JP6577934B2 - 治療および医薬目的のための活性剤を経皮送達するためのイオン導入システム - Google Patents

治療および医薬目的のための活性剤を経皮送達するためのイオン導入システム Download PDF

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Description

ここに記載された実施の形態は、治療目的のための活性剤のイオン導入経皮送達に関する。
イオン導入法は、小さい電荷を使用した反発動電力により経皮で、活性剤として知られている高濃度の荷電物質を推進させる非侵襲的方法である。この方法は、治療剤を含む様々な化合物の経皮送達に使用されてきた。従来、イオン導入法のための駆動電流を提供するために、直流が使用されてきた。
しかしながら、皮膚に負傷を負わせずに長時間に亘り送達できる電流の総量への制限、並びに動電駆動力に対抗し、それゆえ、長期間に亘り送達される化合物の速度および総量を減少させる皮膚層内の容量性電荷の蓄積を含む、直流の使用に関連する欠点が数多くある。また、使用者は、その時に生じる皮膚への負傷を感じないので、直流により、皮膚に局所的な麻酔効果が生じて、火傷や皮膚への他の熱的損傷をもたらし得る。それゆえ、経皮イオン導入法を使用した様々な治療剤を送達する改良方法が必要とされている。
ここに記載された実施の形態は、薬物および他の治療剤の経皮送達のためのイオン導入システムを提供する。ここに用いたように、経皮という用語は、皮膚の１つ以上の層（例えば、表皮、真皮など）を通じた、薬物または他の生物剤などの化合物の送達を称する。イオン導入法は、皮膚層に印加された電流を使用して経皮で、活性剤として知られている高濃度の荷電物質を推進させる非侵襲的方法である。活性剤としては、薬物または他の治療剤または生物剤が挙げられる。
より詳しくは、ここに記載された実施の形態は、治療および医薬目的のための活性剤の経皮送達のためのシステムを含む。このシステムは、電源および対で配置されるであろう少なくとも２つの電極アセンブリを含む。電源は、最大電流値と最小電流値との間で交番する出力電流を提供する。各電極アセンブリは、使用者の皮膚層と接触して保持されるように構成されている。加えて、各電極アセンブリは、電源から出力電流を受け取るように電源に結合された電極を含む。対になった電極アセンブリの少なくとも一方は、電荷を有する活性剤を保有する媒質を含み、この媒質は、出力電流が活性剤の極性と同じ極性を有する期間に亘り、出力電流が活性剤を皮膚中にはじき出すことができるように少なくとも１つの電極アセンブリ上に設けられている。
１つ以上の実施の形態によれば、記載したような出力電流は、帯電した釣り合った交流（ＡＣ）出力である。帯電した釣り合ったＡＣ出力は、所定の期間に亘り、各極性で送達される電流の量が実質的に等しいことを意味する。ここに用いたように、実質的に等しいとは、２つの値が、１つ以上の波形の期間に亘り、互いの約８０％以内、より好ましくは９０％または９９％以内にあることを意味する。
１つ以上の実施の形態による、活性剤の経皮送達のためのイオン導入システムを示す説明図 別の実施の形態における、電極アセンブリの対の各々が、活性剤を皮膚層中に分散させるように構成された代わりの実施の形態の説明図 使用者の皮膚層に配置された電極アセンブリの平面図 図１から図３に記載したような実施の形態に使用するための交流電源の説明図 使用者の皮膚上での電極アセンブリの動作の特徴を促進するために使用できる様々な波形または電流出力変動を示す説明図 使用者の皮膚上での電極アセンブリの動作の特徴を促進するために使用できる様々な波形または電流出力変動を示す説明図 使用者の皮膚上での電極アセンブリの動作の特徴を促進するために使用できる様々な波形または電流出力変動を示す説明図 使用者の皮膚上での電極アセンブリの動作の特徴を促進するために使用できる様々な波形または電流出力変動を示す説明図 使用者の皮膚上での電極アセンブリの動作の特徴を促進するために使用できる様々な波形または電流出力変動を示す説明図 使用者の皮膚上での電極アセンブリの動作の特徴を促進するために使用できる様々な波形または電流出力変動を示す説明図
一点分配
図１は、１つ以上の実施の形態による、活性剤を経皮送達するためのイオン導入システムを示している。システム１００が、配置（すなわち、動作）状態で示されており、医薬または治療（「活性」）剤１０２の使用者の組織中への経皮送達を可能にするように組み合わされた、一対の活性電極１１０，１１２および交流電源１０８を備えている。治療剤１０２は、１種類以上の薬物または他の治療剤を含み得る。配置状態において、一対の電極アセンブリ１１０，１１２は、使用者の外皮層上に配置されている。１つの実施の形態において、交流電源１０８は、対になった電極アセンブリの一方（図１において電極アセンブリ１１０として示されている）から活性剤１０２を分配させる。より詳しくは、活性剤１０２は、イオン電荷を有するように選択され、交流電源１０８は、電極アセンブリ１１０に接続されて、交流電源が活性剤と同じ極性を有する場合に、活性剤１０２を使用者の皮膚層にはじき出す。よって、活性剤１０２を皮膚層に分配させる駆動機構／駆動力は、断続的かつ交互である（電源１０８の出力に一致する）。
図１を具体的に参照すると、電源１０８、電極アセンブリ１１０，１１２および使用者の皮膚層または組織が回路を形成して、活性剤の、電極アセンブリの少なくとも一方からの送達を可能にしている。より詳しくは、図１は、第１の電極アセンブリ１１０が活性剤を含有し、第２の電極アセンブリ１１２が、活性剤を含まない帰路(return)として働く、一点配置構成を示している。図示された構成において、第２の電極アセンブリ１１２は、電源１０８と第１の電極アセンブリ１１０とで回路を完成するための帰路として働く。ある期間について、出力電流には、活性剤の電荷の極性と一致する極性が提供される。他方の電極アセンブリと電源１０８により形成される回路を通じて流れる出力電流の存在により、帯電した活性剤が、電極アセンブリ１１０から使用者の皮膚層中へとはじき出される。それゆえ、図１に示される構成において、第１の電極アセンブリ１１０に活性剤１０２が備えられ、出力電流の極性が活性剤の電荷の極性と一致したときに、電源１０８が、活性剤を第１の電極アセンブリ１１０から皮膚層へと導く。
以下に記載するように、電源１０８は、活性剤が送達される期間を交互にするように、出力電流の出力を変えるであろう。１つの実施の形態において、電源１０８は、出力電流を最大電流値（送達期間と一致する）と最小電流値（非送達期間と一致する）との間で変える。最小電流値は、無電流出力、または逆電流出力のいずれかに対応する。他に記載されているように、逆電流出力は、活性剤が皮膚層中に拡散するのを積極的に妨げる（例えば、静電気引力のために）保持機構として働くであろう。それゆえ、送達期間は、電源１０８からの出力電流が、活性剤の極性と一致する極性を有する期間と一致する。非送達期間は、電源からの出力電流が、活性剤の極性と反対の極性である期間、または実質的に無電流出力と一致する期間と一致する。
図１に記載したようなシステムにおいて、ある実施の形態は、送達／非送達期間を対称にする、すなわち等しくする。例えば、送達／非送達期間は、各々、ｘミリ秒、秒、または分に亘り持続して、例えば、出力の対称波形（例えば、正弦波、または方形波など）と合致してもよい。他の実施の形態において、送達／非送達期間は、非対称であるすなわち等しくない。例えば、送達期間は数分間に亘り持続してもよく、非送達期間は、たった数秒間に亘り持続するか、または他の程度で送達期間より短くてもよい。送達／非送達期間は、繰り返しても、または１回のサイクル（すなわち、１回の送達期間および１回の非送達期間）のみを経験してもよい。
各電極アセンブリ１１０，１１２は、電極１３０および接触厚さ１１８を含む。各電極アセンブリ１１０，１１２の接触厚さ１１８は、エラストマーまたは他の可撓性高分子材の層から製造されたパッチの形態にあってもよい。接触厚さ１１８は、例えば、それぞれの電極アセンブリ１１０，１１２が、使用者の皮膚層上に配置され、皮膚が動く長期間に亘り接着したままにできるようにするための接着剤を含んでもよい。同様に、電極１３０は、交流電源から接触厚さおよび／または皮膚層まで導電性経路を延在させる１つ以上の素子または層に相当する。１つの実施の形態において、コネクタ１３２が電極１３０を電源１０８の導線１３３に接続する。電極１３０は、コネクタ１３２まで延在するかまたはそれに接続する金属層または素子（例えば、配線、接触素子など）に相当する。電極１３０は、接触厚さ１１８とは別の層を含んでもよく、その層は、活性剤１０２を保有するための媒質１２２を含む。しかしながら、いくつかの変種において、電極１３０は、接触厚さ１１８と一体化されたまたはそれに設けられた、粒子または接触素子などの素子を含む。１つの実施の形態において、電極１３０は、金属（例えば、銀）または導電性炭素材（グラファイト板）などの導電性材料からなる。図１に示された実施の形態において、電極１３０は、接触厚さ１１８を薄く覆う導電層である。以下に記載するように、接触厚さ１１８は、活性剤１０２を分散させるための厚さ、並びに電極アセンブリを皮膚に接着させられる材料を含む。多くの実施の形態において、活性剤は、水溶液または他のキャリア溶液、例えば、イソプロピルアルコール、ＤＭＳＯ、および同様の化合物中に溶解されている。
前述したように、図１の実施の形態において、対の電極アセンブリの一方のみ（電極アセンブリ１１０として示されている）が、活性剤１０２を使用者の皮膚に送達するために使用される。第１の電極アセンブリ１１０の媒質１２２は、例えば、活性剤がキャリア溶液中に溶解している実施の形態において、活性剤を含有する貯留部または保持部を提供する。より詳しくは、接触厚さ１１８の媒質１２２は組織接触多孔質層１２４を含み、この層は、貯留部とは別である、またはその一部であって差し支えない。多孔質層１２４は、貯留部からキャリア溶液を吸収し、次いで、その溶液を皮膚と接触するように運ぶ（例えば、毛管作用により）ように構成され得る。多孔質層１２４の気孔率は、様々なパラメータに基づいて選択してよい。例えば、気孔率は、活性剤の濃度または輸送特徴に基づいて選択してよい。より詳しくは、例えば、高分子量の治療剤および／または高粘度を有する治療剤溶液には、高気孔率を選択することができる。多孔質層１２４の適切な多孔質材料は、圧縮綿繊維メッシュ、または様々な高分子繊維から製造されたメッシュなどの他の繊維メッシュを含んで差し支えない。
電極アセンブリ１１０，１１２は、使い捨て式または再利用式として構成することができる。使い捨て式の場合、電極アセンブリ１１０（活性剤を保有する）は、媒質１２２中に活性剤を含むように製造または販売される。再利用式の場合、ある実施の形態において、電極アセンブリ１１０は、活性剤１０２を送達のために媒質１２２中に分散できる吸入導管および随意的な自己密封式ポートを含む。１つの実施の形態において、自己密封式ポートは、電極アセンブリ１１０に活性剤を充填できるように、シリコーンまたは他のエラストマー材料から形成される。
交流電源１０８は、充電式リチウムイオンバッテリーパックなどの蓄電池に相当してもよい。代替例として、交流電源１０８は、太陽電池などの別の電源へのインターフェースを含むまたは提供してもよい。回路（図４に関して記載されるような）を使用して、直流（ＤＣ）出力を指定の波形の交流信号に変換してもよい。他に述べたように、指定の波形は、短くても（例えば、ミリ秒）、長くても（分）、対称でも（送達／非送達が等しい）、または非対称でも（送達／非送達が等しくない）よい。
電極アセンブリ１１０，１１２および交流電源１０８は、１つ以上の筐体部分と共に提供されてもよい。例えば、電源１０８、電極アセンブリ１１０，１１２、および電源と電極アセンブリとを相互接続する配線またはコネクタの全てが、１つの筐体、または統合された筐体部分の組合せにより収容されてもよい。このようにして、電極アセンブリ１１０，１１２のシステムは、使用者により組み立てられ、配置できる製品、装置またはキットとして提供されるであろう。そのキットは、使用のための取扱説明書をさらに含んでもよい。
配置され、動作状態にされたときに、活性剤は、同じ極性の電流の存在により十分にはじき出されるイオン電荷を有するように選択される。活性剤は、電極アセンブリ１１０の媒質１２２中に分布している。電源１０８が接続され、信号が送られると、交流電源１０８、活性剤を収容する電極アセンブリ１１０、および帰路電極を提供する電極アセンブリ１１２の間に回路が形成される。電流が活性剤の電荷と同じ極性を有する期間において、活性剤は、電極アセンブリ１１０の媒質１２２から使用者の皮膚層中へとはじき出される。電流が活性剤の電荷と反対の極性を有する期間において、活性剤ははじき出されない。それゆえ、活性剤は、交流電源１０８の交流出力に一致するように交互の期間において皮膚層中に移動させられる。交流電源１０８の周波数は幅広く様々であってよい。特に、交流電源の周波数は、ミリ秒（例えば、１／６０秒）または分（例えば、１０分）の範囲にあってよい。
他の利点の中でも、活性剤の皮膚層中への拡散は、電流の極性の切換えにより、完全に停止できる。それゆえ、交流電源１０８の使用により、活性剤が、交互の場合で皮膚層に入るのを停止できる。これにより、例えば、所定の期間において皮膚層中に送達される活性剤の量をよりよく制御できる。
二点分配
図２は、別の実施の形態において、電極アセンブリの対の各々が、活性剤を皮膚層中に分散させるように備えられている代わりの実施の形態を示している。より詳しくは、図２の実施の形態は、第１と第２の電極アセンブリ２１０，２１２を示しており、その各々は、図１の第１の電極アセンブリ１１０について示した構造と同様の構造を含み得る。したがって、第１と第２の電極アセンブリ２１０，２１２の各々は、接触厚さ２１８の上に、またはそれに対して動作関係で配置された電極２３０を含む。各電極アセンブリ２１０，２１２の接触厚さ２１８は、エラストマーまたは他の可撓性高分子材の層から製造されたパッチの形態にあってよい。接触厚さ２１８は、例えば、それぞれの電極アセンブリ２１０，２１２が、使用者の皮膚層上に配置できるようにするための接着剤を含んでもよい。同様に、各電極アセンブリ２１０，２１２の電極２３０は、コネクタ２３２に延在するまたは接続する１つ以上の金属層または素子（例えば、配線、接触素子など）に相当する。このコネクタは、次に、電極２３０を電源２０８の導線２３３に接続する。各電極アセンブリ２１０，２１２上に、電極２３０は、接触厚さ２１８とは別の層を含んでもよく、その層は、活性剤２０２を保有する媒質２２２を含む。しかしながら、いくつかの変種において、電極２３０は、接触厚さ２１８と一体化されたまたはそれに設けられた、粒子または接触素子などの素子を含む。１つの実施の形態において、電極２３０は、金属（例えば、銀）または導電性炭素材（グラファイト板）などの導電性材料からなる。
電極アセンブリ２１０，２１２の媒質２２２は、組織接触多孔質層２２４を含み、この層は、貯留部とは別であるか、またはその一部であって差し支えない。同様に、電極アセンブリ２１０，２１２の一方または両方が再利用式のものである実施の形態において、活性剤を皮膚層に送達するために媒質２２２中に分散できるように、自己密封式ポート（図示せず）を含んでもよい。
変種として、電極アセンブリ２１０，２１２の両方とも、分配すべき活性剤を保持することができてよいが、電極アセンブリ２１０，２１２は、異なる構造を有してもよい。例えば、各電極アセンブリ２１０，２２０が保持できる活性剤２０２の量および接触層は、異なってもよい。
図１の実施の形態とは対照的に、交流電源２０８は、交互の様式で電極アセンブリ２１０，２２０の両方から活性剤２０２を分散できるように電気的に接続されている。１つの実施の形態において、交流電源２０８は、各電極アセンブリからの送達期間が同じであるように、各電極からの出力信号を交番させる。そのような構成により、送達期間を電極アセンブリの間で交互にすることができる。他の利点の中でも、電極アセンブリの間で送達期間を交互にすることにより、例えば、皮膚の炎症または飽和状態を避けるために、使用者の皮膚において交互地点を使用して、活性剤を連続的に経皮送達することができる。
図２に関して記載したような実施の形態は、使用者により使用するために組み立てて、配置できる装置またはキットとして構成してもよい。したがって、電極アセンブリ２１０，２１２および／または電源２０８を統合するように、１つ以上の筐体部分を含んでもよい。
図３は、使用者の皮膚層上に配置された電極アセンブリの平面図である。電極アセンブリ３１０，３１２は、１つの電極アセンブリ（図１に関して記載したような、一点分配）から、または両方の電極アセンブリ３１０，３１２（図２に関して記載したような、二点分配）から、活性剤を分散させるように実施してよい。一点分配構成において、交流電源３０８は、供給された電流が活性剤の電荷と同じ極性を有するときに、交互の期間に活性剤を皮膚３２２（Ｚ軸により示される紙の奥に）中にはじき出す。他に記載したように、交互の期間は、ミリ秒、秒、または分だけ持続してよい。交互の期間は、期間において非対称である、すなわち等しくなくてもよい。一点分配において、例えば、電流が、交流電源３０８から第１の電極アセンブリ３１０の接触厚さ（図１の素子１１８参照）を通り、皮膚３２２中に入り、第２の電極アセンブリ３１２（帰路として働く）へと流れて、交流電源３０８による回路を形成する。それゆえ、活性剤は、一方の電極アセンブリ３１０から皮膚層中へと、電源３０８からの電流の周波数により設定される交互の期間（ｔ1、ｔ3、ｔnにより記される期間）で分配される。注目に値すべきなのは、電流の極性が活性剤の電荷と反対である（すなわち、吸引極性）ときの交互の期間（ｔ2、ｔ4、ｔn+1により記される期間）において、活性剤は受動的に分配されない。その場合、電流／電圧の反対の極性は、電極アセンブリ３１０内の活性剤の保持機構として働く。
二点分配構成（図２の実施の形態に関して記載したような）において、交流電源３０８は、活性剤を皮膚層３２２中に向ける電極アセンブリを交互にする。１つの実施の形態において、例えば、両方の電極アセンブリが活性剤を保有し、その活性剤が正に帯電している。電流が正の極性を有する第１の期間で、（ｉ）第１の電極アセンブリ３１０内の正に帯電した活性剤が皮膚層に向けられ、（ｉｉ）第２の電極アセンブリ３１２内の正に帯電した活性剤は保持される、すなわち皮膚層中への拡散が避けられる。電流が負の極性を有する次の期間において、（ｉ）第１の電極アセンブリ３１０内の正に帯電した活性剤は保持され、すなわち皮膚層中への拡散が避けられ、（ｉｉ）第２の電極アセンブリ３１２内の正に帯電した活性剤が皮膚層に向けられる。それゆえ、第１の電極アセンブリ３１０のタイミング順序は、（ｉ）（ｔ1、ｔ3、ｔn）により記される期間で分配し、（ｉｉ）（ｔ2、ｔ4、ｔn+1）により記される期間で保持する：と記載されるであろう。同様に、第２の電極アセンブリ３１２のタイミング順序は、（ｉ）（ｔ2、ｔ4、ｔn+1）により記される期間で分配し、（ｉｉ）（ｔ1、ｔ3、ｔn）により記される期間で保持する：と記載されるであろう。
一点または二点いずれかの分配構成について、電極アセンブリの動作の周波数は、ミリ秒、秒または分で測定されるであろう。例えば、一点分配の実施の形態において、動作の薬物オンモードは数分間持続し、その後、薬物オフモードが続くであろう。薬物オン状態と薬物オフ状態の期間は、同じであっても異なってもよい。例えば、薬物オン状態は数分間持続するが、薬物オフ状態はずっと短くてもよい。
ある実施の形態によれば、電極アセンブリ３１０，３１２は、電極アセンブリの使用の開始および／または停止するために、以下の機構と共に使用することができる：（ｉ）使用者の入力機構３４２からの入力、（ｉｉ）ヒト／生理的状態を検出するためのセンサ３４４またはセンサシステムからの入力、および／または（ｉｉｉ）タイマー３４６。使用者の入力機構は、使用者が始動できるスイッチ、ボタンまたは同様の機構に相当するであろう。使用者がその人の皮膚に電極アセンブリを一旦配置したら、電極アセンブリ３１０，３１２の使用を開始するために、使用者の入力機構３４２を使用してよい。使用者の選択で、電極アセンブリを停止するために、使用者の入力機構３４２を使用してもよい。例えば、使用者が、その人の皮膚層上に電極アセンブリを配置し、次いで、所望のときに、ボタンを押すかまたは電源により電極に電力を供給してもよい。
センサ３４４（またはセンサシステム）は、センサ３４４がある生理的状態を検出したときに、電極アセンブリが動作するように始動させる生理的センサに相当してもよい。例えば、センサ３４４は、糖尿病患者の血糖値モニタに相当してもよい。血糖値の状態がセンサ３４４を始動させて、電極アセンブリを作動させる。
代替例または変種として、図３に関して記載したようなシステムに、電源３０８をセンサ３４４または他のセンサの出力により始動または動作できるようにするインターフェース３４５を設けてもよい。このようにして、様々な実施の形態により記載されるようなシステムを、使用者が、様々な状態を検出するための１つ以上の既存の身体センサを有する環境で実施してもよい。インターフェース３４５は、使用者のセンサシステムからのセンサ出力の解釈を可能にするロジックまたは回路構成を含んでもよい。
タイマー３４６は、例えば、（ｉ）電流／電圧の出力により、送達状態（すなわち、電極アセンブリへの電流出力の信号を送る）から非送達状態へと電源３０８を切り換える；および／または（ｉｉ）非送達状態（すなわち、逆電流または無電流の信号を送る）から送達状態へと切り換える；ロジックまたは回路構成により実行される機構に相当する。典型的な実施の形態において、タイマー３４６は、電源３０８を、電流出力が、設定された期間に亘り活性剤の電荷と一致する状態に切り換え、次いで、電源をオフに切り換えるか、または逆電流を出力してよい。
記載した実施の形態の代替例または変種として、センサ３４４またはセンサシステムは、ある生理的状態がもはやなくったときに、電極アセンブリ３１０，３１２に動作を停止させるように構成されている。さらに別の変種として、ある実施の形態は、オフに切り換えるよりもむしろ、電極アセンブリの動作モードを薬物送達状態から薬物オフ状態へと切り換えてもよい。薬物オフ状態は、（ｉ）電極を実施状態に維持するが、（ｉｉ）電流の極性の結果として、活性剤を電極により保持するために、逆電流が使用されるという点でオフ状態とは異なる。例えば、図３の実施の形態を参照して、センサ３４４が生理的状態の存在を検出したときに、電極アセンブリ３１０がオンに切り替わって、その状態に対処するためにある種の活性剤を送達する。その生理的状態が、治療されていると検出された（センサまたはタイマーのいずれかにより）後、電極アセンブリ３１０が逆電流状態に切り替わり、よって、薬物が皮膚層中に送達されなくなる。センサ３４４が生理的状態の再発を検出した際に、その状態のその後の再発により、第１の電極アセンブリ３１０を薬物送達モードに切り換える。
先に記載された様々な実施の形態は、帯電した活性剤を電極アセンブリから使用者の皮膚層中へと駆動するための交流／電圧を提供する。実施の形態はさら、交流電源からの出力である交流／電圧の波形が、様々な実施の形態により記載された経皮イオン導入送達システムの動作と用途に関して重大であろう。様々な電流出力波形およびそのような波形を使用するための用途が、図５Ａから５Ｆについて記載される。
用途および波形
図４は、図１から図３に関して記載したような実施の形態に使用するための交流電源を示す。波形発生器４００は、蓄電池（または太陽電池などの他の電源）からＤＣ電流を受け取るための入力を有し、その入力を整形された波形に変換する。整形波形の例は、正弦波、方形波、台形波、または他の同様な波形であってよい。特に、方形波などのある種の波形は、短いまたは長い周波数であってよい。短い周波数の波形は、毎秒数回繰り返してもよく（例えば、１／６０秒）、長い周波数の波形は、数分間に亘り（例えば、２０分間）一度繰り返してもよい。波形の発生において、ある実施の形態では、約１から１００ボルトの範囲にある電圧を使用する。
波形発生器４００は、電力インバータ４１０および波形整形器４２０を備えている。電力インバータ４１０は、ＤＣ電流を受け取る入力およびＡＣ電流を波形整形器に送る出力を有する。波形整形器４２０は、ＡＣ電流を所望の波形に整形するための回路構成を含む。例えば、波形整形器４２０は、所望の形状の波形を得るために、容量素子または誘導素子を含んでもよい。整形された波形は、波形発生器４００により出力される。
図５Ａから５Ｆは、使用者の皮膚上での電極アセンブリの動作の特徴を促進させるために使用できる様々な波形または電流出力の変種（長い時間に亘る）を示している。記載されたような実施の形態は、一点（図１参照）または二点（図２参照）分配構成のいずれで実施してもよい。図５Ａ〜５Ｆの実施の形態を記載する上で、説明の目的で図３の要素または数字が参照されるであろう。ここに記載された多数の実施の形態は、極性であるときに電流により活性剤が皮膚層にはじき出される、所定の極性とゼロとの間で変動する波形を提供する。他の実施の形態において、波形は、正と負の極性の間でとって替わる。いくつかの実施の形態において、交流は、使用中の（電極アセンブリが活性剤を有するか否かにかかわらず）各電極アセンブリに送達され得る。電荷バランス様式で交互になるように波形を向けることによって、皮膚への電気的毒性または損傷をなくすか、または最小にすることができる。他の実施の形態において、電荷が釣り合わされるように向けられるが、ある程度の非対称が存在してもよい交流が使用される。
以下に記載される波形は、最小値と最大値との間で可変である。図５Ｂについて記載されたようないくつかの実施の形態は、電荷値が交番してもよい（すなわち、逆の極性を含む）。そのような実施の形態において、電流送達は、電荷が釣り合わされていてよい。
図５Ａは、ある実施の形態による、長期の、すなわち長い薬物送達相を含む波形５１０を示している。いくつかの実施の形態において、皮膚層は、所定の期間において電流の最大量のみを取り扱うものと仮定してよい（最大電流）（例えば、毎分８０ミリアンペア）。所定のアンペア数について、交流電源の出力の期間は、最大電流送達量を超えないように設定されるであろう。この送達期間は、電流出力Ｉ1の全体の期間の一部分（例えば、ｎ＝２について５０％）に設定してよい。例えば、ある実施の形態において、最大電流送達量（Ｉ1）は、１分間に亘り８０ミリアンペアと想定される。そのような実施の形態において、送達期間は、４ミリアンペアの出力で２０秒間に設定される。負の極性に切り換えるよりむしろ、電源３０８の出力は、無のアンペア数の出力と交番してもよい（極性の切り換えではなく）。図５Ａに示された波形は矩形であるが、波形は、交互の形状（例えば、正弦波、台形）を有してもよく、電流の送達は、曲線の下の面積に相当する。図５Ａに示された例において、交流電源３０８は、１つの電極への送達期間を開始し、その送達期間は、活性剤の電荷の極性と一致する極性を有する電流により設定される。電流は、薬物送達が実質的に停止されるゼロの出力に交番してもよい。それゆえ、無送達期間は、逆電流よりむしろ、無電流出力と一致するであろう。
図５Ｂは、交番する出力信号が対称方形波を出力している別の実施の形態を示している。図５Ｂ（およびここに示された他の波形）は、電荷が釣り合った交流の使用を使用を示している。例えば、極性における対称波形は、電荷が釣り合っていると考えられるであろう。用途に応じて、その周期は長くても（例えば、２０分間）、短くても（例えば、１／６０秒）よい。送達期間は、波形の周期の半分に相当するであろう。図示された実施の形態において、皮膚層への活性剤の送達を積極的に防ぐために、非送達期間に逆電流が使用される。
図５Ｃは、送達期間が非送達期間と異なるという点で、交番する出力信号が非対照方形波を出力している別の実施の形態を示している。より詳しくは、非対称方形波はより長い送達期間（ｔ1）を含み、その後により短い休止期間（ｔ2）が続いてもよい。休止期間は、無電流、または図示されたように、逆電流（Ｉ2）の期間に相当するであろう。ある用途において、休止期間により、皮膚層が、先の期間における薬物送達状態から回復することができる（例えば、熱、イオン、または電流の送達から生じる生成物による他のものを消散させるために）。代替例または変種として、皮膚層が電流の印加から回復できるように、休止期間が、皮膚層に電流が印加されない期間の後に続いてもよい。
図５Ｄは、上昇および／または降下期間を含ませるように、交番する出力信号が台形である別の実施の形態を示している。図示したように、Ｉ1は、電源３０８から生成された最大電流出力である。上昇期間は、使用者が電流および／または活性剤の印加に肉体的に慣れることを含む理由のために選択された、期間ｔ4に亘る。その期間は、上昇期間が効果的であるように長くてよい。ある実施の形態において、降下期間を必要に応じて実施してもよい。
図５Ｅおよび５Ｆは、高周波振動が基本波形に重畳している代わりの波形変種を示している。基本波形は、最大（例えば、４ＭＡ）から無電流および／または逆電流に及ぶ電極アセンブリへの出力電流に相当する、数秒間または数分間に亘り持続する期間を有してもよい。高周波振動は、その期間のその時々の電流値の小さな変動を反映する。高周波振動の期間は、基本波形の長さより小さい１つ以上の長さのものであってよい。一例として、基本波形は、数秒から這う分に亘り期間を有してよく、その波形の高周波振動は、数ミリ秒と数秒の間に及ぶ期間を有してよい。高周波振動の効果は、活性剤を受けている間の皮膚層における静電電荷の影響を減少させることにある。活性剤が、皮膚を通る最も少ない抵抗の経路を見つけるように、皮膚を移動するときに、活性剤の運動に振動を生じさせることによって、角質層を含む皮膚を通る活性剤の輸送を促進させるために、高周波振動を使用してもよい。そのような実施の形態において、高周波振動は、モデリング（例えば、薬物動態学的モデリング）および／または患者の年齢、皮膚のタイプおよび皮膚の位置の使用によりこの効果を向上させるように調節してもよい。
基本波形は、先の実施の形態に記載したような検討事項のために選択してよい。例えば、図５Ｅにおいて、波形は上昇期間を含む。図５Ｆにおいて、波形は、非送達期間に切り換えられる送達期間を有する。図５Ｆの実施の形態は、高周波振動が、送達期間中のみに存在するように生成してもよいことを示している。
用途
ここに記載された実施の形態には、数多くの用途がある。表１は、例えば、先に記載されたような電極アセンブリのシステムを使用して、様々な薬物および他の活性剤により処理してよい様々な病状を列記している。この表は、その治療が、患者による始動、センサによる始動、時間指定された、または連続であり得るか否かを特定している。患者により始動される場合、電極アセンブリの動作（および活性剤の送達）を開始するために、電極アセンブリが配置状態にあるときに、使用者の入力機構３４２（図３）は、使用者により操作されるであろう。使用者により始動される用途の例としては、リドカインやフェンタニールなどの様々な鎮痛剤の送達が挙げられる。センサにより始動される使用は、使用者の状況が、特定された活性剤による治療を必要とするか否かを判定するために、使用者の身体とのインターフェースとなる１つ以上のセンサ３４４の使用を含む。センサで始動される用途の例としては、センサが、血糖値センサ（または高血糖症を検知するための他のセンサ手段）であり、一回の投与量のインスリンを投与する糖尿病の治療が挙げられる。送達期間をいつ開始／停止するかを判定するためにタイマー３４６を含む場合には、治療は時間指定される。
Figure 0006577934
特別の実施の形態において、活性剤は、鉄欠乏性貧血の治療のために十分な量の元素状態の鉄を含んで差し支えない。元素状態の鉄の量は、約１から約１００ｍｇの間の元素状態の鉄を数日間またはさらには数週間の期間に亘り患者に提供するのに十分であり得る。様々な実施の形態において、元素状態の鉄は、第１鉄（Ｆｅ2+）または第２鉄（Ｆｅ3+）の形態にあるイオン状態の鉄を含んで差し支えない。イオン状態の鉄は、鉄塩、第１鉄塩、第２鉄塩、ピロリン酸第２鉄。塩化第１鉄、またはそれらの組合せを含んで差し支えない。
本発明の例証の実施の形態を、添付の図面を参照してここに詳しく説明してきたが、本発明は、まさにそれらの実施の形態には制限されないことが理解されよう。それゆえ、多くの改変および変種が、当該技術分野における熟練者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、以下の請求項およびその同等物により定義されることが意図されている。さらに、実施の形態の個別にまたはその一部のいずれかとして記載された特定の特徴は、他の個別に記載された特徴、または他の実施の形態の一部と、それら他の特徴および実施の形態がその特別な特定を言及していない場合でさえも、組み合わせても差し支えないと考えられる。すなわち、組合せの記載が無くとも、本願の発明者等は、そのような組合せに対する権利を請求することを妨げるものではない。
１０２ 活性剤、治療剤
１０８，２０８，３０８ 交流電源
１１０，１１２，２１０，２１２，３１０，３１２ 電極アセンブリ
１１８，２１８ 接触厚さ
１２２，２２２ 媒質
１３０，２３０ 電極
１３２，２３２ コネクタ
１３３，２３３ 導線

Claims (18)

  1. 第１の電流値と第２の電流値との間で変動する、電荷の釣り合った交番する出力電流を提供する電源、及び、
    各々が使用者の皮膚層と接触して保持されるように構成され、各々が前記出力電流を受け取るように前記電源に接続された電極を含む、一対の電極アセンブリであって、該一対の電極アセンブリの少なくとも一方が、電荷を有する活性剤を保有する媒質を含み、該媒質が、前記出力電流が前記活性剤の極性と同じ極性を有する期間に亘り、該出力電流が前記活性剤を前記皮膚層中にはじき出すことのでるように該少なくとも一方の電極アセンブリに設けられている、一対の電極アセンブリ、
    を備えた治療および医薬目的のために活性剤を経皮送達するためのシステムであって、
    前記電源が、（ｉ）前記活性剤の極性と同じ極性を有する送達期間と（ｉｉ）前記活性剤の極性と反対の極性を有する非送達期間とを含む非対称な波形を有する前記出力電流を提供するように構成され、前記電源は、前記非送達期間の全期間にわたり、前記活性剤の極性とは反対の極性に前記出力電流を維持し、前記活性剤が前記皮膚層中に拡散することを防ぐことを特徴とするシステム。
  2. 前記出力電流が、前記活性剤が、該活性剤の極性の結果として、はじき出される場合と、次いで保持される場合との間で交番することを特徴とする請求項１記載のシステム。
  3. 前記電源が、約１秒間および約３０分間の間に及ぶ期間を含む波形において前記出力電流を提供するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  4. 前記電源が、約１秒間未満の期間を含む波形において前記出力電流を提供するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  5. 前記電源が、前記出力電流の値がその最大値まで増加させられる上昇期間を含む波形において前記出力電流を提供するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  6. 前記電源が、（ｉ）前記出力電流の値の最大値とその最小値との間に及ぶ基本波形、および（ｉｉ）該基本波形上に重畳された高周波波形を含むように前記出力電流を提供するように構成されていることを特徴とする請求項５記載のシステム。
  7. 前記電源が、前記出力電流が前記活性剤の極性と同じ極性を有する期間のみに、前記高周波波形を含むように該出力電流を提供するように構成されていることを特徴とする請求項６記載のシステム。
  8. 前記電極アセンブリの対の各電極アセンブリが、前記電荷を有する活性剤を保有する前記媒質を含み、よって、各電極アセンブリが、最大値と最小値との間で交番するその電極アセンブリにより受け取られる前記出力電流と一致する交番の場合において、前記活性剤が前記皮膚層に向けられるように該皮膚層上に配置できることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  9. 前記活性剤が、第１鉄、第２鉄またはピロリン酸第２鉄を含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
  10. 各電極アセンブリが、前記活性剤を保持するための貯留部、および前記貯留部と流体連通した組織接触多孔質層をさらに含む接触厚さを含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
  11. 各電極アセンブリが、前記電極を前記電源に接続するコネクタを含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
  12. 前記電源が、実質的に正弦波、方形波、のこぎり波または台形波である波形を有するように前記出力電流を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  13. 前記出力電流の期間中に第１と第２の電極アセンブリの間の電圧の最大絶対値が約１から約１００ボルトの範囲にあることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  14. 前記出力電流の最大絶対値が約０．１から４ミリアンペアの間にあることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  15. 前記使用者の状態を検知するために該使用者に提供される１つ以上のセンサをさらに含み、該１つ以上のセンサが、前記電源を始動させて前記出力電流を供給し、前記使用者の状態の存在を検知した前記１つ以上のセンサに応答して前記活性剤の送達を可能にするために、前記皮膚層と接触して保持されたときに、前記電極アセンブリに連結されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  16. 前記使用者の状態を検知するために該使用者に配置された１つ以上のセンサに対するインターフェースをさらに含み、該インターフェースが、前記電源を始動させて前記出力電流を供給し、前記使用者の状態の存在を検知した前記１つ以上のセンサに応答して前記活性剤の送達を可能にするように、前記電源に連結された、またはそれに組み込まれたことを特徴とする請求項１記載のシステム。
  17. 入力機構をさらに含み、該入力機構が、前記電源を始動させて前記出力電流を供給し、前記使用者の前記入力機構の操作に応答して前記活性剤の送達を可能にするように、前記電源に連結された、またはそれに組み込まれたことを特徴とする請求項１記載のシステム。
  18. 前記電源を始動させて、指定の期間後に前記出力電流を停止するまたは逆にさせるように、前記電源に連結される、またはそれに組み込まれたタイマーをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
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