JP4384128B2 - 電気治療における薬物送達の方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気治療装置、より具体的には、例えばイオン泳動法及び電気泳動法の統合イオン泳動薬物送達システムに関するものである。

医療機器の費用は、健康管理費に大きな影響を及ぼすため、より簡単でより費用のかからない医療機器が必要とされている。従来の薬物送達装置の構成には、いくつかの欠点がある。従来の構成における重大な欠点は、装置が製造するのに複雑で費用がかかることである。

図１は、既知の非統合イオン泳動薬物送達システムのブロック線図である。個体／患者に対する薬物投与量（ミリアンペア・分（ｍＡ・ｍｉｎ）で測定される）を制御し調整するための電子制御器には、通常、マイクロコンピュータが使用されている。この電子制御器は、電流を制御し調整すると共に、ＬＥＤ、ＬＣＤ及び音声警報器を利用してユーザにフィードバックを与えることができる。この電子制御器には、ケーブルリード線を介して一対の電極が操作可能に接続されている。電子制御器は、電流調整器を使用して、所定投与量を得るのに必要となる規定期間にわたり調整された電流を供給する。電流調整器は、ユーザ／患者を保護するために電流を制限する作用も果たす。所定の電荷量、例えば８０ｍＡ・ｍｉｎ ＋／−５％ の電荷量が達成された場合には、電流調整器が電流をゼロにし治療が完了する。治療が完了した時点で、ユーザは、電子制御器をターンオフして、使い捨て電極を取外す。

この電子制御器には、電源、例えば９．０Ｖのアルカリ電池が操作可能に接続されている。電子制御器は、通常、数年間寿命が維持されるように構成されており、また、交換を要する前に約４０〜６０回の治療を行う為の電力を供給しうる電源が組み込まれている。
本発明は、上述の及び他の観点に鑑みてなされたものである。

発明の開示
本発明は、電解化学反応を生ぜしめる電源を有する薬物送達システム、例えば電気治療システムの電流分布素子に関するものである。電流分布素子は、抵抗を有している第一電極と、抵抗を有している第二電極とを具える。これら第一及び第二電極間には、電源コネクタを操作可能に接続（結合）すると共に、電気治療システムの動作中に、少なくとも１つの電極の関連する抵抗が電気化学反応により変化するようになっている。このように、電流分布素子、すなわち一方又は双方の電極が、電気化学電荷制御加減抵抗スイッチとして機能する。

本発明の他の態様は、抵抗を有する第一電極及び抵抗を有する第二電極を具える電流分布素子と、
ハウジングとを設けた電子治療システムである。この電流分布素子は、ハウジングに取付ける。第一及び第二電極間には、電源を操作可能に接続する。一対の水和可能マトリックスのうちの１つを、各電極に操作可能に取り付ける。各水和可能マトリックスには、イオン溶液、例えば薬物の電解質や薬物でない電解質を含ませることができる。電気治療システムの動作中には、電流分布素子の一部に関連する電気化学反応と、少なくとも一方の水和可能マトリックス及びその内容物とが組み合わさり、第一及び第二電極の少なくとも一方に関する抵抗を変化させる。

本発明の更に他の態様は、第一及び第二電極と、これら第一及び第二電極間に操作可能に接続された電源コネクタとを有する薬物送達システムである。一片の導電テープ（Ｚ軸方向のみ導電性のもの）を電源コネクタに取付けて、電源、例えば電池とシステムとを接続し保持する。

本発明の更に他の態様は、所定の投与量の薬物を送達する方法である。この方法は、抵抗を変化させうる少なくとも１つの電極を設けて、薬物投与量を変化させるか、又は薬物投与を終了させるか、あるいはこれらの双方を行う処理を有する。すなわち、電極が電気化学電荷加減抵抗スイッチとして機能することにより、電極の抵抗が増大し、薬物投与量が変化するか、又は薬物の送達が終了するか、或いはこれらの双方が行われる。

本発明の他の態様は、電子治療システム用の電流分布素子の製造方法である。電源に接続される電源コネクタを、電流分布素子に操作可能に結合する。電流分布素子に、第一導体に接続される第一電極と、第二導体に接続される第二電極とを設ける。第一及び第二導体は、電源コネクタに結合する。この製造方法では、第一電極及び第一導体に対しては第一金属組成物を使用し、第二電極及び第二導体に対しては第二金属組成物を使用する。所望により、第一電極及び第一導体は、同時にプリントすることができ、また、第二電極及び第二導体も同時にプリントすることができる。更に、第一及び第二電極を同時にプリントすることもできる。

本発明の目的は、高度な電子回路及び関連するケーブルを必要とすることなく、より高価な薬物送達システムに匹敵する制御機能を有する薬物送達システムを提供することである。

本発明の他の目的は、製造するのが極めて簡単で安価な薬物送達システムを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、安価な一回使用の薬物送達システムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、イオン泳動電極及び電気化学電荷制御加減抵抗スイッチの双方として機能する電極を提供することになっている。

本発明の更に他の目的は、電子制御器その他のいかなる独立制御素子も必要とすることなく、通常のイオン泳動薬物送達システムに想定される機能を有する装置の製造方法を提供することにある。このような想定される特徴には、少なくとも全投与量の調節機能及び投薬調整機能が含まれる。

発明の詳細な説明
本発明の他の利点及び観点は、以下の図面の説明及び発明の詳細な説明から明らかになるであろう。
本発明は、多くの異なる形態の実施例を取り得るものであり、本発明の好適例の詳細な説明及び図面に示す実施例は、本発明を表す原理の例として考えられるべきものであり、本発明の範囲を以下に説明する実施例に限定することを目的としていないことを理解されたい。

本発明は、高度な電子回路及び関連するケーブルを必要とすることなく、より高価なイオン泳動薬物送達システムの制御機能に匹敵する機能を提供するものである。より詳細には、本発明は、電子治療の統合的薬物送達システムを得ることを目的としている。このシステムは、ハウジング内に完全に一体化されている。すなわち、電源、制御器、電極、水和可能マトリックス等が単一のハウジング内に一体化されているため、ケーブル敷設等が不要になる。このシステムは、投与薬物の送達を容易にするために、動作中に電気抵抗を変化しうる電流分布素子を有する。このように、電流分布素子又はその一部は、電気化学電荷制御加減抵抗スイッチとして効果的に機能する。

図２に示される本発明の薬物送達システム１０は、一対の金属電極１４、１６、すなわち抵抗を有する第一電極１４及び抵抗を有する第二電極１６を具える。電極とは、電流が電気化学半電池に入ったり又はそこから出たりするのに通過する導電体であると理解されたい。電気化学半電池は、電解質半電池又はガルバニ半電池にすることができる。１つの電極と、それに関連するイオン溶液、例えば電解質とが、１つの半電池を構成する。２つの半電池（すなわち１つの正極及び１つの負極を有するもの）が、１つの電気化学電池を構成する。以降、実施例では、電極は、正極１４（アノード）及び負極１６（カソード）として区別しうるものとする。

本発明は、電極１４及び１６の双方又は一方が、イオン泳動電極及び電気化学電荷制御加減抵抗スイッチの２つの作用を果たし、且つこの加減抵抗スイッチの機能が、イオン泳動電極の機能に干渉しないようにしたメカニズムを提供するものである。医療用途において、加減抵抗スイッチの機能は、イオン泳動システムの医学的安全性及び有効性にいかなる悪影響も及ぼさない。

本発明の一実施例では、正のイオン泳動正電極（すなわちイオン泳動アノード）が、更に電気化学電荷制御加減抵抗スイッチとして作用するよう設計されている。本実施例におけるスイッチング機能は、電気化学的な電気メッキにより達成される。電気メッキされる物質は非導電性であり、メッキが所定の厚さに達したら、すなわち当初の電極表面が完全に被覆されたら、イオン泳動電流がスイッチオフされる。

この電気化学電荷制御加減抵抗スイッチ機能の抵抗変化は、累積された電荷の関数となる。図３を参照するに、この電気化学電荷制御加減抵抗スイッチ機能の基本的なスイッチ特性は、従来のノーマルクローズオンオフスイッチのものと同じである。すなわちオン位置の場合には、電気抵抗を比較的低く（電流の通過を容易に）し、オフ位置の場合には、電気抵抗を比較的高く（電流を妨害しやすく）する装置である。本発明の範囲は、このようなオンオフスイッチの基本動作に限定されるものではなく、加減抵抗の動作と同様の可変抵抗機能、及びこれら２つの機能の組み合わせを含みうるものであることを理解されたい。

図４を参照して後述するように、加減抵抗をエミュレートすれば、ある所定の電荷レベルが達成されるまでの第１の電気抵抗レベルと、この所定の電荷レベルが達成された後の第２の電気抵抗レベルとが得られる。この抵抗の変化により、第１の電流量、すなわち第１のレベルの投与量と、それに続く異なる第２の電流量、すなわち第２のレベルの投与量とが得られる。このような実施例において、電極と関連する電解質とを含む双方又は一方の電気化学半電池における化学的及び物理的特性の双方又はいずれか一方は、所望の加減抵抗機能が容易に得られるように構成する。

再度図２を参照するに、電流調整装置２２（及び電流リミッタ）は、電極１４及び１６の双方又は一方に操作可能に接続しうる。抵抗素子の形態の簡単な調節装置２２は、費用をかけずに実施しうる例としてあげられる。薬物送達システム１０の電源は、例えば一次電池その他の電池のような電気化学的電源にすることができる。或いは又、電源は、発電機にしてもよいし、又はキャパシタ若しくはキャパシタのバンクのような静電蓄電装置にしてもよいし、或いはこれらの双方としてもよい。実施例において、電流調整器２２は、電流を調整するだけでなく、電流を制限するのにも用いられる。電流調整器２２は、電極１４及び１６のいずれに接続してもよい。

電気化学的電荷制御加減抵抗スイッチの機能は、電流分布素子１２の本質的部分である。具体的には、電極１４及び１６の一方又は双方は、電解質溶液、すなわち関連する電極の正又は負の電解質と協調的に作用しうる金属化学組成物を有する。一対の水和可能マトリックス２８及び２９は、各電極１４、１６に操作可能に接続されている。各水和可能なマトリックス２８及び２９は、それぞれ電極１４及び１６、すなわちイオン泳動アノード（正極）及びイオン泳動カソード（負極）と関連している。イオン泳動中の電気化学活性によってはマトリックスのｐＨバッファを加える必要がある場合もあるし、そうでない場合もある。

本発明の薬物送達システム１０は、送達されるべき薬物の極性に応じて操作可能に構成しうる。すなわち、投与する薬物が正イオンの薬物として調整されたものであれば、電源の正の側に接続された電極を薬物送達電極として考え、電源の負の側に接続された電源をリターン電極として考える。その逆に、投与する薬物が陰イオンの薬物として調整されたものであれば、電源の負の側に接続された電極を薬物送達電極として考え、電源の正の側に接続された電極をリターン電極として考える。正帯電した薬物及び負帯電した薬物の双方を、同時に送達する場合には、双方の電極が同時に薬物送達電極及びリターン電極として作用する。

単一の正イオンの薬物送達用途においては、薬物送達電極に関連する水和可能マトリックスに、イオン性の薬物を含ませ、リターン電極に関連する水和可能マトリックスには、薬物でないイオン電解質を含ませる。すなわち、正帯電した薬物をイオン泳動により送達する場合には、アノードのマトリックスが薬物送達電極のマトリックスとなり、そうでない側がリターン電極のマトリックスになる。また、負帯電した薬物をイオン泳動により送達する場合には、カソード電極のマトリックスが薬物送達電極のマトリックスとなり、そうでない側がリターン電極のマトリックスになる。

例えば、イオン泳動により送達される一般的な薬物は、デキサメタゾンリン酸ナトリウム（Ｄｅｘ）である。このイオン性薬物は負の極性を有しており、図２に示す実施例においてこのＤｅｘを用いる場合には、このイオン性薬物は、負電極１６に関連するマトリックス（図示せず）（このマトリックス８はしばしばカソードリザーバマトリックス、カソードマトリックス又はアニオン性マトリックスと称される）に配置する。薬物でないイオン溶液（すなわち事実上不活性のイオン溶液）は、正電極１４に関連するマトリックス（図示せず）（このマトリックスは、しばしばアノードリザーバマトリックス、アノードマトリックス又はカチオン性マトリックスと称される）に配置する。

イオン泳動処置中に、電流と、各電極及びその電極に関連する電解質の化学組成物とにより、電極１４及び１６の一方又は双方で化学変化が起こり、その結果、各電極の抵抗は、累積された電荷の関数として変化（例えば増加）する。このようにして抵抗が増加し、最終的に電気治療装置の電流はゼロになる。

イオン泳動電極１４及び１６の一方又は双方により、イオン泳動処置中の電気化学反応が促進される。一方の電極、すなわち一方の半電池における電気化学反応を酸化反応として、他方の電極における反応を還元反応とすることができる。この電気化学反応により、電気抵抗の変化が促進されるようにしうる。抵抗の変化は、電気メッキのようなアディティブ法又は電気エッチングのようなサブトラクティブ法により得ることができる。

図２において、電気化学電荷制御加減抵抗スイッチの機能は、リターン電極１４に関連する電流分布素子１２の少なくとも一部の組成物に具わるものである。リターン電極１４に使用する金属は、Ａｇ（銀）である。リターン電極１４と操作可能に協働させるのに使用する電解質は、医療グレード食塩水（例えば０．９％の塩化ナトリウム溶液）であり、イオン泳動リターン電極の水和可能マトリックスにおいて使用される一般的な薬物でない電解質である。リターン電極１４では、イオン泳動処置中に酸化反応が起こる。一次化学反応により、Ａｇのリターン電極１４にＡｇＣｌの表面層がメッキされる。このメッキ処理はリターン電極１４の抵抗を増大させるものであり、所定の電荷量が得られた後で電極の抵抗が急速且つ顕著に増加することになる。これにより、最終的な所望の薬物投与量が達成されると、イオン泳動電流が止まる、すなわち投薬が終了する。

図３は、本発明の実施例の試験結果を示すものであり、電源すなわち電池の電位と、（マイクロアンペアで測定した）イオン泳動電流と、（ミリアンペア・分で測定した）投与量すなわち電荷との関係を示している。ミリアンペア・分とは電荷量の測定値であり、時間に対する電流の第１積分値である。５ｋΩの試験用負荷抵抗は、電極１４及び１６のうちの１つに操作可能に接続してある。この５ｋΩの値は、皮膚-体の最小抵抗を表すように選択されたものである。観察されるバッテリ電圧は、約１．５５Ｖで比較的一定している。電気化学電荷制御加減抵抗スイッチとして機能する電極の抵抗が著しく増加する際、すなわち薬物の投与が完了して電流が止まる際に、電池電圧がわずかに増大している。この電池電圧のわずかな上昇は、電池の「アンローディング」に起因する一般的なものである。

実際の生体内電流プロファイルは、電気治療装置１０を人体に配置する位置により変わるが、その理由は、異なる身体部位では抵抗が異なる為である。図３では、負荷抵抗が一定であるため、本発明の薬物送達システム１０が、特定電極の抵抗が増大して電流が止まり薬物の投与が完了するまで、比較的一定の電流を供給することが示されている。

代表的なイオン泳動治療中には身体の抵抗が変化する為、電流はそれに応じて変化することになる。本発明の一つの利点は、実際の累積投与量の関数として電極の抵抗が増加し投与が終了するため、治療操作が、時間及び皮膚の抵抗から独立したものとなることである。

必要な高抵抗層（この層は一連の微小層とすることができる）により電極をメッキするのに必要な電荷量は、いくつかの要素、例えば電解質の組成や、Ａｇインクの組成や、インク厚み若しくは堆積される層の量や、インクが被着される面積に依存する。必要最小深度のＡｇインク（バインダ溶液内のＡｇ粒子）を使用すれば、電荷量はインク深さからほぼ独立したものになる。それにより、所望の最終投与量、すなわち最大許容電荷量は、他の変数、例えば面積やインク組成などの関数になる。本発明は、電流分布素子の電極１４及び１６を構成するのにインク又は類似の溶液を使用することに限定されるものでないことを理解されたい。従って、Ａｇインクの代わりに、Ａｇ薄膜又はシートを使用しうる。

再度図３を参照するに、この図には、１００＋／−１５ｍＡ・ｍｉｎの投薬量（これによれば少なくとも８０ｍＡ・ｍｉｎの投与量が保証される）が得られるよう設計された本発明の実施例の電気特性が示されている。この実施例の投与精度は、より高価で高度な電子制御器を利用したものよりは低いものの、安価な使い捨て薬物送達システムに適している。図３から分るように、約１７時間の時点で、電極が完全にメッキされて抵抗が著しく増加し、それにより約９８ｍＡ・ｍｉｎで治療が終了している。

この実施例において、電流分布素子１２のリターン電極１４で起こる一次電気化学反応、すなわち一次電解反応又は一次酸化反応は、Ａｇ＋Ｃｌ^- →ＡｇＣｌ＋ｅ^- である。電流が流れるのには電子ｅが必要である。ＡｇＣｌは、Ａｇインクの頂部に層を形成する。ＡｇＣｌは、Ａｇと異なり非導電性である。ＡｇＣｌの集積又はＡｇＣｌ層の形成により、イオン泳動電流を停止させそれによりイオン泳動投薬処置を終了するのに必要な高い抵抗が得られる。すなわち、所定の投与量まで累積後されると、電気オープンスイッチの機能を果たす。

電流調整器２２として簡単で安価な抵抗を使用する場合、抵抗の値は、電池の供給電圧、最大必要電流及び用途に応じたものとする。電流調整器２２は、電流制限器としても機能する。図示する実施例の制限電流は３００マイクロアンペアである。すなわち約１．５Ｖの最大公称電圧を、０Ωの絶対最小負荷抵抗に５ｋΩの電流制限抵抗を直列接続したもので除すると３００マイクロアンペアになる。電流制限を行うことにより、皮膚の抵抗が比較的低くなる痛んだ又は衰えた皮膚にイオン泳動装置を配置したとしても、患者に危険が及ばないようになる。この問題は、例えば複数のリチウム電池を直列にして６〜１２Ｖのより高い電圧源のシステムを使用する装置では、より重大になる。

以下の表１は、１．５Ｖの電源を使用した場合の、５ｋΩの抵抗を利用する簡単な電流調整装置２２の特性を示す。この構成は、電子半導体電流調整装置よりは劣るものの、安価な用途には満足されるものである。抵抗が５００％変化した場合の電流変化が、５００％から６７％に低減される。

この実施例では抵抗を用いているが、本発明は、このような構成素子を組込んだものに限定されないことを理解されたい。すなわち、より制限された電流を必要とする用途、より制限された薬物投与時間を必要とする用途、又はこれら双方の用途においては、電子半導体電流調整装置を利用できる（その理由は、電流の変化に応じて、導電分布素子の組成により設定される所定投与量を得る為の投与時間が変化する為である）。

更に、電流分布素子１２の一方又は双方の電極１４、１６の組成を、抵抗プロファイルの変化を促進し、それにより更に電流プロファイルの変化を促進し更に投薬プロファイルの変化を促進するよう構成できる。電極１４、１６若しくはこれら電極にそれぞれ関連するマトリックス２８、２９内の電解質の、又はこれら双方の物理的及び化学的特性の双方又はいずれか一方を変えることにより、電流及び投薬プロファイルの双方又はいずれか一方の必要な変化を促す。

図４に示される第２の電流プロファイルは、最初の大量瞬時励起に続いて低レベルのベースライン励起を必要とする治療に関して代表的なものである。図４のグラフは、図３に示す電気特性を有する装置で使用したリターン電極の表面積の７５％に不純物を追加することにより得られた変更電流プロファイルを示す。図４の変更リターン電極の電流プロファイルを図３の未変更のリターン電極のものと比べると、図３の未変更例では、約１７時間にわたり比較的高い電流が流れ、その後電流が約０ミリアンペアになっているのに対し、図４の変更例では、約１時間の高電流が流れその後の残り２３時間には弱い電流が流れている。図３及び４の比較は、本発明のオンオフスイッチ機能と加減抵抗（マルチレベル）機能との違いを例示するものである。

図５を参照して、本発明の他の実施例を説明する。治療の用途及び継続時間に応じて、薬物送達システム１０に、通気性又は非通気性の皮膚固定材料３２を設けることができる。皮膚固定材料３２の一方の面に接着剤を設け、この面を、単一被覆医学圧力感知ポリプロピレンフィルム３４に接着させる。皮膚固定材料３２の周辺部は、単一被覆医学圧力感知ポリプロピレンフィルム３４のものより大きい。単一被覆医学圧力感知ポリプロピレンフィルム３４の周辺部外側の余分な領域に、皮膚と接触する接着剤を設ける。単一被覆医学圧力感知ポリプロピレンフィルム３４の一方の面を被覆して、イオン泳動電流分布素子１２を保持させる。すなわち、単一被覆医学圧力感知ポリプロピレンフィルム３４の周辺部内側の領域は、電流分布素子１２に取付けられる又はこれと一体化した電気的及び電気化学的構成素子を収容する。

単一被覆医学圧力感知ポリプロピレンフィルム３４は、防湿部として作用し、皮膚固定材料３２を通って不所望な水分（例えばシャワー水）が装置に入るのを防止する。ポリプロピレンフィルム３４は、皮膚固定材料３２を通って装置１０から水分（すなわち２つの水和マトリックスに加えられた電解質）が逃げるのも防止する。これにより、「通気性」皮膚固定材料を使用しうるようになる。短時間の治療用途では「非通気性」皮膚固定材料３２を防湿層とし、単一被覆医学圧力感知ポリプロピレンフィルム３４を省略して製造費用を低減させることができる。

医学圧力感知ポリプロピレンフィルム３４の接着剤面は、電流分布素子１２と、発泡ポリエチレンパッド３６と、一対のマトリックス２８及び２９との方を向いている。電極１４、１６の周辺部は、水和可能マトリックス２８、２９の周辺部より著しく小さい。従って、一対のマトリックス２８、２９は、電流分布素子１２の周辺部を越えて延在する電極１４、１６の領域において、単一被覆医学圧力感知ポリプロピレンフィルム３４に接着される。単一被覆医学圧力感知ポリプロピレンフィルム３４には、電流分布素子１２及び発泡ポリエチレンパッド３６も接着される。

発泡ポリエチレンパッド３６は、双方の層上に接着剤を具え、圧力感知ポリプロピレンフィルム３４に取付けられて複数の機能を提供する。発泡ポリエチレンパッド３６又はその等価物は、双方のマトリックス２８、２９を包囲する必要な横方向（すなわちＸ及びＹ軸方向）防湿部となる。このようなポリエチレンフォームパッド３６は、Ｚ軸方向では比較的厚肉である。発泡材料を利用することにより、必要な可撓性を犠牲にすることなく所要の厚さが得られる。発泡ポリエチレンパッド３６は、単一被覆医学圧力感知ポリプロピレンフィルム３４に対して、双方の材料により提供される接着剤を介して接着されることに注意されたい。この強力な二重接着により、各電極１４、１６及び各マトリックス２８、２９の周囲が比較的強く封止される。この特徴により、マトリックス２８、２９から電解質が電気部材のキャビティに漏出したり、一方の電極から他方の電極へ電解質が漏出したりするのが防止される。

発泡ポリエチレンパッド３６の底面の接着材料により、電流分布素子１２の頂面及びこの電流分布素子の頂面に取付けた構成素子の頂面への接着がなされる。これにより、電気回路素子、例えば電源、電源コネクタ３０及び電流調節装置に対する最高レベルの防湿封止部が得られる。

皮膚固定材料３２及び発泡ポリエチレンパッド３６により設けられた接着部により、剥離ライナ４０が所定位置に保持される。この剥離ライナ４０は、装置１０の使用準備ができるまで、皮膚固定材料３２及び発泡ポリエチレンパッド３６を保護する。この剥離ライナ４０は、代表的には、マトリックス２８、２９を水和した直後で装置を皮膚に取付ける直前の使用準備が整った段階で取外す。剥離ライナ４０の開口部により、剥離ライナを取外す必要なくマトリックス２８、２９を水和しやすくなっている。

プリント電流分布素子１２の実施例を図６に示す。電流分布素子１２のための基板４６は、ポリエステルフィルム又はその等価物であり、例えば非導電性の薄肉可撓性基板である。導電金属インクは、第１導体３８、第２導体４２及び第３導体４４を構成する。Ａｇ／ＡｇＣｌインク５０を堆積して、電解イオン泳動カソード１６及び第１導体３８を形成する。Ａｇインク４８を堆積して、電解イオン泳動アノード１４及び他の２つの第２及び第３導体４２、４４を形成する。

基板４６上に、カーボンインクのような電気抵抗材料を堆積させ、第１導体３８及び第３導体４４と直列に接続される抵抗２２と、イオン泳動カソード１６と、電源コネクタ３０とを形成する。カーボンインクの抵抗２２は、金属インクをプリントするのに使用するのと同様の方法によりプリントする。この抵抗２２は、電流調整及び電流制限を行う。本発明は、このような簡単な電流調整装置に限定されるものではなく、より高度で正確な電流調整装置を組込んでもよいし、或いは電流調整装置を全く設けなくてもよいことを理解されたい。更に、誘電体インク５４を、導電金属インクの所定領域上にプリントして絶縁導体として作用させることができる。

図６に示す実施例では、カソード１６及びアノード１４の双方に同じ金属インクを用いることができ、このインクを、第１導体３８及び第３導体４２（並びに第２導体４２）の各々に用いることもできる。単一の金属インクを用いることにより、可撓性装置の導体及び電極の双方又はいずれか一方を形成するのに複数の金属インクを個別に堆積する必要がなくなる。本発明は、個別の導体を形成するのに個別の金属インクを堆積させる必要がなくなる為、構成素子が少なくなり、製造工程が減少し、発生する物理的／電気的相互接続部の数が減ることにより製造費用が安価になる。

更に、本発明の電極１４、１６を製造するのに使用される金属インクは、Ａｇ及びＡｇ／ＡｇＣｌに限定されるものではない。例えば、双方の電極１４、１６に１種の金属、例えばＡｇを使用することができる。Ａｇのみを使用する場合、２つの電極１４、１６及び全ての個別の相互接続導体を形成するのに１種の金属インキのみが使用されることになり製造費用が低減される。上述したＡｇ及びＡｇ／ＡｇＣｌを用いた例と比べると、Ａｇのみを使用する例には１つの欠点がある。すなわち、イオン泳動カソードにおいて、還元を行うのに必要な電圧がより大きくなることである。このように、Ａｇのみを使用すると、より高電圧の電源、例えば単一の電池ではなく直列にした電池が必要になる。
従って、電極及び電解質の双方又はいずれか一方に使用する材料を変更する場合には、このような交換条件を考慮する必要がある。

図７及び８は、電流分布素子１２を電源に接続することを目的とした本発明の他の実施例を示す。図示される例における電源は、タブ付ボタン電池である。本発明は、この種の電源に限定されるものでなく、複数の電池を直列に接続する等他の例を含みうることを理解されたい。複数の電池を用いる例によれば、所定の皮膚抵抗に対してより大きな電流を供給することにより、抵抗がより高い皮膚に処置を行うのに必要な、又はより短い時間内に所定投与量のイオン泳動を行うのに必要な、或いはこれらの双方を行うのに必要なより高い電位が得られる。

Ｚ軸方向にのみ導電性である導電テープ５６（例えば３Ｍ（登録商標）の導電テープ９７０３）を用いて、電流分布素子１２の導体に電池３０を接着しこれらを電気接続する。このテープは、銀インク／ポリエステルを主成分とする可撓性回路を相互接続するのに用いることができる。また、このテープは、比較的高い温度でも電気動作が安定しており、ポリイミド及びポリエステルのフレックス回路材料、ＦＲ−４基板、銅、鋼並びにアルミニウムを含む金属その他一般に使用される表面材料への接着性が良好である。このＺ軸方向導電テープは、等方性感圧接着（ＰＳＡ）転写テープである。このテープは粘着性であり、導電性粒子を有するＰＳＡマトリックスから構成されている。これらの粒子により、接着部の厚さ方向（Ｚ軸方向）は電気が流れうるが、テープ面では流れないようになる。このＺ軸方向導電テープのＰＳＡ特性により、熱結合を行うことなく取扱い接着するのが容易になりになる。この単一軸線方向への導電特性によれば、Ｚ軸方向導電テープ５６の１つの連続セグメントを用いて図７に示す例の電池アノード及び電池カソードの双方を同時に接続しうる。

少なくとも、Ｚ軸方向導電テープを用いることにより以下の利点が得られる。すなわち、電池の電池アノードタブ及び電池カソードタブに導電性接着剤を２回個別に接着する必要がなくなる。電池アノードタブ接続部及び電池カソードタブ接続部間の絶縁障壁を維持する必要がなくなる。必要な電気接続に加えて適切な機械的接着が得られる。金属化導電インク又は導電ペースト型接着剤を用いる場合に必要な硬化処理の必要がなくなりる。例えば導電ペースト型接着剤を可撓性基板上に使用した場合にこの接着剤にクラックが生じるといった、接続処理の失敗の可能性が減る。導電ペースト型接着剤より接着が簡単になる。

本発明の具体的な実施例を図示して説明してきたが、本発明の精神を大きく逸脱することなく多くの変更例が想起されうるものであり、また本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

図１は、既知のイオン泳動薬物送達システムの簡単なブロック線図である。 図２は、本発明の一実施例の簡単なブロック線図である。 図３は、本発明の一実施例による試験データのチャートである。 図４は、本発明の他の実施例による試験データのチャートである。 図５は、本発明の一実施例の分解斜視図である。 図６は、本発明の一実施例の頂面図である。 図７は、Ｚ軸方向導電テープを使用した本発明の一実施例の側面図である。 図８は、図７に示される本発明の実施例の頂面図である。

Claims (24)

1. 電解化学反応を生ぜしめる電源を有する電気治療システム用の電流分布素子であって、この電流分布素子は、
   第一イオン溶液を含む第一水和可能マトリックスが操作可能に取付けられた、抵抗を有する第一電極と、
   第二イオン溶液を含み、前記第一水和可能マトリックスとは異なる第二水和可能マトリックスが操作可能に取付けられた、抵抗を有する第二電極と、
   これら第一及び第二電極間に操作可能に接続された電源コネクタと
   を有し、この電気治療システムの動作中に、少なくとも１つの電極の関連する抵抗が、電気化学反応により変化するようになっている電流分布素子。
2. 請求項１に記載の電流分布素子において、
   この電流分布素子は更に、
   前記電源コネクタに操作可能に接続されている第一端子と、
   前記電源コネクタに操作可能に接続されている第二端子と、
   この第一端子及び前記第一電極間に操作可能に接続されている第一導体と、
   前記第二端子及び前記第二電極間に操作可能に接続されている第二導体と
   を有する電流分布素子。
3. 請求項２に記載の電流分布素子において、
   前記第一導体及び前記第一電極が、同じ金属組成物を有する電流分布素子。
4. 請求項２に記載の電流分布素子において、
   前記第二導体及び前記第二電極が、同じ金属組成物を有する電流分布素子。
5. 請求項２に記載の電流分布素子において、
   前記第一導体及び前記第一電極並びに前記第二導体及び前記第二電極が、同じ金属組成物を有する電流分布素子。
6. 請求項１に記載の電流分布素子において、
   前記抵抗の値が、電気治療システムの用途、電源電圧又は最大必要電流に応じて選択されるようになっている電流分布素子。
7. 請求項１に記載の電流分布素子において、
   この電流分布素子が更に、第一電極及び第二電極の双方又はいずれか一方の抵抗を変化させる手段を有する電流分布素子。
8. ハウジングと、
   抵抗を有する第一電極及び抵抗を有する第二電極を具え、前記ハウジングに取付けられている電流分布素子と、
   前記第一及び第二電極間に操作可能に接続されている電源と、
   前記第一電極に操作可能に取付けられ、第一イオン溶液を含む第一水和可能マトリックスと、
   前記第二電極に操作可能に取付けられ、第二イオン溶液を含み、前記第一水和可能マトリックスとは異なる第二水和可能マトリックスと
   を有する電気治療システムにおいて、
   この電気治療システムの動作中に、前記電流分布素子の一部に関連する電気化学反応が、少なくとも前記第一又は第二水和可能マトリックス及びこれら各々のイオン溶液と組み合わさって、前記第一及び第二電極の少なくとも一方の関連する抵抗を変化させるようになっている電気治療システム。
9. 請求項８に記載の電気治療システムにおいて、
   この電気治療システムは更に、
   前記電源及び前記第一電極間を操作可能に接続する第一導体と、
   前記電源及び前記第二電極間を操作可能に接続する第二導体と
   を有する電気治療システム。
10. 請求項９に記載の電気治療システムにおいて、
    前記第一導体及び前記第一電極が、同じ金属組成物を含む電気治療システム。
11. 請求項９に記載の電気治療システムにおいて、
    前記第二導体及び前記第二電極が、同じ金属組成物を含む電気治療システム。
12. 請求項９に記載の電気治療システムにおいて、
    前記第一導体及び前記第一電極並びに前記第二導体及び前記第二電極が、同じ金属組成物を含む電気治療システム。
13. 請求項８に記載の電気治療システムにおいて、
    前記電源が電池である電気治療システム。
14. 請求項８に記載の電気治療システムにおいて、
    前記電源が電気化学的蓄電装置である電気治療システム。
15. 請求項８に記載の電気治療システムにおいて、
    前記電源が、発電機及び静電蓄電装置の双方又はいずれか一方である電気治療システム。
16. 請求項８に記載の電気治療システムにおいて、
    この電気治療システムは更に、前記電源と前記第一又は第二電極との間に操作可能に接続された電流調整器を有する電気治療システム。
17. 請求項８に記載の電気治療システムにおいて、
    この電気治療システムは更に、前記第一電極及び前記第二電極の双方又はいずれか一方の抵抗を変化させる手段を有する電気治療システム。
18. 請求項８に記載の電気治療システムにおいて、
    前記ハウジングが、身体に対する取付けを容易にするための接着部を有する電気治療システム。
19. 一対の電極と電源に接続するための電源コネクタとを有し、この電源コネクタが前記一対の電極間で操作可能に結合されている薬物送達システムにおいて、
    前記電源コネクタに操作可能に接続されている第一端子と、
    前記電源コネクタに操作可能に接続されている第二端子と、
    第一イオン溶液を含む第一水和可能マトリックスが操作可能に取付けられた、抵抗を有する第一電極と、
    第二イオン溶液を含む、前記第一水和可能マトリックスとは異なる第二水和可能マトリックスが操作可能に取付けられた、抵抗を有する第二電極と、
    前記第一端子及び前記第一電極間に操作可能に接続されている第一導体と、
    前記第二端子及び前記第二電極間に操作可能に接続されている第二導体と
    前記電源の固定を促進するために前記電源コネクタに操作可能に取付けられた、Ｚ軸方向にのみ導電性のＺ軸方向導電テープと
    を有し、
    この薬物送達システムの動作中に、少なくとも１つの電極の関連する抵抗が、電気化学反応により変化する薬物送達システム。
20. 請求項１９に記載の薬物送達システムにおいて、
    Ｚ軸方向導電テープが、前記第一及び第二端子に操作可能に取付けられている薬物送達システム。
21. 請求項１９に記載の薬物送達システムにおいて、
    この薬物送達システムは更に、前記Ｚ軸方向導電テープと、前記第一端子又は前記第二端子とに操作可能に接続されている導体を有する薬物送達システム。
22. 請求項１９に記載の薬物送達システムにおいて、
    前記導体は、金属タブを有し、電源コネクタに対する前記電源の保持を促進するものである薬物送達システム。
23. 電気治療システム用の電流分布素子の製造方法であって、この電流分布素子は、電源に接続するための電源コネクタと、第一イオン溶液を含む第一水和可能マトリックスが操作可能に取付けられた、抵抗を有する、第一導体に接続された第一電極と、第二イオン溶液を含み、前記第一水和可能マトリックスとは異なる第二水和可能マトリックスが操作可能に取付けられた、抵抗を有する、第二導体に接続された第二電極とを有し、これら第一及び第二電極が、前記電源コネクタに操作可能に結合されている当該電流分布素子の製造方法において、
    前記第一電極及び前記第一導体に対して第一金属組成物を使用する工程と、
    前記第一電極及び前記第一導体を同時に印刷する工程と、
    前記第二電極及び前記第二導体に対して第二金属組成物を使用する工程と、
    前記第二電極及び前記第二導体を同時に印刷する工程と
    を有し、
    この電気治療システムの動作中に、少なくとも１つの電極の関連する抵抗が、電気化学反応により変化する電流分布素子の製造方法。
24. 請求項２３に記載の電流分布素子の製造方法において、
    この製造方法は更に、前記第一電極及び前記第二電極を同時に印刷する工程を有する電流分布素子の製造方法。

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