KR940006527B1 - 이온침투 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

이온침투 처리 시스템

제1도는 발명에 따라 구성된 이온침투 패치(patch) 투여장치와 인체의 팔위에 장치된 것을 도시한 도면.

제2도는 발명에 따라 구성된 이온침투 패치의 선호된 실시형태의 사시도.

제3도는 제2도의 3-3선 단면도.

제4도는 본 발명의 특징을 구체화하는 과정을 설명한 플로우 챠트.

제5도는 발명에 따라 더 확장된 과정을 설명하는 플로우 챠트.

제6도는 본 발명의 특징을 구체화하는 선호된 이온침투 투여시스템의 파형을 포함하는 전체 집단도와 전기 배선도를 결합한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

14 : 조절장치 15 : 전자 패키기

16a, 16b : 이온침투 전극 17 : 분활기 조절장치

18a, 18b : 저장소 21a, 21b : 전기적 전도성탭

2b : 덮개판 24 : 스위치

22a, 22b : 펠트 패드(felt pad) 28 : 지시기

본 발명은 일반적으로 생물학적 대상에 대하여 약물의 이온침투 전달과 같은 전기치료 처리를 달성하기위한 방법 및 장치의 개선에 관한 것으로서 특히, 인체 피부에 국소적으로 이온침투 처리를 적용하기 위한 새로운 개선시스템에 관한 것이다. 현재까지 인체에 "전기 처리법"을 적용하는 다수의 전극 형태들이 공개되었으며, 이 전극들은 처리될 기관의 위치에 대하여 신체 위에 정상적으로 놓여졌다. 이러한 "전기처리법"은 넓은 범위의 응용분야에 쓰인다.

예를들면, 갈바니(galvanic ; 직류) 처리법은 종래에는 대개 피상적으로 이온화 분자가 피부를 통해 전달되는 것에 기인하므로 이온화 분자에 대한 그의 극성효과가 널리 알려졌었다.

이러한 현상은 이온 운반이나 이온침투요법으로서 알려졌으며, 약물 또는 단순히 수분을 환자의 피부내로 주입하기 위해 사용되어 왔다.

특히, 실시예에 의하여 아연 및 구리의 몇 이온들은 다양한 피부 감염을 치료하는데 사용될 수 있으며, 염소이온은 외상을 완화시키는데 사용되어 왔다.

더우기, 혈관확장약들은 류머티즘 및 말초혈관병에 사용될 수 있으며, 피부마취는 국소 마취약으로 이온침투요법에 의해 실행될 수 있다.

전형적으로 약물의 이온침투 투여는 이러한 약물의 직접적인 섭취에 따른 위장 부작용을 피하게 한다. 비록 상술한 이온침투 처리법이 효과적인 것으로 알려졌을지라도, 상기 처리법은 치료부위 내의 표피에 바람직하지 않은 작은 수포 및 물집의 형성 뿐만 아니라, 치료부위내의 이온침투 화상 및 염증의 형태로 피부손상이 발생하는 것과 같이 다수의 바람직하지 않은 부작용을 수반하는 것으로 또한 알려졌다. 이들 이온침투화상을 방지하기 위해 여러가지의 복잡한 방법이나 해결방법이 개발되어 왔다.

그러나, 일반적으로 이러한 방법 및 장치는 치료범위내의 피부에 작은 수포 또는 물집의 형성과 염증을 방지하는데 충분한 효과를 주지못한 것으로 알려졌었다.

결과적으로, 이온침투 처리법은 비교적 낮은 전류 및 전형적으로 20분 또는 그 미만의 비교적 짧은 투여기간으로 대개 제한되어 왔다. 또한 선행기술의 이온침투 약물 전달 시스템은 주어진 부위에 동시에 비교적 낮은 농도에서 단 한개의 극성을 가진 약물을 전달하는데 근본적으로 제한되었으며 다수의 약물을 동시에 전달하는데는 적합하지 않았었다.

더우기 일단 환자에게 쓰여져서 작용을 하면, 비교적 간단하고, 경제적이고, 소형이고, 휴대할 수 있으며 안전하고, 뿐만아니라 몇일동안 장기지속성 유지될 수 있는 만족한 이온침투 장치가 사실상 없었다. 수술실안에 놓여질 수 있는 만족한 이온침투 장치가 실질상 없었다. 이들 필요성을 충족하기 위한 시도는 완전한 실용성이나 만족성을 입증하지 못한 다소 복잡한 완충, 전기 또는 기타 보청장치에 관련되어 왔다. 상술한 어려움에다가 종래의 이온침투계가 비교적 크고/또는 무거운 분자구조를 포함하는 약물을 투여하는데 있어 효과적임을 중명하지 못했다.

더우기, 이온침투 치료 약물전달에 쓰여진 약 제제형은 흔히 pH를 조결하기 위한 완충제가 요구되었다. 치료약물의 전달부에서 pH조절은 본래 알려지지 않았다.

더욱, 이온침투 시스템은 전달부에서 비교적 늪은 전기 저항과 또는 불충분한 침투성 때문에 주입액의 높은 비율을 충분하게 얻는데 있어 어려움에 부닥쳐 왔다.

상술한 어려운점과 이온침투 처리의 바람직하지 않은 부작용은 그의 사용과 개날을 통해 실현 되도록 잠재적으로 상당한 여러가지 잇점에도 불구하고, 의료단체에 의해 이온침투 기술을 결코 열성적으로 받아 들이지 않는 것으로 초래되었다.

그러므로, 의료분야에서 이온침투 시스템의 개발 및 사용에 관련된 이온침투 기술은 연속처리의 연장 기간에 걸쳐 이온침투 처리를 받는 범위내의 피부상에 작은 수포 및 물집의 형성, 화상 및 염증을 방지하기 위한 편리하고 효과적인 장치와 방법에 대한 필요성이 오랫동안 인식되어 왔는데, 이 장치는 비교적 간단하고 경제적이며, 소형의 형태에서 물리적으로 패키지(package)화 될 수 있고, 인슐린 및 그 유사물 같은 큰 분자 물질을 전달할 수 있는 완충제와 그 유사제에 대한 필요성이 없이 비교적 높은 비율과 높은 농도에서 치료약물을 전달할 수 있고, 약물의 극성을 배합시킴이 없이 비교적 간단한 방식에서 동시에 다수의 약물을 전달할 수 있고, 보다 낮은 저항과 침투성을 증가하는데 사용될 수 있으며, 약물투여부에서 pH를 확실하게 조절하는데 사용될 수 있다.

이것은 다음의 설명으로부터 분명하게 될 것이다.

본 발명은 인체의 피부와 같은 생물학적 대상의 적당한 표면에 국소적으로 전기에너지를 적용하는 특히, 약물 및 그 유사물의 장기간 투여 또는 기타 전기요법에 대한 방법과 장치를 제공하며, 이것에 의해 상술된 어려움점과 바람직하지 않은 부작용이 최소한으로 현저하게 감소되어 제거될 수 있다.

더우기, 본 발명의 시스템은 완전히 일체 완비된 비교적 간단하고 소형의 형태로 물리적으로 패키지화될수 있어 제조하는데 비교적 비싸지 않고 사용하는데 고장이 없고 확실하며, 전달부에서 pH를 조절할 수 있고 간단한 방식에서 동시에 다수의 약물을 전달할 수 있어 약물 투여율 및 약물 농도를 높게할 수 있으며, 크고/또는 무거운 분자 약물을 전달할 수 있고, 보다 효과적으로 살균하며 동시에 몇일 연장기간 동안 조차보통 가정에서 사용하는데 있어 일반인에 의해 안전하고 간단하며 확실하게 작동되도록 배열되었다.

더우기, 발명의 실시예서 환자에 대한 투여부에서 전기 임피던스(impedance)가 침투성을 막대하게 향상시키도록 실제로 감소될 수 있고 그것에 의해 약물 전달을 더 향상시킬 수 있는 것이 고려되었다.

근본적으로, 본 발명은 신체의 피부를 통해 직접 전류를 전도하며 주기적으로 전류를 전환시키고 매우 낮은 주파수 교류 전류를 효과적으로 전달하기 위해 실제로 대략 0.0027HZ∼10HZ의 임계 범위 내에 반대방향에서 피부를 통해 전류를 전도하는 것을 포함하는 이온침투 약물 투여에 대한 새로운 개선시스템에 관심을 기울인 것이다.

전 사이클(cycle) 당 대략 6분과 초당 대략 10사이클 사이에서 실제로 이 임계 주파수 영역내에 피부를 손상시키는 이온들의 극적인 제거가 일어난 것이 발견되었다. 대략 10HZ 보다 높은 주파수에서는 실제 효과적인 전달이 전혀 일어나지 않는다. 대략 0.0027HZ 보다 낮은 주파수에서는 피부상처의 위험이 실제 증가한다. 이온침투 양극은 어떤 대상의 피부 안으로 극성 이온물질을 구동시키는 그의 제1기능외에 불행하게도 피부를 손상시키는 염산을 생성한다는 것이 알려져 있다.

마찬가지로, 피부안으로 극성 이온물질 같이 전달하는 그의 제1기능에다가 이온침투 음극은 또한 피부를 손상시키는 수산화나트륨을 생성한다.

그러나, 본 발명의 상술된 주파수 범위내에 어느 한쪽에 전달하는 극성은 원하는 이온 치료 물질을 전달하지만 또한 전기 사이클의 전환부분으로 원하지 않는 피부를 손상하는 이온을 소멸시킨다. 커친 상처를 일으키는 화학약품 즉, 염산 및 수산화나트륨을 중화하는 이유는 양쪽의 이들 화학 약품이 손상에 원인이 되는 피부상에 유사한 시간의 기간을 요한다는 것이다.

그러므로, 이들 유해한 화학약품은 손상이 일어나기 전에 발명에 따라 교류구동신호(Ac driving signal)의 임계 주파수 선택에 의해 서로 소멸시키게 되었다.

따라서, 감소된 부작용으로 오랫동안 추구된 치료장치의 최적화가 성취되었다.

본 발명에 따라, 전자회로는 상술된 실질상 임계 주파수 범위에 따라 규칙적으로 반복하는 시간간격에서 전류의 전환을 자동적으로 부과하도록 제공되며, 시스템은 잔류의 어떤 원하는 레벨(level)에서 이온 침투처리를 실행하도록 조절될 수 있다.

특히, 본 발명은 이온침투 요법 동안 기타 바라지 않는 효과중 피부손상에 원인이 되는 이온침투 약물 전달 시스템의 음극 및 양극에서 발생된 바람직하지 않은 이온을 극복하는데 있어, 새로운 개념에 관심을 둔것이다. 며칠동안 연속적으로 사용되도록 IV 단위의 약물전달 가능성을 시도하는데 있어, 일반적으로 과거의 이온 침투 장치는 실행불능, 복잡성 및 또는 그것들이 원인이 되는 실질 피부손상 때문에 만족되지 않았다. 며칠동안 사용를 하기 위해 요구될 때 본 발명의 새롭고 간소화한 개선된 기술이 전극에서 발생된 피부를 손상시키는 산과 알칼리를 극복하는 것이 요구된다. 서로 소멸하는 염산과 수산화나트륨의 결과로 일어나는 이러한 신기술은 그것이 매우 느리기 때문에 직류 시스템이 약물 전달을 모방하는 상술된 아주 낮은주파수 고류로 성취되었지만 피부손상이 일어날 수 있기전에 서로 상쇄하거나 중화시키도록 같은 피부범위내에 기타 해로운 이온을 침전시킨다.

발명에 따라 기본 교류 발진기는 환자의 피부안에 약물을 전달하지만 전류가 흐르는 동안 피부에 접촉하여 겔(gel) 형태 또는 수용액 상태에 있을 때 출력전극에서 본래 발달된 대립하는 해로운 화학약품을 중화시킨다.

전류가 대략 0.0027HZ∼10HZ의 저속에서 전환될 때 어떤 주어진 모멘트(moment)에서 극성이 피부안에 극성 약물성분을 전달할 수 있다는 점에서 마치 전류가 직류 신호였던 것과 같이 약물의 작용이 반응을 한다는 것이 발견되었다.

달성된 수확은 신호 극성이 피부접촉면에서 서로 소멸시키기 위한 대립 화학약품을 전환하고 발달시켰을때 전극에서 발생된 쓸모없는 화학약품이 중화된 것이다. 발명에 따라 이러한 비침습성 최소 부작용 스템은 계통적, 국부적 이든지 또는 양쪽이든지 약물을 전달할 수 있게 설계되었으며, 또한 땀 억제 및 그 유사성과 같은 다른 이온침투처리에 대해 적절한 것이다.

상기 시스템은 둘 또는 그 이상의 형태 즉, 일체 완비된 전자로 오랫동안 지속하는 이온침투 패치 또는 전력 및 제어장치에 대한 전자 패키지를 포함하고 출력 잭들(jacks)안에 종결시키는 보다 큰 장치로 만들수 있다.

그래서 사용자는 연장 전선을 이들 잭에 끼우고 적당한 이온침투 전극 및 약물저장소를 수용하는 원격 도포기(applicator)에서 종결하는 전선의 다른 말단부를 환자에게 적용한다.

일반적으로 이러한 보다크고 강력한 구성부분은 보다 짧은기간 사용에 쓰여진다. 본 발명의 주파수 범위를 사용하는 큰, 단위는 항균제 또는 그 유사제와 결합된 액체 표면활성제로 적실 수 있는 발과 같은 부위를 처리하는데 또한 사용될 것이다.

상기 직류 이온침투 장치는 회로를 전기적으로 완결하기 위해 "불활성" 또는 접지 회송(ground return)전극을 필수적으로 요구하였다. 흔히 이러한 전극은 부피있는 공간을 없앤 성분에 첨가된 "말단" 전극에 간접적으로 접속되었다. 불활성 전극이 활성 약물전달 전극에 인접하였다 하더라도, 그것은 정상적으로 전기회로를 완결한 간단한 일차원 목적을 위해 장치의 공간중 최소한 50%를 차지하였다.

본 발명의 교류 시스템에 따라서, 소위, "불활성"전극은 이 전극의 교대극성이 치료약물의 극성과 같도록 변화시킬때 약물을 피부안에 전달시키는데 기인한다는 점에서 활성이 된다.

그러므로, 양쪽의 전극들은 치료 약물을 환자에게 주입시키는데 사용된다. 이것은 의사의 견해로부터 다른 잇점을 갖는 것이다. 약물의 극성은 약물을 정확한 극성 약물저장소 안에 넣기 이해 더이상 알아질 필요성이 없다. 왜냐하면 각 저장소의 극성이 정기적으로 전환하기 때문이다. 또한 의사는 두개의 다른 가능성,양극에 대한 하나와 음극에 대한 하나로 도포기를 충격 줄 필요 없다.

사실상, 도포기 크기는 본 발명에 따르면 교류신호가 있기 때문에 두배로 된다.

또한 본 발명의 시스템은 비교적 가격이 저렴한 실리콘/탄소 전극들을 사용한다. 이 물질이 TENS 장치(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulators)로 보통 사용할 경우, 상기 물질은 보통 직류 이온 침투장치에 대한 양쪽 전극들에 사용되지 않는다. 이것은 이들 비 금속 전극들이 부하전류(특히 양극)에서 결과적인 실제 하강에 따라 짧은 사용후에 높은 저항을 전형적으로 나타내기 때문이다.

느린 교류신호에 따라 저항의 이러한 증강이 일어나지 않고 양쪽 전극들이 원하는 낮은 전기저항을 유지한다는 것이 발견되어 왔다. 이들 값이 싼 전극들에 대한 대안은 오직 하나일 것이며, 부식을 최소화 하기위한 팔라듐, 플라티늄 또는 로듐 전극들은 아주 비싸지만 피부안으로 운반되고 더우기 "클러터(clutter)"를 가한 금속이온의 결과적인 가능성을 갖는다.

염산 및 수산화나트륨의 존재는 이들 화학약품이 살균효과를 갖는다는 점에서 유익한 가치를 갖는다. 각각의 이들 화학약품들은 다른 집단의 세균을 박멸한다. 종래의 직류장치에 있어서, 단 하나의 화학약품은 하나의 전극에 존재하므로 특정집단의, 세균만을 침습한다.

본 발명에 따라 교류신호에서 항세균 효과는 양쪽 극성에 의해 초래된 세균 집단에 데항하여 일어나고 발명의 실제 임계 주파수 범위내에서 또한 피부의 손상을 피하게 한다.

이전에는, 이온침투 시스템에 의해 전달된 약물들이 대략 1∼2%농도에 제한되어야 한다는 사실에 일반적으로 받아들여졌다. 약물의 농도를 증가시키면 피부안의 약물농도의 증가성을 나타내지 않을 뿐만 아니라 매우 미세한 통로(누출분비곤)를 들어갈 "클러터" 및 경쟁때문에 전달된 약물의 양을 실제로 감소시킬 수있다.

본 발명의 느린 교류신호에 따라, 이제 약물농도는 향상된 치료값 및 단축된 처리시간을 포함하는 아주 중요한 잇점으로 설제 20%이상 증가될 수 있다. 느린 교류신호가 20% 이상의 증가된 약물 투여량이나 농도를 조장하는 이유는 다음과 같다.

이를테면, 교류신호의 양성반이 같은 저장소를 운반하였을때 양으로 전하를 띤 약물이 약물저장소 내에 있었다면, 약물의 양극 성분은 반발될 것이고 피부안으로 운반되어 질 것이다.

이 경우에서 모든 약물분자들은 비 생상적인 "클러터"로서 저장소 안에 직류 장치안에 남겨지게 되는 음극 성분을 포함하기 때문에 교류신호가 신호의 다른 반에 대해 음극을 진동시킬 경우 음극성분 또한 피부에 운반 될 것이며, 그것에 의해 저장소로부터 상술된 "클러터"를 제거한다. 또한 다른방법의 전달을 방해하는 클러터를 제거함으로써 그 범위의 이러한 "정화"가 약물농도를 증가시킬 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징은 인슐린과 같은 크고 또는 무거운 분자 구조를 갖는 약물들을 전달할 수 있다는 것이다. 왜냐하면, 본 발명의 시스템을 작동하는 주파수가 약물이동을 방해하는 "클러터"를 제거하고 적절한 분자이동시간을 제공하기 때문이다.

선호된 실시형태에 있어서, 본 발명의 시스템에 의해 발생된 제어신호는 원하지 않는 화학약품들을 제거하고 pH가 대략 7로 유지하도록 모든점에서 대개 같고 반대이다.

전기회로는 또한 사이클의 음성부분과 같은 진폭을 갖기 보다는 오히려 전기 사이클의 양성부분을 선호하도록 조정될 수 있다. 피부가 대략 5.6pH에서 본래 산성이기 때문에 양성신호의 진폭은 피부에 더 적합한 pH를 제공하기 위해 위쪽으로 조절될 것이다.

물론, 반대 효과가 원할때 마다 양성부분에 대하여 전기 사이클의 음성부분의 진폭을 증가시킴으로써 얻어질 수 있다. 다른 이유들 중에 약물 안정성, 침투성 및 염증에 대해 중성 pH의 약물을 유지하는 것이 바람직할 것이다.

산 또는 알칼리의 극단들이 전극들에서 발생되는 단일극성 직류극성이온침투 장치에서 약물은 재빨리 어느 한쪽의 극단에 도달할 것이다.

본 발명에 따라 실제같고 반대 반 사이클을 가진 교류신호를 사용시, 진폭과 지속기간에서 양쪽 모두는 이전에 지적된 바와같이 약물전달부에서 필연적으로 pH를 중성으로 되게 한다.

그러나, 중성으로부터 pH를 조절할 수 있게 변경하는 것이 바람직한 상황에 있을 것이다. 스위치에 의해 위 또는 아래에 상술된 대칭교류신호의 영기준선 또는 전기 바이어스(baias)를 조절함으로써, 양성신호는 음성신호에 관련하여 진폭에서 증가되거나 감소될 수 있으므로 중성에 관련한 pH를 상승시키거나 하락시킨다.

완충제 및 등장(等張) 약물들과 같은 약제제형에서 보통 포함되는 추가화학약품을은 클러터를 더 감소시키도록 이온침투 약물 제제형으로부터 없어진다.

더우기 더 높은 약물농도가 증성에서 pH를 변화시키고 전달되도록 약의 전하형태의 범위를 증가시킴으로써 전달될 수 있는 경우가 있다는 것이 발견되었다. 오늘날의 처리는 흔히 다른 약물들의 동시 주입을 요구한다. 이것은 다수요법으로 알려졌고 다수의 문제들을 한 환자의 몸안에 처리하기 위해 다른 약물들을 포함하는 두개의 다른 IV단위로부터 두개의 카테테르(catheter)들을 삽입함으로써 전형적으로 실행된다. 비 칩습성(카테테르가 아님) 이온침투 패치에 따라 이것은 각 저장소 안에 다른 약물을 놓음으로써 간소화 된 더나은 경제성과 신뢰할 수 있는 구조와 본 발명의 방법에 의해 활용된 두개의 저장소 시스템에서 쉽게 성취된다. 약물들은 같거나 반대 극성을 가질 것이다. 두개의 뚜렷한 처리를 제공하는 한 단위의 경제성은 분명하게 된다.

게다가, 양 전극들이 본 발명의 배열을 가진 활성이기 때문에 시스템은 비교되는 직류 이온침투 장치에 비교된 약물의 양을 두배로 전달시킬 수 있다.

예를들면 전달될 약물이 양성이고 한 약물 저장소에서 신호가 어떤 주어진 순간에서 양성이었다면, 상기 저장소는 약물을 피부에 전달시킬 것이다.

동시에, 다른 저장소는 음성이 될 것이고 같은 약물은 보통 흐르지 않을 것이다. 그러나, 음성 "운반체약물"이 제제형의 성분으로 만들어 진다면, 이 운반체 약물은 원하는 음성 전하 활성 약물에 따라 잡아 당기는 전기 사이클의 음성 반에 흐를 것이다.

그래서, 원하는 약물이 민감한 극성 일지라도 본 발명의 시스템은 전달된 약물의 양을 두배로 늘릴 것이다. 같은 개념을 활용하는 다른 실시형태는 약물 제제형의 성분으로서 양쪽성(쌍극자) 표면 활성제를 사용하는 것이다. 연속적으로 약물을 흐르게 할 뿐만 아니라 유동속도 효율도 표면활성제의 침투 성질 때문에 실제 매우 향상된다.

상술된 특징에 덧붙여 본 발명의 실시는 또한 침투성과 투과성을 증가시킴으로써 부하 저항을 낮추도록 약물 전달부에서 양쪽성이나 양이온 둘중 어느 하나의 표면활성제를 주입하는 준비과정을 포함할 것이고 그것에 의해 비교적 낮은 구동전압으로 전류 및 약물전달의 레벨을 보다 높게 할 수가 있다.

이러한 과정은 피부, 특히 손바닥과 발바닥의 침투능력을 증가시킨다. 전달부에서 표면활성제 안에 전기적으로 구동하는 것은 미리 담그거나 면봉을 바르는 것보다 훨씬 더 효과적이다.

그러므로, 의료분야에서 이온침투 시스템의 개발 및 사용에 관련된 사람들은 연속처리의 연장기간에 걸쳐 이온침투 처리를 받는 부위의 피부에 작은 수포 및 물집의 형성과 피부손상을 방지하기 위한 편리하고 효과적이 방법 및 장치에 대한 필요성을 오랫동안 인식하여 왔다. 이 장치는 소형의 경제적인 형태에서 물리적으로 패키지 될 수 있고, 완충제에 대한 필요성이 없이 높은 비율과 보다 높은 농도에서 침투의 더 깊은 레벨에 대한 치료약물들을 전달할 수 있고, 크고/또는 무거운 분자물질들을 전달할 수 있고, 동시에 같거나 다른 극성을 가진 다수의 약물들을 전달할 수 있으며, 약물 투여부에서 pH를 조절하도록 사용될 수 있다. 발명의 목적 및 잇점은 다음같이 도면을 참조함으로써 보다 상세히 설명될 것이다.

제1도는 본 발명의 특징을 구체화하는 비교적 간단하고, 경제적이며 소형의 구조를 가진 이온침투 패치투여장치(10)를 도시한 것이며, 패치가 약물이나 그 유사물의 이온침투 전달에 의해 치료처리의 적절한 투여를 위한 대상의 피부에 접촉하도록 적당한 생물학적 대상의 (11)위에 장치된 것을 보인 것이다.

상기 장치(10)가 소형의 패치로서 선호된 실시형태를 나타내는 경우보다 큰 구조적 및/또는 물리적 패키지 장치(도시되지 않음)가 활용될 수 있고 피부에 접촉하기 위한 말만 전극 도포기를 포함하며 또한 본 발명의 다양한 특징을 실시하는 기술에서 통상의 지식을 가진자에 의해 평가 될 것이다.

제2도 및 제3도에 관련하여, 이온침투 패치(10)는 내부, 선호적으로 완전하게 성형된 조절장치와 함께 플라스틱 껍질에 원래 조립된 매우 소형의 원형, 원통형 장치이다. 플라스틱 겁틸 및 조절장치는 전기적으로 절연성의 유연한 비닐(vinyl) 물질이나 그 유사물질에서 전형적으로 성형된 것이다.

내부 조절장치는 이온침투 패치(10)(로스엔젤레스, 캘리포니아의 종합의료 회사에 의해 상표 LECTROPATCH로 매매됨)의 내부를 내부조절장치 부재(14)에 의하여 각각 하부 및 상부, 공동의 내부 챔버(chamber)들 (12 및 13)로 분리한다. 상부 챔버(12)는 적절한 마이크로 칩 및 전지 전원장치를 구비하는 소형의 전자 패키지(15)를 포함한다.

상기 상부참버(12)는 플라스틱 조절장치 부재에 의해 하부챔버(13)로부터 전기적으로 절연되어 있다. 하부참버(13)는 전형적으로 전기적 저도성 실리콘/탄소 물질을 갖고 하부 칸막이(13)를 한쌍의 반원형 전극 챔버와 저장소들(18a 및 18b)로 분리하는 분리기벽을 형성하는 전기적 비전도성 플라스틱 분할기 조절장치(17)에 의해 서로 분리는 한쌍의 이온침투 전극들(16a 및 16b)을 포함한다.

챔버들(18a 및 18b)은 전극들(l6a 및 16b)을 수용하며 생물학적 대상안에 결국 주입될 치료물질로 제3도에서 화살표(20)에 의해 일반적으로 지적되 있는 약물 주입로를 포함한다. 이온침투 전극들(16a 및 16b)은 각각 전기적 전도성 탭(tab)들(21a 및 21b)를 경유하여 전자 패키지(15)안에 전기적으로 적합하게 접속되어 조절장치 부재(14)를 분리하는 챔버내에 적절한 홈파인 구멍을 통하여 뻗어있다. 실리콘/탄소 전극들(16a 및 16b)은 전형적으로 제곱 센티미터의 전도성 플라스틱 물질당 1-2 오옴으로 만들어진다. 전극들(16a 및 16b)이 발명의 선호된 실시형태에서 선호적으로 실리콘/탄소의 전극인 경우 상기 전극들은 전기적으로 다른 전도성 비부식 물질로 만들어질 것이다.

본 발명의 시스템에 사용된 교류신호에 있어 실리콘/탄소 전극들에서 저항형성은 거의 없다. 약물 저장소들(18a 및 18b)은 투여될 치료물질을 포함하는 겔 이든지 또는 분배될 물질로 적절하게 포함된 한쌍의 펄트패드들(22a, 22b)로 채워진다. 국소 염증이나 과민증을 일으키거나 과량의 복용량을 취할만큼 충분하게 높은 침투성을 갖는 약물들이 이온침투적으로 전달될 경우, 보호막은 피부와 겔 또는 펠트 패드들(22a 및22b) 사이에 포함될 것이다. 이러한 보호막 즉, 이온선택성 또는 다양한 다공성을 가진 막은 선행 기술에서 공지된 것이다.

게다가, 투입량, 스케줄(schedule) 및 처리지속기간의 선택을 허용하는 전기슬라이드 스위치(slide switch)(24)는 이온침투 장치(10)의 외부 겁질의 윗면에 부착된 상부 덮개관(26)을 통하여 조작자에 의해 접근하기 위해 물질적으로 설계한 것이다. 상기 스위치(24)는 챔버(12)내에 전자 패키지(15)에 전기적으로 접속되었다. 상기 스위치(24)는 "0"(off) 위치에서 "LO" (약물전달의 저전류 또는 저속) 또는 "HI" (약물전달의 고전류 또는 고속) 스위치 위치로 선택적으로 이동될 수 있는데, 전기작동을 끄기 위해서 장치(10)을 "ff"으로 돌리든지 또는 원한다면 연속적으로 각각 7일이나 10일동안 환자에 대해 이러한 상태에 남아있을 수 있는 높거나 낮은 전류 속도로 장치를 고정시킨다. 제2도에서 "0"(off를 의미), "LO" 및 "HI"를 부호가 있는 스위치(24)의 기능은 다음과 같다.

1) "0" 위치는 장치를 작동하지 못하게 하는 것이다. 그것은 또한 다른 약물전달 위치중 한 위치를 출발한 후, "off" 간격을 예정하는데 사용될 수 있다.

2) "LO" 처리 위치는 연속적인 조절속도에서 가장 낮은 전류 레벨로 약물을 주입시킨다. 이 위치는 낮은레벨 주입량을 위해 좁은 치료표시를 가진 약에 대해 사용될 수 있다. 이 위치에 대한 사용은 중독을 초래하는 축적을 피하도록 중단하는 "0" 위치의 스케줄로 긴 반감기를 가진 약물에 대해 쓰일 수 있는 것이다.

3) 스위치(24)의 "HI" 처리위치는 전형적으로 "LO" 설정보다 두배만큼 높은 전류 레벨에서 약물을 주입시킨다. 이 위치는 팹타이드(peptide)와 같은 짧은 반감기를 가진 약물에 대해 효력을 유지하는데 사용되며 또한, "HI" 위치는 치료적으로 지시될때 "LO" 위치에서 실행되는 큰 알약 1회분에 대해 사용될 수 있다.

원한다면, 슬라이드 스위치(24)와 유사한 제2스위치(도시되지 않음)는 또한 제공될 것이며 이온침투 장치(10)의 외부껍질의 덮개판(26)을 통하여 설계되도록 유사하게 배치되었다.

마찬가지로, 이온침투 패치(10)를 작동하는 낮은 주파수 듀티(duty) 사이클의 주파수를 선택적으로 변화하기 위해 다른 크기의 분자가 환자의 신체안에 주입되도록 내부 전자 패키지(15)에 접속될 것이다.

이점에 관해서, 다양한 주파수는 인슐린 및 그 유사제와 같이 특수분자가 처리되어 있는 대상의 피부안에 약물저장소들(18a 및 18b)로부터 전달되는 전기 듀티 사이클의 부분 사이에 증가된 약물 운반시간을 고려하도록 더 무거운 분자를 분리하는데 사용될 것이다. 원한다면, 전기 시스템은 해당 기술에서 통상의 지식을 갖은자에게 잘알려진 방식에서 주기적으로 신호 주파수를 자동적으로 변화시키도록 조절될 것이다.

게다가, 스위치(24)와 유사한 제3스위치(도시되지 않음)는 이온침투 제어 시스템을 더 상세히 기술하는 것과 관련하여 실제 기술되는 방식에서 다양한 의학논리에 대한 환자의 표면 즉, 피부에서 효과적인 pH를 조절하기 의한 목적으로 전체 낮은 주파수 교류 전기 듀티 사이클의 부분을 전환하도록 전진하는 진폭비를 변화시키는데 사용될 것이다. LED 시험 지시기(28)는 덮개판 속에 적절한 구멍을 통하여 덮개판(26)아래 전자 패키지 챔버(13)로부터 뻗어 있으며, 사용자를 위해 시스템의 적당한 전기작동을 확실히 하도록 이온침투 패치(10)의 윗면에서 관찰된다.

덮개판(26)아래에서 패치(10)의 안쪽에 정해진 막 스위치와 같고, 유연한 덮개간 위에 압축에 의해 조작할 수 있는 부수 스위치는(도시되지 않음) 상기 지시기가 필요없을때 전력 소모를 최소화 하기 위해 전기회로 안과 바깥에 선택적으로 지시기(28)를 접속하는데 포함될 것이다.

물론, 이전에 지적된 바와같이 발명은 패치(10) 처럼 물리적으로 패키지 되어 있도록 제한되지 않는다. 보다 큰 전자 패키지는 상기 전자 패키지를 포함하는 원격 계기에 수용될 수 있으며, 전지 또는 플러그 접속 전력의 어느 한쪽이 활용될 수 있다. 그래서 국소 도포기는 케이블(cable)에 의해 원격 계기에 전기적으로 접속될 것이다. 도포기는 제1∼제3도에서 패치(10)의 챔버(13)에 유사한 약물 저장소 및 적절한 이온침투 전극들을 수용할 것이다.

제4도에 관련하여, 본 발명의 많은 잇점을 조장하는 전체과정은 광범위하게 설명되어 규정되었다. 이점에 관하여, 과정은 제1∼제3도에 설명된 이온침투 패치(10)내에 전극들(16a 및 16b)과 같은 한쌍의 이온침투 전극들에 전류를 적용하는 단계 31을 요구한다.

따라서 전기적 극성과 전극에서 흐르는 전류의 방향과 환자가 그 다음을 통하여 단계 31에서 3분마다 한번에 실제 대략 10HZ의 임계 범위내의 낮은 주파수 또는 대략 0.0027HZ의 낮은 주파수 한계에서 본 발명의 실시에 관련하여 이안에 미리 기술되고 실제 기술된 다수의 잇점을 성취하도록 주기적으로 전환된다.

리도케인(lidocaine)을 사용하는 발명의 실시에서 시스템은 분당 1사이클과 6분당 1사이클 사이에 일반적으로 2분당 1사이클로서 최적으로 작동된다.

제5도는 발명을 설명하는 기본 집단도이다. 여기서 전원(32)은 환자(11)에게 약물을 투여하도록 시스템내의 전기적 부하인 이온침투전극(34)에 대한 전류로서 정해진 상술원 낮은 주파수 교류 듀티 사이클을 발생하기 위해 적절한 파형 및 시간 측정 회로에 조청된다. 제5도에서 설명된 시스템은 발명의 선호된 실시형태에서 제6도에 도시된 보다 상세한 시스템에 의해 실행될 것이다.

특히, 제6도에 관련하여, 이것은 변화하는 부하저항(환자)안에 조절되며 주기적 전환할 수 있는 전류 즉, 매우 낮은 주파수에서 주기적으로 흐름의 방향과 극성을 전환하는 전류를 제공하기 위해 전체 시스템의 선호된 실시형태를 도시한 것이다.

제6도에 도시된 실시형태에 있어, 기울기에서 불연속성 없이 순조로운 전이가 극성들 사이에 만들어져서 전류를 전환할때 환자에게 충격 감각을 피하게 한다. 양과 음의 전류량 및 듀티 사이클은 실제로 같다. 제6도의 시스템은 종래의 직류 전원장치를 활용한 것이다.

제6도에서 전류 전환의 시간측정은 발진기(40)에 의해 결정되는데 이는 파형(42)에 의해 도시된 것처럼 두개의 레벨들 사이에 그것의 출력(41)에서 예리한 전이를 일으킨다. 전기출력(41)은 45선위에 유용한 출력파형(44)에 의해 도시된 바와 같이 점차적인 전기 전이를 일으키도록 파형의 회로망(43)에 적용된다.

발진기(40)의 전기출력 및 순조로운 파형의 감응은 파형이 최저한계 검출부 시스템(50)의 제어하에 접속접함(46)에서 결정된 예정 최저한계(47)와 교차할때 전환된다. 최저한계(47)보다 적은 전압 파형(44)은 전선(48)에 걸쳐 적절한 전압대 전류 변환기에 부시스템(49)에 적용되었다. 유동부하(51)을 통한 전류의 극성은 순시(瞬時)전기부하 전류가 영일때 제6도에서 파헝(52)에 의해 도시된 것치럽 최저한계 교차시간에서 전환한다.

래치(latch)부시스템(53)은 설계에 의해 실제 양이 같지만 부호가 반대인 전류 레밸들 사이에 순조로운 전이를 일으키는 파형(55)에, 의해 도시된 바와 같이 다음 최저한계에 교차할때 까지 이 극성을 유지하도록 다수의 스위치들(54a-54d)을 제어한다. 파형(52)의 앞과 뒤 형태로부터 분명한 비교적 느린 증감은 충격감각을 최소화 하도록 각반 사이클의 위와 아래에 바람직한 전기적 만곡부를 제공한다.

제6도에 도시된 시스템을 실행하기 위해 적절한 특정 전기회로중 한가지 예는 이 명세서에 첨부된 부록A를 참조함으로써 명확하게 구체화 된다.

본 발명의 시스템에서 활용한 느린 교류신호에 따라, 약물농도는 이제 향상된 치료치 및 짧아진 처리시간을 포함하는 아주 중요한 잇점으로 실제 2% 이상 증가될 수 있다. 그 이유는 예를를면 교류신호의 양성반이 같은 저장소를 전달할때 양으로 전하를 띤 약물이 약물 저장소안에 있다면, 그때 약물의 양극 성분은 반발되고 피부안에 운반된다. 또한 모든 약물분자들이 음극성분을 포함하기 때문에 보통 상기 음극성분은 비생산적인 "클러터"로서 저장소 내에 남아 있게 될 것이다.

그러나, 교류신호가 신호의 다른 절반에서 음극을 진동할때 음극성분은 또한 피부안으로 운반될 것이며,그것에 의해 저장소로부터 "클러터"을 제거할 것이다. 그 범위의 이러한 "정화"는 "클러터"를 억제하는 그밖의 전달의 이동에 의해 실제 약물농도를 증가할 수 있게 한다. 그것은 다른 이유를 갖는 약물안정성, 침투성 및 염증에 대해 약물의 중성 pH를 유지하는 것이 바람직할 것이다. 산 또는 염기성 양극단들이 전극에서 발생되는 단일극성의 직류 이온침투 장치내에서 약물은 재빨리 어느 한쪽의 극단에 도달한다.

발명에 따라 실제 같고 정반대 반 사이클을 갖는 교류신호를 사용시 진폭과 지속은 약물 전달부에서 pH를 본래 중성으로 나타나게 할 것이다.

그러나, 이전에 지적된 바와 같이 제어할 수 있게 중성으로 부더 pH를 변경하는 것이 바람직한 환상황경에 있을 것이다. 스위치에 의해 위 또는 아래에 상술된 대칭 교류신호의 영 기준선 또는 전기 바이어스(bias)를 조절함으로써 양신호는 음신호에 관계한 진폭에서 증가되거나 감소될 수 있고 그 역도 마찬가지이므로 중성에 관한 pH를 상승시키거나 더 낮게 한다. 약물 제제형에 보통 포함되지만, 이온침투 약물 제제형으로 부터 띨어지게 될 부수 화학물질은 등장약과 완충제이다. 양 또는 음 바이어스를 제65도의 파형(52)내에 주입하는 것은 부하(51)을 통하여 적절한 극성의 분리 직류 전류를 가하는 것으로 이루어진다. 이러한 바이어스 전류도 그때 교류되기 때문에 제6도에 도시된 파형(52)의 교류에 직접 추가될 수 없다.

제6도에 도시된 전기시스템을 조절하기 위해 적합하고 부록 A의 전기 회로에 의해 실행된 특정 전기회로의 한가지 실시예는 이 명세서에 첨부된 부록 B에서 특히 구체화된다.

듀티 사이클의 다른 부분에 관계가 있는 듀티 사이클의 한 부분사이의 전류의 진폭을 변화시킴으로써, pH 균형이 또한 변화되고 이것은 환자 신체내의 약물 전달부에서 pH를 조절하는 효과적인 방법을 제공하는 것이다.

게다가, 양쪽의 전극들의 본 발명의 간이성 배열로 "활성"이 있기 때문에 시스템은 비교가능한 직류 이온침투 장치에 비교된 약물의 두배량을 전달한다.

예를들면, 전달될 약물의 음성이고 한개의 약물 저장소내에 신호가 어떤 주어진 순간에서 음성이였다면 상기 저장소는 약물을 피부내에 전달할 것이다. 동시에, 다른 저장소는 양성이 될 것이고 같은 약물은 보통 흐르지 않을 것이다. 그러나, 양성의 "운반체 약물"이 약물제제형의 성분으로서 포함된다면 이 운반체 약물도 물론 원하는 음성적 전하의 활성 약물에 따라 끌어 당기는 반 사이클의 양성에서 흐를 것이다. 전형적으로 "운반체 약물"은 4% 리도케인 염산일 것이다.

그러므로, 원하는 약물이 민감한 극성일지라도 상술된 배열은 전달된 약물량을 두배로 한다. "운반체" 매체는 또한 이온 표면활성제일 것이며 선호적으로는 양성 표면활성제이다.

본 발명의 이온침투 전기패치(10)는 약물의 넓은 범위까지 주입시킬 수 있고 몇개의 큰 분자 팹티드(peptide)를 포함할 수 있다. 이러한 비침습성 시스템은 종래의 투여방법에 비교되어 부작용이 거의 없는 증가된 효력을 제공한다.

일반적으로, 이온침투 전달을 위해 처방된 약물은 국소 염증이나 높은 정도의 과민증을 일으키는 원인이 없이 음성적이든지 또는 양성적으로 이온화될 것이며, 등장 및 완충약은 사용할 필요없다.

조작된 바와 같이 사용될때, 본 발명에 따라 이온침투 장치(10) 또는 원격 도피기가 있는 보다 큰 변형시스템은 적용분야에서 국소 효과 뿐만 아니라 전신결과를 나타낸다. 또한 염산 및 수산화 나트륨의 존재는 이들 화학약품이 살균효과를 갖는다는 점에서 유익한 가치를 갖는다. 각각의 이들 화학약품들은 다른 집단의 세균을 박멸한다. 종래의 직류 장치에 있어 오직 하나의 물질은 한 전극에서 나타나므로 특수집단의 세균막을 파괴한다.

본 발명에 따라, 임계 저주파수 범위내에 작동하는 교류신호에 따라 항세균 효과는 양쪽의 극성에 의해 초래된 세균의 집단에 반하여 피부 및 약물전달부에 모두 손상을 줌이 없이 일어난다. 살균하기 위한 교류신호의 다른 응용은 전도성 카테테르 튜브(catheter tube) 아래 이 신호를 보내는 것이다. 카테테르가 들어가는 상처의 감염은 다이앨리시스(dialysis) 사용자, IV 환자 등에게 주요한 관심사이며 흔히 있는 문제이다.

이전에 제안된 바와 같이 본 발명의 이온침투 패치(10)의 유일한 특징은 조직 비손상, 작용의 급속한 시작, 선택된 레벨에서 장기 복용량, 동시에 두개의 분리약의 전달하기 위한 가능성(다수치료요법) 및 보다 높은 약물농도를 전달할 능력을 포함한다. 이들 특징 및 이온침투패치(10)의 다른 특징은 상당하게 약물치료를 향상시킨다. 작동 용이성은 프로그램상의 입력을 제공하도록 선택 스위치(24)를 실행한 것이다. 일반집단내에 일관된 투여량의 선택을 확실하게 하며 그것에 의하여 효과적인 혈장농도를 유지한다.

본 발명의 이온침투 패치(10)은 연속적 제어 비율에서 약물을 전달할 수 있다. 이것은 의사/제약기술자가 최소의 또는 부작용이 없는 가장 효과적인 농도의 약물 투여량을 적정하게끔 허용한 것이다. 중요하게 향상된 농도는 처리의 출발 후 60분이나 그 미만에서 얻어질 수 있다.

그래서, 약물의 정상상태 농도는 투약하는 간격동안 유지될 수 있다. 의사는 적용의 지속기간을 자세히 기입하고 어떠한 선택된 식사 요법의 처리의 다양성을 갖는다.

이전에 기술된 처리식사요법에 덧붙여, 제한하기 위한 것이 아니고 실시예를 위하여 다른 가능한 식사요법은 넓은 치료 지시 약물을 위해 고정된 정지 레벨에 대한 오차허용도를 일으키는 것을 피하도록 스위치(24)의 "LO"와 "HI" 위치 사이에 예정된 스위치를 돌리는 관리를 포함할 것이다. 다른 치료 기회는 다수요법이 유사한 반감기의 약물로 지시되는 경우일 것이다. 이 적용은 같은 극성(교대전달) 또는 반대 극성(동시전달)의 약물을 주입하기 위해 전체 약물분리를 허용할 것이다(패치(10)의 저장소 18a, 18b의 각각에 한알의 약). 다른 치료 변화는 한 저장소에 선택한 약물과 다른 저장소에 보통 수도물을 채움으로써 스위치(24)의 "LO" 위치에서 주입된 투입량(단속 투약)을 이등분 할 수 있게 한다.

역으로, 약물전달은 활성 약물에 대한 반대 극성의 융합성 "운반체" 약물이 저장소내에 포함될 경우 두배로 될 수 있다. 활성 약물을 이제 블록(block) 전송하기 위해서 신호가 전환할때 반대로 전하를 띤 운반체약물은 피기-백(piggy-back) 방식의 활성약물로 흐를 것이다. 발명에 따라 이온침투 패치(10)은 발명의 선호된 실시형태에 관한 실시예로 스위치(24)의 "HI"스위치에서 7일 또는 "LO"위치에서 10일 동안 일정한 비율의 음성 또는 양성중 어느 한쪽의 전하를 띤 약물을 주입하도록 설계된 것이다. 임상의는 극미량 주사기에 대략 6cc의 적절한 약물을 채우고 나서 각각 약물저장소 18a,18b내에 양쪽의 펠트 패드들(22a,22b)를 충분히 포화하기 시작한다. 저장소들(18a,18b)를 분리하는 벽(17)의 바닥을 적시는 것을 피하도록 주의해야 하며 패드들(22a,22b)이 이 분리기벽(제3도 참조)에서 약간 위에 있고 환자의 피부에 적용하기 전에 하우징(housing)안에 오목한 곳을 만들었다는 것에 주의해야 한다.

패드 섬유가 딴 방법으로 장치를 제대로 움직이지 않게 하는 이유때문에 상기 분리기 벽(17)을 가로 지르지 않는다. 이온침투 요법의 분야에 있어서, 전달하기 위해 선택된 약물이 국소 염증이 나 높은 비율의 과민증과 높은 침투성 성질을 가진 특정 약물들의 자유로운 유동을 피부안으로 출입하는데 제한이 없다는 것은 바람직하다.

일반적으로, 이들 문제가 피부에 원인이 될 수 있는 약물들은 우선적으로 피하게 하였다. 그러나 잠재적으로 이들 해로운 특징을 가진 약물들이 반드시 전달될 경우, 약물을 운반하는 펠트 패드에 대한 다공성 막을 부착하는 것이 바람직하다. 다공성 막은 피부와 약물을 포함하는 패드사이의 보호막으로서 작용한다. 이방식에 있어서, 피부에 약물을 직접 접촉하는 것이 방지된다.

그래서, 장치로 부터 적절한 전기신호가 약물이 적재된 패드를 포함하는 저장소 및 피부에 대해 반대로 전하를 띤 전기신호에 적용될때 약물은 상기 막을 통하여 전달되거나 운반된다. 여러가지 형태의 막들은 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다.

유용한 기타 형태들 사이에서는 어떤 이온들의 운반을 선택적으로 방해하는 이온 선택성 막과 다양한 다공성을 가진 다공 형태 막이 있다. 적합한 피부 준비는 이온침투 패치 표면 흡착에 선행해야 한다. 한가지 기능성은 대략 50% 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol)로 물기를 닦음으로써 적용 부위를 준비하는 것이다. 보다 높은 농도에서 침투성은 조직 단백질의 침전에 기인하여 감소된다.

이온침투 처리는 침투성을 강하게 향상시키는 피부 준비과정에 의해 선호적으로 선행될 것이다. 그것은 인체에 어디에나 약물을 주입시키도록 이온침투 약물전달에서 오랫동안 바라왔었다. 손바닥 또는 발바닥에 침투하는 것은 이들 범위내의 피부가 인체의 다른 범위보다 약 40배 만큼 얇기 때문에 실제 불가능하다.

추가적으로, 다른 사람들 사이에 피부저항에 차이뿐만 아니라 인체의 다른 범위는 흔히 주입부에 한정된다. 이것은 5배 또는 그 이상의 전압이 높은 피부 저항을 극복하는데 유용할 수 있는 실치수 장치의 상대적인 고전력에 비교되는 것같이 이온침투 패치(10)의 저전력을 사용할때 특히 확실해진다.

따라서 선택되어야 함이 없이 어떤 범위를 처러할 수 있는 것이 큰 잇점이다. 역사상, 이온침투 도폭기에 전기적 접촉을 증대하기 위해 기름 및 기타 찌꺼기를 제거하도록 이들 화학약품으로 처리될 부위에 물기를 닦음으로써 알콜, 아세톤 또는 표면활성제로 피부를 준비하기 위한 기술을 요구한다.

명백히, 피부준비의 이들 전통적인 방법은 인체의 많은 부분에 약물 전달의 한계성을 극복하는데 만족스러운 것이 아니었다. 또한 음이온 표면활성제를 사용하는 어떤 약물을 전달하기 위한 유리 실험에서 뿐만아니라 음이온 표면활성제에 의하여 금속이온의 전달을 향상시키기 위해 어떤 노력을 다해왔다.

발명에 따라, 약물전달보다 전에 적절한 이온 표면활성제를 사용하고 이온침투 장치(또는 등가전류 전원)로 피부안에 표면활성제를 주입시키면 피부저항을 크게 낮추며 그것에 의해 처리를 인체 어디에다 일어날수 있도록 피부 침투성을 증가시킨다. 교대 배열은 이온 표면활성제를 융화하는 처리 약물제제형에 포함되도록 허용할 수 있다. 이온 표면활성제의 형태는 액체, 겔 또는 동등한 것일 수 있다. 이러한 표면활성제에 대한 적합한 이온형태 분류는 양이온 및 양쪽성일 것이다. 양쪽성 표면활성제는 본 발명의 시스템에서 사용된 것과 같은 교류 신호에서만 최상으로 활용되는 것 같다. 양이온 단일 분극성 표면활성제에 따라서 교류및 직류신호 모두가 작용한다.

이점에 관해서 양쪽성 표면활성제는 전달될 다른 약물에 대한 "운반체" 매체일 수 있다. 전기적으로 처리부 안으로 전달되어 상기부에서 침투성 및 투과성을 향상시키기 위한 양쪽성 및 양이온 표면활성제의 사용은 상기부에서 이온침투와 비이온침투 약물전달 양쪽에 대한 피부준비 기술로서 효과적으로 활용될 수 있다.

본 발명의 실시예 있어서, 양쪽성 표면활성제가 양이온 표면활성제 보다 훨씬 더 효과적으로 실행된 반면에, 양이온 표면활성제는 라우릴 황산 나트륨(sodium lauryl sulfate)과 같은 음이온 표면활성제 보다 상당히 더 효과적이었다는 것이 발전되었다. 발명의 실시에서 성공적으로 활용된 이러한 표면활성제의 적합한 실시예들은 다음과 같다.

[표면활성제 조제액]

1) 양성

제품명 : 양성-L

화학약품명 : 코코 아미도 프로필 베타인(COCO AMIDOPROPYL BETAINE)

물리적 양상 : 투명한액체

제조자 : 엑숀 화학 회사(perfonmance Products Group Tomach Products 1012 Terra Drive(C.P.O.Box 388) Milton, Wisconsin 53563)

2) 양이온

제품명 : 디히쿼트(DEHYQUART) A

화학약품명 : 세틸 트리메틸 암모늄 클로라이드(CETYL TRIMET HYL AMMONIUM CHLORIDE)

물리적 양상 : 투명한 액체

제조자 : 헨켈 주식회사(Chemical Specialates Division 300 Brookside Avenue Ambler, Pennsylvania 19002)

표면활성제는 결합제, 항미생물제, 킬레이트제 및 그 유사제와 같은 적합한 작용물질을 포함한다.

물론, 상술된 이온 표면활성제는 실시예에 의해서만 나타나며 해당 기술에서 통상의 지식을 가진자가 발명의 정신과 범위에 벗어남이 없이 현재 공지되어 있거나 비공지된 기타 양쪽성 또는 양이온 표면활성제를 대치할 수 있다는 것을 알고 있을 것이다. 처리부에서 막대하게 증가된 침투성 및 투과성 가능성은 적절한 이온 표면활성제의 사용에 의해 가능하게 되며, 특히 양성 표면활성제는 이온침투 요법에 의한 땀조절에 관하여 발명의 다른 실시형태를 따른다.

이점에 관하여 가격이 싼 알루미눔 전극은 실리콘/탄소 전극들(16a,16b)로 대체되어 땀조절에 대해 누출분비관 안으로 이온을 조절할 수 있다.

따라서 알루미늄 이온은 일주일 지속하는 플러그(plug)의 원인이 되는 피부 단백질을 침전시킨다. 처리부는 위에 약술된 바와 같이 적절한 표면활성제를 사용하여 어느 한쪽에 처음 준비된다.

그후 수도물은 저장소들(18a, 18b)안에 채워진다. 양자택일적으로 적절한 이온, 선호적으로 양물성 표면활성제는 처리부안으로 전달하기 의해 알루미늄 전극들에 근접한 저장소들(18a,18b)안에 채워진다. 이전에 지적된 바와 같이, 이온침투 장치에서 전류흐름을 최대화 하기 위해서 일반적으로 선행기술은 장치의 전력출력을 증가시키고 약물농도를 약 2%에 제한해왔다. 그 이유는 보다 늪은 농도가 전달된 약물의 농도를 실제 방해할 것이라고 믿었기 때문이다.

그러나, 본 발명의 실시예 따라 보다 높은 약물 농도를 성취하기 위해 상기 설명에 덧붙여, 보다 높은 약물농도는 최적화될 수 있고 두가지 추가적인 고려사항에 의해 좀 더 효과적이 될 것이다. 이들 고려사항은 pH이고 전달될 약물의 전하 형태의 크기이다.

실시예에 의하여, pH 7.0에서 주어진 약물 농도를 가진 리도케인은 오직 만족스러운 전류 흐름을 가질수 있다. 더우기 pH 7.0에서 리도케인에 대한 전하는 50% 미만이다. 더 많은 실험에 있어서, 리도케인의 pH는 최소한 약물의 90%가 전하형태에 있고 약물농도의 같은 레벨에서 전류에 대략 30∼40% 증가가 관찰되었을 경우 종래의 방식에 대략 6.8로 조절되었다.

그러므로, pH는 거의 중성이어야 하며 pH의 정확한 선택이 최대 전하형태에 있는 특정 약물에 좌우하게될 것이다. 이러한 최적화된 변형에서 유동을 크게 증가시킨 것을 적용면에서 피부장해를 즉시 파괴하는 훨씬 높은 약물농도를 허용한 것이었다. 이것은 약물처리에 대한 피부 준비 전조로서 침투성 향상에 대한 필요성을 제거하였고 저항을 크게 감소시켰다.

일반적으로 전신주입을 위한 위치는 팔꿈치 근처의 앞팔과 손바닥 표면이다. 만일 용도가 외상이나 어떤 다른 특정부를 처리하기 위한 것이라면, 패치(10)는 목표전달을 위해 상기부 위쪽에 놓여질 것이다. 적용부가 등고를 나타낸다면 이온침투 패치(10)는 이러한 불규칙 표면에 따르도록 구부리게 될 것이다. 굴곡은 패치(10)의 중심부에서 내려가는 분리벽(17)과 일치하여 일어난다. 정상작동에 있어, 스위치(24)는 "0"위치에서 "LO" 또는"HI"까지 이동된다. 사용자는 최초처리의 한시간에 대해 대략 30초(시동주기)동안 부드러운 떨림을 느낄 것이며, 이는 어느정도 전달부에서 침투성에 좌우하는 것이다. 처리는 시간의 규정 주기에 대해 그때 계속된다. 패치(10)는 사용안할때 "0"위치로 스위치를 돌린다. 처리를 완성한 후, 이온침투 패치(10)는 보통 버려지게 될 것이다. 손과 약 적용부는 비누물로 씻고서 어떤 찌꺼기 약을 제어가히 위해 말려야 한다.

정상 사용에 있어, 패치(10)는 대략 1시간 동안 적용되어 작용한 후 그 다음의 절차는 가동성을 시험하기위해 7일("HI") 또는 10일("LO") 처리를 통하여 사용될 수 있다. 만일 녹색 지시기(28)가 (부록 A의 회로에 따라)전기 회로안으로 스위치를 돌릴때 불이 켜진다면 그것은 전지가 새로운 것이며 장치가 약물을 전달하는 것을 의미한다. 만일 지시기(28)가 불이 켜지지 않는다면 그것은 전지가 소모된 것이고 장치가 대체되어야 한다는 것을 의미한다. 녹색 지시기(28)가 연속적으로 깜박거린다면, 그것은 다음 같은 기능고장의 한가지를 의미할 수 있다.

a) 약물이 분리벽의 한면에서 다른 면으로 새고 있다(패드의 과포화).

b) 약물 레벨이 아주 적고 팰트 패드 18a 또는 18b에 더 많이 가해진 것이나 패치(10) 자체가 피부표면에 (특히 등고표면)단단하게 부착되지 않았다.

c) 시험되지 않은 제저형이 비이온되거나 "LO"위치(실시예에 의해 대략 0.5ma) 또는 "HI"위치

(실시예에 의해 대략 1.0ma)에 대해 필요한 최소 전류가 충족되지 않은 전도성이 불충분하다. 이들 조건하에 조사자는 실제 바이온 약에 대한 "운반체"로서 적용하도록 다른 약물을 가할 것이다.

또한 물 또는 용매의 전기 삼투 운반은 비전해질의 침투성을 향상시킨다.

제5 및 제 6도에 지적된 여러 가지 전기 부시스템이 발명기술의 실시없이도 해당기술에서 통상의 지식을 가진자에 의해 즉시 실현될 수 있다는 것이 분명하게 된다.

그러므로, 의학분야에서 이온침투 시스템의 개발과 사용에 관련된 상기 서브시스템은 편리하고 효과적인 장치의 필요성과 연속처리의 연장 주기에 걸쳐 이온침투 처리를 받는 범위내의 피부에 작은 수포 및 물집의 형상과 이온침투 화상 및 염증을 방지하기 위한 방법이 오랫동안 인식되어 왔다. 이 시스템은 간소성, 신뢰성, 비교적 저렴한 가격 및 소형형태에 있어 물리적으로 패키지 될 수 있고, 처리부에서 침투성 및 투과성을 증가시킬 수 있고, 완충제의 필요없이 큰분자 물질을 전달할 능력이 있는 높은 비율 및 보다 높은 농도에서 치료약물을 전달할 수 있고, 동시에 같거나 다른 극성을 가진 다수의 약물을 전달할 수 있으며, 약물투여부에서 pH를 조절하도록 사용될 수 있다.

그러므로, 발명의 특수형태가 예증되어 기술될 경우, 다양한 변경이 발명의 정신과 범위에 벗어남이 없이 실행될 수 있다는 사실로 분명히 될 것이다.

[부록a]

[부록b]

Ibias는 양의 DC 바이어스(bias)를 받아들이며 Ibias는 옴의 바이어스를 받아들인다. 스위치들은 교류를 조절하는 같은 신호들에 의해 작동된다.

Claims (48)

1. 첫번째 방향에서 생물학적 대상의 부분을 통하여 전류를 전도하는 전극 수단과 초(sec)당 대략 20배와 3분마다 대략 한번 사이에 상기 전류의 방향을 간헐적으로 전환시키는 수단으로 이루어지는 생물학적 대상에 이온침투처리를 적용하기 위한 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전극수단이 생물학적 대상의 피부에 접촉하기에 적합한 한쌍의 전극으로 이루어지는 장치.
3. 의약물질을 생물학적 대상에 주입하기 위한 이온침투 시스템에 있어서, 처리될 상기 생물학적 대상의 표면에 인접하여 위치하기에 적합한 한쌍의 가깝게 간격을 가진 전기적 전도성 전극들 : 상기 전극들의 각각에 인접하여 상기 전극들 중 최소한 하나의 전극과 처리될 상기 생물학적 대상의 상기 표면사이에 최소한하나의 의약물질을 수용하기에 적합한 약물 저장소 : 상기 생물학적 대상에 상기 전극들중 제1전극에서 제2전극까지 첫번째 방향에서 상기 생물학적 대상의 상기 표면을 통하여 전류를 전도하기 위한 수단 : 및 초당 대략 20배와 3분마다 대략 한번 사이의 주파수에서, 상기 첫번째 방향에 반대편의 두번째 방향에서 상기전류를 흐르게 하도록 상기 전극들의 극성을 주기적 및 정규적으로 전환시키기 위한 수단으로 이루어짐으로써, 상기 생물학적 대상에 대한 피부 손상을 피하게 하고 약물 주입이 시간의 연장된 기간에 대해 연속적으로 행해질 수 있는 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 전극들이 둘다 전기적 전도성 비금속 물질들로 만들어지는 장치
5. 제1항에 있어서, 상기 전극들이 전기적 전도성 실리콘/탄소로 만들어지는 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 전극들이 알루미늄이고 상기 시스템이 상기 전극들에 의해 전달되도록 수도물을 더 포함하는 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 시스템이 상기 전극들에 의해 전달되도록 이온 표면활성제를 더 포함하는 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 표면활성제가 양쪽성이나 양이온 중 어느 한쪽에 해당하는 장치.
9. 제1항에 있어서, 다른 크기 분자를의 운반시간을 조정하도록 전류의 주파수를 선택적으로 변화시키기 위한 수단으로 더 이루어지는 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 생물학적 대상의 표면에서 pH를 조절하도록 반대 방향서 전류의 진폭에 대하여 한 방향에서 전류의 진폭을 선택적으로 변화시키기 위한 수단으로 더 이루어지는 장치.
11. 제3항에 있어서, 다수의 물질들이 전달되는 장치.
12. 제3항 또는 제11항에 있어서, 반대 극성의 물질이 동시에 전달되는 장치.
13. 제3항 또는 제11항에 있어서, 같은 극성의 물질이 다른 전극들로 부터 교대적으로 구동되는 장치.
14. 제 3 항에 있어서, 반대 극성의 운반체가 상기 전극들중 최소한 한 전극에 의해 구동되도록 물질에 첨가되는 장치.
15. 하나의 전극, 처리가 성취될 표면과 상기 전극사이에 배치된 양쪽성 표면활성제 및 상기 표면활성제를 상기 표면안에 이온침투적으로 구동하기 위한 상기 전극에 결합된 수단으로 이루어짐으로써, 처리부에서 전기저항이 감소되고 침투능력이 향상되는 의료 처리 표면준비를 위한 장치.
16. 하나의 전극, 처리가 성취될 표면과 상기 전극사이에 배치된 양이온 표면활성제 및 상기 표면활성제를 상기 표면안에 이온침투적으로 구동하기 위한 상기 전극에 결합된 수단으로 이루어짐으로써, 처리부에서 전기저항이 감소되고 침투능력이 향상되는 의료 처리 표면준비를 위한 장치.
17. 약물전달이 성취될 대상의 부위에서 배치된 양쪽성 표면활성제와 상기 표면활성제를 전달부위 안에 이온 침투적으로 구동하기 위한 수단으로 이루어짐으로써, 상기 전달부위의 전기 임피던스가 감소되고 침투능력이 이온침투 약물전달을 향상시키는데 증가되는 이온침투 약물 전달 표면 준비장치.
18. 약물전달이 성취될 대상에 부위에서 배치된 양이온 표면활성제와 상기 표면활성제를 상기 전달부위안에 이온 침투적으로 구동하기 위한 수단으로 이루어짐으로써, 상기 부위의 전기 임피던스가 감소되고 침투능력이 이온침투 약물전달을 향상시키는데 증가되는 이온침투 약물전달 표면 준비장치.
19. 제15항 내지 제18항중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면활성제가 액체 형태에 있는 장치
20. 제15항 내지 제18항중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면활성제가 겔 형태에 있는 장치.
21. 제16항 또는 제18항에 있어서, 상기 표면활성제가 세틸 트리에틸 암모늄 클로라이드인 장치.
22. 제15항 또는 제17항에 있어서, 상기 표면활성제가 코모 아미도프로필 베타인 장치.
23. 처리하려는 대상에 제1전극에서 제2전극까지 첫번째 방향에서 처리되는 대상의 표면을 통하여 전류를 전도하기 위한 수단과 초당 대략 20배와 3분마다 대략 한번 사이의 주파수에서 상기 첫번째 반대편의 두번째 방향에서 상기 전류를 흐르게 하도록 상기 전극들을 주기적으로 전환시키기 위한 수단으로 이루어짐으로서, 결과적으로 매우 낮은 주파수 교류가 이온 클러터를 제거하는 이온 침투 약물 투여 시스템으로 부터 이온 클러터를 정화하기 위한 장치.
24. 이온 침투 처리를 생물학적 대상에 적용하기 위한 방법으로서, 상기 생물학적 대상에 제1전극에서 제2전극까지 첫번째 방향에서 상기 대상의 표면을 통하여 전류를 전도하는 단계와 초당 대략 20배와 3분마다 대략 한번 사이의 주파수에서 상기 첫번째 방향에 반대편의 두번째 방향에서 상기 전류를 흐르게 하도록 상기 전극들의 극성을 간헐적으로 전환시키는 단계를 포함하는 이온 침투 처리를 생물학적 대상에 적용하기위한 방법.
25. 제24항에 있어서, 상기 생물학적 대상의 표면에서 pH를 조절하도록 반대방향으로 전류의 진폭에 대하여 한 방향에서 전류의 진폭을 선택적으로 변화시키는 단계를 포함하는 방법.
26. 제24항 또는 제25항에 있어서, 다른 크기의 분자들의 운반시간을 조정하도록 전류의 주파수를 선택적으로 변화시키는 단계를 포함하는 방법.
27. 제24항에 있어서, 다수의 약물들이 전달되는 방법.
28. 제24항 또는 제27항에 있어서, 반대극성의 약물들이 동시에 전달되는 방법.
29. 제24항 또는 제27항에 있어서, 같은 극성이 다른 전극들로 부터 교대로 구동되는 방법.
30. 제24항에 있어서, 반대 극성의 운반체가 상기 전극들중 최소한 한 전극에 의해 전달되도록 약물에 첨가되는 방법.
31. 생물학적 대상안에 의약물질의 이온 침투 주입방법으로서, 처리될 상기 생물학적 대상의 표면에 인접한 한쌍의 전기적 전도성 전극들의 위치를 정하는 단계, 처리될 상기 생물학적 대상의 상기 표면과 최소한 상기 전극들중 한 전극 사이에 최소한 하나의 의약물질을 배치하는 단계 및 상기 대상에 대해 상기 전극들중 제1전극에서 제2전극까지 첫번째 방향에서 상기 생물학적 대상의 표면을 통하여 전류를 전도하며 초당 대략 20배와 3분마다 대략 한번 사이의 주파수에서 상기 첫번째 방향에 반대편의 두번째 방향에서 상기 전류를 흐르게 하도록 상기 전극들의 극성을 주기적 및 규칙적으로 전환시키는 단계로 이루어짐으로써, 상기 생물학적 대상에 대한 피부손상을 피하고 약물 주입이 시간의 연장 기간동안 연속으로 행해질 수 있는 생물학적 대상안에 의약물질이 이온 침투 주입방법.
32. 제31항에 있어서, 상기 전극들의 둘다 전기적 전도성을 실리콘/탄소로 만들어지는 방법.
33. 제31항에 있어서, 상기 전극들의 둘다 전기적 전도성 비금속 물질들로 만들어지는 방법.
34. 제31항에 있어서, 상기 생물학적 대상의 표면에서 pH를 조절하도록 반대방향에서 전류의 진폭에 대하여 한 방향에서 전류의 진폭을 선택적으로 변환시키는 단계를 포함하는 방법.
35. 제31항에 있어서, 다른 크기 분자들의 운반시간을 조종하도록 전류의 주파수를 선택적으로 변화시키는 단계를 포함하는 방법.
36. 제31항에 있어서, 다수의 의약물질들이 전달되는 방법.
37. 제31항 또는 제36항에 있어서, 반대극성의 의약물질들이 동시에 전달되는 방법.
38. 제31항 또는 제36항에 있어서, 같은 극성의 의약물질들이 상기 표면안에 다른 전극들로 부터 교대로 전달되는 방법.
39. 제31항에 있어서, 반대극성의 운반체 물질이 상기 전극들중 최소한 한 전극에 의해 전달되도록 의약물질에 첨가되는 방법.
40. 제34항에 있어서, 전기저항을 더 감소시키고 약물 침투성을 향상시키도록 표면활성제를 상기 표면안에 이온침투적으로 전달하기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
41. 제40항에 있어서, 상기 표면활성제 물질이 양쪽성 물질인 장치.
42. 제40항에 있어서, 상기 표면활성제 물질이 양이온 물질인 장치.
43. 생물학적 대상안에 의약물질의 이온 침투 주입방법으로서, 처리될 상기 생물학적 대상의 표면에 인접한 한쌍의 전기적 전도성 전극들의 위치를 정하는 단계, 상기 물질의 전하 형태를 정도를 증가시키기 위해 주입될 의약물질의 pH를 변화시키는 단계, 처리될 상기 생물학적 대상의 상기 표면과 상기 전극들중 최소한 한 전극사이에 상기 의약물질을 배치하는 단계, 상기 생물학적 대상에 상기 전극들중 제1전극에서 제2전극까지 한 방향에서 상기 생물학적 대상의 상기 표면을 통하여 전류를 전도하는 단계 및 초당 대략 20배와 3분마다 대략 한번 사이의 주파수에서 상기 첫번째 방향에 반대편의 두번째 방향에서 상기 전류를 흐르게 하도록 상기 전극들의 극성을 주기적 및 규칙적으로 전환시키는 단계로 이루어지는 생물학적 대상안에 의약물질인 이온침투 주입방법.
44. 이온 침투 약물전달 시스템에 있어서, pH를 변화시킴으로써 약물의 전하형태의 정도를 변화시키는 단계와 전달부위 안으로 상기 약물을 이온 침투적으로 구동하는 단계를 포함함으로써, 상기 전달부위의 전기 임피던스가 이온 침투 약물 전달을 더 향상시키도록 낮아지는 방법.
45. 제44항에 있어서, 상기 약물이 액체 형태에 있는 방법.
46. 제44항에 있어서, 상기 약물이 리도케인인 방법.
47. 제44항에 있어서, pH가 중성미만으로 조절되는 방법.
48. 제44항 내지 제46항중 어느 한 항에 있어서, pH가 대략 6.8로 조절되는 방법.