KR100194851B1 - 이온삼투요법용 장치 - Google Patents

이온삼투요법용 장치

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KR100194851B1
KR100194851B1 KR1019950705858A KR19950705858A KR100194851B1 KR 100194851 B1 KR100194851 B1 KR 100194851B1 KR 1019950705858 A KR1019950705858 A KR 1019950705858A KR 19950705858 A KR19950705858 A KR 19950705858A KR 100194851 B1 KR100194851 B1 KR 100194851B1
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reversible
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exchange membrane
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오카베 케이이치로
히비 도요지
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나까도미 히로다카
히사미쓰 세이야꾸 가부시키가이샤
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Abstract

전기전열체로 피복된 전극자체의 화학성질이 변화와 전기분해로 인한 이온삼투요법용에서의 전도율의 감소를 방지하고, 전극에서 유리된 이온으로 인한 운반율의 감소를 방지하는데 본 발명의 목적이 있다. 가역성 전극과 그 재생용의 보조전극을 일체로 구비하는 전극구조체와, 치료전류의 휴지기에 가역성전극의 재생용 전류를 전도시키는 재생용 전류전도수단이 설치되어 있고, 또한 가역성 전극과 이 전극에서 유리된 이온이 침투하기가 어려운 이온교환막으로 구성되어 있다.

Description

[발명의 명칭]
이온삼투요법용 장치
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 이온삼투요법 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이온 삼투요법용의 전극구조에 관한 것이다.
[배경기술]
피부를 통하여 수용성 및 이온성 약물을 전기적으로 투여하기 위한 이온삼투요법에 사용되는 전극은 약물을 함유하는 용액으로 함께 제공되며, 더우기 이 전극에는 주로 일방향의 극성을 갖는 치료 전류가 연속적으로 또는 간헐적으로 공급된다.
상기한 상태에 놓여진 전극은 전기분해로 인하여 그 전도율이 감소되는 것이 피할수가 없고, 전기 절연체로 피복된 전극 자체의 화학 성질이 변화한다.
한편, 관련된 종래의 기술에서는, 이온삼투요법용의 전극구조로서, 소위 가역성 (비편극성) 전극을 사용하는 것을 포함하여 각종의 구조가 제안되어 있다.
그러나, 이온삼투요법에 가역성 전극을 사용한 경우, 전도시에 전극으로 유리되는 각종의 이온에 의하여 이온성 약물의 운반율이 현저하게 감소된다. 그러므로, 본 발명의 목적은 전극을 실제로 사용하는 경우에 전도율의 감소를 방지하고, 운반율의 감소를 가급적으로 방지시키면서 효율적인 이온삼투요법을 얻게하는 것을 가능케 하는 신규한 전극구조를 제공하는데 있다.
[발명의 개시]
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여는, 다음과 같은 기술적 구성을 갖는 이온삼투요법용 장치가 제공된다.
즉, 본 발명의 이온삼투용 장치는 소정의 전압레벨, 예를 들면 소정의 펄스를 인가하는 전극, 이온성 약물을 포함하고 전극과 반대로 배치되며 필요한 치료를 요구하는 부위와 접촉하도록 구성되어 있는 약물보지수단, 및 소정의 타이밍에서 소정의 전압레벨을 갖는 전압을 전극에 인가하는 전압인가제어수단으로 구성되되, 전극이 전도성 용액을 통하여 약물보지수단내에 보지된 약물에 가역성 전극으로 방출된 이온의 전하를 공급하도록 가역성 전극으로 구성되어 있다.
더 구체적으로는, 본 발명의 이온삼투요법용 장치의 제1양상으로서, 이온삼투요법용 장치는 가역성 전극에 보조전극이 부가적으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 이온삼투요법용 장치의 제2양상으로서, 가역성 전극과 약물보지수단 사이에 이온교환막이 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 제1 실시예를 도시한 부분 단면도.
제2(a)도, 제2(b)도 및 제3(a)도-제3(c)도는 제1도에 도시한 실시예의 동작을 설명하기 위한 도.
제4도및 제5도는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도.
제6도는 본 발명의 실시예에 대하여 실험을 행한 때의 장치구성을 도시한 도.
제7도 및 제8도는 실험결과를 도시한 도.
제9도는 이온교환막의 개략도.
제10도는 본 발명의 제3실시예의 단면도
제11도 및 제12(a)도와 제12(b)도는 실험 1의 결과를 도시한 도.
제13(a)도 및 제13(b)도는 본 발명의 실시예에 대한 실험에 있어서 실험장치의 단면도.
제14(a)도 및 제14(b)도는 실험 2의 결과를 도시한 도.
제15(a)도 및 제15(b)도는 본 발명의 제3 실시예에 대한 실험에 있어서 실험장치의 단면도.
제16도는 실험 3의 결과를 도시한 도.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]]
이하, 본 발명의 이온삼투요법 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에서의 이온삼투요법 장치의 기본적 기술구성의 일 실시예를 나타내는 블럭도를 도시한 것이다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 이온삼투요법 장치는 소정의 전압레벨, 예를들면 소정의 펄스를 인가하는 전극1 또는 2, 이온성 약물을 포함하고 전극1 또는 2와 반대로 배치되며, 필요한 치료를 요구하는 부위와 접촉하도록 구성되어 있는 약물보지수단 5, 및 소정의 타이밍에서 소정의 전압레벨을 갖는 펄스 전압을 전극1 또는 2에 인가하는 전압인가제어수단 7로 구성되어 있다. 전극1 또는 2는 전도성 용액을 통하여 약물보지수단 5내에 보지된 약물에 전극1 또는 2로 방출된 이온의 전하를 공급하도록 가역성 전극으로 구성되어 있다.
더우기, 본 발명의 제1양상에 있어서는, 가역전극1 또는 2에는 보조전극3이 부가적으로 제공되어 있고, 본 명의 제2양상에 있어서는, 이온삼투요법용 장치는 가역전극1 또는 2와 약물 보지수단 5사이에 이온교환막 13이 설치되어 있는 것을 더 특징으로 하고 있다.
다음에, 본 발명의 이온삼투요법용 장치의 제1양상이 기술적 구성에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의해 정의된 이온삼투요법 장치의 제1양상은 상술한 기본 기술적 구성 이외에 가역전극1 또는 2가 보조전극3에 의해 수반된다는 추가 기술 특징을 갖는다. 본 발명의 제1양상은 가역전극과 이 가역전극의 재생용의 보조전극과 일체로 제공된 전극구조및 치료전류가 OFF 될때 가역전극의 재생용의 전류를 전도시켜서 전도성을 저하시키는 주 전극과 카운터 전극의 전극반응을 방지하거나 전극의 재생에 따라 전도율을 복원하기 위한 재생전류 전도수단을 제공한다.
[실시예 1]
따라서, 본 발명에 관한 이온삼투요법용 장치의 제1양상의 일시예를 실시예 1로서 설명한다.
제1도에 있어서, 1은 주전극용 전극으로서, Ag등의 금속재료로 구성된다.
이 재료는 주전극의 극성에 따라 선택된다.
2는 카운터 전극용 전극으로서, AgCl, Ag등으로 구성된다. 카운터 전극용 전극 2의 재료는 주 전극용 전극1과 유사하다. 주전극용 전극1과 카운터전극용 전극2에 대하여 가역성을 갖는 부재가 선택적으로 사용된다.
가역성이란 전극의 일부 또는 전부가 원래의 재료 또는 원래의 전도성으로 재생될 수 있다는 것을 의미한다. 대표적인 재료로서, 은(Ag)이 표시되지만, 이에 한정되지는 않는다.
더우기, 주전극과 카운터전극의 극성은 투여되는 약물의 이온극성에 의하여 결정되고 (+)극성 또는 (-)극성 일수도 있다.
3은 재생용 보조전극으로서, 카본 또는 알루미늄등의 전도성 재료로 구성된다. 4는 백킹(backing)부재로서, 전기적 절연성을 갖는 쉬트상(Sheet-Like)부재이다.
전극 1-3은 백킹부재 4의 표면에 인쇄처리, 잡착제에 의한 접착처리등에 의하여 부착된다.
5는 약물보지수단으로서, 약물 및 용액이 함침된 다공질 부재등으로 구성된다.
다공질 부재의 일예로서, 흡수성과 물 침투성 필름상 부재가 있다.
흡수성 및 물 침투성 필름상 부재로서는, 얇은층의 멤브레인(Laminarmebrane) 필터(Biolyne A(상표)), 종이, 부직포, 다공질 필름등의 수분 침투성 섬유층, 소정의 약물을 보지·부착·함유한 수용성 고분자에 의해 형성된 전분(oblaat), PVP필름등의 흡수성(수용성)필름을 통상적으로 사용하여 얇은 필름상으로 형성된 것을 예시할 수 있다. 더우기, 그 수용성의 정도도 사용목적에 따라 적절히 조절될 수 있다.
6은 계면 형성수단으로서, 전도성 용액이 함침된 상술한 바와 같은 다공질 부재, 겔 기재(基材)등으로 구성되어 있다.
7은 전력공급유니트로서, 그 내부구조에 대하여 이하에 설명한다. 71은 신호처리유니트이고, 소정의 알고리듬을 내장하여 이 알고리듬에 근거하여 제어신호를 출력하는 것이다. 신호처리유니트 71은 게이트 어레이, 마이크로컴퓨터등에 의하여 구성된다. 72는 치료용 전류펄스출력수단으로서 펄스를 출력하고 탈분극(脫分極)펄스를 출력한다. 73은 재생용 전기출력수단으로서, 직류, 펄스등을 출력한다. 이 재생용 전기출력수단 73은 신호처리유니트 71에 의한 필요에 따라 제어된다. 74와 75는 스위칭 수단으로서, 아날로그 스위치, 계전기, 트랜지스터, FET등으로 구성되어 있다.
스위칭 수단 74와 74는 신호처리수단 71에 의하여 출력된 제어신호에 의하여 ON/OFF 동작을 행한다. 치료용 전류펄스출력수단 72의 출력의 일단은 출력단(A)에 접속되는 반면에, 그 타단은 스위칭 수단 75의 일단에 접속되어 있다. 스위칭 수단 75의 타단은 출력단(C)에 접속되어 있다. 재생용 전기출력 수단 73의 일단을 출력단(A)에 접속되는 반면에, 그 타단은 스위칭 수단 74의 일단에 접속되어 있다. 스위칭 수단 74의 타단은 출력단(B)에 접속된다. 탈분극 펄스출력단은 출력펄스가 OFF될때 출력단을 접속하는 기능을 갖는다. 보다 상세히로는, 일본 특개소 60-156475호에 기재되어 있다. 11, 12, 및 31은 리드선으로서, 전력공급유니트 7의 출력단 (A)∼(C)와 전극 1∼3를 전기적으로 접속하는 것이다.
다음에, 제1도에 도시한 구성의 동작을 제2(a)도와 제2(b)및 제3(a)도-제3(c)를 참조하여 설명한다. 제1도의 약물보지수단 5와 계면형성수단 6은 전력공급유니트 7과 약물의 경피(硬皮)투약부위를 조절하도록 되어있다. 신호처리수단 71은 스위칭 수단 75를 ON 시키고 스위칭 수단 74를 OFF시킨다. 치료용 전류펄스출력수단은 치료용 전류펄스를 출력시키고 제2(A)도에 도시한 펄스를 출력단(A)와 출력단(C)에 출력한다.
출력단(B)는 스위칭 수단 74가 OFF되므로 다른 출력단으로부터 전기적으로 차단된 상태에 있다. 출력단(A)는 주전극의 전극 1에 접속되는 반면에, 출력단(C)는 카운터 전극의 전극 2에 접속된다. 펄스가 상승함과 동시에, 약물보지수단 5, 인체, 및 계면형성수단 6층에서 전기적폐쇄회로가 형성되어, 치료용 전류가 흐른다.
제2(A)도에 도시한 펄스가 하강하면, 신호처리수단 71은 스위칭수단 75를 OFF 시키고 스위칭 수간 74를 ON 시킨다. 전력공급유니트를 7은 출력단(A)와 출력단(B)사이에 제2(B)도에 도시한 재생용 펄스를 출력한다. 이 때에, 출력단(A)의 펄스의 극성은 이전의 전류의 출력시에의 극성과 반대이다. 예를들면, 출력단(A)가 치료용 전류의 출력시에(+)극성을 가졌다면, 재생용 펄스의 출력시에는 출력단(A)는 (-)극성을 갖고 출력단(B)는 (+)극성을 갖는다. 재생용 펄스는 출력단(B)에 출력하고 출력단(A)는 재생용 전극3, 약물보지수단 5, 및 주전극용 전극1에서 전기적 폐쇄회로를 일으켜, 역방향 전압을 이가하여서 주전극용의 전극1의 전극반응을 방지하고, 이에 의해 전도성을 재생시킨다.
더우기, 출력단(C)는 스위칭 수단 75가 OFF 되므로 다른 출력단에서 전기적으로 차단되도록 설정된다. 또한, 약물보지수단 5의 전기적 전도성이 높은 경우, 전력공급유니트 7은 출력단(B)과 출력단(A)의 사이에 형성된 전기적 폐쇄회로상에 저항체를 접속하여 전극을 재생시키는 동작을 행할때 과전하 전류가 이 회로에서 발생되지 않도록 하는 경우도 있다.
또한 전력공급유니트 7은 밧데리등의 전원 및 펄스출력수단, 탈분극 펄스출력수단, 직류출력수단, 및 이들출력장치를 제어하는 장치등이 구비되어 있는한, 한정되지는 않는다. 더우기, 출력전류와 전압이 비교적 낮으므로, 전력공급유니트 7의 요부를 단일 칩으로 하는 것이 용이하다.
상기 실시예는 치료용 전류펄스가 출력될때마다 재생용 펄스가 출력되는 것이지만, 다음에 다른 동작에 대하여 설명한다. 구성은 제1도와 동일하므로, 구성의 설명은 생략한다.
제1도에 있어서, 전력공급유니트 7은 제3(a)도-제3(c)에 정확히 소정시간에 걸쳐 출력시킨다. 이 때에, 출력단(B)는 다른 출력과 전기적으로 차단된 상태에 있다.
다음에, 제3(b)도에 도시한 재생용 직류는 소정의 시간동안 출력단(B)와 출력단(A)를 거쳐 출력된다. 이때에, 출력단(C)는 전기적으로 차단된 상태에 있다. 여기서 언급하는 직류는 긴 펄프폭을 갖는 펄스를 포함하는 것이다.
출력단(B)와 출력단(A)를 통하여 출력된 재생용 펄스는 제2(B)도에 도시한 직류이외에 제3(C)도에 도시한 바와 같은 연속적인 펄스군 또는 탈분극 펄스일 수도 있다.
치료용 전류펄스의 지속시간은 수시간, 예를들면 3시간, 바람직하게는 6시간 정도이지만, 특별히 한정되지는 않는다. 더우기, 재생용 전류출력의 지속시간은 1시간, 바람직하게는 3시간이지만, 특별히 한정되지는 않는다.
[실시예 2]
다음에, 본 발명의 이온삼투요법용 장치의 제1양상의 다른 실시예를 제4도를 참조하여 설명한다.
1은 주전극용의 전극이고, 3은 보조전극이다. 주전극용 전극 1과 보조전극 3은 구멍을 갖는 전도성 부재로 형성된다.
32는 지지부재로서, 부직포등의 비전도성 다공질 부재로 형성된다. 주전극용전극1과 보조전극3은 지지부재 32의 정면과 후면에 인쇄되거나 기계적 또는 화학적 결합에 의하여 부착된다.
5는 상술한 구성을 갖는 약물 보지수단이다. 33은 약물보지수단 5와 같은 재료를 포함하는 전도성 부재에 의해 형성되는 접속부재이다.
제1도에 도시한 전력 공급 유니트 7과 주전극용 전극1을 접속하기 위한 리드선 11과 전력공급유니트 7과 보조전극 3을 접속하기 위한 리드선 31은 제1도에 도시한 것과 같다.
제4도는 주전극용 전극과 카운터 전극용 전극을 분리한 구성을 도시한 것으로서, 카운터전극측은 동일한 참조번호를 표시되고 그 설명은 생략한다.
더우기, 상술한 분리는 특별히 필요하지는 않는다. 전극은 제1도에 도시한 것 이외에 일체로 형성될 수도 있다. 요점은 약물보지수단 5와 접속부재 33이 지지부재 32을 통하여 전기적으로 전도상태를 형성하는 구성을 갖는다는 것이다.
다음에, 동작을 설명한다.
전력공급유니트 7의 전기적 출력은 제1도의 동작과 관련하여 설명한것과 동일하다. 지지부재 32는 다공성이므로, 약물보지수단 5와 접속부재 33은 용액을 통하여 전기적으로 전도상태로 되어 있다.
따라서, 치료전류용 펄스가 제1도와 같은 방식으로 출력단(A)와 출력단(B)를 통하여 출력될때, 주전극용 전극 1과 보조전극 3사이에 폐쇄회로가 형성되고 주전극용 전극 1의 재생동작을 행한다.
[실시예 3]
다음에, 본 발명의 이온삼투요법용 장치의 제1양상의 다른 실시예를 제5도를 참조하여 제3도으로서 설명한다.
제5도는 제1도에 도시한 약물보지수단 5의 내부에 메쉬상(mesh shape)또는 구멍을 갖는 보조전극 3을 개재시킨 것을 도시한 것이다. 그 나머지 구성은 제1도와 동일하고 동작도 제2도와 제3도와 동일하므로, 그 설명은 생략한다. 보조전극 3은 전도성 부재 자체일수도 있고, 또는 전도성 부재를 부착하기 위해 구멍이 형성된 비전도성 쉬트(sheet)로 구성된 부재일 수도 있다.
다음에, 본 발명에 사용된 약물예를 표시한다.
[국소마취제]
염산 리도카인, 염산 테트라카인, 염산 프로카인, 염산 디부카인, 염산 옥시부프로카인, 염산 부피바카인, 염산 메피바카인
[항알레르기제 또는 진핵제 및 거담제]
크로모글릭산 나트륨, 푸말산 케토티펜, 염산 아젤라스틴, 암렉사논, 테르페나딘, 푸말산 에메다스틴, 트라닐라스트, 인산 코데인, 인산 디히드로 코데인, 염산 에프라지논, 히벤즈산 티페피딘
[기관지확장제]
테오필린, 염산 피르부테롤, 황산 테르부탈린, 황산 헥소프레날린, 황산살부몰, 염산 톨로브테롤, 염산 프로카테롤, 염산 마브테롤, 푸말산 포르모테롤
[진통제]
염산 모르핀, 염산 히드로모르폰, 염산 부프레노르핀, 염산 부프라놀롤, 염산 펜타조신, 주석산 부토르파놀, 브롬산 엡타조신, 염산 날부핀, 유산펜타조신, 디클로로페나크 나트륨
[강심제]
염산 도파민, 염산 도부타민, 암리논
[정신신경안정제]
염산 클로르프로마진, 에타졸람, 염산 아미트립틸린, 이염산 클로카프라인, 할로페리돌, 염산 모사프라민, 페르페나진, 페노티오진
[항생제]
클록사실린 나트륨, 벤질페니실린 칼륨, 티카르실린 나트륨, 암피실린 나트륨, 피페라실린 나트륨, 세폭시틴 나트륨, 세포디짐 나트륨, 세포탁심 나트륨, 세포테탄, 세포테타니 나트륨, 세포페라존 나트륨, 세프술로딘 나트륨, 세프타지임, 세프메타졸 나트륨, 황산 세프피로메, 황산 겐타미신, 황산 시소미신, 황산 디베카신, 황산 아미카신, 황산 리보스타마이신, 린코마이신, 에리쓰로마이신, 조사마이신, 클로람페니콜, 테트라 시클린
[항악성종양제]
미토마이신 C, 에토포시드, 염산 프로카르바진, 구연산 타목시펜, 플루오로우라실, UFT , 테가푸르, 카르모푸르, 메토트렉사이트, 카르보쿠논, 염산 블레오마이신, 황산 페플로마이신, 염산 에피루비신, 염산 피라루비신,
네오카르지노스타던, 렌티난, 피시바닐, 시조필란, 시스플라틴, 카르보플라틴, 아드리아마이신, 황산 빈크리스틴
[순환기능개선제]
구연산 니카메타이트, 알프로스타딜, 아르가트로반, 시티콜린, 푸말산 니조페논, D-만니톨, 니코란딜, 염산 딜트리아젬, 염산 메크로페녹사이트, 말레인산 리슬리드, 칼슘 호판테니트
[통풍치료제]
벤즈브로마론, 알로푸리놀, 콜치신
[고지방혈증제]
심바스타틴, 니코몰, 프라바스타틴 나트륨
[항히스타민제]
염산 디펜히드라인, 염산 프로메타진, 말레인산 클로르페니라민, 메퀴타진, 푸말산 클레마스틴
[수면진정제 또는 항흥분제]
플루니트라제팜, 미다졸람, 세코바르비탄 나트륨, 아모바르비탈 나트륨, 페니토인 나트륨
[진통제 또는 소염제]
케토프로펜, 플루르비프로펜 액세틸, 인도메타신, 록소프로펜 나트륨, 디클로페나크 나트륨, 피록시캄, 테니다프, 플루르비프로펜, 테녹시캄
[항현기증제]
염산 디페니돌, 말레인산 티에틸페라진, 메실산 베타히스틴
[항경련발현제]
부틸브롬산 스코플라민, 황산 아트로핀, 염산 에페리손, 염산 티자니딘
[부정맥제]
염산 아로티놀롤, 염산 프로파놀롤, 아테놀롤, 황산 퀴니딘, 염산 이데놀롤, 염산 부쿠몰롤
[항고혈압제]
염산 클로니딘, 황산 베타니딘, 염산 베나제프릴, 실라자프릴, 카프토프릴, 염산 셀리프롤롤, 염산 틸리솔롤, 염산 테라조신, 염산 부나조신, 염산 카르베딜롤
[피질호르몬]
인산 나트륨 히드로코르티손, 팔미트산 덱사메타손, 인산 나트륨 덱사메타손, 인산 나트륨 베타메타손, 숙신산 메틸프레드니솔론
[펩티드, 폴리펩티드등]
황체화 호르몬-방출호르몬(LH-RH), 엔케팔린, 인테르페론, 인슐린, 칼시토닌, 티로트로핀 방출 호르몬(TRH), 옥시토신, 리프레신, 바소프레신, 글루카곤, 피투이타리 호르몬, 인체 성장 호르몬(HGH), 인체 폐경기 고나도트로핀(HMG), 인체 융모막 고나도트로핀 (HCG), 초산 데스모프레신, 소낭자극호르몬, 성장 호르몬 - 방출인자, 부신피질 자극 호르몬(ACTH), 부갑산성 호르몬(PTH), 세크레틴, 안지오텐신, β-엔톨핀, 소마토스타틴, 가스트린, 네우로텐신, 아트리알 나트리우레틱 펩티드(ANP), 브라디키닌, P물질, 디놀핀, 갑상선 자극 호르몬(TSH), 프롤락틴, 인테르레우킨, 필그라스팀, 글루타티온 페록시다제, 수페록사이드 디스무타제(SOD), 데스모프레신, 흑혈구 자극 호르몬(MSH), 무라밀 디펩티드, 봄베신, 혈관활성장 폴리펩티드, 콜레시스토키닌-9, 칼시토닌 유전자 방출 펩티드(CGRP), 엔도텔란, 니코틴
이들 약제는 약제학에서 유용한 각종 메트릭스 성분과 혼합되어 연고, 겔, 크림, 용액, 현탁액, 필름등의 각종 형태로 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 이온삼투요법용 장치의 제1양상에 있어서는, 보조전극을 가열전극과 일체로 배치하는 것이 바람직할 수도 있고, 더우기 보조전극을 전압인가제어수단으로 제어하여 가열전극에 소정의 펄스를 인가하지 않는 때에 보조전극에 소정의 펄스를 공급하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제1양상에 있어서, 이온삼투요법용 장치에 적어도 2개의 가열전극이 바람직하게는 1개의 그룹으로서 한쌍을 형성하며, 쌍을 형성하는 가열전극의 각각에는 펄스가 공급된다. 쌍에서 가역전극중 1개에 인가된 펄스의 펄스상은 쌍에서 다른 가역전극에 인가된 펄스의 펄스상과는 다르다.
한편, 본 발명의 제1양상에 있어서, 이온삼투요법용 장치에 설치된 보조전극은 그룹의 쌍을 형성하는 가역전극중 1개에 근접한 위치에 배치되며, 특히 보조전극은 가역전극과 보조전극사이에 개재된 지지수단을 통하여 가역전극을 보조전극에 쌓아 올리는 구성을 형성하도록 가역전극을 설치한 평면과 동일한 장치의 평면상에 설치될 수도 있다.
다음에, 본 발명의 이온삼투요법용 장치의 제1양상의 작용·효과에 대한 실험에 대하여 설명한다.
[실험 1]
실험장치는 제6도에 도시되어 있다. 61은 양극용 전극(주전극)으로서, 은(Ag)박으로 구성되어 있다.
62는 양극용 전극(보조전극)으로서, 카본 프린트된 필름상 전극으로 구성되어 있다.
63은 음극용 전극(카운터 전극)으로서, AgC1/Ag박으로 구성되어 있다.
64는 생리식염수, 65는 교반기이다.
전극들간의 거리를 25㎜로 하고 치료전류용 전기출력장치로 2V, 40㎑, 30%튜티(daty)의 탈분극 펄스 출력장치를 사용하였다. 재생용 전기 출력장치도 상기와 마찬가지의 탈분극 펄스출력장치를 사용하였다. 전극 61-63과 전기출력수단을 도체단자 611-631로 접속하였다.
양극용 전극(주전극) 61이(+), 음극용 전극(카운터 전극)이 (-)로 되도록 치료전류용 전류를 출력하였다. 전류값이 초기값의 약 ½로 저하된 시점에서, 전도를 중지하여 전극중량을 측정하였다(전도시간은 15∼20분정도였다). 그 다음에, 양극용 전극(주전극) 61에서 생성된 AgCl의 양에 대응하는 DC전류(식1에 표시한 패러데이 법칙에 의해 산출)를 양극용 전극(보조전극) 62를 (+)로 하고 양극용 전극(주전극) 61을 (-)로 하도록 재생용 전기출력을 행하였다. (재생용 전기출력의 출력시간은 7.85㎃ × 9min∼12min 정도였다.
여기서 I : 전류값 (A )
t : 시간 (sec)
F : 페러데이 상수
9.65 × 104(C/mol)
W : 반응물질 질량(g)
Me : 화학당량 (g/mol)
양극용 전극(주전극) 61이 Agcl에서 Ag로 재생된 후에, 재차 양극용 저전극(주전극) 61과 음극용 전극(카운터 전극) 63사이에 상술한 치료전류용 전기출력을 인가하였다. 이들 단계를 반복하여 약 3개 예를 측정하였다. 그 결과를 제7도에 도시하였다. 제7도에서 부호 □로 표시된 그래프는 상승한 실험결과의 제1실시예를 도시한 것이고 이 그래프는 치료전류용 전기전류 1m과 치료처리용 시간과의 관계를 보인 것이다.
제7도에서, 그래프는 초기 전류값 Im(시간 0에서 측정)이 8㎃이더라도, 20분 경과하였을때 전류값 Im을 3.5㎃로 감소시켰음을 보인다. 그후에, 이 기간에서, 치료전류용 전기전류 Im을 일단 중지하여 본 발명에 의해 규정된 바와 같은 재생동작을 행하였다(제1재생동작). 이 재생동작을 완료한 후에, 치료전류를 제2전기기류 Im을 다시 공급한다.
더우기, 30분 경과하였을때, 치료전류용 전기전류 Im을 다시 중지하여 본 발명에 의해 규정된 바와 같은 재생 동작을 행하였다(제2재생동작).
이 재생 동작을 완료한 후에, 치료전류용 제3전기전류 Im을 다시 공급하였다.
한편, 각각 부호 ◇와 ×로 표시된 다른 그래프는 각각 상기한 제1 실시예와 같은 방식하에 행해진, 상기 실험결과의 제2및 제3 실시예의 치료전류용 전기전류 Im과 치료처리용 시간과의 관계를 도시한 것이다.
제7도에 도시한 바와 같이, 어느 하나의 실시예에서, 제1및 제2재생동작을 행한후에, 전기전류값은 8㎃의 초기전류값을 초과하였고 각각 9㎃ 와 10㎃로 증가하였다.
따라서, 양극용 전극(주전극)의 재생이 확인 되었다.
[실험 2]
실험 1에서 사용된 재생용 전기출력장치의 전기출력을 2.0v의 전압으로 안정화된 직류로 한 것이외는, 실험 1과 같은 실험을 행하였다. 그 결과는 제8도에 도시되어 있다. 제8도도 제7도와 마찬가지로 양극용 전극(주전극)의 재생을 확인할 수가 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 전도성을 손상시키는 전극반응을 방지하거나 전극의 재생에 의하여 전도성을 회복할 수가 있고 장시간에 걸쳐 안정하고 유효한 투약을 할 수 있는 효과가 있다.
다음에, 본 발명의 이온삼투요법용 장치의 제2양상을 첨부한 도면을 참조하여 그 기술적 구성에 대하여 설명한다.
제10도는 이온삼투요법용 장치에 있어서, 가역성 전극 54와 약물보지수단 5 사이에 이온교환막 13을 설치한 본 발명의 이온삼투요법용 장치의 제2양상의 개략단면도이다. 더우기, 본 발명의 제2양상에 있어서, 이온삼투요법용 장치에 사용된 이온교환막 13은 전극 54에서 유리된 이온이 막 13을 관통하는것이 어려운 특징을 갖는다. 더우기, 본 발명의 제2양상에 있어서, 이온교환막 13과 가역성 전극 54사이에 이온삼투요법용 장치에 사용되는 전도성용액 52가 개재되어 있다.
본 발명의 제2양상의 다른 실시예에 있어서, 약물보지수단 5에는 이에 접속된 약물용액공급수단 57이 제공되어 잇다.
본 발명에서의 가역성(비분극성)전극으로서는, 은(Ag)또는 염화은(AgCl)전극을 예시할 수 있다. 여기에서, 은(Ag)또는 염화은(AgCl)중 한개의 가역성(비분극성)전극을 사용하는 이온성 약물을 투여하고자 할 경우에는, 전도시에 전극에서 유리된 은이온(Ag+), 염소이온(Cl-)에 의하여 약물의 운반율이 현저히 저하되어, 이들 유리된 이온이 통과하기 어려운 이온교환막을 사용하게 된다.
이제, 제9도를 참조하여, 본 발명의 제2양상에 사용되는 이온교환막의 선택투과성에 대하여 설명한다. 막을 통한 이온의 이동은 전기화학적 포텐셜에 따라 일어나지만, 양이온 교한막 13은 음전하를 가지므로, 음전극(염화은) 1에서 유리된 음이온(염소이온)은 전기적인 반발력으로 인하여 양이온과 비교하여 이동속도가 매우 느리다. 14는 양전극(은)을 표시한 것이다. 즉, 유리된 이온이 음이온인 경우에, 양이온교환막을 사용하는 반면, 양이온인 경우에는 음이온교환막을 사용한다. 바람직한 이온교환막으로서는, 다음에 설명한다: 양이온 교환막용의 NeoseptaCMS (Tokuyama Soda Co. 제), 음이온교환막용의 NeoseptaAMS (Tokuyama Soda Co. 제)등.
다음에, 제10도에 의하여 상술한 실시예의 동작원리에 대하여 설명한다. 제10도에 있어서, 51은 수용액 공급 부재로서, 사용시에 약물을 용해하여 전도로를 형성하기 위한 수용액 52를 함유하는, 앰플(ampule), 용기, 포치(pouch)등으로서 구성되어 있다. 13은 전도시에 전극에서 유리된 각종의 이온의 흐름을 억제하기 위한 이온교환막이다. 54는 은(Ag), 염화은(AgCl)등으로 된 가역성 전극이다. 55는 접착층이다. 약물은 약물보지부재5, 예를 들면 다공성막(Biodyne A등), 종이, 부직포, 가용성 전분(oblaat), 폴리아크릴산 나트륨, 폴리비닐 알콜, 또는 임의의 물침투성 재료상에 부착, 함침하여 사용된다. 더우기, 약물이 약물보지부재 5상에서 건조상태로 보존하여, 사용시에 앰플, 용기, 포치등의 비축(reserve)구조를 갖는 약물용액공급부재 57에 의해 약물 용해액을 미세한 구멍 58에 통과시켜서 약물보지부재 5에 침투시켜 용해하는, 사용시에의 약물용해 방식을 사용할 수 도 있다.
더우기, 이온교환막 13의 물투과성이 약물보지부재 5로 물의 공급에 충분한 경우에는, 약물용액공급부재 57과 미세한 구멍 58을 생략할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 대하여 행해진 실험을 보이기 전에, 전도시에 염소이온이 방출되는 가역성(비분극성) 전극과 이온이 방출되지 않는 분극성 전극에 대한 비교실험결과에 근거하여, 본 출원인등이 이전에 제안한 펄스 탈분극방식 이온삼투요법(특공평 2-45461호)에 있어서 가역성(비분극성) 전극의 분극성 전극에 대한 우위성을 타나냈고, 전도에 따라 염소이온을 방출하는 염화은 전극등을 사용하는 경우에 약물운반효율을 상승시킬 수 잇는 본 발명의 이온삼투요법용 전극구조체의 유용성, 중요성, 필요성을 확인하였다.
[실험 1]
다음에, 전극에 사용되는 재료와 이온교환막의 관계에 대하여 설명한다.
7주된 머리털없는 쥐의 복부피질 157을 절제하여 제13(b)도에 도시한 그 기본구조의 2개 용기형 횡형확산셀(약물투과면적:2.54㎠)에 각질층이 약물용기측을 향하도록 장착하였다. 약물용기 151및 약물수용용기 152에 각각 1.5% 덱사메타손 인산 나트륨 수용액 153과 인산 완충화 생리식염수(PBS) 154를 채웠다. 1시간동안 방치하고 나서, 5.0V 정전압에서 펄스분극방식전류( 주파수 40㎑, 튜티비 30%)를 3시간동안 흘러보냈다. 이때에, 음전극 155(2.54㎠)으로는 모두 은전극을 사용하였다. 약물수용용기에 방출된 인산 덱사메타손 나트륨의 정량은 옥타데실 라디칼(ODS)로 결합된 실리카겔을 채운 칼럼(columm)을 구비한 역상 분리계를 사용하여 고압액체 크로마토그래피(HPLC)에 의하여 행해졌다. 이들 결과는 제11도에서와 같이 염화은 전극이 탄소 또는 알루미늄 전극과 비교하여 인산 덱사메타손 나트륨의 투여에 극히 유효하다는 것을 나타내고 있다. 제12(a)도 및 (b)도는 실험시의 평균전류값(1m)및 평균전류값에서 탈분극시에 반대방향으로 흐르는 전류성분을 뺀 유효 전류값(Ie)의 변화를 나타낸다. 정전압을 부하한 경우, 평균전류값으로는 3종의 전극에 큰 차이는 없지만, 유효전류값을 비교한 경우에는 염화은 전극은 다른 2종의 전극과 비교하였을때 높은 값을 나타냈다. 이들의 결과는 펄스탈분극방식 이온삼투요법에서의 비분극성 전극의 분극성 전극에 대한 우위성을 나타내고 있다.
이와같이, 펄스탈분극방식의 이온삼투요법에 있어서 가역성(비분극성)염화은 전극을 사용하면, 다른 전력시에는 높은 약물 투과율을 달성할 수 가 있다. 더우기, 같은 량의 약물을 투과하였을때, 전류량과 사용전력을 감소시킬 수가 있다. 본 발명의 이온삼투요법 전극구조를 사용함으로서, 염화은 전극등, 전도에 따라 염소이온등을 방출하고, 약물의 운반율이 저하하는 가역성(비분극성)전극을 사용하는 경우에 약물투과효율을 개선할 수가 있다. 따라서, 본 발명의 전극구조의 사용은 펄스 탈분극 방식등에 의한 이온삼투요법의 실행시의 피부로의 자극의 감소와 사용 밧데리의 경량화에 따른 사용감을 개선하게 된다.
다음에, 본 발명의 장치의 제2양상의 실시예에 대한 실험을 실험 2와 실험 3에 나타낸다. 양쪽 경우는 양극에 은전극, 음극에 염화은 전극을 사용하여 음극에서 양극의 방향으로 인산 덱사메타손 나트륨을 이온삼투요법에 의해 절제된 머리털없는 쥐의 피부를 투과시킨 예이다. 실험 2에 있어서는 제10도의 실시예에 근거한 구조, 즉 약물보지부재를 갖는 구조를 사용하였다.
[실험 2]
(양이온 교환막에 의한 염소이온 흐름의 억제와 그 약물 투과에 대한 영향)
제13도는 실험에 사용한 실험장치의 단면도이다. (a)는 3용기형으로서, 약물수용용기 152이외의 전도성 용액 용기 158을 구비하고, 약물용기 151과 전도성 용액용기 158은 양이온교환막 160에 의해 분리되어 있다. (b)은 대조 실험용의 2용기형으로서, 실험 1에 사용한 것과 동일하다. 약물용기 151과 약물 수용용기 152에는 각각 1.5% 인산 덱사메타손 나트륨 수용액 153과 인산 완충화 생리식염수(PBS)154가 채워졌다. 전도성용액 용기 158에 30mM 염화나트륨 159를 채웠다. 음극 155와 양극 156으로는 각각 염화은 전극과 은전극을 사용하였다. 1시간동안 방치한 후, 전도를 3.0㎃ 정전류(주파수 40㎑, 튜티비 30%)에서 3시간동안 행하였다. 그 결과는 제14(a)도에서 도시한 바와 같이, 양이온 교환막(NeoseptaCMS)에 의해 염소이온의 약액으로의 이동은 억제되고(a), 약물의 투과효율은 상승하였다(b).
[실험 3]
(본 발명의 전극구조의 사용시 용해형 제제로의 적용)
제15도는 본 실험에 사용한 실험장치의 단면도이다. (a)는 본 발명의 전극구조체를 포함하고, 제10도의 실시예에 근거된 것이다. 수용액 공급부재는 51에는 염화은 전극 54가 장착되고, 30mM 염화나트륨 용액 52가 양이온 교환막(NeoseptaCMS)13을 통하여 18㎎ 인산 덱사메타손 나트륨을 함유한 약물보지부재 5와 접촉하게 된다. (b)는 대조실험용의 구조체로서, 염화은 전극 54은 약물보지부재 6과 직접 접촉하게 된다. 약물은 약물보지부재 5 상에서 있어서 건조상태로 보존하여, 사용직전에 약물보지부재에 수용액을 직접 첨가함으로써 용해하였다. 약물수용용기에는 제13도에 도시한 것을 사용하여, 양극으로는 은전극을 사용하였다. 그 결과는 제16도에서 도시한바와 같이, 약물보지부재를 갖는 구조체의 경우에 있어서도 본 발명의 전극구조체는 약물투과율의 향상에 유효하였다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 전극구조는 본 출원인에 의해 이미 제안한 펄스 탈분극방식 이온삼투요법(특공평 2-45461호)에 있어서 특히 유효하다. 즉, 이 방식에 있어서는 가역성 전극의 사용에 의한 유효전류(비분극성 전류)의 증대 및 전술한 이온교환막에 의한 운반율 감소의 저지효과를 얻을 수가 있다.

Claims (15)

  1. 소정의 전압레벨이 인가되는 전극, 이온성 약물을 포함하고 상기 전극과 반대로 배치되며, 필요한 치료를 요구하는 부위와 접촉하도록 구성되어 있는 약물보지수단, 및 소정의 타이밍에서 소정의 전압레벨을 갖는 전압을 상기 전극에 인가하는 전압인가제어수단으로 구성되되, 상기 전극은 전도성 용액을 통하여 상기 약물보지수단내에 보지된 약물에 가역성 전극에서 방출된 이온의 전하를 공급하도록 가역성 전극으로 구성되어 있고, 상기 가역성 전극에는 일체로 배치되는 보조전극을 포함하며, 이 가역성 전극에 인가되는 전압이 직류펄스전압인 이온삼투요법용 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가역성 전극에 소정의 펄스를 인가하지 않는 타이밍에서 상기 보조전극에 소정의 펄스가 공급되는 이온삼투요법용 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보조전극에는 직류전압과 펄스전압에서 선택된 소정의 전압이 공급되는 이온삼투요법 장치.
  4. 제1항에 있어서, 가역성 전극이 적어도 2개가 설치되며 이 가역성 전극중 2개가 선택되어 1그룹으로 구성되는 쌍을 형성하는 이온삼투요법용 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 쌍을 형성하는 가역성 전극의 각각에는 상기 펄스가 공급되며, 상기쌍의 가역성 전극의 1개에 인가되는 상기 펄스의 위상은 상기 쌍의 다른1개의 가역성 전극에 인가되는 상기 펄스의 위상과 다른 이온삼투요법용 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 보조전극이 상기 쌍을 형성하는 가역성 전극의 적어도 1개의 근접한 위치를 설치되는 이온삼투요법용 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 보조전극이 상기 가역성 전극이 설치된 평면과 동일한 상기 장치의 평면상에 설치되는 이온삼투요법용 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 보조전극이 보조전극과 가역성 전극사이에 개재된 지지수단을 통하여 가역성전극과 적층되는 구조로 설치되는 이온삼투요법용 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 보조전극과 상기 가역성 전극중 적어도 1개는 물이 침투할 수 있는 기능을 갖는 재료로 구성되는 이온삼투요법용 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 지지수단은 물이 침투할 수 있는 기능을 갖는 재료로 구성되는 이온삼투요법용 장치.
  11. 소정의 전압레벨이 인가되는 전극, 이온성 약물을 포함하고 상기 전극과 반대로 배치되며, 필요한 치료를 요구하는 부위와 접촉하도록 구성되어 잇는 약물보지수단, 및 소정의 타이밍에서 소정의 전압레벨을 갖는 상기 전극에 인가하는 전압인가제어수단으로 구성되되, 상기 전극은 전도성 용액을 통하여 상기 약물보지수단내에 보지된 약물에 가역성 전극에서 방출된 이온의 전하를 공급하도록 가역성 전극으로 구성되어 있고, 상기 가역성 전극에는 일체로 배치되는 보조전극을 포함하고, 이 가역성 전극에 인가되는 전압이 직류펄스전압이며, 이온 교환막이 상기 가역성 전극과 상기 약물보지수단 사이에 설치되며, 전극에서 유리된 이온이 음이온인 경우에는 양이온 교환막을 사용하고, 전극에서 유리된 이온이 양이온인 경우에는 음이온 교환막을 사용하는 이온삼투요법용 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 이온교환막은 상기 전극에서 유리된 이온이 상기 막을 통과하기가 어려운 특성을 갖는 이온삼투요법용 장치.
  13. 제1항에 있어서, 전도성 용액이 상기 이온교환막과 상기 가역성 전극사이에 개재되는 이온 삼투요법용 장치.
  14. 제1항 및 제11항내지 제13항중 어느 한 항에 있어서, 약물보지수단에 약물용액공급수단이 접속되어 있는 이온삼투요법용 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 가역성 전극(54)과 상기 이온교환막(13)사이에 개재된 전도성용액(52), 및 약물용액공급수단(57)으로 더 구성되되, 상기 약물보지수단은 이온교환막상에 적층된 층(5)로 형성되고, 상기 약물 공급수단은 약물보지층(5)에 연결되어 이 약물보지층에 약물용액을 공급하는 이온삼투요법용 장치.
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