KR100735939B1 - 이온삼투압 약물전달시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피부에 붙이는 기구를 이용해 치료제를 피부에 침투시키는 것에 관한 것으로, 구체적으로는 물질을 신체에 침투시키는 수단으로 이온삼투압 원리를 이용하고 착용할 수 있는 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 자가제어 가능하고 쉽게 가동되는 시스템으로서 전극과 치료제를 갖는 소형 피부부착 패치 형태이다. 시스템을 피부에 붙이면 회로가 완성되어, 원하는 치료제 투여량에 맞는 전류를 발생시킨다.

Description

이온삼투압 약물전달시스템{IONTOPHORETIC DRUG DELIVERY SYSTEM}

본 발명은 피부에 붙이는 기구를 이용해 치료제를 피부에 침투시키는 것에 관한 것으로, 구체적으로는 물질을 신체에 침투시키는 수단으로 이온삼투압 원리를 이용하고 착용할 수 있는 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 자가제어 가능하고 쉽게 가동되는 시스템으로서 전극과 치료제를 갖는 소형 피부부착 패치 형태이다. 시스템을 피부에 붙이면 회로가 완성되어, 원하는 치료제 투여량에 맞는 전류를 발생시킨다.

이온삼투압 처치는 1908년 LeDuc가 소개하였는데, 그때부터 필로카르핀, 덱사메타손, 리도카인과 같은 이온대전 화합물의 전달에 이용되었다. 이런 전달방법에서, 양전하를 띤 이온은 양극부에서 피부를 통과하고, 음전하를 띤 이온들은 음극부에서 피부를 통과한다.

이온삼투압 기구의 경우, 양극과 음극 사이의 전류를 인가하는 시간과 레벨(대개 단위는 mA-min)은 투여할 약물의 양과 직접 관련된다. 이온삼투압 시스템의 약물 투여 효과는 약물과 같은 전하를 갖는 비약물 이온들을 경합시켜 반송된 전류에 대한 약물 분자에 걸린 전류의 비율로 측정될 수 있다.

이온삼투압 기구는 일반적으로 2개의 전극을 환자에 부착하고, 각각의 전극 은 도선을 통해 마이크로프로세서 제어 전기기구에 연결된다. 약물은 전극 밑에 놓이고, 전기기구를 작동시키면 신체에 침투된다. 전기기구는 전류의 양과 시간을 조절하도록 설계된다. 이런 기구의 예가 미국특허 5,254,081, 5,431,625에 소개되어 있다. 이들 기구의 전력은 대개 DC 배터리에서 공급되고, 마이크로프로세서 제어회로에 전력을 공급할 때 전극에 전압이 걸려 전류가 생기게 된다. 이런 마이크로프로세서 시스템들의 문제점은, 환자가 도선을 통해 전기기구에 연결되어, 환자의 일상적인 움직임과 활동이 제한된다는 것이다. 피부마취를 하는 기간은 대개 10분 내지 20분이고, 이 시간은 장치, 간호사, 환자의 시간을 낭비하는 셈이다.

최근의 착용형 이온삼투압 시스템은 전기회로와 공급전류를 하나의 패치로 통합하는 쪽으로 개발되었다. 이런 시스템의 문제는, 외부 도선이 없지만 크기가 너무 작다는데 있다. 이런 시스템의 예가 미국특허 5,358,483; 5,458,569; 5,466,217; 5,605,536; 5,651,768에 소개되어 있다.

통상적으로, 약물이온들은 이온삼투압 기구에 들어있는 수성 약물용기로부터 신체에 침투되고, 극성이 반대인 이온들은 반대 용기로부터 침투된다. 이온삼투압에서 중요한 단계는 약물이온과 반대이온을 이온삼투압 기구안에서 합치는 과정이다. 이런 기구를 부적절하게 설치하면 원하는대로 동작하지 않는 것은 잘 알려져 있다.

흔히, 약물/이온 용액은 대량으로 원격지에 저장되었다가 필요한 때 이온삼투압 전극의 흡수층에 흡수된다. 이런 시스템이 미국특허 5,087,241; 5,087242; 5,846,217; 6,421,561에 소개되었다. 이 방식의 장점은, 전극을 포장해 건조상태로 저장하여 수명이 늘어난다는 것이다. 그러나, 이 방식의 문제점은, 전극이 과충전되거나 부족충전되기 쉬워서 전문가가 필요하다는 것이다. 또, 약물용액을 전극과 별도로 저장하므로 2가지 재고관리가 필요하다.

사용자가 수성 약물이나 이온 용기를 사용할 때 합칠 필요성을 없애기 위해, 약물용액을 미리 전극에 채워넣을 수 있다. 불행히도, 이 경우 수명이 줄어들 수 밖에 없다. 저장중에 약물용액에서 새어나온 수분이 부근 물질로 흡수되어, 금속성분의 부식, 전원의 열화, 및 약물패드의 부적절한 수화를 야기한다. 미국특허 5,738,647과 5,817,044에는, 수성 용기를 전극조립체와 접촉시켜 저장하고 사용할 때 건조한 약물층을 수성용기에 넣는 장치가 소개되어 있다. 불행히도 이런 구성에서는 전극이 여전히 습윤환경에 저장되어 부식열화가 일어나기 쉽다.

미국특허 5,685,837에는, 약물을 건조한 형태로 전극에 미리 넣어두는 시스템이 소개되어 있다. 이경우 두가지 장점이 있다. 첫째, 수분이 없어 금속성 전극성분을 저장중에 보존할 수 있고, 둘째, 약물을 아주 안정되게 유지할 수 있다. 이 시스템은 용액 형태에서 안정성이 떨어지는 폴리펩티드와 같은 약물의 침투에 특히 적합하다. 그러나, 이 방식에서는 사용할 때 습도를 높이는 단계가 필요하고, 이 경우 시간이 지연되거나 기계적 고장의 원인이 될 수 있다.

많은 특허에서 이온삼투압 기구에 약물용액을 넣는 시스템을 소개하고 있지만, 사용할 때 활성화 단계가 이루어지기까지는 약물이 전극과 기타 금속요소에서 떨어져 있다. 이런 시스템이 미국특허 5,158,537; 5,288,289; 5,310,404; 5,320,598; 5,385,543; 5,645,527; 5,730,716; 6,223,075에 소개되었다. 이런 장치 에서는, 같이 넣어진 전해질이 전극에서 떨어진 깨지기 쉬운 용기에 저장되었다가, 사용할 때 전극에 가까운 용기로 흘러들어간다. 이들 장치에서는, 제조시에 정확한 액체량을 도입하여 과충전을 피할 수 있지만, 기계적으로 복잡하고, 예를 들어 운반중에 포장물이 압박되어 고장나거나, 용기가 깨지면 액체가 새어나갈 수 있다. 다른 문제점은, 유체의 이동에 관한 것으로, 예를 들어 누출된 소수성 가소제가 유체 경로로 흡수되면, 막상 사용할 때 유체의 전달이 방해받을 우려가 있다는 것이다.

이온삼투압 기구에 약물을 넣는 다른 방법이 미국특허 4,383,529에 소개되었다. 이 특허에서는, 약물을 함유한 예비성형 겔을 사용할 때 전극용기 안에 넣는다. 이 시스템의 장점은, 약물 겔의 양을 정확하게 하여 과충전을 방지하고, 약물 매트릭스를 겔 형태로 하여 저장이나 운반중에 액체가 샐 우려가 없다는 것이다. 그러나, 이 시스템의 심각한 문제점은, 사용할 때 사용자가 용기에 겔을 정확히 일치함을 눈으로 확인해야만 하고, 이는 노인 환자에게는 어려울 수 있다. 또, 전극과 약물 겔 사이의 전기접속을 유지하려면 겔을 넣기 전에 사용자가 전극에 끈끈한 물질을 발라야만 한다. 또, 사용할 때 끈끈한 층 위로 겔을 회전시켜 공기가 갇히지 않게 해야만 하는데, 공기가 갇혀있으면 기술적으로 에러가 생길 수 있기 때문이다. 끝으로, 전극과는 별도로 플라스틱 백에 겔을 저장하므로, 2가지 품목을 관리하고 저장해야 한다.

발명의 요약

따라서, 이상 설명한 문제점을 없애고 원하는 것들을 결합한 하나의 이온삼투압 약물전달시스템이 필요하다. 본 발명은 신뢰성이 높고, 자가제어되며 사용이 단순하고 안정된 이온삼투압 약물전달시스템을 제공한다. 본 발명은 투여할 약물이나 활성물질과 반대 이온들이 들어있는 완벽한 자가제어 유닛으로 사전포장된 착용형 이온삼투압 기구에 관한 것이다. 이 시스템은 저장중에 전극과 전원에서 수분원을 격리하여 최적의 안정성을 보장한다. 이 시스템은 간단하고 사용자에게 친숙한 것으로, 투약할 약물과 반대이온 용기를 전극으로 보내 회로를 가동시킬 수 있다. 본 발명의 자가제어 이온삼투압 약물전달시스템에서는, 모든 요소를 하나의 기구에 넣어서 하나로 포장할 수 있다. 투약할 약물이나 기타 치료제에 따라, 특수한 이온을 선택적으로 건조상태나 습윤상태로 저장하여 안정성을 최적화할 수 있다.

본 발명의 중요한 특징은, 이온삼투압 전달에 필요한 모든 요소를 완벽한 자가제어 포장기구에 통합하는데 있는바, 이들 요소의 예로는, 착용기구; 수성 양극매트릭스; 및 수성 음극매트릭스가 있다. 이들 3개 요소 모두 얇고 평탄한 기판에 부착되고, 기판은 박리 라이너 역할을 하여 사용중에 제거된다. 외부로 드러나는 요소는 전혀 없다. 투약할 약물이나 활성제가 양전하를 띠면 양극에 관련되고, 음전하를 띠면 음극에 관련된다.

기판과 요소를 포함한 전체 기구를 하나로 묶어서, 의료용 호일저장 파우치 등에 넣는 것이 바람직하다. 호일 파우치 안에서, 음극과 양극 매트릭스들은 불투수성 박리막에 의해 이온삼투압 기구에서 떨어져 있으며, 박리막은 사용할 때 벗겨내면 된다. 투약할 약물이 수성 용액에 용해되었을 때 안정되어 있으면, 제조시에 약물을 적당한 수성 매트릭스에 넣는다. 그러나, 용해되었을 때 안정하지 못하면, 이온삼투압 기구의 관련 전극 부근의 건조층에 약물을 투입하였다가, 사용할 때 수성매트릭스에 용해시킨다.

기구의 가동과 설치는 신속간단하다. 첫째, 밀봉파우치를 뜯어 기판과 3개 요소를 꺼내는데, 이때 음극과 양극 수성 매트릭스들은 여전히 불투수성 막에 의해 분리된 이온삼투압 기구에서 격리되어 있다. 기구를 작동시키려면, 음극과 양극 매트릭스들을 격리하는 불투수성 막을 벗겨내기만 하면 된다. 다음, 기판을 일정 위치에서 안쪽으로 접어 수성 매트릭스들을 이온삼투압 기구에 연결한다. 이를 위해, 기구를 접을 때 정확한 정렬을 위해 기판에 눈에 띄게 접힘선을 형성한다. 이온삼투압 기구의 접착제는 매트릭스를 접어 결합할 때 기구에 고정하는 역할을 한다. 매트릭스를 결합하면 기구가 작동하고, 작동된 기구를 기판에서 꺼내 신체에 붙이면 약물침투가 시작된다.

본 발명의 중요한 요소는 양극과 음극의 수성 매트릭스들을 가동시 이온삼투압 기구에 성공적으로 전달할 수 있다는 것이고, 정확한 정렬을 보장하는 접힘선(재봉선이나 금)을 따라 접기만 하면 가동된다. 또, 기판을 접는 동안 매트릭스들은 제자리를 지켜야 한다. 이것은 여러 방법으로 이루어질 수 있지만, 바람직한 방법은 소량의 박리가능한 접착물질을 이용해 매트릭스를 제자리에 고정하는 것이다. 한편, 접착제 없이 기판에 형성된 요홈부에 매트릭스를 삽입해 고정할 수도 있다. 매트릭스를 이온삼투압 기구에 성공적으로 결합하려면, 수용기구의 표면에 있는 접착제(전달 접착제)가 박리형 기판에 매트릭스를 고정하는 접착제보다 강력해야 한다. 이온삼투압 기구의 접착제는 전극을 일부라도 둘러싸서 전극과 매트릭스 사이의 접촉상태를 이온삼투압 과정중에 적절히 유지해야 함이 밝혀졌다.

도 1a는 본 발명에 따라 구성된 기구의 전개도;

도 1b는 도 1a의 기구의 조립상태의 단면도;

도 1c-d는 양극이나 음극 매트릭스의 다른 예를 보여주는 단면도와 평면도;

도 2는 도 1a-b의 실시예의 평면도;

도 3a-e는 도 1의 기구의 단면도로서 단계별 작동상태를 보여줌;

도 4는 본 발명의 기구의 다른 예의 단면도;

도 5는 본 발명의 또다른 기구의 평면도;

도 6은 도 5의 기구의 다른 구성의 평면도;

도 7은 도 1의 기구의 다른 예의 평면도로서; 약물이 건조상태로 저장되고 가동시 용해됨;

도 8은 투여량 제어를 위한 회로도;

도 9는 진통제로 펜타닐 구연산염을 투여하는데 적당한 본 발명의 기구의 평면도.

본 발명은 완전히 자가제어되고 사용이 쉽도록 하나로 미리 포장된 이온삼투압 시스템을 제공한다. 사용을 위해 미리 포장된 것에 추가될 것은 없다. 박리형 기판을 벗기고 간단히 1회 이상 접는 외에는, 이 장치는 완벽히 사용할 준비가 되 어있다. 이하, 본 발명의 개념을 실행하는 여러 예에 대해 설명하겠지만, 이들 예는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아님을 알아야 한다.

도 1a, 1b, 2는 각각 이런 기구(10)가 포장되거나 저장된 상태의 전개도, 단면도 및 평면도이다. 이 기구(10)는 기다란 형상으로 저장되고, 사용할 때는 접어서 피부에 붙이는 소형 약물기구로 된다. 기판(12)은 벗길 수 있는 것으로서 접힘선(14,16)이 형성되어 있다. 양극매트릭스(18)와 음극매트릭스(20)는 소형 포장접착층(22,24)에 의해 기판(12)에 벗길 수 있도록 접착된다. 기판(12)은 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등으로 이루어진 얇은 불투수층이다. 불투수성 커버(26,28)는 벗길 수 있는 코팅층으로서 저장중에 양극매트릭스(18)와 음극매트릭스(20)를 보호하는 역할을 한다. 불투수성 커버(26,28)에는 사용할 때 쉽게 벗길 수 있도록 풀탭(30,31)이 달려있다.

이온삼투압 기구(32)는 기판(12) 반대쪽에 접착코팅 지지층(34)에 의해 고정된다. 이온삼투압 기구(32)는 또한 양극(36)과 음극(38)을 구비하고, 이들은 도전층(42,44)을 이용해 증착된 전자회로(40)에 의해 선택적으로 통전된다.

전자회로(40)는 일반적인 것이면 되고, 전원, 저항, 스위치 기타 일반적인 회로소자를 포함한다. 이런 시스템에 대해서는 당업자라면 잘 알 것이므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다. 전자회로(40)가 없을 경우, 양극(예; 아연)과 음극(예; 염화은)에서 코팅을 산화환원시키는 자연적인 발전방식으로 전력을 공급할 수도 있다.

저장된 장치의 구조층(50,52,54) 일부분에 한 쌍의 요홈부(46,48)가 형성되고(도 2 참조), 이들 구조층은 클로즈드 셀 폴리우레탄 폼(closed cell polyurethane foam)과 같은 유연한 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 요홈부(46,48)는 양극매트릭스(18)와 음극매트릭스(20)를 끼울 정도의 크기를 갖는다. 박리 기판(12)에도 대응하는 구멍(46a,48a)이 형성된다. 접힘선(14,16)은 각각 매트릭스(18,20)와 요홈부(46,48) 중간에 위치하고, 후술하는 바와 같이 동작중에 기판을 접으면 매트릭스들이 요홈부에 끼워지는 위치와 각도를 갖는다. 도면에는 접힘선이 노치처럼 표시되었지만, 재봉선, 금 또는 힌지 등과 같이 다른 방식으로도 가능하다.

요홈부(46,48) 바닥에는 각각 접착제(56,58)가 배치되고, 장치를 가동할 때 기판(12)에서부터 이동하면서 이들 접착제에 의해 매트릭스(18,20)가 이온삼투압 기구(32)의 전극(36,38)에 고정된다. 도 1c는 도 1a와 비슷한 양극이나 음극의 매트릭스 시스템의 전개도이되, 매트릭스 둘레에 구조적 링(60)이 배치되는 점에서 차이가 있다. 이런 구조링(60)은 매트릭스(18)로 활성화된 장치의 대응 요홈부(46)에 끼워지도록 설계된다.

도 3a-3e는 도 1, 2의 장치의 활성화 과정을 보여준다. 도 3a-b에서, 풀탭(30,31)을 이용해 불투수성 박리 커버(26,28)를 매트릭스(18,20)에서 벗겨낸다. 도 3c-d에 도시된 바와 같이, 접힘선(14,16)을 따라 기판(12)을 접어 매트릭스(18,20)를 이온삼투압 기구(32)에 맞닿게 한다. 이들 매트릭스(18,20)는 접착제(56,58)에 의해 이온삼투압 기구(32)에 정위치된다. 이렇게 되면 매트릭스(18,20)를 전혀 손 상시키지 않고 기판(12)을 완전히 벗겨낼 수 있고, 매트릭스들이 요홈부(46,48) 안에 들어있어 노출된 채 장치를 도 3e처럼 뒤집은 다음, 접착코팅 지지층(34)의 접착제를 이용해 환자의 피부에 붙인다. 이렇게 되면 회로가 완성되어 약물투여를 시작할 수 있다.

도 4는 도 1의 기구(10)와는 다른 구성의 기구(62)의 단면도이다. 이 경우, 양극매트릭스(18)와 음극매트릭스(20)는 각각 기판(12)의 요홈부(64,66) 안에 들어있다. 앞의 경우와 마찬가지로, 제거용 풀탭(30,31)이 달린 불투수성 박리커버(26,28)를 이용한다. 그러나, 여기서는 활성화 이전에 매트릭스(18,20)를 제자리에 고정하는데 접착제층(22,24)가 불필요하다. 이 실시예는 접착제층(22,24)이 있을 때 약물의 이온이 불안정한 경우에 특히 유용하다.

도 5는 약물을 함유한 매트릭스(18,20)를 한쪽에 배치하고 이온삼투압 기구를 다른쪽에 배치한 나란한 배열의 기구(70)를 보여준다. 하나의 접힘선(72)에 의해 양쪽으로 구분되고 한번 접기만 해도 매트릭스가 이온삼투압 기구에 끼워져 활성화된다.

도 6은 또다른 기구(80)를 보여주는데, 이 기구는 접힘선(82)이 하나인 점에서 도 5의 실시예와 비슷하지만, 유일한 차이점은 한쪽 모서리에 풀탭(86)이 달린 불투수성 박리커버(84) 하나로 두개의 매트릭스(18,20)를 모두 덮는 것이다. 물론 이렇게 하면 2개의 매트릭스에서 커버를 한번에 벗겨낼 수 있으므로 활성화 과정이 간단해진다.

도 7은 도 1a-b, 2의 구성과 비슷하지만, 구멍으로 표시된 추가 약물층(90) 을 이온삼투압 기구(32)의 전극(36)에 부가한다는 점에서 차이가 있다. 이런 구성은, 수성 매트릭스내의 약물이 시간이 지나면 안정되지 않아 매트릭스(18,20)에 약물을 함유시키지 않을 경우 사용될 수 있다. 약물층(90)은 건조상태에 있고, 필터패드 또는 저장중에 수용성이나 불용성인 매트릭스 안에 배치될 수도 있다. 활성화중에 약물층(90)은 약물의 충전상태에 따라 양극 겔 매트릭스나 음극 겔 매트릭스(20)에 용해된다.

이 실시예의 수성 매트릭스(18,20)는 친수성 겔 물질로 이루어져, 접는 동안 일정한 구조를 유지할 수 있는 것이 바람직하다. 매트릭스가 액체처럼 점성이 낮으면, 접는동안 변형될 것이다. 이를 위해 1-3% 아가로스(agarose) 또는 10-12% 가교결합 폴리비닐 알콜이 바람직한 겔 상태임이 밝혀졌다. 점성이 높은 물질인 PVP(polyvinylpyrrolidone), 메틸셀룰로스, 히드록시프로필 메틸셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스 등이 바람직하다. 당업자라면 알 수 있겠지만, 보습제(예; 구아검), 항균제(예; 메틸 또는 부틸 파라벤) 등을 첨가할 수도 있다. 또, 셀룰로스, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등의 섬유성 물질을 매트릭스에 첨가하는 것도 바람직함이 밝혀졌다. 이런 섬유성 물질은 여러 기능을 하는바: 첫째, 제조과정중에 수용액의 분산을 위해 정형화된 형상을 제공하고; 둘째, 접는 동안 매트릭스의 형상유지를 도우며; 셋째, 적절한 접착력을 제공함이 밝혀졌다. 예컨대, 수성 아가로스 하이드로겔은 의료용 테이프에서 밝혀진 것처럼 종래의 의료용 접착제에 대한 접착력이 아주 취약함이 밝혀졌다. 그러나, 동일한 겔이 섬유 매트릭스에 있으면 접착력이 아주 우수함이 밝혀졌다.

본 발명에 따른 전달시스템은 만성 암으로 인한 통증을 다스리는 수단으로서 소염진통 펜타닐을 전달하는데 사용된다. 펜타닐은 아주 강력한 약물이지만, 복용량이 많으면 호흡곤란에 이를 수 있다는 점에서 아주 위험하기도 하다. Johnson & Johnson의 Duragesic 처럼 피부를 통한 펜타닐 투여는 수동적으로 이루어질 수 있다. 이온화된 하이드로클로라이드나 구연산염처럼 펜타닐은 제조할 때 전리되고 적극적으로 대전되어서 양극에서부터 전달될 수 있다. 이온삼투요법의 장점은 제어가 쉽다는 것으로; 수동적인 방식에 비해 신속한 대처가 가능하다. 이론적으로는 펜타닐이 이온 형태로는 수동적으로 피부를 통과할 수 없으므로, 펜타닐의 전달속도와 전달량을 전류를 통해 완전히 조정할 수 있다. 펜타닐의 전달을 위한 이온삼투압 기구는 미국특허 5,232,438, 6,171,294, 6,216,033에 소개되어 있다. 이들 장치에서는, 활성스위치를 통해 일정한 시간간격(예; 최대 20분)으로 (전자회로에서 제어하는) 소정의 DC 전류를 흐르게 하여 펜타닐을 60㎍ 정도 투여한다.

본 발명에 의하면, 펜타닐을 이온삼투압 방식으로 투여하는데 있어서 전류보다는 전압을 조정하는 것이 더 바람직하고 안전함을 발견했다. 전류조정방식에서는, 장치가 활성화될 때 전자회로에서 자동으로 인가전압을 조정하여 공지의 전류값을 얻는다. 무엇보다도 원하는 전류값과 환자의 피부저항에 따라 필요한 전압이 결정된다. 전류가 흐르기 시작하면, 피부가 건조되기 쉽고, 따라서 인가전압이 아주 높아지며 저항이 가장 적은 피부 일부분에 높은 전류밀도가 집중된다. 이렇게 전류가 집중되면 피부가 국부적으로 손상되고, 결국 피부가 변하므로 펜타닐 이온의 전달이 불안해진다. 따라서, 이온삼투압만으로는 더이상 전체적인 약물 전달량 을 조절할 수 없게 된다.

전압조정 방식에서는, 전극 사이에 일정한 전압을 걸어주고, 이로 인한 전류는 피부의 저항값에 따라 변한다(예; 오옴의 법칙). 전극 밑의 피부는 촉촉해지고 결국 저항이 낮아지므로, 시간이 갈수록 전류가 서서히 증가함이 밝혀졌다. 또, 과정이 아무리 늦어도, 이온삼투압에 의한 펜타닐 투여에 적절하게 피부가 보존된다. 전압제어회로로도 고정된 전압원에 대한 내부저항을 이용해 전류를 비슷하게 통제할 수 있다. 이렇게 되면, 전체 저항은 내부 회로저항과 결합된 피부저항의 함수이다. 내부 회로저항이 피부저항에 비해 높으면, 환자, 장소 및 수화속도차로 인한 변동성이 감소된다. 전압을 3-12 볼트로 하고 내부저항을 5-300 ㏀으로 하면 피부를 보존하고 속도를 제어하는데 적절함이 밝혀졌다.

수동 전달의 큰 문제점은 전달속도를 가역적으로 조정할 수 없다는데서 기인한다. 이 경우 고통이 일정하지 않다는 점에서 펜타닐과 같은 진통제의 전달에 큰 문제로 된다. 현재의 이온삼투압 시스템에서는, 인가되는 전압을 조절해 원하는 전류를 얻어 전달율을 가역적으로 조정할 수 있다. 그러나, 이런 전류제어방식에서는 전술한 바와 같은 피부손상을 일으킬 수 있다. 전압제어 전자회로를 이용한 간단한 2-레벨 전달율로도 충분한 진통효과를 볼 수 있음이 밝혀졌는데, 이 경우 내부회로의 일부를 가역적으로 단락시켜 레벨을 조정한다.

도 8은 환자가 조정할 수 있는 스위치(102)가 달린 2-레벨 전달율 조정 전자회로(100)의 회로도인데, 도면에는 R1, R2를 직렬로 연결하고 "로우" 위치에 있다. 도 9는 환자가 조정할 수 있는 2단 스위치(112)가 달린 본 발명에 따른 펜타닐 전 달장치(110)의 평면도이다. 도 9에서 전극(114,116)은 파단선으로 표시되어 있다. 이 장치는 "하이" 상태에 있고, 스위치는 내부저항을 낮추도록 연결되어 있다.

Claims (17)

1. 자가제어되고 착용가능하며 사전포장된 이온삼투압 약물전달장치(10,62,70,80)에 있어서:

   ⒜ 제거가능한 기판(12);

   ⒝ 상기 기판(12))에 착탈 가능하게 부착되고 불투수성 박리막(26,84)으로 분리되어 있는 수성 양극매트릭스(18);

   ⒞ 상기 기판(12)에 착탈 가능하게 부착되고 불투수성 박리막(28,84)으로 분리되어 있는 수성 음극매트릭스(20); 및

   ⒟ 상기 기판(12)에 부착되어 있는 양극(36), 음극(38) 및 전원(40)을 포함하는 이온삼투압 기구(32);를 포함하고,

   ⒠ 상기 이온삼투압 기구(32)는 상기 수성 양극매트릭스(18)와 음극매트릭스(20)를 도전가능하게 끼우도록 구성된 상기 양극(36) 및 음극(38)과 관련된 형상의 요홈부(46,48,64,66)를 구비하며;

   ⒡ 약물전달장치를 접어서 양극매트릭스(18)와 음극매트릭스(20)를 양극과 음극에 연결할 수 있도록 상기 기판(12)상에 접힘선(14,16,72,82)이 형성되고;

   ⒢ 이온삼투압으로 피부를 통해 흡수되는 양의 치료용 이온을 상기 이온삼투압 기구와 관련된 양극매트릭스(18)와 음극매트릭스(20)에 배치하는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 수성 양극매트릭스와 음극매트릭스를 초기에 기판에 유지하기 위한 접착제(34)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 수성 양극매트릭스(18)와 관련된 불투수성 박리막(26)이 수성 음극매트릭스(20)와 관련된 불투수성 박리막(28)과 분리되고, 이들 양쪽 박리막에 필요에 따라 박리막을 벗기기 위한 풀탭(30,31)이 달려있는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 기판(12)을 제거하면 양극매트릭스(18)와 음극매트릭스(20)를 노출시켜 환자의 피부에 붙일 수 있는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 수성 양극매트릭스(18)와 음극매트릭스(20)가 기판(12)의 요홈부(46,48,64,66) 안에 배치되는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 기판(12)에 접힘선(14,16,72,82)이 여러개 있는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 치료용 이온이 펜타닐 형태이고 양극매트릭스(18) 안에 있는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
8. 제1항 내지 제7항의 어느 한 항에 있어서, 상기 양극매트릭스(18)와 음극매트릭스(20)가 하이드로겔을 함유하는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 하이드로겔이 아가로스, 폴리비닐 알콜, PVP(polyvinylpyrrolidone), 메틸셀룰로스, 히드록시프로필 메틸셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
10. 제1항 내지 제7항의 어느 한 항에 있어서, 상기 양극매트릭스(18)와 음극매트릭스(20)가 섬유성 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 섬유성 물질이 셀룰로스, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
12. 제1항에 있어서, 이온삼투압으로 피부를 투과하는 상기 치료용 이온이 활성화 이전에는 건조상태로 상기 이온삼투압 기구(32)내에 위치하는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 양극매트릭스(18)와 음극매트릭스(20)가 보습제와 항균제로 이루어진 군에서 선택된 한가지 이상의 첨가제를 함유하는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 이온삼투압 기구가 전압제어장치(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 전압제어장치가 하이-로우 2단 스위치(112)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온삼투압 약물전달장치.
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