繊維マット中にラミネートすることによって
製造される。上記範囲内で、種々な同等組成物が当業者
に明らかになるであろう。接着性マトリックスの１層
に、又は接着性マトリックスの２層の間に導電性メッシ
ュをラミネートすることによって、複合ECAを製造する
ことができる。例えば、２枚の剥離ライナーでくるむこ
とによって使用可能に保持された、ロール形状のシート
PIBを解き出して、導電性不織炭素メッシュの主要片面
又は主要両面にラミネートする。このようにして、例え
ば図４に示すような、シート形状のECAが形成される。
次に、このシートを電気駆動式デバイスに用いるための
適当な長さ、形状又は構成に切断するか又は別のやり方
で加工することができる。

図５は本発明の特定のフレキシブル片面回路アセンブ
リの説明である。回路40は非導電性でフレキシブルな基
板42と、図２と３において一般に44で表示される電気経
路を含む一連の要素とを含む。基板42は好ましくは、35
mm写真フィルムに用いられるフィルムベース（film bas
e）と同様な、フレキシブルなフィルムのセグメントで
ある。回路40は、可変な負荷抵抗と供給電圧とが生ずる
電気駆動式薬物投与デバイスに使用可能な定常電流デバ
イスである。回路40は出力パッド48aと48bを含む。出力
パッド48aはアノード60に電気的に接続する（図２に示
したように直接に、又は図３に示したようにECA層34を
介して間接に）のに適合する。同様に、出力パッド48b
はカソード62に電気的に結合するのに適合する。図示す
るように、出力パッド48aは100ohmレジスター64と、０
−22kilo−ohm可変レジスター66及び電界効果形トラン
ジスター68に電気的に連結する。３個の３ボルトのボタ
ン電池であるリチウム電池46が回路40を完成する。連続
検査点70、72、74を回路上に表示する。

図５に示したクロスハッチド（cross−hatched）部分
は“キープアウト”又は排除帯80である。帯80はその中
又はその上に、例えば、スプロケット孔43又はその他の
フィルム移動手段（図示せず）を任意に設けることがで
きる周辺スペースを与える。スプロケット孔は、回路40
が迅速にかつ安価に連続的に加工されることができる手
段を与える。この方法で、低コストで、比較的費用のか
からないフレキシブル回路を製造することができる。片
面回路アセンブリ40の典型的な寸法はフィルム全体の幅
約1.4cm、回路反復距離約4.0cm、“キープアウト”帯幅
約0.2cmである。加工中にフィルム基板を前進させる容
易さ又は困難さによって決定される距離、スプロケット
孔43を分離することができる。典型的には、スプロケッ
ト孔43を約0.5cmの距離、分離する。

標準的なフレックス回路加工方法（flex circuit pro
cessing technique）を用いて、比較的薄いフレキシブ
ル導電性回路をフレキシブルフィルム基板に形成するこ
とができる。例えば、印刷、付着又はエッチングプロセ
スを用いて、銅又は銀の回路をフレキシブルフィルム基
板上に形成することができる。巻き返しプロセス（reel
−to−reel process）を用いて、導電性回路を有するフ
レキシブルフィルム基板を１個以上の付加的デバイス要
素（例えば、バッキング層又はドナー及び／又はカウン
ター電極アセンブリ）に迅速に結合させることができ
る。例えば、印刷された又は付着した又はエッチングさ
れた回路を有するフレキシブルフィルム基板はリール形
又は巻かれた形で受け取ることができる。ポリマーフィ
ルムのバッキング（backing）材料もリール形又は巻か
れた形で受け取ることができる。適当に配列した後に、
次に、電気回路をバッキング材料と結合させて、連続リ
ボン形で迅速な方法で二層（例えば、バッキング層と回
路層）複合加工物を形成する。例えば、ローラー圧力の
適用によって、回路をバッキング材料と結合させること
ができる。必要な場合には、感圧接着剤を用いて、回路
層をバッキング層に接着させることができる。次に、こ
の二層複合材料を切断して、それぞれフレキシブル回路
層とバッキング層とから成る個々のユニットを製造する
ことができる。逆さにした後に、個々の回路ユニットの
出力手段（48）をドナー及びカウンター電極アセンブリ
に連結して、自動化（例えば、ピックアンドプレイス）
プロセスを用いて、完成した電気駆動式デバイスを再び
形成する。このようにして、自動化製造と同時の費用節
約とを達成することができる。

上述したように、電気エネルギー源、例えば１個以上
の電池を回路の組み立て前又は組み立て時に電気回路に
組み入れる。回路を基板に適用する前に、このフレキシ
ブル回路の一部として電池を含めることができる。或い
は、後に、例えば患者の使用時に、既知の機械的又は電
気的接点（contact）を用いて、電池を回路に接続又は
連結することができる。次に、完成デバイスを薬物又は
作用剤投与プロトコールに依存して医療人員又は患者に
よって作動させることができる。

電源は並列又は直列に連結した１群の電池を含んで、
特定の薬剤の電気駆動式投与に必要な、望ましい電流出
力を得るために必要な、所望のキャパシティ及び／又は
電圧を得ることができる。電池の極性配向（polarity o
rientation）は薬物イオンのイオン電荷に依存する。薬
物が溶液中又は懸濁液中で負に荷電する場合には、負の
電池端子（battery terminal）がドナー電極に接続し、
正の電池端子がカウンター電池に接続するように、電池
（単数又は複数）を配向させる。正に荷電した化学種
（species）を投与すべき場合には、この逆が該当す
る。現在一般に入手可能な、任意の慣習的小型化電池
（例えば、ボタン電池）を用いて、配置し、直列に接続
して、所望の作用電圧を得ることができる。

さらに、充分な電流密度を与えるために、厚さに対し
て高い表面積を有する導電性ポリマーの非常に薄いフレ
キシブルシートから構成される電池に関するテクノロジ
ーが現在存在する。このような、いわゆるプラスチック
電池の１種は“Battery Today",Autumn 1981,10、11
及び12頁に記載される。このような電池を用いる場合に
は、シートを層状に積み重ねて、電池を直列に配置する
ことができる。当然、電池の選択は、例えば、必要なフ
レキシビリティ度又は順応度（degree of conformabili
ty）、特定の用途のために必要な電流密度及び放電時間
のような要素に依存する。小型電池又はシート電池のい
ずれを用いるとしても、電池出力端子は直接又は間接
に、例えばクリップ、ワイヤ、印刷回路要素のような慣
習的手段によって又は導電性接着剤によって、回路40に
接続することができる。

“作用剤（agent）”又は“薬物”なる用語は、本明
細書では広範囲に用いられる。本明細書で用いられるか
ぎり、“作用剤”及び“薬物”なる表現は相互交換可能
に用いられ、生活する生物に投与されて所望の、通常は
有益な効果を生ずる治療有効物質としてのそれらの最も
広い解釈を有するように意図される。一般に、これは主
要な治療分野の全てにおける治療剤を含み、限定する訳
ではなく、例えば抗生物質と抗ウイルス剤のような抗感
染薬、鎮痛薬と鎮痛複合薬、麻酔薬、食欲減退薬、抗関
節炎薬、抗喘息薬、抗痙攣薬、抗うつ薬、抗糖尿病薬、
下痢止め、抗ヒスタミン薬、抗炎症薬、抗偏頭痛薬（an
timigraine preparation）、乗り物酔い防止剤、抗おう
吐薬、抗腫瘍薬、抗パーキンソン病薬、かゆみ止め、抗
精神病薬、解熱薬、胃腸及び尿路を含む鎮痙薬、抗コリ
ン作動薬、交感神経作用薬、キサンチン誘導体、カルシ
ウムチャンネル遮断薬を含めた心血管製剤、ベータ遮断
薬、抗不整脈薬、抗高血圧薬、利尿薬、全身、冠状、末
梢及び脳血管を含む血管拡張薬、中枢神経系刺激薬、咳
き薬及び風邪薬、うっ血除去薬、診断薬、ホルモン類、
催眠薬、免疫抑制薬、筋弛緩薬、副交感神経遮断薬、副
交感神経作用薬、蛋白質、ペプチド、ポリペプチドと他
の高分子（macromolecule）、精神刺激薬、鎮静薬及び
トランキライザーを含む。

本発明の装置を用いて、下記薬物：バクロフェン、ベ
タメタゾン、ベクロメタゾン、ブスピロン、クロモリン
ナトリウム、ドブタミン、ドキサゾシン、ドロペリドー
ル、フェンタニル、スフェンタニル、ケトプロフェン、
リドカイン、メトクロプラミド、メトトレキセート、ミ
コナゾール、ミダゾラム、ニカルジピン、プラゾシン、
ピロキシカム、スコポラミン、テストステロン、ベラパ
ミル、テトラカイン、ジルチアゼム、インドメタシン、
ヒドロコルチゾン、テルブタリン及びエンカイニドを投
与することができる。

本発明はまた、ペプチド、ポリペプチド、及び少なく
とも約300ダルトンの分子量、典型的には約300〜40,000
ダルトンの範囲内の分子量を有する他の高分子のイオン
導入投与にも有用であると考えられる。このサイズ範囲
内のペプチドと蛋白質との特別の例には、限定する訳で
はなく、LHRH、例えばブセレリン、ゴナドレリン、ナフ
レリン及びロイプロリドのようなLHRH類似体、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:N−［［（ｓ）−４−オキソ−２−
アゼチジニル］カルボニル］−Ｌ−ヒスチジル−Ｌ−プ
ロリンアミド）、リプレシン、下垂体ホルモン（例え
ば、HGH,HMG,HCG,酢酸デスモプレッシン等）、卵胞ロイ
トイド（leutoid）、αANF、成長因子放出因子（GFR
F）、βMSH、ソマトスタチン、ブラディキニン、ソマト
トロピン、血小板誘導成長因子、アスパルギナー１ゼ、
硫酸ブレオマイシン、キモパパイン、コレシストキニ
ン、絨毛性性腺刺激ホルモン、コルチコトロピン（ACT
H）、エリスロポイエチン、エポプロステノール（血小
板凝固阻害因子）、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−２、メノトロピン
（ウロフォリトロピン（FSH）とLH）、オキシトシン、
ストレプトキナーゼ、組織プラスミノーゲン活性因子、
ウロキナーゼ、バソプレッシン、デスモプレッシン、AC
TH類似体、ANP、ANPクリアランス阻害因子、アンギオテ
ンシンIIアンタゴニスト、抗利尿ホルモンアゴニスト、
抗利尿ホルモンアンタゴニスト、ブラディキニンアンタ
ゴニスト、CD4、セレダーゼ、CSF類、エンケファリン、
FABフラグメント、IgEペプチド抑制因子、IGF−１、神
経栄養因子、コロニー刺激因子、上皮小体ホルモンとア
ゴニスト、上皮小体ホルモンアンタゴニスト、プロスタ
グランジンアンタゴニスト、ペンチゲチド（pentigetid
e）、プロテインＣ、プロテインＳ、レニン阻害因子、
チモシンα−１、血栓溶解薬、TNF、ワクチン、バソプ
レッシンアンタゴニスト類似体、α−１抗トリプシン
（組換え体）がある。

一般的に言うと、投与すべき薬物又は作用剤の水溶性
塩を用いることが、最も好ましい。薬物又は作用剤の先
駆体、すなわち、例えばイオン化、解離又は溶解のよう
な、物理的又は化学的プロセスによって特定の化学種
（selected species）を発生する化学種は、本明細書に
おける“作用剤”又は“化学種”の範囲内である。“薬
物”又は“作用剤”は上述したような、荷電及び無荷電
の化学種を含むと理解すべきである。

ある場合には、薬物又は作用剤を１種以上の皮膚透過
促進剤（skin permeation enhancer）と共に投与するこ
とが望ましい。皮膚透過促進剤は経皮薬物流を促進する
ことができる広範囲な既知物質から選択することができ
る。既知の皮膚透過促進剤は、例えば、米国特許第3,98
9,816号、第4,405,616号、第4,415,563号、第4,424,210
号、第4,722,726号及び第5,023,085号に開示される、界
面活性剤、アルキル置換スルホキシド、アルキルポリエ
チレングリコール、低級アルコール及び透過促進剤を含
む。

上記開示は当業者に本発明の多くの代替え、変更及び
変化を示唆する。上記開示によって示唆される、このよ
うな変更、変化及び代替えは添付請求の範囲内に含まれ
るべきである。

本発明の実施態様は、次の通りである。

1.少なくとも一方の電極が電気的移送によって投与され
るべき作用剤を含む電極（60、62）と；実質的に非導電
性のフレキシブル基板（42）の対立する２面（43、45）
の片面に配置された導電性経路（44）を含み、電力源
（46）と、電極（60、62）に電気的に接続した回路出力
（48）とを含む、デバイスによって与えられる電流を発
生及び／又は制御するための電子回路（40）とを有する
電気的移送式作用剤投与デバイス（10）であって、電子回路（40）、導電性経路（44）及び回路出力（4
8）の全てが、対立する２面（43、45）の片面上のみに
配置され、この片面が電極（60）に面し、回路出力（4
8）がこの電極に電気的に接続することを特徴とする前
記デバイス。

2.その上に配置された導電性経路（44）を有する表面
（45）とは反対の、基板（42）の表面（43）と密接に接
触する被覆手段をさらに含む、上記１記載のデバイス。

3.基板（42）が実質的に平面状である、上記１又は２に
記載のデバイス。

4.回路出力（48）が導電性接着剤（34）によって、電極
（60、62）に連結する、上記１〜３のいずれかに記載の
デバイス。

5.導電性接着剤（34）が接着性物質（52、54）と導電性
ウェブ、マット又はメッソュ（50）とのラミネートを含
む、上記４記載のデバイス。

6.回路出力（48）が電極（60、62）に物理的に接触す
る、上記１〜３のいずれかに記載のデバイス。

7.非導電性基板（42）がフィルムのセグメントを含む、
上記１〜６のいずれかに記載のデバイス。

8.主要面（45）の１つが患者の体表に面するように配向
し、他方の主要面（43）が患者の体表とは逆向きである
ように配同し、患者の体表に面する主要面（45）上に導
電性経路（44）が配置される、上記１〜７のいずれかに
記載のデバイス。

9.基板（42）と導電性経路（44）とが片面回路（40）を
成す、上記１〜８のいずれかに記載のデバイス。

10.回路出力（48）が電極（60、62）に分離連結手段に
よって連結する、上記１〜９のいずれかに記載のデバイ
ス。

11.回路（40）を支持し、含むために適当なサイズの、
実質的に非導電性のフレキシブル基板（42）の対立する
２面（43、45）の片面に、電力源（46）と少なくとも１
個の導電性経路（44）と回路出力（48）とを含み、デバ
イス（10）が供給する電流を発生及び／又は制御するこ
とができる回路（40）を形成することを含む、フレキシ
ブル電子回路とその他の要素とを含む電気駆動式作用剤
投与デバイス（10）の製造方法であって、電子回路（40）と導電性経路（44）と回路出力（48）
とを、対立する２面（43、45）の、電極に面する片面上
のみに配置し、回路出力を電極（60、62）に連結するこ
とを特徴とする前記方法。

12.基板（412）と電極（60、62）との間に電子回路を配
置する、上記11記載の方法。

13.連結工程を自動化プロセスを用いて達成する、上記1
1又は12記載の方法。

14.自動化プロセスがピックアンドプレイスプロセスで
ある、上記13記載の方法。

15.導電性接着剤（34）を用いて、回路出力手段（48）
を電極（60、62）に連結する、上記11〜14のいずれかに
記載の方法。

16.導電性接着剤（34）が接着性物質（52、54）と導電
性ウェブ、マット又はメッソュ（50）とのラミネートを
含む、上記15記載の方法。

17.電子回路（40）が回路出力手段（48）に定常電流を
与える、上記11〜16のいずれかに記載の方法。

18.巻かれた連続基板（42）上に複数個の同じ回路（4
0）を連続的に形成し；隣接する回路（40）間で基板（4
2）を切断し；個々の回路の出力手段（48）をドナー及
びカウンター電極アセンブリ（18、19）に連結すること
によって、電子回路（40）を組み立てる、上記11〜17の
いずれかに記載の方法。

19.巻かれた連続基板（42）を巻かれた連続形状のパッ
キング材料に接着することを含む、上記18記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者プルー，リチャード・ダブリューアメリカ合衆国カリフォルニア州94132, サン・フランシスコ，シールズ・ストリート 715 (56)参考文献国際公開93／24178（ＷＯ，Ａ１) 国際公開93／09842（ＷＯ，Ａ１) 国際公開90／06153（ＷＯ，Ａ１) 欧州特許出願公開92015（ＥＰ，Ａ１) 欧州特許出願公開513879（ＥＰ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61N 1/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方の電極が電気的移送によっ
て投与されるべき作用剤を含む電極と；実質的に非導電
性のフレキシブル基板の対立する２面の片面に配置され
た導電性経路を含み、電力源と、電極に電気的に接続し
た回路出力とを含む、デバイスによって与えられる電流
を発生及び／又は制御するための電子回路とを有する電
気的移送式作用剤投与デバイスであって、電子回路、導電性経路及び回路出力の全てが、対立する
２面の片面上のみに配置され、この片面が電極に面し、
回路出力がこの電極に電気的に接続することを特徴とす
る前記デバイス。
【請求項２】その上に配置された導電性経路を有する表
面とは反対の、基板の表面と密接に接触する被覆手段を
さらに含む、請求項１記載のデバイス。
【請求項３】基板が実質的に平面状である、請求項１又
は２に記載のデバイス。
【請求項４】回路出力が導電性接着剤によって、電極に
連結する、請求項１〜３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５】導電性接着剤が接着性物質と導電性ウェ
ブ、マット又はメッソュとのラミネートを含む、請求項
４記載のデバイス。
【請求項６】回路出力が電極に物理的に接触する、請求
項１〜３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７】非導電性基板がフィルムのセグメントを含
む、請求項１〜６のいずれかに記載のデバイス。
【請求項８】主要面の１つが患者の体表に面するように
配向し、他方の主要面が患者の体表とは逆向きであるよ
うに配同し、患者の体表に面する主要面上に導電性経路
が配置される、請求項１〜７のいずれかに記載のデバイ
ス。
【請求項９】基板と導電性経路とが片面回路を成す、請
求項１〜８のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１０】回路出力が電極に分離連結手段によって
連結する、請求項１〜９のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１１】回路を支持し、含むために適当なサイズ
の、実質的に非導電性のフレキシブル基板の対立する２
面の片面に、電力源と少なくとも１個の導電性経路（4
4）と回路出力とを含み、デバイスが供給する電流を発
生及び／又は制御することができる回路を形成すること
を含む、フレキシブル電子回路とその他の要素とを含む
電気駆動式作用剤投与デバイス（10）の製造方法であっ
て、電子回路と導電性経路と回路出力とを、対立する２面
の、電極に面する片面上のみに配置し、回路出力を電極
に連結することを特徴とする前記方法。
【請求項１２】基板と電極との間に電子回路を配置す
る、請求項11記載の方法。
【請求項１３】連結工程を自動化プロセスを用いて達成
する、請求項11又は12記載の方法。
【請求項１４】自動化プロセスがピックアンドプレイス
プロセスである、請求項13記載の方法。
【請求項１５】導電性接着剤を用いて、回路出力手段を
電極に連結する、請求項11〜14のいずれかに記載の方
法。
【請求項１６】導電性接着剤が接着性物質と導電性ウェ
ブ、マット又はメッソュとのラミネートを含む、請求項
15記載の方法。
【請求項１７】電子回路が回路出力手段に定常電流を与
える、請求項11〜16のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】巻かれた連続基板上に複数個の同じ回路
を連続的に形成し；隣接する回路間で基板を切断し；個
々の回路の出力手段をドナー及びカウンター電極アセン
ブリに連結することによって、電子回路を組み立てる、
請求項11〜17のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】巻かれた連続基板を巻かれた連続形状の
パッキング材料に接着することを含む、請求項18記載の
方法。