KR100203225B1 - 이온 침투요법적 투여장치 - Google Patents

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Abstract

전기 공급된 이온 전기 도입 투여 장치가 제공된다. 장치는 한쌍의 전극 어셈블리(41, 43) 및 장치에 연결된 전력원(30)을 포함하고 있다. 회로수단(60)은 활성화 회로(62) 및 전력 발생 회로(70)를 포함한다. 사용전 전력 발생 회로(70)와 활성화 회로(62)는 어느것도 전원(30)으로부터 전류를 이끌지 않는다. 장치가 신체(50)위에 놓여지고, 전기적 접촉이 두 전극 어셈블리(41, 43)사이에 이루어질 때 활성화 회로(62)는 전력 발생 회로(70)를 활성화시켜 장치는 활성화된다. 회로수단(60)은 사용전 배터리(30)로 부터의 드레인 전류를 최소화함으로써 쉘프 수명(shelf life)을 증대한다.

Description

[발명의 명칭]
이온 침투 요법적 투여 장치
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 일반적으로 이온 침투 요법(이온전기도입법)(iontophoresis)에 의해 약물을 피투 투과적으로(transdermally) 또는 전이 점막적으로(transmucosally) 투여하기 위한 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 실제로 장치를 사용하기 전 전원 장치로부터의 전류 드레인을 방지하는 회로 구성을 가진 전기적으로 전원 공급된 이온 침투 요법적 투여 장치에 관한 것이다.
[발명의 배경]
Dorland 의학 사전에 따르면, 이온 침투 요법(iontrophoresis)이란 전류에 의해 용해 가능한 소금 이온을 치료 목적을 위해 신체 조직속으로 유입시키는 것이라고 정의되어 있다. 1900년대 초이래 이온 침투 요법 장치가 알려져 왔다. 영국 출원 제 410, 009호(1934년)는 그 당시 알려진 초기 장치의 단점들중 하나를 해결한 이온 침투 요법 장치를 기술하고 있다. 즉 전류가 특히 저압(low voltage)인 소스 근방에 환자를 가지 못하게 할 필요가 있음을 의미하는 상기 전류의 저압 소스를 필요로 한다는 단점을 가진 이온 침투 장치를 기술하고 있다. 상기 장치는 경피적으로 투여될 약 또는 약물을 담고 있는 재료 또는 전극으로부터 갈바니 전지(galvanic cell)를 형성함으로써 만들어졌다. 갈바니 전지를 약물을 이온 침투요법적으로 투여하는데 필요한 전류를 생성한다. 이처럼 외래 통원 장치(ambulatory device)는 환자의 일상 활동에 거의 간섭을 주지 않고 이온 침투 요법적 약제 투여가 가능하다.
최근에, 약제 투여(drug delivery) 모드에서 새로운 관심사를 나타내는 이온 침투 요법 분야에서 많은 미국 특허들이 특허 허여 되었다. 예를 들면, Vernon 등에 의한 미국 특허 제 3,991,755호, Jacobsen 등에 의한 미국 특허 제 4,141,359호, Wilson의 미국 특허 제 4,398,545호 및, Jacobsen 의 미국 특허 제 4,250,878호가 이온 침투 요법 장치 및 이의 응용된 예를 개시하고 있다. 이온 침투 요법적 프로세스는 라이도카인 염산부가염, 히드로코티손, 불화물, 페니실린, 덱사메타손(dexamethason) 나트륨 인산염, 인슐린 및 여러 다른 약을 포함하는 약물 또는 약제의 피부 투과적인 투여에서 유용하다는 것을 발견하였다. 아마 이온 침투 요법의 가장 일반적인 용도는 필로카르핀 염을 이온 침투 요법으로 절단함으로써 방광섬유증을 진단하는 것이다. 필로카르핀은 땀생성을 자극한다. 즉 질병의 존재를 검출하기 위해 그의 염화물 함량에 대해 땀이 수집, 분석된다.
최근에 알려진 이온 침투 요법 장치에 있어서, 최소 두개의 전극이 사용된다. 이 두 전극은 신체의 피부의 어느 부위와 밀접한 접촉 상태가 되도록 배치된다. 엑티브 또는 도우너 전극(donor electrode)이라 불리는 한 전극을 이온 물질, 약물, 약제 선구물질(drug precursor) 또는 약제가 이온 침투 요법에 의해 체내로 전달되는 전극이다. 카운터 또는 리턴 전극이라 불리는 또 다른 전극은 신체와 전기 회로를 밀착시키는 역할을 한다. 전극에 의해 접촉된 환자의 피부와 접촉되어, 전기 회로는 전기 에너지원, 예를 들어 배터리와 전극의 접속을 완성시킨다. 예를 들면, 체내로 전달될 이온 물질은 양으로 대전되면(즉, 양이온), 애노드는 엑티브 전극이 되고, 캐소드는 회로를 완성하는 역할을 한다. 전달되는 이온 물질이 음으로 대전되면(즉 ,음이온), 캐소드는 엑티브 전극이 되고, 애노드는 카운터 전극이 된다.
대안으로, 두 애노드 및 캐소드에 반대 극성의 전하 약제를 체내로 전달하기 위해 사용된다. 이 경우, 두 전극은 엑티브 또는 도우너 전극이라고 간주된다. 예를 들면, 애노드는 양으로 대전된 이온 물질을 캐소드가 음으로 대전된 이온 물질을 체내로 전달하는 동안 체내로 전달 할 수 있다.
이온 침투 요법 전달 장치가 대전되지 않은 약제 또는 약물을 체내로 전달하는데 사용될 수 있다고 알려져 있다. 이것은 전기 삼투 요법이라 불리워지는 프로세스에 의해 달성된다. 전기 삼투 요법은 도우너 전극에 의해 피부를 관통하여 부과된 전계에 의해 유도된 액체 용매의 피부투과적 플럭스(예를 들면, 대전되지 않은 약제 또는 약물)이다. 여기서 사용되는, 이온 침투 요법 및 이온 전기 도입법이란 용어는 이온 침투 요법에 의해 대전/이온 약물을 전달하는 전기적으로 동력 공급된 장치와 전기 삼투 요법에 의해 비충전/비이온 약물을 전달하는 전기 전원 장치에 적용된다.
또한, 기존의 이온 침투 요법 장치는 일반적으로 체내로 이온 삼투적으로 전달되는 유익한 약물 저장기 또는 소스(바람직하게는 상기 약물의 전구물질 또는 이온화 약물)를 필요로 한다. 이온화된 약물의 저장기 또는 소스의 예로서 전술한 Jacobsen 의 미국 특허 제 4,250,878호에 설명된 주머니(pouch) 또는 Webster 의 미국 특허 제 4,382,529호에 설명된 미리 형성된 겔 몸체 및 Ariura 등의 미국 특허 제 4,474,570호의 겔 몸체 등이 있다. 상기 약제 저장기는 하나 이상의 원하는 약물의 고정원 또는 새로운 소스를 제공하기 위해 이온 침투 요법 장치의 애노드 또느 캐소드에 전기적으로 연결된다.
보다 최근에는 여러 기능을 수행하도록 복잡한 전기 회로를 이용하는 이온 침투 요법적 투여 장치가 개발되어 오고 있다. 이 복잡한 회로들은 펄스 전류를 전달하는 펄스 회로, 소정의 타이밍으로 약제를 투여하고 및 식이요법양을 투여하기 위한 타이밍 회로, 감지된 물리적 파라미터에 응답하여 약제를 전달하는 피드백 조절 회로 및, 전극의 극성을 주기적으로 반전하는 극성 제어 회로로 구성된다. 예를 들면, Tapper 등의 미국 특허 제 4,340,047호, Lattin 의 미국 특허 제 4,456,012호, Jacobsen 의 미국 특허 제 4,141,359호, Lattin 등의 미국 특허 제 4,406, 658호를 참조하라.
매우 간단한 이온 침투 요법적 투여 회로(예를 들면, 두 전극과 직렬 연결된 DC전원으로만 이루어진 회로)는 전원으로부터의 전류 드레인을 방지하기 위해 전원과 이온 침투 요법적 투여 회로를 분리시키는 스위치를 필요로 하지 않는다. 왜냐하면 이것은 신체 표면위에 전극을 설치전 전극이 개방 회로를 형성하고 그에 따라 저장간 DC 전원(예를 들어, 배터리)으로부터 전류를 이끌어내지 않기 때문이다.
한편, 최근의 이온 침투 요법 전달 장치를 이용한 복잡한 회로들은 저장 수명 동안 전류 드레인을 방지하기 위한 전원과 회로 구성이 연결되지 않도록 내부 스위치들을 필요로 한다. 예를 들어, Sibalis 미국 특허 제 4,808,152호(제 2 도의 스위치(80)를 참조하라. 불행히, 이러한 이온 침투 요법 전달 장치들은 동작을 시작하기 위에 신체위에 놓여질 때 스위칭 온 되어야 한다. 이것은 외과의, 간호사 및/또는 환자가 스위치를 켠 것을 기억하고 있지 않을 수도 있기 때문에 약제를 투여하는데 있어 실수할 가능성이 잠재해 있다.또한 결함 스위치 또는 전기접촉이 나쁜 스위치의 경우, 이온 침투 요법적 투여 장치가 약물을 실제로 투여하고 있는지의 여부가 불확실할 수가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이온 침투 요법적 투여 장치가 신체위에 동작 상태로 놓여질 때까지 전원으로부터 전류를 드레인하지 않는 전기 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 환자, 외과의 및/또는 다른 의학적 치료사에 의해 정확하게 결합되어야만 하는 수동 작동 스위치를 이용할 필요가 없는 회로를 제공하는 것이다.
[발명의 개요]
본 발명은 이온 침투 요법에 의해 유익한 약물을 투여하기 위한 전기적으로 전원 공급된 이온 침투 요법 투여 장치를 제공하는 것이다. 이온 침투 요법 투여 장치는 회로 수단을 통해 한쌍의 전극 어셈블리에 전기적으로 연결되도록 채용된 전기적 전원 장치를 포함한다. 회로 수단은 활성화 회로(activation circuit) 및 전류 발생 회로를 포함한다. 활성화 회로는 전원에 전기적으로 접속되며, 전극 어셈블리 사이의 회로의 완성에 응답한다. 전극 어셈블리 사이의 회로를 폐쇄할 때(예를 들어, 신체에 전극 어셈블리를 인가할 때), 활성화 회로는 자동적으로 전류 발생 회로를 활성화한다. 활성화 회로는 전극 어셈블리간 회로가 개방될 때 전원 장치로부터 실제로 어떠한 전류도 이끌어 내지 않는다. 전류 발생 회로는 유익한 약물을 투입하기 적합한 전류를 발생한다. 전류 발생 회로는 활성화 회로에 의해서 선택적으로 활성화 가능하며, 활성화 전에는 전원 장치로부터 어떠한 전류도 이끌어 내지 않는다. 이온 침투 요법 장치는 소정의 시간 간격동안 동작되므로 프로그램 될 수 있거나 배터리가 고갈될 때까지 어느 시간 동안 발생 전류는 약물을 체내로 전달하게 프로그램될 수 있다.
바람직하게는 활성화 회로는 트랜지스터를 포함한다. 가장 바람직하게는 활성화 회로는 두개의 병렬 전류 경로를 포함하는데, 제 1 병렬 경로는 트랜지스터를 통해 전원 장치로부터 전극에 이르고 있다. 제 2 병렬 경로는 최소 하나의 저항을 통해 전류원으로부터 전극 어셈블리에 이르고 있다.
[도면의 간단한 설명]
제 1 도는 제 3 도의 라인 1-1에서 본 본 발명에 따른 이온 침투 요법적 액제 투여 장치의 종단면도이다.
제 2 도는 제 1 도에 도시한 이온 침투 요법적 투여 장치의 저면도이다.
제 3 도는 삭제된 부분이 있는 제 1 도 및 제 2 도에 도시한 이온 침투 요법적 투여 장치의 평면도이다.
제 4 도는 본 발명에 따른 이온 침투 요법적 투여 장치의 전기 회로의 개략도이다.
[실시예]
제 1 도, 제 2 도 및 제 3 도에는 본 발명에 따른 이온 침투 요법적 투여 장치가 도시되어 있다. 이온 침투 요법적 장치는 플렉시블한 비전도 거품 재료로 만들어진 하우징(10)을 포함한다. 플렉시블 인쇄 회로 기판(20)과 하나 이상의 배터리(30)가 하우징(10) 내에 장착된다. 예를 들면, 배터리(30)는 약 60 내지 120 밀리암페어 아우어의 용량을 가진 평평한 6 볼트 리튬 배터리이다. 대안적으로, 배터리(30)는 전자시계에 사용되는 유형의 하나 이상의 버튼전지로 이루어진다. 회로 기판(20)은 제 4 도와 관련하여 기술된 본 발명의 전자 회로를 지니고 있다. 배터리(30)는 한쌍의 단자(31, 32)를 포함하며, 단자는 배터리 엣지에서 탭으로 형성된다. 대응 패드(21, 22)가 인쇄회로 기판(20) 표면위에 제공되고 회로 기판에 전원을 공급하기 위해 단자(21, 22)와 단자(31, 32)가 연결된다. 회로 기판(20)은 패드(21, 26)를 더 포함하며, 패드는 전극(40, 42)으로부터 리드에 연결된다. 이온 침투 요법적 투여 장치는 두 전극 어셈블리(41, 43)를 사용한다. 도우너 전극 어셈블리(41)는 유익한 약물(약제)이 체내로 전달되는 전극 어셈블리이다. 카운터 전극 어셈블리(43)는 신체와 전기 회로를 밀착하는 역할을 한다. 전극 어셈블리(41, 43)는 하우징(10)내에 리세스된 공동(cavivt)에 장착된다.
도우너 전극 어셈블리(41)는 전극(40) 및 저장기(44)를 포함하고 있다. 저장기(44)는 이온 침투 요법적 장치에 의해 이온 침투 요법적으로 투여될 유익한 약물을 저장한다. 속도 제어 피막(도시 안됨)은 약물이 신체 표면에 불용성으로 투여되는 속도를 제어하기 위해 저장기(44) 및 신체 표면 사이에 선택적으로 놓여진다. 카운터 전극 어셈블리(43)는 전극 어셈블리(41)와 떨어진 위치에서 신체 표면과 접촉한다. 카운터 전극 어셈블리(43)는 전극(42)과 저장기(46)를 포함하고 있다. 이온 침투 요법적 장치는 저장기(44, 46)의 피부 지향면에 인하된 이온 전도 부착층(도시하지 않음)에 의하여 신체 표면에 부착될 수 있다. 대안적으로, 저장기(44, 46)의 모체는 피부에 장치를 부착하기 위해 충분히 점성이 있어야 한다. 또 다른 대안으로서, 장치는 부착 덧칠을 이용하여 신체 표면에 부착될 수 있다. 종래의 접착 덧층은 표피에 사용되는 불용성의 피부 투과적 투여 장치를 고착하기 위해 사용된다.
본 발명의 이온 침투 요법적 투여 장치는 바람직하게는 신체의 외형에 들어맞도록 충분히 플렉시블하다. 어느 특정 사이즈나 형태에 제한되지는 않지만 통상 제 1 도 내지 제 3 도에 도시된 이온 침투 요법적 장치는 약2 또는 3 인치 길이와, 1과 1/2 인치 폭과, 약 1/4 인치의 두께를 가진다. 전극 어셈블리(41, 43)의 결합된 표피 접촉 범위는 1㎠ 보다는 작고 200㎠보다는 큰 범위에서 변화할 수 있다. 그러나 평균 장치는 약 5 내지 50㎠의 범위내에서 결합 표피 접촉 영역을 가진 전극 어셈블리를 구비한다. 구성된 바와 같이, 전극 어셈블리(41, 43)은 이온 침투 요법적 장치가 인체에 인가될 때 서로 전기적으로 분리되며, 그에 따라 인체 조직을 통해 회로는 전극 어셈블리 사이에서 완성된다.
제 4 도에 있어서, 본 발명의 이온 침투 요법적 투여 장치에 사용되는 전기 회로의 예가 도시되어 있다. 일반적으로, 회로(60)는 활성화 회로(62) 및 전류 발생 회로(70)를 포함하고 있다. 활성화 회로(62)는 전극 어셈블리(41, 43)간 회로의 근접을 검출한다.(즉, 전극 어셈블리간 회로는 인체 조직(50) 상의 전극 어셈블리(41, 43)를 놓음으로써 밀접하게 된다) 이온 침투 요법적 투여 장치의 저장동안에, 전극 어셈블리(41, 43) 사이의 회로는 신체조직(50)에 인가되고 저항 R1 및 R2, 다이오드 D1, 전극 어셈블리(41), 신체조직(50) 및 전극 어셈블리(43)를 통한 배터리(30)로부터의 전류 경로가 폐쇄된다. 이 회로에 흐르는 전류는 자동적으로 트랜지스터 Q1을 활성화시키며, 이어서 트랜지스터 Q2를 활성화시킨다.
트랜지스터 Q2가 활성화됨에 따라 전류 발생 회로(70)를 통해 배터리(30)로부터 전류가 흐르게 되며, 이에 따라 유익한 약물 또는 약제가 저장기(44)에서 신체로 투여된다. 당업자라면 활성화 회로(62)는 상이하게 일정 수로 구성된 전류 발생 회로(70)를 활성화시키기 위해 사용된다는 것을 알 수 있을 것이다. 물론, 활성화 회로(62)는 전류 발생 회로(70)가 하나 이상의 내부적으로 폐쇄된 회로(접지와의 연결로 도시됨)를 가질 때 유용성을 가진다. 설명의 목적상, 하나의 특정 전류 발생 회로(70)가 도면에 도시되었다. 도시된 예에서, 전류 발생 회로(70)는 예를 들어 1 내지 10 킬로헬쯔 범위에서 펄스파 형태를 발생하는 발진기를 포함하고 있다. 전류 발생 회로(70)는 트랜지스터 Q3 및 Q4 와 저항 R5 및 R6 로 구성된 정전류 회로와, 슈미트 트리거 NAND 게이트 U1, 저항 R4 및 캐패시터 C2 로 구성된 발진기 회로를 갖춘다. 대안적으로, 전류 발생 회로(70)는 원한다면 일정한(즉, 비펄스) DC 이온 침투 요법적 전류를 전달하도록 구성된다.
구성된 바와 같이, 회로(60)는 전극 어셈블리(41, 43)가 신체(50)와의 전기적 접속 상태에 놓여지기전 배터리(30)로부터의 전류 드레인은 없다. 일단 전극 어셈블리(41, 43)가 신체(50)와 전기적 접촉상태에 놓이면, 전류는 배터리(30)로부터 흐르기 시작하고, 다음 저항 R1 및 트랜지스터 Q1, 저항 R2 및 다이오드 D1 및 전극 어셈블리 41, 신체 50 및 전극 어셈블리(43)를 통해 병렬로 다시 배터리에서 회로를 완성한다. 트랜지스터 Q1 의 에미터에서 베이스로 전류가 흘러서 트랜지스터 Q1은 활성화되고 전류는 Q1의 에미터와 콜렉터 사이를 흐르게 된다. 이어서 전류는 트랜지스터 Q2에도 흐르게 되어 트랜지스터 Q2를 활성화시킨다. 트랜지스터 Q2가 활성화 될 때 전류는 Q2의 콜렉터 및 에미터를 통해 배터리(30)에서 전류 발생 회로(70)로 직접 통과한다. 이때 전류 발생 회로(70)는 동작되고 이온 침투 요법에 의해 약물 또는 약제를 투여하기 위해 전류를 발생하기 시작한다.
당업자라면 배터리(30)로부터의 적어도 전류의 일부가 저항 R1 및 R2 와 다이오드 D1 를 통해서 계속해서 흐르기 시작함을 인지할 것이다. 이 대안의 전류경로는 전류 발생 회로(70)에 의해 발생된 펄스가 오프 모드에 있을 때 전류의 베이스라인 레벨을 나타낸다. 저항 R1 및 R2 와 다이오드 D1을 통해 흐르는 베이스라인 전류가 어느 적절한 레벨에서 설정될 때, 베이스 라인 전류 레벨은 가능한한 제로에 근접하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 6 볼트의 전압을 가진 배터리(30)를 사용할 때, 저항 R1 및 R2 는 약 560 킬로오옴의 직렬 저항을 갖도록 선택되어, DC 전류의 약 11 마이크로암페어만이 저항과 인체 조직을 흐르며, 엑티브 이온 침튜 요법적 장치는 신체에 부착된다. 일반적으로, 조직(50)의 저항은 약 5 내지 10 킬로오옴이며 장치는 수분동안 신체위에 놓여진다. 동작시 이온 침투 요법적 구동전류는 약 20 마이크로암페어 내지 2 밀리암페어의 범위에서 피크값을 가지며, 바람직하게는 약 100 마이크로암페어를 가지는 것이 좋다.
회로(70)는 또한 이온 침투 요법적 투여 장치가 저장 상태에 있을 때 배터리(30)상에서 어떠한 전류 드레인도 가지지 않는다. 따라서 이온 침투 요법적 투여 장치는 주로 배터리(30)의 저장 수명에 따라서 고려할만한 시간 동안 저장된다.
저장기(44) 또는 도우너 잔극 어셈블리(41)와 접속되어 사용될 시, 약물이라는 용어는 신체 표면을 통해 전달될 수 있는 등급내에 속하는 약제와 같은 약물을 가리킨다. 약제란 용어는 원하는 통상의 유익한 효과를 생성하도록 살아있는 조직체에 전달되는료학적으로 엑티브한 물질로서 광범위한 해석을 갖는다. 일반적으로, 이것은 제한되지는 않지만, 항생제 및 항바이러스제와 같은 소염제, 진통제 및 진통제 배합물, 마취제, 식욕억제제, 항관절염제, 천식약, 진경제, 항억제제, 당뇨병약, 지사제, 항히스타민제, 소염제, 항편두통제, 항동요병제, 항최토제, 항종양제, 항파킨스 증후군제, 진양제, 항정신병제, 해열약, 위장 및 비뇨에 사용되는 진경약, 항콜린효능제, 교감신경흥분제, 크산틴 유도체, 칼슘 채널(channel) 차단제, 베타-차단제, 항부정맥제, 혈압강화제, 이뇨제, 전신, 관상, 말초 및 대뇌에 사용되는 혈관확장제에 사용되는 심장혈관제, 중추신경계 흥분제, 기침약 및 감기약, 충혈제거제, 진단제, 호르몬, 최면제, 면역억제제, 근육 이완제, 부교감신경 작용차단제, 부교감신경자극 흥분제, 단백질, 펩타이드, 정신흥분제, 진정제 및 정신안정제를 포함하는 모든 중요 치료학적 영역중의 료학제 약제를 포함하며 이에 제한되지는 않는다.
본 발명은 또한 펩타이드, 폴리펩타이드, 단백질 및 기타 고분자의 조절된 전달에 유용하다. 이들 고분자 물질의 분자량은 전형적으로는 약 300D 이상, 보다 전형적으로는 약 300 내지 4,000D을 갖는다. 이러한 크기는 범위중의 펩타이드 및 단백질의 특이적 예는 LHRH, 부세렐린, 고나도렐린, 나프렐린 및 튜프롤라이드와 같은 LHRH 유사물, GHRH, 인슐린, 헤파린, 카시토닌, 엔돌핀, TRH, NT-36(화학명: N=〔〔(S)-4-옥소-2-아제티디닐〕카보닐〕-L-히스티딜-L-프롤린아미드), 리프레신, 뇌하수체 호르몬(즉, HGH, HMG, HCG, 데스모프레신 아세테이트 등), 여포 루테오이드, αANF , 성장인자 방출인자(GFRF),βMSH, 소모토스타틴, 브라스키닌, 소마토트로핀, 혈소판-유도 성장인자, 아스파라기나제, 블레로마나이신 설페이트, 키모파파인 콜레시스토키닌, 융모성 고나도트로핀, 코르티코트로핀(ACTH), 적색소침강소, 에포 프로스테놀(혈소판 응집 억제제), 글루카곤, 하이알루로니다제, 인터페론, 인터루킨-1, 인터루킨-2, 메노트로핀(유로폴리트로핀(FSH) 및 LH), 옥시토신, 스트랩토키나제, 조직 플라스미노겐 활성화제, 유로키나제, 바소프레신, ACTH 유사체, ANP, ANP 청소율 억제제, 안지오텐신(II) 길항제, 항이뇨 호르몬 효능제, 항이뇨 호르몬 길항제, 바라디키닌 길항제, CD4, 세레다제, CSF'S,엔케팔린, FAB 소핀, IgE 펩타이드 억제 인자, IGF-1 향신경성인자, 성장인자, 파라티로이드 및 호르몬 및 효능제 파라티로이드 호르몬 길항제, 프로스타글란딘 길항제, 펜티게타이트, 단백질 C, 단백질 S, 수지 억제제, 티모신 α-1, 혈전용해제, TNF, 백신, 바소프레신 길항제 유사체, α-1 항트립신(제조합체)를 포함하며 이로 제한하지는 않는다.
저장기(46) 및/또는 카운터 전극 어셈블리(43)와 연결되어 사용될 때, 약물 이란 용어는 임의의 적당한 약리학적으로 수용 가능한 해염이라 칭한다. 상기 전해염은 염화 나트륨과 같은 수용성이고 생화학성인 염과, 염산염, 황산염, 질산염, 탄산염, 인산염과 같은 알칼리 금속염 및 알칼리성의 토류 금속염, 그리고 아스코르빈산염, 시프란산염, 아세테이트산염 및 그들의 혼합물과 같은 유기염을 포함한다.
전극(40 및 42)은 전기적으로 도통되며 금속 또는 다른 전기적 도통 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전극(40 및 42)은 금속박 또는 적당한 백킹(backing)상이 증착되거나 페인트된(deposited or painted) 금속으로 형성된다. 적당한 금속의 예로서 은, 아연, 은/염화은, 알루미늄, 플래티늄, 스텐레스, 강철, 금 및 티타늄을 들 수 있다. 대안적으로, 전극(11 및 12)은 금속 분말, 흑연 분말, 탄소 섬유 또는 그외 공지된 전기적으로 도통되는 충전재와 같은 도통 충전재를 함유하는 중합체로 형성될 수 있다.
전극(40 및 42)은 널리 공지된 수단, 예를 들어 인쇄된 플렉시블(flexible)회로, 금속박, 와이어를 이용하여 배터리(30)에 접속되거나 직접 접촉에 의해 접속된다.
이온 침투 요법으로 액체를 통해 약물을 투여하기 위하여, 저장기(44 및 46)의 매트릭스는 충분한 양의 액체를 흡수하여 보존하기 위해 채택되는 어떤 물질일 수 있다. 예를 들어, 목화 또는 다른 흡수 직물 뿐만 아니라 전연 및 합성 패드 및 스폰지로 만들어진 가제가 사용될 수 있다. 저장기(44 및 46)의 매트릭스는 적어도 부분적이라도 흡수성 증합 물질로 만들어지는 것이 바람직하다. 천연 및 합성 흡수성 중합체가 사용될 수 있다. 적당한 흡수성 중합체는 폴리비닐피롤리딘, 폴리비닐알콜, 유니언 카바이드사에 의해 제조된 PolyoxR와 같은 폴리에틸렌 산화물과 아크론, OH 의 BF 굿리치사에 의해 제조된 CarbopolB과, CarbopolR과 혼합된 PolyoxR과 같은 폴리아크릴 산과 폴리옥시 에틸렌 또는 폴리에틸렌 글리콜의 혼합물과, 폴리아크릴 아미드, KlucelR, Sephadex(의약 정제 케미칼, 스웨된 압살라 AB 소재)과 같은 교차 결합된 덱스트렌과, 스타치-그래프트-폴리(srarch-graft-poly)(나트륨 아크릴산-코-아크릴아미드)인 워터 락R(아이오아 머스캐틴 소재의 그레인 프로세싱사)과, 하이드록시에킬 셀룰로우즈, 하이드록시 프로필메틸, 저-치환된(low-substituted) 하이드록시프로필 셀룰로우즈 및 폴리하이드록시에틸 메타크리레이트(국립 특허 개발사)와 같은 AC-Di-Sol(펜실베니아주 필라델피아 소재의 FMC 사)와 같은 교차 결합된 Na-카복시메틸 셀룰로우즈와, 천연염, 치토산(chitosan), 펩틴, 스타치, 구아검, 로커스트 빈 검(locust bean gum) 등을 포함한다. 이들중 가장 바람직한 것은 폴리비닐피롤리딘이다.
전류를 도통시키기 위하여, 저장기(44 및 46)는 이온이 저장기를 통하여 흐르도록 충분히 수화된다. 대부분의 경우에, 저장기(44 및 46)의 매트릭스를 수화시키기 위하여 사용되는 액체는 물이지만, 비수성의 액체를 포함하는 다른 액체가 저장기(44 및 46)의 매트릭스를 수화(즉, 활성)시키기 위하여 또한 사용된다. 수화된 액체가 물인 경우에, 저장기(44 및 46)의 매트릭스에 적어도 부분적으로 흡수성 중합체, 셀룰로우즈 스폰지 또는 패드 또는 다른 물을 보유하는 물질과 같은 흡수성 물질로 이루어진다. 저장기(44 및 46)의 매트릭스는 적어도 부분적으로 앞서 서술된 흡수성 중합체로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
도우너 전극 저장기(44)의 경우에 유익한 약물 또는 약제가, 카운터 전극 저장기(46)의 경우에 전해염이 제조시에 또는 장치의 사용시에 용액 형태로 저장기 매트릭스에 첨가된다. 예를 들어, 약제 또는 전해질이 장치 제조시에 저장기 매트릭스에 첨가될 때, 저장기 매트릭스 성분과 약제 또는 전해액의 혼합은 밀링, 추출 또는 열용융 혼합에 의해 기계적으로 성취된다. 최종산물인 건상(dry state) 저장기는 솔벤트 캐스팅(solvent casting), 추출에 의해 또는 용융 처리에 의해 만들어질 수 있다. 약제 및 전해질 이외에도, 저장기(44 및 46)는 염료, 피그먼트, 비활성 충전재 및 다른 부형제(excipient)와 같은 종래 물질을 담고있다.
한편, 저장기(44 및 46)는 약제나 전해질 없이도 제조될 수 있다. 그러한 경우에, 약재 및 전해질은 약제 및 전해질 용액을 사용시 적당한 저장기 매트릭스에 첨가하므로써 저장기(44 및 46)에 각각 첨가된다.
본 발명의 이온 침투 요법적 투입 장치는 약의 피하 주사 및 정맥 주사를 대체하는데 특히 유용하다. 또한, 본 발명의 장치는 구강 투약을 대체할 수 있다. 프로틴, 폴리텝타이드 및 나코틱(narcotics)와 같은 많은 제약들은 무의식의 생존자에게 효율적으로 구강으로 투약할 수 없다. 특히, 구장으로 투약된 약들은 포틀(portal) 혈류 순환 시스템을 통해 혈관으로 들어가 상기 무의식중인 사람에게 공급된다. 결과적으로, 약의 대부분의 양은 환자의 혈류로부터 제어된다. 한편, 정맥 및 이온 침투 요법적 주입은 투여된 약의 훨씬 많은 양의 약제가 환자의 혈류로부터 여과되지 전에 소머의 위치에 직접 도달되도록 한다. 따라서, 보다 적은 양이 사용되므로써, 비용을 절감할 수 있고 구강 투약보다 훨씬 적은 양을 써도 환자의 치료 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 따라서, 본 발명의 이온 침투 요법적 장치는 상기 약들을 정맥 드립법(drip-method)을 이용하여 얻어지는 투약과 유사한 투약 제어율로 이온 침투 요법적 전류로 체내로 투여함에 따라서 약제를 주사하는 것을 대체한다. 게다가, 환자가 I-V 장치에 속박되므로써 무력하게될 필요가 없기 때문에, 본 발명의 장치는 정맥 드립법보다 우수하다.
비록 본 발명이 이온 침투 요법적 약제 투여에 관해 서술되었지만, 일반적으로 충전되거나 또는 방전되든지, 이온 침투 요법에 의해 투여되거나 전자도위법에(또한 일렉트로하이드로키네시스(electrohydrokinesis), 일렉트로-컨벤션(electro-convention) 또는 전기적으로 유도된 도입법이라 칭함)의해 투여되든지 아니면 그 둘다에 의해 투여되든지 간에 치료 약물을 피부를 관통하는 어떤 전자수송 시스템에 응용될 수 있다.
비록 본 발명이 본 실시예에 관해서만 서술되었을지라도, 당업자라면 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 원리 및 영역을 벗어남이 없이 각종 수정을 행할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 한쌍의 전극 어셈블리에서, 상기 전극 어셈블리중 적어도 하나는 투여되는 약물을 담고있는 상기 한쌍의 전극 어셈블리와, 상기 한쌍의 전극 어셈블리에 전기적으로 연결되게 채용된 전원 장치와, 상기 한쌍의 전극 어셈블리 및 전원 장치를 연결하는 회로 수단을 포함하는 이온 침투 요법에 의해 약물을 투여하는 전지적으로 전원 공급된 이온 침투 요법적 장치에 있어서, 상기 회로 수단은 활성화 회로 및 전류 발생 회로를 포함하며, 상기 활성화 회로는 전류 발생 회로를 자동적으로 활성케 하는 상기 전극 어셈블리 사이의 회로의 완성에 응답하는 상기 전원 장치에 전기적으로 연결되며, 상기 전극 어셈블리간 상기 회로가 개방할 시 실제적으로 전력 소모는 없으며, 상기 전류 발생회로는 활성화 회로에 전기적으로 연결되어 약물을 투여하기 위한 전류를 발생하고, 상기 활성화 회로에 의해 선택적으로 작동 가능하며, 작동치 않았을 때 실제적으로 전력 소모가 없는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전원 장치는 배터리를 포함하는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 한쌍의 전극 어셈블리는 도우너 전극 어셈블리와 카운터 전극 어셈블리를 포함하는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 도우너 전극 어셈블리는 투여되는 약물을 담고있는 전극 및 저장기를 포함하는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 카운터 전극 어셈블리는 전극 및 전해질 저장기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 활성화 회로는 트랜지스터를 포함하는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 활성화 회로는 두개의 병렬 전류 경로를 포함하는데, 제 1 병렬 경로는 트랜지스터를 통해 전원 장치에서 전극 어셈블리에 이르는 경로이며, 제 2 병렬 경로는 최소 하나의 저항을 통해서 전류원으로부터 전극 어셈블리에 이르는 경로인 것을 특징으로 하는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 저항을 통해 흐르는 전류에 의해 상기 전류 발생 회로가 활성화되는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전류 발생 회로는 펄스 전류를 발생하는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 활성화 회로는 두 병렬 전류 경로를 포함하는데, 제 1 병렬 경로는 트랜지스터를 통해 전원 장치에서 전극 어셈블리에 이르는 경로이며, 제 2 병렬 경로는 최소 하나의 저항을 통해 전원 장치에서 전극 어셈블리에 이르는 경로인 이온 침투 요법적 투여 장치.
  11. 제 7 항에 있어서, 베이스라인 레벨의 전류가 상기 활성화 회로가 활성화 된 후 제 2 병렬 경로를 통해 전달되는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 약물은 이온화 가능한 약제를 포함하는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 약물은 폴리펩티드, 단백질 및 다른 고분자로 이루어진 그룹에서 선택되는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 전류 발생 회로는 비펄스 전류를 발생하는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  15. 이온 침투 요법에 의해 약물을 투여하는 전기적으로 전원 공급된 이온 침투 요법적 투여 장치에 있어서, 인체 조직상에 놓여지도록 채용된 한쌍의 전극 어셈블리로, 전극 어셈블리중 적어도 하나는 투여될 약물을 담고 있는 상기 한쌍의 전극 어셈블리와, 상기 한쌍의 전극 어셈블리에 전기적으로 연결되게 채용된 전원 장치와, 상기 전극 어셈블리에 전기적으로 연결되며, 활성화되지 않았을 때, 실제적으로 전력 소모가 없는 전류 발생 회로와, 활성화 회로를 포함하며, 상기 활성화 회로는, 전원 장치, 전극 어셈블리 및 신체 조직을 포함하는 회로 경로에서, 상기 전극 어셈블리는 상기 회로 경로를 개방하도록 신체 조직으로부터 제거 가능한 상기 회로 경로와, 상기 회로 경로에 전기적으로 접속되며, 상기 전극이 신체 조직상에 놓여질 때 활성화되는 트랜지스터를 포함하는 감지 회로와, 상기 감지회로에 전기적으로 접속되며, 상기 감지 회로의 트랜지스터가 활성화될 때 전류가 상기 전류 발생 회로에 흐르도록 상기 전류 발생 회로를 활성화시키는 제 2 트랜지스터를 포함한 턴은 회로를 구비하며, 상기 활성화 회로는 전극 사이의 회로 경로가 개방할 때 실제적으로 전력 소모가 없는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 전류 발생 회로는 펄스파 형태를 발생하는 발진기와, 상기 발진기에 전기적으로 연결된 정전류 회로를 포함하는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 정전류 회로는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 이온 침투 요법적 투여 장치.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 전류 발생 회로는 일정한 DC 이온 침투 요법적 전류를 전달하는 이온 침투 요법적 투여 장치.
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