JPH05506583A - イオン導入法によって薬剤を供給する装置および方法 - 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】 イオン導入法によって薬剤を供給する装置および方法発明の背景 本発明は、経皮的な薬剤のアプリケータおよびその使用方法に関するものである とともに、そのようなアプリケータに用いられる薬剤収容媒体に関するものであ る。さらに詳細には、本発明は、電気的に作動させられるとともに、薬剤の経皮 的な供給または移送を促進する等の特性を示すイオン導入法によって薬剤を供給 する装置に関するものである。

イオン導入法は、局所的に薬剤を塗布して、皮膚を通じて、全身的な効果を奏さ せる効果的な方法として、より注目されている。

イオン導入法は、イオン化した薬剤、イオン化可能な薬剤或いは極性をもつ薬剤 を、人の皮膚を通じて供給する技法である。このイオン導入法は、イオン化され た物質、イオン化可能な物質或いは極性をもつ物質を含む溶液或いは他の媒体を 、皮膚に接触させて置き、媒体に電流を流すこと（こよって実行される。イオン 化された物質、イオン化可能な物質或いは極性をもつ物質を含む媒体は、流体或 いは固体であってよく、第１の電極に接触される。電流を、第１の電極から媒体 へ、さらに第１の電極から離間して配置された第２の電極に流すことによって、 イオンは、皮膚或いは組織を通じて媒体から移動させられる。

イオン導入装置は、一方の電極が、その電極の電荷と同じ電荷を存する薬剤を含 む媒体に接触しているのに対して、第２の電極が、そのような薬剤を含まない媒 体に接触するように設計されている。或いは、第２の電極が、第２の電極の電荷 と同し電荷を有する他の薬剤に接触していてもよい。

さらに、イオン導入装置は、パルス発生手段、即ち、イオン導入を行うのに必要 な電圧を低くするため、ある時間間隔で、電極の減極をもたらす手段を含むもの として提案されている。

イオン導入装置の全長は、好ましくは、コスト効果および美観のため、最小化さ れることが望ましく、投薬の能力は最大にされるべきである。

本発明の目的は、互いに絶縁された二つの電極を備え、最小のサイズで、最大を 提供することにある。

本発明の他の目的は、改良された電極の構成を用いた改良されたイオン導入シス テムを提供することにある。このシステムは、二つの電極の極性を反転させる手 段を用いて、単一の薬剤を、双方の電極を通して供給することができる。二つの 電極の極性を反転させる手段は、電気的なスイッチングデバイスによって実現可 能であり、スイッチングデバイスは、選択的に、パルス発生器に連結可能である 。パルス発生器によって、パルス状の電流の供給が可能となり、電気的なスイッ チングデバイスと協動して、パルス発生器は、計時され、パルスに関連する時間 間隔あるいはパルスとは無関係の時間間隔で、電極の極性を反転させる。本発明 のさらに他の目的は、装置に供給される電流の量を変化させる手段を有するイオ ン導入装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、イオン導入装置で用いられる薬剤収容媒体を提供すること にあり、その層の両側には、感圧接着剤か裏打ちされている。

本発明にかかるこれらおよび他の目的並びに利点は、本発明の好ましい変形例お よび実施例の詳細な説明を読むことによって、より明らかになるであろう。

発明の概要 薬剤を供給するイオン導入装置は、可撓性を有する非導電性の裏地と、実質的に イオン化されない材料から構成されたある平面内の第１の電極および第２の電極 を備えている。この平面の一方の側には、任意に可撓性を有する裏地が、選択的 に取り付けられるとともに、平面の他の側は、供給されるべき薬剤を含んだ可撓 性を有する導電層の一方の側に固定可能になっている。また、この装置は、電流 源および二つの電極の極性を反転する手段を備えている。装置は、さらに、二つ の電極の平面に固定され、供給されるべき薬剤を含んだ導を層を備えていてもよ い。イオン交換膜が、任意に、二つの電極と薬剤収容層との間に設けられていて もよい。また、装置が、パルス発生手段或いは電流変化手段或いはその双方を備 え、供給する電流の量を、時々変更したり、或いは、供給する電流の絶対量を変 更してもよい。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明にかかる第１の実施例の略平面図である。

第２図は、本発明にかかる第１図の実施例の略底面図である。

第３図は、本発明にかかる第１図の実施例の略横断面図である。

第４図は、第３図に示された装置に用いられる電気回路のブロックダイヤグラム である。

第５図は、本発明にかかる第３図の装置に用いられる極性スイッチングデバイス の電気回路の概略図である。

第６図は、本発明にかかる第３図の装置に用いられる導電性を存する薬剤収容ゲ ル層の略平面図である。

第７図は、第６図の薬剤の層の略横断面図である；第８図は、本発明にかかる第 ２の実施例の略平面図である：第９図は、本発明にかかる第２の実施例の略横断 面図である。

発明の詳細な説明 本発明は、一般的に、イオン導入装置を提供するものであり、この装置は、任意 に可撓性を有する導電性のない裏地と、その一方の側が、任意に可撓性を有する 裏地に取り付けられた実質的にイオン化されない材料から構成された平面内の第 １の電極および第２の電極と、二つの電極と連通して取り付けられ、供給される べき薬剤を含んだ任意の導電層と、 電流源と、 二つの電極の極性を反転させる手段と、供給されるべき電流を分離したセグメン ト内の電極に与える任意のパルス発生器と、 供給されるべき電流の電圧を変化させる任意の電流調整器と、電極と薬剤収容層 との間に担持された任意のイオン交換膜と、前記薬剤収容層の両側にそれぞれ設 けられ、一方の側の上では、電極に接触するとともに、他の側の上では皮膚に接 触して保持される任意の感圧接着剤とを備えている。

第１図、第２図および第３図を参照すると、イオン導入装置１０の第１の実施例 が示され、このイオン導入装置ｌＯには、ポリ塩化ビニルなとの非導電性で、可 撓性を有する裏地材料からなる非導電性の高分子の外層１２か備えられている。

第１図に示されたイオン導入装置ｌＯの裏側には、第２図に示されるように、対 をなす電極として作用する層１４が設けられている。層１４は、銅、銀またはモ リブデン金属のような導電材料、或いは、他の実質的にイオン化しない材料から 構成されている。特に、層１４は、ヒドロニウムイオンのようなイオン化された 薬剤の量と競合して、多量のイオンを形成しない材料から構成されている。第２ 図および第３図の絶縁材料２０は、層１４を、二つの部分１６．１８に分離させ て、二つの部分１６．１８を、反対の電荷を有する電極として作用させる。

第３図を参照すると、層３０は、直流パルス発生器、電流調整回路および極性ス イッチング手段（これらは第３図には示されていない）から構成された薄い集積 回路である。

第４図は、装置のパルス発生および極性スイッチングを可能にするために用いら れるシステムのブロックダイヤグラムである。第４図において、電気的なパルス 発生器３６は、極性スイッチングデバイスに接続されており、極性スイッチング デバイスは、装置のアノード部３８およびカソード部３９に接続されている。

バッテリー３４は、適当な導電材料を介して、パルス発生器に接続されている。

株式会社アトバンスカシャツケン研究所に誼渡されたササキのヨーロッパ特許出 願第８４３０５９１０．６号には、適当なパルス発生器が開示され、その開示は 、引用することによって組み込まれている。

時限的なリレー装置３６によって、イオン導入装置の極性は、あるパルス数に応 じて変更可能となっており、用いられるイオン化された薬剤を最大に供給するよ うに、活性対中性の電極の比を得ることができる。

第３図の層３０には、外部電流発生器およびスイッチングデバイスを設けること が可能であり、そのａｓｈ＜、第５図に示されている。バッテリー３４は、ゲル 物質内の導電性および可撓性を有する多層ポリマーから構成され、パルス発生器 に電圧を発生させるとともに、極性スイッチングデバイス５０に電気的に接続さ れている。第２図および第３図に示される絶縁材料２０は、薬剤の層から、過剰 な湿気を吸収して、作動中に、二つの電極が短絡するのを防止している。

第５図は、時限的なリレー回路或いは第４図の全体回路に一体化された他のタイ ミング回路から構成され、所望の時間に関して、電極の極性を反転させるスイッ チ手段の回路ダイヤグラムである。

第５図の回路を組み込んだ装置は、以下のように動作する。定出力の電源が、バ ッテリー３４から得られ、時限的なリレー５０を備えたタイミング回路４２に電 流を供給するために用いられる。装置には、マイクロスイッチ６０が設けられ、 薬剤のマトリクスが、イオン導入装置に固定された際に、時限的なリレー５０は 、オンされる。リレー４１は、タイミング回路４２を介して計時され、リレー接 点４９は、所望のパルス数の後に、その位置が変化させられる。この期間に、パ ルス発生器では、パルス発生器３６からのコネクタ４６におけるパルス電流が、 活性電極４３と電気的に接続しているのに対して、中性電極４４は、パルス発生 器からのコネクタ４７に接続している。所望のパルス数の最後で、計時されたリ レーの時間がゼロになったとき、接点４９は、その位置が変化させられて（リレ ーコイル４０に電圧か印加されて）、コネクタ４６は、新たな活性電極４４に接 続されるとともに、コネクタ４７は、新たな中性電極４３に接続される。時限的 なリレー５０のタイミング回路は、パルス発生期間が終わる毎に、自動的にリセ ットされ、それによって、ある期間の間、計時を上げ、次のタイミングの間に、 計時を下げる。−組のパルス（期間）毎に、活性電極および中性電極の極性を変 えることによって、薬剤は、第２図に示す装置の双方の部分に供給し、それは、 装置がパルスを発生している間、引き続き維持される。

薬剤を含む導電性ゲル（或いは他の支持する導電性媒体）の平面図および横断面 図が、第６図に示されている。第７図の横断面において、導電性接着層５３は、 イオン化された膜５５の頂部にラミネートされている。イオン化された膜５５は 、皮膚に接触する薬剤を含むゲル層５２にラミネートされている。絶縁体５６は 、導電性を有するゲルを二つの等しい半部に分離させて、二つの電極に接触させ るとともに、薬剤のゲルのマトリクスが短絡するのを防止して、あらゆる点での 電流密度の濃度を低減させて、電極の表面領域よりも小さくさせる。

ゲル層を作る際に用いられる導電材料は、例えば、樹脂状の多糖カラヤゴムから 構成されている。そのほかに、ゲルを形成するのに使用可能な導電材料とじてリ アクリル酸、ポリアクリル酸エステルかあげられる。これら天然樹脂および合成 樹脂は、水或いはエチレングリコールおよびグリセリンなとのポリオールととも に用いられる。さらに、オレイン酸と組み合わされたポリエチレングリコール、 プロピレングリコールおよびジプロピレングリコールなとの付加物を、ゲルに（ ・１加して、皮膚を通る薬剤の移動を向上させ、与えられた薬剤を送る電流密度 を低減させることかできる。

イオン化された薬剤或いはその導電性塩は、上述した材料と混合され、イオン導 入のためのゲルの導電性が、より高められる。感圧接着剤が患者に被着されて、 薬剤か供給されるまで、感圧接着剤を保護するために、剥離ライナー５４が、ゲ ル層の両側上に用いられていてもよい。

第８図および第９図の装置は、本発明の第２の実施例を示している。この実施例 においては、外部電源、パルス発生器および極性反転デバイスが用いられ、第１ 図乃至第３図に示された装置よりも、より高い電流密度を供給することができる 。第８図および第９図に示されるように、外層１０ａは、高分子の非導電性材料 からなる。また、１４ａは、第２図および第３図の対をなす電極に対応している 。絶縁体２０ａは、装置の二つの電極を分離している。第８図および第９図の装 置は、外部電源に接続された付加的な電気コネクタ７４、パルス発生および極性 スイッチング装置７５を存している。装置７５は、パルス周波数、電流密度およ び極性スイッチング期間を調整可能に装備されている。

本発明にかかる装置のカソードおよびアノードは、銀、銅、モリブデン、ステン レス鋼或いは（１）作動中に酸化するという意味で、′犠牲的”であり、或いは （２）引き続いた作動中、耐腐食性の他の材料のような構成材料から作られてい るカラヤゴムを、ゲル層として用いた場合、それは、電気化学的に導電性を育す るであろうし、高い保水性と、自然のｐＨの緩衝作用（ｐＨ４乃至５）のため、 皮膚に接触させるのにより好ましいであろう。

カラヤゴムのゲルは、通常、５０重量部のカラヤゴムと、２５重量部の水および ２５重量部のプロピレングリコール或いはグリセリンから作られている。優れた 保水性によって、イオン化された薬剤は、ゲル上に最小限の影響を伴って加えら れ得る。加えられる薬剤の量は、単位時間ごとの所望の単位投薬量、活性電極に 接触したゲル層のサイズ、用いられる電流の量および他の変数に依存しているゲ ル層の上の電極側には、イオン交換部材かあり、電極とイオン化された薬剤がし み込んだゲル層を分離させて、電極材料によって生成される同じ電荷を有するイ オンの流れか生じないようにしている。イオン交換膜は、微細な孔を存する材料 から構成され、ゲル層に用いられる薬剤に応じて変えられる。

適当なイオン交換膜として、イオニクスインクのＡＲ１０３−ＱＺおよびＲＡＩ リサーチコーポのＲａ１ｐｏｒｅ　４０１０ならびに４０３５か使用できる。イ オン交換膜の外面には、導電性を有する感圧接着剤が付着させられ、イオン導入 装置の電極と接触している。イオン交換膜が備えられたゲル層の表面は、いずれ も、剥離ライナーに覆われ、剥離ライナーは、薬剤のゲル層が使用されるときに 、取り去られる。最後の層は、保護パウチてパウチされ、使用されるまで、薬剤 を所望の濃度に維持している。

パルスを生成する既知の装置を、本発明に用いることかできる。このような装置 の一つは、パルス発生器およびパルスの出力電流を増大させるチャージポンプタ イプの電圧コンバータ回路を備えている。このようなタイプの電圧を増大させる 装置を用い、薄層バッテリーの電圧を２倍或いは３倍にすることによって、皮膚 の高い抵抗値（即ち、皮膚の抵抗値は、ＩＯＫオーム乃至１Ｍオームのオーダで ある）に打ち勝つ電圧を得るここができる。また、パルスによって、電極の下の 皮膚に、刺激ややけど等をあまり与えることなく、より高い電圧を加えることか できる。

本発明のために、既知のパルス発生器に、計時される電子的な反転回路が付加さ れ、アノード電極とカソード電極を、くルス数に対応する予め定められた時間間 隔で変化させる。アノードとカソードとを反転させる間のパルス数は、活性電極 が中性電極に反転させられる前に、活性電極で、陽性の薬剤が供給されるように 決定される。より高い電流密度によって、低い電流密度の場合よりもより短い時 間で、より高い濃度のイオン化された薬剤が供給されることが、わかっている。

したがって、活性電極に、より高い電流でパルスを発生することによって、イオ ン化された薬剤は、より速く皮膚を通って送られ、さらに、より速く血流に達す る。これによって、電極の反転する間、薬剤が、皮膚を離れることが防止される 。また、皮膚は、長期間にわたる連続的なイオン導入にわたり用いられた電荷に より、極を有するようになり、イオン化された薬剤の供給に対する抵抗を増加さ せる傾向を存している。電極を反転させることによって、分極が生じるのを防止 し、皮膚の、イオン化された薬剤の供給に対する自然抵抗を最小限にするととも に、全時間に供給される薬剤の量を増加させることができる。

薄層バッテリーは、電流スイッチングデバイスおよび／またはパルス発生器に、 電流を供給するのに用いられる。そのようなバッテリーには、ゲル状の物質とシ ート状にｆｌｊ層された可撓性および導電性を有するポリマー材料か用いられ、 電圧が生成される。上述した２倍の電流を生成する装置を用いることによって、 経皮的な薬剤の供給速度を増加させることができる。

バッテリー、パルス発生器およびスイッチデバイスを備えた回路は、層状にされ 、イオン導入装置全体の厚みを減少させている。０．５ミリメートルの厚みを維 持するように形成されることによって、装置は、１ミリメートル乃至２５ミリメ ートルを越えないものとなる。

外層は、電気回路および装置の二つの電極を保護し、薬剤を含む活性イオン化さ れたゲル材料のためのキャビティーを与えるように選択される。ポリエチレンお よびポリプロピレンのような材料或いは所望の形状にモールドでき、かつ、電極 回路を保護する導電性のないあらゆるポリマーを用いることが可能である。しか しながら、適度に可撓性を有し、皮膚とともに曲がるポリマーが、もっとも望ま しい。

ＦＩＧ、　／ ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ、　６ ＦＩＧ、　７ ＦＩＧ、　８ 国際調査報告　ＩＭ’Ｔ／ｌｌｅ　ｏｎｚｎｔｎ＋。

ＰＣＴ／ＬＩＳ　９０１０３０１５ 国際調査報告

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．薬剤を供給するイオン導入装置であって、任意に可撓性を有する非導電性の 裏地の層と、実質的にイオン化されない材料から構成されたある平面内の第１の 電極および第２の電極であって、該平面の一方の側には、前記裏地の層が取り付 けられるとともに、前記平面の他の側が、供給されるべき薬剤を含んだ可撓性を 有する導電層の一方の側に固定されるようになっている第１の電極および第２の 電極と、 電流源と、 前記第１の電極および前記第２の電極の極性を反転する手段とを備えたことを特 徴とする薬剤を供給するイオン導入装置。
2. ２．さらに、前記電極に固定され、供給されるべき前記薬剤を含んだ導電層を備 えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
3. ３．前記導電層が、イオン化された形態の薬剤を含んだゲルから構成されること を特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。
4. ４．前記導電性を有するゲルが、イオン交換膜によって、前記電極から分離され ていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。
5. ５．さらに、計時される間隔で、供給されるべき電流を生じさせるパルス発生器 を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
6. ６．さらに、一或いはそれ以上の治療用のパルスが発生された後、前記第１の電 極および前記第２の電極の極性を反転可能なスイッチ機構を備えたことを特徴と する請求の範囲第５項に記載の装置。
7. ７．さらに、前記供給されるべき薬剤を含んだ導電層を備え、前記導電層の一方 の側が、イオン交換膜を担持するとともに、他の側が、前記二つの電極に取り付 けられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
8. ８．前記導電層が、ゲルから構成されることを特徴とする請求の範囲第７項に記 載の装置。
9. ９．前記薬剤が、カラヤゲル内に収容されていることを特徴とする請求の範囲第 ７項に記載の装置。
10. １０．イオン導入装置であって、 可撓性を有する非導電性の裏地の層と、前記可撓性を有する裏地の層に隣接する 実質的にイオン化されない材料から構成され、供給されるべき薬剤を含んだ導電 層の一方の側に固定可能な第１の導電性を有する電極および第２の導電性を有す る電極と、前記薬剤を収容し、前記第１の電極および前記第２の電極に固定され るべき可撓性を有する導電層と、 電流源と、 作動中に、前記二つの電極の間の極性を反転する手段とを備えたことを特徴とす るイオン導入装置。
11. １１．前記導電層が、イオン化された薬剤を含んだゲルから構成されることを特 徴とする請求の範囲第１０項に記載の装置。
12. １２．前記導電性を有するゲルが、さらに、該ゲルの一方の側上に、イオン交換 膜で裏打ちされていることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の装置。
13. １３．さらに、パルス発生器と、 計時される間隔で、前記電極に流す電流の量を変化させる手段を備えたことを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
14. １４．さらに、治療用のパルスの間隔と同時に、前記両電極の間の極性を反転す るスイッチ機構を備え、前記治療用のパルスが中断している間に、前記両電極の 間の極性を反転させることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の装置。
15. １５．イオン導入装置の非導電性の裏地の層に取り付けられるような寸法を有す るとともに、薬剤を収容した可撓性を有する導電材料。
16. １６．さらに、その両側の上に、一方の端部で皮膚に取り付けられ、他の端部で 電極に取り付けられるのに十分な接着強さを有する感圧接着剤を備えたことを特 徴とする請求の範囲第１５項に記載の層。
17. １７．さらに、前記皮層に接触する接着剤の層と、隣接する可撓性および導電材 料との間に位置させられたイオン交換膜を備え、前記イオン交換膜が、イオンを 引きつけることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の装置。
18. １８．電流源とともに用いられるイオン導入装置であって、パルス発生器と、 実質的にイオン化されない材料から構成された二つの電極と、前記二つの電極の 極性を反転する手段と、前記電極に、パルス状の電流を供給する手段と、前記電 流の電圧を変化させる手段とを備えたことを特徴とするイオン導入装置。