JPH04502561A - イオン滲透非侵襲的サンプリングまたは送出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イオン滲透非侵襲的サンプリングまたは送出装置良−盟一旦一貨一見 ＾盟立Ｒ端 本発明は１９８８年１月２９日出願の米国特許出頽第１５０．１５９号の１部係 属出願に関するもので、この出願をこ＼に参考文献として加える。

余更二丘互 本発明は哺乳動物の切除皮膚のような膜を通して物質をイオン滲透（ｉｏｎｔｏ ｐｈｏｒｅｔｉｃ）サンプリングまたは送出（ｄｅｌｅｖｅｒｙ）するための装 置またはインビトロ方法に関する。他の観点において、本発明は生きている哺乳 動物の無傷の（ｉｎｔａｃｔ）皮膚を通して物質をイオン滲透送出またはサンプ リングする装置および方法に関する。特に、装置は無傷の皮膚の同じ側に位置す る装置で、陽極、陰極およびこれらの電極を分離する電気的絶縁材料を有してい る。また、この観点において、本発明は主体中のバイオ活性（ｂｉｏａｃｔｉｖ ｅ）物質のレベルを連続的に監視し、かつフィードバック機構を用いて有効レベ クを維持するイオン滲透法（ｉｏｎｔｏｐｈｏｒｅｔｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ）に関 する。

関連技術の記載 インビトロ　サンプリング Ｃ，Ｃ，ペック氏ほかＰｈａｒｍａｃｏｌｏ　５ｋｉｎ　Ｖｏｌ　１．　ページ ２０１〜２０８．　カルガー出版、バーセル（１９８７）には受動経皮的収集シ ステム（ｐａｓｓｉｖｅ　ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　Ｓ ｙｓｔｅｍ）（ＴＣＳ）をインビトロにて定める方法について記載されている。

移動の電気的増強の使用については記載されていない。

標準拡散セルを用いるＲ、　Ｒ，バーネット氏ほかＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆＰｈａ ｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ　５ｃｉｅｎｃｅｓ　、　Ｖｏｌ　７５．　Ｎｏ、８　 、ページ７３８〜７４３（１９８６）には、切除ヌードマウス皮膚を横切る甲状 腺刺激ホルモン放出ホルモン（ＴＲＨ）のイオン滲透および受動インビトロ輸送 の比較について記載されている。この結果としては、切除組織を横切る帯電およ び非帯電ＴＲＨ流れのいずれもが受動的拡散のみにより得られた流れより大きか ゛ったことを示している。

インビトロ　イオン滲透研究についての標準（技術状態）配列において（第６図 参照）、拡散セルの２つの三等分部分を水平に並置し、皮膚をこれらの三等分部 分の間にその一方の三等分部分に面する表皮側およびその他方の三等分部分に面 する内側を有するように垂直に配置している。バイオ活性標本および活性電極を セルの「表皮」三等分部分に設け、セルの他の側において受動電極を導電性流体 に含ませている。

この並列配置は二三の欠点および制限を有している。実際上、受動電極は皮膚の 内側に配置しており、この配置はインビボでの場合の良好なモデルでない。かか る非生理学的状況に影響を及ぼすファクターは臨床の場合において重要であるフ ァクターではない。更に、水平輸送の可能性（すなわち、皮膚を垂直に通るより 、むしろ、皮膚内に）のような並列配置によって研究できない問題、およびイオ ン滲透的駆動薬剤（１ｏｎｔｏｐｈｏｒｅｔ　１ｃａｌ　１ｙｄｒｉｖｅｎ　ｄ ｒｕｇ＞を受動電極によって皮膚から引き戻されるかどうかについて問題がある 。

１例のイオン滲透性薬剤送出システム、ホレソール（Ｐｈｏｒｅｓｏｒ　）はモ ーション　コントロール　インコーポレーション（ＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ 、Ｉｎｃ、）、ユタ州８４１１９．サルト　レーク　シティ−。

サイトＡ、ウェスト１２９０サウス２３２０によって市販されている。

ヱヱ旦上三立止 代表的な研究において、イオン滲透法は切除皮膚試料のような膜を通ずる帯電物 質の化学的輸送を調べるのに用いられている。例えばＮ、　Ｈ，ペラントン氏ほ かＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　Ｐｈａｒｍａｃｅｊｔｉ ｃｓ、　Ｖｏｌ、　３０．ページ６３〜７２　（１９８６）には標準状態の並列 配置の拡散セル設計および安息香酸（見本化合物として）のイオン滲透法に利用 する種々のシステムについての電極配置（第６図参照）について記載されている 。更に検討されるように、多くの制限が並置セル設計に存在する。

インビボ送出 イオン滲透は帯電物質、通常、バイオ活性物質の電気的増強輸送である。手順は 経皮的薬剤送出（ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ　ｄｒｕｇ　ｄｅｌｉｖｅｒｙ＞の既 知手段である。例えばＳ、　Ｃ，ヤコブセン氏ほかによる米国特許明細書第４． １４１．３５９号には、機械的浸透を用いないで表面組織を通してイオン性薬剤 または薬品を局所的に投与する１つの重要なイオン滲透装置について記載されて いる。陽極および陰極は皮膚の別々の位置に付着させている。イオン形態の薬剤 を適当な電極に加え、電源からの直流によって表皮組織に通している。電極を分 離する、このタイプの送出には多くの問題がこ＼には、体における試料および定 量する（ｑｕａｎｔｉｆｙ）バイオ活性物質（一般に血液）について必要な良く 認識されている重要なことがある。例えば、病気診断の目的について基本的な内 因性生化学の存在を監視することが重要であり、また化学療法の養生中、投与薬 剤の血液レベルに追従させ、最適化することが重要である。通常、所望の測定は 採集管に注射針を介して侵襲的に取出す血液試料の分析によって達成する。

また、インビボでのチオブロミンの受動経皮的採集は上述するＣ、　Ｃ，ペック 氏ほかによる文献（１９８７）に記載されている。

移動の電流増強については記載されていない。

体循環の医用生体材料サンプリングについての実質的に非侵襲的手順（ｎｏｎｉ ｎｖａｓｉｖｅ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）について記載されている文献は見出され ていない。全身性的な循環分子を皮膚または粘膜表面に位置する採集装置に「抽 出」するようなイオン滲透の独特の適用が要求される。本発明は皮膚についても 、任意の血管についてはも穿刺することを含んでいない。

インビボ　バイオ検 こ＼には、入院患者におけるある重要な生化学的パラメータを連続的にまたは不 連続的に監視する必要性、および実時間、オンライン定量を得る新しいクラスの 医療装置についての必要性がある。バイオセンサーは、検出信号−変換素子とし てバイオ活性分子を用いるマイクロエレクトロニック装置である。

Ｋ、　Ｗ、　ハンターＪｒ氏Ａｒｃｈｉｖｅｓ　ｏｆ　Ｐａｔｈｏｌｏ　１ｃａ ｌ　ＬａｂｏｒａｔｏｒＭｅｄｉｃｉｎｅ　、　Ｖｏｌ、　ｍ、ページ６３３〜 ６３６　（１９８７年７月）には一般的な方法における装置の範囲および調べる 物理的特性が記載されている。また、この文献には経皮的な薬量計についての一 般的な線図が記載されている。この文献は作業バイオ検出−フィードバック−薬 剤送出システムを得るのに必要な付加的な特定情報について記載されていない。

ｃ、　ｃ、ベック氏ほかＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｈａｒｍａｃｏｋｉｎｅｔｉ ｃｓ　ａｎｄＢｉｏ　ｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓ　、Ｖｏｗ、９．　Ｎａｌ、ペ ージ４１〜５８　（１９８１）には、検定薬剤摂取および薬物動態における連続 経表皮薬剤収集（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｔｒａｎｓｅｐｉｄｅｒｍａｌ　ｄｒ ｕｇ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）（ＣＴＤＣ）の使用について記載されている。逆 移動を最小にする場合に、ＣＴＤＣは薬剤をさらしやすくするなどの有用な道具 であるが、しかし薬剤分配力学の他の観点の研究における他の体液の別々のサン プリングにわづかな利点がある。

興味ある米国特許には次のものがある：　４．３２９，９９９　、４，５８５゜ ６５２　、４，７０８，７１６　、４，６８９，０３９　、４，７０２，７３２ 　、４，６９３，７１１．４，７１７．３７８　、４，７５６，３１４　、４， ６９９，１４６　、４，７００，７１０　、４，７０６，６８０　。

４．７１３，０５０　、４，７２１，１１１　、４，６０２，９０９　、４，５ ９５，０１１　、４，７２２，３５４、４，７２２，７２６　、４，７２７，８ ８１　、４，７３１，０４９　、４，７４４，７８７．４，７４７，８１９　、 ４，７６７．４０１゜ 経皮的薬剤送出システムについてのＹ、　Ｂ、バノン氏の欧州特許公告出願第２ ５２．７３２号（１９８８年１月１３日）は一般に興味あるものである。

興味ある文献としては次のものを含んでいる：Ｗ、シャルマン氏ほか「バイオセ ンサーの商品化ＪＭＤ＆Ｇ１゜ページ５２〜５７．　１９８７年１１月発行。

Ａ、　Ｐ、ターナ−氏はか「真性糖尿病：研究および取扱いについてのバイオセ ンサーＪ　Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ、　Ｖｏｌ、１．　ページ８５〜１１５（１９ ８５）、エルセピア−アプライド　サイエンス出版社、イングランド。

Ｙ、イカーライマン氏ほかＰｒｏｃ、　Ｅｌｅｃｌｒｏｃｈｅｍ、　Ｓｏｃ、　 １９８７゜８７９　（Ｐｒｏｃ、Ｓｙｍｐ、Ｃｈｅｍ、５ｅｎｓ、　）　３７８ 　。ＡＣ１０７−（２２）；２０７３５０ｎ０Ｐ、Ｈ，Ｓ、）ソ氏ほかＡｎａｌ 、Ｃｈｅｍ、１９８７．５９（１９）、　２３３９．　ＣＡ１０７（Ｍ）；１２ ６２４４８゜ Ｈ，ホウレンベルガー氏ほかに、　Ａｎａｌ、　Ｌｅｔｔ、１９８７．　２０（ ５）。

８５７、　ＡＣ１０７（９）　；７３５５１゜Ｐ、Ｊ、：ｌンウェイ氏ほか　Ｄ 、Ａ、　５ｅｎｓ、　Ａｃｔｕａｔｏｒｓ　、　１９８７．　１１（４）、３０ ５．　ＣＡ　１０７（５）；３６１５１゜Ｍ、マスシニイ氏はか　Ｃ１１ｎ、　 Ｃｈｅｍ　、　（ウィンストン・セーレム　ノース　カロライナ州）　１９８７ ．３３（４）、　５９１．　ＣＡ　１０７（５）　；３５８５１ｈ０ Ｉ、ハニング氏ほかＡｎａｌ、　Ｌｅｔｔ　、　１９（３〜４）、　１９８８． ４６１．　ＣＡ１０５（６）；４８９９３ｑ　。

Ｍ、シラチラル氏ほかＤｉａｂｅｔｅｓ　Ｃａｒｅ、１９８６．９（３）、　２ ９８゜ＣＡ　１０５（５）：３８４２６ｔ。

Ｓ、　Ｊ、　チュルチョウス氏ほかＡｎａｌ、　Ｐｒｏｃ　、（ｏンドン）１． ９８６．２３９５．　１４６．　ＣＡ　１０５（３）、　２１１１７ｖ０Ｄ、　 Ａ、ゲージ氏ほかＣｈｅｍ、　Ｅｎ　、　Ｓｃｉ　、　１９８５．４０（５）、 　８７３゜ＣＡ　１０３（５）；３４３３７ａ０ Ｃ，ロー氏ほかＣｈｅｍ、　Ｅｎ　、　Ｓｃｉ　、１９８５．４０（５）、　８ ７３．　ＣＡ１０３（５）；３４３３７ａ　。

ニーに引用したすべての文献および特許を参考文献として加える。

膜（インビトロ）からの（または膜への）試料（または送出する）物質（帯電ま たは中性）についての、または生きている哺乳動物の無傷の皮膚（粘膜など）か らの（または無傷の皮膚への）試料（または送出する）物質（帯電または中性） についての装置および方法学を与えるのが望ましい。本発明はこれらの目的を達 成する。

主−皿一Ω−盟一！ 本発明は１１機械的浸透しないで膜表面から物質の電気的増強サンプリングにま たは膜表面にまたはこれを通して物質の送出に用いる拡散セル装置に関するもの で、本発明は膜表面と接触する少なくとも２個の導電性浸透しつる電極手段、お よび各導電性電極手段を互いに電気的に分離する手段からなり、前記電極手段を 前記膜表面の同じ側の隣接部分に接触する実質的に共通面の表面に延長するおよ び終る側部を有する実質的に並置関係で配置することを特徴とする。

他の観点において、本発明は機械的浸透しないで膜からイオン化または非イオン 化物質を除去または送出するインビトロ装置に関するもので、装置は （ａ）陽極； （ｂン陰極；および （ｃ）副部分（ａ）と（ｂ）との間の電気的絶縁体からなり、前記陽極、および 陰極および電気的絶縁体を膜試料の同じ側に配置することを特徴とする。

他の観点において、本発明はイオン化物質を哺乳動物に、機械的浸透しないで無 傷の皮膚または粘膜を通して除去または送出する装置に関するもので、装置は （ａ）陽極； （ｂ）陰極；および （ｃ）副部分（ａ）と（ｂ）との間の電気的絶縁材料からなり、前記陽極、陰極 および絶縁材料を物理的に配置し、それぞれを哺乳動物の皮膚または粘膜の同じ 側と接触する装置の単一の共通表面に存在させたことを特徴とする。

他の観点において、本発明は生きている哺乳動物における非帯電または帯電分子 を測定するのにイオン滲透を使用すること、および多くの有効な投与経路によっ て適当レベルの治療物質を投与するフィードバック機構を使用することに関する 。

他の観点において、本発明はガスクロマトグラフィー（ＧＣ）、質量分析（ＭＳ ）、高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）、シンチレーション　カウンティ ングなどによって物質の濃度を分析することによって、１つの電極における膜ま たは生きている哺乳動物の皮膚から帯電または中性物質を採集するのを高めるの にイオン滲透を使用することに関する。

型皿２簡皇友脱男 第１図は帯電または中性物質のイオン滲透的除去または送出の１例のインビトロ 拡散セルの斜視図である。

第２図は第１図の２−２線上の１例の拡散セルの断面である。

第３図は第２図の拡散セルの分解した部分の相互関係を示す断面図である。

第４図は、固体ガラスを電極を分離する下部溜めにおける絶縁体とする、第２図 のセルの分解した部分の相互関係を示す断面図である。また、第４図は受け器液 体（ｒｅｃｅｐｔｏｒ　１ｉｑｕｉｄ）についての循環システムを示している。

第５Ａ〜５Ｈ図は拡散セルの上部の基部についての第１図の５Ａ−５八線上に沿 う陽極、陰極および絶縁手段の多数の配置の断面図である。

第６図は並置イオン滲透セルの斜視図である。

第７図はバイオ活性分子をヒト患者にインビボ送出するのに用いる際のイオン滲 透セルの斜視図である。

第８図は第７図の８−８線上に沿う拡散セルの断面図である。

第９Ａおよび９Ｂ図は第７または８図のイオン滲透拡散セルの上面図および下面 図である。

第１０図は電極を分離するイオン滲透実施状態の断面図である。

第１ｆ図は第１．　２または３図の拡散セルを用いるクロニジンのイオン滲透イ ンビトロ　サンプリングの結果を示すグラフである。

第１２図は第１．　２または３図の拡散セルを用いるテオフィリンのイオン滲透 インビトロ　サンプリングの結果を示すグラフである。

第１３図は帯電または非帯電物質についての送出モードまたはサンプリング　モ ードにおいてモルモットに接続した分離電極を示す説明用線図である。

第１４図は第１．　２または３図の拡散セルを用いるモルホリンのイオン滲透イ ンビトロ送出の結果を示すグラフである。

第１５図は第１．　２または３図の拡散セルを用いるｐ、　ｓ、　ｏ、　ｓ（カ リウム　スクロース　オクタスルフェート）イオン滲透インビトロ送出の結果を 示すグラフである。

発明の詳細な説明および好適な具　測 定−五 こ＼に用いる「拡散セル」はイオン滲透についての電気的システムに属する。シ ステムは陽極、陰極およびこれらの電極間の電気的絶縁体を含んでいる。また、 システムは陽極リード線、電気的絶縁体および接地を含んでいる。

こ＼に用いる「哺乳動物」とは実験に使用する普通の研究用動物、すなわち、ラ ット、マウス、モルモット、ウサギ、サルなどである。また、この用語はイヌ、 ネコ、ウシ、羊、ウマなどを含めることができる。好ましい哺乳動物はヒトであ る。

こ＼に用いる「膜表面」とは切除皮膚、合成膜および粘膜のような薄い膜、また は哺乳動物、好ましくはヒトの表面および無傷の皮膚の下を意味する。

サンプリングまたは送出についての好適な例は浸透性電極についての材料の組合 せである。

電極の特に好ましい例は膜表面と接触するゲルと組合わせた金属線を含んでいる 。

サンプリングまたは送出する一般的な材料および方法送出または採集する医用生 体材料としては劣化生成物のような生きている哺乳動物の系に見出される金属イ オン、ペプチド、ホルモン、毒素などミー一電荷を運ぶまたは運ぶことのできる 中性種（ｎｅｕｔｒａｌ　５ｐｅｃｉｅｓ）を包含する。

サンプリングおよび送出電極（開放する）において、導電性ゲルは日東電気工業 （株）、大阪、日本国から入手できる「ケンズゲレルク（ＫＥＮＺＧＥＬＥＬＣ ）Ｊである。

電圧は、サンプリングおよび送出において通常、約０．１〜１５ボルトの範囲、 好ましくは約１〜１０ボルトの範囲、特に約５ボ１例のセルについての説Ｉ　コ 　第１．　２．　３および４図に関連する。インビトロ型サンプリングについて のイオン滲透拡散セルＩＯを構成するためにセル１１の一方の三等分部分を他の 三等分部分の上に重ねる。切除皮膚１３を、セルの上部三等分部分とインターフ ニスで連結する表皮表面１４と水平に挿入する（第１゜２または３図参照）。セ ル１１の上部三等分部分を２個の垂直壁１５Ａおよび１５Ｂによって３個のチャ ンバー１６Ａ、　１６Ｂおよび１６Ｃに分割する。このために、外側の２個のチ ャンバーは介在空間１６Ｂ（第３のチャンバー）によって分離されている。セル １２の下部三等分部分は液体受は器を保持する。上部三等分部分１１における中 間チャンバー１６Ｂを形成する壁１５Ａおよび１５Ｂは、セル１２の下部三等分 部分に壁１５Ｃおよび１５０として連通し、しかもセルＪ２の下部三等分部分の 頂部を横切るチャンネル１９を形成するトラフを形成するように接合する。チャ ンネル１９は液体を除去するサンプリング口を有する。

チャンバー１６Ａおよび１６Ｃはそれぞれ独立して導電手段または媒体２５Ａ（ または２５Ｂ）を含有し、この媒体はゲル、液体、ペースト、スポンジ、フオー ム、エマルジョン、浸透性金属、浸透性セラミックまたはこれらの組合わせから 選択することができる。電気回路を完全にするために、通常、金属線または電極 ２６Ａおよび２６Ｂを第３図に示すように導電性媒体に配置する。

他の関連する、例えば第１．２，３または４図を同様に説明することができる。

セル１１の上部三等分部分を下部三等分部分１２上に配置して上部壁と１５Ａお よび１５Ｂおよび下部壁１５Ｃおよび１５０を一致させる場合には、壁間の皮膚 １３のストリップは電極チャンバーの上側および下側における電極チャンバーの 皮膚から密封される（第２図）。電極チャンバー１６Ａおよび１６Ｃの皮膚の部 分は互いに物理的におよび電気的に分離され、皮膚を通るおよび皮膚内の電流お よび医用生体材料を調べることができる。下部二等分部分セル１２の口２１Ａお よび２１Ｂは受け器流体１７を連続的に注ぐようにする。口２１Ａおよび２１Ｂ は液体を一定温度にするために水ジャケラｔ−２ＩＣを監視する。試験中、セル Ｉ２の下部二等分部分の頂部におけるチャンネル１９を受け器流体１７で満たし て皮膚１３の下側を湿状態に維持する。また、チャンネルの壁１５Ｃおよび１５ Ｄは膜（皮膚）についての機械的支持体を与える。

上部三等分部分１１および下部三等分部分１２は、これらの相補的単一平面にお いて、その間に試料１３を支えて、ばね挟み２２Ａおよび２２Ｂを用いて、また はこれらの部分１１および１２を緊密に接合する他の締付手段を用いて組合わせ る。

第４図において、バリヤー１８Ａはガラスから作ってチャンバー１６Ａおよび１ ６ｃを電気的に絶縁する。また、第４図はライン２０Ｂを容器２９Ａに移動する 受け器液体１７を示している。次いで、液体２９Ｂをポンプ２９を用いて圧送し て溜めに戻す（またはその逆に）。任意の適当な液体、食塩水（ｓａｌｉｎｅ） 、血液などを物質についての両物質サンプリングまたは送出試験に用いることが できる。

第５Ａ〜５Ｈ図は第１図の５Ａ−５Ａ線上における本発明の拡散セルｌＯの空間 的配置の二三の例を示している。第５Ａ図は５Ａ−５Ａ線を横切る第１図の上部 三等分部分の底部の断面を示している。チャンバー１６Ａ、　１６Ｂおよび１６ ｃ、および電気的絶縁材料１５Ａおよび１５Ｂ（例えばガラス壁）を示している 。第５Ｂ図はチャンバー１６Ａおよび１６Ｃ１および単一ガラス壁１５Ｅを有す る５−５線上の断面を示している。第５Ｃ図は四角形状のチャンバー１６Ａ、　 １６Ｂおよび１６Ｃおよび電気的絶縁壁１５Ａおよび１５Ｂを有する断面を示し ている。第５Ｄ図の断面は四角形状チャンバー１６Ａおよび１６Ｃおよび単一ガ ラス壁１５Ｆを有している。第５Ｅ図の断面は同心配置を有している。チャンバ ー１６ＡＡ（＋）　、１６８Ｂ　（絶縁）および１６ＣＣ（−）絶縁ガラス壁１ ５ＡＡおよび１５８Ｂおよび１５ＥＥを有することを示している。第５Ｆ図の断 面はチャンバー１６ＡＡ（＋）および１６ＣＣ（−）、および絶縁壁１５ＣＣお よび１５ＦＦを有する同心セルを示している。

第５Ｇ図は２個の円形電極（チャンバー１６Ａおよび１６Ｃ）およびガラス絶縁 壁１５Ｇおよび１５Ｈを有する電極および絶縁体の断面を示している。第５Ｈ図 はチャンバー１６Ａおよび１６Ｃ、および絶縁壁１５ＤＤを有する１つのタイプ または同心セルの５Ａ−５Ａ線上の断面を示している。これらの配置は上部三等 分部分の底部および下部三等分部分の頂部を示しており、セルを第１図に示すよ うに閉鎖する場合には壁およびチャンバーが一致する。

勿論、上部三等分部分１１の頂部はチャンバー１６Ａ−１６ｃに対する開放頂部 を有している。この頂部は閉鎖または覆うことができる。この場合、電極線を含 むチャンバー１６Ａおよび１６Ｃを垂直から多（の角で位置することができ、チ ャンバー１６Ａおよび１６ｃは膜表面と良い電気的接触を保持することができる 。

固体電気接触を維持するために、低アレルギー性化学接着剤（３Ｍコンパニー（ ミネソタ州パウル　ストリート製）のようなイオン滲透に影響しない化学接着剤 を用いることができる。

イオン滲透を用いる、グルコース、スクロースなどのような非イオン部分（ｎｏ ｎ−ｉｏｎｉｃ　ｍｏｉｅｔｉｅｓ）をサンプリングおよび監視する非侵襲方法 および装置を記載する。

グルコースー−一医療診断および患者の関心は体のバイオ活性物質のサンプリン グおよび分析の際に頼みになる。一般に、サンプリングは侵襲（ｉｎｖａｓｉｖ ｅ）、不便さ、危険（例えばウィルス）を包含する血液および血漿の分析を含ん でおり、しばしば血液サンプリングを制限する。サンプリングを寿命の日の少な （とも数回必要とする重要な場合のうちの１つは、糖尿病にかかつている患者の 場合である。体（例えば血液）グルコース　レベルに関する実時間情報は患者の 治療および多くの場合−しばしば生死にかかわる問題における重要な情報である 。次に、イオン滲透サンプリングを用いる試料非侵襲的サンプリング方法につい て記載する。

皮膚を通して試料グルコースについての方法の能力を示すために、インビトロで の研究を皮膚モデルとして無毛のマウス皮膚および第１〜１３図に示すイオン滲 透拡散セルを用いて行った。

この結果を哺乳動物、特にヒトからのインビボ　サンプリングに適用する。２個 の粘着ゲル電極（「ケンズゲレルク」日東電気工業（株）（大阪、日本固装）を 無毛マウス皮膚の単一連続片（全厚さ：約０．５ｍｍ）（Ｓｋｈ：ｈｒ−１，８ 〜１３週間生育）の同じ側に配置する。皮膚の下に、リン酸緩衝食塩水（０，９ ％塩化ナトリウム）の溶液の既知濃度を有する放射線標識（１４０−ｕ　）−グ ルコースを注ぎ、リン酸緩衝食塩水のｐｌ（を約７．４にし、温度を周囲温度に する。

試験の第１組において、セルの組立およびグルコース溶液注入の開始に次いで、 電流を２時間にわたって加える（０．５ミリアンペア）、電圧を約１−１０ボル トに変えることができる。通常、約５ボルトにする。保持定数について重要なパ ラメータは加える電流である。電圧はサンプリング位置（ｓａｍｐｌｉｎｇ　５ ｉｔｅ）の電気抵抗に基づいて変えることができる。次いで、ゲル電極の電源を 切り、普通の液体シンチレーション　カウンティングによって放射能含有量につ いて試験する。皮膚の下のグルコース濃度が１．０７　ｍｇ／ｍｌから０．１５ ３ｍｇ／ｍｌ　（ファクター０．１４３）、に変える場合２時間にわたり皮膚を 通して採集した量は４．９μｇから０．７０５μｇ（ファクター０．１４４、表 １参照）に変わる。結果は同じ電気的条件下で一定サンプリング時において、皮 膚におけるグルコース濃度と採集したグルコース量との間の殆んど完全な直線相 関関係が（＋）電極において得られる。試験における電気的条件−同じ一定の直 流（ｄｃ）、しかしイオン滲透送出はパルス化（ｐｕｌｓｅｄ）電流などで操作 できる（パルス化手段はサンプリングにおける予想手段において行うようにする ）。

Ａ　Ｏ，１５３０，７０５＋／−０，０９５８１，０？　４．９＋／−０，７ （＋／−１４Ｘ） 比Ａ／Ｂ　Ｏ，１４３０，１４４（実測）上述するように、同じ試験手段を用い る試験の第２組において、リン酸緩衝食塩水において０．３４ｍｇ／ｍｌグルコ ースの（＋　４　（−ｕ　）グルコース溶液を注ぎ、ゲル電極を３０分ごとに取 り替える。

ゲル電極に採集されたグルコースの評価は、±２３％の標準偏差（Ｓ、　Ｄ、　 ）で放射性グルコースの繰返し量−０，３μｇ１０．５時間を示す（表２）、各 −回の試験についての皮膚を異なるマウスから得るから、第１試料を除して（最 初の０．５時間は実験条件により他より僅かに高くなる）、各単一拡散セルの評 価（皮膚の同じ片を通して採集した試料）を行った。０．７９〜０．７４μｇの 得られた試験値は４回の別々のセルにおいて得たグルコースの量の平均である。

表２ グルコース　サンプリング 試■　時間（時）　試・　グルコース（）１　０−１／２　０．９７＋／−０， １２２１／２−１　０．７９＋／−０，０９３１−１１／２　０．７６＋／−０ ，１０４１１／２−２　０．７５＋／−０，２１５２−２１／２　０．７４＋／ −０，２４平均　０．８０　＋　／−０，１９ ’　（＋／−２３Ｘ） 個々の拡散セル、個々のマウスについてのＳ、　Ｄ、は４〜９％の範囲内（セル ＃３を除いて）であることを示している（表３参照）。

表３ グルコース　サンプリング グルコースを本発明によりイオン滲透的に正確に採集することを示している。こ ＼には、皮膚下のグルコースの量と採集するグルコースの量との間には明らかな 相関関係がある。採集したグルコース量は有意で、反復することができ、このた めに信頼性がある。イオン滲透輸送は電流および電流附勢持続時間に直線的に影 響するから、これらのパラメータをゲル電極における検知しうる量のグルコース を得るために安全に扱うことができる（電流集中（ｃｕｒｒｅｎｔ　ｃｏｎｃｅ ｎｔｒａｔｉｏｎ）についての安全限界内でン。この方法は経皮的サンプリング を制限するものでなく、粘膜表面（例えば鼻、頬）を通すことができる。この場 合、非イオン種輸送についてのバリヤーは低くなり、および血管の濃度は高くな る。

このサンプリング手順と特定のグルコース　バイオセンサーの組合わせ（例えば Ｊ、　Ｃ，コツパー、Ｅ、　Ａ、　Ｈホール氏Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂｉｏｍ ｅｄｉｃａｌ　Ｅｎ　１ｎｅｅｒｉｎ　、　Ｖｏｌ、１０．　ページ２１０〜２ １９．１９８８年発行）、またグルコース選択電極（Ｒ，Ｌ、ツルスキー氏Ａｎ ａｌ　ｔｉｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒ　、　Ｖｏｗ、　６０．　＃１２．１０６ Ｒ−１ｉ３Ｒ。

１９８８年発行）、また現場での分析（ｉｎｓｉｔｕ　ａｎａｈｙｓｉｓ）　（ 例えば、比色の）は実時間クルコース情報を与え、これらの文献を参照文献とし てこ＼に加える。

送出装置（例えばインシュリン　ポンプ、イオン滲透インシュリン送出装置）に よる実時間医療情報を与える上述する制限の組合わせは有用な閉ループ、「フィ ードバック」薬剤送出システムを得ることができる。

ヒトにおけるレベルの薬剤を採集し、本発明の方法により監視するが、しかし次 の方法に制限するものでない：薬剤 テオフィリン治療　喘息についての血液レベル災害中毒　侵襲サンプリングを避 ける ホルモン　レベル　監視血液レベル 本発明はヒト、好ましくはヒトにおける代謝グルコース　レベルを調べるのに有 用である。低血糖および高血糖条件は、例えば、約０．１〜５．０ｍｇ／ｍｌの グルコース　レベル（ｍｇ／ｍｌ　）から監視する。低血糖を監視する好ましい 範囲は約０．３〜０．７ｍｇ／ｍｌの範囲である。高血糖（糖尿病）についての 好ましい範囲は約１．０〜５．０ｍｇ／ｍｌである。通常の血液グルコース　レ ベルは約０．８〜１．１ｍｇグルコースｍｌ血液である。

興味ある濃度レベルで検知するバイオセンサーはラクテート、アルコール、スク ロース、ガラクトース、尿酸、アルファーアミラーゼ、コリンおよびＬ−リシン の分析に一般に利用でき、これらのすべては酸素消費および過酸化水素生成に基 づく間接的アンペロメトリックである。この場合には、代わりの検出方法に基づ く小数の一般に利用されるバイオセンサーがある。商業的な観点からこれらの重 要なことはＮＡＩＡＤ自動化学戦剤である。

グルコースについてのイクザクテチ（Ｅｘａｃｔｅｃｈ）　（バクタートラベノ ール（Ｂａｘｔｅｒ　Ｔｒａｖｅｎｏｌ）社、イリノイス州、ディアフィルド） バイオセンサーはアンベロメトリックス操作の第二世代（ｓｅｃｏｎｄ　ｇｅｎ ｅｒａｔｉｏｎンバイオセンサーである。酸素は、電子を生物成分から電極に往 復する人工的な電子メゾイエイタ−によって置き換えられる。この革命的なメゾ イエイタ−は（１）生物成分および電極によるレドックス反応における関係をあ らかじめ示し；（２）所望検定条件下で安定性を示し；（３）酸素の還元のよう な電子の移動中、副反応における関与しない：（４）試料に存在する他の電気化 学的活性種の酸化還元電位から離れた適当な酸化還元電位を示し；（５）ｐ）Ｉ の広い範囲により影響をうけず、かつインビボ適用において、特に無毒であり； および（６）不動化に影響をうけやすい。

イクザクテチ　グルコース試験は実施しやすく、使い捨てのペン−型装置に全血 液試料を供給して３０秒内で結果を得ることができる。この種類の装置の最近考 察された改良用途において、装置に設ける使い捨てストリップを、皮膚をイオン 滲透的に通して取出したグルコースで湿潤した材料で置き換える（血液を取出す ことなく）、サンプリング　マトリックスは使い捨てストリップの場合にはポリ 塩化ビニルから作り、またイオン滲透サンプリンに好ましい特性を有するある他 の材料から作ることができる。指定マトリックスの装填は個々の段階として行う か、または好ましくは同時にまたはグルコースの関連するサンプリングおよび検 出により検定の部分として行う。検出についてのマトリックスは血液の最近の検 出システムの場合のように、−回だけ使用する使い捨てストリップにすることが でき、または多数回サンプリングすることのできる材料にすることができる。

後者のマトリックスは無期限に維持でき、またセット時間（検定の回数）にわた って使用することができる。電極と適当に並置して関連する検定をすることがで きる。しかしながら、サンプリングおよび検定に関する装置（監視システム）と 配列し、イオン滲透的に取出したグルコースを含有する湿ったマトリックスを電 極の自由端における影響をうけやすい電極区域に与える。こ〜において、グルコ ース　オキシダーゼがグルコースの酸化に触媒的に作用し、発生した電子がメゾ イエイタ−を介して電極の下に移動する。発生した電流の大きさは試料中の血液 グルコース濃度に比例し、モニター内に確立される液晶表示にｍｇ／ｄＬで示さ れる。一般に用いる場合には、上述する一般に入手うしろ血液サンプリング　シ ステムの代りにグルコースを検出する他の匹敵するまたはより敏感な手段を用い ることができる。

インビトロ・送出 物質の本発明の膜へのインビトロ・送出については第１，２゜３．４および５図 を用いることができる。第６図はインビトロ送出システム６０の状態を示してい る。水平電極６１Ａおよび６１Ｂを垂直膜６２に結合する。初めは、受は器液体 ６３は液体６４の物質を含有していない。回路６５が電源６６によって附勢され た場合、液体６４の物質が膜６２を通して移動して受け器液体６３に現われる。

本発明における送出の装置および技術はインビトロ　サンプリングについて上述 すると同じである。任意の導電性物質は、例えば金属（白金、アルミニウムなど ）、導電性ゲル（例えば塩化ナトリウム溶液など）、導電性溶液（塩化ナトリウ ム水溶液など）またはこれらの材料の組合わせである。

本発明における浸透性電極は約１μｍ２〜４００ｃｒｒ１２、好ましくは約１ｍ ｍ２〜４０ｃｍ”の大きさの範囲である。電流密度は約０、０１　ａ　Ａ／ｃｍ 　”　〜２　ｍＡ／ｃｍ　”　、好ましくはｌ　μＡ／ｃｍ”　〜０，５ｍＡ／ ｃｍ”である。電極は革ひも、接着剤、バンドなどで取付けることができる。

インビトロ　サンプリングにおいて記載したと同じ膜は、例えば十分な厚さまた はスプリット厚さの皮膚、粘膜、人工高分子膜などが適当である。

インビボ　サンプリング インビボ　サンプリングを説明するのに用いる図面は第５゜７．８，９Ａおよび ９Ｂ図である。インビトロ　サンプリングについて上述する情報はこ＼に適用し 、加えることができる。

第７図はサンプリングの１例を示している。頂部セル８１の外部は頂部三等分部 分と極めて類似するが、頂部セル８１の形を有している。電極は類似するまたは 同一のチャンバー１６Ａ、　１６Ｂおよび１６Ｃに設けられる。頂部セル８１は 生きている哺乳動物８６（ヒト）に革ひも８２を用いて固定する。電極線２６Ａ および２６Ｂをライン８４および８４Ａを介して電源８３に連結する場合には、 回路は完成し、物質のサンプリングは導電性ゲル２５Ａまたは２５Ｂにおいて採 集する。頂部三等分部分と頂部セル８１との主な相違は接触表面８５における水 平膜物質に良好なシールを形成するのに延びるガラス壁１５Ａおよび１５Ｂなど である（電源８３は小型時計サイズおよび携帯用にすることができる）。

薬剤またはその代謝産物、例えばアルコール、アミノピリン、メチル尿素、アセ トアミド、スルファジアジン（ｓｕｌｆａｕａｎｉｄｉｎｅ）、スルファジアジ ン、テオフィリンおよび他の低分子量非電解質は皮膚または粘膜を通して汗、唾 液などに分泌する。ある正常なまたは疾病状態を示すことのできる他の化合物ま たはその代謝産物、例えばフェニルアラニン（フェニルケトン尿症）、糖（糖尿 病）、エストリオール（妊娠）、カルシウム（新生物）、および他の物質の正常 なまたは異常な代謝産物はか＼る流体に分泌することができる。また、流体採集 はマグネシウムのような種々の物質の生物学的要件を調べるのに実験的に用いる ことができる。流体試料を得、これらの材料について分析する場合には、体にお けるか＼る材料の存在を検出することができる。

このために、か＼る流体採集は広範囲にわたる種々の実験的、診断的、治療的お よび法医学的目的に用いられる。上記流体は多くの手段で採集できるが、本発明 は電気回路を用いる採集方法について記載している。

興味ある他の化合物はヒトに対するサンプリングまたは送出により見出されてい る（プラベン　タイル化「薬剤送出についてのイオン滲透装置Ｊ　Ｐｈａｒｍａ ｃｅｕｔｉｃａｌ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　、　Ｖｏｌ、３．　＃６゜ページ３１８ 〜３２６）。イオンまたは非イオン種としてサンプリングする興味ある特定の物 質はページ３２０に記載されており、次の表４に示す。

一組」− 送出またはサンプリングに興味ある物質・　斉　態　、　Ｎα Ｚペニシリン　火傷　ラベルポート氏ほか（１０）’４、沃化ナトリウム　電解 質　ストロヒル氏はか（１５）’７、銅　避妊　リアー氏はか（１９）’８、イ ンシユリン　糖尿病　カール氏（２１）’ステファン氏ほか（２２）’ ９、ピロカルピン　嚢胞性線維症　ウェブスター氏（２３）’１０、ブタフサ花 粉抽出物　枯草熱　アブラムソン氏（３１）”１１、りん　オ′マレエイおよび オニスター氏（３５）’１２、水　発汗過多症　タッパ−氏（４３）”１３、く えん酸塩　慢性関節リウマチ　コヨー氏（５１）”、！！ｊ−（つづき）　。

１５、ヒアルウロン酸解　出血　ブーン氏（５３）”分酵素 ２０、イ、ドクスウリジン　ヘルペス単ｆｆｅｒａｔ貫ｒ　ガン加す氏ほか（６ ０，６３）ゝ２１、弗化ナトリウム　ぞうげ質　ガンガロサ氏（６０）”２４、 サリチル酸　足底症贅　ゴールデンおよびウニインナトリウム　２スティン氏（ ６６）”　、２５、カルシウム　ミオパシー　カバン氏（６７）”老−±　（つ づき） ′　斉　１　壱　黙 ２６、酢　酸　石灰変性　カバン氏（６８）”２７、亜鉛　鼻疾患　ウェアー氏 （６９）”２８、エステル化　形成性陰茎硬化症　ロスフェルトおよびグルココ ルチコイド　マレー氏（７０）’２９、パップレシン　外側　中隔神経細胞　マ ルチアントおよび活性　ハギノ氏（７１）’ ３０、アルカロイド　慢性痛　クシリフ氏はか（７３）”３１、オブチダーゼ　 関節炎　ウシリッヒ氏（７４）“見ペニシリン　肺の肺炎および膿病　ソコロボ 氏ほか（７６）’３４、パベリンおよび　神経症状の頚椎骨　オストロコビッチ およびニコチン酸　軟骨症　ストレルコバ氏（７７）’３５、グラス（Ｇｒａｓ ｓｅｓ）　アレルギー　シルクラード氏（８０）’３７、メトプロロール　β− しゃ新薬　おかへ氏ほか（８２）’（狭ノロ弔Ｙ） インビボ送出 インビボ　サンプリングについての第７．　８．９Ａ、　９Ｂおよび１０図に示 すと同じタイプの装置をインビボ送出に用いることができる。

イオン滲透を　いるバイオセンサー この観点において、第５．　７．　８．９Ａおよび９Ｂ図が大切である。上述す るインビボ　サンプリングについての記載は分析構成部品に加えて興味がある。

分析構成部品としては、（イオン）特定電極、選択電極、特定生化学変化を電気 信号に関係させる電子バイオセンサー、比色試薬などを例示することができる。

患者の組織において興味ある物質の存在の指示は定性的にまたは定量的にするこ とができる。測定値を薬剤送出ユニットに結合して治療剤（ｔｈｅｒａｐｅｕｔ ｉｅ　ａｇｅｎｔ）の付加レベルを与えるようにすることができる。

成分のサンプリングは単一のサンプリング　イオン滲透電極によって行うことが できる。

問題となる物質（またはバイオ活性物質）を変化する場合での分析方法は適当な レベルの必要な治療剤を自動的に投与するようにする。また測定には、治療剤を 経口的に、皮膚を介して（ｄｅｒｍａｌｌｙ）、直腸を介して（ｒｅｃｔａｌ　 ｌｙ）、口内に（ｋｕｃｃａｌ　Ｉｙ）、静脈内などで加える必要があることを オペレーターを単に警告するようにする。

インビボまたはインビトロ　イオン滲透サンプリングまたは送坦旦剋卓 １、　こ＼に概説するサンプリグのアプローチは、診断または監視の目的によっ てバイオ活性物質をサンプリグするのに簡単で、便利で、かつ無痛の技術である 。

２、　サンプリングは、普通の血液試料を取出すことがないような、また多数の 血液試料の取得を望まない（例えば幼児から）ような場合に、極めて有意である 。

３、　サンプリング技術は、最終的に「バイオフィードバック」ループ−タイプ 　システムに巧みに処理することができる特徴を与える。換言すれば、記載した 方法によってサンプリングする際に、イオン滲透装置は任意の投与経路（すなわ ち、サンプリングによる必要性に応じて）によって治療剤を送出するのに用いる ことができる。

４、　サンプリングは外来患者を安全に、かつ簡単に監視でき、およびイオン滲 透を広範囲で、むしろ一般的な適応性で使用することができる。

５、採集医用生体材料が十分な速さで皮膚を通さない場合には、任意のバイオ活 性物質のサンプリングまたは送出を変えることができる：皮膚の局所バリヤー機 能を下げる薬剤（例えばアルコール、脂肪酸、グリコース、アゾン（Ａｚｏｎｅ ）など）を電極装置に混入して抽出または送出流れを改善することができる。

６、　技術は両電極下でのサンプリングに、すなわち、単一バイオ活性剤（例え ば薬剤および代謝産物または薬剤の共役（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）　）より同時決 定に影響をうけやすい。

７、　こ＼に記載する技術は皮膚を通して医用生体材料を検出するのに単に制限 するものでない。他の粘膜表面は試験するために適当である。表面としては、例 えば鼻粘膜、直腸、膣および口の内側を包含する。これらの表面は種々の成功度 によってサンプリング部位として最近、用いられている。一般に、これらの粘膜 表面は小さい血管によって注入でき、かつこれらの膜が分子輸送に対する抵抗が ないことから、短時間にわたって供給する小さい流れを各組織からサンプリング する場合に用いることができる。

８、　技術は電極間に加える電流および電流を流す期間に依存する効率を有して いる。これらの変数は反復サンプリングおよび反復可能にすることによって正確 に制御することができ、これによって比較目的（例えば治療の前、治療中および 治療後における特定のバイオ活性物質のレベルに対照）のだめの信頼しうるデー タを得ることができる。この事は、再生しうる情報を得る鼻、極めて困難な部位 からサンプリングする場合に極めて有利である。

・）、　帯電または比帯電するバイオ活性材料または物質はイオン滲透またはサ ンプリングに適用することができる。これらの物質には小さいタンパク質、ジー −ポリペプチド、疎油性（ｌｉｐｏｐｈｏｂｉｃ）および親油性材料を包含する 。他の経路によって容易に投与することのできない帯電材料は好ましい。米国特 許明細書第３．７３１．６８３および３．７９７．４９４号に記載されている物 質を、こ＼に例として記載することができる。

】０．装置は、物質（またはバイオ活性物質）をインビボまたはインビトロで採 集または投与できるようにでき、この場合電極を主表面の同じ側に配置する。一 般に、試料は水平配置にすると共に、電極材料を互に隣接して、一般に垂直に定 位する。装置の頂部をシールする場合、膜表面との電気的接触を害さないかぎり 、皮膚上に任意の配向度で定位することができる。

１１、この装置および技術は、薬剤を規則正しくまたは局部的に採集または送出 できるようにすることができる。例えば、この技術は、皮膚を通して投与するメ トトレキセートによって皮膚がんの治療に用いることができる。

次に、本発明を例について説明する。本発明は後述する例に制限されるものでな い。

たは４図参照）はスキン　パーメーション　システム（ＳｋｉｎＰｅｒｍｅａｔ ｉｏｎ　５ｙｏｔｅｎ＋）　（Ｌ、　Ｇ、　Ａ、カルフォルニア州、バークレー ）によって作られた。このセルｌＯを標準流れ一通過（ｆｌｏｗ−ｔｈｒｏａｇ ｈ）拡散セル（ＬＧＡ皮膚浸透セル　カタログＮｏ、　ＬＧ　１０８４−ＭＰＣ ）の改良であり、カマー氏ほかＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　 ｏｆ　Ｐｈａｒｍａ−ｃｇｊｇ４．　Ｖｏｌ、４０．ページ１０１　ｆｆ　（１ ９８７年発行）に記載されている。

セルの頂部三等分部分を２つの壁１５Ａおよび１５Ｂによって３つの区分室また はチャンバー（１６Ａ、　１．６Ｂまたは１６Ｃ）に分割し、２つの電極チャン バー（第１．　２．　３または４図の１６Ａおよび１６Ｃ）間の物理的／電気的 連結がこれらの間の洩れの可能性を少なくし、連続皮膚を含む問題を調べること ができるようにする。

セル１２の頂部三等分部分はこの空間の下にチャンネル１８またはトラフを有し 、受は器相（ｒｅｃｅｐｔｏｒ　ｐｈａ、ｓｅ）のリスト（ｒｅｓｔ）から皮膚 を分離する。このチャンネル１８は、試験中受は器流体１９で満たして、皮膚を 湿り状態に保つ。またセル１２の下部三等分部分は受け器相１７の連続流につい ての口２ＯＡおよび２０Ｂ１および水ジヤケツト２１Ｃ循環のための口２１Ａお よび２１Ｂを有している。

区分室と外側壁との間の毛管現象はセルの頂部をジクロロジメチル　シラン（ア ルドリッヒ　ケミカル　コンパニー（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ、 　）ウィスコンシン州　ミルウォーキー）によってシラン化（ｓｉｌａｎｉｑｉ ｎｇ）　して妨げた。セルは三−テスーション（Ｔｈｒｅｅ−ｓｔａｔｉｏｎ） 磁気撹拌ユニットおよび撹拌棒２７　（ＬＧ−１０８３−ＭＳ、　ＬＧＡ、バー クレー）と用いた。

金属電極線　（２６Ａおよび２６Ｂ）−ｍ−白金線（Ｐｔ−線一フィッシャー（ Ｆｉｓｈｅｒ）　Ｂ−７６６−５Ａ、　９９．９５％純度）。

電源　（２９）　−電流または電圧は自動クロソーバー（ａｕｔｏｍａｔｉｃｃ ｒｏｓｓｏｖｅｒ）（モデルＡＰＲ１０００Ｍ、　ケプコ　インコーポレーショ ン（Ｋｅｐｃｏ、　ｔｍｃ、）ニューヨーク州　フラッシング）よって制御する 。この電源は、その電流制御出力についてのく２μＡ／８時間の特定のドリフト を有し、薬剤流れが電流の変化に感じる場合に重要である。

受は器流体＜１７）−一一リン酸緩衝食塩水（ｐ）ｌ＝７．４　、０．９％ｈｃ Ｉ　Ｗ／Ｖ）。

−（Ｓｉｇｍａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ、　）＋　ミズーリ州　セントルイス ）；特定活性９０ｍＣｉ／ｍｇのクロニジン−ＭＣＩ！　（フェニル−４−３８ ）（アメルシァム）　（Ａｍｅｒｓｈａｍ）社、イリノイス州　アーリントン　 ハイツ）。

硫酸モルヒネ（シグマ　ケミカル　コンパニー　ミズーリ州セントルイス）；特 定活性２５５ｍＣｉ／ｍｇのモルヒネ（Ｎ−メチル−３Ｈ）にュー　イングラン ド　ニュクレア（Ｎｅｗ　Ｅｎｇｌａｄ　Ｎｕｃｌｅａｒ）社、マサチューセッ ツ州　ボストン）。比標識薬剤を脱イオン化水に溶解してｌ　ｍｇ／ｍｌの溶液 を作り、十分な標識薬剤で約１μＣｉ／ｍｌの活性にした。

皮　膚（１３）−−−１１〜１５週間生育した雌の無毛マウスから新しく切除し た十分な厚さの皮膚（系統Ｓｋｈ　：　ＨＲ−１，シモンセンラボラトリー（Ｓ ｉｍｏｕｓｅｎ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）、カリフォルニア州、ギロイ）。

１例のセル試験−−−拡散セル１０を３つの手段で試験した：（１）染料および 皮膚以外のシリコーン　ゴムを用いる漏出試験（電流なし）；（２）染料および 皮膚を用いる漏出試験（電流なし）；および（３）薬剤溶液および皮膚を用いる イオン滲透試験（通電および電流なし）。手順（１）および（２）はセルの視覚 検査で評価した。手順（３）の場合には、０．６ｍｌの標識薬剤溶液をチャンバ ー１６Ａに入れ、０．６ｍｌの緩衝食塩水をチャンバー１６Ｃにピペットで入れ 、および０．６３ｍＡ／　ｃｍ　２の一定電流（９Ｖに制限した電圧で）を２つ のチャンバーの電極間に加えた。チャンバー１６Ａおよび１６Ｃにおける溶液の 活性をイオン滲透前と後で測定した。皮膚１３の活性および受け器チャンバーか ら取出した試料の活性を後試験的に定めた。各試験は約２４時間±２時間で、試 料を時間ごとに採集して完了させた。受は器流体１７を磁気的に撹拌した（２７ ）、採集流速を１０ｍ１／時にした。各手順を３回繰返し行った。

ＬＪ　手順（１）および（２）：染料漏出は、モデル　シリコーンゴム膜および 無毛マウスの皮膚の場合に、側部チャンバー１６Ａおよび１６Ｃから中間部チャ ンバー１６Ｂに、または任意のチャンバーからセルの外部に観察されなかった。

手順（３）：チャンバー１６Ａの染料を標識薬剤で取り替え、電流を通さなかっ た場合には、薬剤が受け器相１７に０．０５μｇ／ｃｍ！／時のクロニジン−Ｈ Ｃｌおよび０．０４μｇ／の２７時の硫酸モルヒネの平均速度で拡散した。いず れの場合においても、薬剤は、２０時間後、チャンバー１６Ｃの緩衝食塩水に見 出されなかった。

電流を、標識薬剤のチャンバーと緩衝食塩水のチャンバーとの間に加えた場合に は、浸透が実質的に増大した。０．６３ｍＡ／ｃｍ　”の電流で皮膚を通過する 硫酸モルヒネの浸透速度は、０．０４μｇ／印！／時の受動輸送速度と比較して ２．０μｇ／ｃｍ”／時であった。

クロニジン−ＨＣｌの場合には、速度は電流を通さない０．０５μｇ／−２７時 から電気的駆動力による１５．０μｇ／ｃｍ”／時に変化した。標識薬剤はチャ ンバー１６Ｃの緩衝食塩水において、約２０時間で呈するｌμｇの硫酸モルヒネ で（第１４図）、および同じ時間後の５μｇのクロニジンで検出した。

標識薬剤を二三の通路でチャンバー１６Ｃに入れ、受動電極下で皮膚を通して「 引っばり」戻すのが好ましい。この可能性の試験のために、２つのセルをチュー ブ９５で連結し、これらの受け器相９２および９３を連通させ、皮膚およびセル 頂部を物理的に分離した（第１０図参照）。標識薬剤および陽極をセル９０Ａの チャン／（−９１Ａに配置した。陰極をセル９０Ｂのチャンバー９１Ｂに配置し た。すべての他のチャンバー（９１Ｃ，９１０，９２および９３）を緩衝食塩水 で満たした。他の試験手順（電気的パラメータ、サンプリングは上述する手順（ ３）のこれらと同じにした）。セルをこの手段に連結した場合、標識薬剤をセル ９０Ａのチャンバー９１Ａに輸送し、実際上、イオン滲透によりサンプリングす るイオン滲透における「逆経皮的」通路（“ｒｅｖｅｒｓｅ　ｔｒａｎｓｄｅｍ ａｌ”ｐａｔｈ　）の存在するのを確めた。

（ｂ）クロニジンについて上述すると同じように採集しようとする付加材料は、 例えばモルヒネ、インシュリン、ネオマイシン、ニトロフラゾンおよびβ−メタ シンを包含する。

何−至 インビトロ　イオン滲透サンプリング イオン滲透サンプリングは、化学物質を体から電気により皮膚を通して移動させ ることからなる。この方法を試験するために、イオン滲透インビトロ　セルを用 いる（第１．　２．　３または４図）。十分に厚い無毛マウスの皮膚１３（８〜 １３週生育した）をセルの２つの部分の間に配置した。リン酸緩衝食塩水におけ る既知濃度の放射標識薬剤の溶液を皮膚の下に１０ｍ１／時で循環した。皮膚の 頂部に２個の粘着性ゲル電極を接続し、これらの電極を一定電流モード（０，５ ｍＡ）にセットする電源に連結した。

電流は約０．６３ｍＡ／ｃｍ　２に相当する測定時間にわたって（約２時間）通 電した。試験後、ゲル電極をシンチレーション　カウンティングし、ゲル電極に より吸収された薬剤の量を評価した。

異なる薬剤濃度を、同じ時間にわたり同時電流を用いて、玉量に直線相互関係を 電極により推定し、薬剤濃度を予憇した。

種々の濃度でのクロニジンおよびテオフィリンを用いる上述する方法の結果をグ ラフ（第１１および１２図）に示す。グラフに示すデータは結果の直線性を示し ている。

インビトロ送出 （ａ）モルヒネーーーインビトロ　サンプリングについて記載した手順および条 件をモルヒネの送出に用いた：電流０．３ｍＡ／ａｍ　”（２０時間にわたり） 、第１．　２．　３または４図に示すセルを使用。モルヒネをチャンバー１６Ａ に入れた。イオン滲透後、モルヒネをチャンバー１６Ｃにおいて確認した（第１ ４図参照）。

すべての試験においての導電性ゲルとしてはＫＥＮＺ−ＧＥＬ−ＥＬＣゲル（日 東電気工業（株）、大阪、日本国）を用いた。

（ｂ）　Ｐ、Ｓ、０．Ｓ、　（カリウム　スクロース　オクタ　スルフェート） 、ホウ酸緩衝液にＰ、Ｓ、０．Ｓ　、　０．６ｍｌの溶液１．５ｍｇ／ｍｌ　） をチャンバー１６Ａに入れ、ホウ酸緩衝液だけを第１，２または３図のチャンバ ー１６Ｃに入れた。０．５ｍＡ　（０，６５ｍＡ／ｃｏ＋”）の直流を用いてｐ 、　ｓ、ｏ、　ｓの輸送を５μｇ／時まで観察した。一定電流で同じ試験配置を 用いて、数ナノグラムのｐ、　ｓ、　ｏ、　ｓが移動した（第１５回診インビト ロ　サンプリングについて上述する手順および記載を用いたが、しかし膜を２９ 才の男性のヒトの前腕の頂部に代えた。使用したサンプリング　セルは第７．８ ，９Ａおよび９Ｂ図のものを用いた。クロニジンの採集量をインビトロの場合に 観察した結果と比較した。

いての分離パッチ電極を有するモルモットを線図で示している。

本発明を考察するために、インビボの１試験をこれまでのように行った。イオン 滲透手順を無毛モルモット１３３に適用した。

テオフィリンによるライン１３１上の１つのゲル電極１３２（＋）（５，５μｇ 、２．４Ｘ４．２ｃｍ）を動物の背中の１側に配置し、ライン１３１Ａ上の他の ゲル電極１３２−Ａ（−）を背中の他側に配置した（分離間隔、約７ＣＤ＋）　 。１．ＯｍＡで２０分後（電源１３０）、ゲル電極を除去し、１、８３ｎｇのテ オフィリンを陰電極に見出した。モルモットの体に吸収された量は１．９μｇで あった。

イオン°透を　いるバイオ検 インビトロでの放射性クロニジンのサンプリングについては上述している。この 手順をイヌのインビボ　サンプリングに適用した場合に、放射性クロニジンのレ ベルをイオン滲透的に、速やかに、かつ正確に測定できる。クロニジン注射して 試験イヌに所望レベルのクロニジンを維持するためにオペレーターを変えた。

本発明の数例を示しおよび説明することによって、種々の変更および変えること を、バイオ活性分子の、イノ・ビトロおよびインビボ　サンプリングについて、 およびバイオ活性分子のインビトロおよびインビボ送出について、またはバイオ 検出適用について、イオン滲透拡散セルにおいて本発明の要旨および範囲を逸脱 することなく、当業者により行うことができる。記載する請求の範囲内における すべての変更および変化は実施することができるものである。

／：／に、５（ＰＲｌｏＲＡＲＴ） ＦＩＧ、−５Ａ　ＦＩＧ、５８ ＦＩＧ−５ＣＦＩＧ、−５Ｄ ＦＩＧ　５Ｅ　ＦＩＧ　５Ｆ ＦＩＧ、、８ ＦＩＧ、、９Ｂ ＣＬＯＮＩＤＩＮＥ　（ｎｇ　／　ｍｌ　）ＴＨＥＯＰＨＹＬＬＩＮＥ　（ｎｇ 　／　ｍｌ　）国際調査報告

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. １．機械的浸透しないで膜表面からバイオ活性物質の電気的増強サンプリングに または膜表面にまたはこれを通してバイオ活性物質の送出に用いる拡散セル装置 において、膜表面と接触する少なくとも２個の導電性の浸透しうる電極手段、お よび 各導電性電極手段を互いに電気的に分離する手段からなり、前記電極手段を前記 膜表面の同じ側の隣接部分に接触する実質的に共通面の表面に延長するおよび終 る側部を有する実質的に並置関係で配置することを特徴とする拡散セル装置。
2. ２．機械的浸透しないで膜表面から帯電または非帯電物質を除去するインビトロ 装置としての請求の範囲１記載の拡散セル装置において、 （ａ）陽極； （ｂ）陰極；および （ｃ）副部分（ａ）と（ｂ）との間の電気的絶縁体からなり、陽極、陰極および 電気的絶縁体を膜表面の同じ側に配置したことを特徴とする拡散セル装置。
3. ３．陽極、陰極および絶縁材料を膜表面の表面に対し共通側に存在する一体ユニ ットとする請求の範囲２記載の装置。
4. ４．更に、膜試料の他側の溜めを通る流れを含み、陽極および陰極を連結して膜 表面と接触する電極間の溜めにおける非導電性材料を有する電気回路を完成させ た請求の範囲３記載の装置。
5. ５．膜表面と接触する電極材料をゲル、液体、ペースト、フォーム、スポンジ、 多孔性金属、金属、多孔性セラミックまたはこれらの組合わせから選択した請求 の範囲１記載の装置。
6. ６．電極をゲルと接触する金属線の組合わせとした請求の範囲５記載の装置。
7. ７．更に、装置の作動温度を制御する手段を含む請求の範囲４記載の装置。
8. ８．機械的浸透しないで膜表面に帯電または非帯電物質を送出するインビトロ装 置において、 （ａ）陽極； （ｂ）陰極；および （ｃ）副部分（ａ）と（ｂ）との間の電気的絶縁体からなり、陽極、陰極および 電気的絶縁体を膜表面の同じ側に配置したことを特徴とする帯電または非帯電物 質を送出するインビトロ装置。
9. ９．陽極、陰極および絶縁体材料を膜表面の表面に対して共通側に存在する一体 ユニットとした請求の範囲８記載の装置。
10. １０．更に、膜試料の他側の溜めを通る流れを含み、陽極および陰極を連結して 膜表面と接触する電極間に電気的バリヤーを有する電気回路を完成させた請求の 範囲９記載の装置。
11. １１．膜表面と接触する電極材料を導電性ゲル、液体、ペースト、紙、フオーム 、スポンジ、多孔性金属、金属、多孔性セラミックまたはこれらの組合わせから 選択した請求の範囲８記載の装置。
12. １２．機械的支持で、かつ非導電性の区域を、膜試料と接触する湿潤液体を含有 する下部二等分部分における浅いトラフとする請求の範囲１１記載の装置。
13. １３．電気的絶縁体を空気とし、および電極をゲルと組合わせた金属線とした請 求の範囲８記載の装置。
14. １４．更に、装置の作動温度を制御する手段を含む請求の範囲１０記載の装置。
15. １５．少なくとも１種の帯電または非帯電物質を、哺乳動物から機械的浸透しな いで無傷の皮膚または粘膜を通して除去する装置において、 （ａ）陽極； （ｂ）陰極；および （ｃ）副部分（ａ）と（ｂ）との間の電気的絶縁材料からなり、陽極、陰極およ び絶縁材料を物理的に配置し、それぞれを哺乳動物の皮膚または粘膜の同じ側と 接触する装置の単一の共通表面に存在させたことを特徴とする哺乳動物から少な くとも１種の帯電または非帯電物質を除去する装置。
16. １６．絶縁材料をガラス、セラミック、空気、プラスチックまたはゴムからなる 群から選択した請求の範囲１５記載の装置。
17. １７．構成部分は次の順序；陽極、絶縁材料、陰極とし、および電極を材料の組 合わせとした請求の範囲１６記載の装置。
18. １８．構成部分は絶縁材料により包囲した１つの電極を有する同心管配置とし、 これら両者を他の電極で包囲した請求の範囲１５記載の装置。
19. １９．電極材料を、導電性ゲル、液体、ペースト、紙、フォーム、スポンジ、多 孔性金属、多孔性セラミックまたはこれらの組合わせから選択した請求の範囲１ ５記載の装置。
20. ２０．哺乳動物をヒトとした請求の範囲１５記載の装置。
21. ２１．イオン化物質を哺乳動物に機械的浸透しないで無傷の皮膚を通して送出す る装置において、 （ａ）陽極； （ｂ）陰極；および （ｃ）副部分（ａ）と（ｂ）との間の電気的絶縁材料からなり、陽極、陰極およ び絶縁材料を物理的に配置し、各電極を哺乳動物の皮膚と接触する装置の単一の 共通表面に存在させたことを特徴とするイオン化物質を哺乳動物に送出する装置 。
22. ２２．電気的絶縁材料を非導電ガラス、セラミック、金属、プラスチックまたは ゴムからなる群から選択した請求の範囲２１記載の装置。
23. ２３．構成部分は次の順序；陽極、絶縁材料とし、および陰極とし、電極を材料 の組合わせとした請求の範囲２２記載の装置。
24. ２４．構成部分は絶縁材料により包囲した１つの電極を有する同心配置とし、こ れら両者を他の電極で包囲した請求の範囲２１記載の装置。
25. ２５．電極材料を導電性ゲル、液体、ペースト、紙、フォーム、スポンジ、多孔 性金属、多孔性セラミックまたはその組合わせから選択した請求の範囲２０記載 の装置。
26. ２６．哺乳動物をヒトとした請求の範囲２１記載の装置。
27. ２７．治療に必要な状態の診断または治療に用いる物質の採集または送出するの に請求の範囲１記載した装置を用いる哺乳動物の治療方法。
28. ２８．電極を哺乳動物の無傷の皮膚に配置し、電流を哺乳動物から物質を抽出す るのに十分に供給し、期間にわたって１または２個の電極で収集する患疾状態の 診断または治療に用いる物質についてイオン惨透により哺乳動物の皮膚または下 の血管を採集する方法。
29. ２９．除去物質の確認および量を、哺乳動物における物質のレベルと相関する含 有物および量について分析する請求の範囲２８記載の方法。
30. ３０．非イオン部分を監視するようにした請求の範囲１５記載の装置。
31. ３１．非イオン部分を天然糖とした請求の範囲３０記載の装置。
32. ３２．天然糖をグルコースとした請求の範囲３１記載の装置。
33. ３３．測定したグルコースの濃度レベルを血液ミリリットル当り約０．１〜５． ０ｍｇのグルコースとした請求の範囲３２記載の装置。
34. ３４．グルコースレベルを血液ミリリットル当り約１．１〜５．０ｍｇの範囲に した請求の範囲３３記載の装置。
35. ３５．皮膚におけるまたは下の血管におけるまたは体における非イオン化バイオ 活性物質のレベルを調べるのに非イオン化バイオ活性物質について表面皮膚また は下の血管を非侵襲的サンプリングする請求の範囲２８記載する方法。
36. ３６．非イオン化バイオ活性物質をヒトの血液ミリリットル当りグルコース約０ ．１〜５．０ｎｇの範囲の濃度のグルコースとする請求の範囲３５記載の方法。
37. ３７．非イオン部分を監視するようにした請求の範囲２記載の装置。