JP4087398B2 - 改良された電流分布を有するイオン浸透療法用電極 - Google Patents

Description

発明の背景
1. 発明の分野
本発明はイオン浸透療法用薬剤投与システムに関し、更に詳細にはイオン浸透療法用薬剤投与用の改良された電流分布を有する電極に関するものである。

2. 背景技術
イオン浸透療法薬剤投与システムはここ数年当業界で既知になってきている。かかる装置は、患者の皮膚を通して又は患者の目を通して患者に薬剤を投与するために一般的に使用されている。一般に、かかる装置は電極組立体（陰極と陽極をもつ）と、電極組立体に取り付けられている電力源/制御モジュールから成る。電力源は電極間に電位差を提供し、この電位差は材料のイオン化と患者内への薬物投与を容易にする。

電極組立体に生じる１つの問題は、電流が電極を横切って均等に広がらないことである。特に、慣例の陽極では、図１０（従来技術）に示すように、電流（Θ）は電極を横切って広がるのを抑制する傾向があり、電流は電極導線（又は電流の入力端）の周りに集中する。そのため、電極が関与するイオン反応は、導線の近くの領域でのみ起こり、電極の多くには届かない。そのため、導線に近い電極領域が反応の犠牲になるので、その結果、導線の周りの領域は完全に消耗して、反応が止む。反応はしばしば止むが、それは、もし電流が導線から電極のこれらの領域に達せれば、導線の回りの領域は、電極の多くが作動可能のままであるのに、消耗するからである。

同様の問題は、陰極に関しても見られる。特に、図１８（従来技術）に示す如く、慣例の電極では、電流（Θ）は電気導線の近くに集中する。反応が進むにつれそして陰極が或る期間反応した後にのみ、反応は最前線(frontier)様式で電極を横切って広がって行く。終いには、全電極は利用されるが、それは均等には利用されず、電極の幾つかの部分に電流が集中することになる。

従って、本発明の目的は、電極の周りの電流分布を改良する電流分配素子をもつ電極を提供することにある。

発明の要約
本発明はイオン浸透療法用薬剤投与装置に使用する電極を提供する。該電極は、電流を印加したときに化学反応を受けない第１の導電材料層を含み、上記第１の導電材料層は少なくとも１つの導線取付け領域をもっており、また 少なくとも１つの導電材料層の少なくとも一部の少なくとも一部上に配置され、かつ近位端と、遠位端と、近位端と遠位端の間に延びる軸線とをもつ少なくとも１つの犠牲材料層を含み、上記第１の導電材料層の導線取付け領域は近位端と関連させられており、上記第１の導電材料層は少なくとも１つの導線取付け領域から遠位端に近位の少なくとも１つの犠牲材料層の１領域まで延びる連続した中断していない模様に形作られており、上記模様は少なくとも１つの終端をもつ、犠牲層の軸線に沿って延びる実質上直線状の幹部を含む。

本発明の関連技術の好適実施例では、露出したままにある少なくとも１つの導電材料層と少なくとも１つの誘電体材料層のうちの少なくとも一方の上に配置された少なくとも１つの第２の導電材料層を更に含む。

他の好適実施例では、導線取り付け領域を更に含む。１つのかかる実施例では、少なくとも１つの誘電体材料層が導線取り付け領域から延びる。
もう１つの実施例では、少なくとも１つの導電層は近位端、遠位端を含む。少なくとも１つの誘電体層は実質上少なくとも１つの導電層の近位端から遠位端まで延びている。

更にもう１つの好適実施例では、少なくとも１つの誘電体材料層は実質上連続した矢筈模様に形成されている。もう１つの好適実施例では、少なくとも１つの誘電体材料層は少なくとも１つのストリップを含む。１つのかかる実施例では、少なくとも１つのストリップは遠位端を含み、上記遠位端はテーパを含むよう形作られて、その周りへの電流の集中を阻止するようにしている。

もう１つの実施例では、導電材料層は近位端と遠位端を更に含む。かかる１つの実施例では、上記模様は、導電材料層を二分する軸線の周りで導電材料層の近位端から遠位端まで実質上対称的になっている模様を含む。
１実施例では、第１の材料層と関連させられる基板を更に含む。

本発明は更に、イオン浸透療法用薬剤投与装置に使用する電極において、該電極は、第１導電材料層と、少なくとも１つの導電材料層の一部上に配置された少なくとも１つの犠牲材料層とを含む。

１実施例では、第１導電層は少なくとも１つの犠牲材料層の寸法に実質上一致するよう形作られる。もう１つの実施例では、第１導電材料層は或る模様を含む。更にもう１つの実施例では、上記模様は複数の交差する材料のストリップを含む。もう１つの実施例では、上記模様は矢筈模様を含む。

好適実施例では、電極は導電材料層と犠牲材料層の間に置かれた遷移導電材料を更に含む。
もう１つの好適実施例では、電極は導電材料層と関連させられる基板を更に含む。

本発明のもう１つの態様では、本発明はイオン浸透療法用薬剤投与装置に使用する電極において、該電極が、導電材料層と、導電材料層に電流を供給したとき、導電材料層の周りに実質上均等に電流を分配するための手段とを含む。

好適実施例では、該電極は陽極を含む。かかる１実施例では、電流分配手段は導電材料層の少なくとも一部に配置された、導電材料層の全体よりは少ない誘電体材料層を含む。

もう１つのかかる好適実施例では、該電極は陰極を含む。かかる１実施例では、電流分配手段は、導電材料層の少なくとも一部上に配置された犠牲材料層を含む。

本発明は更にイオン浸透療法用薬剤投与装置に関連して使用する電極の製造方法を提供する。該方法は、基板を準備し、上記基板の少なくとも一部分上に導電材料層を付け、そして 導電材料層の一部上に、その導電材料層の全体より少ない誘電体材料層を付ける工程を含む。

好適実施例では、該方法は導電材料層に導線を関連させる工程を更に含む。
もう１つの好適実施例では、誘電体層を付ける工程は、誘電体材料層を導線から離れるよう延在させる工程を含む。
もう１つの好適実施例では、該方法は更に、少なくとも１つの導電材料層を露出した導電材料層と誘電体材料層のうちの少なくとも一方の上に付ける工程を含む。

１実施例では、導電材料層を付ける工程が、基板上に導電材料層を印刷する工程を含む。同様に、誘電体材料層を付ける工程が、基板上に誘電体材料層を印刷する工程を含む。

本発明は更に、イオン浸透療法用薬剤投与装置に関連して使用する電極を製造する方法を提供する。該方法は、基板を準備し、基板の一部上に導電材料層を付け、導電材料層の上に犠牲材料層を付ける工程を含む。

好適実施例では、該方法は、導電材料層に導線を関連させる工程を更に含む。
もう１つの好適実施例では、該方法は更に、導電材料層を付ける工程の後に遷移導電層を付ける工程を更に含む。

本発明は更に、電極に沿って電流を均等に分配する方法を提供する。該方法は、導電材料層を準備し、導電材料層に導線を関連させ、導電材料層の一部に誘電体材料層を付けて導電材料層の先端に向かって導線から離れるよう延在させ、導線に電流を通し、そして誘電体材料層の下で導電材料層に沿って電流を分配する工程を含む。

発明実施の最良の形態
本発明は多くの型式の実施例が可能であるが、特定の実施例を図示しかつ詳細に説明しており、この本文の開示は、本発明の原理の例示であり、本発明は説明された実施例に限定されるものでないと理解すべきである。

図、特に図１、２につき説明すれば、イオン浸透療法用投与装置は一般的に１００で示されている。この装置は一般的に、電流を薬物に関連した電極に供給する。この電流は次いで、薬物を患者の皮膚を通して押しやる。装置１００は一般的に、第１電極と第２電極を含む。図２に示す実施例では、これらの電極は陽極１０と陰極１２、及びそれらから延びている夫々の導線１４、１５を含む。

陽極１０の１実施例が図３、４に示されており、これは基板２０、第１導電層２２、及び誘電体層２４から成る。基板２０は、上面３０と下面３２を含むものとして図４に示されている。一般的に、基板２０は Myler の如きポリマーベースのウエブから成る。勿論、ウレタン、ビニル、厚紙、tyvec、gortex、プラスチック、ガラスの如き、種々の厚さの他の基板材料、並びに他の可撓性及び／又は剛性の基板も同様に使用が考えられる。上記材料は実質上平らであるとして示されているが、上記材料は同様に、例えば特定の輪郭の本体部分に適合するよう形作られた形成面(shaped surface)を含むか又は、所望の表面輪郭を得るように起伏することができるものから成ると考えられる。

第１の導電層２２は図３、４に示され、導電性をもつ材料の層からなる。第１導電層２２は更に、上面３４（図３）、下面３６（図３）、近位端３８（図４）及び遠位端４０（図４）を含む。上面３４は基板２０の下面３２と関連させられている。第１導電層２２は種々の材料からなることができる。１実施例では、第１導電層２２は、１つのインキに纏められかつ基板上に印刷された銀/ポリマーベースの材料からなる。かかる実施例では、銀層は０．０２５４ｍｍ（１ミル）の厚さとすることができる。他の実施例では、第１導電層２２は銀箔、並びに電極と関連して使用するのに適した他の導電性材料から成るものとすることができる。導線１４は導電層２２と関連させられ、かつ接続部５４を経て第１導電層２２と合体されることができる。

誘電体材料層２４（時には、マスク層とも称される）は上面４２と下面４４を含むものとして、図３、４に示されている。上面４２は第１導電層２２の下面３６上に位置する。誘電体材料層は電気を通さず、それ故、その下にある銀の部分を絶縁して電気接続に関与しないようになす。誘電体材料は種々のポリマーや主として絶縁性の他の材料を含む種々の材料から成ることができるが、これらに限定されるものではない。一般的に、誘電体材料層は約０．０１２７ｍｍ〜０．０２５４ｍｍ（0.5 乃至 1 ミル）の厚さを有するが、他の厚さの使用も同様に考えられる。

誘電体材料層は任意数の形状と輪郭に形成することができる。実際上、図７に示す如く、誘電体材料層は例えば、第１導電層の近位端（導線の直ぐ近く）から第１導電層の遠位端まで延びる単一ストリップに形成することができる。他の実施例では、図３に示す如く、誘電体材料層は矢筈模様の如き、実質上連続した模様を成すことができる。勿論、他の模様も考えられる。枝分かれ模様（図８）、なかんずく十字模様（図９）の如きものも考えられる。更に、誘電体材料の先端（即ち導線に関して遠位端に位置する領域）に電流が集中するのを防止するために、かかる先端はテーパ付けされることができる。実際に、本発明は任意の特定形状に限定されるものでなく、むしろ色々な形状が一定の実施例にかつ一定の使用分野に有用に成り得る。

一定の実施例では、図５、６に示す如く、電極は更に、第２導電層２６（図６）の如き少なくとも１つの第２の導電層を含む。図６に示す如く、かかる層の各々は上面４６と下面４８を含む。上面４６は誘電体材料層２４の下面４４に付けられかつその下面及び導電材料層２２の下面３６（この場合第１導電材料層は誘電体材料層で覆われていない）と関連させられている。要求はされていないが、かかる層は多重の第２の材料層を含むことができる。第２の導電材料層２６は一般的に、第１導電材料層２２と類似の（そしてしばしばそれと同じ）材料からなる。かかる材料は第１導電材料層の手法と類似の手法で付けられ、そして第１導電材料層の厚さと類似の厚さをもつことができる（第２導電材料層の複数の付着は導電材料の全厚さを増すのに役立つ）。

上記電極を造るために、基板２０が準備される。一旦準備されると、この基板は所望の寸法に切断される。次いで、第１の導電層２２がそれに付けられる。特に、第１導電層は基板上にシルクスクリーン印刷されたインキから成ることができる。他の実施例では、第１導電層は基板上に、パッド印刷され、ジェットインキ印刷され、フテクシグラフィカリ(flexigraphically)に付けることができる。実際に、該装置は第１導電層の何れかの特定の付着方法に限定されるものではない。

一旦、第１導電材料層が付けられると、導線が第１導線に関連させられる。図示の実施例では、導線１４は、第１導電材料層と合体され、次いで第１導電材料層と一緒に基板上に付けられる。

次いで、誘電体材料が供給されて、所望のパターン又は輪郭に形作られる。一旦形作られると、誘電体材料は第１導電材料層に付けられる。特に、上記誘電体はテープ又は接着剤層、又は印刷層（これは例えばＵＶ硬化性とすることのできる）から成ることができる。図示の実施例では、誘電体層は第１導電層の特定領域のみを覆うことができる。本発明は何れかの特定の形状又は輪郭に限定されるものではない。

一定の実施例では、追加の導電材料層を電極上に（即ち、誘電体材料層と露出した第１導電材料層上に）置くことができる。かかる材料層は電極の作用で起こる化学反応のための付加的材料を提供する。

作業に際して、導線に電流が通されると、電流は第１材料層に通じる。第１材料層の露出している部分は反応をし始める（ Ag/AgCl の例では、銀が塩素と反応して塩化銀になる）。しかし、マスクされた部分の直ぐ下の領域は実質上反応に関与することを妨げられ、その結果、実質上きれいな電流通路を提供する。次いで、電流は実質上電極の周りに（又は電極の所望領域）に均等に分配される。図１０の従来技術の電極の電流分布（Θで示す）と図１１の本発明の電極の電流分布（Θで示す）を比べて分かる如く、電流は、図１０の電極に比して、図１１の電極では実質上より均等に分配されていることが明らかである。

同様の構造は陰極１２に関して見ることができ、特に、図１２、１３に見られる。特に、陰極１２は基板２０′、導電層６０及び犠牲層６２を含む。要求はされないが、図１に示す実施例では、陰極及び陽極用の基板は単一材料片から成る。それはかかる基板２０′は上面３０及び下面３２を含むからである。勿論、他の実施例では、これら２つの電極は分離することができ、その各々用の基板は別個の分離した構成部品とする。

図１３を参照すれば、導電層６０は基板２０′の下面３２上に位置している。この導電層は上面７０と下面７２を含み、そして銀、アルミニウム、並びにカーボンベースの材料の如き種々の他の導電性材料に加えて、他の材料や、その合金の如き、高導電性の材料から成ることができる。上記導電層は均等な厚さと均等な横断面の単一層から成ることができる（図１３）。他の実施例では、導電層は特定のパターンから成ることができる（図１４）。

図１３に示す如く、犠牲層６２は導電層６０の下面７２上に置かれ、かつ上面８０と下面８２を含む。犠牲層６２は（一般的に導電層６０の導電率より低い）或るレベルの導電率をもつ。犠牲層の或る一定の粒子は化学反応を受ける。例えば、犠牲層が銀と塩化銀の組み合わせから成る場合、作業に際して、塩化物は銀から分離して、塩化物イオンと銀を造る。こうして、犠牲層は、その使用が完了したとき、それが主として銀（及び極めて少量の塩化銀）から成るようにして実質上反応を完了している。勿論、他の実施例では、犠牲層は種々の異なった材料からなることができる。

図１６、１７の実施例に示す如く、導電層６０と犠牲層６２の間に遷移導電層６４を含むことを必要とすることがある。遷移導電層６４は、導電層６０と犠牲層６２が一般的に両立できない場合に有用になる。かかる例の１つは、導電層６０が、例えばアルミニウムから成り、犠牲層６２が銀/塩化銀からなる場合である。これら２つの材料は高度に反応性であり、アルミニウムの銀/塩化銀への露出はアルミニウムを腐食させる。かかる実施例では、導電性のシリコンゴム（即ちカーボン）ベースの材料が、２つの反応性材料の接触を防止するためにアルミニウムと銀/塩化銀の間に挿入される。

図１２、１３の陰極を組み立てるため、基板が準備される。前述の如く、陽極と陰極の各々の基板を利用することができる。一旦準備されると、導電材料層がその上に沈積させられる。１実施例では、導電材料層は印刷インキ、フイルム、塗装可能の被覆等から成ることができる。勿論、導電層を基板上に付着する他の方法の使用も考えられる。上述の如く、該層は均等な層として付けることができるか、又は該層は或るパターン又は特定の輪郭から成ることができる。本発明は導電材料層の何れか特定の輪郭に限定されるものではない。輪郭にかかわらず、一旦付けられると、導線１５は導電材料層と関連付けられることができる。実際、陽極の場合のように、夫々の導線は導電材料層と合体されることができる。

次いで、犠牲材料層６２は導電材料層に付けられる（かつ基板の露出部分に付けられ、その場合導電材料は、勿論パターン化されている）。かかる犠牲層も、同様に、表面上への犠牲インキの印刷から成るか、又は該層は他の層に対して上記手法の何れかで付けることができる。

図１６、１７の実施例では、遷移導電層を付けることが必要になることがある。かかる実施例では、遷移導電層は犠牲材料層の付着前に導電材料層に付けられる。

作業に際して、図１９に示す如く、電流が電極に通されると、電流は導電材料層を経て電極の表面の全域に実質上均等に広げられる。このように、反応は、（図１８の従来技術に関して示される如く）或る期間にわたり電極を横切って前線(front)のように広がって行くよりは、むしろ全電極を横切ってより均等に進むことができる。

上記説明は本発明の単なる説明と図解に過ぎず、本発明は請求の範囲に限定されたものを除き、上記説明されたものに限定されるものではなく、当業者が、本発明の範囲を逸脱することなく、上記説明されたものに変更を加えることができるのは言うまでもない。

本発明の電極をもつイオン浸透療法装置の斜視図である。 本発明の電極をもつ電極組立体の１型式の上面図である。 特に本発明の教示により造られた陽極の第１実施例を示す電極組立体の部分上面図である。 ほヾ図３の線 4-4 上で取った図３の実施例の横断面図である。 特に本発明の教示により造られた陽極の第２実施例を示す電極組立体の部分上面図である。 ほヾ図５の線 6-6 上で取った図５の実施例の横断面図である。 特に本発明の教示により造られた陽極の第３実施例の部分上面図である。 特に本発明の教示により造られた陽極の第４実施例を示す電極組立体の部分上面図である。 特に本発明の教示により造られた陽極の第５実施例を示す電極組立体の部分上面図である。 特に電極面を横切る電流分布を示す従来の陽極組立体の概略の部分上面図である。 特に電極面を横切る電流分布を示す陽極の概略の部分上面図である。 特に本発明の教示により造られた陰極の第１実施例を示す電極組立体の部分上面図である。 ほヾ図１２の線 13-13 上で取った図１２の実施例の横断面図である。 特に本発明の教示により造られた陰極の第２実施例を示す電極組立体の部分上面図である。 ほヾ図１４の線 15-15 上で取った図１４の実施例の横断面図である。 特に本発明の教示により造られた陰極の第３実施例を示す電極組立体の部分上面図である。 ほヾ図１６の線 17-17 上で取った図１６の実施例の横断面図である。 特に電極面を横切る電流分布を示す従来の陰極組立体の概略の部分上面図である。 特に電極面を横切る電流分布を示す陰極組立体の概略の部分上面図である。

Claims (11)

1. イオン浸透療法用薬剤投与装置に使用する電極において、
   電流を印加したときに化学反応を受けない第１の導電材料層を含み、上記第１の導電材料層は少なくとも１つの導線取付け領域をもっており、また
   少なくとも１つの導電材料層の少なくとも一部の少なくとも一部上に配置され、かつ近位端と、遠位端と、近位端と遠位端の間に延びる中心軸線とをもつ少なくとも１つの犠牲材料層を含み、上記第１の導電材料層の導線取付け領域は近位端と関連させられており、
   上記第１の導電材料層は、少なくとも１つの導線取付け領域から、少なくとも１つの犠牲材料層における遠位端の近傍領域まで、犠牲材料層の中心軸線に沿って連続して細長く延びるほぼ直線状の単一ストリップを有する模様に形成し、上記模様は少なくとも１つの終端をもつ形状とした
   ことを特徴とする電極。
2. 第１導電材料層は少なくとも１つの犠牲材料層の寸法に実質上一致するよう形作られることを特徴とする請求項１に記載の電極。
3. 上記模様は、前記単一ストリップから枝分かれする複数個の枝を含むことを特徴とする請求項１に記載の電極。
4. 上記模様は矢筈模様を含むことを特徴とする請求項１に記載の電極。
5. 導電材料層と犠牲材料層の間に置かれた遷移導電材料を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の電極。
6. 導電材料層と関連させられる基板を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の電極。
7. イオン浸透療法用薬剤投与装置に関連して使用する電極を製造する方法において、
   基板を準備し、
   電流を印加したときに化学反応を受けない基板の一部上に導電材料層を付け、上記導電材料層は少なくとも１つの導線取付け領域をもっており、そして
   導電材料層の上に犠牲材料層を付け、犠牲材料層は近位端と、遠位端と、近位端と遠位端の間に延びる中心軸線とをもっており、上記導線取付け領域は近位端と関連させられており、
   第１の導電材料層は、少なくとも１つの導線取付け領域から、少なくとも１つの犠牲材料層における遠位端の近傍領域まで、犠牲材料層の中心軸線に沿って連続して細長く延びるほぼ直線状の単一ストリップを有する模様で基板に付けられており、上記模様は少なくとも１つの終端をもつ形状にする、
   工程を含むことを特徴とする電極の製造方法。
8. 導電材料層を付ける工程は、
   ‐基板上に導電材料層を印刷する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 犠牲材料層を付ける工程は、
   導電材料層の少なくとも一部上に犠牲層を印刷する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 請求項７に記載の方法において、
    ‐導電材料層を付ける工程の後に遷移導電層を付ける工程を更に含むことを特徴とする方法。
11. 模様は、前記単一ストリップから枝分かれする少なくとも１つの枝を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。

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