KR20170002362A - 역전기투석을 이용한 이온토포레시스 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법 - Google Patents

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Abstract

역전기투석을 이용한 이온토포레시스 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법을 제공한다. 상기 이온토포레시스 장치는 피부를 통한 약물의 전달이 향상되고, 약물을 피부로 전달하는 과정에서 발생할 수 있는 부작용을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

역전기투석을 이용한 이온토포레시스 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법{Iontophoresis device using reversed electrodialysis and method for deliverying drug using the same}
역전기투석을 이용한 이온토포레시스 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법에 관한 것이다.
피부 미용, 또는 치료 등을 목적으로 약물을 체내로 전달하기 위한 방법에는 경구투여법, 국소투여법, 정맥투여법, 근육주사법, 피내주사법 및 피하주사법 등이 있다. 약물을 신체의 특정 부위에 국소적으로 전달하는 국소투여법을 제외하면, 상술된 약물전달법들은 일반적으로 약물이 신체 전체에 전달되게 된다. 이러한 약물전달법은 약물이 특정한 체내 조직에 국소적으로 전달되도록 하는 데에는 적합하지 않다.
따라서, 특정한 체내 조직으로의 약물 전달을 위하여 자연개구부 내시경수술(Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery: NOTES)법 및 이온토포레시스(iontophoresis)와 같은 다른 방법들이 개발되고 있다. 이온토포레시스는 전하를 띤 분자들이 조직을 쉽게 통과하도록 하는 약물전달방법이다. 도 1은 종래의 이온토포레시스 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 이온토포레시스 장치는 직류 전류를 이용하여 이온 물질을 피부에 침투시키는 기술로서, 동일한 극성의 이온 사이에 작용하는 척력을 이용하기 위해 양의 특성을 갖는 이온 물질에는 '+'전극에 인가하며, 음의 특성을 가지는 이온 물질에는 '-'전극에 인가하여 이온 물질이 피부에 용이하게 침투되도록 한다. 약물이 수동적으로 흡수되는 전통적인 경피투여 방법과 달리, 이온토포레시스 장치에서는 전기장 내에서 능동적인 수송이 이루어진다.
그러나, 종래의 이온토포레시스 장치는 산화반응이 피부에 부착된 전극의 표면에서 발생되어 이온토포레시스 장치를 사용한 사용자의 피부에 가려움증, 통증, 화끈거림, 홍반 등이 발생하는 문제점을 가진다. 따라서, 전극을 구비한 이온토포레시스 장치를 사용하여 약물을 피부로 전달하는 과정에서 발생할 수 있는 가려움증, 통증, 화끈거림, 및 홍반 현상을 방지할 수 있는 이온토포레시스 장치의 개발이 요구된다.
한국공개특허 제10-2014-0137860호
일 양상은 고농도 전해질 용액 및 저농도 전해질 용액 간의 이온 농도 차이를 통해 전류를 발생시키는 역전기투석(Reversed ElectroDialysis: RED) 전지부; 및 상기 전지부의 일면에 연결되고 전하 또는 극성을 갖는 물질을 포함하는 물질 함유부를 포함하고, 상기 역전기투석 전지부로부터 발생된 전류를 상기 물질 함유부를 통하여 흐르게 하여 상기 물질 함유부 내의 물질을 대상체에 전달하는 이온토포레시스(iontophoresis) 장치를 제공하는 것이다.
다른 양상은 상기의 이온토포레시스 장치의 챔버에 물을 공급하여 양이온 또는 음이온 교환막에 의한 이온의 흐름을 인접한 챔버들 사이에서 형성시켜 전류를 발생시키는 단계; 및 상기 발생된 전류를 통하여 전하 또는 극성을 갖는 물질을 포함하는 물질 함유부 내의 물질을 대상체로 전달하는 단계를 포함하는 대상체로 물질을 전달하는 방법 제공하는 것이다.
일 양상은 고농도 전해질 용액 및 저농도 전해질 용액 간의 이온 농도 차이를 통해 전류를 발생시키는 역전기투석(Reversed ElectroDialysis: RED) 전지부; 및 상기 전지부의 일면에 연결되고 전하 또는 극성을 갖는 물질을 포함하는 물질 함유부를 포함하고, 상기 역전기투석 전지부로부터 발생된 전류를 상기 물질 함유부를 통하여 흐르게 하여 상기 물질 함유부 내의 물질을 대상체에 전달하는 이온토포레시스(iontophoresis) 장치를 제공한다.
도 2를 참조하여 설명하면, 상기 역전기투석 전지부(110)는, 양이온 교환막(111); 상기 양이온 교환막(111)과 이격되어 배치된 음이온 교환막(112); 및 상기 양이온 교환막(111) 및 상기 음이온 교환막(112)에 대하여 적어도 부분적으로 정의되고(양이온 교환막 및 음이온 교환막 사이에 배치되고), 전해질을 수용하는 챔버(113, 114)를 포함하고, 상기 양이온 교환막(111) 및 음이온 교환막(112)은 교대로 배치되고, 상기 챔버는 전해질이 고농도로 포함된 챔버(113)와 전해질이 저농도로 포함된 챔버가 교대(114)로 배치된 것일 수 있다. 상기 전하 또는 극성을 갖는 물질을 포함하는 물질 함유부(120)의 일면은 물질을 투여하고자 하는 대상체(S)와 접촉될 수 있어, 상기 역전기투석 전지부(110)로부터 발생된 전류는 상기 물질 함유부(120)를 통하여 흘러 상기 물질 함유부(120) 내의 물질을 대상체(S)에 전달하게 한다. 예를 들면, 전해질이 고농도로 포함된 챔버(113) 내 양이온(Na+)은 양이온 교환막(111)을 투과하여 전해질이 저농도로 포함된 챔버(114)로 이동하고, 전해질이 저농도로 포함된 챔버(114) 내 음이온(Cl-)은 음이온 교환막(112)을 투과하여 전해질이 저농도로 포함된 챔버(114)로 이동할 수 있다. 상기 이온의 이동이 모든 양이온 교환막(111), 음이온 교환막(112) 및 챔버(113, 114)에서 일어나게 되고, 역전기투석 전지부(110)에는 이온 전류가 발생하여 전류를 출력하게 된다. 즉, 전지부의 최하부에 배치된 음이온 교환막(112)으로는 음이온(Cl-)이 방출될 수 있다. 이후, 전지부의 최하부에 배치된 음이온 교환막(112)과 연결된 물질 함유부(120)로 음이온(Cl-)이 이동하여 물질 함유부(120)에 포함된 음이온의 물질(D-)과 척력이 작용할 수 있다. 유사하게, 끝단에 배치된 양이온 교환막(111)과 연결된 물질 함유부(120)로 양이온(Na+)이 이동하여 물질 함유부(120)에 포함된 양이온의 물질(D+)과 척력이 작용할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 전지부의 최하부에 배치된 양이온 교환막(111)과 연결된 물질 함유부(120)의 경우에는 양이온(D+)을 피부를 통해 대상체에 침투(전달)시킬 수 있고, 전지부의 최하부에 배치된 음이온 교환막(112)과 연결된 물질 함유부(120)의 경우에는 음이온(D-)을 피부를 통해 대상체에 침투(전달)시킬 수 있다. 또한, 상기 역전기투석 전지부에서 형성되는 전압 또는 전류는 상기 양이온 교환막, 음이온 교환막의 종류, 두께, 또는 쳄버의 부피를 조절함으로써 조절할 수 있다. 상기 전지부에서 출력되는 전압의 범위는 적어도 약 0.5 Volt 이상, 예를 들면, 약 0.5 volt 내지 약 15 volt, 약 1.0 volt 내지 약 10 volt, 약 1.5 volt 내지 약 8.0 volt, 약 2.0 volt 내지 약 6.0 volt, 약 2.0 volt 내지 약 4.0 volt, 또는 약 2.0 volt 내지 약 3 volt일 수 있다. 상기 전지부에서 출력되는 전류의 범위는 적어도 약 0.1 mA 이상, 예를 들면, 약 0.1 mA 내지 약 10 mA, 약 0.2 mA 내지 약 8 mA, 약 0.4 mA 내지 약 6 mA, 약 0.5 mA 내지 약 4 mA, 약 0.5 mA 내지 약 2 mA, 또는 약 0.5 mA 내지 약 1 mA일 수 있다. 상기 전류는 피부 저항에 따라 상이할 수 있으며, 피부 저항은 약 1000 내지 3000 Ohm 일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 이온토포레시스 장치는 피부를 통한 물질의 전달을 위한 패치, 또는 패치 형태를 갖는 것일 수 있다. 상기 패치의 물질 함유층(120)의 일면은 상기 역전기투석 전지부(110)에 부착되어 있고, 반대면은 보호층(미도시)에 부착되어 있을 수 있으며, 접착성 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 패치는 상기 보호층이 사용시에 제거되는 경우, 피부 등에 부착될 수 있다. 또한, 상기 패치의 형태는 임의의 모양, 예를 들면, 사각형, 원형, 타원형, 및 육면체 등의 모양을 가질 수 있다.
본 명세서에서 용어 "역전기투석(Reversed ElectroDialysis: RED)"은 두 용액 사이의 염 농도(salt concentration)의 차이로부터 발생하는 염도 구배 에너지를 의미할 수 있고, 일 구체예에 있어서 이온토포레시스 장치에 전류를 흐르게 하는 현상을 의미할 수 있다. 따라서 역전기투석 전지부는 역전기투석을 사용하여 전류를 생성시키는 장치를 의미할 수 있다. 예를 들면, 본 명세서에서 역전기투석 전지부는 고농도 전해질 용액 및 저농도 전해질 용액 간의 용액 내 전해질의 이온 농도 차이에 의해 전류를 발생시키는 것일 수 있다.
또한, 일 구체예에 따른 이온토포레시스 장치는 역전기투석을 사용하기 때문에, 별도의 전원 또는 전극이 요구되지 않거나 별도의 전원 또는 전극을 갖지 않는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 전지부는 상기 물질을 대상체로 전달하기 위한 유일한 전류원인 것인 것일 수 있다. 상기 이온토포레시스 장치는 물질을 대상체로 전달하기 위한 전류원으로 상기 전지부만으로 이루어진 것일 수 있으며, 상기 전지부는 별도의 전원 또는 전극을 갖지 않는 것일 수 있다. 역전기투석 전지부를 사용하여 전류를 형성하기 위해 상기 전지부는 전해질 용액을 사용할 수 있다. 본 명세서에서 용어 "전해질(electrolyte)"은 물 등의 용매에 녹아서 이온으로 해리되어 전류를 흐르게 하는 물질을 의미할 수 있고, 상기 전해질 용액은 전해질이 녹아있는 물 등의 용액을 의미할 수 있다. 따라서, 상기 전해질은 전해질 용액 중에 포함되어 있는 것일 수 있다. 상기 역전기투석 전지부는 고농도 전해질 용액과 저농도 전해질 용액과의 차이를 통해 전류가 발생되는데, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버 내의 전해질의 양은 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버 내의 전해질의 양보다 보다 높은 것일 수 있다. 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버는 전해질이 포함되어 있지 않은 것도 포함할 수 있다. 예를 들면, 이온의 흐름이 형성되기 위해 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버는 약 0.1 내지 약 20 mol/L, 약 0.5 내지 약 15 mol/L, 약 0.7 내지 약 10 mol/L, 약 1.0 내지 약 8.0 mol/L, 약 1.0 내지 약 2.0 mol/L, 또는 약 1.2 내지 약 1.8 mol/L의 전해질 용액의 이온 농도를 포함하고, 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버는 약 0.1 내지 약 20 mol/L, 약 0.5 내지 약 15 mol/L, 약 0.7 내지 약 10 mol/L, 약 1.0 내지 약 8.0 mol/L, 약 1.0 내지 약 2.0 mol/L, 또는 약 1.2 내지 약 1.8 mol/L의 전해질 용액의 이온 농도를 포함하며, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버 내의 전해질 용액의 이온 농도는 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버 내의 전해질 용액의 이온 농도보다 보다 높은 것일 수 있다. 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버와 저농도로 포함된 챔버에서 전해질의 양 또는 전해질 용액의 이온 농도는 활성화되었을 때 적어도 약 0.5 Volt 이상, 예를 들면, 약 0.5 volt 내지 약 15 volt, 약 1.0 volt 내지 약 10 volt, 약 1.5 volt 내지 약 8.0 volt, 약 2.0 volt 내지 약 6.0 volt, 약 2.0 volt 내지 약 4.0 volt, 또는 약 2.0 volt 내지 약 3 volt의 전압을 출력하도록 서로 다른 양 또는 이온 농도로 포함될 수 있다. 또한, 약 0.1 mA 이상, 예를 들면, 약 0.1 mA 내지 약 10 mA, 약 0.2 mA 내지 약 8 mA, 약 0.4 mA 내지 약 6 mA, 약 0.5 mA 내지 약 4 mA, 약 0.5 mA 내지 약 2 mA, 또는 약 0.5 mA 내지 약 1 mA의 전류를 발생하도록 서로 다른 양 또는 이온 농도로 포함될 수 있다. 상기 전해질의 예는 NaCl, MgCl2, AgCl, CuCl2, CaCl2, 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 용어 "이온 교환막(ion-exchange membrane)"은 양이온 또는 음이온 중 어느 하나를 통과시키는 경향이 강한 막을 의미할 수 있다. 상기 이온 교환막은 합성수지일 수 있으며, 예를 들면, 상기 합성수지는 가교된 것일 수 있다. 양이온 교환막은 음전하를 띠고 있어, 음전하를 갖는 이온은 반발하여 통과시키지 않고 양전하를 갖는 이온을 통과시킬 수 있고, 예를 들면, 설폰기를 갖는 양이온 교환막일 수 있다. 반대로 음이온 교환막은 양전하를 띠고 있어, 양전하를 갖는 이온은 반발하여 통과시키지 않고 음전하를 갖는 이온을 통과시킬 수 있고, 예를 들면, 4가 암모늄을 갖는 음이온 교환막일 수 있다. 상기 양이온 교환막을 형성하는 단량체의 종류는 설폰산-타입 단량체, 예를 들면, 2-(메타)아크릴아마이드-2-메틸프로판설폰산(2-(meth)acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid), 3-설포프로판(메타)아크릴레이트(3-sulfopropane(meth)acrylate), 10-설포데카인(메타)아크릴레이트) 및 그들의 염; 카르복실산-타입 단량체, 예를 들면, 2-(메타)아크릴로일에틸프탈산(2-(meth)acryloylethylphthalic acid), 2-(메타)아크릴로일에틸숙신산(2-(meth)acryloylethylsuccinic acid), 2-(메타)아크릴로일에틸말레산(2-(meth)acryloylethylmaleic acid), 2-(메타)아크릴로일에틸-2-히드록시에틸프탈산(2-(meth)acryloylethyl-2-hydroxyethylphthalic acid), 11-(메타)아크릴로일옥시데실-1,1-디카르복실산(11-(meth)acryloyloxydecyl-1,1-dicarboxylic acid), 및 그들의 염; 및 황산-타입 단량체, 예를 들면, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸 디히드로겐포스페이트(2-(meth)acryloyloxyethyl dihydrogenphosphate), 2-(메타)아크릴로일옥시에틸 페닐 히드로겐포스페이트(2-(meth)acryloyloxyethyl phenyl hydrogenphosphate), 10-(메타)아클로일옥시데실 디히드로겐포스페이트(10-(meth)acryloyloxydecyl dihydrogenphosphate), 6-(메타)아크롤로일옥시헥시 디히드로겐포스페이트(6-(meth)acryloyloxyhexyl dihydrogenphosphate), 및 그들의 염을 포함할 수 있다. 상기 음이온 교환막을 형성하는 단량체의 종류는 N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트(N,N-dimethylaminoethyl(meth)acrylate), N,N-디에틸아미노데틸(메타)아크릴레이트(N,N-diethylaminoethyl(meth)acrylate), N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트/메틸 클로라이드(N,N-dimethylaminoethyl(meth)acrylate/methyl chloride), 및 N,N-디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트/메틸 클로라이드(N,N-diethylaminoethyl(meth)acrylate/methyl chloride)를 포함할 수 있다. 상기 양이온 교환막 또는 음이온 교환막의 이온 교환능(Ion Exchange Capacity: IEC)은 약 0.5 meg/g 이상, 또는 약 1.0 meg/g 이상, 예를 들면, 약 0.5 내지 약 20.0 meg/g, 약 1.0 내지 약 10.0 meg/g, 약 2.0 내지 약 10.0 meg/g, 약 5.0 내지 약 10.0 meg/g일 수 있다. 또한 상기 양이온 교환막 또는 음이온 교환막의 투과선택성은 약 70% 또는 약 80% 이상, 예를 들면, 약 80 내지 약 100%, 약 90 내지 약 100%, 또는 약 95 내지 약 100%일 수 있다. 일 구체예에 있어서, 이온토포레시스 장치는 상기 양이온 및 음이온 교환막을 이격시키기 위한 스페이서를 더 포함할 수 있다. 상기 스페이서는 전해질 용액을 챔버에 수용할 때, 상기 이온 교환막들이 달라붙는 것을 방지하는 역할을 할 수 있으며, 예를 들면, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸론으로 이루어진 망체, 스폰지, 또는 직물, 예를 들면 천을 포함할 수 있다.
상기 물질 함유부는 이온전도성을 띠는 매질이면 당업계에 알려진 임의의 물질이 포함될 수 있다. 상기 물질 함유부에는 예를 들면, 전하 또는 극성을 갖는 물질이 포함 또는 내포되어 있는 수용액 또는 완충액, 히드로겔 또는 매트릭스가 포함될 수 있다. 상기 물질 함유부에 포함되는 물질은 물질 전달을 촉진하는 성질을 갖는 인핸서(enhancer) 물질과 혼합되어 있을 수 있다. 상기 인핸서에는 크게 효소적 인핸서와 비효소적 인핸서로 나눌 수 있다. 효소적 인핸서로는 파파인, 트립신, 펩신, 브로멜라이와 같은 단백질 분해 효소를 이용한 인핸서가 있고, 비효소적 인핸서로는 락탐 화합물, 에틸 아세테이트, 에틸 알콜, 디옥솔란, 비이온계면활성제, 플로필렌 글리콜, 카프릴산, 카프릭 트리글리세리드, n-데실 메틸 술폭시드와 같은 비효소적 물질을 이용한 인핸서가 있다. 이들 인핸서는 전달하고자 하는 물질에 따라 적절하게 혼합되어 이용될 수 있다. 또한, 상기 매트릭스 물질에는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르와 알콜의 중합체와 같은 아크릴 또는 메타크릴 수지가 포함될 수 있다. 상기 알콜에는 부탄올, 펜탄올, 이소펜탄올, 2-메틸 부탄올, 3-메틸 펜탄올, 2-에틸부탄올, 이소옥탄올, 데칸올, 또는 도데칸올이 포함될 수 있다. 또한, 상기 중합체는 단독 중합체 뿐만 아니라, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-알콕시메틸아크릴아미드, N-알콕시메틸메타크릴아미드, N-t-부틸아크릴아미드, 이타콘산, 비닐아세테이트, N-분지된 알킬 말레아민산 글리콜 디아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물과 같은 에틸렌성 불포화 단량체와의 공중합체가 포함될 수 있다. 또 다른 매트릭스 물질에는 스티렌부타디엔, 부틸에테르, 네오프렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔 및 폴리이소프렌과 같은 천연 또는 합성 고무, 폴리비닐아세테이트, 우레아포름알데히드 수지, 페놀포름알데히드 수지, 레소시놀 포름알데히드 수지, 에틸 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 니트로셀룰로즈, 셀룰로즈 아세테이트부티레이트, 및 카르복시메틸 셀룰로즈와 같은 셀룰로즈 유도체, 및 구아르, 아카시아, 펙틴, 전분, 덱스트린, 알부민, 젤라틴, 카제인 등과 같은 천연검이 포함될 수 있다. 이들 물질에는 당업계에 잘 알려진 바와 같이 접착제 및 안정화제가 포함될 수 있다. 또한, 상기 물질 함유부가 접촉하여 물질이 전달되는 대상체는 인간 및 그 밖의 목적으로 하는 포유동물을 예로 들 수 있고, 구체적으로는 인간, 원숭이, 마우스, 래트, 토끼, 양, 소, 개, 말, 돼지 등이 포함될 수 있다.
상기 물질 함유부에 포함되는 전하 또는 극성을 갖는 물질은 물질 자체가 물질 함유부 내의 이온전도성 매질 중에서 전하를 띠는 것 또는 용매화 등에 의하여 전하를 띠거나 극성을 갖는 물질일 수 있다. 상기 전하 또는 극성을 갖는 물질은 생리적으로 활성인 물질 또는 약물을 포함할 수 있다. 상기 물질의 분자량(MW)은 예를 들면, 약 100 내지 약 2000, 약 200 내지 약 2000, 약 300 내지 약 1000, 약 300 내지 약 800, 또는 약 400 내지 약 7000일 수 있다. 또한, 상기 물질은 미백제, 주름개선제, 약제 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 미백제의 예는 닥나무추출물, 알부틴, 에틸아스코빌에테르(ethyl ascorbyl ether), 유용성감초추출물(oil soluble licorice extract), 아스코빌글루코시드(ascorbyl glucoside), 아시코빌테트라이소팔미테이트(ascorbyl tetraisopalmitate) 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 주름개선제의 예는 레티놀, 레티닐팔미테이트(Retinyl Palmitate), 아데노신(adenosine), 폴리에톡실레이티드레틴아미드(polyethoxylated retinamide) 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 약제의 예는 알칼로이드, NSAID, 알파2 아드레날린 작용제, 오피오이드, NMDA 길항제, GABA 효능제, 비오피오이드성 중추 작용 마취제 및 항염증제로 구성되는 군으로부터 선택되는 복합제제가 포함될 수 있다. 구체적으로, 알칼로이드는 카페인 또는 니코틴을 포함할 수 있다. NSAID와 알파2 아드레날린 작용제, NSAID와 오피오이드, NSAID, 오피오이드 및 알파2 아드레날린 작용제, NMDA 길항제, 알파2 아드레날린 작용제 및 NSAID가 각각 포함될 수 있다. 또한, 상기 약제의 예는 아모롤핀(Amorolfine), 아스코르빈산(Ascorbic acid), 히알루론산(Hyaluronate), 아지렐린(Argireline) 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 대상포진 또는 헤르페스와 같은 통증과 피부 병변을 동반한 바이러스 질환에 대하여는, 예를 들면 항바이러스제와 마취제 (예, 오피오이드, 국소마취제, 캅사이신)이 포함될 수 있다. 또한, 암성 통증 또는 만성 통증에 대하여는, 예를 들면 오피오이드와 오피오이드 길항제가 포함될 수 있다. 상기한 NSAID에는 아세트아미노펜, 아세클로페나크, 셀레콕시브, 콜린 마그네슘 트리살리실레이트, 디클로페나크 소듐, 에토돌라크, 페노프로펜, 이부프로펜, 인도메타신, 케토프로펜, 케토로라크, 트로메타민, 로나졸라크 칼슘, 멜록시캄, 나프록센, 피로시캄, 로페콕시브, 살살레이트, 술린다크 및 테노시캄이 포함될 수 있다. 상기 알파2 아드레날린 작용제에는 클로니딘, 티자니딘, 메데토미딘, 파돌미딘 및 브리모니딘이 포함될 수 있다. 오피오이드에는 모르핀, 코데인, 펜타닐, 알펜타닐, 수펜타닐, 레미펜타닐, 히드로모르핀, 옥시모르핀, 히드로코돈, 레보르파놀, 메타돈, 메페리딘, 부프레노르핀, 부토르파놀, 펜타조신 및 날부핀이 포함될 수 있다. NMDA 길항제에는 케타민, 및 덱스트로메토르판이 포함될 수 있다. GABA 효능제에는 미다졸람, 디아제팜, 로르아제팜 및 바클로펜이 포함될 수 있다. 스테로이드에는 프레드니솔론, 덱사메타손, 트리암시놀론, 베타메타손, 디플루코르톨론, 모노메타손, 메틸프레드니솔론, 히드로코르티손, 클로베타솔, 아클로메타손, 클로메타손, 및 플루오시놀론이 포함될 수 있다. 비오피오이드 중추 작용 마취제에는 트라마돌이 포함되고, 항바이러스제에는 아시클로버, 팜시클로버, 발라시클로버 등이 포함될 수 있다. 국소마취제에는 테트라카인, 리도카인, 메피바카인, 부피바카인, 로피바카인, 레보-부피바카인 등이 포함될 수 있다. 오피오이드 길항제에는 날록손 및 날트렉손이 포함될 수 있다. 또한, 상기 물질은 단백질, 예를 들면, 치료용 단백질일 수도 있다. 상기 단백질은 물질 함유 내에 포함되어 전달될 수 있도록 변형된 단백질 또는 이온화된 또는 이온화 가능한 형태의 단백질일 수 있다.
도 3을 참조하여 설명하면, 상기 장치는 제2 역전기투석 전지부(110') 및 상기 제2 전지부(110')의 일면에 연결되고 전하 또는 극성을 갖는 물질을 포함하는 제2 물질 함유부(120')를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 역전기투석 전지부(110')는, 양이온 교환막(111'); 상기 양이온 교환막(111')과 이격되어 배치된 음이온 교환막(112'); 및 상기 양이온 교환막(111') 및 상기 음이온 교환막(112') 사이에 배치되고 전해질을 수용하는 챔버(113', 114')를 포함하고, 상기 양이온 교환막(111') 및 음이온 교환막(112')은 교대로 배치되고, 상기 챔버(113', 114')는 전해질이 고농도로 포함된 챔버(113')와 전해질이 저농도로 포함된 챔버(114')가 교대로 배치된 것일 수 있다. 상기 역전기투석 전지부(110)와 제2 역전기투석 전지부(110')는 각 전지부의 최상부의 양이온 또는 음이온 교환막 상에 형성된 염다리(salt bridge) 또는 전해질이 고농도로 포함된 챔버에 의해 연결된 것일 수 있다. 또한, 상기 물질 함유부(120) 및 제2 물질 함유부(120') 와 연결되는 이온 교환막은 서로 반대 전하의 이온 교환막인 것일 수 있다. 예를 들면, 물질 함유부(120)와 연결되는 이온 교환막은 양이온 교환막이고, 제2 물질 함유부(120')와 연결되는 이온 교환막은 양이온 교환막일 수 있고, 그 반대일 수 있다. 또한, 양의 전하 또는 극성을 갖는 물질 또는 음의 전하 또는 극성을 갖는 물질을 각각 상기 물질 함유부(120) 또는 제2 물질 함유부(120')를 통해 대상체에 전달하는 것일 수 있다. 예를 들면, 물질 함유부(120)에 양의 전하 또는 극성을 갖는 물질이 포함되어 있고, 제2 물질 함유부(120')에 음의 전하 또는 극성을 갖는 물질이 포함되어 있을 수 있다. 일 구체예에 있어서, 제2 역전기투석 전지부 및 제2 물질 함유부를 상기 역전기투석 전지부 및 상기 물질 함유부에 연결하여 배치함으로써, 이온 흐름이 향상되어 더 많은 물질을 대상체에 전달할 수 있다.
계속해서 도 3을 참조하여 설명하면, 이온토포레시스 장치는 역전기투석 전지부 및 물질 함유부를 수용하기 위한 용기(115)를 더 포함할 수 있다. 상기 용기(115)는 상기 장치를 수용하면서, 대상체와 접촉하는 물질 함유부(120)의 일면의 적어도 일부를 노출시키도록 배치된 것일 수 있다. 본 명세서에서 용기(115)는 장치를 수용하고, 각 장치 내 부품들을 유지하고 지지하기 위한 역할을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 상기 용기(115)는 접착테이프(미도시)로서, 챔버(113, 114) 내의 용액이 새지 않도록 할 수 있다. 또한 상기 용기(115)의 일부분은 스페이서(미도시)로서, 상술한 바와 같은 스페이서의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 용기는 절연체로서, 역전기투석 전지부와 제2 역전기투석 전지부를 분리할 수도 있다. 상기 용기의 재질로는 또한 종래에 사용되는 임의의 재질이 사용될 수 있다. 임의의 재질에는 예를 들면, 셀로판, 셀룰로즈 아세테이트, 에틸셀룰로즈, 가소화된 비닐아세테이트-비닐클로라이드 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴클로라이드, 종이, 천 및 알루미늄 포일이 포함될 수 있다.
도 4를 참조하면, 이온토포레시스 장치가 활성화되는 구체예를 도식화하여 나타낸다. 일 구체예에 있어서, 도 4a에서와 같이, 상기 챔버(113, 114)의 측벽으로서, 상기 양이온 교환막(111) 및 음이온 교환막(112) 사이에 위치하는 측벽의 적어도 일 부분에 물 투과성 막(140)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 챔버(113, 114)로 물을 공급하는 물 공급부(130)가 챔버(113, 114)의 측벽의 적어도 일 부분에 연결된 것일 수 있다. 상기 물 공급부(130)와 챔버(113, 114)는 유로 또는 채널(미도시)에 의해 유체적 통신(fluidic communication)을 할 수 있다. 상기 유체적 통신을 제어할 수 있는 수단 또는 벨브를 또한 더 포함할 수 있다. 상기에서 측벽이라 함은 상기 챔버들이 마주보는 면이 아닌 면을 지칭할 수 있다. 이어서, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 상기 물 공급부(130) 내의 물은 물 투과성 막(140)을 통해 챔버 내로 유입되고, 그에 의해 도 4c에 나타낸 바와 같이, 상술한 이온의 흐름이 형성될 수 있다. 상기의 물 투과성 막 또는 물 공급부 외에도 장치의 챔버에 전해질 이온 농도 차이를 발생시키는 임의의 수단을 통해 장치는 활성화될 수 있다. 예를 들면, 사용자가 상기 장치를 피부에 접촉시키기 전 또는 후에 장치를 활성화하기 위해 물을 공급함으로써 장치가 활성화될 수 있다. 또한, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버는 고농도의 전해질을 포함하는 고체 물질 또는 고농도의 전해질이 내포된 히드로겔을 수용할 수 있다. 또한, 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버는 비어있거나, 저농도의 전해질을 포함하는 고체 물질 또는 저농도의 전해질이 내포된 히드로겔을 수용할 수 있다. 상기 고체 물질 또는 히드로겔이 포함되어 있는 경우, 예를 들면, 고체 상태의 소금(NaCl)이 포함되어 있는 경우, 상술한 바와 같이 물이 챔버 내로 유입되면 상기의 고체 물질 또는 히드로겔은 물에 용해되어 전해질 수용액을 형성함으로써 이온의 흐름이 발생할 수 있다. 상기 고체 물질 또는 히드로겔은 수용성, 또는 이온성 물질의 투과성을 갖고, 적절한 기계적 특성을 갖는 물질이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 고체 물질 또는 히드로겔의 예는 한천(agar), PEGDA(poly ethylene glycol diacrylate), PHEMA(Poly(2-hydroxyethyl methacrylate)), 알긴산, 예를 들면, 소듐 알지네이트, 칼슘 알지네이트, 또는 포타슘 알지네이트를 포함할 수 있다. 또한, 상기 고체 물질 또는 히드로겔은 이온성 결합물질의 고형 파우더 제형을 포함할 수도 있다.
이제, 도 5를 참조하여 설명하면, 상기 역전기투석 전지부(110) 및 물질 함유부(120), 및 상기 제2 역전기투석 전지부(110') 및 제2 물질 함유부(120')를 포함하는 반복 유닛이 복수개 연결되고, 상기 연결은 각 반복 단위의 최하부의 양이온 교환막(111) 또는 음이온 교환막(112) 하부에 형성된 염다리(미도시) 또는 전해질이 고농도로 포함된 챔버(113)에 의해 이루어진 것일 수 있다. 또한, 상기 각 반복 단위가 연결되는 최하부의 양이온 교환막(111) 또는 음이온 교환막(112)에는 물질 함유부(120)가 배치되지 않을 수 있다. 또한, 상기 반복 유닛의 수는 2 내지 10, 예를 들면, 2, 3, 4, 또는 5일 수 있다.
또한, 다른 구체예에 있어서, 이온토포레시스 장치는 이온의 흐름을 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 역전기투석 전지부 및 제2 역전기투석 전지부를 연결하는 부분, 또는 상기 각 반복 단위를 연결하는 부분에 배치된 것일 수 있다. 상기 제어부는 스위치 장치, pH 센서 또는 염 센서를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 센서는 장치 내의 이온의 흐름 또는 전류의 출력을 감지하여 스위치 장치를 통해 이온의 흐름 또는 전류의 출력을 조절할 수 있다. 상기 제어부에는 상기 물질 함유부에 포함되는 물질(약물)의 피부로의 전달 특성에 관한 정보가 내장되어 있는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부는 상기 이온토포레시스 장치에 포함되는 특정한 물질(약물)에 대한 이온토포리시스 특성에 관한 데이터가 내장되어 있는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 상기 데이터에는 특정한 물질(약물)이 특정한 전류 및/또는 이온의 흐름의 조건하에서 상기한 바와 같은 이오토포레시스 장치에 의해 피부를 통하여 체내로 전달되는 경우, 이들 조건과 전달 속도와 상관 관계가 포함될 수 있다. 상기 마이크로프로세서는 상기 물질 함유부에 포함되는 물질의 피부로의 전달 특성에 따른 제어 알고리즘을 포함하는 것일 수 있다. 또는, 물질의 피투여자 또는 의사는 상기 마이크로프로세서에 포함되어 있는 데이터에 따라, 물질(약물)의 기초 투여속도 (basal administeration level) 즉, 기초 전류의 세기를 결정하고, 물질(약물)을 투여할 수 있다. 상기 기초 투여 속도에 따라 물질을 투여하는 동안, 피투여자에 추가적인 투여의 필요성이 발생하는 경우, 예를 들면, 피투여자가 통증을 가지고 있고 상기 기초속도로 투여되는 물질(약물)이 진통제인 경우, 상기 기초 투여에 의하여 통증이 감소되지 않는 경우, 추가적인 물질(약물) 전달을 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 물질(약물) 전달의 조건은 상기 마이크로프로세서에 저장된 물질(약물) 투여조건과 투여속도의 상관관계에 기초하여 결정할 수 있다. 상기 제어부는 사용자의 피부로 공급되는 전류의 세기를 조절할 수 있도록 구성된 것일 수도 있다. 상기 전류의 세기는 반드시 자동적으로 조절될 필요는 없으며, 피투여자 또는 시술자의 필요에 따라 전류의 세기를 조절할 수 있는 것일 수 있다. 또한, 상기 제어부는 사용자의 피부로 공급되는 전류가 설정된 시간 간격을 두고 자동으로 온/오프될 수 있도록 구성된 것일 수도 있다. 상기한 바와 같은, 전류 제어 기능을 수행하는 전기회로의 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 이에 대한 더욱 상세한 설명은 생략한다.
다른 구체예에 있어서, 이온토포레시스 장치는 상기 제어부에 전기적으로 연결된 표시부를 포함할 수 있다. 상기 표시부는 상기 제어부에 포함되어 있는 상기 데이터에 따라, 특정한 조건하에서 투여되는 물질(약물)의 양, 속도 및 물질(약물)의 잔량 등을 표시할 수 있다. 상기 표시부는 당업계에 알려진 임의의 표시 장치를 포함한다. 예를 들면, LCD, PDP, 브란운관, 및 LED 등이 될 수 있다. 구체예에 있어서, 상기 제어부에 표시부가 연결되어 있고, 상기 표시부는 물질(약물)이 전달되는 동안, 전달되는 물질(약물)의 양, 장치에 잔류하는 물질(약물)의 양, 물질(약물) 전달 속도 및 전달되어져야 할 물질(약물)의 양으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 정보가 표시되는 것일 수 있다. 피투여자 또는 시술자(의사)는 상기 표시부에 표시되는 물질(약물)의 투여량, 및 투여 속도 등을 기초로 하여 물질(약물)을 추가적으로 더 투여할 것인지 또는 중단할 것인지 여부를 결정할 수 있다.
다른 양상은 상기의 이온토포레시스 장치의 챔버에 물을 공급하여 양이온 또는 음이온 교환막에 의한 이온의 흐름을 인접한 챔버들 사이에서 형성시켜 전류를 발생시키는 단계;및 상기 발생된 전류를 통하여 전하 또는 극성을 갖는 물질을 포함하는 물질 함유부 내의 물질을 대상체로 전달하는 단계를 포함하는 대상체로 물질을 전달하는 방법을 제공한다.
일 구체예에 있어서, 대상체로 물질을 전달하는 방법은 전해질이 고농도로 포함된 챔버 및 전해질이 저농도로 포함된 챔버에서 인접한 챔버들 간에 이온의 흐름을 발생시키는 단계; 상기 이온의 흐름에 의해 전류가 생성되는 단계; 및 상기 생성된 전류에 의해 전하 또는 극성을 갖는 물질을 포함하는 물질 함유부 내의 물질을 대상체로 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 인접한 챔버들 간에 이온의 흐름을 발생시키기 전에 상기 챔버에 수성 용액(aqueous solution)을 공급하여 챔버 내의 전해질 용액의 이온 농도 차이를 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 따라서, 일 구체예에 따른 방법은 역전기투석을 사용하여 전류를 발생시키는 단계; 상기 생성된 전류에 의해 전하 또는 극성을 갖는 물질을 포함하는 물질 함유부 내의 물질을 대상체로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
이온토포레시스 장치 및 그에 포함될 수 있는 구성들에 대해서는 상기한 바와 같다.
일 구체예에 있어서, 상기 방법은 이온토포레시스 장치를 대상체에 접촉시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 접촉시키는 단계는 챔버 간의 전해질 이온 농도의 차이가 생성되는 단계, 또는 이온의 흐름을 인접한 챔버들 사이에서 형성시켜 전류를 발생시키는 단계 전 또는 후에 수행될 수 있다.
상기 전류를 발생시키는 단계는 상술한 바와 같이 두 개 이상의 챔버 내의 전해질 용액의 이온 농도의 차이에 의해 형성되는 이온의 흐름에 의해 발생될 수 있으며, 예를 들면, 상술한 바와 같은 역전기투석을 사용하여 전류를 발생시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 물질을 대상체로 전달하기 위한 전원을 공급하는 단계가 없는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 방법은 상기 이온토포레시스 장치에 도입된 역전기투석 전지부를 제외하고 물질을 대상체로 전달하기 위한 전원을 공급하는 단계가 없는 것일 수 있다.
일 양상에 따른 이온토포레시스 장치 및 물질을 전달하는 방법에 의하면, 피부를 통한 약물의 전달이 향상되고, 전극을 구비한 이온토포레시스 장치를 사용하여 약물을 피부로 전달하는 과정에서 발생할 수 있는 가려움증, 통증, 화끈거림, 및 홍반 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 이온토포레시스 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 일 구체예에 따른 이온토포레시스 장치의 역전기투석 전지부 및 함유부를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 3은 일 구체예에 따른 이온토포레시스 장치의 역전기투석 전지부 및 함유부를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 4는 일 구체예에 따른 이온토포레시스 장치를 활성화 원리를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 5는 일 구체예에 따른 이온토포레시스 장치의 역전기투석 전지부 및 함유부를 도식화하여 나타낸 도면이다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 : 이온토포레시스 장치의 제작 및 그를 이용한 약물 전달
1. 이온토포레시스 장치의 제작
역전기투석을 사용하는 이온토포레시스 장치를 하기의 방법으로 제조하였다.
두꺼운 양면테이프에 두개의 구멍을 뚫어 용액을 위치시킬 수 공간을 확보하고, 그 위에 양이온 교환막(AEM)과 음이온 교환막(CEM) (ASAHI GLASS CO. Product Name: CMV(양이온 교환막), AMV(음이온 교환막))을 부착시켰다. 상기 교환막이 부착된 양면테이프를 AEM과 CEM이 번갈아 쌓아 올려지는 형태로 층층이 쌓은 후, 패치의 최상부는 두 개의 구멍 대신 큰 하나의 구멍이 있는 양면테이프를 부착하였다. 패치의 최하부는 주입하려는 약물이 내포된 히드로겔을 도포하여 이온토포레시스 장치를 제작하였다.
2. 이온토포레시스 장치를 사용한 약물 전달
상기에서 제작한 패치를 사용하여 랫드에서의 약물 전달 효능을 확인하였다.
구체적으로 실험군으로는 소염진통제인 케토프로펜(Ketoprofen, Sigma Aldrich, Lot#SLBH0842V)을 0.43mg/cm2 패치면적 도포한 상기 패치를 3마리의 랫드(오리엔트, SD품종. ~250g)에 각각 부착하였다. 대조군으로는 상기 패치와 동일하게 제작한 blank 패치에 동일한 방법으로 약을 도포한 패치를 사용하였고, 그를 3마리의 랫드에 부착하였다. 상기 일반 패치는 단순확산방식을 사용하는 패치이다. 상기 실험군 및 대조군의 패치를 랫드에 부착한 후 1시간, 2시간, 4시간, 6시간, 8시간, 12시간 및 24시간에 랫드의 혈액을 채취하여 혈액 내 약물의 양을 HPLC(high performance liquid chromatography, 고성능 액체 크로마토그래피) 방법으로 측정하였고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6은 일 구체예에 따른 이온토포레시스 장치의 약물 전달 효능을 나타낸 그래프이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 일 구체예에 따른 이온토포레시스 장치는 대조군에 비해 약 2배 더 많은 약물을 전달함을 알 수 있었다. 또한, 일 구체예에 따른 이온토포레시스 장치를 사용했을 때, 대조군 패치의 가장 높은 약물 농도에 도달하기 위해 소요되는 시간은 1시간에 불과한 것을 알 수 있었다. 따라서, 일 구체예에 따른 이온토포레시스 장치는 더욱 많은 약물을 피부를 통해 피하혈관까지 전달할 수 있음을 확인할 수 있다.
100: 이온토포레시스 장치 110 : 역전기투석 전지부
111 : 양이온 교환막 112 : 음이온 교환막
113, 114 : 챔버 115 : 용기
120 : 접착부 130 : 물 공급부
140 : 물 투과성 막

Claims (22)

  1. 고농도 전해질 용액 및 저농도 전해질 용액 간의 이온 농도 차이를 통해 전류를 발생시키는 역전기투석(Reversed ElectroDialysis: RED) 전지부; 및
    상기 역전기투석 전지부의 일면에 연결되고 전하 또는 극성을 갖는 물질을 포함하는 물질 함유부를 포함하고,
    상기 역전기투석 전지부로부터 발생된 전류를 상기 물질 함유부를 통하여 흐르게 하여 상기 물질 함유부 내의 물질을 대상체에 전달하는 이온토포레시스(iontophoresis) 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 역전기투석 전지부는,
    양이온 교환막;
    상기 양이온 교환막과 이격되어 배치된 음이온 교환막; 및
    상기 양이온 교환막 및 상기 음이온 교환막에 대하여 적어도 부분적으로 정의되고, 전해질을 수용하는 챔버를 포함하고,
    상기 양이온 교환막 및 음이온 교환막은 교대로 배치되고, 상기 챔버는 전해질이 고농도로 포함된 챔버와 전해질이 저농도로 포함된 챔버가 교대로 배치된 것인 이온토포레시스 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 역전기투석 전지부는 상기 물질을 대상체로 전달하기 위한 유일한 전류원인 것인 이온토포레시스 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 전해질은 전해질 용액 중에 포함되어 있고, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버는 0.1 내지 20 mol/L의 전해질 용액의 이온 농도를 포함하고, 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버는 전해질을 포함하지 않거나, 0.1 내지 20 mol/L의 전해질 용액의 이온 농도를 포함하며, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버 내의 전해질 용액의 이온 농도는 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버 내의 전해질 용액의 이온 농도보다 높은 것인 이온토포레시스 장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버 및 전해질이 저농도로 포함된 챔버는 0.5 volt 내지 15 volt 의 전압을 출력하도록 서로 다른 양 또는 이온 농도의 전해질이 포함된 것인 이온토포레시스 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 피부를 통한 물질의 전달을 위한 패치인 것인 이온토포레시스 장치.
  7. 청구항 2에 있어서, 상기 양이온 또는 음이온 교환막은 0.5 meg/g 이상의 이온 교환능(Ion Exchange Capacity: IEC)을 갖고, 70% 이상의 투과선택성(permselectivity)를 갖는 것인 이온토포레시스 장치.
  8. 청구항 2에 있어서, 상기 전해질은 NaCl, MgCl2, AgCl, CuCl2 , CaCl2 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것인 이온토포레시스 장치.
  9. 청구항 2에 있어서, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버는 고농도의 전해질을 포함하는 고체 물질 또는 고농도의 전해질이 내포된 히드로겔을 수용하고 있거나, 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버는 비어 있거나 저농도의 전해질을 포함하는 고체 물질 또는 저농도의 전해질이 내포된 히드로겔을 수용하고 있는 것인 이온토포레시스 장치.
  10. 청구항 2에 있어서, 제2 역전기투석 전지부 및 상기 제2 역전기투석 전지부의 일면에 연결되고 전하 또는 극성을 갖는 물질을 포함하는 제2 물질 함유부를 포함하고,
    상기 제2 역전기투석 전지부는,
    양이온 교환막;
    상기 양이온 교환막과 이격되어 배치된 음이온 교환막; 및
    상기 양이온 교환막 및 상기 음이온 교환막에 대하여 적어도 부분적으로 정의되고, 전해질을 수용하는 챔버를 포함하고,
    상기 양이온 교환막 및 음이온 교환막은 교대로 배치되고, 상기 챔버는 전해질이 고농도로 포함된 챔버와 전해질이 저농도로 포함된 챔버가 교대로 배치된 것이며,
    상기 역전기투석 전지부와 제2 역전기투석 전지부는 각 전지부의 최상부의 양이온 또는 음이온 교환막 상에 형성된 염다리(salt bridge) 또는 전해질이 고농도로 포함된 챔버에 의해 연결된 것인 이온토포레시스 장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 물질 함유부 및 제2 물질 함유부와 연결되는 이온 교환막은 서로 반대 전하의 이온 교환막인 것인 이온토포레시스 장치.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 이온토포레시스 장치는 양의 전하 또는 극성을 갖는 물질 또는 음의 전하 또는 극성을 갖는 물질을 각각 상기 물질 함유부 또는 제2 물질 함유부를 통해 대상체에 전달하는 것인 이온토포레시스 장치.
  13. 청구항 10에 있어서, 상기 역전기투석 전지부 및 물질 함유부, 및 상기 제2 역전기투석 전지부 및 제2 물질 함유부를 포함하는 반복 유닛이 복수개 연결되고, 상기 연결은 각 반복 단위의 최하부의 양이온 또는 음이온 교환막 하부에 형성된 염다리 또는 전해질이 고농도로 포함된 챔버에 의해 이루어진 것인 이온토포레시스 장치.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 역전기투석 전지부 및 물질 함유부를 수용하기 위한 용기를 더 포함하고, 상기 용기는 대상체와 접촉하는 물질 함유부의 일면의 일부를 노출시키도록 배치된 것인 이온토포레시스 장치.
  15. 청구항 2에 있어서, 상기 양이온 및 음이온 교환막을 이격시키기 위한 스페이서를 더 포함하는 것인 이온토포레시스 장치.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 물질 함유부는 물질이 내포된 히드로겔이거나 이를 수용하는 것인 이온토포레시스 장치.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 물질은 미백제, 주름개선제, 약제 또는 그들의 조합인 것인 이온토포레시스 장치.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 미백제는 닥나무추출물, 알부틴, 에틸아스코빌에테르(ethyl ascorbyl ether), 유용성감초추출물(oil soluble licorice extract), 아스코빌글루코시드(ascorbyl glucoside), 아시코빌테트라이소팔미테이트(ascorbyl tetraisopalmitate) 또는 그들의 조합이고, 상기 주름개선제는 레티놀, 레티닐팔미테이트(Retinyl Palmitate), 아데노신(adenosine), 폴리에톡실레이티드레틴아미드(polyethoxylated retinamide) 또는 그들의 조합이고, 상기 약제는 리도카인, 케토프로펜, 니코틴, 카페인, 아모롤핀(Amorolfine), 펜타닐(Fentanyl), 아스코르빈산(Ascorbic acid), 히알루론산(Hyaluronate), 아지렐린(Argireline) 또는 그들의 조합인 것인 이온토포레시스 장치.
  19. 청구항 2의 이온토포레시스 장치의 챔버에 물을 공급하여 양이온 또는 음이온 교환막에 의한 이온의 흐름을 인접한 챔버들 사이에서 형성시켜 전류를 발생시키는 단계;및
    상기 발생된 전류를 통하여 전하 또는 극성을 갖는 물질을 포함하는 물질 함유부 내의 물질을 대상체로 전달하는 단계를 포함하는 대상체로 물질을 전달하는 방법.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 청구항 2의 이온토포레시스 장치를 대상체에 접촉시키는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  21. 청구항 19에 있어서, 상기 이온토포레시스 장치에 도입된 역전기투석 전지부를 제외하고 물질을 대상체로 전달하기 위한 전원을 공급하는 단계가 없는 것인 방법.
  22. 청구항 19에 있어서, 상기 전해질은 전해질 용액 중에 포함되어 있고, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버는 0.1 내지 20 mol/L의 전해질 용액의 이온 농도를 포함하고, 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버는 전해질을 포함하지 않거나, 0.1 내지 20 mol/L의 전해질 용액의 이온 농도를 포함하며, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버 내의 전해질 용액의 이온 농도는 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버 내의 전해질 용액의 이온 농도보다 높은 것인 방법.
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