PL205827B1 - Urządzenie do jontoforezy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do jontoforezy, zwłaszcza do przezskórnego podawania różnorodnych leków o charakterze jonowym, to znaczy substancji jonowych wykazujących pożądaną skuteczność medyczną, za pomocą jontoforezy.

Sposób wprowadzania lub dostarczania leku o charakterze jonowym (jonowej substancji chemicznej umieszczonej na żądanej części skóry lub błony śluzowej, w dalszej części tego dokumentu zwanej po prostu skórą), do organizmu poprzez skórę przez wywołanie w skórze siły elektromotorycznej wystarczającej do wprowadzenia takiego jonowego leku jest nazywany jontoforezą. Jest to metoda wprowadzania jonów lub leczenia przez dostarczanie jonów, (wyżej wymieniona definicja jontoforezy - patrz, na przykł ad, JP-A-63035266).

Jontoforeza spełnia rolę żądanej terapii leczniczej wprowadzając lek podatny na jonizację lub w formie jonowej, który został nałożony na skórę, pod działaniem określonej siły elektromotorycznej w celu jego wprowadzenia do skóry.

Na przykład, jony naładowane dodatnio są wprowadzane do skóry po stronie anody w układzie elektrycznym urządzenia do jontoforezy.

Jony naładowane ujemnie, z drugiej strony, są wprowadzane do skóry po stronie katody w ukł adzie elektrycznym urzą dzenia do jontoforezy.

Jonowymi lekami z ładunkiem dodatnim mogą być na przykład leki znieczulające miejscowo takie jak chlorowodorek prokainy, chlorowodorek lidokainy i tak dalej, leki żołądkowo-jelitowe takie jak chlorek kalnityny i tak dalej, leki zwiotczające mięśnie szkieletowe takie jak bromek pankuroniowy i tak dalej oraz antybiotyki takie jak pochodne tetracykliny, pochodne kanamycyny, pochodne gentamycyny.

Jonowymi lekami z ładunkiem ujemnym mogą być na przykład witaminy, w dalszej części tego dokumentu opisywane skrótami wit., B2, B12, C, E, kwas foliowy, i tak dalej, adrenokortykosteroidy takie jak rozpuszczalne w wodzie leki hydrokortyzonowe, rozpuszczalne w wodzie leki deksametazonowe, rozpuszczalne w wodzie leki prednisolonowe, i tak dalej oraz antybiotyki takie jak rozpuszczalne w wodzie leki penicylinowe, rozpuszczalne w wodzie leki chloramfenikolowe.

Tradycyjne sposoby tego rodzaju jontoforezy obejmują stosowanie membran jonowymiennych. Niniejszy wynalazek także należy do kategorii technik wykorzystujących membrany jonowymienne.

Z publikacji mię dzynarodowej WO90/04433 (publikacja w ję zyku japoń skim Nr HEI 3-504343) znana jest elektroda jontoforetyczna, zawierającą płytkę elektrody, zbiornik do gromadzenia leku jonowego lub leku podatnego na jonizację do podawania oraz membranę jonowymienną umieszczoną na zewnętrznej stronie zbiornika stykającej się ze skórą oraz działającej selektywnie wobec jonów posiadających taki sam ładunek jak lek jonowy. Funkcję membrany jonowymiennej przedstawiono w ten sposób, że w procesie wprowadzania leku o charakterze jonowym do skóry, membrana jonowymienna ogranicza ruch jonów, które posiadają ładunek elektryczny przeciwny do ładunku elektrycznego leku jonowego i poruszają się od skóry w kierunku płytki elektrody. Na przykład hamuje ruch jonów znajdujących się na skórze takich, jak jony sodu, jony chloru i inne jony, które mogą tworzyć ścieżkę prądu jonowego różną od ścieżki prądu wytwarzanej przez lek jonowy. Sprawność podawania leku jonowego jest zwiększona, gdyż membrana jonowymienna zmniejsza migrację innych ruchomych nośników ładunków do zbiornika zawierającego lek jonowy.

Z opisu patentowego US nr 4 722 726 znana jest elektroda podzielona na pierwszą komorę zawierającą elektrolit i drugą komorę zawierającą zjonizowany składnik, przy czym pierwsza komora i druga komora są od siebie oddzielone membraną jonowymienną . Pierwsza komora zawierają ca elektrolit może zmniejszać szkodliwe skutki hydrolizy wody, a membrana jonowymienna może izolować lek jonowy od elektrolitu w pierwszej komorze.

Jednakże, rozwiązanie znane z US 4 722 726, które wykorzystuje elektrolit, ma małą sprawność transportu (liczba przenoszenia) naładowanych jonów aktywnego składnika w leku jonowym. Zmniejsza to stężenie dodatkowych jonów innych rodzajów w układzie.

Dlatego należy zachować ostrożność przy stosowaniu techniki, która wykorzystuje elektrolit w ten sposób.

Ze zgłoszenia JP-A-03094771 znana jest elektroda do jontoforezy zawierającą część zatrzymującą wodę otoczoną giętkim elementem podtrzymującym i posiadającą wewnątrz płytkę elektrody, membranę jonowymienną umieszczoną na stronie czołowej, to jest na stronie od skóry, części zatrzymującej wodę oraz warstwę leku umieszczoną na stronie czołowej, to jest stronie od skóry, membrany jonowymiennej. Elektroda ta jest przeznaczona do podawania leku jonowego o wysokim stężeniu

PL 205 827 B1 i jednoczesnego zapobiegania rozcieńczenia leku wodą podczas podawania leku. Elektroda jontoforetyczna posiada membranę jonowymienną, która znacząco hamuje przenikanie leku, ale jest wodoprzepuszczalna, oraz warstwę leku utworzoną po stronie kontaktu z organizmem (skórą) membrany jonowymiennej poprzez przywieranie lub odkładanie leku za pomocą takich sposobów, jak suszenie rozpyłowe lub powlekanie.

Ze zgłoszenia JP-A-04297277 znana jest sekcja elektrody jontoforetycznej stanowiąca sekcję elektrody aktywnej. W tym rozwiązaniu elektroda ujemna funkcjonuje jako sekcja elektrody aktywnej w stosunku do biegunowoś ci jonów leku jonowego, który ma być zastosowany, zaprojektowana jako wielowarstwowa konstrukcja płytki elektrody ujemnej/gazy z jonowym lekiem w niej zawartym/membrany kationowymiennej/gazy z jonowym lekarstwem w niej zawartym/membrany anionowymiennej.

Jeśli chodzi o liczbę membran jonowymiennych stosowanych oraz rozmieszczonych w sekcji elektrody jontoforetycznej, stanowiącej sekcję elektrody aktywnej w każdym z wcześniej przedstawionych stanów techniki, dokumenty WO90/044433, US 4 722 726 i JP-A-03094771 opisują strukturę jednowarstwową, wykorzystującą pojedynczą membranę jonowymienną, podczas gdy dokument JP-A-04297277 opisuje strukturę dwuwarstwową, wykorzystującą dwie membrany jonowymienne. Pod tym względem rozwiązanie znane z JP-A-04297277 różni się od pozostałych rozwiązań ze stanu techniki.

Tak jak to przedstawiono wyżej, znane jest zastosowanie membrany lub membran jonowymiennych do przezskórnego podawania jonowego leku metodą jontoforezy.

W tradycyjnych technikach jontoforetycznych wykorzystują cych membranę lub membrany jonowymienne, a dokładniej, membrany z wyżej przedstawionych rozwiązań ze stanu techniki, jedna lub kilka membran jonowymiennych jest używanych w sekcji elektrody aktywnej. Nie stosuje się natomiast membrany jonowymiennej w sekcji elektrody nieaktywnej.

Trudno jest podawać lek jonowy celem dostarczenia leku w dłuższym okresie w warunkach stałego zasilania energią, to znaczy trudno jest utrzymać działanie w dłuższym okresie przy stałej wartości napięcia lub stałej wartości prądu. Na przykład, roztwór fizjologiczny, który jest roztworem elektrolitu (roztworem zawierającym substancję elektrolitu) ulega hydrolizie tworząc pęcherzyki gazu, na przykład gazowego tlenu, gazowego chloru, itd., na powierzchni płytki elektrody w sekcji elektrody aktywnej o dodatniej polarności, aczkolwiek polarność sekcji elektrody aktywnej różni się w zależności od polarności naładowanych jonów składnika czynnego w leku jonowym. Ze względu na takie pęcherzyki gazu wzrasta oporność elektryczna, co doprowadza do osłabienia efektu jontoforetycznego, to jest sprawności transportu jonów, w miarę upływu czasu. To osłabienie odbywa się także dzięki pęcherzykom gazu, na przykład gazowy wodór, itp., wytwarzanym w sekcji elektrody uziemiającej o ujemnej polarności.

Oparzenie, zapalenie, itp., w tym oparzenie elektryczne spowodowane samym prądem lub oparzenie indukowane pH spowodowane nagłą zmianą wartości pH wskutek obecności jonów H⁺ lub OH wytwarzanym dzięki elektrolizie, może zajść na powierzchni skóry, która styka się z sekcją elektrody aktywnej i/lub sekcją elektrody uziemiającej.

Skóra może być uszkodzona na powierzchni, która znajduje się w kontakcie z płytką elektrody, na przykład elektrody dodatniej w sekcji elektrody aktywnej przez szkodliwą substancję powstającą przez hydrolizę potu na powierzchni skóry i/lub roztworu fizjologicznego jako roztworu elektrolitu, na przykład przez kwas podchlorawy, który jest znany jako silny środek utleniający, wytwarzany z jonów chlorkowych Cl^- oraz w wyniku wysokiego zakwaszenia poprzez wytwarzanie HCl.

Skóra może zostać uszkodzona na powierzchni, która znajduje się w kontakcie z płytką elektrody, na przykład elektrody ujemnej w sekcji elektrody uziemiającej przez szkodliwą substancję powstającą przez hydrolizę potu na powierzchni skóry i/lub roztworu fizjologicznego jako roztworu elektrolitu, na przykład, w wyniku wysokiej alkalizacji, poprzez wytwarzania NaOH.

W porównaniu z sekcją elektrody jontoforetycznej, stanowią cej sekcję elektrody aktywnej, skł adającą się z płytki elektrody jontoforetycznej stanowiącej płytkę elektrody aktywnej podłączonej do źródła zasilania o tej samej polarności jak naładowane jony składnika czynnego w leku jonowym, jak to opisano na przykład w publikacji w języku japońskim nr HEI 3-504343 (WO90/04433), leku jonowego rozmieszczonego na przedniej stronie płytki elektrody jontoforetycznej i membrany jonowymiennej rozmieszczonej na przedniej stronie, to jest stronie kontaktującej się ze skórą leku jonowego, selektywnej dla tego samego rodzaju jonów jak naładowane jony składnika czynnego w leku jonowym, uprzednio zgłaszane urządzenia do jontoforezy, tak jak to wyżej wspomniano, oparte są na odkryciu,

PL 205 827 B1 że niedociągnięcia związane z tradycyjną sekcją elektrody jontoforetycznej stanowiącej sekcję elektrody aktywnej można rozwiązać przez zaprojektowanie konstrukcji pomiędzy płytką elektrody jontoforetycznej a lekiem jonowym zaprojektowanej w taki sposób, względem płytki elektrody jontoforetycznej, że roztwór elektrolitu takiego jak roztwór fizjologiczny umieszczony jest co najmniej na przedniej stronie płytki elektrody jontoforetycznej oraz membrana jonowymienna selektywna dla jonów o ł adunku przeciwnym do nał adowanych jonów skł adnika aktywnego w leku jonowym umieszczona jest na przedniej stronie roztworu elektrolitu.

Co więcej, urządzenia do jontoforezy znane ze stanu techniki są oparte na odkryciu, że niedociągnięcia związane z tradycyjną sekcją elektrody uziemiającej stanowiącej sekcję elektrody nieaktywnej można rozwiązać przez zaprojektowanie konstrukcji względem płytki elektrody sekcji elektrody uziemiającej, takiej że roztwór elektrolitu takiego jak roztwór fizjologiczny umieszczony jest co najmniej na przedniej stronie płytki elektrody uziemiającej oraz membrana jonowymienna selektywna dla jonów o ł adunku przeciwnym do nał adowanych jonów skł adnika aktywnego w leku jonowym umieszczona jest na przedniej stronie roztworu elektrolitu mimo, że nie wiadomo było wówczas o umieszczaniu membrany jonowymiennej po stronie sekcji elektrody uziemiającej-stanowiącej sekcję elektrody nieaktywnej.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie urządzenia do jontoforezy o wysokiej wartości dodanej, które gwarantuje wysoką liczbę przenoszenia w czasie przezskórnego dostarczania jonowego środka farmaceutycznego i bardzo zwiększoną wygodę, na podstawie urządzeń do jontoforezy uprzednio zgłaszanych przez wynalazców, tak jak to wyżej wspomniano.

Celem wynalazku jest także opracowanie urządzenia, w którym zapobiega się lub eliminuje się różne niedogodności związane z reakcją elektrochemiczną na powierzchni płytki elektrody w sekcji elektrody jontoforetycznej, stanowiącej sekcję elektrody aktywnej i/lub sekcji elektrody uziemiającej, stanowiącej sekcję elektrody nieaktywnej.

Innymi słowy, celem wynalazku jest opracowanie rozwiązania, w którym uwzględnia się wszystkie reakcje elektrochemiczne w sekcji elektrody jontoforetycznej, stanowiącej sekcję elektrody aktywnej i sekcji elektrody uziemiającej, stanowiącej sekcję elektrody nieaktywnej i eliminujące się skutki spowodowane przez takie reakcje.

Innym celem niniejszego wynalazku jest również eliminacja możliwości zapalenia skóry, które powodowane jest reakcjami elektrochemicznymi zachodzącymi wokół elektrod podczas jontoforezy.

Urządzenie do jontoforezy do wprowadzania leku jonowego za pomocą jontoforezy posiadające sekcję elektrody jontoforetycznej stanowiącą sekcję elektrody aktywnej i sekcję elektrody uziemiającej, stanowiącą sekcję elektrody nieaktywnej połączone ze źródłem zasilania, przy czym sekcja elektrody jontoforetycznej zawiera płytkę elektrody połączoną ze źródłem zasilania o tej samej polaryzacji co naładowane jony leku jonowego, membranę utrzymującą roztwór elektrolitu umieszczoną z przodu płytki elektrody, membranę jonowymienną umieszczoną z przodu membrany utrzymującej roztwór elektrolitu i selektywną dla jonów o polaryzacji przeciwnej do naładowanych jonów leku jonowego, membranę utrzymującą lek jonowy umieszczoną z przodu membrany jonowymiennej, drugą membranę jonowymienną umieszczoną z przodu membrany utrzymującej lek jonowy i selektywną dla jonów tego samego rodzaju co naładowane jony leku jonowego, zaś sekcja elektrody uziemiającej zawiera płytkę elektrody o polaryzacji przeciwnej do płytki elektrody w sekcji elektrody jontoforetycznej, membranę utrzymującą roztwór elektrolitu umieszczoną z przodu płytki elektrody sekcji elektrody uziemiającej, membranę jonowymienną umieszczoną z przodu membrany utrzymującej roztwór elektrolitu i selektywną dla jonów o polaryzacji przeciwnej do nał adowanych jonów leku jonowego wedł ug wynalazku charakteryzuje się tym, że dwie membrany utrzymujące roztwór elektrolitu zarówno w sekcji elektrody jontoforetycznej jak i sekcji elektrody uziemiającej utrzymują wewnątrz roztwór elektrolitu zawierający co najmniej jeden związek, który posiada potencjał redoks mniejszy niż potencjał redoks wody w elektrolizie, przy czym roztwór elektrolitu zawiera kwas mlekowy i fumaran sodowy, lub siarczan żelazawy i siarczan żelazowy.

Korzystnie, że sekcja elektrody uziemiającej zawiera membranę jonowymienną umieszczoną z przodu membrany utrzymują cej roztwór elektrolitu i selektywną dla jonów tego samego rodzaju co naładowane jony leku jonowego, drugą membranę utrzymującą roztwór elektrolitu umieszczoną z przodu membrany jonowymiennej, drugą membranę jonowymienn ą umieszczoną z przodu drugiej membrany utrzymującej roztwór elektrolitu i selektywną dla jonów o polaryzacji przeciwnej do naładowanych jonów leku jonowego, przy czym membrana utrzymująca roztwór elektrolitu utrzymuje wewnątrz roztwór elektrolitu zawierający co najmniej jeden związek, który posiada potencjał redoks

PL 205 827 B1 mniejszy niż potencjał redoks wody w elektrolizie, przy czym roztwór elektrolitu zawiera kwas mlekowy i fumaran sodowy, lub siarczan ż elazawy i siarczan ż elazowy.

Korzystnie, sekcja elektrody jontoforetycznej zawiera elementy składowe mające płytkę elektrody, membranę utrzymującą roztwór elektrolitu, membranę utrzymującą lek jonowy oraz dwie membrany jonowymienne, z których część albo wszystkie zostały uprzednio złożone w co najmniej jeden zestaw.

Korzystnie, płytka elektrody i membrana utrzymująca roztwór elektrolitu należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.

Korzystnie, membrana utrzymująca lek jonowy i dwie membrany jonowymienne należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.

Korzystnie, sekcja elektrody uziemiającej zawiera płytkę elektrody, membranę utrzymującą roztwór elektrolitu i membranę jonowymienną, z których część albo wszystkie zostały złożone uprzednio w co najmniej jeden zestaw.

Korzystnie, płytka elektrody i membrana utrzymująca roztwór elektrolitu należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.

Korzystnie, płytka elektrody, membrana utrzymująca roztwór elektrolitu i membrana jonowymienna należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.

Korzystnie, membrana utrzymująca lek jonowy w sekcji elektrody jontoforetycznej zawiera membranę z akrylowego hydrożelu o stopniu impregnacji wynoszącym 30 do 40%.

Korzystnie, sekcja elektrody jontoforetycznej i sekcja elektrody uziemiającej są wykonane jako osobne jednostki.

Korzystnie, sekcja elektrody jontoforetycznej i sekcja elektrody uziemiającej są wykonane jako integralna konstrukcja.

Korzystnie, sekcja elektrody jontoforetycznej zawiera elementy składowe mające płytkę elektrody, membranę utrzymującą roztwór elektrolitu, membranę utrzymującą lek jonowy oraz dwie membrany jonowymienne, z których część albo wszystkie zostały uprzednio złożone w co najmniej jeden zestaw.

Korzystnie, płytka elektrody i membrana utrzymująca roztwór elektrolitu, należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.

Korzystnie, że membrana utrzymująca lek jonowy i dwie membrany jonowymienne, należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.

Korzystnie, sekcja elektrody uziemiającej zawiera elementy składowe mające płytkę elektrody, dwie membrany utrzymujące roztwór elektrolitu oraz dwie membrany jonowymienne, z których część albo wszystkie zostały uprzednio złożone w co najmniej jeden zestaw.

Korzystnie, płytka elektrody i membrana utrzymująca roztwór elektrolitu umieszczona z przodu płytki elektrody, należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.

Korzystnie, dwie membrany jonowymienne i membrana utrzymująca roztwór elektrolitu umieszczona pomiędzy dwoma membranami jonowymiennymi należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.

Korzystnie, membrana utrzymująca lek jonowy w sekcji elektrody jontoforetycznej zawiera membranę z akrylowego hydrożelu o stopniu impregnacji wynoszącym od 30 do 40%.

Korzystnie, sekcja elektrody jontoforetycznej i sekcja elektrody uziemiającej są wykonane jako osobne jednostki.

Korzystnie, sekcja elektrody jontoforetycznej i sekcja elektrody uziemiającej są wykonane jako integralna konstrukcja.

Zaletą niniejszego wynalazku jest to że, zapewnia się stabilny stan energetyczny, czyli stałą wartość prądu i/lub stałą wartość napięcia, przez długi okres, oraz to że czynny lekowy składnik leku o charakterze jonowym, naładowany dodatnio lub ujemnie w sekcji elektrody jontoforetycznej jest sprawnie przenoszony przez skórę lub błonę śluzową. Innymi słowy, zapewniona jest wysoka liczba przenoszenia, tak zwany procent przenoszenia, oraz to, że sekcja elektrody jontoforetycznej, stanowiącej sekcję elektrody aktywnej i sekcja elektrody uziemiającej, stanowiącej sekcję elektrody nieaktywnej, przyczyniają się do utrzymania wyżej opisanego stabilnego stanu energetycznego oraz zabezpieczają skórę przed szkodliwymi działaniami ubocznymi, takimi jak zapalenie skóry wywołane przez reakcję elektrodową.

Przeprowadzono badania w celu opracowania urządzeń do jontoforezy takich jak urządzenia znane ze stanu techniki o wyższych wartościach dodanych. Dzięki temu odkryto, że wyższą liczbę

PL 205 827 B1 przenoszenia (wyższą sprawność przenoszenia rodzajów jonów) i lepszą wygodę można zapewnić, gdy w sekcji elektrody jontoforetycznej roztwór elektrolitu do rozmieszczenia na przedniej stronie płytki elektrody jest uformowany w treść membrany z użyciem membrany, która posiada zdolność utrzymywania roztworu elektrolitu w takim stanie, że membrana jest impregnowana roztworem elektrolitu i również elektrycznie przewodzi jony w polu elektrycznym oraz jonowy ś rodek farmaceutyczny jest także uformowany w treść membrany z użyciem membrany, która posiada zdolność utrzymywania jonowego leku lub jego roztworu, w takim stanie, że membrana jest impregnowana jonowym środkiem farmaceutycznym i elektrycznie przewodzi jony w polu elektrycznym a także gdy w sekcji elektrody uziemiającej, roztwór elektrolitu do rozmieszczenia na przedniej stronie płytki elektrody jest uformowany w treść membrany z użyciem membrany, która posiada zdolność utrzymywania roztworu elektrolitu w takim stanie, że membrana jest impregnowana roztworem elektrolitu i również elektrycznie przewodzi jony w polu elektrycznym.

Urządzenie do jontoforezy według wynalazku wykorzystuje strukturę dwuwarstwową analogicznie jak w JP-A-04297277. Jednak podstawę urządzenia do jontoforezy według wynalazku stanowi koncepcja techniczna całkowicie różniąca się rozwiązania znanego z JP-A-04297277, gdyż posiada ona odmienne cechy takie, że jedna lub więcej membran jonowymiennych jest także rozmieszczonych w sekcji elektrody uziemiają cej w taki sposób, ż e łącznie trzy lub cztery membrany jonowymienne są rozmieszczone w urządzeniu do jontoforezy, a ponadto sekcje obu elektrod przebudowano tak, aby utrzymać liczbę przenoszenia naładowanych jonów leku na wysokim poziomie i znacznie polepszyć wygodę obsługi.

Urządzenie do jontoforezy według niniejszego wynalazku zapewnia wysoką wydajność, to jest wysoką liczbę przenoszenia jonowych leków, wysoką wygodę przejawiającą się w łatwości konserwacji urządzenia, łatwości wymiany części i prostocie obsługi, zwartą konstrukcję i wysoką wartość dodaną.

Wynalazek dotyczy urządzenia do jontoforezy przydatnego do podawania jonowego leku metodą jontoforezy, przy czym urządzenie do jontoforezy zawiera sekcję elektrody jontoforetycznej stanowiącej sekcję elektrody aktywnej i sekcję elektrody uziemiającej stanowiącej sekcję elektrody nieaktywnej, z których obie są przyłączone do źródła zasilania, w którym sekcja elektrody jontoforetycznej składa się z płytki elektrody podłączonej do źródła zasilania o tej samej biegunowości co naładowane jony jonowego leku, membrany utrzymującej roztwór elektrolitu umieszczonej na przedniej stronie płytki elektrody i zatrzymującej w sobie roztwór elektrolitu w takim stanie, że membrana jest impregnowana roztworem elektrolitu, membrany jonowymiennej rozmieszczonej na przedniej stronie membrany utrzymującej roztwór elektrolitu i selektywnej dla jonów o ładunku przeciwnym do naładowanych jonów jonowego leku, membrany utrzymującej jonowy środek farmaceutyczny rozmieszczonej na przedniej stronie membrany jonowymiennej i utrzymującej jonowy środek farmaceutyczny w takim stanie, że membrana jest impregnowana jonowym środkiem farmaceutycznym oraz drugiej membrany jonowymiennej umieszczonej na przedniej stronie membrany utrzymującej jonowy środek farmaceutyczny i selektywnej dla jonów o ładunku przeciwnym do naładowanych jonów jonowego leku. Sekcja elektrody uziemiającej składa się zaś z płytki elektrody o przeciwnej biegunowości do płytki elektrody w sekcji elektrody jontoforetycznej, membrany utrzymują cej roztwór elektrolitu rozmieszczonej na przedniej stronie płytki elektrody i zatrzymującej w niej roztwór elektrolitu w takim stanie, że membrana jest impregnowana roztworem elektrolitu oraz membrany jonowymiennej umieszczonej na przedniej stronie membrany utrzymującej roztwór elektrolitu i selektywnej dla jonów o ładunku przeciwnym do naładowanych jonów jonowego leku.

Wynalazek dotyczy również urządzenia do jontoforezy, w którym sekcja elektrody uziemiającej składa się z membrany kationowymiennej i membrany anionowymiennej w połączeniu, a dokładniej z płytki elektrody o przeciwnej biegunowości do płytki elektrody w sekcji elektrody jontoforetycznej, membrany utrzymującej roztwór elektrolitu umieszczonej na przedniej stronie płytki elektrody i zatrzymującej w sobie roztwór elektrolitu w takim stanie, że membrana jest impregnowana roztworem elektrolitu oraz membrany jonowymiennej umieszczonej na przedniej stronie membrany utrzymującej roztwór elektrolitu i selektywnej dla tego samego rodzaju jonów, jak naładowane jony jonowego leku, drugiej membrany utrzymującej roztwór elektrolitu umieszczonej na przedniej stronie membrany jonowymiennej i zatrzymującej w sobie roztwór elektrolitu w takim stanie, że membrana jest impregnowana roztworem elektrolitu oraz drugiej membrany jonowymiennej umieszczonej na przedniej stronie drugiej membrany utrzymującej roztwór elektrolitu i selektywnej dla jonów o ładunku przeciwnym do naładowanych jonów jonowego leku.

PL 205 827 B1

Dla poprawienia wydajności urządzenia do jontoforezy, posiadającego sekcję elektrody jontoforetycznej, stanowiącej sekcję elektrody aktywnej i sekcję elektrody uziemiającej, stanowiącej sekcję elektrody nieaktywnej, niniejszy wynalazek cechuje się tym, że roztwory elektrolitów w sekcji elektrody jontoforetycznej i sekcji elektrody uziemiającej powstają z roztworów zawierających substancję łatwo ulegającą utlenianiu lub redukcji, a dokładniej, roztwory elektrolitów w sekcji elektrody jontoforetycznej i sekcji elektrody uziemiają cej powstają z roztworów zawierających siarczan ż elazawy i siarczan ż elazowy lub kwas organiczny i/lub jego sól jako substancję łatwo ulegającą utlenianiu lub redukcji.

W celu poprawienia wygody, takiej jak łatwość obsł ugi urzą dzenia do jontoforezy, niniejszy wynalazek dotyczy także urządzenia do jontoforezy, w którym płytka elektrody, membrana utrzymująca roztwór elektrolitu, obie membrany jonowymienne i membrana utrzymująca jonowy środek farmaceutyczny w sekcji elektrody jontoforetycznej, lub membrana utrzymująca roztwór elektrolitu, obie membrany jonowymienne i membrana utrzymująca jonowy środek farmaceutyczny w sekcji elektrody jontoforetycznej inne niż płytka elektrody w sekcji elektrody jontoforetycznej są zestawione jako integralne urządzenie, aby ułatwić wymianę tych elementów.

Płytka elektrody, membrana utrzymująca roztwór elektrolitu i membrana jonowymienna lub płytka elektrody, obie membrany utrzymujące roztwór elektrolitu i obie membrany jonowymienne lub membrana utrzymująca roztwór elektrolitu i membrana jonowymienna lub obie membrany utrzymujące roztwór elektrolitu oraz obie membrany jonowymienne inne niż płytka elektrody w sekcji elektrody uziemiającej są zestawione jako integralne urządzenie, aby ułatwić wymianę tych elementów.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest ukazany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok w ogólnym rzucie perspektywicznym, podstawowej konstrukcji urządzenia do jontoforezy zgodnie z pierwszym przykładem wykonania niniejszego wynalazku; fig. 2 przedstawia fragmentaryczny przekrój poprzeczny urządzenia do jontoforezy zgodnie z pierwszym przykładem wykonania niniejszego wynalazku; fig. 3 przedstawia podstawowy schemat konstrukcyjny w fragmentarycznym przekroju poprzecznym sekcji elektrody jontoforetycznej i sekcji elektrody uziemiającej w urządzeniu do jontoforezy zgodnie z pierwszym przykładem wykonania wynalazku; fig. 4 przedstawia schemat ilustrujący modyfikację urządzenia do jontoforezy pokazanego na fig. 3, a dokładniej, modyfikację sekcji elektrody uziemiającej; fig. 5 przedstawia schemat ilustrujący doświadczalny równoważnik urządzenia zgodnie z pierwszym przykładem wykonania wynalazku; fig. 6 przedstawia widok ilustrujący urządzenie do jontoforezy zgodnie z drugim przykładem wykonania wynalazku i jest to widok odpowiadający cylindrycznej sekcji końcowej o niewielkiej średnicy na fig. 2; fig. 7 przedstawia widok ilustrujący urządzenie do jontoforezy zgodnie z trzecim przykładem wykonania wynalazku w widoku odpowiadającym cylindrycznej sekcji końcowej o niewielkiej średnicy na fig. 2; fig. 8 przedstawia widok w przekroju ilustrują cy urzą dzenie do jontoforezy zgodnie z czwartym przykł adem wykonania wynalazku; oraz fig. 9 przedstawia widok od przodu urządzenia do jontoforezy zgodnie z czwartym przykładem wykonania wynalazku z fig. 8.

Figury od 1 do 3 przedstawiają widoki ilustrujące pierwszy przykład wykonania urządzenia do jontoforezy X zgodnie z obecnym wynalazkiem.

Figura 1 przedstawia ogólny rzut perspektywiczny, podczas gdy fig. 2 przedstawia fragmentaryczny przekrój poprzeczny. Tak jak przedstawiono na rysunkach, urządzenie do jontoforezy X zgodnie z obecnym wynalazkiem składa się, jako z głównych elementów, z sekcji elektrody jontoforetycznej 1, sekcji elektrody uziemiającej 2 i źródła zasilania 3 będącego na przykład akumulatorem.

Figura 3 przedstawia podstawowy schemat konstrukcyjny w fragmentarycznym przekroju poprzecznym obu sekcji elektrod, mianowicie sekcji elektrody jontoforetycznej 1 i sekcji elektrody uziemiającej 2, gdy podawanie jonowego leku odbywa się w niżej przedstawionych warunkach za pomocą urządzenia do jontoforezy X zgodnie z pierwszym przykładem wykonania wynalazku przedstawionym na fig. 1 i fig. 2.

Oznaczenie odsyłające 4 na fig. 3 oznacza miejsce skóry, a fig. 3 ilustruje także metodę podawania jonowego leku za pomocą nowego sposobu jontoforezy, którą można praktykować za pomocą urządzenia do jontoforezy X zgodnie z obecnym wynalazkiem.

Jako jonowego leku używa się soli sodowej Na kwasu askorbinowego (witamina C), której nazwę można w dalszym opisie skracać do As^-Na⁺. Jonowy lek jest zatrzymywany w zatrzymującej przez impregnację żelowej membranie 14 utrzymującej jonowy lek w takim stanie, że żelowa membrana 14 utrzymująca jonowy lek ulega impregnacji jonowym lekiem.

PL 205 827 B1

Jako roztwór elektrolitu używa się zmieszanego w stosunku 1:1 wodnego roztworu 1 M kwasu mlekowego 1 M fumaranu sodowego. Roztwór elektrolitu zatrzymywany jest w utrzymujących przez impregnację żelowych membranach 12, 22 utrzymujących roztwór elektrolitu w takim stanie, że żelowe membrany 12, 22 utrzymujące roztwór elektrolitu ulegają impregnacji roztworem elektrolitu.

Ze względu na selektywną przepuszczalność jonów, jako rodzaje stosowanych membran jonowymiennych 13, 15, 23, oznaczenia odsyłające 13 i 23 oznaczają membrany kationowymienne, podczas gdy oznaczenie odsyłające 15 oznacza membranę anionowymienną. Membrany jonowymienne 13, 15, 23 rozmieszczone są tak, jak to przedstawiono na rysunkach.

Płytka elektrody 11 w sekcji elektrody jontoforetycznej 1 stanowiącej sekcję elektrody aktywnej jest stosowana jako elektroda ujemna.

Płytka elektrody 21 w sekcji elektrody uziemiającej 2 stanowiącej sekcję elektrody nieaktywnej jest stosowana jako elektroda dodatnia.

Na Fig. od 1 do 3, oznaczenia odsyłające na tych rysunkach odpowiadają oznaczeniom odsyłającym poszczególnych elementów urządzenia do jontoforezy X przedstawionych powyżej. Na przykład płytka elektrody w urządzeniu do jontoforezy X oznaczono jako 11 na rysunkach.

Cechy urządzenia do jontoforezy X zgodnie z obecnym wynalazkiem służą opracowaniu urządzenia do jontoforezy o wysokiej wartości dodanej poprzez zwiększenie ilości jonów migrujących zgodnie z daną siłą elektromotoryczną, o której to ilości dobrze wiadomo, że zależy od stężenia, ruchliwości i wartościowości jonów, gdyż celem tego rodzaju jontoforezy jest wprowadzanie jonowego leku do organizmu przez skórę lub błonę śluzową pod działaniem określonej siły elektromotorycznej, innymi słowy, poprzez zwrócenie znacznej uwagi na uzyskanie wysokiej liczby przenoszenia, a także zwrócenie uwagi na eliminację wadliwych czynników, takich jak reakcje elektrochemiczne na odpowiednich elektrodach, zwłaszcza zapalenie skóry z powodu reakcji elektrochemicznych, oraz dodatkowo, poprzez zwrócenie uwagi na udoskonalenie łatwości i wygody obsługi urządzenia.

W niniejszym wynalazku, wysoką liczbę przenoszenia, czyli wysoką sprawność, można trwale osiągnąć przy pomocy wyżej przedstawionej konstrukcji technicznej, tak jak przedstawiono to poniżej.

Podczas jontoforezy w nieunikniony sposób pojawiają się wokół elektrod reakcje elektrochemiczne, dokładniej pewne reakcje utleniania na elektrodzie dodatniej i reakcje redukcji na elektrodzie ujemnej.

Z powodu wyżej wymienionych reakcji elektrochemicznych zachodzi powstawanie szkodliwych substancji przez elektrolizę roztworu fizjologicznego jako roztworu elektrolitu, na przykład powstawanie kwasu podchlorawego Cl^- na elektrodzie dodatniej, który jest znanym silnym środkiem utleniającym, nagłe zmiany pH, na przykład nagłe zakwaszenie na elektrodzie dodatniej, nagła alkalizacja na elektrodzie ujemnej, i wytwarzanie pęcherzyków gazu, na przykład gazowego H2 na elektrodzie ujemnej, gazowego O2 i gazowego Cl2 na elektrodzie dodatniej. Kłopoty te prowadzą do poważnych niedogodności w praktyce jontoforezy, szkodliwego działania na skórę ludzką, podrażnień skóry, niemożności uzyskania stanu energetycznego z powodu wzrostu oporności w wyniku produkcji gazu, itp.

W celu wyeliminowania niedogodności związanych z tradycyjnymi metodami podawania jonowych leków, tak jak wyżej przedstawione problemy dotyczące liczby przenoszenia i zapalenia skóry z powodu reakcji elektrochemicznych, a także w celu polepszenia wygody stosowania urządzeń takich jak łatwość ich obsługi, w urządzeniu do jontoforezy X zgodnie z niniejszym wynalazkiem przyjęto, zwłaszcza odnośnie konstrukcji sekcji odpowiednich elektrod, konstrukcję, w której poszczególne elementy są zbudowane w warstwach, tak jak to przedstawiono na fig. 2 i fig. 3.

Innymi słowy, poszczególne elementy od 11 do 15 sekcji elektrody jontoforetycznej 1 i poszczególne elementy od 21 do 23 sekcji elektrody uziemiającej 2 są wszystkie zbudowane w warstwach, takich jak elementy płyt, będące membranami i membrany jonowymienne 13, 15, 23.

Właściwości elementów będących membranami, mianowicie: płytek elektrod 11, 21, membran 12, 22, 24 utrzymujących roztwór elektrolitu, membrany 14 utrzymującej jonowy lek, membran anionowymiennych i kationowymiennych w niniejszym wynalazku są zdefiniowane tak jak to przedstawiono powyżej, gdy As^-Na⁺ jest przezskórnie dostarczane jako jonowy lek.

Wyżej przedstawione cechy urządzenia do jontoforezy X zgodnie z niniejszym wynalazkiem zostaną w dalszej części przedstawione bardziej szczegółowo dla przypadku, gdy askorbinian sodowy As^-Na⁺ jest przezskórnie dostarczany jako jonowy lek. W tym przypadku, naładowane jony składnika czynnego w jonowym leku są oczywiście anionami As^-.

PL 205 827 B1

Dlatego, tak jak to zilustrowano na fig. 3, płytka elektrody 11 w sekcji elektrody jontoforetycznej 1 jest elektrodą ujemną, podczas gdy płytka elektrody 21 w sekcji elektrody uziemiającej 2 jest elektrodą dodatnią.

Nie trzeba dodawać, że wtedy, gdy jonowy lek dysocjuje na dodatnio naładowane jony, biegunowości płytek elektrod 11, 21 i rodzaje, pod względem selektywnej przepuszczalności jonów, membran jonowymiennych 13, 15, 23 w wyżej przedstawionych sekcjach elektrod są odpowiednio przeciwne.

Na fig. od 1 do 3, które ilustrują podstawową konstrukcję urządzenia do jontoforezy X zgodnie z pierwszym przykładem wykonania niniejszego wynalazku, oznaczenie odsyłające 1 oznacza sekcję elektrody jontoforetycznej; stanowiącą sekcję elektrody aktywnej, oznaczenie odsyłające 2 oznacza sekcję elektrody uziemiającej; stanowiącej sekcję elektrody nieaktywnej, oznaczenie odsyłające 3 oznacza źródło zasilania, a oznaczenie odsyłające 4 oznacza skórę lub błonę śluzową.

Membrany 12, 22, 24 utrzymujące roztwór elektrolitu są warstwami ośrodka przewodzącego, zaś membrana 14 utrzymująca lek jonowy jest warstwą leku jonowego.

Tak jak to przedstawiono na fig. 3, sekcja elektrody jontoforetycznej 1 stanowiąca sekcję elektrody aktywnej zbudowana jest z płytki elektrody 11 ujemnej, membrany 12 utrzymującej roztwór elektrolitu z roztworem elektrolitu (1 M kwas mlekowy/1 M fumaran sodowy) zatrzymywanych w niej w takim stanie, że membrana 12 utrzymująca roztwór elektrolitu jest impregnowana roztworem elektrolitu, membrany jonowymiennej 13 będącej membraną kationowymienną, membrany 14 utrzymującej jonowy lek oraz membrany jonowymiennej 15 będącej membraną anionowymienną.

Tak jak to również zilustrowano na fig. 3, sekcja elektrody uziemiającej 2 skonstruowana jest z płytki elektrody 21 dodatniej, membrany 22 utrzymującej roztwór elektrolitu z roztworem elektrolitu (1 M kwas mlekowy/1 M fumaran sodowy) zatrzymywanych w niej w takim stanie, że membrana jest impregnowana roztworem elektrolitu oraz membrany jonowymiennej 23 stanowiącej membranę kationowymienną.

W niniejszym wynalazku, membrany 12, 22 utrzymujące roztwór elektrolitu w obu sekcjach elektrod jontoforetycznej 1 i uziemiającej 2 nie są ograniczone do membran impregnowanych wyżej wymienionym roztworem elektrolitu, składającym się z 1 M kwasu mlekowego i 1 M fumaranu sodowego jako roztworu elektrolitu. Mogą być one również wykonane z membran impregnowanych z użyciem roztworu fizjologicznego, np. 0,9% roztworu NaCl, lub membran impregnowanych związkiem, który ma potencjał redoks niższy od potencjału redoks wody i może być łatwiej utleniany lub redukowany w porównaniu z reakcją elektrolizy wody, to jest reakcjami utleniania i redukcji wody, jako roztworu elektrolitu.

W niniejszym wynalazku, membrany 12, 22 utrzymujące roztwór elektrolitu w obu sekcjach elektrod jontoforetycznej 1 i uziemiającej 2 mogą także być wykonane z membran utrzymujących jonowy lek, np. As^-Na+, jako związek łatwo ulegający utlenianiu lub redukcji w takim stanie, że membrany 12, 22 utrzymujące roztwór elektrolitu są impregnowane jonowym lekiem, gdyż w postaci roztworu elektrolitu, potencjał redoks jonowego leku jest ogólnie niższy od potencjału redoks wody. Jonowe leki są utleniane lub redukowane przed hydrolizą wody i można wyeliminować wadę związaną z hydrolizą wody.

Następnie, w nawiązaniu do podstawowych schematów konstrukcyjnych (fig. od 1 do 3) urządzenia do jontoforezy X zgodnie z niniejszym wynalazkiem, zostanie przedstawiona konstrukcja urządzenia do jontoforezy X dla stosowania nowego sposobu podawania jonowego leku w kolejności specyficznej konstrukcji sekcji elektrody jontoforetycznej 1 stanowiącej sekcji elektrody aktywnej i konstrukcji sekcji elektrody uziemiającej 2 stanowiącej sekcję elektrody nieaktywnej.

W urządzeniu do jontoforezy X według niniejszego wynalazku, płytka elektrody 11 w sekcji elektrody jontoforetycznej 1 stanowiącej sekcję elektrody aktywnej może składać się z żądanej płytki elektrody. Ponadto, płytka elektrody 21 w sekcji elektrody uziemiającej 2 stanowiącej sekcję elektrody nieaktywnej może także składać się z żądanej płytki elektrody.

Płytki elektrody mogą składać się na przykład z elektrod chemicznie obojętnych wykonanych z materiału przewodzącego, takiego jak węgiel lub platyna. Przydatne są również dostępne na rynku elektrody monitorujące Red Dot™ typu łątkowego będące wyrobami firmy 3 M Health Care Limited, których używano do badania możliwych reakcji skóry w obu sekcjach elektrod jontoforetycznej 1 i uziemiającej 2 stosując urządzenie do jontoforezy według niniejszego wynalazku, tak jak to opisano dalej.

W urządzeniu do jontoforezy X według niniejszego wynalazku, elektrody aktywne znane w dziedzinie jontoforezy mogą być również stosowane jako płytki elektrod 11, 21 zamiast wyżej

PL 205 827 B1 przedstawionych elektrod chemicznie obojętnych. Gdy czynny składnik jonowego leku zmienia się w jony dodatnie, dokładniej podczas stosowania chlorowodorku morfiny lub chlorku litu jako jonowego leku, w tym przypadku jony morfiny lub jony litu jako składnik leku są jonami dodatnimi, a jony chloru, jako przeciwjony, są jonami ujemnymi, przykłady wyżej wymienionych elektrod aktywnych stanowią elektrody srebrowe, które reagują jako płytki dodatnie z takimi przeciwjonami.

W przypadku wyżej opisanych elektrod aktywnych, elektroda srebrowa łatwo reaguje z jonami chloru Cl^- w taki sposób, że powstaje nierozpuszczalny AgCl zgodnie z równaniem:

Ag + Cl^- > AgCl + e^-

Korzyścią wynikającą ze stosowania wyżej opisanych elektrod aktywnych jest to, że można zapobiec reakcji elektrolizy wody, gdyż potencjał normalny powyższej reakcji jest niższy od potencjału normalnego reakcji elektrolizy wody na elektrodzie dodatniej. Zatem można uniknąć nagłego zakwaszenia jonami H⁺ na anodzie, czyli elektrodzie dodatniej, a także nagłej alkalizacji jonami OH^- na katodzie, czyli elektrodzie ujemnej.

W urządzeniu do jontoforezy X według niniejszego wynalazku, w którym stosuje się co najmniej trzy membrany jonowymienne 13, 15, 23 różniące się selektywną przepuszczalnością jonów w systemie jontoforetycznym opisanym powyżej, substancja lub drobne cząstki nierozpuszczalne takie jak chlorek srebra AgCl, powstające na elektrodzie aktywnej może upośledzać w niektórych przypadkach właściwości membran jonowymiennych 13, 15, 23, a podczas ich stosowania należy zachować ostrożność.

Jako że urządzenie do jontoforezy X według niniejszego wynalazku wykorzystuje wiele membran jonowymiennych 13, 15, 23 różniących się selektywną przepuszczalnością jonów, najlepiej jest z wyżej wymienionych powodów używać elektrod obojętnych chemicznie, zamiast stosować znacznie droższe elektrody specjalne, takie jak elektrody aktywne.

Membrana 12 utrzymująca roztwór elektrolitu w sekcji elektrody jontoforetycznej 1 w niniejszym wynalazku składa się z elementu będącego cienką membraną z roztworem elektrolitu utrzymanym w niej w takim stanie, że membrana 12 utrzymująca roztwór elektrolitu jest impregnowana roztworem elektrolitu.

Ponieważ element będący cienką membraną jest tego samego rodzaju, co element będący cienką membraną używany jako wyżej opisana membrana 14 utrzymująca jonowy lek z jonowym lekiem utrzymanym w niej w takim stanie, że membrana 14 utrzymująca jonowy lek jest impregnowana jonowym lekiem, jej charakterystyka zostanie przedstawiona dalej.

Jako roztworu elektrolitu można używać dowolnego roztworu elektrolitu. Należy jednak unikać stosowania tych elektrolitów, które powodują problemy ze skórą w wyniku reakcji elektrodowych.

Jeśli chodzi o elektrolity nadające się do stosowania w niniejszym wynalazku, z punktu widzenia nieszkodliwości dla organizmu, korzystne są kwasy organiczne i ich sole, które obecne są w szlaku metabolicznym u ludzi.

Korzystny jest np. kwas mlekowy, kwas fumarowy itp. Konkretniej, najlepszy jest wodny roztwór 1 M kwasu mlekowego i 1 M fumaranu sodowego, to znaczy sól Na, w stosunku 1:1. Ten elektrolit rozpuszcza się względnie dobrze w wodzie i pozwala na dobry przepływ prądu. Przy przepływie prądu o stałym natężeniu jego oporność elektryczna jest niska i nie następują znaczne zmiany wartości pH na elektrodach.

Przykłady innych elektrolitów stanowią roztwór fizjologiczny (0,9% wodny roztwór NaCl) oraz wodny roztwór stanowiący mieszaninę siarczanu żelazawego FeSO4 i siarczanu żelazowego Fe2(SO4)3 (0,2 M:0,2 M roztwór wodny w równych proporcjach).

W przypadku roztworu fizjologicznego mogą tworzyć się pęcherzyki gazu na elektrodzie ujemnej i dodatniej i mogą one działać jako oporność, hamując działanie zasilacza prądu stałego urządzenia do jontoforezy X, pomimo faktu iż roztwór fizjologiczny posiada wysoką przewodność. Co więcej, ponieważ gazowy chlor wytwarzany jest na elektrodzie dodatniej i roztwór ma skłonność do zakwaszania, czyli powstawania w nim HCl, należy przedsięwziąć wszelkie środki, aby uniknąć uszkodzenia skóry.

W przypadku wodnego roztworu stanowiący mieszaninę siarczanu żelazawego FeSO4 i siarczanu żelazowego Fe2(SO4)3 jego zaletą po przyłożeniu prądu jest to, że oporność jest niska i unika się powstawania pęcherzyków gazu na elektrodach z powodów wymienionych w dalszym opisie.

W takim przypadku, aby poradzić sobie z potencjalnym problemem wyciekania roztworu elektrolitu w trakcie wytwarzania urządzenia do jontoforezy X, trzeba koniecznie przedsięwziąć odpowiednie

PL 205 827 B1 środki zaradcze np. w związku z odpornością urządzenia na korozję, niepożądanym ujemnym oddziaływaniem kwasu siarkowego, będącego substancją szkodliwą, na organizm ludzki, w szczególności na skórę.

Roztwór elektrolitu będący w kontakcie z płytką elektrody ujemnej 11 w sekcji elektrody jontoforetycznej 1 w niniejszym wynalazku może korzystnie składać się z elektrody zawierającej łatwo redukujący się związek.

Z drugiej strony, roztwór elektrolitu będący w kontakcie z płytką elektrody 21 dodatniej w sekcji elektrody uziemiającej 2 według niniejszego wynalazku może korzystnie składać się z elektrody zawierającej łatwo utleniający się związek.

Miejsca rozmieszczenia roztworów elektrolitów, do których dodaje się łatwo utleniający się związek i łatwo redukujący się związek, powinny być ustalone odpowiednio do reakcji elektrochemicznych na odpowiednich płytkach elektrod 11, 21, mianowicie reakcji redukcji na elektrodzie ujemnej, a reakcji utleniania na elektrodzie dodatniej.

W niniejszym wynalazku, związki łatwo ulegające utlenianiu i redukcji dodawane do odpowiednich roztworów elektrolitów są związkami korzystnymi pod względem bezpieczeństwa biologicznego, niskiej ceny i dobrej dostępności, itd. Przykładami są związki nieorganiczne takie jak siarczan żelazawy i siarczan żelazowy; leki takie jak kwas askorbinowy, będący witamina C, i askorbinian sodu, związki kwasowe występujące na skórze takie jak kwas mlekowy, oraz kwasy organiczne takie jak kwas szczawiowy, kwas jabłkowy, kwas bursztynowy oraz kwas fumarowy i/lub ich sole.

Jak można zauważyć z powyższego, wyżej przedstawiony roztwór wodny 1 M kwasu mlekowego i 1 M fumaranu sodowego w równym stosunku stanowi korzystne roztwory elektrolitów.

W przypadku związku, który łatwiej ulega utlenieniu lub redukcji niż zachodzi hydrolityczny rozkład wody, to jest utlenianie na elektrodzie dodatniej i redukcja na elektrodzie ujemnej, np. dla siarczanu żelazowego; jony żelazowe ulegają łatwo redukcji do jonów żelazawych na elektrodzie ujemnej. W przypadku siarczanu żelazawego, z drugiej strony, jony żelazawe są łatwo utleniane do jonów żelazowych na elektrodzie dodatniej.

W wyniku tego, można wyeliminować ujemne strony związane z hydrolitycznym rozkładem wody. W połączeniu z konkretnymi przykładami rozmieszczenia membran jonowymiennych w niniejszym wynalazku uzyskuje się urządzenie do jontoforezy X mające ulepszoną wydajność.

Obecnie przedstawiony zostanie szczegółowy opis zalet wynikających ze stosowania roztworów elektrolitów zawierających jako roztworów elektrolitów odpowiednio związek łatwo ulegający utlenieniu lub związek łatwo ulegający redukcji.

W sekcji elektrody jontoforetycznej 1 i sekcji elektrody uziemiającej 2 zachodzą reakcje elektrochemiczne, tak więc roztwory elektrolitów ulegają dysocjacji. W jej wyniku powstają pęcherzyki gazu w obu sekcjach elektrod jontoforetycznej 1 i uziemiającej 2, tak więc zapobiega się wzajemnemu kontaktowaniu się płytek elektrod i odpowiadających im roztworów elektrolitów. Np. gazowy H₂ jest produkowany na elektrodzie ujemnej, a gazowy Cl2 i O2 są produkowane na elektrodzie dodatniej.

Jeśli zdarzy się taka sytuacja, z powodu pęcherzyków gazu wzrastają oporności elektryczne płytek elektrod 11, 12, tak więc niemożliwy jest przepływ prądu bez względu na wielkość przyłożonego napięcia. W przypadku wyżej przedstawionego przezskórnego dostarczania As^-Na+, niemożliwe jest stałe zasilanie energią w długim okresie czasu, na przykład 30 minut lub dłużej. Stanowi to niezwykle poważny problem z punktu widzenia praktycznej przydatności urządzenia do jontoforezy X.

Aby stabilnie prowadzić jontoforezę eliminując wyżej przedstawiony czynnik niestabilności, niezwykle ważnym jest zahamowanie produkcji pęcherzyków gazu na płytkach elektrod 11, 21.

Aby osiągnąć ten cel, pomocne jest dodanie substancji, która jest podatna na reakcję utleniania lub redukcji bez wytwarzania pęcherzyków gazu, do obu roztworów elektrolitu.

Dokładniej tlen lub wodór są wytwarzane podczas utleniania lub redukcji wody. Aby zahamować te reakcje, siarczan żelazawy, siarczan żelazowy, kwas askorbinowy lub jego sól sodową dodaje się, jako przykład, do roztworów elektrolitów w przedziale płytek elektrod 11, 21. Np. przy stosowaniu askorbinianu sodowego, jest on rozkładany utleniająco na elektrodzie dodatniej, na której zamiast produkcji tlenu zachodzi reakcja utleniania. Z drugiej strony, na elektrodzie ujemnej, na której zachodzi reakcja redukcji, zamiast produkcji wodoru jest rozkładany redukcyjnie askorbinian sodowy. W wyniku tego, możliwe jest zatrzymanie produkcji pęcherzyków gazowego tlenu lub wodoru, które zaburzają stabilność charakterystyki zasilania energią.

Stosując ochronnie substancję, która znacznie łatwiej ulega utlenianiu lub redukcji niż woda w czasie reakcji elektrochemicznej, to znaczy substancję posiadającą potencjał redoks niższy od

PL 205 827 B1 potencjału redoks wody, taką jak askorbinian sodowy, jak przedstawiono powyżej, można zahamować wytwarzanie pęcherzyków gazu w obu sekcjach elektrod jontoforetycznej 1 i uziemiającej 2, tak więc urządzenie do jontoforezy X może działać bardziej stabilnie.

Oprócz wyżej przedstawionego siarczanu żelazawego, siarczanu żelazowego i kwasu askorbinowego w niniejszym wynalazku jako substancji ochronnej można oczywiście używać dowolnej substancji, o ile ulega ona utlenianiu lub redukcji i hamuje elektrolityczny rozkład wody.

Podczas stosowania askorbinianu sodowego jako substancji ochronnej, askorbinian sodowy zmienia się w CO2, H2CO3 i tym podobne na elektrodzie ujemnej, na której zachodzi reakcja redukcji oraz kwas dehydroksyaskorbinowy, kwas 2,3-diketo-D-gulonowy i temu podobne na elektrodzie dodatniej, na której nachodzi reakcja utleniania.

Sekcja elektrody jontoforetycznej 1 w niniejszym wynalazku wykorzystuje połączoną membranę kationowymienną i membranę anionowymienną, tak jak to zilustrowano na fig. 3.

Jako membranę kationowymienną (13) selektywną dla jonów przeciwnych ładunkiem rodzajowi jonu As^- składnika czynnego w leku jontoforetycznym As^-Na+ w niniejszym wynalazku, możliwe jest stosowanie środka NEOSEPTA (CM-1, CM-2, CMX, CMS, CMB Lub temu podobnych) będącego produktem TOKUYAMA CORPORATION.

Jako membranę jonowymienną 15 będącą membraną anionowymienną selektywną dla jonów przeciwnych ładunkiem rodzajowi jonu As^- składnika czynnego w jonowym leku As^-Na⁺ w niniejszym wynalazku, możliwe jest stosowanie środka NEOSEPTA (AM-1, AM-3, AMX, AHA, ACH, ACS, ACS-3 lub temu podobnych) będącego produktem TOKUYAMA CORPORATION.

Membrana 14 utrzymująca jonowy lek As^-Na+ w sekcji elektrody jontoforetycznej 1 w niniejszym wynalazku składa się z elementu będącego cienką membraną z jonowym lekiem zatrzymanym w niej w takim stanie, że element membrany jest impregnowany jonowym lekiem.

Oprócz askorbinianu sodowego As^-Na⁺ opisanego powyżej w niniejszym wynalazku przydatne do użytku bez ograniczeń są znane, tradycyjnie, jonowe leki. Typowe przykłady tego rodzaju leków są takie, jak wspomniane powyżej.

W niniejszym wynalazku, membrana 12 utrzymująca roztwór elektrolitu oraz membrana 14 utrzymująca jonowy lek składają się z elementów będących cienkimi membranami odpowiednio z roztworem elektrolitu i jonowym lekiem utrzymywanym w nich, w takim stanie, że elementy będące cienkimi membranami są odpowiednio impregnowane roztworem elektrolitu i jonowym lekiem. Jeśli chodzi o elementy będące cienkimi membranami przedstawione dalej, można spośród nich wybrać do łącznego stosowania elementy tego samego rodzaju lub różnego rodzaju.

Elementy będące cienkimi membranami zostaną szczegółowo przedstawione poniżej.

W przypadku urządzenia do jontoforezy X istnieją warunki pracy, czyli wartość prądu oraz wartość napięcia, które definiuje się z punktu widzenia bezpieczeństwa skóry ludzkiej. Zatem najważniejszą kwestię stanowi to, w jaki sposób uzyskać sprawny transport jonowego leku do skóry, tak zwane dostarczanie przezskórne, tj. uzyskanie wysokiej liczby przenoszenia w warunkach, które gwarantują bezpieczeństwo. Z tego punktu widzenia zostanie przedstawiony opis elementu będącego cienką membraną, a zwłaszcza opis właściwości membrany 14 utrzymującej jonowy lek. W niniejszym wynalazku na elementy będące cienkimi membranami do membrany 12 utrzymującej roztwór elektrolitu w sekcji elektrody jontoforetycznej 1 i membran 22, 24 utrzymujących roztwór elektrolitu w niżej opisanej sekcji elektrody uziemiającej 2 stosuje się ten sam rodzaj elementu będącego cienką membraną jak ta, z której składa się membrana 14 utrzymująca jonowy lek.

Generalnie, jontoforeza, czyli przezskórne dostarczanie, odbywa się w warunkach stałej wartości natężenia prądu lub w warunkach stałej wartości napięcia. W dalszej części zostanie przedstawiony opis przeprowadzania jontoforezy w warunkach stałej wartości natężenia prądu, ale niniejszy wynalazek nie jest ograniczony tylko do jontoforezy w warunkach stałej wartości natężenia prądu.

W niniejszym wynalazku, warunki pracy z uwzględnieniem wyżej wymienionego bezpieczeństwa urządzenia do jontoforezy X obejmują parametry stałego natężenia, dokładnie 0,1 do 0,5 mA, najlepiej 0,1 do 0,3 mA oraz parametry napięcia, które są właściwe dla ustalenia wyżej przedstawionej wartości stałego natężenia i są bezpieczne, szczególnie poniżej 50 V, korzystnie poniżej 30 V.

Dla sprawnego dostarczania jonowego leku zgodnie z wyżej przedstawionymi warunkami, w przypadku elementów będących cienkimi membranami ważne jest, aby miały one wystarczającą zdolność utrzymywania jonowego leku w takim stanie, że elementy będące cienkimi membranami będą impregnowane jonowym lekiem i także będą wykazywać wystarczającą zdolność powodowania ruchu utrzymywanych impregnacyjnie jonowych leków do skóry przy wyżej opisanych parametrach

PL 205 827 B1 pola elektrycznego, innymi słowy, zdolność powodowania ruchu rodzajów jonów i trzymanych impregnacyjnie jonowych leków do skóry i ponadto innymi słowy, zdolność elektrycznej przewodności jonowej.

Przy wyżej przedstawionych parametrach prądu stałego membrana 14 utrzymująca jonowy lek będąca cienką membraną w niniejszym wynalazku powinna wykazywać żądaną zdolność impregnacyjnego utrzymywania jonowego leku, a także zdolność powodowania ruchu rodzajów jonów żądanego składnika czynnego do skóry, w dalszej części zwaną elektryczną przewodnością jonową lub przewodnością jonową.

Wysoką liczbę przenoszenia, to jest wysoką zdolność dostarczania leku, 70 do 80% można np. uzyskać, gdy stopień impregnacji membrany 14 utrzymującej jonowy lek z roztworem jonowego leku mieści się w zakresie 30 do 40% w warstwowej konstrukcji elementów membranowych w sekcji elektrody jontoforetycznej 1, innymi słowy, w strukturze trójwarstwowej membrany kationowymiennej 13, membrany 14 utrzymującej jonowy lek i membrany anionowymiennej 15.

Wyżej przedstawiony stopień impregnacji 30 do 40% stanowi wartość niezwykle bliską zawartości wody w rogówce ludzkiej gałki ocznej.

Co więcej, wyżej przedstawiona liczba przenoszenia 70 do 80% stanowi wartość niezwykle wysoką w porównaniu z liczbą przenoszenia w tradycyjnych technikach jontoforetycznych.

Pomiar stopnia impregnacji powinno się przeprowadzać natychmiast po impregnacji, aby uniknąć wpływu czasu. Podobnie, pomiar liczby przenoszenia powinno się przeprowadzać umieszczając membranę 14 utrzymującą jonowy lek, która została zaimpregnowana jonowym lekiem, pomiędzy membranami jonowymiennymi 13 i 15 podczas jednoczesnego składania innych elementów tak, aby na tyle, na ile to możliwe uniknąć zmian zależnych od czasu.

Należy zauważyć, że wyżej przedstawiony stopień impregnacji roztworem jonowego leku i liczba przenoszenia jonowego leku są używane jako wskaźniki w niniejszym wynalazku. Są one stosowane, gdyż nie ma wskaźnika obiektywnej i całościowej oceny zdolności elementu będącego cienką membraną do impregnacji jonowym lekiem, zdolności cienkiej membrany 14 utrzymującej jonowy lek i zdolności elementu będącego cienką membraną do spowodowania ruchu rodzajów jonów aktywnego składnika w jonowym leku, który jest zatrzymywany w elemencie będącym cienką membraną w takim stanie, że element będący cienką membraną jest impregnowany jonowym lekiem, w kierunku skóry (zdolność elektrycznej przewodności jonowej lub przewodności jonowej).

Innymi wskaźnikami, których można używać jako substytutów stopnia impregnacji i liczby przenoszenia jako wskaźników właściwości elementu będącego cienką membraną (impregnowalności, zdolności zatrzymywania i przewodzenia jonów), są mikroporowatość i liczba przenoszenia.

Jako membranę 14 utrzymującą lek jonowy do stosowania w niniejszym wynalazku, można wymienić hydrożelowy element z żywicy akrylowej, będący membraną akrylowo-hydrożelową przykładowo ze względu na wysokie bezpieczeństwo biologiczne, na co wskazuje stosowanie żywicy akrylowej w soczewkach kontaktowych.

Ta membrana akrylowo-żelowa stanowi żelowy element o formie pośredniej pomiędzy cieczą a substancją stałą, mający trójwymiarową strukturę sieciową, mieszanina uzyskana przez dodanie wody jako środka dyspergującego i substancji elektrolitowej, NaCl lub podobnej, do membrany akrylo-hydrożelowej pozwala na przepływ prądu przez nią na skutek migracji zdysocjowanych jonów substancji elektrolitowej. Innymi słowy, mieszanina uzyskana przez impregnację membrany akrylo-hydrożelowej, którą można traktować jako mikroporowatą membranę żelową, wodnym roztworem substancji elektrolitu może być uważana za wysokocząsteczkowe lepiszcze wykazujące przewodność jonową (elektryczną przewodność jonową). Spowodowane jest to tym, że membrana akrylo-hydrożelowa uzyskuje przewodność dla jonów (elektryczną przewodność dla jonów) na skutek penetracji środka dyspergującego i zdysocjowanych jonów do trójwymiarowej sieci wysokocząsteczkowych łańcuchów w membranie akrylo-hydrożelowej i migracji rodzajów jonów przez strukturę sieci w polu elektrycznym.

Wyżej przedstawiona korelacja pomiędzy stopniem impregnacji membrany akrylowohydrożelowej a liczbą przenoszenia może być łatwo regulowana poprzez kontrolę wielkości trójwymiarowej struktury sieciowej oraz rodzajów i proporcji monomerów tworzących żywicę.

W niniejszym wynalazku, membrana akrylowo-hydrożelowa mająca stopień impregnacji 30 do 40% i liczbę przenoszenia 70 do 80% może być przygotowana z metakrylanu 2-hydroksyetylu i dimetakrylanu glikolu etylenowego przy proporcji monomerów 98-99,5 do 0,5-2. Takie membrany akrylowo-hydrożelowe (mikroporowate membrany żelowe) są dostępne na rynku, np. z firmy Sun Contact Lens Co., Ltd. W niniejszym wynalazku potwierdzono, że stopień impregnacji i liczba przenoszenia są

PL 205 827 B1 zasadniczo takie same w zwykłym zakresie grubości membrany akrylowo-hydrożelowej (mikroporowatej membrany żelowej) do stosowania w niniejszym wynalazku, które wynoszą od 0,1 mm do 1,0 mm.

Inną membraną 14 utrzymującą jonowe leki do stosowania w niniejszym wynalazku jest segmentowana poliuretanowa membrana żelowa, na przykład GELLODE™, produkt firmy Takiron Co., Ltd.

Membrana ta jest segmentowaną poliuretanową membraną żelową, która zawiera poli(glikol etylenowy) (PEG) i poli(glikol propylenowy) (PG) jako segmenty i została wytworzona z tych monomerów i diizocyjanianu.

Segmentowana poliuretanowa membraną żelowa ma trójwymiarową strukturę usieciowaną mostkami uretanowymi, a jej stopień impregnacji, liczba przenoszenia i siła adhezji mogą być łatwo regulowane poprzez kontrolę rozmiarów otworów sieci i proporcji monomerów, tak jak w przypadku wyżej przedstawionej membrany akrylowo-hydrożelowej.

W segmentowanej poliuretanowej membranie żelowej (mikroporowatej membranie żelowej) po dodaniu wody jako środka dyspergującego i substancji elektrolitowej będącą solą metalu alkalicznego lub temu podobnych, atomy tlenu mostków eterowych w polieterze tworzącym segment i sól metalu alkalicznego tworzą kompleks, a po przyłożeniu elektryczności jon soli metalu alkalicznego porusza się do tlenu w następnym wolnym mostku eterowym, przez co pojawia się przewodność (elektryczna przewodność jonowa). Nawiasem mówiąc, segmentowaną poliuretanową membranę żelową (mikroporowatą membranę żelową) stosuje się jako podkład żelowy w diagnostyce ultradźwiękowej wykorzystując jej właściwości przewodzenia (elektrycznego przewodzenia).

Segmentowana poliuretanowa membrana żelowa (mikroporowatą membrana żelowa) nie powoduje podrażnienia skóry i stanowi substancję o wysokim bezpieczeństwie, ponieważ zatwierdzono stosowanie kopolimeru PEG-PPG-PEG, tworzącego segmenty jako składnika kosmetyków.

Jako inna membrana 14 utrzymująca jonowy lek do stosowania w niniejszym wynalazku, przydatny jest mikroporowaty arkusz o przewodności jonowej do tworzenia żelopodobnego stałego elektrolitu, przykładowo, jako żelopodobnego arkusza stałego elektrolitu w stałej, wtórnej komórce.

Mikroporowate arkusze o przewodności jonowej tego typu są opisane, przykładowo, w publikacji zgłoszenia JP-A-11273452, i są zasadniczo ukształtowane z mikroporowatego polimeru mającego porowatość od 20 do 80% i utworzone w pierwszym rzędzie z polimeru akrylonitrylowego.

Dokładniej, mikroporowatym polimerem jest kopolimer akrylonitrylowy złożony z 50% molowych lub większej ilości, korzystnie 70 do 98 % molowych, akrylonitrylu i mający porowatość od 20 do 80%.

Oparty na akrylonitrylu, żelopodobny arkusz stałego elektrolitu jest wytwarzany przez impregnowanie opartego na akrylonitrylu arkusza kopolimeru, który jest rozpuszczalny w niewodnym rozpuszczalniku i ma porowatość 20 do 80%, zawierającym elektrolit niewodnym rozpuszczalnikiem z przetworzeniem arkusza kopolimeru w żel. Elementy żelowe obejmują elementy żelopodobne i elementy będące twardymi membranami.

Z punktów widzenia przewodności jonowej, bezpieczeństwa itp., oparty na akrylonitrylu arkusz kopolimeru rozpuszczalny w niewodnym rozpuszczalniku korzystnie może być złożony z kopolimeru akrylonitryl/metakrylan C1-C4 alkilu, kopolimeru akrylonitryl/octan winylu, kopolimeru akrylonitryl/styren, kopolimeru akrylonitryl/chlorek winylidenu lub tym podobnych. Aby uformować arkusz kopolimeru w arkusz mikroporowaty, można wykorzystać konwencjonalne procesy, w tym mokry lub suchy proces papierniczy, proces igłowy na igłowarce jako proces wytwarzania włóknin, proces strugowodny, oraz formowanie arkusza wytłaczanego ze stopu w element mikroporowaty przez rozciąganie lub ekstrakcję rozpuszczalnikiem.

Pośród przewodzących jonowo mikroporowatych arkuszach z opartych na akrylonitrylu kopolimerów wykorzystywanych w stałych komórkach, elementy żelowe, w tym elementy żelopodobne i elementy będące twardymi membranami, z których każdy utrzymuje jonowy lek w trójwymiarowej sieci łańcuchów polimerowych i może osiągać powyżej opisany stopień impregnacji i liczby przenoszenia, są przydatne jako elementy będące cienkimi membranami, i z których każdy może służyć jako podstawa dla membrana 14 utrzymująca jonowy lek w niniejszym wynalazku.

Co do warunków, w których powyżej opisany element będący cienką membraną, to jest mikroporowatą żelową błoną, jest impregnowany jonowym lekiem lub roztworem elektrolitu w niniejszym wynalazku, optymalne warunki można określić z punktu widzenia stopnia impregnacji, szybkości impregnacji itp. Przykładowo, można wybrać warunki impregnacji 40°C i 30 minut.

W niniejszym wynalazku, różne elementy będące cienkimi membranami, z których każdy jest użyteczny jako podstawa dla membrany 14 utrzymującej jonowy lek, mogą być używane jako element będący cienką membraną, który służy jako podstawa dla membrany 12 utrzymującej roztwór elektrolitu.

PL 205 827 B1

Te elementy będące cienkimi membranami pozwalają na skuteczną migrację w polu elektrycznym rodzajów jonów zdysocjowanych z roztworu elektrolitu, którym element membrany jest impregnowany.

Dzięki powyżej opisanej technicznej konstrukcji sekcji elektrody jontoforetycznej 1 urządzenia do jontoforezy X według niniejszego wynalazku, w porównaniu z dostarczaniem przezskórnym w konwencjonalnych urządzeniem do jontoforezy, jonowy lek może być stabilnie dostarczany przezskórnie przez dłuższy okres przy wyższej liczbie przenoszenia, i można uzyskać wyższe bezpieczeństwo biologiczne.

Dzięki powyżej opisanej technicznej konstrukcji sekcji elektrody jontoforetycznej 1, stałe właściwości zasilania energią mogą być utrzymywane przez długi okres. Inaczej mówiąc, jonowy lek może być skutecznie dostarczany do ciała stabilnie przez dłuższy czas przez skórę 4. Możliwe jest także zapobieganie tworzeniu szkodliwej substancji przez elektrolizę w sekcji elektrody, to znaczy, osiągnięcie wysokiego poziomu bezpieczeństwa biologicznego.

Poniżej, w odniesieniu do fig. 3, opisano konstrukcję sekcji elektrody uziemiającej 2 będącej elektrodą dodatnią urządzenia do jontoforezy X według niniejszego wynalazku.

Do dziś nie zaproponowano techniki jontoforezy, która zapewnia trwałe właściwości zasilania energią i bezpieczeństwa biologicznego. Jest tak prawdopodobnie, ponieważ konwencjonalne techniki jontoforezy zostały rozwinięte z uproszczonym pojęciem konstrukcji sekcji elektrody uziemiającej zorganizowanej tylko dla uzyskania uziemienia.

Poza powyżej opisaną konstrukcją sekcji elektrody jontoforetycznej 1 w urządzenia do jontoforezy X, niniejszy wynalazek przyjął także, w ogólnej konstrukcji urządzenia, nową techniczną konstrukcję sekcji elektrody uziemiającej 2, która jest różna od konwencjonalnej technicznej konstrukcji, z punktu widzenia zapewnienia stałego podawania jonowego leku przy wysokiej liczbie przenoszenia, to jest wysokiej wydajności, przez jontoforezę, jak też uzyskiwania wysokiego poziomu bezpieczeństwa biologicznego.

Jak pokazano na fig. 3, sekcja elektrody uziemiającej 2 urządzenia do jontoforezy X według niniejszego wynalazku jest zbudowana z płytki elektrody 21 o polarności przeciwnej do płytki elektrody 11 w sekcji elektrody jontoforetycznej 1, membrany 22 utrzymującej roztwór elektrolitu umieszczonej z przedniej strony płytki elektrody 21, oraz membrany jonowymiennej 23 umieszczonej z przedniej strony membrany 22 utrzymującej roztwór elektrolitu, to jest, od strony skóry 4 i selektywnej wobec jonów przeciwnych do naładowanych jonów jonowego leku.

Znaczącą charakterystyczną cechą, nieznaną w stanie techniki jest to, że w urządzeniu do jontoforezy X według niniejszego wynalazku, membrana jonowymienna 23 jest koniecznie rozmieszczona w sekcji elektrody uziemiającej 2, co podnosi bezpieczeństwo biologiczne.

W urządzeniu do jontoforezy X według niniejszego wynalazku, roztwór elektrolitu w membranie utrzymującej roztwór elektrolitu 22 w sekcji elektrody uziemiającej 2 może być złożony z roztworu zawierającego substancję, której potencjał redoks jest niższy niż potencjał redoks wody, jak powyżej opisany roztwór elektrolitu w membranie 12 utrzymującej roztwór elektrolitu w sekcji elektrody jontoforetycznej 1, z punktu widzenia bezpieczeństwa biologicznego i stabilnego działania przez dłuższy okres. Znaczącą cechą jest też, że urządzenie do jontoforezy X ma wysoką wartość dodaną dzięki umieszczeniu membrany jonowymiennej 23 w sekcji elektrody uziemiającej 2, a także przez utworzenie roztworu elektrolitu z dodaną powyżej opisaną łatwo utleniającą się lub ulegającą redukcji substancją.

Jak przedstawiono na fig. 3, w pierwszym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku, gdy składnik czynny jonowego leku taki jak askorbinian sodu As^-Na⁺ jest naładowany ujemnie, płytka elektrody 21 w sekcji elektrody uziemiającej 2 urządzenia do jontoforezy X staje się dodatnia, roztwór elektrolitu w membranie 22 utrzymującej roztwór elektrolitu jest złożony z tego samego mieszanego wodnego roztworu 1:1 1 M kwasu mlekowego i 1 M fumaranu sodu jak w sekcji elektrody jontoforetycznej 1, oraz membrana jonowymienna 23 jest złożona z membrany kationowymiennej.

W niniejszym wynalazku, roztwór elektrolitu w membranie 22 utrzymującej roztwór elektrolitu w sekcji elektrody uziemiającej 2 może być złożony z roztworu fizjologicznego, który, jak wspomniano wyżej, zawiera łatwo ulegającą utlenianiu lub redukcji substancję, przykładowo, siarczan żelazowy, siarczan żelazowy zawierający siarczan żelazawy, to jest równomolowy roztwór obu siarczanów, kwas askorbinowy lub askorbinian sodu.

Sposób podawania jonowego leku przez jontoforezę, który został wyjaśniony w odniesieniu do urządzenia do jontoforezy X pokazanego na fig. 3, był w przypadku askorbinianu sodu As^-Na+ taki, że składnik czynny jonowego leku jest naładowany ujemnie, jak opisano powyżej.

PL 205 827 B1

Nawet gdy składnik czynny jonowego leku jest naładowany dodatnio, może być podawany podobnie w niniejszym wynalazku.

Przykłady jonowych leków tego typu, których aktywne składniki są naładowane dodatnio, obejmują chlorowodorek prokainy i chlorowodorek lidokainy, jako leki miejscowo znieczulające.

Polarności indywidualnych płytek elektrod 11, 21 i właściwości jonowymienne membran jonowymiennych 13, 15, 23 muszą być przeciwne w tym przypadku do odpowiednich polarności i właściwości jonowymiennych w powyżej opisanym przypadku, w którym podawano askorbinian sodu As^-Na⁺.

Kiedy jonowy lek ładujący się dodatnio jest stosowany jak opisano powyżej, cechy niniejszego wynalazku można łatwo zrozumieć wyciągając wnioski z powyżej opisanego przypadku, w którym podawano askorbinian sodu ładujący się ujemnie.

Jako wyżej opisane źródło zasilania 3 pokazane na fig. 1 do fig. 3, w niniejszym wynalazku można stosować jakiekolwiek żądane źródło zasilania.

W niniejszym wynalazku można stosować jako źródło zasilania 3 ogniwo, generator stałego napięcia, generator stałego prądu taki jak na przykład galwanostat, generator stałego napięcia i stałego prądu, lub tym podobne.

Figura 4 przedstawia modyfikację urządzenia do jontoforezy X według jednego z przykładów wykonania zilustrowanych na fig. 3, który konkretnie wykorzystuje dwie membrany jonowymienne 23, 25, tj., membranę kationowymienną i membranę anionowymienną po stronie sekcji elektrody uziemiającej 2.

Na fig. 4, oznaczenie odsyłające 24 wskazuje membranę utrzymującą roztwór elektrolitu, która jest podobna do membrany 22 utrzymującej roztwór elektrolitu w sekcji elektrody uziemiającej 2 przedstawionej na fig. 3.

Modyfikacja zilustrowana na fig. 4 skutecznie zapobiega problemom ze skórą, które mogą zdarzać się w przeciwnym razie wskutek elektrochemicznej reakcji po stronie sekcji elektrody uziemiającej 2. Dzięki układowi membran jonowymiennych zilustrowanemu na fig. 4, a szczególnie przykładowi wykonania, w którym dwie membrany jonowymienne 13, 15 różnych typów są rozmieszczone na stronie sekcji elektrody jontoforetycznej 1 i dwie membrany jonowymienne 23, 25 różnych typów są rozmieszczone po stronie sekcji elektrody uziemiającej 2, tylko As^- są podawane na ludzką skórę 4 po stronie sekcji elektrody jontoforetycznej 1, a tylko Na+ są podawane po stronie elektrody uziemiającej 2, a inne substancje praktycznie nie są podawane. Ta modyfikacja wykazuje dlatego wyjątkowo wysokie bezpieczeństwo biologiczne.

Poniżej opisano eksperyment, w którym askorbinian sodu As^-Na⁺ był eksperymentalnie podawany jak jonowy lek przez stosowanie doświadczalnego sprzętu równoważnego podstawowemu diagramowi konstrukcyjnemu urządzenia do jontoforezy X, jak zilustrowano na fig. 4.

Dzięki eksperymentom i eksperymentom porównawczym opisanym poniżej, można będzie zauważyć, że urządzenie do jontoforezy X według niniejszego wynalazku może przezskórnie dostarczać jonowy lek przy bardzo wysokiej liczbie przenoszenia lub z wysoką wydajnością.

Figura 5 przedstawia schematyczny diagram odpowiednika sprzętu eksperymentalnego urządzenia do jontoforezy (X) pokazanego na fig. 4.

Oznaczenia odsyłające 11, 12, 13, 14, 15, 21,22, 23, 24 i 25 są tak same jak na fig. 3 do fig. 4.

Elementy 11 i 12 w sekcji elektrody jontoforetycznej 1 i elementy 21 i 22 w sekcji elektrody uziemiającej 2 zbudowano używając płytek platynowych jako płytek elektrod, stosując wodne roztwory 1:1 1 M kwasu mlekowego i 1 M fumaranu sodu jako roztworu elektrolitu w sekcji elektrody jontoforetycznej 1 i sekcji elektrody uziemiającej 2 i umożliwiając mieszanie roztworu elektrolitu.

Jako membrany kationowymienne i membrany anionowymienne zostały odpowiednio użyte NEOSEPTA CMS (kationowa) i NEOSEPTA AMX (anionowa) będące produktami TOKUYAMA CORPORATION).

Jako element będący cienką membraną dla membrany utrzymującej jonowy lek oznaczony liczbowym odnośnikiem 14, zastosowano opisaną powyżej membranę akrylowo-hydrożelową.

Jako element będący cienką membraną dla membrany utrzymującej roztwór elektrolitu oznaczony liczbowym odnośnikiem 24, zastosowano opisaną powyżej membranę akrylowo-hydrożelową, a jako roztworu elektrolitu użyto 0,9% wodnego roztworu NaCl.

Oznaczenie odsyłające A oznacza symulującą skórę łaźnię (komorę), która symuluje skórę, i była napełniona 0,9% wodnym roztworem NaCl.

Przy prowadzeniu eksperymentu, elementy od 13 do 15 w sekcji elektrody jontoforetycznej 1 i elementy od 23 do 25 w sekcji elektrody uziemiającej 2 zostały umieszczone odpowiednio w integralnych

PL 205 827 B1 strukturach i złożone w sprzęcie do eksperymentu. W niniejszym wynalazku, powyżej opisane formowanie członów w integralne struktury może być wykonywane za pomocą przewodzącego kleju, zgrzewania itp.

Eksperyment przeprowadzono przy wartości prądu o stałym natężeniu równym 0,3 mA, zmienności wartości napięcia, o początkowej stałej wartości napięcia 30 V, od 0,8 do 1,2 V, czasie dostarczania energii wynoszącym od 15 minut do 35 minut.

Wyniki zostały przedstawione poniżej w Tabeli 1.

Można zauważyć w Tabeli 1, że ilość kwasu askorbinowego, który osiągnął łaźnię symulującą skórę A, wzrastała z czasem dostarczania energii.

Po dostarczaniu energii przy 0,3 mA przez 35 minut, procentowe przenoszenie okazało się być niezmiernie wysokie, to jest wynosiło 80%.

Określenie „liczba przenoszenia” oznacza liczbę Hittorfa, która to liczba oznacza procentową wartość prądu określonych jonów, określaną na podstawie ruchu określonych jonów, w oparciu o całkowity prąd płynący przez roztwór elektrolitu. Ponieważ liczba płynących elektronów jest taka sama jak liczba poruszających się jonów, liczba przenoszenia może być określona przez obliczenie ilości elektryczności, mianowicie, liczby elektronów.

Wzór obliczenia teoretycznego dla liczby przenoszenia jest wyrażany jako:

M (obliczona wartość) = (I · t)/(F), gdzie:

M: liczba moli płynących jonów

F (stała Faradaya): 96500 C

I: Ilość elektryczności (A: amper) t: Czas dostarczania energii (sekundy)

Zgodnie z wynikami eksperymentu w warunkach operacyjnych, prąd: 0,3 mA, ustalony z punktu widzenia bezpieczeństwa biologicznego skóry, liczby przenoszenia dla urządzeń do jontoforezy znanych ze stanu techniki były tak niskie jak około 50% nawet po długim czasie wynoszącym 45 minut, chociaż stały prąd wynosił 1 mA. Opisana powyżej liczba przenoszenia wynosi według niniejszego wynalazku 80%.

pH łaźni symulującej skórę A było kwasowe (pH około 6) w czasie dostarczania energii 0 minut, i pozostało zasadniczo niezmienione nawet 35 minut później. Jest to korzystny efekt, który przypisuje się użyciu membran jonowymiennych w obu sekcjach elektrod jontoforetycznej 1 i uziemiającej 2.

T a b e l a 1

Ilość kwasu askorbinowego w łaźni imitującej skórę A

Czas dostarczania energii	0 min	15 min	20 min	35 min
Ilość kwasu askorbinowego w łaźni imitującej skórę po czasie dostarczania energii (mikromole)	0,15	2,13	3,5	5,28

Stosując urządzenie do jontoforezy X o konstrukcji pokazanej na fig. 4, eksperymenty z jontoforezą, to jest eksperymenty dostarczania przezskórnego, były istotnie przeprowadzone na skórze zwierząt i ludzkich ochotników. Jako podstawowe membrany na membrany 14 utrzymujące jonowy lek i membrany 12, 22, 24 utrzymujące roztwór elektrolitu, zostały użyte powyżej opisane membrany akrylowo-hydrożelowe (mikroporowate membrany żelowe) będące produktami Sun Contact Lens Co., Ltd.

Sekcję elektrody jontoforetycznej 1 połączoną z galwanostatem, to jest generatorem prądu o stałym natężeniu, skonstruowano przez bliskie zetknięcie membrany jonowymiennej 15 będącej membraną anionowymienną, membrany 14 utrzymującej jonowy lek impregnowanej askorbinianem sodu (100 mM), membrany jonowymiennej 13 będącej membraną, kationowymienną, membrany 12 utrzymującej roztwór elektrolitu, impregnowanej roztworem elektrolitu złożonym z równomolowego roztworu 1 M kwasu mlekowego i 1 M fumaranu sodu, oraz płytki elektrody 11, w tej kolejności, patrząc od strony powierzchni kontaktu ze skórą. Z drugiej strony, sekcję elektrody uziemiającej 2 skonstruowano przez bliskie zetknięcie membrany jonowymiennej 23 będącej membraną kationowymienną, membrany 24 utrzymującej roztwór elektrolitu impregnowanej powyżej opisanym roztworem elektrolitu, membrany jonowymiennej 25 będącej membrana anionowymienną, membrany 22 utrzymującej roztwór elektrolitu, impregnowanej powyżej opisanym roztworem elektrolitu, oraz płytki elektrody 21, w tej kolejności, patrząc od strony powierzchni kontaktu ze skórą.

Jako płytki elektrody 21 sekcji elektrody uziemiającej 2, użyto elektrody monitorującej Red Dot typu płatkowego, produkt handlowy. Nawiasem mówiąc, ta elektroda służyła także do spełniania funkcji

PL 205 827 B1 membrany 22 utrzymującej roztwór elektrolitu. Ponadto przewodzącym żelem (Aquasonic 100, produkt Parker Laboratories, Inc.) pokryto powierzchnię membrany jonowymiennej 23, na powierzchni sekcji elektrody uziemiającej 2 do wprowadzania w kontakt z powierzchnią skóry, dla polepszenia przewodnictwa.

Wywoływacz koloru, który wzmacnia wywoływanie koloru z czasem pod redukującym działaniem kwasu askorbinowego i powoduje strącanie formazanu w postaci czerwonego barwnika, został wstrzyknięty wcześniej. Zależnie od stopnia wywołania koloru określano efekt jontoforetyczny kwasu askorbinowego.

Jako wywoływacz koloru zastosowano roztwór przygotowany przez roztworzenie chlorku 2,3,5-trifenylotetrazoliowego C19H15ClN4, dalej w skrócie TTC, w stężeniu 2% w 0,9% wodnym roztworze NaCl. Ten wywoływacz koloru ma taką właściwość, że po poddaniu redukcji sprzęga się on z dwoma cząsteczkami wodoru i tworzy formazan (żywy szkarłatny) zmieniając kolor.

Stałe natężenie prądu stosowanego w tym eksperymencie wynosiło 0,3 mA.

W porównawczym eksperymencie, z drugiej strony, użyto membran PP nie będących membranami jonowymiennymi zamiast membran jonowymiennych. Membrany PP były wykonanymi z polipropylenu mikroporowatymi przedziałami (AN Filter, AN06, produkt Nihon Millipore K.K.), i nie wykazywały selektywnej względem jonów przepuszczalności.

Wyniki przedstawiono w Tabeli 2.

Uszeregowanie w Tabeli 2 było oparte na następującym systemie:

-: brak reakcji, ±: słaba reakcja, +: widoczna reakcja, ++: wyraźna reakcja.

T a b e l a 2

Czas dostarczania energii	Reakcja barwna
Podany kwas askorbinowy (stosowane membrany jonowymienne)	15 min	+
20 min	++
35 min	++
Kontrola podany kwas askorbinowy (stosowane membrany PP)	15 min	-
20 min	±
35 min	+

Z tych eksperymentów uzyskano poniższe obserwacje.

Gdy membrany jonowymienne były stosowane zgodnie z powyżej opisanym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku, wywołanie koloru osiągało maksimum w czasie 20 minut. Gdy stosowano membrany PP niebędące membranami jonowymiennymi zamiast membran jonowymiennych, reakcję obserwowano dopiero po 35 minutach, a dopiero po 60 minutach wywołanie koloru osiągnęło maksimum. Skuteczność użycia membran jonowymiennych zgodnie z przykładem wykonania niniejszego wynalazku została udowodniona na skórze ciała.

W eksperymentach, nie stwierdzono zmian na skórze po stronie uziemiających elektrod.

Zmiany w stosowanym napięciu, przy początkowym napięciu 10 V mieściły się w granicach tak małych jak 1 V, podczas gdy natężenie prądu wynosiło 0,3 mA, mieszcząc się w zakresie bezpiecznym dla ciała, przez 35 minut lub dłużej. Wykazano w ten sposób, że wodny roztwór 1:1 1 M kwasu mlekowego i 1 M fumaranu sodu jest użyteczny jako roztwór elektrolitu, a także zasugerowano, że ponieważ kwas mlekowy i kwas fumarowy są organicznymi kwasami występującymi w ciele, użycie fizjologicznych organicznych kwasów innych niż kwas mlekowy i fumarowy jest bezpieczne.

Z kolei, w odniesieniu do rysunków, poniżej przedstawiono szczegółowy opis przykładu wykonania urządzenia do jontoforezy X według niniejszego wynalazku, który jest użyteczny do podawania jonowego leku przez jontoforezę, szczególnie z punktu widzenia elementów urządzeń, wyposażenia, lub konstrukcji sprzętu.

Na rysunkach, pewne elementy, sposoby połączenia elementów, lub pewne zaczepy mogą być opuszczone w pewnych przypadkach dla jasności ilustracji. Ponadto, grubość każdego elementu będącego cienką membraną nie reprezentuje dokładnej grubości, dla polepszenia jasności ilustracji.

Niemniej jednak, cechy opuszczone w rysunkach można łatwo zrozumieć z opisu indywidualnych przykładów wykonania i z załączonych rysunków.

PL 205 827 B1

Figury 1 do fig. 2 ilustrują pierwszy przykład wykonania urządzenia do jontoforezy X według niniejszego wynalazku, gdzie fig. 1 przedstawia widok w perspektywie całego urządzenia i fig. 2 przedstawia widok częściowo odcięty w przekroju.

Jako pokazano na fig. 1 do fig. 2, urządzenie do jontoforezy X według pierwszego przykładu wykonania niniejszego wynalazku obejmuje cylindryczną sekcję elektrody jontoforetycznej 1, cylindryczną sekcję elektrody uziemiającej 2 skonstruowaną jako dyskretna i nieintegralna jednostka względem cylindrycznej sekcji elektrody jontoforetycznej 1, i źródło zasilania 3 o stałym natężeniu prądu i stałym napięciu może być dalej określane po prostu jako źródło zasilania.

W urządzeniu do jontoforezy X według pierwszego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, sekcja elektrody uziemiającej 2 jest skonstruowana jako dyskretna jednostka względem sekcji elektrody jontoforetycznej 1. Wyrażenie „skonstruowana jako dyskretna jednostka” użyte powyżej oznacza, że zgodnie z rysunkami sekcja elektrody jontoforetycznej 1 i sekcja elektrody uziemiającej 2 nie są całością. Urządzenie do jontoforezy X ma, przykładowo, taką strukturę, że pacjent traktowany metodą jontoforezy trzyma sekcję elektrody uziemiającej 2 lub styka sekcję elektrody uziemiającej 2 z żądaną powierzchnią skóry, inną niż miejsce traktowane dla ustalenia uziemienia.

Urządzenie do jontoforezy X według pierwszego przykładu wykonania niniejszego wynalazku pokazanego na fig. 1 do fig. 2 skonstruowano przy założeniu, że askorbinian sodu As^-Na⁺ jest podawany jako jonowy lek.

Odpowiednio, oznaczenia odsyłające do poszczególnych elementów takie jak płytki elektrod 11, 21, membrany 12, 22, 24 utrzymujące roztwór elektrolitu, membrany 14 utrzymujące jonowy lek, oraz membrany jonowymienne 13, 15, 25 rozmieszczonych wewnątrz urządzenia do jontoforezy X pokazane na fig. 1 do fig. 2 wskazują te same elementy jak opisane powyżej dla fig. 3.

Sekcja elektrody jontoforetycznej 1 w urządzeniu do jontoforezy X według pierwszego przykłady wykonania niniejszego wynalazku jest zbudowana z następujących dwóch elementów, jak pokazano na fig. 1 do fig. 2, nieprzewodzącej, o małej średnicy, cylindrycznej sekcji końcowej 1a, i nieprzewodzącej, o dużej średnicy, cylindrycznej sekcji uchwytu 1b.

Sekcja końcowa 1a jest zbudowana tak, że może być w sposób odłączalny zamontowany na przedniej części 1b1 sekcji uchwytu 1b, i w sekcji końcowej 1a są zamocowane lub dopasowane elementy oznaczone liczbowymi odnośnikami od 11 do 15.

Sekcja końcowa 1a i sekcja uchwytu 1b mogą być przykładowo wykonane z nieprzewodzących tworzyw sztucznych.

Jak zilustrowano na fig. 2, cylindryczna sekcja końcowa 1a jest złożona z części przedniej 1a1, głównej części 1a₂, i części zatrzaskowej 1a3 połączonej z sekcją uchwytu 1b. Część przednia 1a₂ ma otwarcie 1a^ i jest zbudowana tak, że membrana jonowymienna 15 będąca membraną anionowymienną jest odsłonięta w tym otwarciu.

Jak także pokazano na fig. 2, cylindryczna sekcja uchwytu 1b, z drugiej strony, jest złożona części przedniej 1b1, części głównej 1b₂, i tylnej części końcowej 1b3. Przednia część 1b-ma otwarcie 1b₂₁ o zasadniczo tej samej średnicy jak główna część 1a₂ sekcji końcowej 1a i jest zbudowana tak, że definiuje otwory zatrzaskowe 1b^2 prowadzące część zatrzaskową 1a3 tak, że część zatrzaskowa 1a3 cylindrycznej sekcji końcowej 1a jest zatrzaskiwana na części przedniej 1b^

Ponadto, cylindryczna sekcja uchwytu 1b jest zbudowana tak, że ma ściankę 1b₄ trzymającą sprężynę podtrzymującą trwale element sprężynowy 33 umieszczony w cylindrycznej sekcji uchwytu 1b i utworzony z materiału przewodzącego. Ścianka 1b₄ trzymająca sprężynę jest zbudowana tak, że jak pokazano na fig. 2, wolny koniec kabla 31 ze źródła zasilania 3 i element sprężynowy 33 są połączone elektrycznie.

Odłączalne wzajemne zatrzaskiwanie obu sekcji końcowej i uchwytu 1a, 1b można osiągnąć dzięki części zatrzaskującej 1a3 cylindrycznej sekcji końcowej 1a i otworom zatrzaskowym 1b^2 cylindrycznej uchwytu sekcji 1b. Opisana konkretnie, część zatrzaskowa 1a3 jest wstawiana odpowiednio w otwory zatrzaskowe 1bt?, a cylindryczna sekcja końcowa 1a jest obracana zgodnie z kierunkiem wskazówek zegara lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara dla ich wzajemnego zatrzaśnięcia, nawiasem mówiąc, są one stabilnie i w sposób odłączalny zatrzaskiwane ze sobą, ponieważ siła sprężyny jest wywierana la element sprężynowy 33 cylindrycznej sekcji końcowej 1a, dla jej popychania.

Sekcja elektrody uziemiającej 2 w urządzeniu do jontoforezy X według pierwszego przykładu wykonania niniejszego wynalazku jest zbudowana z następujących dwóch elementów, jak zilustrowano na fig. 1 do fig. 2, nieprzewodzącej, o małej średnicy, cylindrycznej sekcji końcowej 2a, i nieprzewodzącej, o dużej średnicy, cylindrycznej sekcji głównej 2b.

PL 205 827 B1

Sekcje końcowa i główna 2a, 2b są zbudowane tak, że sekcja końcowa 2a może być w sposób odłączalny przymocowana do głównej sekcji 2b przez podobny mechanizm jak w sekcjach końcowej i uchwytu 1a, 1b w sekcji elektrody jontoforetycznej 1.

Elementy 21, 22, 23 są umieszczone wewnątrz cylindrycznej sekcji końcowej 2a o małej średnicy, jak przedstawiono na fig. 2. Dalej, przewodzący element sprężynowy 34 jest umieszczony wewnątrz cylindrycznej głównej sekcji 2b o dużej średnicy. Część końcowa elementu sprężynowego 34 jest trwale podtrzymywano w dolnej części cylindrycznej głównej sekcji 2b o dużej średnicy i jest też połączona z częścią końcową kabla 32 ze źródła zasilania 3. Jego przeciwny koniec, z drugiej strony, popycha płytkę elektrody 21 w elektrodzie uziemiającej 2 pod działaniem sprężyny, jak też popycha cylindryczną sekcję końcową 2a pod działaniem sprężyny tak, że można zapewnić połączenie unieruchamiające pomiędzy cylindryczną sekcją końcową 2a i sekcją główną 2b.

W modyfikacji urządzenia do jontoforezy według pierwszego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, źródło zasilania 3 może być zastąpione ogniwem, i to ogniwo może być umieszczone w wewnętrznej przestrzeni cylindryczna sekcji uchwytu 1b o dużej średnicy.

Figura 6 przedstawia widok ilustrujący drugi przykład wykonania urządzenia do jontoforezy według niniejszego wynalazku, i odpowiada cylindrycznej sekcji końcowej 1a o małej średnicy na fig. 2, która należy do pierwszego przykładu wykonania wynalazku.

Drugi przykład wykonania wynalazku przyjmuje inną budowę cylindrycznej sekcji końcowej 1a o małej średnicy niż w tej z pierwszego przykładu wykonania, patrz fig. 2, gdzie cylindryczna sekcja końcowa 1a o małej średnicy jest zbudowana z dolną pokrywą 1a₂, która jest wyposażona w gwintowany rowek lub rowek przesuwnej prowadnicy, na tylnej części końcowej części głównej 1a₂ przedniej sekcji końcowej 1a. Główna część 1a₂ jest zaopatrzona na wewnętrznej tylnej części w rowek lub rowki odpowiadające gwintowanemu rowkowi lub rowkowi przesuwnej prowadnicy w dolnej pokrywie 1a₂, i dzięki tym rowkom, dolna pokrywa 1a4 jest przytwierdzona do części głównej 1a₂. W tym przykładzie wykonania wynalazku nożna regulować siłę popychającą wywieraną przez element sprężynowy 33.

Figura 7 przedstawia widok ilustrujący trzeci przykład wykonania urządzenia do jontoforezy według niniejszego wynalazku, i odpowiada części przedniej cylindrycznej sekcji końcowej 1a o małej średnicy na fig. 2, która należy do pierwszego przykładu wykonania wynalazku.

Charakterystyczną cechą trzeciego przykładu wykonania wynalazku jest to, że membrana 14 utrzymująca jonowy lek wystaje na zewnątrz tak, że tworzy koncentryczną kołową część, również poza zewnętrznym obwodem kołowej membrany jonowymiennej 15 będącej membraną anionowymienną.

W tym przypadku, użycie żelowej membrany wykazującej dobrą adhezję do skóry, przykładowo, GELLODE (nazwa handlowa, produkt Takiron Co., Ltd.), szczególnie segmentowanej poliuretanowej żelowej membrany mającej segmenty PEG-PPG lub tym podobnej jako membrany (mikroporowatej żelowej membrany), która służy jako podstawa membrany 14 utrzymującej jonowy lek, korzystnie zapewnia przyleganie membrany jonowymiennej 15 będącej membraną anionowymienną do powierzchni skóry.

Chociaż trzeci przykład wykonania wynalazku jest modyfikacją powyżej opisanej pierwszego przykładu wykonania wynalazku, może być stosowana jako modyfikacja drugiego przykładu wykonania wynalazku.

Figura 8 do fig. 9 ilustrują urządzenie do jontoforezy X zgodnie z czwartym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku, gdzie fig. 8 przedstawia widok w przekroju poprzecznym, a fig. 9 widok od przodu.

W wydłużonej sekcji elektrody jontoforetycznej 1 w czwartym przykładzie wykonania wynalazku, wydłużona cylindryczna główna sekcja 1b służy jako sekcja uchwytu, a powyżej opisane elementy od 11 do 15, element sprężynowy 33 i źródło zasilania 3 są umieszczone wewnątrz głównej sekcji 1b₂.

Sekcja elektrody uziemiającej 2, z drugiej strony, jest zbudowana według zasadniczo takiej samej konstrukcji jak cylindryczna sekcja końcowa 1a w drugim przykładzie wykonania wynalazku (patrz fig. 6). Elementy od 21 do 23 umieszczone wewnątrz cylindrycznej sekcji końcowej 1a sekcji elektrody uziemiającej 2 różnią się od elementów od 11 do 15 w drugim przykładzie wykonania wynalazku, ponieważ ta część staje się sekcją elektrody uziemiającej 2 w czwartym przykładzie wykonania wynalazku.

W czwartym przykładzie wykonania wynalazku operator urządzenia do jontoforezy X nie musi już ustalać uziemienia przez trzymanie sekcji elektrody uziemiającej 2, w odróżnieniu od przykładów wykonania wynalazku od pierwszego do trzeciego, i dlatego czwartym przykład wykonania wynalazku jest urządzeniem zapewniającym lepszą wygodę.

PL 205 827 B1

Ponadto, sekcja elektrody uziemiającej 2 może skutecznie zapewniać uziemienie, ponieważ jest umieszczona w pozycji blisko sekcji elektrody jontoforetycznej 1.

W sekcji elektrody jontoforetycznej 1 stanowiącej sekcję elektrody aktywnej i sekcji elektrody uziemiającej 2 stanowiącej sekcje elektrody obojętnej, szczególnie jonowy lek i roztwory elektrolityczne są zachowywane w szczególnych, utrzymujących przez impregnację membranach, a membrany jonowymienne mające różne selektywności względem jonów są rozmieszczone w określonej kolejności. Przy powyżej opisanej określonej konstrukcji, stan trwałego zasilania energią, czyli stałe natężenie prądu i/lub stałe napięcie, można utrzymywać przez dłuższy okres. W sekcji elektrody jontoforetycznej 1, składnik czynny jonowego leku, który to składnik czynny jest naładowany dodatnio lub ujemnie, może być dostarczany skutecznie przy wysokiej liczbie przenoszenia do skóry lub błony śluzowej.

Sekcja elektrody jontoforetycznej 1 stanowiąca sekcję elektrody aktywnej i sekcja elektrody uziemiającej przyczyniają się do zachowania powyżej opisanego stanu trwałego zasilania energią przez długi okres, i zastosowanie konkretnych membran jonowymiennych i ich układu na obu sekcjach elektrod może wyeliminować szkodliwe skutki reakcji na elektrodach dla skóry.

W sekcji elektrody jontoforetycznej 1 stanowiącej sekcję elektrody aktywnej i sekcji elektrody uziemiającej, elementy odpowiadające za dostarczanie jonów są ukształtowane w elementy będące cienkimi membranami, włącznie z płytkami elektrod 11, 21. Urządzenie jest zatem w znaczący sposób wygodniejsze w użytkowaniu ze względu na zwartość, łatwość konserwacji i posługiwania się nim, włącznie z łatwością wymiany elementów.

W urządzenia do jontoforezy X według niniejszego wynalazku, pewne indywidualne elementy, które tworzą sekcje elektrod jontoforetycznej 1 i uziemiającej 2 stanowiących odpowiednio sekcję elektrody aktywnej i sekcję elektrody uziemiającej, szczególnie płytki elektrod 11, 21, membrany 12, 22, 24 utrzymujące roztwór elektrolitu, membrana 14 utrzymująca jonowy lek i membrany jonowymienne 13, 15, 23, 25 (kationowymienne i anionowymienne) mogą być wcześniej złożone w zestawy. Zależnie od różnych celów leczniczych, elementy membranowe utrzymujące żądane roztwory leków lub roztwory Leków o żądanych stężeniach w takim stanie, że elementy membranowe są impregnowane roztworami żądanych leków lub roztworami leków o żądanych stężeniach, mogą być przygotowywane wcześniej w zestawach. Przy stosowaniu urządzenia do jontoforezy X, operator może wybrać żądane spośród zestawów, zależnie od celu leczniczego, i może je łatwo zestawić. Prowadzi to do znaczącej poprawy w wygodzie stosowania urządzenia.

Ponadto, wstępne połączenie w takie zestawy pozwala zmniejszyć rozmiary urządzenia, zapobiegać błędom leczenia, ponieważ elementy są już połączone w takie zestawy.

Urządzenia do jontoforezy X według niniejszego wynalazku mogą służyć do przezskórnego dostarczania jonowego leku z wysoką wydajnością w warunkach stałego dostarczania energii przez dłuższy okres.

Urządzenia do jontoforezy X według niniejszego wynalazku zapewniają też doskonałe bezpieczeństwo, ponieważ membrany jonowymienne 13, 15, 23, 25 są rozmieszczane z boku sekcji elektrody aktywnej, a także z boku sekcji elektrody uziemiającej 2, nie tylko z punktu widzenia liczby przenoszenia dla jonowego leku, ale też z punktu widzenia zapewniania wysokiego bezpieczeństwa skóry.

W urządzeniu do jontoforezy X według niniejszego wynalazku, obie sekcje elektrod jontoforetycznej 1 i uziemiającej 2 są zbudowane w całości z elementów będących cienkimi membranami. Zestawianie lub podobne łączenie tych cienkich membran w zestawy pozwala osiągać małe rozmiary urządzenia, a także doskonale ułatwia zastępowanie członów lub części, zapobiega błędom leczenia i ułatwia obsługę.

Claims (20)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do jontoforezy do wprowadzania leku jonowego za pomocą jontoforezy posiadające sekcję elektrody jontoforetycznej stanowiącą sekcję elektrody aktywnej i sekcję elektrody uziemiającej stanowiącą sekcję elektrody nieaktywnej połączone ze źródłem zasilania, przy czym sekcja elektrody jontoforetycznej zawiera płytkę elektrody połączoną ze źródłem zasilania o tej samej polaryzacji co naładowane jony leku jonowego, membranę utrzymującą roztwór elektrolitu umieszczoną z przodu płytki elektrody, membranę jonowymienną umieszczoną z przodu membrany utrzymującej roztwór elektrolitu i selektywną dla jonów o polaryzacji przeciwnej do naładowanych jonów leku jonowego, membranę utrzymującą lek jonowy umieszczoną z przodu membrany jonowymiennej, drugą

   PL 205 827 B1 membranę jonowymienną umieszczoną z przodu membrany utrzymującej lek jonowy i selektywną dla jonów tego samego rodzaju co naładowane jony leku jonowego, zaś sekcja elektrody uziemiającej zawiera płytkę elektrody o polaryzacji przeciwnej do płytki elektrody w sekcji elektrody jontoforetycznej, membranę utrzymującą roztwór elektrolitu umieszczoną z przodu płytki elektrody sekcji elektrody uziemiającej, membranę jonowymienną umieszczoną z przodu membrany utrzymującej roztwór elektrolitu i selektywną dla jonów o polaryzacji przeciwnej do naładowanych jonów leku jonowego, znamienne tym, że dwie membrany (12, 22) utrzymujące roztwór elektrolitu zarówno w sekcji elektrody jontoforetycznej (1) jak i sekcji elektrody uziemiającej (2) utrzymują wewnątrz roztwór elektrolitu zawierający co najmniej jeden związek, który posiada potencjał redoks mniejszy niż potencjał redoks wody w elektrolizie, przy czym roztwór elektrolitu zawiera kwas mlekowy i fumaran sodowy, lub siarczan żelazawy i siarczan żelazowy.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sekcja elektrody uziemiającej (2) zawiera membranę jonowymienną (25) umieszczoną z przodu membrany (22) utrzymującej roztwór elektrolitu i selektywną dla jonów tego samego rodzaju co naładowane jony leku jonowego, drugą membranę (24) utrzymującą roztwór elektrolitu umieszczoną z przodu membrany jonowymiennej (25), drugą membranę jonowymienną (23) umieszczoną z przodu drugiej membrany (24) utrzymującej roztwór elektrolitu i selektywną dla jonów o polaryzacji przeciwnej do naładowanych jonów leku jonowego, przy czym membrana (24) utrzymująca roztwór elektrolitu utrzymuje wewnątrz roztwór elektrolitu zawierający co najmniej jeden związek, który posiada potencjał redoks mniejszy niż potencjał redoks wody w elektrolizie, przy czym roztwór elektrolitu zawiera kwas mlekowy i fumaran sodowy, lub siarczan żelazawy i siarczan żelazowy.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sekcja elektrody jontoforetycznej (1) zawiera elementy składowe mające płytkę elektrody (11), membranę (12) utrzymującą roztwór elektrolitu, membranę (14) utrzymującą lek jonowy, oraz dwie membrany jonowymienne (13, 15), z których część albo wszystkie zostały uprzednio złożone w co najmniej jeden zestaw.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że płytka elektrody (11) i membrana (12) utrzymująca roztwór elektrolitu należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że membrana (14) utrzymująca lek jonowy i dwie membrany jonowymienne (13, 15) należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sekcja elektrody uziemiającej (2) zawiera płytkę elektrody (21), membranę (22) utrzymującą roztwór elektrolitu i membranę jonowymienną (23), z których część albo wszystkie zostały złożone uprzednio w co najmniej jeden zestaw.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że płytka elektrody (21) i membrana (22) utrzymująca roztwór elektrolitu należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że płytka elektrody (21), membrana (22) utrzymująca roztwór elektrolitu i membrana jonowymienna (23) należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, membrana (14) utrzymująca lek jonowy w sekcji elektrody jontoforetycznej (1) zawiera membranę z akrylowego hydrożelu o stopniu impregnacji wynoszącym 30 do 40%.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sekcja elektrody jontoforetycznej (1) i sekcja elektrody uziemiającej (2) są wykonane jako osobne jednostki.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sekcja elektrody jontoforetycznej (1) i sekcja elektrody uziemiającej (2) są wykonane jako integralna konstrukcja.
12. 12. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sekcja elektrody jontoforetycznej (1) zawiera elementy składowe mające płytkę elektrody (11), membranę (12) utrzymującą roztwór elektrolitu, membranę utrzymującą (14) lek jonowy oraz dwie membrany jonowymienne (13, 15), z których część albo wszystkie zostały uprzednio złożone w co najmniej jeden zestaw.
13. 13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że płytka elektrody (11) i membrana (12) utrzymująca roztwór elektrolitu, należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.
14. 14. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że membrana (14) utrzymująca lek jonowy i dwie membrany jonowymienne (13, 15), należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.

    PL 205 827 B1
15. 15. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że sekcja elektrody uziemiającej (2) zawiera elementy składowe mające płytkę elektrody (21), dwie membrany (22, 24) utrzymujące roztwór elektrolitu oraz dwie membrany jonowymienne (23, 25), których część albo wszystkie zostały uprzednio złożone w co najmniej jeden zestaw.
16. 16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że płytka elektrody (21) i membrana (22) utrzymująca roztwór elektrolitu umieszczona z przodu płytki elektrody (21), należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.
17. 17. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że dwie membrany jonowymienne (23, 25) i membrana (24) utrzymująca roztwór elektrolitu umieszczona pomiędzy dwoma membranami jonowymiennymi (23, 25) należące do elementów składowych, zostały uprzednio złożone w zestaw.
18. 18. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, membrana (14) utrzymująca lek jonowy w sekcji elektrody jontoforetycznej (1) zawiera membranę z akrylowego hydrożelu o stopniu impregnacji wynoszącym od 30 do 40%.
19. 19. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że sekcja elektrody jontoforetycznej (1) i sekcja elektrody uziemiającej (2) są wykonane jako osobne jednostki.
20. 20. Urządzenie zastrz. 2, znamienne tym, że sekcja elektrody jontoforetycznej (1) i sekcja elektrody uziemiającej (2) są wykonane jako integralna konstrukcja.