KR930005050B1 - 전기영동을 이용한 경피식 약제 투약장치 - Google Patents

전기영동을 이용한 경피식 약제 투약장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

전기영동을 이용한 경피식 약제 투약장치
제1도는 본 발명 투약장치의 사시도.
제2도는 피부에 붙여진 상태에서의 제1도의 2-2선 단면도.
제3도는 제1도와 제2도에서 보인 장치의 작동원리에 따른 전기회로도.
제4도는 제3도에서 보인 회로의 또 다른 구성 배열의 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2-2 : 본 발명장치의 단면도인 제2도 작성을 위한 제1도에서의 절단선
10 : 투약장치 12 : 커어버
14 : 상승부 16 : 변부
18 : 피부 22 : 박막
24 : 수용기 26 : 접점부(정전류 제한장치 포함)
28 : 밧데리 32 : 접점층
34 : 절연층 36 : 접착층
38 : 집적장치(리버스 플레이팅 셀)
본 발명은 피부를 통한 투약장치(applicator)에 관한 것으로, 특히 약물의 투약을 제어할 수 있도록 간결하고 적합한 구조의 자체 내장 전기영동형 투약장치에 관한 것이다.
용액상태에서 분자가 이온화되는 약물을 전기영동을 이용하여 피부를 통하여 투약하는 것은 공지되어 있다. 이 용액이 전기장의 영향하에 있어서 전극의 전하가 약물의 이온전하와 동일할 경우 투약되는 부위의 피부에서 전극이 용액의 상부에 있을 때 이온이 전극과 서로 적력을 나타내어 이온이 피부를 통하여 혈류내로 이동하게 된다.
이러한 기술에 관련된 여러 가지 문제점은 대부분의 경우 조절된 양의 투약이 가능한 이점을 갖는다 하여도 그 사용범위에 있어서는 크게 한정을 받게 된다. 전기영동을 이용한 약물 투약장치는 대개 부피가 크고 값이 비싸므로 전문가의 주의를 요하는 병원에서 사용할 수 있도록 제한을 한다. 이러한 장치의 예가 다음 미국특허 등에 기술되어 있으며 이들 특허문헌에서는 일회용 전극 또는 보다 효과적인 전극의 개발이 크게 강조되었음을 알 수 있다.
제2,492,155호 제4,141,359호 제4,250,878호
제3,163,166호 제4,166,457호 제4,273,135호
제3,289,671호 제4,239,052호 제4,367,645호
제3,677,268호 제4,243,052호
특히 미국특허 제3,289,671호 및 제4,141,359호에 있어서는 투약량이 전류의 흐름에 따라 좌우되고 전류의 흐름을 제어함으로써 정확한 투약량을 결정할 수 있음이 기술되어 있다.
이러한 전기치료법의 이용이 의료기관에만 국한되어 있음으로 이러한 방식의 치료에 드는 비용이 이러한 설비를 이용하는데 소요되는 시간 즉, 투약하는데 소요되는 시간에 정비례한다. 결국 허용가능한 최대전류의 흐름에 의존하여 가능한 한 신속히 투약하는 것이 크게 강조된다. 가장 효과적인 전신투약은 장시간 동안, 즉 한시간 이상으로 부터 며칠까지의 장시간 동안 매우 일정하고 느린 속도로 혈류 내에 약을 공급하는 것이다. 이와 같은 경우 약을 붙여 투약하기 위하여 전기영동을 이용한 본 발명의 장치와 방법만이 실행가능한 것이다.
이러한 자체내장형 전기치료용 장치를 환자가 정상활동 중에 이 장치를 붙이고 다니는 동안 약물이 투여될 수 있도록 된 장치를 시도한 바 있다. 이러한 형태의 장치가 미국특허 제385,556호, 제486,902호 및 제2,784,715호에 기술되어 있다. 그러나 이들 장치는 부피가 크고 값이 비싸며 투약량을 정확히 조절할 수 없었다.
본 발명은 피부를 통하여 약물을 투여하기 위하여 전기영동을 이용한 종래장치와 방법의 결점들을 해결하거나 줄일 수 있도록 한 것이다.
이는 붙여놓은 경우, 반창고와 구별이 어려울 정도인 약제도포물 내에 완전한 전기영동 투약장치를 포장함으로써 본 발명의 원리를 성취할 수 있다. 이러한 포장된 투약장치는 거의 1/10인치의 두께로 매우 얇게 할 수 있으며 그 길이와 폭은 투약요구량에 의하여 결정될 수 있다.
본 발명의 한 구체화된 실시형태는 약제가 함유되어 피부와 접촉하는 제1활성층, 이 제1활성층을 중첩된 제2활성층과 전기접촉되고 전기밧데리로 구성되었으며 제2활성층과 중첩된 제3활성층을 갖는 소형 복수층형의 투약장치로 구성된다. 다른 층들은 요구된 바에 따라 다른 기능을 가질 수 있다. 이와 같은 장치는 전기전도성 물질로 된 커어브 내에 포장되는데 제1활성층에서 외향 연장부를 가지고 이는 피부와 접촉하도록 되어 있다. 변부의 하측은 전기전도성 접착물질로 피복되어 투약장치를 피부에 붙였을 때에 변부로 둘러싸인 커어버가 피부와 접촉된다. 변부는 귀환 전극으로서 작용함으로써 투약장치를 피부에 붙였을 때에 피부는 전기회로를 구성하여 전류가 흐르도록 하고 약제가 피부를 통하여 혈류 내로 이동될 수 있도록 한다.
투약장치의 모든 층은 이 투약장치가 그 형태에 관계없이 광범위한 부위에 충분히 붙여질 수 있는 적합한 물질로 구성될 수 있다.
상기 언급된 투약장치는 일정한 전류가 흐를 수 있도록 구성될 수 있으며 예정된 시간 또는 예정된 분량의 약제가 투약된 후에는 투약이 중지될 수 있도록 하는 장치가 제공될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 근본 목적은 조절된 양의 약제를 전기영동을 이용하여 투약하기 위한 자체내장형 장치와 방법을 제공하는데 있다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제1도 및 제2도에서 피부에 붙이는 투약장치(10)는 상층부(14)와 외주연의 변부(16)를 갖는 외측커어버(12)로 구성된다. 이 투약장치(10)는 중앙의 상승부에 요구된 전기영동 장치가 내장되고 그 외주연을 따라서 변부가 형성되어 피부의 특수한 위치에 따라서 예를 들어 정사각형, 직사각형, 타원형, 원형과 같은 어떠한 형태나 크기를 가질 수 있다.
제2도에서 보인 바와 같이, 투약장치(10)는 환자의 피부(18)의 표면에 붙여지며 커어버(12)의 상승부(14)는 이후 상세히 설명되는 바와 같은 여러 층으로 되어 있다. 제1층은 약제가 피부(18)측으로 이동될 수 있는 미세공 또는 반투과성박막(22)이다. 역시 이후 상세히 설명되는 바와 같이 이 박막(22)은 약제의 수용을 위한 수용기의 성질에 따라서는 필요치 않을 수도 있다.
제2층은 투약될 약제가 수용되는 가요성의 주머니, 즉 수용기(24)로 구성된다. 본 발명의 기술분야에서 공지되고 상기 열거된 하나 이상의 미국특허 문헌에서 보인 바와 같이, 이 수용기(24)는 약제가 용액 또는 현탁액 형태로 수용되는 주머니이며 그 벽은 주위조건 하에서는 약제의 누출이 방지될 수 있도록 충분히 조밀하나 전장의 영향 하에서는 전하입자 또는 이온이 이동될 수 있는 다공성의 것이다. 투약장치의 운반이나 보관, 온도변화 등의 주위조건 하에서 또는 수용기가 뚫어질 수 있는 가능성 등에 의하여 누출될 염려가 있을 경우 미세공형의 박막(22)을 사용하는 것이 좋다. 또는 이 박막(22)의 사용은 관련된 약제의 성질에 따라서 좌우된다. 다른 방법으로 수용기(24)는 액상의 약제가 담긴 주머니의 형태로 구성하지 아니하고 약제가 함침된 다공성물질로 구성될 수 있다.
수용기(24) 위쪽 제3 또는 다음 층은 밧데리(28)의 한 면으로서 작용할 수 있는 넓은 접점층(26)이다. 이 접점층(26)은 적당한 전도성 물질로 구성될 수 있으며 투약장치(10)가 피부의 곡면에 따라 만곡될 수 있도록 하는 것이 좋다. 이러한 형태의 적당한 물질은 본 발명이 기술분야에서 잘 알려져 있으며 전기적으로 전도성인 중합체, 적당하게는 비이온화성물질을 포함한다. 또한 탄소함유 또는 표면이 금속으로 도금된 플라스틱이 사용될 수 있다.
다음 층을 구성하는 밧데리(28)는 특별한 약제의 전기영동작용이 이루어지는데 필요한 전압을 얻기 위하여 직렬로 연결된 일련의 전지로 구성될 수 있다. 밧데리(28)의 극성은 선택된 약제의 이온입자가 양이온인가 또는 음이온인가에 따라 좌우된다. 만약 이온입자가 용액 또는 현탁액 내에서 음이온성질을 나타낼 때에 접점층(26)은 밧데리(28)의 음극과 연결되고 반면에 피부는 상기 접점층에 대하여 양극이 됨으로 이온을 끌어당길 것이다. 밧데리(28)는 통상적으로 소형화된 것이 사용될 수 있으며 요구된 전압을 얻기 위하여 직렬로 연결된다. 아울러 현재의 기술로는 이러한 밧데리가 적합한 전류밀도를 제공할 수 있는 두께에 비해 넓은 표면적을 갖는 매우 얇고 유연성 있는 전도중합을 시이트로 구성될 수 있다. 소위 이러한 플라스틱 밧데리가 1981년 가을호 “Batteries Today”의 10, 11 및 24페이지에 기술되어 있다. 이러한 시이트상 밧데리가 사용되는 경우 다수의 전지가 직렬로 배열되도록 층을 이루게 되고 시이트 수와 시이트의 표면적 사이의 효과적인 절충으로 이들은 제2도에서 보인 바와 같이 대각선 방향으로 층을 이루도록 하는 것이 좋다. 물론 밧데리의 선택은 전적으로 요구된 적합도, 전압, 전류밀도 및 방전시간에 따라 좌우된다.
밧데리(28)의 상부에는 다른 층(32)이 중첩되며, 이는 접점부(26)의 구성과 유사하고 밧데리(28)의 반대극성을 가지도록 전기적으로 연결된다.
투약장치(10)의 모든 층을 감싸는 커어버(12)는 탄소를 함유하는 중합체 또는 표면이 금속으로 도금된 플라스틱과 같은 가요성의 전도성 플라스틱물질로 구성되어 있다. 절연물질(34)이 상승부(14)의 측벽과 이 상승부 내에서 중첩된 여러 층 사이의 공간에 채워져 있다.
전도성의 접착물질(36)이 변부(16)의 하측부에 피복되어 투약장치(10)가 피부(18)에 접착되어 양호한 전기적인 접촉이 이루어지도록 한다.
상기 언급된 구성으로 밧데리(28)의 일측구성으로 부터 커어버(12), 접착물질(36), 피부(18), 미세공박막(22), 용액수용기(24)를 지나 다시 밧데리(28)로 이어지는 완전한 전기회로가 구성된다.
이와 같은 구성으로 형성된 전기회로를 보다 상세히 설명하기 위하여 제3도가 도시되었으며, 이 회로의 부호는 제1도 및 제2도에서 보인 구조의 부호와 일치한다.
밧데리(28)는 접점층(32), 커어버(12) 및 접착층(36)을 통하여 피부(18)에 연결되고 밧데리(28)의 타측구성은 회로를 완성하기 위하여 접점부(26), 용액수용기(24)와 박막(22)을 통하여 피부(18)에 전기적으로 연결되어 있다. 저항 Reff는 피부(18), 접착층(36), 커어버(12), 밧데리(28), 접점부(26)(32), 수용기(24) 및 박막(22)으로 구성된 회로의 유효저항을 나타낸다. 이러한 형태의 장치에 있어서, 그 목적의 하나는 전류의 흐름을 매우 느리게 함으로써 약제가 장시간에 걸쳐 서서히 퇴적되게 하는 것이다. 전형적인 전류의 흐름은 특별한 약제에 따라서 선택될 수 있으나 박막(22) 아래의 피부표면으로 0.0001 암페어-시/㎠ 정도로 느려야 한다. 전류의 흐름에 대한 피부의 전기적인 저항은 약 6-9KΩ이고 전기접촉이 이루어지는 피부부위 사이의 거리에는 거의 관계가 없다. 이는 피부의 전기적인 저항이 침투에 대한 저항보다 크기 때문이며, 전류는 전기저항이 매우 낮은 몸속의 유체를 통하여 흐르기 때문이다. 따라서 옴의 법칙에 따라 표시되는 전류량은 1.5볼트 밧데리를 이용한 회로의 총저항이 약 360K/㎠이 되어야 한다. 회로의 이러한 저항, 즉 유효저항 Reff는 제3도에서 보인 바와 같이 밧데리저항, 전극, 커어버물질 등으로 구성되는 회로의 한 부분 또는 이들의 조합으로 구성된다. 또한 필요한 경우 충분한 시간에 걸쳐 일정한 전류의 흐름을 유지하기 위하여 정전류 제한장치가 접점부(26)와 일체로 구성되거나 편리한 회로의 다른 부분에 일체로 구성될 수 있다.
또한 제4도에서 보인 바와 같이, 투약장치(10)는 일정시간 후 또는 일정량의 투약 후 투약이 중지될 수 있도록 구성될 수 있다. 이는 회로에 리버스 플레이팅 셀(reverse plating cell)(38)과 같은 집적장치를 삽입함으로써 성취될 수 있다. 동 기술분야에서 공지된 바와 같이 셀(38)은 일측전극이 코팅물질을 다른 전극으로 옮길 수 있는 한 쌍의 전극으로 구성된다. 기준 코팅두께에 기초를 둔 예정시간이 경과되거나 소요의 약물이 투여되었음을 나타내는 전류의 흐름이 나타난 후 모든 플레이팅 물질이 퇴적되었을 때 내부저항이 크게 증가하여 전류의 흐름이 강하되고 약제의 이동이 중지된다. 이러한 장치는 약제가 붙여져 투약되는 시간이나 또는 일저한 투약량을 미리 설정토록 되어 있다. 셀(38)은 상대적으로 저항이 큰 장치이고 투약장치(10)의 작동에 요구된 매우 높은 저항을 제공한다.
셀(38)은 접점층(32)의 일부분으로서 구성될 수 있고 접점층(32)과 커어버(12) 사이에 삽입될 수도 있다. 또한 약물을 공급받는 자에게 어떠한 충격이라도 피하기 위하여 전류의 흐름이 점진적으로 이루어지도록 하는 예비설비가 구성될 수 있다.
투약장치(10)는 미리 상이한 크기와 형태로 만들어져 플라스틱 주머니로 밀봉되고 그 노출측이 보호대로 씌워질 수 있다. 상이한 약제가 수용될 수 있으며 밧데리는 요구된 전류의 흐름에 맞도록 갖추어질 수 있고, 각 밧데리의 극성은 특별한 약제에 따라서 선택될 수 있다. 본 발명의 장치를 사용함에 있어, 먼저 보호대가 분리되고 귀 뒤와 같은 소요의 피부에 붙여진다. 전류의 흐름이 시작함에 따라 약제가 이동하게 된다.
이와 같이 본 발명은 먼저 장시간에 걸쳐 종래 불가능하였던 투약의 조절과 정확성을 갖고 투약치료가 가능하도록 한다. 본 발명을 이용한 이러한 요법의 경비는 현저히 감소됨으로 본 발명이 경제적으로 사용될 수 있다.
본 발명에는 몇몇 특정 구체예를 설명하였으나 다음에 청구범위가 한정하는 발명의 범위에 벗어나지 않는 많은 실시예가 가능하다는 것은 본 발명에 숙지된 자에 의해 자명할 것이다.

Claims (8)

  1. 이온용액상태 또는 현탁액상태의 약제를 전기영동법으로 이동시켜 피부를 통하여 환자의 혈류 내로 투약시킬 수 있도록한 투약장치에 있어서, 투여될 약제를 수용하는 약제수용기(24), 수용기의 한쪽 면과 인접하고, 이 수용기에 접한 쪽이 용액 내의 약제이온과 동일한 전하를 갖는 밧데리(28), 밧데리와 접하지 않는 쪽의 수용기면은 피부(18)에 접촉하도록 되어 있고, 밧데리를 부분적으로 둘러싸고 있는 전기전도성 물질로 된 커어버(12), 장치를 피부에 부착시켰을 때 커어버가 밧데리(28)와 수용기(24)를 충분히 감싼 상태에서 부착이 용이하도록 커어버(12) 바깥 둘레에는 변부(16) 테두리가 있고, 변부의 하측에는 전기전도성 접착물로 피복된 접착층(36)과 그리고 장치를 피부에 부착시켰을 때에 도면 3에서와 같은 완전한 전기회로(제3도)를 형성하는데 피부(18)가 포함되며, 수용기(24)에 수용된 약제의 이온이 수용기로 부터 피부를 통하여 이동하여 환자의 혈류로 약제가 투여되게 하는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 경피식 약물 투약장치(10).
  2. 제1항에 있어서, 수용기(24)는 미세다공성물질로 만들어지고, 이 미세공을 통하여 약제의 용액 또는 현탁액의 전기적인 통로로 제공되는 것을 특징으로 하는 투약장치(10).
  3. 제2항에 있어서, 모든 구성이 피부의 형상에 적합하도록 만들어진 것을 특징으로 하는 투약장치(10).
  4. 제2항에 있어서, 약물을 수송하는 투약시간 중에 전류가 일정하게 흐르도록 정전류제한장치가 접점부(26)에 포함되는 것을 특징을 하는 투약장치(10).
  5. 제4항에 있어서, 예정된 양이 투약된 후에 투약이 중지되도록 하는 집적장치(38)를 갖는 것을 특징으로 하는 투약장치(10).
  6. 제5항에 있어서, 예정된 양이 투약된 후 투약이 중지되도록 한 집적장치(38)가 리버스 플레이팅 셀인 것을 특징으로 하는 투약장치(10).
  7. 제3항에 있어서, 커어브(12) 내에서 피부(18)와 접하도록 된 수용기(24) 측에 반투과성 박막(22)을 갖는 것을 특징으로 하는 투약장치(10).
  8. 제7항에 있어서, 커어브(12) 내에 수용기(24)와 전기적으로 절연시키기 위한 절연물질(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 투약장치(10).
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