RU2269366C2 - Аппарат для ионтофореза - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области медицины, а именно к устройствам для трансдермального введения различных ионных препаратов посредством ионтофореза. Аппарат содержит электрод для ионтофореза (активный электрод) и заземляющий электрод (неактивный электрод), подсоединенные с источником питания. Электроды выполнены из мембран. Первая мембрана, расположенная на передней стороне электрода, удерживает раствор электролита. Первая ионообменная мембрана, расположенная на первой мембране, избирательна к ионам с зарядом, противоположным по полярности зарядам ионов препарата. Вторая мембрана расположена на первой ионообменной мембране и предназначена для удержания ионного препарата. Вторая ионообменная мембрана избирательна к ионам такого же рода, что и ионы ионного препарата, и расположена по меньшей мере одна ионообменная мембрана, избирательная к ионам, противоположным ионам ионного препарата, расположена на заземляющем электроде. Аппарат позволяет вводить ионный препарат без перебоев в течение длительного времени с высоким числом переноса, а также позволяет повысить удобство пользования за счет устранения воспаления кожи. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 9 ил., 2 табл.

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройствам для трансдермального введения (трансдермальной доставки лекарств) различных ионных препаратов (ионных субстанций, проявляющих желаемый медицинский эффект) посредством ионтофореза (далее именуемый "аппарат для ионтофореза").

В частности, настоящее изобретение относится к устройствам ионтофореза с повышенной эффективностью, выполненных таким образом, чтобы электрод ионтофореза (активный электрод) и заземляющий электрод (неактивный электрод) обеспечивали устойчивое возбужденное состояние (постоянный ток и/или постоянное напряжение) в течение длительного периода времени, и чтобы лекарственный (активный) ингредиент ионного препарата, положительно (+) или отрицательно (-) заряженный электрод ионтофореза, эффективно переносился (доставлялся) к коже (либо слизистой оболочке). Иными словами, обеспечивается высокое число переноса (процент переноса), при этом устойчивое возбужденное состояние обеспечивается электродом ионтофореза (активный электрод) и заземляющим электродом (неактивный электрод), которые, кроме того, предотвращают отрицательное воздействие на кожу, т.е. кожное воспаление, вызываемое реакцией на электродах.

Предшествующий уровень техники

Способ введения (доставки) ионного препарата (ионной химической субстанции) в тело пациента, размещенного на определенном участке кожи или слизистой оболочки (далее просто "кожа") через кожу, прикладывая электродвижущую силу, достаточную для проникновения ионного препарата, называется ионтофорезом ("способ введения иона" или "лечение путем введения ионов", (см. например, JP-A-63035266).

Как указано выше, желаемый терапевтический эффект при ионтофорезе достигается путем введения (доставки) ионизируемого или ионного препарата, который предварительно наносится на кожу и под действием электродвижущей силы вводится под кожу.

Например, положительные ионы вводятся (вносятся) под кожу на стороне анода аппарата для ионтофореза.

Отрицательные ионы, напротив, вводятся (вносятся) под кожу на стороне катода аппарата для ионтофореза.

Ниже приводятся примеры ионных препаратов, которые можно использовать для ионтофореза.

(1) Положительно заряжаемые ионные препараты:

Местные анестетики (новокаин, лидокаин и т.д.), желудочно-кишечные препараты (карнитин и т.д.), скелетные миорелаксанты (панкуроний и т.д.) и антибиотики (производные тетрациклина, производные канамицина, производные гентамицина).

(2) Отрицательно заряжаемые ионные препараты:

Витамины (далее сокращение V) (VB₂, VBi₂, VC, VE, фолиевая кислота и т.д.), адренокортикостероиды (растворимые в воде гидрокортизоновые дексаметазоновые, преднизолоновые и прочие препараты) и антибиотики (растворимые в воде пенициллины и левомицетины).

Было проведено множество научно-исследовательских работ для создания различных способов и устройств для введения ионных препаратов с помощью ионтофореза.

Обычно при ионтофорезе используются ионообменные мембраны. В заявленном изобретении также используются ионообменные мембраны, подробно описанные ниже.

Ниже приведены примеры использования ионообменных мембран в существующих устройствах.

В публикации Международной заявки №WO 90/04433 от 3 мая 1990 описывается электрод для ионтофореза, содержащий (i) пластинчатый электрод, (ii) резервуар для хранения ионного (или ионизируемого) препарата, предназначенного для введения и (iii) ионообменную мембрану, расположенную на внешней стороне (находящейся в контакте с кожей) резервуара и чувствительной к ионам, заряженным тем же зарядом, что и ионный препарат. Функция ионообменной мембраны такова, что в процессе доставки (ведения) ионного препарата к коже ионообменная мембрана ограничивает движение ионов с электрическим зарядом, противоположным заряду ионного препарата, которые перемещаются от кожи к пластинчатому электроду. Эта мембрана ингибирует движение ионов, присутствующих на поверхности кожи, в частности, ионов натрия, хлора и прочих ионов, которые могут создать струю ионного тока, отличную от струи тока, сформированного ионным препаратом. Эффективность введения ионного препарата можно пояснить тем, что ионообменная мембрана подавляет миграцию прочих подвижных носителей заряда в резервуар с ионным препаратом.

В Патенте США №4722726 заявлен электрод, содержащий

(i) два отсека, в первом находится электролит, а во втором - ионизированный ингредиент, (ii) отсеки отделены друг от друга ионообменной мембраной. При этом первый отсек, содержащий электролит, может смягчить вредное воздействие гидролиза воды, а ионообменная мембрана изолирует ионный препарат от электролита в первом отсеке.

Тем не менее, эффективность передвижения (число переноса) ионов активного ингредиента в ионном препарате со временем понижается, т.к. повышается концентрация других ионов в растворе. Поэтому необходимо соблюдать осторожность при внедрении технологии с таким применением электролита.

В патенте JP-A-03094771 раскрыт электрод для ионтофореза, содержащий (i) водоудерживающий отсек, окруженный гибким опорным элементом, содержащим пластинчатый электрод, (ii) ионообменную мембрану, расположенную на передней стороне (стороны кожи) водоудерживающего отсека и (iii) слой препарата (слой ионного препарата), расположенный на передней стороне (стороне кожи) ионообменной мембраны. Устройство предназначено для введения ионного препарата высокой концентрации, который не разбавляется водой в процессе введения. В прототипе используется электрод для ионтофореза с ионообменной водонепроницаемой мембраной, которая ингибирует прохождение лекарственного препарата. На находящейся в контакте с телом стороне (коже) ионообменной мембраны образуется слой препарата, который прилепляется или оседает на ней при помощи распылительной сушки или намазывания.

В патенте JP-A-04297277 раскрыт электрод для ионтофореза (активный электрод) (на фиг.2 отрицательный электрод действует как активный электрод по отношению к полярности ионов используемого ионного препарата), выполненный в виде многослойной структуры: отрицательные пластинчатые электроды/марля с ионным препаратом/катионообменная мембрана/марля с ионным препаратом/анионообменная мембрана.

Число ионообменных мембран, используемых в электроде для ионтофореза (активном электроде) в каждом из описанных выше устройств, то в них используется однослойная структура с одной ионообменной мембраной, а в последнем устройстве - двухслойная структура с двумя ионообменными мембранами.

В настоящем изобретении, подробно описанном ниже, используется двухслойная структура. Отличительным признаком заявленного изобретения является то, что одна или несколько ионообменных мембран расположены на заземляющем электроде, три или четыре ионообменные мембраны расположены в аппарате для ионтофореза, причем оба электрода обеспечивают поддержание высокого числа переноса ионов препарата, что позволяет значительно облегчить, сделать более удобной эксплуатацию устройства.

Как описано выше, ионообменные мембраны обычно используются в ионтофорезе для трансдермального введения ионного препарата.

Упомянутые выше известные технологии, где использовалась одна или несколько ионообменных мембран, не могут предупредить или устранить ряд недостатков, связанных с электрохимическими реакциями, проходящими на поверхности пластинчатого электрода на электроде для ионтофореза (активном электроде) и/или на заземляющем электроде (неактивном электроде).

Известные технологии ионтофореза с использованием ионообменных мембран не учитывают всех электрохимических реакций на электроде для ионтофореза (активного электрода) и на заземляющем электроде (неактивном электроде) и не могут устранить недостатки, вызванные подобными реакциями, чтобы поднять ионтофорез на более высокий уровень.

В указанных выше устройствах используется одна или несколько ионообменных мембран на активном электроде, но на неактивном электроде ионообменные мембраны не используются, что, в конечном итоге, создает следующие проблемы.

Трудно вводить ионный препарат (доставка лекарственного препарата) в течение длительного периода времени при устойчивом возбужденном состоянии (представляет трудность поддержания аппарата в рабочем состоянии в течение длительного периода времени под постоянным напряжением или при постоянном токе). Например, физиологический солевой раствор, являющийся раствором электролита (раствором, содержащим электролит), гидролизируется, образуя пузырьки (кислорода, хлора и т.д.) на поверхности пластинчатого электрода на активном электроде с положительной (+) полярностью, хотя полярность активного электрода зависит от полярности ионов активного ингредиента в ионном препарате. Пузырьки повышают электрическое сопротивление, что, в свою очередь, в течение определенного времени значительно понижает эффективность ионтофореза (эффективность переноса ионов). Понижение эффективности также вызывается пузырьками газа (водорода и т.п.), образованными на заземляющем электроде отрицательной (-) полярности.

На поверхности кожи, которая находится в контакте с активным электродом и/или заземляющим электродом, могут образовываться ожоги, воспаления, включая ожоги, вызванные как самим током, так и внезапным изменением рН из-за Н⁺ и ОН^- ионов, образованных в результате электролиза.

Кожа, находящаяся в контакте с пластинчатым электродом, например положительным электродом (+) активного электрода, может быть повреждена вредными субстанциями, образующимися в результате гидролиза пота на поверхности кожи и/или физиологического солевого раствора, служащего электролитом, например хлорноватистой кислотой (известным сильным окислителем), образовавшейся на основе Cl^- (ионах хлора) и в результате сильного подкисления (образования HCl).

Возможно повреждение поверхности кожи, находящейся в контакте с пластинчатым электродом, например отрицательным (-) электродом заземляющего электрода вредной субстанцией, образованной в результате гидролиза пота на поверхности кожи и/или физиологического солевого раствора, служащего электролитом, например, в результате сильного ощелачивания при образовании NaOH.

Краткое изложение существа изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание аппарата для ионтофореза, в котором устранены указанные недостатки и который позволяет эффективно осуществлять трансдермальное введение ионного препарата, т.е. с позиции повышения эффективности переноса (числа переноса) ионного препарата и удобства пользования, удобства обслуживания аппарата, смены запчастей и эксплуатации, который не причиняет вреда коже в результате электрохимической реакции на обоих электродах - на электроде для ионтофореза и на заземляющем электроде. Аппарат для ионтофореза обеспечивает высокое число переноса трансдермальной доставки ионного препарата и значительно повышает удобство пользования.

Указанные преимущества достигаются согласно изобретению путем создания аппарата для ионтофореза для введения ионного препарата посредством ионтофореза, который содержит электрод для ионтофореза (активный электрод) и заземляющий электрод (неактивный электрод), подключенные к источнику питания,

причем электрод для ионтофореза содержит

1) первый пластинчатый электрод, подключенный к указанному источнику питания такой же полярности, как и ионы ионного препарата,

2) первую мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне первого пластинчатого электрода и удерживающую в себе раствор электролита так, что первая мембрана пропитывается указанным раствором электролита,

3) первую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне первой мембраны, удерживающей раствор электролита, и избирательную к ионам с зарядом, противоположным по полярности заряду ионов ионного препарата,

4) мембрану, удерживающую ионный препарат, размещенную на передней стороне первой ионообменной мембраны и удерживающую в себе ионный препарат так, что она пропитывается указанным ионным препаратом,

5) вторую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне мембраны, удерживающей ионный препарат, и избирательную к ионам такого же рода, что и ионы ионного препарата,

а заземляющий электрод содержит

1) второй пластинчатый электрод, полярность которого противоположна полярности первого пластинчатого электрода в электроде для ионтофореза,

2) вторую мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне второго пластинчатого электрода и удерживающую в себе раствор электролита так, что вторая мембрана, удерживающая раствор электролита, пропитывается указанным раствором электролита,

3) третью ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне второй мембраны, удерживающей раствор электролита, и избирательную к ионам, противоположным по полярности указанным ионам указанного ионного препарата.

Предпочтительно по меньшей мере часть конструктивных элементов указанного электрода для ионтофореза - первый пластинчатый электрод, первая мембрана, удерживающая раствор электролита, мембрана, удерживающая ионный препарат, и первая и вторая ионообменные мембраны, объединены в одну сборку элементов.

Предпочтительно также первый пластинчатый электрод и первая мембрана, удерживающая раствор электролита, объединены в одну сборку элементов.

Целесообразно, мембрана, удерживающая ионный препарат, и первая, и вторая ионообменные мембраны объединены в одну сборку элементов.

Полезно, что по меньшей мере часть конструктивных элементов заземляющего электрода - второй пластинчатый электрод, вторая мембрана, удерживающая электролит, и третья ионообменная мембрана объединены в одну сборку элементов.

Полезно также, что второй пластинчатый электрод и вторая мембрана, удерживающая электролит, объединены в одну сборку элементов.

Предпочтительно, что второй пластинчатый электрод, вторая мембрана, удерживающая электролит, и третья ионообменная мембрана объединены в одну сборку элементов.

Полезно, что первая и вторая мембраны, удерживающие электролит в электроде для ионтофореза и в заземляющем электроде, а также мембрана, удерживающая ионный препарат в электроде для ионтофореза, представляют собой акриловые гидрогельные мембраны, имеющие степень пропитки от 30 до 40%.

Предпочтительно первая и вторая мембраны, удерживающие электролит в электроде для ионтофореза и в заземляющем электроде, удерживают в себе раствор электролита, содержащий одно или более веществ, которые имеют окислительно-восстановительный потенциал ниже, чем окислительно-восстановительный потенциал воды при электролизе так, что первая и вторая мембраны, удерживающие электролит, насыщены указанным раствором электролита.

Выгодно, чтобы раствор электролита содержал молочную кислоту и фумарат натрия.

Полезно, чтобы раствор электролита содержал гептагидрат сульфата железа (П)и сульфат железа (Ш).

Полезно, чтобы сборка элементов ионтофорезного электрода и заземляющего электрода были выполнены в виде отдельных сборок.

Предпочтительно, чтобы сборка элементов ионтофорезного электрода и заземляющего электрода были выполнены в виде интегральной структуры.

В альтернативном варианте выполнения аппарат для ионтофореза для введения ионного препарата посредством ионтофореза, согласно изобретению содержит электрод для ионтофореза (активный электрод) и заземляющий электрод (неактивный электрод), подключенные к источнику питания,

причем электрод для ионтофореза содержит

1) первый пластинчатый электрод, подключенный к указанному источнику питания такой же полярности, как и ионы ионного препарата,

2) первую мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне первого пластинчатого электрода и удерживающую в себе раствор электролита так, что первая мембрана пропитывается указанным раствором электролита,

3) первую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне первой мембраны, удерживающей раствор электролита, и избирательную к ионам с зарядом, противоположным по полярности заряду ионов ионного препарата,

4) мембрану, удерживающую ионный препарат, размещенную на передней стороне первой ионообменной мембраны и удерживающую в себе ионный препарат так, что она пропитывается указанным ионным препаратом,

5) вторую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне мембраны, удерживающей ионный препарат, и избирательную к ионам такого же рода, что и ионы ионного препарата,

при этом заземляющий электрод содержит

1) второй пластинчатый электрод с полярностью, противоположной полярности первого пластинчатого электрода в электроде для ионтофореза,

2) вторую мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне второго пластинчатого электрода и удерживающую в себе раствор электролита так, что вторая мембрана, удерживающая раствор электролита, пропитывается указанным раствором электролита,

3) третью ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне второй мембраны, удерживающей раствор электролита, избирательную к ионам такого же вида, что и ионы ионного препарата,

4) третью мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне третьей ионообменной мембраны и удерживающую в себе раствор электролита так, что третья мембрана, удерживающая раствор электролита, пропитывается указанным раствором электролита,

5) четвертую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне третьей мембраны, удерживающей раствор электролита, избирательную к ионам противоположной полярности к ионам ионного препарата.

Предпочтительно, по меньшей мере часть конструктивных элементов ионтофорезного электрода - первый пластинчатый электрод, первая мембрана, удерживающая раствор электролита, мембрана, удерживающая ионный препарат, и первая, и вторая ионообменные мембраны выполнены в виде одной или более сборок.

Полезно первый пластинчатый электрод и первая мембрана, удерживающая раствор электролита, выполнены в виде одной сборки.

Целесообразно, первая и вторая ионообменные мембраны выполнены в виде одной сборки.

Полезно, чтобы по меньшей мере часть конструктивных элементов заземляющего электрода - второй пластинчатый электрод, вторая и третья мембраны, удерживающие раствор электролита, третья и четвертая ионообменные мембраны были выполнены в виде одной сборки.

Предпочтительно, второй пластинчатый электрод и вторая мембрана, удерживающая раствор электролита, объединенные на фронтальной стороне второго пластинчатого электрода, выполнены в виде одной сборки.

Полезно, третья и четвертая ионообменные мембраны и третья мембрана, удерживающая раствор электролита, расположенные между третьей и четвертой ионообменными мембранами, выполнены в виде одной сборки.

Выгодно, чтобы первая, вторая и третья мембраны, удерживающие раствор электролита на ионтофорезном электроде и заземляющем электроде, а также мембрана, удерживающая ионный препарат, в ионтофорезном электроде представляли собой акриловые гидрогельные мембраны, имеющие степень пропитки от 30 до 40%.

Полезно, чтобы первая, вторая и третья мембраны, удерживающие раствор электролита на ионтофорезном электроде и заземляющем электроде, удерживали в себе раствор электролита, содержащий одно или более веществ, которые имеют окислительно-восстановительный потенциал ниже, чем окислительно-восстановительный потенциал воды при электролизе так, что первая и вторая мембраны, удерживающие электролит, насыщены указанным раствором электролита.

Целесообразно, чтобы раствор электролита содержал молочную кислоту и фумарат натрия.

Целесообразно, чтобы раствор электролита содержал гептагидрат сульфата железа (П) и сульфат железа(Ш).

Полезно, чтобы сборка элементов ионтофорезного электрода и заземляющего электрода были выполнены в виде отдельных сборок.

Предпочтительно, что сборка элементов ионтофорезного электрода и заземляющего электрода выполнены в виде интегральной структуры.

Краткое описание чертежей

Отличительные признаки аппарата для ионтофореза настоящего изобретения, в частности малогабаритность и компактность, очевидны из нижеследующего описания со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг.1 изображает общий вид базовой конструкции аппарата для ионтофореза согласно первому варианту реализации изобретения;

Фиг.2 - частичный поперечный разрез аппарата для ионтофореза согласно изобретению;

Фиг.3 - схему базовой конструкции (частичный поперечный разрез) электрода 1 для ионтофореза и заземляющего электрода (2) в аппарате для ионтофореза согласно изобретению;

Фиг.4 - схему усовершенствованного аппарата для ионтофореза, в частности усовершенствование заземляющего электрода (2) согласно изобретению;

Фиг.5 - схему экспериментального оборудования, эквивалентного аппарату, согласно изобретению;

Фиг.6 - аппарат для ионтофореза согласно второму варианту реализации изобретения, имеющий цилиндрическую кольцевую секцию с малым диаметром, согласно изобретению;

Фиг.7 - аппарат ионтофореза согласно третьему варианту реализации изобретения, имеющий конечную часть цилиндрической кольцевой секции с малым диаметром, согласно изобретению;

Фиг.8 - аппарат для ионтофореза (поперечный разрез) согласно четвертому варианту реализации изобретения;

Фиг.9 - аппарат для ионтофореза (вид сверху) согласно четвертому варианту реализации изобретения.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Отличительные признаки изобретения, показанные на чертежах, должны рассматриваться только как иллюстрации вариантов реализации изобретения.

На Фиг.1, 2 и 3 представлен первый вариант реализации аппарата Х для ионтофореза.

Аппарат Х для ионтофореза согласно настоящему изобретению содержит электрод 1 для ионтофореза заземляющий электрод 2 и источник 3 питания (аккумулятор).

На Фиг.3 представлена схема базовой конструкции (частичный поперечный разрез) обоих электродов - электрода 1 для ионтофореза и заземляющего электрода 2 во время введения ионного препарата посредством аппарата Х для ионтофореза в условиях, описанных ниже.

На фиг.4 позиция 4 обозначает кожу. На фиг.3 иллюстрируется способ введения ионного препарата (доставка лекарственного препарата) путем ионтофореза, который можно производить на аппарате Х согласно настоящему изобретению.

В качестве ионного препарата используется натриевая (Na) соль аскорбиновой кислоты (витамин С), далее именуемая сокращением As^-Na⁺. Ионный препарат удерживается на пропитываемой удерживающей гелевой мембране 14, т.е. мембрана пропитывается ионным препаратом.

В качестве раствора электролита используется водный раствор 1М молочной кислоты и 1М фумарат натрия в отношении 1:1. Этот раствор электролита удерживается на пропитываемой удерживающей гелевой мембране 12, 22, т.е. мембрана пропитывается ионным препаратом.

Для используемых ионообменных мембран (с точки зрения избирательной проницаемости) позициями 13 и 23 обозначены катионообменные мембраны, а позиция 15 обозначает анионообменную мембрану. Эти ионообменные мембраны расположены, как указано на схеме.

В качестве пластинчатого электрода 11 на электроде для ионтофореза используется отрицательный электрод.

В качестве пластинчатого электрода 21 в заземляющем электроде используется положительный (+) электрод.

Согласно настоящему изобретению большинство отличительных признаков аппарата для ионтофореза Х обеспечивают создание аппарата улучшенной конструкции, который позволяет повысить количество ионов, перемещающихся под действием электродвижущей силы. Хорошо известно, что это количество зависит от концентрации, подвижности и валентности ионов, потому что цель подобного ионтофореза - провести (доставить) ионный препарат в организм через кожу (или слизистую оболочку) с помощью предварительно установленной электродвижущей силы, т.е. необходимо уделить особое внимание достижению высокого числа переноса и устранению недостатков (отрицательных факторов), таких как электрохимические реакции на соответствующих электродах, в частности воспаление кожи в результате электрохимической реакции, а также усовершенствование эксплуатации и удобство пользования аппаратом.

Одной из немаловажных задач настоящего изобретения является устранение воспаления кожи, которое вызывают электрохимические реакции, происходящие на электродах во время ионтофореза.

Во время ионтофореза в области электродов обязательно происходят электрохимические реакции, в частности определенные реакции окисления (положительный электрод) и восстановления (отрицательный электрод).

Электрохимические реакции вызывают образование вредных субстанций в результате ионтофореза физиологического солевого раствора, служащего электролитом (например, образование известного окисляющего агента хлорноватистой кислоты из иона Cl^- на положительном электроде), внезапные перепады рН (при внезапном окислении на положительном электроде, внезапном ощелачивании на отрицательном электроде) и образование пузырьков газа (например, H₂ на отрицательном электроде, O₂ и С₂ на положительном электроде). Ионтофорез поэтому обладает серьезным недостатком, он оказывает вредное воздействие на кожу человека, раздражение кожи, невозможность подачи напряжения (из-за увеличения сопротивления в результате образования газа) и т.п.

Чтобы устранить недостатки, связанные с известными методами введения ионных препаратов, а также чтобы повысить удобство пользования аппаратом, например легкость управления, в аппарате для ионтофореза Х использована многослойная конструкция отдельных элементов (частей), в частности для выполнения электродов (фиг.2 и 3).

Отдельные элементы 11-15 электрода для ионтофореза и отдельные элементы 21-23 заземляющего электрода выполнены многослойными, т.е. в виде пластин, пропитанных мембран и ионообменных мембран.

Свойства пропитанных мембран, а именно пластинчатых электродов, мембран, удерживающих раствор электролита, мембран, удерживающих раствор ионного препарата, анионообменных и катионоообменных мембран в настоящем изобретении, описаны выше для трансдермального введения ионного препарата As^-Na⁺.

Аппарат для ионтофореза Х согласно настоящему изобретению подробно описан ниже для трансдермального введения аскорбата натрия (As^-Na⁺) как ионного препарата. В этом случае заряженными ионами активного ингредиента в ионном препарате естественно являются анионы (As^-).

Пластинчатый электрод 11 (фиг.3) в электроде для ионтофореза является отрицательным электродом (-), а пластинчатый электрод на заземляющем электроде 2 является положительным электродом (+).

Очевидно, что когда ионный препарат диссоциирует на положительно заряженные ионы, полярности пластинчатых электродов 11, 21 и различных видов ионообменных мембран 13, 15, 23 с точки зрения избирательной проницаемости к ионам на описанных выше электродах меняются на противоположные.

На фиг.1, 2 и 3 представлен первый вариант реализации настоящего изобретения, где аппарат Х содержит электрод 1 для ионтофореза (активный электрод), заземляющий электрод 2 (неактивный электрод), источник 3 питания, кожу 4 (слизистую оболочку).

Электрод 1 (фиг.3) для ионтофореза (активный электрод) содержит отрицательный (-) пластинчатый электрод 11, мембрану 12, удерживающую раствор электролита, содержащий 1М молочной кислоты/1M фумарата натрия, при пропитке, катионообменную мембрану 13, мембрану 14, удерживающую ионный препарат 14, анионообменную мембрану 15.

Заземляющий электрод 2 содержит положительный пластинчатый электрод (+) 21, мембрану 22, удерживающую раствор электролита, содержащий 1М молочной кислоты/1М фумарата натрия, при пропитке, катионообменную мембрану 23.

В настоящем изобретении использование мембран 12, 22, удерживающих раствор электролита в обоих электродах 1, 2, не ограничено применением мембран, пропитанных раствором электролита, содержащим 1М молочной кислоты/1М фумарата натрия. Мембраны можно пропитать физиологическим солевым раствором, например 0,9% водным раствором NaCl, или соединением, окислительно-восстановительный потенциал которого ниже окислительно-восстановительного потенциала воды, и который окисляется или восстанавливается быстрее электролитной реакции воды (окислительная и восстановительная реакции воды) как раствора электролита.

В настоящем изобретении мембраны 12, 22, содержащие раствор электролита на обоих электродах 1, 2, также могут быть выполнены в виде мембран, удерживающих ионный препарат, например As^-Na⁺, в качестве легко окисляющегося или восстанавливающегося соединения, т.е. мембраны, пропитанные ионным препаратом, потому что, являясь электролитом, ионный препарат обладает, как правило, окислительно-восстановительным потенциалом ниже окислительно-восстановительного потенциала воды. Как таковые, ионные препараты окисляются или восстанавливаются раньше гидролиза воды, тем самым устраняют проблему, вызванную гидролизом воды.

Далее, согласно настоящему изобретению раскрыта конструкция аппарата для ионтофореза для введения ионного препарата новым способом согласно предлагаемой конструкции.

Согласно настоящему изобретению в аппарате Х для ионтофореза пластинчатый электрод 11 на электроде 1 для ионтофореза (активный электрод) может содержать любой пластинчатый электрод. Более того, пластинчатый электрод 21 заземляющего электрода (неактивного электрода) 2 также может содержать любой пластинчатый электрод.

Например, они могут содержать инертные электроды, выполненные из электропроводных материалов, таких как углерод или платина. Применялись также имеющиеся в продаже, выполненные в виде пластыря контрольные электроды Red Dot™ (производимые фирмой 3М Health Care Limited), которые использовались при изучении возможных реакций кожи на оба электрода 1, 2 с помощью аппарата для ионтофореза согласно настоящему изобретению, описанным ниже.

Согласно изобретению в аппарате для ионтофореза Х вместо описанных выше инертных электродов в качестве пластинчатых электродов 11, 21 можно также использовать уже применяемые в ионтофорезе активные электроды. Когда активный ингредиент ионного препарата принимает положительный (+) заряд, и когда в качестве ионного препарата используется морфий или хлористый литий (в данном случае ионы морфия или лития, как ингредиенты лекарства, являются положительными ионами, а ионы хлора являются отрицательными), в качестве активных электродов используют серебряные электроды, которые как положительные (+) пластины реагируют с противоионами.

Из описанных выше активных электродов серебряный электрод легко реагирует с ионами хлора (Cl^-), образуя нерастворимый AgCl согласно уравнению: Ag+Cl^-→AgCl+e^-. Преимуществом использования описанных выше активных электродов является возможность предотвращения электролитической реакции воды благодаря тому, что стандартный потенциал описанной выше реакции ниже стандартного потенциала электролитической реакции воды на положительном (+) электроде. Таким образом, можно предотвратить внезапное подкисление, вызванное присутствием ионов Н⁺ на аноде (положительном электроде), а также внезапное ощелачивание, вызванное присутствием ионов ОН^- на катоде (отрицательном электроде).

Согласно изобретению ионообменные мембраны нужно применять с осторожностью, т.к. в аппарате для ионтофореза используется несколько (не менее трех) ионообменных мембран, различающихся по избирательной к ионам проницаемости, а образуемая на активном электроде нерастворимая субстанция (нерастворимые тонкодисперсные частицы), такая как хлористое серебро (AgCl), в некоторых случаях может отрицательно повлиять на качество ионообменных мембран.

Из-за того, что в аппарате для ионтофореза используется несколько ионообменных мембран, различающихся по избирательной к ионам проницаемости, по причинам, описанным выше, предпочтительно использовать инертные, а не более дорогие специальные электроды.

В настоящем изобретении мембраны 12, удерживающие раствор электролита, на электроде 1 ионтофореза состоят из тонкой мембраны, удерживающей раствор электролита при пропитке с образованием пропитанной раствором электролита мембраны. Пропитанные тонкие мембраны являются мембранами такого же типа, что и пропитанные тонкие мембраны, используемые в качестве описанных ниже мембран, удерживающих ионный препарат.

В качестве раствора электролита можно использовать раствор любого электролита. Однако не следует использовать такие электролиты, которые могут вызвать неблагоприятную реакцию на коже человека в результате реакции на электроде.

С точки зрения безопасности для человека в качестве растворов электролитов в настоящем изобретении предпочтительно использовать органические кислоты и их соли, которые участвуют в метаболическом цикле человека.

Например, предпочтительно использовать молочную и фумаровую кислоты. В частности, желательно использовать водный раствор 1М молочной кислоты и 1М фумарата натрия (соль Na) в отношении 1:1. Этот раствор электролита достаточно легко растворяется в воде и хорошо проводит электричество. Постоянный ток обладает низким сопротивлением и не вызывает значительных изменений рН на электродах.

Примеры электролитов:

физиологический солевой раствор (0,9% водный раствор NaCl);

водный раствор сульфатов железа (FeSO₄) и [Fe₂(SO₄)₃] (водный раствор в эквимолярном отношении 0,2М:0,2М)

Физиологический солевой раствор отличается высокой проводимостью, он может способствовать образованию пузырьков газа как на положительном, так и на отрицательном электроде, тем самым увеличить сопротивление и ингибировать источник постоянного тока, подсоединенный к аппарату ионтофореза. Более того, поскольку газообразный хлор образуется на положительном электроде, придавая раствору кислотность (образование HCl), необходимо принять полные меры для защиты кожи от повреждений.

Применение водного раствора сульфатов железа (FeSO₄) и [Fe₂(SO₄)₃] имеет определенные преимущества, т.к. при прохождении тока сопротивление оказывается низким и не вызывает образования пузырьков газа по причинам, указанным ниже.

Чтобы преодолеть потенциальную проблему утечки раствора электролита при изготовлении аппарата для ионтофореза, необходимо принять адекватные меры для повышения коррозионной устойчивости аппарата, к действию отрицательных (нежелательных) эффектов, производимых серной кислотой (агрессивная субстанция) на человеческий организм (кожу).

Предпочтительно, чтобы в настоящем изобретении раствор электролита, находящегося в контакте с отрицательным (-) пластинчатым электродом 11 на электроде 1 для ионтофореза содержал легко восстанавливаемое соединение.

Предпочтительно также, чтобы в настоящем изобретении раствор электролита, находящегося в контакте с положительным (+) пластинчатым электродом 21 на заземляющем электроде 2, содержал легко окисляемое соединение.

Очевидно, что местоположение растворов электролитов, в которые добавляют легко восстанавливаемые и легко окисляемые соединения, должно определяться в соответствии с электрохимическими реакциями на соответствующих пластинчатых электродах, а именно реакции восстановления на отрицательном (-) электроде и реакции окисления на положительном (+).

В настоящем изобретении в качестве добавки к растворам электролитов предпочтение отдается тем легко восстанавливаемым и легко окисляемым соединениям, которые биологически безопасны и экономичны (недороги и доступны) и т.д. Типичными являются неорганические соединения, такие как сульфаты железа; лекарственные субстанции, такие как аскорбиновая кислота (витамин С) и аскорбат натрия; кислотные соединения, присутствующие на кожном покрове, такие как молочная кислота и органические кислоты, такие как щавелевая кислота, яблочная кислота, янтарная кислота, фумаровая кислота и/или их соли.

Как указано выше, эквимолярный водный раствор 1М молочной кислоты и 1М фумарата натрия предпочтителен для использования в качестве раствора электролита.

Когда соединение окисляется или восстанавливается быстрее гидролитической реакции воды (окисление на положительном электроде и восстановление на отрицательном), например в случае сульфата трехвалентного железа ионы трехвалентного железа легко восстанавливаются до двухвалентного железа на отрицательном электроде. В случае сульфата двухвалентного железа, наоборот, ионы двухвалентные железа легко окисляются до ионов трехвалентного железа на положительном электроде.

В результате можно предотвратить нежелательную побочную реакцию гидролиза воды. Отличная производительность аппарата для ионтофореза обусловливается комбинацией специфических вариантов расположения ионообменных мембран.

Ниже подробно рассмотрены преимущества использования в качестве электролитов растворов, содержащих легко окисляемые или легко восстанавливаемые соединения.

На электроде 1 для ионтофореза и на заземляющем электроде 2 происходят электрохимические реакции, заканчивающиеся распадом электролита. В результате распада на обоих электродах 1, 2 происходит образование пузырьков газа, которые не позволяют пластинчатым электродам и соответствующим им растворам электролитов приходить в контакт. Например, газ H₂ образуется на отрицательном электроде, а Cl₂ и О₂ - на положительном.

Это вызывает повышение электрического сопротивления пластинчатых электродов 11, 21, которое противодействует созданию электрического тока даже при повышенном напряжении. В описанном выше трансдермальном введении препарата As^-Na⁺ невозможно достичь постоянной и продолжительной (не менее 30 минут) подачи питания. И это является очень серьезной проблемой с точки зрения практического применения аппарата для ионтофореза.

Чтобы провести ионтофорез без перебоев, необходимо устранить описанный выше фактор нестабильности, подавляя образование пузырьков газа на пластинчатых электродах 11, 21.

Для достижения этой цели к обоим растворам электролитов рекомендуется добавить субстанцию, легко вступающую в реакции окисления или восстановления без образования пузырьков газа.

В результате окисления или восстановления воды образуется кислород или водород. Чтобы подавить эти реакции, в растворы электролита добавляют сульфат железа, аскорбиновую кислоту или ее соль. Например, аскорбат натрия распадается в результате реакции окисления, которая происходит на положительном (+) электроде вместо образования кислорода. Аналогично, на отрицательном (-) электроде проходит реакция восстановления и вместо образования водорода происходит разложение аскорбата натрия. В результате подавляется образование пузырьков кислорода и водорода, которые нарушают устойчивость параметров питания.

Жертвуя субстанцией, которая окисляется или восстанавливается быстрее воды в электрохимической реакции (субстанция с окислительно-восстановительным потенциалом ниже окислительно-восстановительного потенциала воды), можно подавить образование пузырьков газа на обоих электродах 1, 2 и обеспечить стабильность работы аппарата Х для ионтофореза.

В настоящем изобретении кроме упомянутых выше сульфатов железа и аскорбиновой кислоты в качестве разлагаемой субстанции можно использовать любые другие субстанции, которые подвергаются окислению или восстановлению и подавляют электролитическую реакцию воды.

Когда в качестве такой субстанции используется аскорбат натрия, он превращается в:

СО₂, Н₂СО₃ и т.п. на электроде (отрицательном электроде), где проходит реакция восстановления, и

дегидроаскорбиновая кислота 2,3-дикето-D-гулоновая кислота и т.п. на положительном электроде, где происходит реакция окисления.

В настоящем изобретении для электрода 1 для ионтофореза используется комбинация катионообменной 13 и анионообменной мембраны 15 (фиг.3).

В настоящем изобретении в качестве катионообменной мембраны 13, избирательной к ионам, противоположным ионам (As^-) активного ингредиента препарата (As^-Na⁺), используемого в ионтофорезе, можно использовать NEOSEPTA (СМ-1, СМ-2, СМХ, CMS, СМВ и пр.) (продукты корпорации TOKUYAMA).

В качестве анионообменной мембраны 15, избирательной к ионам такого же вида, как и ионы (As^-) активного ингредиента ионного препарата (As^-Na⁺), можно использовать NEOSEPTA (AM-1, АМ-3, АМХ, AHA, ACH, ACS, ACS-3 и пр.) (продукты корпорации TOKUYAMA).

Согласно изобретению мембрана 14, удерживающая ионный препарат (As^-Na⁺) на электроде 1 для ионтофореза, состоит из пропитанной ионным препаратом тонкой мембраны.

Кроме указанного выше (As^-Na⁺) можно использовать любые общеизвестные ионные препараты. Типичные примеры такого вида ионных препаратов описаны выше.

В настоящем изобретении мембрана 12, удерживающая раствор электролита, мембрана 14, удерживающая ионный препарат 14, состоят из тонких мембран, пропитанных раствором электролита и ионным препаратом соответственно. Из этих пропитанных тонких мембран можно выбрать одинаковые или разные виды и использовать их в любых комбинациях, как описано ниже.

Пропитанные тонкие мембраны подробно описаны ниже.

Условия эксплуатации (сила тока, величина напряжения) аппарата Х для ионтофореза устанавливаются при условии безопасности кожи. Поэтому наиболее важным вопросом является вопрос о том, как достичь эффективной доставки ионного препарата в кожу (трансдермальный ввод), т.е. как достичь высокого числа переноса при соблюдении безопасности. Ниже приведено описание пропитанных тонких мембран, в частности мембран 14, удерживающих ионный препарат. В настоящем изобретении пропитанные тонкие мембраны 12, удерживающие раствор электролита на электроде 1, и мембраны 22, 24, удерживающие раствор электролита на заземляющем электроде 2, используется такой же тип мембран, как и мембраны 14, удерживающие ионный препарат.

В целом чрезкожная доставка производится под действием постоянного тока или постоянного напряжения. Настоящее изобретение не ограничено проведением ионтофореза под действием постоянного тока.

Параметры эксплуатации аппарата для ионтофореза следующие:

постоянный ток 0,1-0,5 мА, желательно 0,1-0,3 мА,

безопасное напряжение, поддерживающее описанный выше постоянный ток, не выше 50 вольт, желательно не выше 30 вольт.

Чтобы эффективно ввести ионный препарат, пропитанные тонкие мембраны должны обладать способностью удерживать ионный препарат так, чтобы побудить ионный препарат, впитанный в мембрану, продвинуться к коже в описанных выше условиях электрического поля, иными словами, обладать способностью заставить ионы ионного препарата, впитанного в мембрану, продвинуться по направлению к коже, или способностью к электропроводности ионов (проводимости).

При постоянном токе мембрана, удерживающая ионный препарат (пропитанная тонкая мембрана), должна обладать способностью пропитываться данным ионным аппаратом и удерживать его, а также способностью продвигать ионы активного ингредиента по направлению к коже (ниже именуемой электропроводимостью или проводимостью).

В результате множества экспериментов было установлено, что высокое число переноса (повышенная способность доставлять лекарственный препарат), достигающее 70-80%, можно получить, пропитывая мембрану 14, удерживающую ионный препарат, раствором концентрации 30-40% в трехслойной структуре, состоящей из катионообменной мембраны 13, мембраны 14, удерживающей ионный препарат 14, и анионообменной мембраны 15.

Вышеупомянутая степень насыщения 30-40% чрезвычайно близка к содержанию воды в роговой оболочке глазного яблока человека. Таким образом, они оказались в неожиданном соответствии.

Более того, вышеупомянутое число переноса 70-80% достаточно высоко по сравнению с коэффициентами существующих технологий ионтофореза.

Необходимо отметить, что степень пропитанности нужно измерять сразу же после пропитывания, чтобы устранить происходящие со временем изменения. Измерение числа переноса также нужно проводить сразу же после того, как мембрану, удерживающую ионный препарат и пропитанную им, расположили между ионообменными мембранами 13 и 15, параллельно со сборкой других частей, чтобы свести к минимуму происходящие во времени изменения.

Необходимо отметить, что описанная выше степень насыщения раствором ионного препарата и число переноса ионного препарата используются в качестве показателей настоящего изобретения. Поскольку не существует объективных показателей, полностью оценивающих способность тонких мембран пропитываться ионным препаратом, способность пропитанных тонких мембран удерживать ионный препарат и способность пропитанных тонких мембран побуждать ионы активного ингредиента в ионном препарате, который удерживается на пропитанных тонких мембранах, продвигать его к коже (способность быть электропроводником ионов или проводником ионов).

Вместо степени насыщения и числа переноса в качестве показателей свойств пропитанных тонких мембран (способность пропитываться, удерживающая способность и проводимость ионов) также можно использовать микропористость и число переноса.

В настоящем изобретении в качестве мембраны 14, удерживающей ионный препарат, использовалась пропитанная гидрогелевая акриловая смола (акрилогидрогелевая смола), которая хорошо известна своей биологической безопасностью, что подтверждается ее использованием для изготовления контактных линз.

Эта акрилогидрогелевая мембрана представляет собой гель (промежуточное между жидкой и твердой субстанцией) со структурой пространственной полимерной сетки (сшитая структура). Смесь, полученная добавлением воды в качестве диспергирующего средства и электролита (NaCl и т.п.) к акрилогидрогелевой мембране приобретает электропроводность в результате миграции диспергированных из электролита ионов. Иными словами, смесь, полученная в результате пропитывания акрилогидрогелевой мембраны (которую можно считать микропористой гелевой мембраной) водным раствором электролита, становится высокомолекулярным адгезивом, обладающим способностью проводить ток (электропроводником). Это происходит благодаря тому, что гидрогелевая мембрана становится проводником (электропроводником) в результате того, что дисперсионная среда и диспергированные ионы попадают в пространственную полимерную сетку высокомолекулярных цепей акрилогидрогелевой мембраны, а ионы мигрируют через эту сетку в электрическом поле.

Описанное выше соотношение между степенью насыщения акрилогидрогелевой мембраны и числом переноса легко регулируется изменением размеров пространственной полимерной сетки, а также вида и пропорции мономеров, из которых состоит смола.

В настоящем изобретении акрилогидрогелевую смолу с насыщением 30-40% и числом переноса 70-80% изготовляют из 2-гидроксиэтил метакрилата и диметакрилата этиленгликоля (отношение мономеров 98-99,5:0,5-2). Такие акрилогидрогелевые мембраны (микропористые гелевые мембраны) производятся фирмой Sun Contact Lens Co., Ltd. Было показано, что степень насыщения и число переноса не изменялись на акрилогидрогелевых мембранах (микропористые гелевые мембраны) обычной толщины от 0,1 мм до 1,0 мм, которые использовались в данном изобретении.

Можно использовать другую удерживающую ионный препарат мембрану 14 - гелевую мембрану, изготовленную из полиуретана с различной жесткостью сегментов (GELLODE™ фирмы Takiron Co., Ltd.).

Гелевая мембрана из полиуретана с различной жесткостью сегментов, содержащая полиэтиленгликоль (ПЭГ) и полипропиленгликоль (ППГ) в качестве сегментов, изготовлена из этих мономеров и диизоцианата.

Гелевая мембрана из полиуретана с различной жесткостью сегментов представляет собой пространственную полимерную сетку, сшитую уретановыми связями. Степень насыщения, число переноса и сила сцепления легко регулируются изменением размеров полостей в сетке и размеров мономеров, подобно описанной выше акрилогидрогелевой мембране.

В гелевой мембране из полиуретана с различной жесткостью сегментов (микропористой гелевой мембране), к которой добавили воду в качестве дисперсной среды и электролит (соль щелочного металла и т.п.), атомы кислорода одной из связей полиэфира, образующего сегменты, и соли щелочного металла образуют комплекс. Когда через этот комплекс пропускается электрический ток, ион соли металла продвигается к кислороду в ближайшей пустующей связи эфира, что и является проводимостью (электропроводимостью). Надо отметить, что гелевые мембраны из полиуретана с различной жесткостью сегментов (микропористые гелевые мембраны) используются в качестве гелевых подкладок в ультразвуковых аппаратах благодаря их проводимости (электропроводимости ионов).

Гелевые мембраны из полиуретана с различной жесткостью сегментов (микропористые гелевые мембраны) не раздражают кожу и совершенно безопасны, т.к. сополимер ПЕГ-ППГ-ПЕГ, из которого состоят сегменты, используется для изготовления косметических препаратов.

В настоящем изобретении в качестве мембраны 14, удерживающей ионный препарат, для образования гелеобразных твердых электролитов также использовались токопроводящие микропористые пластины, такие как пластины гелеобразных твердых электролитов на элементе с твердым электролитом (вспомогательный элемент).

Токопроводящие микропористые пластины такого типа раскрыты в JP-A-11273452. Они изготовлены из микропористого полимера с пористостью 20-80% и состоят, главным образом, из полимеров акрилонитрила.

В частности, микропористый полимер является сополимером акрилонитрила, состоящим по меньшей мере из 50 мол.% (желательно 70-98 мол.%) акрилонитрила, с 20-80% пористостью.

Основанная на акрилонитриле гелеобразная пластина твердого электролита (элемент с твердым электролитом) изготовляется из пластины сополимера, основанного на акрилонитриле, растворимой в неводном растворителе и обладающей пористостью от 20 до 80%, которую пропитывают неводным растворителем, содержащим электролит, с образованием геля. Гелевые комплексы включают гелеобразные комплексы и твердые мембраноподобные тела.

С точки зрения проводимости, безопасности и пр. пластины сополимера, основанного на акрилонитриле, растворимые в неводном растворителе, рекомендуется изготовлять из сополимеров акрилонитрил/С₁-С₄ алкил (мет)акрилат, акрилонитрил/ винилацетат, акрилонитрил/винилиденхлорид и т.п. При изготовлении микропористых пластин из пластин сополимера используются процессы, включающие влажный (сухой) процесс изготовления бумаги, иглопробивной процесс, используемый в производстве нетканого полотна, водоструйный процесс и изготовление микропористых объектов из экструдированных из расплава пластин растягиванием или экстракцией растворителем.

В настоящем изобретении токопроводящие микропористые пластины сополимеров, основанные на акрилонитриле и используемые в элементах с твердым электролитом, гельных комплексах (включающих гелеобразные комплексы и пропитанные твердые мембраны), которые способны удержать ионный препарат в пространственной сетке цепей полимеров и обеспечить описанную выше степень насыщения и число переноса, рекомендуются для изготовления пропитанных тонких мембран, и все они могут служить основой для мембран 14, удерживающих ионные препараты.

В настоящем изобретении оптимальные условия, в которых описанные выше тонкие мембраны (мембраны из микропористого геля) пропитываются ионным препаратом или раствором электролита, можно определить при помощи степени насыщения, скорости насыщения и т.п. Например, типичны следующие условия пропитывания: 40°С и 30 мин.

В настоящем изобретении различные пропитанные тонкие мембраны, каждая из которых используется как основа для изготовления мембран 14, удерживающих ионные препараты, можно использовать как пропитанные тонкие мембраны, которые служат основой для мембран 12, удерживающих электролит. Пропитанные тонкие мембраны под воздействием электрического тока обеспечивают миграцию ионов, диссоциированных из раствора электролита, которым пропитана мембрана.

Согласно настоящему изобретению описанная выше техническая конструкция электрода 1 для ионтофореза аппарата Х для ионтофореза, позволяет проводить чрезкожное введение ионного препарата без перебоев в течение длительного периода времени с более высоким числом переноса и биологической безопасностью, чем в известных аппаратах для ионтофореза.

Благодаря описанному выше техническому выполнению электрода 1 для ионтофореза, устойчивое напряжение может поддерживаться в течение длительного периода времени. Другими словами, ионный препарат можно эффективно вводить в организм через кожу 4 (доставка лекарственного препарата) без перебоев в течение длительного периода времени. Возможно также предотвратить образование вредных субстанций в результате электролиза на электроде, т.е. достигнуть высокого уровня биологической безопасности.

Ниже описано выполнение заземляющего электрода [положительный (+) электрод] аппарата Х для ионтофореза согласно настоящему изобретению.

До настоящего времени не было предложено ни одной технологии ионтофореза, в которой поддерживалось бы постоянное напряжение и достигался высокий уровень биологической безопасности, вероятно потому, что традиционная технология ионтофореза была разработана, основываясь на упрощенном принципе конструкции заземляющего электрода, целью которого было только заземление.

Кроме описанной выше конструкции электрода 1 в аппарате Х для ионтофореза предложена совершенно новая техническая конструкция заземляющего электрода 2, отличающаяся от традиционной технической конструкции тем, что она обеспечивает непрерывное введение ионного препарата в течение длительного периода времени с высоким числом переноса путем ионтофореза, а также достижения высокого уровня биологической безопасности.

Согласно настоящему изобретению заземляющий электрод 2 (фиг.3) в аппарате Х состоит из пластинчатого электрода 21 с полярностью, противоположной пластинчатому электроду 11 в электроде 1 мембраны 22, удерживающей раствор электролита и расположенной на передней стороне пластинчатого электрода 21, и ионообменной мембраны 23, расположенной на передней стороне мембраны 22, удерживающей раствор электролита, т.е. на стороне кожи 4, и избирательной по отношению к ионам, противоположным ионам ионного препарата.

Важным отличительным признаком аппарата Х является то, что ионообменная мембрана 23 обязательно расположена на заземляющем электроде 2 для обеспечения повышенной биологической безопасности.

В аппарате Х для ионтофореза раствор электролита в мембране 22, удерживающей раствор электролита заземляющего электрода 2, может содержать субстанцию, окислительно-восстановительный потенциал которой ниже окислительно-восстановительного потенциала воды, подобно описанному выше раствору электролита на мембране 12, удерживающей раствор электролита электрода 1 для ионтофореза с точки зрения биологической безопасности и бесперебойной работы в течение продолжительного периода времени. Еще одним отличительным признаком является то, что аппарат Х обладает высокой эффективностью благодаря тому, что ионообменная мембрана 23 расположена на заземляющем электроде 2, а раствор электролита приготовляется из легко окисляемой или восстанавливаемой субстанции, как описано выше.

В первом варианте реализации изобретения, когда активный ингредиент ионного препарата, такого как аскорбат натрия (As^-Na⁺), принимает отрицательный (-) заряд, пластинчатый электрод 21 на заземляющем электроде 2 аппарата Х принимает положительный (+) заряд. Раствор электролита на мембране 22, удерживающей раствор электролита, состоит из такого же водного раствора 1М молочной кислоты и 1М фумарата натрия в отношении 1:1, как и раствор на электроде 1, а ионообменная мембрана является катионообменной.

В настоящем изобретении раствор электролита в мембране 22, удерживающей раствор электролита, заземляющего электрода 2, может быть физиологическим солевым раствором, который, как упомянуто выше, содержит легко окисляемую или восстанавливаемую субстанцию, например сульфат трехвалентного железа, сульфат трехвалентного железа, содержащий сульфат двухвалентного железа (эквимолекулярный раствор обоих сульфатов), аскорбиновую кислоту или аскорбат натрия.

Метод введения ионного препарата ионтофорезом, который был рассмотрен на примере аппарата Х для ионтофореза (фиг.3), был проведен с использованием аскорбата натрия (As^-Na⁺), активный ингредиент которого приобрел отрицательный (-) заряд, как описано выше.

В настоящем изобретении активный ингредиент ионного препарата можно ввести таким же образом даже, когда он положительно (+) заряжен.

Примерами подобных ионных препаратов с положительно (+) заряженными активными ингредиентами являются новокаин и лидокаин как местные анестетики.

В этом случае полярность отдельных пластинчатых электродов 11, 21 должна быть противоположна полярности аскорбата натрия (As^-Na⁺) в описанном выше примере, так же как и ионообменные свойства ионообменных мембран 13, 15, 23 должны быть противоположны ионообменным свойствам аскорбата натрия (As^-Na⁺) в описанном выше примере.

Когда ионный препарат, заряжаемый положительным (+) зарядом, используется по описанной выше схеме, к нему можно с легкостью провести логическую параллель от описанного выше примера, в котором вводился отрицательно (-) заряжаемый аскорбат натрия.

В настоящем изобретении вместо описанного выше источника 3 питания можно использовать любой другой источник питания.

В качестве источника 3 питания можно использовать аккумулятор, генератор постоянного напряжения, генератор постоянного тока (гальваностат), генератор постоянного напряжения и постоянного тока и т.п.

На фиг.4 показан усовершенствованный аппарат Х для ионтофореза, в котором используются две ионообменные мембраны, а именно катионообменная мембрана 23 и анионообменная мембрана 25 на заземляющем электроде 2.

Мембрана 24, удерживающая раствор электролита, аналогична мембране 22, удерживающей раствор электролита на заземляющем электроде 2 (фиг.3).

При использовании усовершенствованного аппарата (фиг.4) не происходит повреждений кожи, которые могут вызывать электрохимические реакции ни заземляющем электроде 2. Благодаря расположению ионообменных мембран, в особенности благодаря тому, что две ионообменные мембраны 13, 15 разных видов расположены на электроде 1, и две ионообменные мембраны 23, 25 разных видов расположены на заземляющем электроде 2, с электрода 1 на кожу 4 поступают исключительно ионы As^-, а с заземляющего электрода 2 - исключительно ионы Na⁺. Практически никакие другие субстанции на кожу не попадают, что обеспечивает чрезвычайно высокую степень биологической безопасности.

Примеры

Эксперимент, осуществленный эквивалентным экспериментальным оборудованием.

Ниже описан эксперимент, в котором аскорбат натрия (As^-Na⁺) вводится в качестве ионного препарата на экспериментальном оборудовании, эквивалентном базовой конструкции аппарата Х для ионтофореза (фиг.4).

Эксперименты и сравнительные эксперименты, описанные ниже, проведенные на аппарате X согласно настоящему изобретению, демонстрируют возможность чрезкожного введения ионного препарата с очень высоким числом переноса или высокой эффективностью.

Экспериментальное оборудование

На Фиг.5 схематически изображен экспериментальный аппарат, эквивалентный аппарат Х для ионтофореза (фиг.1).

Элементы 11-12 на электроде 1 и элементы 21, 22 на заземляющем электроде 2 выполнены из платиновых пластин в качестве пластинчатых электродов и водного раствора 1М молочной кислоты и 1М фумарата натрия в отношении 1:1 в качестве электролита как для электрода 1, так и для заземляющего электрода 2, чтобы раствор электролита можно было перемешивать.

В качестве катионообменных мембран 13, 23 использовались NEOSEPTA CMS (катион), а анионообменных мембран 15, 25 - NEOSEPTA AMS (анион) (продукты фирмы TOKUYAMA CORPORATION).

В качестве пропитанной тонкой мембраны 14, удерживающей ионный препарат, использовалась описанная выше акрилогидрогелевая мембрана (продукт фирмы Sun Contact Lens Co., Ltd.).

В качестве пропитанной тонкой мембраны 24, удерживающей раствор электролита, использовалась описанная выше акрилогидрогелевая мембрана (продукт фирмы Sun Contact Lens Co., Ltd.). Раствором электролита был 0,9% водный раствор NaCl.

Буква А означает ванну, имитирующую кожу. Ванна наполнена 0,9% водным раствором NaCl.

Для эксперимента элементы 13, 15 электрода 1 и элементы 23, 25 заземляющего электрода 2 были выполнены в виде единых структур и собраны в сборку. Сборка частей в единые структуры была осуществлена при помощи токопроводящего клея, сварки и т.п.

Условия эксперимента

Величина тока (постоянный ток) 0,3 мА.

Изменения в величине напряжения (от первоначального постоянного напряжения 30 вольт) 0,8-1,2 вольт,

Время подачи питания 15 минут - 35 минут.

Результаты эксперимента и обсуждение

Измерялось количество (микрон моль) аскорбиновой кислоты в ванне, имитирующей кожу (А), по окончанию предварительно установленного времени подачи питания.

Результаты представлены в Таблице 1.

Из Таблицы 1 очевидно, что количество аскорбиновой кислоты, которое попадает в ванну, имитирующую кожу (А), возрастает с продолжительностью подачи питания.

При подаче питания в 0,3 мА на протяжении 35 минут процент переноса оказался очень велик, а именно 80%.

Примечание: число переноса - это число Гитторфа, характеризующее долю количества электричества, переносимую ионом, которое определяется движением ионов, основанное на всем электрическом токе, протекающем через раствор электролита. Так как количество текущих электронов равно количеству двигающихся ионов, число переноса можно определить, высчитывая количество электричества, а именно число электронов.

Теоретическая формула для вычисления числа переноса выражается следующим образом:

М (вычисленное значение)=(I·t)/(F),

где: М - молярная величина текущих ионов, F - число Фараддея: 96500 С; I - количество электричества (А - амперы); t - время подачи питания (секунды).

Согласно результатам эксперимента в рабочих условиях (ток 0,3 мА), установленных, учитывая биологическую безопасность (безопасность для кожи), числа переноса для известных аппаратов были низкими, около 50% даже после длительного времени (45 минут), при постоянном токе в 1 мА. Поэтому число переноса в 80%, которое удалось достигнуть в настоящем изобретении, можно считать отличным результатом.

Во время подачи питания, на 0 минуте рН ванны, имитирующей кожу (А), было кислотным (рН около 6) и не изменилось по прошествии 35 минут. Этот благоприятный эффект был достигнут благодаря использованию ионообменных мембран на обоих электродах 1, 2.

Таблица 1
Количество аскорбиновой кислоты в ванне, имитирующей кожу (А)
Время подачи питания	0 минут	15 минут	20 минут	35 минут
Количество аскорбиновой кислоты в ванне, имитирующей кожу после подачи питания (микрон моль)	0,15	2,13	3,5	5,28

Эксперименты на коже

Аппарат Х (фиг.4) использовался для проведения экспериментального ионтофореза (экспериментов трансдермального введения) на коже животных и людей-добровольцев. В качестве базовых мембран для изготовления мембран, удерживающих ионный препарат, и мембран, удерживающих раствор электролита, использовались описанные выше акрилогидрогелевые мембраны (микропористые гелевые мембраны) (продукт фирмы Sun Contact Lens Co., Ltd.).

Экспериментальное оборудование

Электрод 1, присоединенный к гальваностату (генератору постоянного тока), выполнен из анионообменной мембраны 15, мембраны 14, удерживающей ионный препарат, аскорбата натрия (100 мМ), катионообменной мембраны 13, мембраны 12, удерживающей раствор электролита, состоящего из эквимолярного раствора 1М молочной кислоты и 1М фумарата натрия и пластинчатого электрода 11, приведенных в плотный контакт именно в этом порядке, если смотреть со стороны, находящейся в контакте с кожей. А заземляющий электрод 2 изготовлен из катионообменной мембраны 23, мембраны 24, удерживающей раствор электролита, описанного выше, анионообменной мембраны 25, мембраны 22, удерживающей раствор электролита, описанного выше, и пластинчатый электрод 21, приведенных в плотный контакт именно в таком порядке, если смотреть со стороны, находящейся в контакте с кожей.

В качестве пластинчатого электрода 21 заземляющего электрода 2 использовали имеющиеся в продаже, выполненные в виде пластыря контрольные электроды Red Dot™. Надо отметить, что тот же самый вид электрода использовался для мембраны 22, удерживающей раствор электролита. Чтобы повысить проводимость, на поверхность ионообменной мембраны 23, ту поверхность вышеуказанного заземляющего электрода 2, которая предназначена для прикосновения к коже, нанесли электропроводящий гель (Aquasonic 100, продукт фирмы Parker Laboratories, Inc.).

Порядок проведения эксперимента

Перед началом эксперимента трансдермально вводился реагент, являющийся цветным проявителем, который со временем усиливает формирование цвета благодаря восстановительной способности аскорбиновой кислоты и вызывает осаждение формазана (красного цвета). Эффект ионтофореза аскорбиновой кислоты измерялся степенью формирования цвета.

В качестве реагента-проявителя использовался раствор хлористого 2,3,5-трифенилтетразолия (C₁₉H₁₅ClN₄, далее именуемый сокращением ТТХ) в 0,9% растворе NaCl 2% концентрации. Восстанавливаясь, данный реагент присоединяет к себе две молекулы водорода, образуя соединение формазана (яркий карминово-красный цвет).

Ток поддерживался в 0,3 мА (постоянный ток).

С другой стороны, в сравнительном эксперименте вместо данных ионообменных мембран использовались ионообменные мембраны ПП, изготовленные из пропилена микропористые перегородки (AN фильтр, AN06, продукт фирмы Nihon Millipore К.К.), не обладающие избирательной проницательностью к ионам.

Результаты эксперимента представлены в Таблице 2,

где: - не реагировал; ± слабо реагировал; + реагировал; ++ с готовностью реагировал.

Таблица 2
Время подачи питания		Хромогенная реакция
С применением аскорбиновой	15 мин	+
кислоты (с использованием	20 мин	++
ионообменных мембран)	35 мин	++
Контроль с применением	15 мин	-
аскорбиновой кислоты (с	20 мин	±
использованием ПП мембран)	35 мин	+

На основе проделанных экспериментов установлено следующее.

При использовании ионообменных мембран согласно описанной выше реализации настоящего изобретения цвет достиг максимальной интенсивности за 20 минут. Когда вместо ионообменных мембран использовались мембраны ПП, реакция произошла через 35 минут, и только через час цвет достиг максимальной интенсивности. Таким образом, эффективность использования ионообменных мембран в соответствии с реализацией настоящего изобретения доказана на кожном покрове.

В экспериментах не наблюдалось никаких изменений кожного покрова ни на одном из электродов.

Изменения приложенного напряжения (начальное напряжение 10 вольт) не превышали 1 вольт, несмотря на силу тока в 0,3 мА, который считается безвредным для организма на протяжении не менее 35 минут. Это подтверждает, что раствор 1М молочной кислоты и 1М фумарата натрия в отношении 1:1 может применяться в качестве электролита. Более того, можно предположить, что поскольку молочная и фумаровая кислоты являются органическими кислотами, существующими в человеческом организме, использование других физиологических кислот также безвредно для человеческого организма.

Реализация аппарата для ионтофореза

Ниже представлено описание аппарата Х для ионтофореза согласно настоящему изобретению, которое применяется для введения ионных препаратов, в частности элементы аппарата, конструкция самого аппарата.

В некоторых случаях для большей ясности на фиг. опущены некоторые элементы (части), способы их соединений или штриховка. Кроме того, для более ясной демонстрации пропитанные тонкие мембраны не изображены в свою натуральную толщину.

На фиг.1 и 2 показан первый вариант реализации аппарата согласно изобретению, согласно которому аппарат содержит

цилиндрический электрод 1 для ионтофореза,

цилиндрический заземляющий электрод, выполненный в виде дискретного (не интегрального) по отношению к цилиндрическому электроду 1 элемента,

источник постоянного тока и постоянного напряжения, далее именуемый источником 3 питания.

Заземляющий электрод 2 выполнен в виде дискретного по отношению к электроду 1 элемента. Здесь выражение "выполненный в виде дискретного элемента" означает, что электрод 1 и заземляющий электрод 2 не являются единым целым, как показано на фиг. Аппарат Х для ионтофореза выполнен таким образом, чтобы в процессе лечения пациент держал в руках заземляющий электрод 2 или касался им любого места на коже, не подвергающегося лечению, чтобы заземлить пациента.

Согласно первому варианту реализации настоящего изобретения (фиг.1) аппарат Х был выполнен с расчетом того, что в качестве ионного препарата используется аскорбат натрия (As^-Na⁺).

Согласно первому варианту реализации изобретения электрод 1 в аппарате Х содержит два элемента:

неэлектропроводную цилиндрическую концевую секцию малого диаметра 1а и

неэлектропроводную головку большого диаметра 1b.

Концевая секция 1а выполнена так, что ее можно съемно устанавливать на переднюю часть 1b₁ головки 1b, а внутри концевой секции 1а размещены и закреплены элементы 11-15.

Элементы 1а, 1b могут быть изготовлены из неэлектропроводной пластмассы.

Цилиндрическая концевая секция 1а состоит из передней части 1a₁, основной части 1а₂ замкового устройства 1а₃, находящегося в сцеплении с головкой образца 1b. В передней части 1a₁ находится отверстие 1а₁₁, за которым расположена анионообменная мембрана 15.

На фиг.2 также показана головка образца 1b, состоящая из передней 1b₁, основной 1b₂ и задней части 1b₃. В передней части 1b₁ расположено отверстие 1b₁₁, такого же диаметра, как и диаметр основной части 1а₂ концевой секции 1а, которая выполнена так, чтобы установить отверстия для замкового устройства 1b₁₂, в которые должно попадать замковое устройство 1а₃, чтобы замковое устройство 1а₃ цилиндрической концевой секции 1а замыкалось на передней части 1b₁.

Цилиндрическая головка 1b состоит из стенки, фиксирующей пружину 1b₄, служащей опорой для пружинного механизма 33, которая расположена в цилиндрической головке 1b и изготовлена из электропроводного материала. Стенка, фиксирующая пружину 1b₄, выполнена таким образом, что свободный конец кабеля 31 источника питания 3 и пружинный механизм 33 электрически соединены (фиг.2).

Съемное взаимное запирание обоих элементов 1а, 1b осуществляется при помощи замкового устройства 1а₃ цилиндрической концевой секции 1а и отверстий в замковом устройстве 1b₁₂ цилиндрической головки образца 1b. Более подробно: замковое устройство 1а₃ вставляется в отверстия 1b₁₂, а цилиндрическая концевая секция 1а поворачивается по или против часовой стрелки, чтобы замкнуть их. В результате они прочно замыкаются друг с другом, оставаясь в то же время съемными благодаря пружине, находящейся в пружинном механизме 33 на цилиндрической концевой секции 1а.

Согласно первому варианту реализации настоящего изобретения заземляющий электрод 2 аппарата Х состоит из двух элементов (фиг.1 и 2);

неэлектропроводной цилиндрической концевой секции малого диаметра 2а, и

неэлектропроводной головки образца большого диаметра 2b.

Оба элемента 2а, 2b выполнены так, что концевую секцию 2а можно съемно устанавливать на основную часть 2b, подобно элементам 1a, 1b в электроде 1.

Элементы 21, 22, 23 расположены внутри цилиндрической концевой секции с малым диаметром 2а (фиг.2). Проводящий пружинный механизм 34 размещен внутри цилиндрической основной части большого диаметра 2b. Концевая часть пружинного механизма 34 закреплена на дне цилиндрической основной части большого диаметра 2b и подсоединена к концу провода 32 источника 3 питания. Другой конец форсирует элемент 21, а именно пластинчатый электрод 21 заземляющего электрода 2 и цилиндрическую конечную секцию под нажимом пружины, чтобы замкнуть цилиндрическую конечную секцию 2а с основной частью 2б.

Для усовершенствования аппарата ионтофореза согласно первой реализации настоящего изобретения источник 3 питания может быть заменен аккумулятором, который можно поместить внутри цилиндрической головки большого диаметра 1b.

На фиг.6 изображен второй вариант реализации аппарата для ионтофореза согласно настоящему изобретению, который соответствует цилиндрической конечной секции малого диаметра 1а.

Второй вариант реализации выполнен в виде цилиндрической концевой секции малого диаметра 1а, отличающейся от первой реализации (фиг.2), в которой концевая секция малого диаметра 1а выполнена так, чтобы нижняя покрышка 1а₄, оснащенная канавкой резьбы или направляющими скольжения, помещалась на задней части основной части 1a₂ передней концевой секции 1а. В основной части 1a₂ на внутренней стенке ее задней части расположены канавки, соответствующие канавкам резьбы или направляющим скольжения на нижней покрышке 1а₄, и с помощью этих канавок нижняя покрышка 1а₄ прикрепляется к основной части 1a₂. В данной реализации силу пружины 33 можно контролировать.

На фиг.7 показан третий вариант реализации аппарата согласно настоящему изобретению, который соответствует передней части цилиндрической концевой секции малого диаметра 1а.

Отличительным признаком третьего варианта реализации является то, что мембрана, удерживающая ионный препарат 14, выступает наружу, образуя концентрическую кругообразную часть, выходящую за пределы внешней окружности круговой анионообменной мембраны 15.

В такой конструкции рекомендуется использовать гелевые мембраны, которые хорошо прилипают к коже, например GELLODE (торговая марка, продукт фирмы Takiron Co., Ltd.), в частности гелевую полиуретановую мембрану с различной жесткостью сегментов, состоящую из сегментов ПЭГ-ППГ и т.п. Эта мембрана (микропористая гелевая мембрана), служащая основой мембраны 14, удерживающей ионный препарат, обеспечивает прилипание анионообменной мембраны к поверхности кожи.

Хотя третий вариант реализации и является усовершенствованием описанного выше первого варианта реализации, его можно считать усовершенствованием второго варианта реализации.

На фиг.8 и 9 изображен аппарат для ионтофореза Х согласно четвертому варианту реализации настоящего изобретения, на фиг.8 представлено поперечное сечение, а на фиг.9 - вид спереди.

В четвертом варианте реализации в продолговатом электроде 1 продолговатая цилиндрическая основная часть 1b служит головкой образца, а описанные выше элементы 11-15, пружинный механизм 33 и источник питания 3 размещены внутри главной части 1b.

Заземляющий электрод 2 выполнен в целом так же, как и цилиндрическая концевая секция 1а во втором варианте реализации (фиг.6). Элементы 21-23, расположенные внутри цилиндрической концевой секции 1а заземляющего электрода 1, отличаются от элементов 11-15 второго варианта реализации, т.к. в четвертом варианте реализации эта часть служит заземляющим электродом 2.

В этом случае пользователю не нужно устанавливать заземление, держа в руках заземляющий электрод 2, как в первом и третьем вариантах реализации, поэтому четвертый вариант реализации более удобен в эксплуатации.

Кроме того, заземляющий электрод 2 функционирует более эффективно благодаря его расположению рядом с электродом 1.

Преимущества

Настоящее изобретение имеет следующие преимущества.

На электроде для ионтофореза (активном электроде), а, главное на заземленном электроде (неактивном электроде), ионные препараты и растворы электролита удерживаются в специальных пропитанных мембранах, а ионообменные мембраны с различной избирательностью к ионам установлены в определенном порядке. Описанная выше специфическая конструкция позволяет поддерживать устойчивое возбужденное состояние (постоянный ток и/или постоянное напряжение) в течение длительного периода времени. На электроде для ионтофореза активный ингредиент ионного препарата с положительным (+) или отрицательным (-) зарядом может быть эффективно доставлен (доставка лекарственного препарата) через кожу (или к слизистой оболочке) с высоким числом переноса.

Электрод для ионтофореза (активный электрод) и заземляющий электрод обеспечивают описанное выше устойчивое возбужденное состояние на протяжении длительного времени, а применение (расположение) определенных ионообменных мембран на обоих электродах устраняет вредные воздействия на кожу в результате реакций на электроде.

На электроде для ионтофореза (активном электроде) и заземляющем электроде элементы, имеющие отношение к передвижению ионов, включая пластинчатые электроды, сформированы в пропитанных тонких мембранах. Таким образом, значительными усовершенствованиями аппарата являются компактность, удобство обслуживания и эксплуатации (включая легкость замены частей).

Согласно настоящему изобретению в аппарате некоторые отдельные элементы (части), составляющие электроды (активный электрод и заземляющий электрод), в частности пластинчатые электроды, мембраны, удерживающие раствор электролита, мембраны, удерживающие ионные препараты, и ионообменные мембраны (катионообменные и анионообменные) могут быть заранее укомплектованы. Для различных видов лечения заранее могут быть подготовлены и укомплектованы различные мембраны, пропитанные нужными растворами лекарственных препаратов или растворами лекарственных препаратов определенных концентраций так, чтобы мембраны пропитались нужными растворами лекарственных препаратов определенных концентраций. Оператор (пользователь) аппарата ионтофореза может выбрать нужные ему комплекты и с легкостью собрать их, что значительно облегчает работу с аппаратом.

Кроме того, предварительная сборка в такие комплекты позволяет сконструировать аппарат меньшего размера, предотвратить ошибки в лечении (потому что элементы заранее собраны в комплекты) и т.п.

Промышленная применимость

Согласно настоящему изобретению с помощью аппарата для ионтофореза ионный препарат может быть эффективно введен чрезкожно, сохраняя устойчивое возбужденное состояние на протяжении длительного периода времени.

Настоящее изобретение также обеспечивает безопасное применение аппарата для ионтофореза, потому что ионообменные мембраны расположены и на активном, и на заземляющем электроде не только для обеспечения высокого числа переноса ионного препарата, но также для того, чтобы не причинить вреда коже.

Согласно настоящему изобретению в аппарате для ионтофореза оба электрода полностью выполнены из тонких мембран. Предварительная сборка таких пропитанных мембран в комплекты оптимальна для производства малогабаритного устройства, легкости замены частей, предотвращения ошибок в лечении и удобства эксплуатации.

Claims (26)

1. Аппарат для ионтофореза для введения ионного препарата посредством ионтофореза, содержащий электрод для ионтофореза (активный электрод) и заземляющий электрод (неактивный электрод), подключенные к источнику питания, причем электрод для ионтофореза содержит

1) первый пластинчатый электрод, подключенный к указанному источнику питания такой же полярности, как и ионы ионного препарата,

2) первую мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне первого пластинчатого электрода и удерживающую в себе раствор электролита так, что первая мембрана пропитывается указанным раствором электролита,

3) первую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне первой мембраны, удерживающей раствор электролита, и избирательную к ионам с зарядом, противоположным по полярности заряду ионов ионного препарата,

4) мембрану, удерживающую ионный препарат, размещенную на передней стороне первой ионообменной мембраны и удерживающую в себе ионный препарат так, что она пропитывается указанным ионным препаратом,

5) вторую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне мембраны, удерживающей ионный препарат, и избирательную к ионам такого же рода, что и ионы ионного препарата,

а заземляющий электрод содержит

1) второй пластинчатый электрод, полярность которого противоположна полярности первого пластинчатого электрода в электроде для ионтофореза,

2) вторую мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне второго пластинчатого электрода и удерживающую в себе раствор электролита так, что вторая мембрана, удерживающая раствор электролита, пропитывается указанным раствором электролита,

3) третью ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне второй мембраны, удерживающей раствор электролита, и избирательную к ионам, противоположным по полярности указанным ионам указанного ионного препарата.

2. Аппарат для ионтофореза по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть конструктивных элементов указанного электрода для ионтофореза - первый пластинчатый электрод, первая мембрана, удерживающая раствор электролита, мембрана, удерживающая ионный препарат, и первая, и вторая ионообменные мембраны объединены в одну сборку элементов.

3. Аппарат для ионтофореза по п.2, отличающийся тем, что первый пластинчатый электрод и первая мембрана, удерживающая раствор электролита, объединены в одну сборку элементов.

4. Аппарат для ионтофореза по п.2, отличающийся тем, что мембрана, удерживающая ионный препарат, и первая, и вторая ионообменные мембраны объединены в одну сборку элементов.

5. Аппарат для ионтофореза по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть конструктивных элементов заземляющего электрода - второй пластинчатый электрод, вторая мембрана, удерживающая электролит, и третья ионообменная мембрана объединены в одну сборку элементов.

6. Аппарат для ионтофореза по п.1, отличающийся тем, что второй пластинчатый электрод и вторая мембрана, удерживающая электролит, объединены в одну сборку элементов.

7. Аппарат для ионтофореза по п.1, отличающийся тем, что второй пластинчатый электрод, вторая мембрана, удерживающая электролит, и третья ионообменная мембрана объединены в одну сборку элементов.

8. Аппарат для ионтофореза по п.1, отличающийся тем, что первая и вторая мембраны, удерживающие электролит в электроде для ионтофореза и в заземляющем электроде, а также мембрана, удерживающая ионный препарат в электроде для ионтофореза, представляют собой акриловые гидрогельные мембраны, имеющие степень пропитки от 30 до 40%.

9. Аппарат для ионтофореза по п.1, отличающийся тем, что первая и вторая мембраны, удерживающие электролит в электроде для ионтофореза и в заземляющем электроде, удерживают в себе раствор электролита, содержащий одно или более веществ, которые имеют окислительно-восстановительный потенциал ниже, чем окислительно-восстановительный потенциал воды при электролизе так, что первая и вторая мембраны, удерживающие электролит, насыщены указанным раствором электролита.

10. Аппарат для ионтофореза по п.9, отличающийся тем, что раствор электролита содержит молочную кислоту и фумарат натрия.

11. Аппарат для ионтофореза по п.9, отличающийся тем, что раствор электролита содержит гептагидрат сульфата железа (II) и сульфат железа (III).

12. Аппарат для ионтофореза по п.1, отличающийся тем, что сборка элементов ионтофорезного электрода и заземляющего электрода выполнены в виде отдельных сборок.

13. Аппарат для ионтофореза по п.1, отличающийся тем, что сборка элементов ионтофорезного электрода и заземляющего электрода выполнены в виде интегральной структуры.

14. Аппарат для ионтофореза для введения ионного препарата посредством ионтофореза, содержащий электрод для ионтофореза (активный электрод) и заземляющий электрод (неактивный электрод), подключенные к источнику питания, причем электрод для ионтофореза содержит

1) первый пластинчатый электрод, подключенный к указанному источнику питания такой же полярности, как и ионы ионного препарата,

2) первую мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне первого пластинчатого электрода и удерживающую в себе раствор электролита так, что первая мембрана пропитывается указанным раствором электролита,

3) первую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне первой мембраны, удерживающей раствор электролита, и избирательную к ионам с зарядом, противоположным по полярности заряду ионов ионного препарата,

4) мембрану, удерживающую ионный препарат, размещенную на передней стороне первой ионообменной мембраны и удерживающую в себе ионный препарат так, что она пропитывается указанным ионным препаратом,

5) вторую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне мембраны, удерживающей ионный препарат, и избирательную к ионам такого же рода, что и ионы ионного препарата,

при этом заземляющий электрод содержит

1) второй пластинчатый электрод с полярностью, противоположной полярности первого пластинчатого электрода в электроде для ионтофореза,

2) вторую мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне второго пластинчатого электрода и удерживающую в себе раствор электролита так, что вторая мембрана, удерживающая раствор электролита, пропитывается указанным раствором электролита,

3) третью ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне второй мембраны, удерживающей раствор электролита, избирательную к ионам такого же вида, что и ионы ионного препарата,

4) третью мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне третьей ионообменной мембраны и удерживающую в себе раствор электролита так, что третья мембрана, удерживающая раствор электролита, пропитывается указанным раствором электролита,

5) четвертую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне третьей мембраны, удерживающей раствор электролита, избирательную к ионам противоположной полярности к ионам ионного препарата.

15. Аппарат для ионтофореза по п.14, отличающийся тем, что по меньшей мере часть конструктивных элементов ионтофорезного электрода - первый пластинчатый электрод, первая мембрана, удерживающая раствор электролита, мембрана, удерживающая ионный препарат, и первая, и вторая ионообменные мембраны выполнены в виде одной или более сборок.

16. Аппарат для ионтофореза по п.15, отличающийся тем, что первый пластинчатый электрод и первая мембрана, удерживающая раствор электролита, выполнены в виде одной сборки.

17. Аппарат для ионтофореза по п.15, отличающийся тем, что первая и вторая ионообменные мембраны выполнены в виде одной сборки.

18. Аппарат для ионтофореза по п.14, отличающийся тем, что по меньшей мере часть конструктивных элементов заземляющего электрода - второй пластинчатый электрод, вторая и третья мембраны, удерживающие раствор электролита, третья и четвертая ионообменные мембраны выполнены в виде одной сборки.

19. Аппарат для ионтофореза по п.18, отличающийся тем, что второй пластинчатый электрод и вторая мембрана, удерживающая раствор электролита, объединенные на фронтальной стороне второго пластинчатого электрода, выполнены в виде одной сборки.

20. Аппарат для ионтофореза по п.18, отличающийся тем, что третья и четвертая ионообменные мембраны и третья мембрана, удерживающая раствор электролита, расположенные между третьей и четвертой ионообменными мембранами, выполнены в виде одной сборки.

21. Аппарат для ионтофореза по п.14, отличающийся тем, что первая, вторая и третья мембраны, удерживающие раствор электролита на ионтофорезном электроде и заземляющем электроде, а также мембрана, удерживающая ионный препарат в ионтофорезном электроде, представляют собой акриловые гидрогельные мембраны, имеющие степень пропитки от 30 до 40%.

22. Аппарат для ионтофореза по п.14, отличающийся тем, что первая, вторая и третья мембраны, удерживающие раствор электролита на ионтофорезном электроде и заземляющем электроде, удерживают в себе раствор электролита, содержащий одно или более веществ, которые имеют окислительно-восстановительный потенциал ниже, чем окислительно-восстановительный потенциал воды при электролизе так, что первая и вторая мембраны, удерживающие электролит, насыщены указанным раствором электролита.

23. Аппарат для ионтофореза по п.22, отличающийся тем, что раствор электролита содержит молочную кислоту и фумарат натрия.

24. Аппарат для ионтофореза по п.22, отличающийся тем, что раствор электролита содержит гептагидрат сульфата железа (II) и сульфат железа (III).

25. Аппарат для ионтофореза по п.14, отличающийся тем, что сборка элементов ионтофорезного электрода и заземляющего электрода выполнены в виде отдельных сборок.

26. Аппарат для ионтофореза по п.14, отличающийся тем, что сборка элементов ионтофорезного электрода и заземляющего электрода выполнены в виде интегральной структуры.

Images