(57)【要約】  本発明は、定常状態の流体送出速度を達成するために必要な時間を短縮するメカニズムを含む流体送出装置に関する。流体送出装置は、第１の半セル（１２）と第２の半セル（２２）とを有する電気化学的セル（１０）を有する。コントローラー（５２）は、第１の半セル（１２）内に配置される第１の電極（１４）と第２の半セル（２２）内に配置される第２の電極（２４）とを連結する。イオン交換膜（３０）が第１の半セル（１２）と第２の半セル（２２）との間に配置される。第１のリザーバー（６２）は送出すべき流体を貯蔵し、可動部材（７０）が電気化学的セル（１０）と第１のリザーバー（６２）との間に配置される。可動部材（７０）の移動が、第１のリザーバー（６２）内の流体を送出することを容易にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の半セルと第２の半セルとから成る電気化学的セルと、第１の半セル内に配置される第１の電極と、第２の半セル内に配置される第２の電極と、第１の電極と第２の電極とを操作可能に連結するコントローラーと、浸透圧移送の定常状態を達成するまでの時間を短縮するため手段と、第１の半セルと第２の半セル内との間に配置されるイオン交換部材と、送出すべき流体を収容する第１のリザーバーと、電気化学的セルと第１のリザーバーとの間に配置され、移動することにより第１のリザーバーから流体を送出することを容易にする可動部材とから成る流体送出装置。
【請求項２】
更に、水分子または塩水を透過できる少なくとも１つの保護多孔質セパレーター又はゲルを有し、少なくとも１つの保護多孔質セパレーター又はゲルは、流体送出装置を人体内に埋め込んで使用した際、少なくとも１つの電極またはイオン交換膜が直接体内組織または体液に露出することが無いように配置される請求項１に記載の流体送出装置。
【請求項３】
保護多孔質セパレーターが、第１の半セルに操作可能に連結している第２のリザーバーであり、第２のリザーバーが水または塩水のリザーバーである請求項２に記載の流体送出装置。
【請求項４】
保護多孔質セパレーターがゲルである請求項２に記載の流体送出装置。
【請求項５】
更に、ハウジングを有し、当該ハウジングは第１の半セル又は第２の半セルをハウジングの外側に配置するような構成である請求項１に記載の流体送出装置。
【請求項６】
更に、ハウジングを有し、当該ハウジングは第２の半セルとイオン交換部材とをハウジングの内側に配置するような構成である請求項１に記載の流体送出装置。
【請求項７】
イオン交換部材が陽イオン交換膜である請求項１に記載の流体送出装置。
【請求項８】
第１の電極が亜鉛から成り、第２の電極が塩化銀から成る請求項７に記載の流体送出装置。
【請求項９】
イオン交換部材が陰イオン交換膜である請求項１に記載の流体送出装置。
【請求項１０】
第１の電極が塩化銀から成り、第２の電極が亜鉛から成る請求項９に記載の流体送出装置。
【請求項１１】
更に、第１の電極と第２の電極との電気的に連絡させる電解質を有する請求項１に記載の流体送出装置。
【請求項１２】
電解質が体液である請求項１１に記載の電気浸透圧セル。
【請求項１３】
第１のリザーバー内に薬剤が貯蔵されている請求項１に記載の流体送出装置。
【請求項１４】
可動部材がピストン、空気袋（ブラダー）、蛇腹（ベロウ）、ダイアフラム（隔膜）、プランジャ又はそれらの組合せである請求項１に記載の流体送出装置。
【請求項１５】
浸透圧移送の定常状態を達成するまでの時間を短縮するため手段が、第１のイオン濃度を有する第１の半セルと、第１の半セルのイオン濃度よりも大きいイオン濃度を予め調製されて有する第２の半セルとを含み、第１の半セルと第２の半セルとの間の浸透圧的環境が即座に達成できる請求項１に記載の流体送出装置。
【請求項１６】
浸透圧移送の定常状態を達成するまでの時間を短縮するため手段が、第１の半セルと第２の半セルとの間に流れる電流を変化させるための手段である請求項１に記載の流体送出装置。
【請求項１７】
流体送出装置における流体送出速度を定常状態に達するまでの時間を短縮する方法であって、当該方法は、流体リザーバーの近傍に配置され、第１の半セルと第２の半セルとから成り、流体リザーバーから流体を送出することを容易にする電気化学的セルを供給する工程と、第１のイオン濃度を有する電解質を有する第１の半セルに予め荷電をかける工程と、第１のイオン濃度よりも大きいイオン濃度を有する電解質を有する第２の半セルに予め荷電をかける工程とから成り、第１の半セルと第２の半セルとの間の浸透圧的環境が即座に達成できる流体送出装置における流体送出速度を定常状態に達するまでの時間を短縮する方法。
【請求項１８】
流体送出装置における流体送出速度を定常状態に達するまでの時間を短縮する方法であって、当該方法は、流体リザーバーの近傍に配置され、第１の半セルと第２の半セルとから成り、流体リザーバーから流体を送出することを容易にする電気化学的セルを供給する工程と、第１の半セルと第２の半セルとの間の第１の電流を増加させて第１の半セルと第２の半セルとの間の浸透圧移送の定常状態を達成する工程と、流体送出速度が一定となるような所望の流体送出速度を達成するのに応じて第１の電流を減少させる工程とから成る流体送出装置における流体送出速度を定常状態に達するまでの時間を短縮する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００２年５月１日出願の米国特許出願第１０／１３７６６１号の一部継続出願である２００５年５月２６日出願の米国特許出願第１０／９０８８０４号の一部継続出願であり、同日に出願された米国特許出願第１１／１６０６５０号発明の名称「イオン交換膜を有する電気化学的ポンプを有する流体送出装置およびそれに関する方法」に関連し、これらの出願の内容は参照により本発明に引用される。本発明は、少量の液体を高精度に送出できる電気浸透圧流体送出装置に関する。特に本発明では、電気浸透圧流体送出装置のスタートアップ時における性能を改良する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の流体送出装置は種々の送出メカニズムを利用している。そのようなメカニズムとしては、圧力手段、機械的手段、電気化学的手段などが挙げられる。他の送出メカニズムとしては、電気浸透圧セルを流体送出装置と組合せた電気浸透圧流体送出装置がある。電気浸透圧装置は電気化学的セルとイオン交換膜とを組合せて流体送出のための駆動力を生み出す。
【０００３】
米国特許出願第１０／１３７６６１号明細書（米国特許出願公開第２００３／０２０５５８２号明細書（特許文献１））に記載されている電気浸透圧流体送出装置、電気浸透圧と浸透圧とを利用して流体を送出する。具体的には、電気コントローラーを作動状態にして電気回路が形成されると、第１の電極を含む半セルから水が抽出され、イオン交換膜を介して第２の電極を含む半セルに移送されるような電極反応が生じる。水は可動部材を動かし、リザーバー中に貯蔵される流体に置き換わって流体を送出する。流体の送出速度は、電気コントローラーからの電流出力の増加によって制御できる
【０００４】
一般に、電気浸透圧セルの作動により、２種の浸透圧移送が同時に発生する。第１の浸透圧は電気浸透圧であり、セルの作動中に解離した塩の荷電イオンが交換膜を通過し、それに伴って水も移動する。第２の移送形態は、環境状況による浸透圧によるものである。浸透圧は、水などの溶媒の移動であり、通常、低溶質濃度側からより高溶質濃度側に移動する。
【０００５】
電気浸透圧流体送出装置を作動させると、電気浸透圧セルの２つの半セル内の相対塩濃度が変化し、送出されるべき流体の量に顕著な変化をもたらす。装置の作動操作を続けると、セルの膜を透過する塩−イオンの通路により、第１の半セルの塩濃度は定常的に増加し、第２の半セルの塩濃度は定常的に減少する。このような濃度差が浸透圧流を生み出す。そして、最終的には、両半セル内の濃度が定常状態となり、送出速度が定常状態に到達する。定常状態においては環境的浸透圧が送出流量において重要となる。更なる溶媒の移送は、装置の生成物室の第２の半セル内に存在する流体の総量を増加させ、流体送出量を増加させる。
【０００６】
今日の電気浸透圧流体送出装置の１つの欠点として、電気浸透圧セルの作動時に送出速度が一定となるまでに時間がかかることである。更に、装置を一定時間作動させた際、第１の半セルと第２の半セル間の電流を一定にしたとしても、送出速度がそれに対して不安定、不均一となることである。
【０００７】
本発明は、上述の問題、および他の問題点について解決するものである。
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０２０５５８２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、電気浸透圧セルのスタートアップ時における送出速度が一定となるまでの時間を実質的に短縮する流体送出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、従来の流体送出装置と比較して流体送出速度が実質的に定常状態となるまでの時間を短縮した電気浸透圧流体送出装置に関する。
【００１１】
本発明は、所望の一定流体送出速度を達成するまでの時間を短縮するための手段を有する流体送出装置に関する。本発明の流体送出装置は、第１の半セルと第２の半セルとから成る電気化学的セルを有する。第１の半セル内に配置される第１の電極と、第２の半セル内に配置される第２の電極とをコントローラーが操作可能に連結する。イオン交換部材は、第１の半セルと第２の半セルとの間に配置される。第１のリザーバーは、送出すべき流体を貯蔵し、可動部材は電気化学的セルとリザーバーとの間に配置され、可動部材の移動により、リザーバー中の流体の送出を容易にする。
【００１２】
本発明の更なる要旨は、流体送出装置における浸透圧移送の定常状態に達するまでの時間を短縮する方法に存する。この方法は、第１のイオン濃度を有する電解質を有する第１の半セルに予め荷電をかける工程と、第１のイオン濃度よりも大きいイオン濃度を有する電解質を有する第２の半セルに予め荷電をかける工程とから成り、第１の半セルと第２の半セルとの間の浸透圧的環境が即座に達成できる。
【００１３】
本発明の更なる要旨は、第１の半セルと第２の半セルを有する流体送出装置における浸透圧移送を定常状態に達するまでの時間を短縮する方法に存する。第１の半セルと第２の半セルとの間の電流を増加させることにより、第１の半セルと第２の半セルとの間の浸透圧移送の定常状態を達成できる。そして、流体送出速度を一定に保持するような所望の送出速度を達成するのに応じて電流を減少させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、長期間に渡り薬剤を患者に送出するための埋め込み型装置として利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は種々の実施態様が可能である。以下に示す図面および具体的な実施態様は、本発明の基本原理を示す例示として開示されていると理解されるべきであり、本発明がこれらの例示に限定されるわけではない。
【００１６】
本発明において引用される類似あるいは共通の構成要素および／または部材は、各図面において共通の符号を付してある。また、図１〜３に示す実施態様は、本発明の電気浸透圧流体送出装置の説明図である。そのため、いくつかの部材については、図示説明の都合上、実際のスケールと変更して記載されている。
【００１７】
本発明は、長期間に渡り薬剤を患者に送出するための埋め込み型装置として利用できるため、以下の説明において代表例として埋め込み型装置について記載する。なお、本発明を埋め込み型装置として以下に示すが、本明細書および特許請求の範囲で示される内容は、本発明の用紙の範囲を逸脱しない限りにおいて他の装置への利用や応用が可能であると考えるべきである。
【００１８】
図１に、電気浸透圧セル１０、可動部材７０及びリザーバー６２から成る電気浸透圧流体送出装置６０の本発明の１実施態様を示す。電気浸透圧セル１０は、ハウジング８０内に第１の半セル１２と第２の半セル２２とを有する構成を有する。第１の半セル１２と第２の半セル２２の中に電極を有し、それぞれ第１の半セル１２内には第１の電極１４、第２の半セル２２内には第２の電極２４を有す。電気浸透圧セル１０は、第１の電極１４と第２の電極２４との電気的連絡のための電解質を有し、セルの動作を可能にする。
【００１９】
第１の電極１４及び第２の電極２４は、好ましくはアノードとカソード又はその逆であり、その間にイオン交換膜３０を配置して隔離される。好ましくは、イオン交換膜３０はハウジング８０内で第１の半セル１２と第２の半セル２２の間に配置される。第１の半セル１２は装置６０内に配置される必要はなく、装置の外側表面または完全にハウジング８０の外側に離れて配置されていてもよい。このような構成では、第１の半セルには体液４２に直接露出するため、多孔性セパレーター４０をイオン交換膜３０の近傍に配置できる。
【００２０】
本発明の１実施態様として、電気浸透圧セルの第１の電極１４は、活性金属アノードから成る。活性金属アノードは、固体ペレット状、メッシュ状または金属粉末状の電極であり、例えば、亜鉛、鉄、マグネシウム、アルミニウム又は他の耐腐食性金属またはアロイから成る。第２の電極２４は、一般的な集電体であり、第１の電極１４と対になって容易に還元される。第２の電極２４は、多孔性塩化銀、二酸化マンガン、あるいは、容易に還元または還元反応の触媒作用を有し、第１の電極と対となり、例えば活性金属アノードと対になって、酸素を還元したり水から水素ガスを発生させるような機能を有する他の材料から成る。この実施態様における第１の電極１４と第２の電極２４との間に配置されるイオン交換膜３０は、陽イオン交換膜である。膜３０としての陽イオン交換膜は、当業者に公知の物が使用でき、特に詳しい説明は必要としない。例えば、デュポン社から入手可能なＮａｆｉｏｎ型膜などの公知のパーフルオロ型が挙げられる。更に、好ましい樹脂としては、スルホン酸イオンを電荷基として有し、ナトリウムイオンに対して高選択的であるスチレン−ジビニルベンゼン共重合体である。市販品として入手できる例としては、ＡＭＥＲＩＤＩＡ社（ｗｗｗ．ａｍｅｒｉｄｉａ．ｃｏｍ）から入手可能なＮｅｏｓｅｐｔａ型膜：ＣＭ−１、ＣＭ−２、ＣＭＢ、Ｃ６６−Ｆ等が挙げられる。
【００２１】
本発明の電気浸透圧セルは、上述の第１の電極１４と第２の電極２４とが逆の構成であってもよい。すなわち、第１の電極１４は、多孔性塩化銀、二酸化マンガン、あるいは、容易に還元または還元反応の触媒作用を有し、活性金属アノードと対になって、酸素を還元したり水から水素ガスを発生させるような機能を有する他の材料から成る。第２の電極２４は、活性金属アノードであり、固体ペレット状、メッシュ状または金属粉末状の電極であり、例えば、亜鉛、鉄、マグネシウム、アルミニウム又は他の耐腐食性金属またはアロイから成る。イオン交換膜３０は、第１の電極１４と第２の電極２４とが逆の態様の場合は陰イオン交換膜である。膜３０としての陰イオン交換部材は、当業者に公知の物が使用でき、特に詳しい説明は必要としない。そのようなポリマー膜としては、４級アンモニウム基を有し、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体を骨格とする膜であり、市販品として入手可能な例としては、ＡＭＥＲＩＤＩＡ社の商品名ＡＦＮ（登録商標）が挙げられる。
【００２２】
上述の２つの電気浸透圧セルの実施態様の何れも、本発明の電気浸透圧流体送出装置に使用できる。
【００２３】
上述の２つの電気浸透圧セル何れかを動作制御するために、電気浸透圧セルの制御のためのコントローラー５２を有することが好ましい。コントローラー５２は、第１の電極１４と第２の電極２４とを連結し、例えば、作動スイッチ５４、制御回路５６及び抵抗５８から成る電気回路から成る。コントローラー５２は、作動スケジュールや、電気浸透圧セルの第１の電極１４と第２の電極２４との間を流れる電流の大きさを制御するのを容易にする。更に、コントローラー５２は、米国特許出願公開第２００４／０１４４６４６号明細書（参照により本発明に引用する）に記載のように、流体送出のすばやい遮断を行う事も出来る。
【００２４】
コントローラー５２は、リザーバー６２からの流体の送出速度の制御を容易にする。作動スイッチ５４、制御回路５６及び抵抗５８から成るコントローラー５２は、一般的な電気的導線を介して第１の電極１４と第２の電極２４とを操作可能に連結し、外部流体源４２から第２半セルへの水の移送速度を制御するだけでなく、作動開始、作動停止、作動時間なども制御する。なお、抵抗５８は、本発明の要旨から逸脱しない範囲で、可変抵抗器や加減抵抗器などの更に精巧・複雑なものであってもよい。
【００２５】
一般的に、電気浸透圧セル６０は、水が、好ましくは多孔性保護セパレーター４０を介してセル１０内に浸入するようなウォーターリッチな環境下で使用される。多孔性保護セパレーター４０は、ハウジング８０の端で第１の半セルに接近し且つイオン交換膜３０から離れて配置される。そして、多孔性保護セパレーター４０は、少なくとも水分子および塩化ナトリウム分子を透過でき、例えば生体内の外部流体源４２から水やイオンを透過でき、第１の半セル１２に浸透させる。多孔性保護セパレーター４０は、これには限定されないが、金属、硝子、多孔性保護ゲル、天然または合成プラスチック及び複合体などの種々の材料から形成される。多孔性保護セパレーター４０の使用は必須ではなく、使用しない場合は、所望であれば第１の電極１４が外部流体に直接露出する。
【００２６】
また、第１の電極１４は、装置の内側に配置されなくてもよく、図２に示すように、ハウジングの外部に完全に離れて配置されてもよく、あるいは、図３に示すように外部表面上に配置されてもよい。この場合、イオン交換膜３０は、より体液に直接接し、多孔性保護セパレーター４０はイオン交換膜３０の近傍に直接配置して、生物付着や望まない物質が膜に直接接触することを防いでもよい。このような構成は、補助電極室および膜の近傍での望まない固体、液体、ガス状物質のトラップを防ぐことが出来る。
【００２７】
多孔性保護セパレーター４０の使用は、体内で使用する用途において好ましいものであるが、外部流体源４６から水の浸透を必要とせずに補助電極室内にそれ自身に水または塩水を有しているような場合、多孔性保護セパレーター４０が必ずしも必要ではない。このような場合、電気浸透圧により第１の半セル１２から第２の半セル２２に水が移送される際に、第１の半セル１２が補助電極室の周りに折り畳んだりすればよい。このような実施態様では、第１の半セル１２は流体に直接露出している。
【００２８】
図１に示すハウジング８０は、一般に、第１の半セル１２と第２の半セル２２とを収容する円筒状に伸びた形態を有する。ハウジング８０は、これには限定されないが、金属、硝子、天然または合成プラスチック、複合体、またはこれらの組合せなどの種々の材料から形成される。第１の半セル１２は、イオン交換膜３０と多孔性保護セパレーター又は保護ゲル４０との間に配置され、電流の通電中に発生する水および電解質生成物を貯蔵できる。
【００２９】
第２の半セル２２は、可動部材７０と第１の半セル１２との間に配置され、電流の通電中に発生する水および電解質生成物を貯蔵できる。
【００３０】
支持部材３４はイオン交換膜３０及び第１の半セル１２に接近した構成を有す。支持部材３４は、イオン交換膜３０に対して機械的な剛性を有し水を透過できる構成を有する。支持部材３４は、硬質プラスチック、セラミック、ガラス、耐腐食性金属（例えばチタン）、又は当業者に公知の他の材料から成る。
【００３１】
流体送出装置は、少なくとも１つの出口またはポート６４を有する流体リザーバー６６を有する。電気浸透圧セル６０は、作動を停止させるまでリザーバー６６から着実に一定の流体送出を行う。可動部材７０は、第２の半セル２２内に含まれる流体の体積が増加した際に可動部材７０がそれに対応してリザーバー６２に入り込み、流体が送出されるように装置６０に沿ってスライドする。リザーバー６２と第２の半セル２２の間に配置される可動部材７０は、図示の目的でピストンで示したが、当業者に公知の他の可動部材であってもよく、これらに限定されないが、空気袋（ブラダー）、ダイアフラム（隔膜）、プランジャ、蛇腹（ふいご）等が挙げられる。
【００３２】
リザーバー６２は、電気浸透圧流体送出装置６０の作動により送出される薬剤、滑剤、香気流体、化学薬剤、これらの混合物などの流体６６を貯蔵できる。ここで、「流体」とは、流体、ゲル、ペースト又は他の半固体物質などのリザーバー６２にから送出できる物質を意味する。
【００３３】
あくまでも例示の目的であるが、流体送出装置の構成材料の例示として、第１の電極１４が亜鉛からなり、第２の電極が塩化銀から成る構成で説明する。このような構成において、以下の式（１）に示すように、第１の電極１４において亜鉛が溶解する。
【００３４】
Ｚｎ  →  Ｚｎ２＋  ＋  ２ｅ−  （１）
【００３５】
生成した亜鉛イオンは水に溶解し、引続き電場の影響下滲み出す。電解質のナトリウムイオンも電場の影響下滲み出し、イオンを移送する初期電流が構築されようとする。これらの陽イオンは、イオン交換膜３０を介して第２の半セル２２内の第２の電極２４に向う。
【００３６】
第２の電極２４において、以下の式（２）に示すように、塩化銀は銀金属に還元され、塩素イオンが溶液中に放出される。
【００３７】
２ＡｇＣｌ  ＋  ２ｅ−  →  ２Ａｇ  ＋  ２Ｃｌ−  （２）
【００３８】
亜鉛イオンとナトリウムイオンは塩素イオンと以下の式（３）及び（４）に示すように反応して塩化亜鉛と塩化ナトリウムを形成する。
【００３９】
Ｚｎ２＋  ＋  ２Ｃｌ−  →  ＺｎＣｌ２  （３）
【００４０】
Ｎａ＋  ＋  Ｃｌ−  →  ＮａＣｌ  （４）
【００４１】
更に、上記の塩化亜鉛と塩化ナトリウムの電気化学的形成に加えて、膜３０を介した陽イオンの移動に伴い、水も移動し、その結果追加の水が第２の半セル２２に移送される。この移送された水は電気浸透圧移送として知られている。陽イオン交換膜３０が陽イオンを交換するため、陽イオンのみが膜を通過できる。それ故、水は、第１の半セル１２から第２の半セル２２に向って一方向に膜を通過する。塩化亜鉛と塩化ナトリウムの連続的形成により、第２の半セル２２内の定常状態のイオン濃度が達成され、環境的浸透圧によっても水が移送されるようになる。そのため、第２の半セル２２に移送される水の流量の定常状態が達成されるには、電気浸透圧と環境的浸透圧が組合されるのに要する時間が必要となる。ここで注意すべきことは、浸透圧による水の流れは必要な濃度勾配を構築することによる電気浸透圧フラックスであることである。そのため、浸透圧によるフラックスは、電気浸透圧駆動力を変更することにより変更することが出来る。これは、浸透圧のみを基本とする装置では、送出速度を変更することが出来ない。
【００４２】
形成された塩化亜鉛および塩化ナトリウム並びに水分子は、第２の半セル２２内の容積を増加させる。容積の増加により第２の半セル２２内に圧力を発生させ、可動部材７０に力を付与し、第２の半セル２２から横方向に可動部材７０は動き、その結果、制御可能にリザーバー６２から流体を送出する。上記の装置およびプロセスは、ある時間を経た後、水の移送量が抵抗５８の値を変更することによる電流に比例するため、比較的精度良く送出流量を制御できる。それ故、流体送出速度は抵抗５８の値または出力信号を選択することにより制御されるのであって、多孔性保護セパレーター４０の伝達動作を介してハウジング内に侵入する水の量で制御されるものではない。
【００４３】
従来の電気浸透圧流体送出装置は電気浸透圧移送を介して流体送出するのに効果的であるが、一致矛盾の無い流体送出速度が達成されるまでに必要な時間が非常に長い。作動中に、例えば第２の半セル等の半セルの１つの塩濃度が増加することが観測されることがあり、セル内に更なる浸透圧移送が生じて電気浸透圧セルの作動に悪影響を及ぼす。この更なる浸透圧移送は、両半セル内の定常状態濃度が達成されるまでゆっくりと増加する。
【００４４】
本発明では、上記の従来の電気浸透圧流体送出装置における共通の問題点である、遅いスタートアップ現象による影響を最小とする方法を含んでいる。すなわち、本発明において、速い送出のスタートアップを達成するために利用できる種々の方法を記載する。第１の方法は、第１の半セル１２及び第２の半セル２２の何れか一方のセルの濃度を他のセルの濃度より高めて予め濃度勾配が構築された電気浸透圧セルを使用する方法である。第２の方法は、装置の動作開始における第１の半セル１２及び第２の半セル２２間に、コントローラーを使用してより高い電流を負荷し、より速い送出のスタートアップを達成する方法である。
【００４５】
第１の方法では、本発明の流体送出装置６０に対し、装置の作動前にセル１０内に予め濃度差を構築しておく。すなわち、第１の半セル１２及び第２の半セル２２は、それぞれ第１の開始イオン濃度と第２の開始イオン濃度を予め有し、第２の開始イオン濃度は第１の開始イオン濃度よりも高くする。第１の半セル１２及び第２の半セル２２の開始濃度を設定した後、スイッチ５４をオンにし、電気回路を完成させ、電極１４と２４における電極反応を開始させ、外部流体源４２から水を抽出し、最終的にイオン交換膜３０を通過して第２の半セル２２に移送される。すなわち、人体内などの外部環境からの水は多孔性保護膜４０を介して第１の半セル１２内に拡散する。多孔性保護膜４０を使用しない場合は、流体は第１の電極と直接接する。
【００４６】
第２の半セル２２のより高い定常状態のイオン濃度により、装置に電流を流し始めた後直ちに、薬剤などの流体の一定の送出速度が達成できる。すなわち、定常状態の流体送出速度が達成される前の流体送出装置のスタートアップ時において始まるゆっくりした環境的浸透圧の増加による送出速度の変化による影響が、２つの半セル内における異なる定常状態イオン濃度を設定する構成により、最小とすることが出来る。
【００４７】
第２の半セル２２内の予め設定するイオン濃度は定常状態流出速度を決定する。すなわち、より高い濃度に設定すれば、環境的浸透圧がより大きくなるために流出速度は大きくなる。これらは、以下のように、装置の作動前に予め決定することが出来る。定常状態流出速度の決定のため、流体送出装置内の両半セル内のイオン濃度を等しくして（予め濃度調整しないで）通常の作動を行う。流体送出速度が定常状態となった後に、予め調製しておくのに必要な定常状態のイオン濃度が決定される。
【００４８】
スロースタートアップによる影響を最小とする第２の方法は、抵抗などのコントローラーを利用して、第２の半セル２２内の定常状態のイオン濃度を速やかに達成する方法である。この方法は、装置の作動時に、第１の半セル１２と第２の半セル２２との間に負荷する電流を、通常の電流よりも開始時に大きくすることにより達成される。開始初期の電流は、第１の電極１４と第２の電極２４との間の電気抵抗を減らすことで達成できる。初期電流は、所望の定常状態流出速度が達成・維持できるような抵抗値でもって流体送出装置を作動することにより決定できる。所望の定常状態流出速度がもっと速く達成するために、第１の電極１４と第２の電極２４との間により大きな電流が流れる回路とするために、抵抗値を比例して低くする。これにより、定常状態濃度の素早い構築によって、迅速な操作における定常状態流出速度を達成できる。定常状態流出速度を達成した後、流出速度を維持するために、抵抗値を増加させる。
【００４９】
以上、本説明の具体的な実施態様を例示し、記載したが、本発明の思想および要旨を逸脱することなく、上記の実施態様について種々の変更が可能であることは明らかであり、本発明は、特許請求の範囲のみにおいて限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】内部に第１の半セルを有する本発明の流体送出装置の側面断面図
【図２】外部に第１の半セルを有する本発明の他の実施態様の流体送出装置の側面断面図
【図３】第１の電極が装置の外側表面に配置された本発明の他の実施態様の流体送出装置の側面断面図
【符号の説明】
【００５１】
１０：電気浸透圧セル
１２：第１の半セル
１４：第１の電極
２２：第２の半セル
２４：第２の電極
３０：イオン交換膜
３４：支持部材
４０：多孔性保護セパレーター
４２：外部流体源（体液）
５２：コントローラー
５４：作動スイッチ
５６：制御回路
５８：抵抗
６０：電気浸透圧流体送出装置
６２：リザーバー
６６：リザーバー
７０：可動部材
８０：ハウジング
【図１】
2009500556.tif 000003
【図２】
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【図３】
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