(57)【要約】  イオントフォレーシス装置の作用側電極構造体又は非作用側電極構造体中の電極に、例えば導電性ポリマーなどのイオンのドープ又は脱ドープにより電気化学的反応を生じる物質よりなるドーピング層を形成することにより、電極構造体中において生じる電極反応によるガスの発生や好ましくないイオンの生成、或いは通電時における薬剤の化学反応による変質を抑止、或いは少なくとも低減することができるイオントフォレーシス装置が開示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンのドープ又は脱ドープにより電気化学的反応を生じる物質よりなるドーピング層が形成された電極を有する少なくとも一の電極構造体を備えることを特徴とするイオントフォレーシス装置。
【請求項２】
前記ドーピング層が導電性ポリマーを含有することを特徴とする請求項１に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項３】
前記導電性ポリマーが、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン又はポリアセチレン又はこれらの誘導体又はこれらの混合物であることを特徴とする請求項２に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項４】
前記電極構造体が、前記ドーピング層の前面側に配置され、第１導電型の薬剤イオンを含む薬剤液を保持する薬剤液保持部を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項５】
前記電極構造体が、前記薬剤液保持部の前面側に配置された第１導電型の第１イオン交換膜を更に備えることを特徴とする請求項４に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項６】
前記電極構造体が、前記ドーピング層の前面側に配置された第２導電型の第２イオン交換膜を更に備え、
前記薬剤液保持部が、前記第２イオン交換膜の前面側に配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項７】
前記電極構造体が、
前記ドーピング層の前面側に配置された電解液を保持する電解液保持部と、
前記電解液保持部の前面側に配置され、第１導電型の薬剤イオンがドープされた第１導電型の第１イオン交換膜を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項８】
前記電極構造体が、
前記電解液保持部の前面側に配置された第２導電型の第２イオン交換膜を更に備え、
前記第１イオン交換膜が前記第２イオン交換膜の前面側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項９】
前記電極構造体が、
前記ドーピング層の前面側に配置された第２導電型の第２イオン交換膜を更に備え、
前記電解液保持部が前記第２イオン交換膜の前面側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項１０】
前記電極構造体が、
前記ドーピング層の前面側に配置され、第１導電型の薬剤イオンがドープされた第１導電型の第１イオン交換膜を更に備え、
前記ドーピング層に第１導電型のイオンがドープされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項１１】
前記電極構造体が、
前記ドーピング層の前面側に配置された第２導電型の第２イオン交換膜を更に備え、
前記第１イオン交換膜が前記第２イオン交換膜の前面側に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項１２】
前記ドーピング層に第１導電型の薬剤イオンがドープされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項１３】
前記電極構造体が、
前記ドーピング層の前面側に配置された第１導電型の第１イオン交換膜を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項１４】
第１導電型の薬剤イオンを保持する作用側電極構造体と、
前記作用側電極構造体の対極としての非作用側電極構造体とを備えるイオントフォレーシス装置であって、
前記非作用側電極構造体が、
イオンのドープ又は脱ドープにより電気化学的反応を生じる物質よりなるドーピング層が形成された電極を備えることを特徴とするイオントフォレーシス装置。
【請求項１５】
前記非作用側電極構造体が、前記ドーピング層の前面側に配置された第１導電型の第３イオン交換膜を更に備えることを特徴とする請求項１４に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項１６】
前記非作用側電極構造体が、前記ドーピング層の前面側に配置された第２導電型の第３イオン交換膜を更に備え、
前記ドーピング層に第２導電型のイオンがドープされていることを特徴とする請求項１４に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項１７】
前記電極が導電性基材を更に有し、
前記ドーピング層が前記導電性基材上に積層されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項１８】
前記導電性基材が炭素繊維又は炭素繊維紙によなる導電シートであることを特徴とする請求項１７に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項１９】
前記電極が、前記導電シートに取り付けられた端子部材であって、ポリマーマトリクスにカーボンを混入させた前記端子部材を更に有することを特徴とする請求項１８に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項２０】
前記電極が、前記導電シートと一体に形成された、炭素繊維又は炭素繊維紙よりなる延長部を更に有することを特徴とする請求項１８に記載のイオントフォレーシス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオントフォレーシス装置に関し、特に、電極構造体における好ましくない電極反応を抑止ないし抑制できるイオントフォレーシス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオントフォレーシスは、溶液中においてプラス又はマイナスのイオンに解離した薬剤を電圧により駆動して経皮的に生体内に移行させるものであり、患者に対する負担が少なく、薬剤の投与量の制御性に優れるなどの利点を有している。【０００３】
図１０は、上記イオントフォレーシスを行うための装置であるイオントフォレーシス装置の基本的な構成を示す説明図である。【０００４】
図示されるように、イオントフォレーシス装置は、電極１１１と、プラス又はマイナスの薬剤イオンに解離する薬剤の溶液（薬剤液）を保持する薬剤液保持部１１４とを有する作用側電極構造体１１０、電極１２１と、電解液を保持する電解液保持部１２２とを有する非作用側電極構造体１２０、及び電極１１１、１２１に両端を接続された電源１３０を備えており、薬剤液保持部１１４及び電解液保持部１２２を生体皮膚に接触させた状態で電極１１１に薬剤イオンと同一導電型の電圧を、電極１２１にその反対導電型の電圧を印加することで薬剤イオンが生体に投与される。【０００５】
このようなイオントフォレーシス装置における解決課題の一つに電極構造体１１０、１２０中において生じる種々の電極反応がある。【０００６】
例えば、薬剤がプラスの薬剤イオンに解離するカチオン性薬剤である場合には、水の電気分解によって電極１１１においては水素イオンや酸素ガスが発生する場合があり、電極１２１においては水酸基イオンや水素ガスが発生する場合があり、薬剤の種類や通電条件によっては通電時に電極１１１の近傍で薬剤が化学反応を起こして変質する場合があり、更に、薬剤液保持部１１４に塩素イオンが含まれている場合には塩素ガスや次亜塩素酸が発生する場合がある。【０００７】
同様に、薬剤がマイナスの薬剤イオンに解離するアニオン性薬剤である場合には、水の電気分解によって電極１１１においては水酸基イオンや水素ガスが発生する場合があり、電極１２１においては水素イオンや酸素ガスが発生する場合があり、薬剤の種類や通電条件によっては通電時に電極１１１の近傍において薬剤が化学反応を起こして変質する場合があり、更に、電解液保持部１２２に塩素イオンが含まれている場合には塩素ガスや次亜塩素酸が発生する場合がある。【０００８】
電極構造体１１０、１２０において上記のようなガスが発生した場合には、電極１１１、１２１から薬剤液、電解液への通電が阻害されることになり、水素イオン、水酸基イオン、次亜塩素酸が発生した場合には、これらが生体界面に移行することで生体に有害な作用を及ぼすこととなる。また薬剤の変質を生じると、所期の薬効が得られなくなったり、有毒性の物質が生成されるなどの好ましくない状況を生じる場合がある。【０００９】
上記のような問題を解決できるイオントフォレーシス装置として、特許文献１は、陽極に銀電極、陰極に塩化銀電極が使用されるイオントフォレーシス装置を開示している。【００１０】
このイオントフォレーシス装置では、通電によって陽極の銀は酸化されて不溶性の塩化銀となり、陰極では塩化銀が還元されて金属銀となる反応が優先的に生じるため、上記のような電極反応による各種ガスの発生や各種イオンの生成を抑制することができる。【００１１】
しかしながら、このイオントフォレーシス装置では、装置の保管中における銀電極の溶解を防止することが難しく、特にカチオン性の薬剤を投与する装置の場合には、適用できる薬剤の種類が極めて限定されてしまう。また、銀電極から塩化銀が生成される際のモルフォロジー変化が大きいために、そのようなモルフォロジーの変化が装置の特性に影響を与えないための特別の配慮が必要となり、例えば、張り合わせの構造が採用できないなど、装置の形態に大きな制約を生じる問題もある。更に、このイオントフォレーシス装置では、通電時の薬剤の変質の問題は解消されない。【００１２】
上記の問題を解決できる他のイオントフォレーシス装置として、特許文献２は、図１１に示されるイオントフォレーシス装置を開示している。【００１３】
図示されるように、このイオントフォレーシス装置は、電極２１１と、電極２１１に接触する電解液を保持する電解液保持部２１２と、電解液保持部２１２の前面側に配置される第２導電型のイオン交換膜２１３と、イオン交換膜２１３の前面側に配置される第１導電型の薬剤イオンを含む薬剤液を保持する薬剤液保持部２１４と、薬剤液保持部２１４の前面側に配置される第１導電型のイオン交換膜２１５を備える作用側電極構造体２１０と、図１０と同様の非作用側電極構造体２２０及び電極２３０とから構成されている。【００１４】
このイオントフォレーシス装置では、電解液と薬剤液とが第２導電型の第２イオン交換膜２１３によって区画されているため、電解液の組成を薬剤液と独立に選択することが可能である。従って、塩素イオンを含まない電解液を使用することが可能であり、電解液中の電解質として、水の電気分解よりも酸化又は還元電位の低いものを選択することで、水の電気分解に起因する酸素ガスや水素ガス、水素イオンや水酸基イオンの生成を抑止することが可能である。或いは複数種類の電解質を溶解させた緩衝電解液を使用することで、水素イオンや水酸基イオンが生成されることによるｐＨ変化を抑制することも可能である。更に、このイオントフォレーシス装置では、薬剤イオンの電解液保持部への移行が第２イオン交換膜により遮断されるために、通電時の化学反応によって薬剤が変質する問題も解決されている。【００１５】
その反面、特許文献２のイオントフォレーシス装置は、装置を構成する部材数が多く、しかも、電解液保持部２１２及び薬剤液保持部２１４はウェットな状態（含水率が高い状態）での取り扱いが必要になることから、製造の自動化や大量生産化が難しく、或いは製造コストの低減が難しいという問題がある。【００１６】
【特許文献１】米国特許第４７４４７８７号公報
【特許文献２】特許第３０４０５１７号公報
【非特許文献１】緒方 直哉（編）「ＫＳ化学専門書  導電性高分子」、講談社、１９９０年１月発行
【非特許文献２】小林 征男（著）「新材料シリーズ  導電性高分子の最新応用技術」、シーエムシー出版社、２００４年７月発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、電極構造体中における酸素ガス、塩素ガス又は水素ガスの発生を抑止又は抑制することができるイオントフォレーシス装置を提供することをその目的とする。【００１８】
本発明は、電極構造体中における水素イオン、水酸基イオン又は次亜塩素酸の発生を抑止又は抑制することができるイオントフォレーシス装置を提供することをもその目的とする。【００１９】
本発明は、通電時における薬剤の化学反応による変質を抑止又は抑制することができるイオントフォレーシス装置を提供することをもその目的とする。【００２０】
本発明は、上記のようなガス又はイオンの発生、或いは薬剤の変質を抑止又は抑制できるとともに、通電によって電極に大きなモルフォロジーの変化を生じさせないイオントフォレーシス装置を提供することをもその目的とする。【００２１】
本発明は、上記のようなガス又はイオンの発生、或いは薬剤の変質を抑止又は抑制できるとともに、構成が簡略化されたイオントフォレーシス装置を提供することをもその目的とする。【００２２】
本発明は、上記のようなガス又はイオンの発生、或いは薬剤の変質を抑止又は抑制できるとともに、製造の自動化又は大量生産化を行い易いイオントフォレーシス装置を提供することをもその目的とする。【００２３】
本発明は、上記のようなガス又はイオンの発生、或いは薬剤の変質を抑止又は抑制できるとともに、製造コストを低減することが可能なイオントフォレーシス装置を提供することをもその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、イオンのドープ又は脱ドープにより電気化学的反応を生じる物質よりなるドーピング層が形成された電極を有する少なくとも一の電極構造体を備えることを特徴とするイオントフォレーシス装置である。【００２５】
本発明では、電極構造体が備える電極が、イオンのドープ又は脱ドープにより電気化学的反応を生じる物質の層であるドーピング層を有している（以下、このようなドーピング層を有する電極を、「ドーピング電極」という場合がある）。【００２６】
従って、電源から電解液や薬剤液への通電の全部又は多くの部分がドーピング層へのイオンのドープ又は脱ドープによって生じることとなり、その結果、酸素ガス、塩素ガス又は水素ガスなどのガスの発生、或いは水素イオン、水酸基イオン、次亜塩素酸などの好ましくないイオンを発生させる電極反応を抑止し、或いは少なくとも低減することができる。【００２７】
なお、上記の「イオンのドープにより電気化学的反応を生じる」とは、ドーピング層にプラス又はマイナスの電荷を与えた場合に、ドーピング層に接触する電解液や薬剤液などからその電荷の反対に荷電したイオンが取り込まれてドープされる（ドーピング層を構成する物質と結合する）ことにより、与えられた電荷が補償されることをいい、「イオンの脱ドープにより電気化学的反応を生じる」とは、ドーピング層にプラスの電荷を与えた場合に、ドーピング層にドープされているプラスイオンが脱ドープされてドーピング層から放出されることにより、与えられた電荷が補償され、又はドーピング層にマイナスの電荷を与えた場合に、ドーピング層にドープされているマイナスイオンが脱ドープされてドーピング層から放出されることにより、与えられた電荷が補償されることをいう。【００２８】
本発明におけるドーピング層の材料としては典型的には導電性ポリマーであるポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン又はポリアセチレン、或いはこれらの誘導体又はこれらの混合物が使用され、このうちポリアニリンが最も好ましく使用される。本発明のドーピング層に使用可能なポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン又はポリアセチレンの誘導体は、非特許文献１、２に詳述されている。【００２９】
導電性ポリマーの生成方法、或いは導電性ポリマーを製膜する方法は種々のものが公知であり、例えば、酸化重合法で化学合成した粉末状の導電性ポリマーを圧縮形成する方法や、導電性ポリマーをＮ−メチルピロリドンなどの極性有機溶媒を用いてインク状にしたものを成形して溶媒を除去する方法、或いは導電性ポリマーを生成するモノマーの溶液に適当な導電性の基材を浸漬して電解重合を行うことにより基材上に導電性ポリマー層を形成する方法などが知られており、本発明のドーピング層はこれらの任意の方法により形成することができる。【００３０】
この場合、ドーピング層はその全体を導電性ポリマーのみで構成してもよく、導電性ポリマー以外の成分を含んでも構わない。例えば、ドーピング層に引き裂きや破れなどに対する機械的強度を付与するために、適当な織布や不織布に導電性ポリマーを含浸させたものを使用したり、導電性ポリマーと適当な高分子バインダーをブレンドすることが可能であり、或いは導電性ポリマーの導電性の向上させるために、導電性ポリマーにカーボンなどの導電性フィラーを配合することも可能である。【００３１】
導電性ポリマーには、後述の通り、生体に投与するための薬剤イオンや、第１イオン交換膜にドープされた薬剤イオンを置換するためのイオンがドープされる場合がある他、導電性ポリマーの導電性の向上を目的として、電子受容体又は電子供与体としてのイオンをドープすることもできる。【００３２】
なお、導電性ポリマー以外で本発明のドーピング層として使用できる材料としては、例えば黒煙やグラファイトなどのカーボン材料を挙げることができる。【００３３】
ドーピング電極を有する電極構造体は、請求項１４の発明に関して後述するように、そのままで非作用側電極構造体として使用することが可能であるが、同時に、ドーピング電極を有する電極構造体は、使用前にドーピング層に薬剤イオンをドープすれば作用側電極構造体として使用することも可能である。【００３４】
即ち、適当な濃度で薬剤イオンを含む薬剤液にドーピング層を浸漬した状態で、薬剤イオンの反対導電型の電圧をドーピング電極に印加して通電を行うことで、薬剤イオンをドーピング層にドープすることができる。【００３５】
そして、薬剤イオンがドープされたドーピング層を生体皮膚に当接させた状態で薬剤イオンと同一導電型の電圧をドーピング電極に印加することで薬剤イオンを生体に投与することができる。【００３６】
この場合、ドーピング電極から生体への通電の全部又は一部は、ドーピング層の薬剤イオンが脱ドープされて生体に移行することにより生じるため、上述のガスや好ましくないイオンの生成が抑止され、或いは少なくとも低減される。【００３７】
更に、薬剤イオンがドープされたドーピング層は、薬剤イオンと同一導電型のイオン交換膜として機能する。即ち、プラスの薬剤イオンをドーピング層にドープすることで、ドーピング層に、プラスのイオンの通過を許容し、マイナスのイオンの通過を遮断するイオン交換機能が付与される。同様に、マイナスの薬剤イオンをドーピング層にドープすることで、ドーピング層に、マイナスのイオンの通過を許容し、プラスのイオンの通過を遮断するイオン交換機能が付与される。【００３８】
従って、上記の薬剤イオンの生体への投与に際して、生体対イオン（生体表面又は生体内に存在するイオンであって、薬剤イオンとは反対導電型に荷電したイオン）のドーピング層への移行が遮断されることになり、これにより消費される電流量が低減し、薬剤の投与効率を上昇させることができる。【００３９】
なお、ドーピング電極を有する電極構造体を、上記のような態様で作用側電極構造体として使用する場合におけるドーピング層への薬剤イオンのドープは、イオントフォレーシス装置又は作用側電極構造体の製造の段階から使用（生体への薬剤投与）の直前の段階までのいつの時点において行っても構わない。【００４０】
イオントフォレーシス装置は、上記の通り、生体に投与すべき薬剤を保持する作用側電極構造体と、その対極としての役割を有する非作用側電極構造体とを有することが通常であるが、この場合には、本発明のイオントフォレーシス装置は、作用側電極構造体と非作用側電極構造体の少なくとも一方を、ドーピング電極を有する電極構造体としたものであり、好ましくは、この双方をドーピング電極を有する電極構造体とすることができる。【００４１】
イオントフォレーシス装置の種類によっては、電源の両極に接続される２つの電極構造体の双方に生体に投与すべき薬剤が保持される場合があり（この場合は双方の電極構造体が、作用側電極構造体であるとともに非作用側電極構造体である）、或いは電源のそれぞれの極に複数の電極構造体が接続される場合もあるが、そのような場合は、本発明のイオントフォレーシス装置は、これらの電極構造体の少なくとも一つを、ドーピング電極を有する電極構造体としたものであり、好ましくは、その全てをドーピング電極を有する電極構造体とすることができる。【００４２】
ドーピング電極を有する電極構造体は、極めてシンプルな構造であるから、作用側電極構造体、及び／又は、非作用側電極構造体としてドーピング電極を有する電極構造体を備えるイオントフォレーシス装置は、生産の自動化や大量生産化が容易であり、製造コストを大幅に低減することが可能である。【００４３】
請求項１〜３の発明においては、前記電極構造体が、ドーピング層の前面側に配置され、第１導電型の薬剤イオンを含む薬剤液を保持する薬剤液保持部を更に備えることができる（請求項４）。【００４４】
かかる電極構造体は、イオントフォレーシス装置における作用側電極構造体として使用することができ、薬剤液保持部を生体皮膚に当接させた状態でドーピング電極に第１導電型の電圧を印加することにより、薬剤液保持部の薬剤イオンが生体に投与される。【００４５】
この場合、薬剤液保持部中の第２導電型のイオンがドーピング層に取り込まれてドープされることによりドーピング電極から薬剤液保持部への通電が生じるため、上述のガスや好ましくないイオンの発生を抑制することができる。【００４６】
ドーピング層には、予め第１導電型のイオンをドープしておくことも可能であり、その場合には、上記薬剤液保持部の第２導電型のイオンのドープ、及びドーピング層の第１導電型のイオンの脱ドープによってドーピング電極から薬剤液保持部への通電が生じることになる。なお、この点は、請求項７等の発明でも同様である。【００４７】
ドーピング層への第１導電型のイオンのドープは、適当な濃度の当該第１導電型のイオンを含む電解液中にドーピング層を浸漬した状態で、ドーピング電極に第２導電型の電圧を印加して通電することにより行うことができる。【００４８】
上記請求項４の発明では、前記電極構造体が、前記薬剤液保持部の前面側に配置された第１導電型の第１イオン交換膜を更に備えることが好ましい（請求項５）。【００４９】
かかる構成の電極構造体では、第１イオン交換膜を生体皮膚に当接させた状態でドーピング電極に第１導電型の電圧を印加することにより、薬剤液保持部の薬剤イオンが第１イオン交換膜を介して生体に投与される。【００５０】
この場合、生体対イオンの薬剤液保持部への移行が第１イオン交換膜によって遮断されるため、薬剤イオンの投与効率の上昇という追加的な効果を得ることができる。【００５１】
上記請求項４又は５の発明では、前記電極構造体が、前記ドーピング層の前面側に配置された第２導電型の第２イオン交換膜を更に備え、前記薬剤液保持部が、前記第２イオン交換膜の前面側に配置されることが好ましい（請求項６）
かかる構成の電極構造体では、上記と同様の態様で薬剤の生体への投与が行われることに加えて、第２イオン交換膜が薬剤イオンのドーピング電極側への移行を遮断するため、通電中のドーピング電極近傍における薬剤の変質が防止ないし抑制される。【００５２】
この場合、第２イオン交換膜はドーピング層と一体に接合されていることが好ましく、これにより、ドーピング層と第２イオン交換膜の通電性を良好にし、また電極構造体の組立作業を簡略化することができる。従って、電極構造体の製造の自動化や大量生産化が容易となり、或いは製造コストの低減を図ることが可能になる。【００５３】
第２イオン交換膜とドーピング層の接合は、熱圧着などによって行うことができる他、第２イオン交換膜上で、上記の各種の方法によってドーピング層を製膜することによっても行うことができる。【００５４】
請求項１〜３の発明においては、前記電極構造体が、前記ドーピング層の前面側に配置された電解液を保持する電解液保持部と、前記電解液保持部の前面側に配置され、第１導電型の薬剤イオンがドープされた第１導電型の第１イオン交換膜を更に備えることができる（請求項７）。【００５５】
かかる電極構造体は、イオントフォレーシス装置における作用側電極構造体として使用することができ、第１イオン交換膜を生体皮膚に当接させた状態でドーピング電極に第１導電型の電圧を印加することにより、第１イオン交換膜にドープされた薬剤イオンを生体に投与することができる。【００５６】
ここで、電解液保持部の電解液は、第１イオン交換膜中の薬剤イオンを置換するための第１導電型のイオン（以下、電解液中の第１導電型のイオンを「第１電解イオン」という。）を供給する役割と、ドーピング層にドープするための第２導電型のイオン（以下、電解液中の第２導電型のイオンを「第２電解イオン」という。）を供給する役割を果たす。【００５７】
即ち、第２電解イオンがドーピング層に取り込まれてドープされることによってドーピング電極から電解液保持部への通電が生じ、第１イオン交換膜中の薬剤イオンは、電解液保持部からの第１電解イオンに置換されることで生体への移行が可能となる。【００５８】
本発明における薬剤イオンの第１イオン交換膜へのドープは、適当な濃度の薬剤イオンを含む薬剤液に、第１イオン交換膜を所定時間浸漬することで行うことができ、この場合の薬剤イオンの濃度や浸漬時間、浸漬回数を調整することにより、第１イオン交換膜への薬剤イオンのドープ量を制御することが可能である。【００５９】
なお、第１電解イオンの移動度が薬剤イオンに比して大きい場合には、薬剤イオンの生体への移行よりも、第１電解イオンの生体への移行が優先的に生じて薬剤の投与効率が低下する場合があるため、電解液保持部の電解液は、第１電解イオンの移動度が薬剤イオンの移動度と同程度か、或いはそれよりも小さい組成を選択することが好ましい。或いは電解液保持部の第１電解イオンを薬剤イオンとすることで上記のような投与効率の低下を防止することもできる。【００６０】
本発明では、第１イオン交換膜により生体対イオンの電解液保持部への移行が遮断されるために、薬剤イオンの投与効率を上昇させることが可能であり、生体皮膚に直接接触させる部材である第１イオン交換膜に薬剤イオンが保持されているために、薬剤イオンの投与効率を一層上昇させることが可能である。【００６１】
また、薬剤イオンが第１イオン交換膜にドープされる形態で（イオン交換膜中のイオン交換基に結合した状態で）保持されるため、保存中における薬剤イオンの安定性が高くなり、安定化剤、抗菌剤、防腐剤などの使用量の低減又は装置の保存期間の延長が可能となる。また、薬剤イオンのドープ量は厳密に調整することが可能であるため、薬剤投与の安全性を高めることが可能である。更に、従来ウェットな状態での取り扱いが必要であった薬剤液保持部に代えて、薬剤イオンがドープされた第１イオン交換膜が使用されるため、電極構造体の組立作業を容易化することができ、従って、電極構造体の製造の自動化や大量生産化が容易となり、或いは製造コストの低減を図ることが可能になる。【００６２】
上記請求項７の発明では、前記電極構造体が、前記電解液保持部の前面側に配置された第２導電型の第２イオン交換膜を更に備え、前記第１イオン交換膜が前記第２イオン交換膜の前面側に配置されることが好ましい（請求項８）。【００６３】
かかる電極構造体では、上記と同様の態様で薬剤の生体への投与が行われることに加え、薬剤イオンの電解液保持部への移動が第２イオン交換膜により遮断されるため、通電の際における薬剤の変質を防止できるという追加的な効果が達成される。【００６４】
ただし、第２イオン交換膜の輸率が１である場合には、第１電解イオンが第１イオン交換膜に移行して薬剤イオンを置換することができないため、本発明における第２イオン交換膜には、ある程度輸率が低いもの（例えば、輸率が０．７〜０．９５など）が使用されるが、そのような輸率の低い第２イオン交換膜を使用した場合でも、薬剤イオンの電解液保持部への移行は十分に抑止することが可能である。【００６５】
なお、ここでの輸率は、電解液保持部に保持される電解液と、適当な濃度の薬剤イオン及び薬剤対イオンを含む薬剤液（例えば、第１イオン交換膜への薬剤イオンのドープに使用した薬剤液）の間に第２イオン交換膜を配置した状態で、電解液側に第１導電型の電圧を印加したときに第２イオン交換膜を介して運ばれる総電荷のうち、薬剤対イオンが第２イオン交換膜を通過することにより運ばれる電荷量の割合として定義される。【００６６】
請求項８の発明では、通電条件などによって第１、第２イオン交換膜の界面において水の電気分解を生じる場合があるため、これを防止するために、第１、第２イオン交換膜の間に少なくとも第１電解イオンの通過を許容できる半透膜を介在させることができる。【００６７】
また請求項８における第２イオン交換膜は、半透膜に置換することも可能であり、その半透膜として、薬剤イオンの通過を遮断する一方で、第１電解イオンの通過を許容できる分子量分画特性を有するものを使用することで、請求項８の発明と同様の効果を達成することができる。【００６８】
上記第２イオン交換膜／第１イオン交換膜の界面、第２イオン交換膜／半透膜／第１イオン交換膜の界面、及び／又は、半透膜／第１イオン交換膜の界面は、熱圧着などにより一体に接合することが可能であり、これにより、請求項６について上記したと同様の効果を達成することができる。【００６９】
上記請求項７の発明では、前記電極構造体が、前記ドーピング層の前面側に配置された第２導電型の第２イオン交換膜を更に備え、前記電解液保持部が前記第２イオン交換膜の前面側に配置されることが好ましい（請求項９）。【００７０】
かかる電極構造体では、請求項７の発明と同様の態様で薬剤の生体への投与が行われることに加え、薬剤イオンのドーピング電極への移行が第２イオン交換膜により遮断されるため、通電の際における薬剤の変質を防止できるという追加的な効果が達成される。【００７１】
請求項９における第２イオン交換膜は、半透膜に置換することも可能であり、その半透膜として、薬剤イオンの通過を遮断する一方で、第１電解イオンの通過を許容できる分子量分画特性を有するものを使用することで、請求項９の発明と同様の効果を達成することができる。【００７２】
上記ドーピング電極／第２イオン交換膜の界面又はドーピング電極／半透膜の界面は、請求項６について上記したと同様にして一体に接合することが可能であり、これにより、請求項６について上記したと同様の効果を達成することができる。【００７３】
請求項１〜３の発明においては、前記電極構造体が、前記ドーピング層の前面側に配置され、第１導電型の薬剤イオンがドープされた第１導電型の第１イオン交換膜を更に備え、前記ドーピング層に第１導電型のイオンがドープされていることが好ましい（請求項１０）。【００７４】
かかる電極構造体は、イオントフォレーシス装置における作用側電極構造体として使用することができ、第１イオン交換膜を生体皮膚に当接させた状態でドーピング電極に第１導電型の電圧を印加することにより、ドーピング層中の第１導電型のイオンが第１イオン交換膜に移行し、このイオンによって置換された第１イオン交換膜中の薬剤イオンが生体内に移行する。【００７５】
この場合、ドーピング電極から第１イオン交換膜への通電は、ドーピング層中の第１導電型のイオンの第１イオン交換膜への移行により生じるため、上述のガスや好ましくないイオンの発生を抑止することができる。【００７６】
本発明では、薬剤イオンがドープされた第１導電型のイオン交換膜から薬剤イオンが生体に投与されるため、請求項７の発明と同様に薬剤の投与効率の上昇、薬剤イオンの安定性の向上などの効果が達成される。【００７７】
しかも本発明では、薬剤イオンを置換するための第１導電型のイオンがドーピング層にドープされているために、請求項７の発明における電解液保持部を省略でき、電極構造体の組み立てに際して、ウェットな部材を取り扱う必要性が完全に解消できる。更に、組み立てに必要な部材は、ドーピング電極と第１イオン交換膜の２つだけである。従って、本発明では、電極構造体の組立作業が極めて簡略化され、電極構造体の製造の自動化や大量生産化が極めて容易となり、或いは製造コストの大幅な低減を図ることが可能である。【００７８】
本発明におけるドーピング層への第１導電型のイオンのドープは、請求項４について上記したと同様の態様で行うことができ、第１イオン交換膜への薬剤イオンのドープは請求項７について上記したと同様の態様で行うことができる。【００７９】
また、請求項７について上記したと同様の理由により、ドーピング層にドープする第１導電型のイオンは、薬剤イオンと同程度か、或いはそれよりも小さい移動度を有するイオンとすることが好ましい。【００８０】
上記ドーピング電極／第１イオン交換膜の界面は、熱圧着などにより一体に接合することが可能であり、これにより、請求項６について上記したと同様の効果を達成することができる。【００８１】
上記請求項１０の発明では、前記電極構造体が、前記ドーピング層の前面側に配置された第２導電型の第２イオン交換膜を更に備え、前記第１イオン交換膜が前記第２イオン交換膜の前面側に配置されていることが好ましい（請求項１１）。【００８２】
かかる電極構造体では、請求項１０の発明と同様の効果が達成されることに加え、第２イオン交換膜により薬剤イオンのドーピング層への移行が遮断されるため、通電中における薬剤の変質が防止されるという追加的な効果が達成される。【００８３】
なお、本発明における第２イオン交換膜は、請求項７について上記したと同様の理由により、請求項７の場合と同様のある程度輸率が低いイオン交換膜（例えば、輸率が０．７〜０．９５など）が使用される。【００８４】
請求項１０の発明における第２イオン交換膜は、半透膜に置換することも可能であり、その半透膜として、薬剤イオンの通過を遮断する一方で、第１電解イオンの通過を許容できる分子量分画特性を有するものを使用することで、請求項１０の発明と同様の効果を達成することができる。【００８５】
上記ドーピング電極と第２イオン交換膜又は半透膜との界面、及び／又は、第２イオン交換膜又は半透膜と第１イオン交換膜の界面は、熱圧着などにより一体に接合することが可能であり、これにより、請求項６について上記したと同様の効果を達成することができる。【００８６】
請求項１〜３の発明においては、前記ドーピング層に第１導電型の薬剤イオンをドープすることが可能である（請求項１２）。【００８７】
かかる電極構造体は、イオントフォレーシス装置における作用側電極構造体として使用することができ、ドーピング層を生体皮膚に当接させた状態でドーピング電極に第１導電型の電圧を印加することにより、ドーピング層の薬剤イオンを生体に投与することができる。【００８８】
この場合、ドーピング電極から生体皮膚への通電は、ドーピング層にドープされた薬剤イオンが脱ドープされて生体に移行することによって生じるため、上述のガスや好ましくないイオンの発生を抑止することができる。【００８９】
かかる構成では、作用側電極構造体を単一の部材（ドーピング電極）で構成することが可能であり、製造工程の大幅な簡略化が達成され、大量生産化や製造コストの低減を容易に実現することができる。【００９０】
なお、第１導電型の薬剤イオンがドープされたドーピング層は、第１導電型のイオン交換膜として機能するため、薬剤の投与に際しての生体対イオンのドーピング層への移行が遮断されることとなり、薬剤の投与効率の面でも優れた特性を得ることができる。【００９１】
ドーピング層への薬剤イオンのドープは、薬剤イオンを含む適当な濃度の薬剤液にドーピング層を浸漬した状態で、ドーピング電極に第２導電型の電圧を印加して通電することにより行うことができる。【００９２】
請求項１〜３の発明においては、前記電極構造体が、前記ドーピング層の前面側に配置された第１導電型の第１イオン交換膜を更に備えることが可能である（請求項１３）。【００９３】
かかる電極構造体は、第１イオン交換膜、或いは第１イオン交換膜及びドーピング層に薬剤イオンをドープすることによって、イオントフォレーシス装置における作用側電極構造体として使用することが可能であり、第１イオン交換膜を生体皮膚に当接させた状態でドーピング電極に第１導電型の電圧を印加することにより、第１イオン交換膜、或いは第１イオン交換膜及びドーピング層にドープされた薬剤イオンを生体に投与することができる。【００９４】
第１イオン交換膜への薬剤イオンのドープは、薬剤イオンを含む適当な濃度の薬剤液にドーピング層を浸漬した状態で、ドーピング電極に第２導電型の電圧を印加して通電することにより行うことができる。【００９５】
この場合、薬剤液からの薬剤イオンによって置換された第１イオン交換膜中のイオン交換基に結合していたプラスイオンは、ドーピング層に移行してドープされる。或いは、このドープを行う条件によっては、薬剤液の薬剤イオンもドーピング層にドープされる。【００９６】
薬剤の投与に際のドーピング電極から第１イオン交換膜への通電は、上記よりドーピング層にドープされたプラスイオン或いは薬剤イオンが第１イオン交換膜に移行することにより生じるため、上述のガスや好ましくないイオンの発生を抑止することができる。第１イオン交換膜にドープされた薬剤イオンは、ドーピング層から移行するイオンに置換されて生体に移行する。【００９７】
また、生体対イオンのドーピング層への移行が第１イオン交換膜により遮断されるため、薬剤の投与効率を上昇させることができる。【００９８】
しかも、本発明では、請求項１２の発明と異なり、ドーピング層を直接生体皮膚に接触させる構成ではないため、生体皮膚に直接接触させることが好ましくないドーピング層が使用される場合であっても、安全に薬剤の投与を行うことができる。【００９９】
本発明では、電極構造体がドーピング電極と第１イオン交換膜の２つの部材だけから構成され、しかも作用側電極構造体の組み立てに際してウェットな部材を取り扱う必要がない。従って、本発明では、電極構造体の組立作業が極めて簡略化され、電極構造体の製造の自動化や大量生産化が極めて容易となり、或いは製造コストの大幅な低減を図ることが可能である。【０１００】
上記第１イオン交換膜への薬剤イオンのドープは、イオントフォレーシス装置の製造の段階から使用（生体への薬剤投与）の直前の段階までのいつの時点において行っても構わない。【０１０１】
上記ドーピング電極／第１イオン交換膜の界面は、熱圧着などにより一体に接合することが可能であり、これにより、請求項６について上記したと同様の効果を達成することができる。【０１０２】
本発明は、第１導電型の薬剤イオンを保持する作用側電極構造体と、
前記作用側電極構造体の対極としての非作用側電極構造体とを備えるイオントフォレーシス装置であって、
前記非作用側電極構造体が、
イオンのドープ又は脱ドープにより電気化学的反応を生じる物質よりなるドーピング層が形成された電極を備えることを特徴とするイオントフォレーシス装置とすることもできる（請求項１４）。【０１０３】
かかるイオントフォレーシス装置では、薬剤の投与の際に、非作用側電極構造体のドーピング電極に第２導電型の電圧が印加されるが、このときの非作用側電極構造体での水素ガス、酸素ガス又は塩素ガスなどのガスの発生、或いは水素イオン、水酸基イオン、次亜塩素酸などの好ましくないイオンの発生を抑止することができる。【０１０４】
即ち、非作用側電極構造体における通電は、ドーピング層に第２導電型のイオンがドープされていない場合には、生体皮膚上又は生体内の第１導電型のイオンがドーピング層に移行してドープされることにより生じ、ドーピング層に第２導電型のイオンがドープされている場合には、これに加えてドーピング層の第２導電型のイオンが脱ドープされて生体側に移行することにより通電が生じる。【０１０５】
本発明における作用側電極構造体は、請求項４などの発明のように薬剤液を保持する薬剤液保持部において薬剤イオンを保持しても良く、請求項７、１０、１２などの発明のように薬剤イオンを第１イオン交換膜又はドーピング層にドープさせて保持しても良い。また本発明の作用側電極構造体は、必ずしもドーピング電極を有する必要はない。【０１０６】
上記請求項１４の発明においては、前記非作用側電極構造体が、前記ドーピング層の前面側に配置された第１導電型の第３イオン交換膜を更に備えることが好ましい（請求項１５）。【０１０７】
かかる電極構造体では、第３イオン交換膜を生体皮膚に当接させた状態で通電が行われるため、ドーピング層を皮膚に直接接触させることなく薬剤イオンの投与を行いうるイオントフォレーシス装置が実現される。【０１０８】
なお、この非作用側電極構造体における通電は、主として生体皮膚上又は生体内の第１導電型のイオンがドーピング層に移行してドープされることにより生じる。【０１０９】
上記請求項１４の発明においては、前記非作用側電極構造体が、前記ドーピング層の前面側に配置された第２導電型の第３イオン交換膜を更に備え、前記ドーピング層に第２導電型のイオンがドープされていることが好ましい（請求項１６）。【０１１０】
かかる電極構造体では、請求項１５の発明と同様に、ドーピング層を皮膚に直接接触させることなく薬剤イオンの投与を行いうるイオントフォレーシス装置が実現される。【０１１１】
なお、この非作用側電極構造体における通電は、主としてドーピング層の第２導電型のイオンが脱ドープされて生体側に移行することにより生じる。【０１１２】
上記請求項１５、１６の発明におけるドーピング電極／第３イオン交換膜の界面は、熱圧着などにより一体に接合することが可能であり、これにより、請求項６について上記したと同様の効果を達成することができる。【０１１３】
上記請求項１４の発明においては、前記非作用側電極構造体が、前記ドーピング層の前面側に配置された電解液を保持する第２電解液保持部を更に備えることも可能であり、この場合には、第２電解液保持部の第１電解イオンがドーピング層に移行してドープされ、第２電解イオンが生体に移行するなどにより通電が生じる。【０１１４】
請求項１〜１６におけるドーピング電極は、導電性基材を更に有し、前記ドーピング層が前記導電性基材上に積層されたものとすることが好ましい（請求項１７）。【０１１５】
上記した通り、ドーピング層は、電子受容体又は電子供与体としてのイオンをドープすることでその導電性を高めることが可能ではあるが、ドーピング層を導電性基材上に設けることによりドーピング電極の面抵抗をより小さくし、ドーピング層から均等な電流密度での通電が生じるようにすることで、より効率の高い薬剤投与を行いうるイオントフォレーシス装置を実現できる。【０１１６】
なお、導電性基材上へのドーピング層の形成は、例えば、粉末状の導電性ポリマーに適当なバインダーポリマーを配合したものや、導電性ポリマーを適当な極性有機溶媒中に溶解したものを導電性基材上に塗布して硬化、溶媒除去等を行うことにより、或いは導電性ポリマーを生成するモノマーの溶液に導電性基材を浸漬して電解重合を行うことにより行うことができる。【０１１７】
請求項１７の発明では、前記導電性基材が炭素繊維又は炭素繊維紙よりなる導電シートであることが好ましい（請求項１８）。【０１１８】
この場合には、金属製の部材を使用することなくドーピング電極を形成することが可能であるため、そのような金属製の部材から溶出した金属イオンが生体に移行して健康被害を生じることを防止でき、炭素繊維又は炭素繊維紙は面抵抗が低い素材であるため、ドーピング層から均等な電流密度での通電を生じさせることが可能であり、炭素繊維又は炭素繊維紙は柔軟性の高い素材であるため、生体皮膚の凹凸や生体の動きに追随できる柔軟性のある電極構造体を備えるイオントフォレーシス装置を提供することが可能になる。【０１１９】
この場合、本願出願人による特願２００４−３１７３１７号や特願２００５−２２２８９２号に記載の電極を使用することが可能である。【０１２０】
即ち、上記請求項１８の発明では、前記電極が、前記導電シートに取り付けられた端子部材であって、ポリマーマトリクスにカーボンを混入させた前記端子部材を更に有することができ（請求項１９）、或いは前記電極が、前記導電シートと一体に形成された、炭素繊維又は炭素繊維紙よりなる延長部を更に有することができる。【０１２１】
本明細書において「薬剤」の語は、調製されているか否かに関わらず、一定の薬効又は薬理作用を有し、病気の治療、回復、予防、健康の増進、維持などの目的で生体に適用される物質の意味で用いている。【０１２２】
本明細書における「薬剤イオン」は、薬剤がイオン解離することにより生じるイオンであって、薬効又は薬理作用を担うイオンを意味し、「薬剤対イオン」は、薬剤イオンの対イオンを意味する。薬剤の薬剤イオンへの解離は、薬剤を水、アルコール類、酸、アルカリなどの溶媒に溶解させることにより生じるものであっても良く、更に電圧の印加やイオン化剤の添加等を行うことにより生じるものであっても良い。【０１２３】
本明細書における「皮膚」は、イオントフォレーシスによる薬剤投与を行い得る生体表面を意味しており、例えば口腔内の粘膜なども含まれる。「生体」は人又は動物を意味する。【０１２４】
本発明における「第１導電型」は、プラス又はマイナスの電気極性を意味し、「第２導電型」は第１導電型と反対の導電型（マイナス又はプラス）を意味する。【０１２５】
本発明における電解液保持部の電解液に含まれる第１電解イオン、第２電解イオンは必ずしもそれぞれ単一種類である必要はなく、いずれか一方又は双方が複数種類であっても構わない。同様に、薬剤液保持部に含まれる薬剤イオン、或いは第１イオン交換膜やドーピング層にドープされる薬剤イオンは必ずしも単一種類である必要はなく、複数種類であっても構わない。【０１２６】
イオン交換膜には、イオン交換樹脂を膜状に形成したものの他、イオン交換樹脂をバインダーポリマー中に分散させ、これを加熱成型などにより製膜することで得られる不均質イオン交換膜や、イオン交換基を導入可能な単量体、架橋性単量体、重合開始剤などからなる組成物や、イオン交換基を導入可能な官能基を有する樹脂を溶媒に溶解させたものを、布や網、或いは多孔質フィルムなどの基材に含浸充填させ、重合又は溶媒除去を行った後にイオン交換基の導入処理を行うことにより得られる均質イオン交換膜など各種のものが知られている。本発明のイオン交換膜には、これらの任意のイオン交換膜が使用できるが、これらのうち、多孔質フィルムの孔中にイオン交換樹脂を充填したタイプのイオン交換膜が特に好適に使用される。【０１２７】
より具体的には、カチオン交換膜としては、（株）トクヤマ製ネオセプタＣＭ−１、ＣＭ−２、ＣＭＸ、ＣＭＳ、ＣＭＢなどの陽イオン交換基が導入されたイオン交換膜が使用でき、アニオン交換膜としては、例えば、（株）トクヤマ製ネオセプタＡＭ−１、ＡＭ−３、ＡＭＸ、ＡＨＡ、ＡＣＨ、ＡＣＳなどの陰イオン交換基が導入されたイオン交換膜を使用できる。【０１２８】
本明細書における「第１導電型のイオン交換膜」は、第１導電型のイオンを選択的に通過させる機能を有するイオン交換膜を意味する。即ち、第１導電型がプラスである場合には「第１導電型のイオン交換膜」はカチオン交換膜であり、第１導電型がマイナスである場合には「第１導電型のイオン交換膜」はアニオン交換膜である。【０１２９】
同様に、「第２導電型のイオン交換膜」は、第２導電型のイオンを選択的に通過させる機能を有するイオン交換膜を意味する。即ち、第２導電型がプラスである場合には「第２導電型のイオン交換膜」はカチオン交換膜であり、第２導電型がマイナスである場合には「第２導電型のイオン交換膜」はアニオン交換膜である。【０１３０】
カチオン交換膜に導入される陽イオン交換基としては、スルホン酸基、カルボン酸基、ホスホン酸基等を挙げることができ、強酸性基であるスルホン酸基を使用することにより、輸率の高いカチオン交換膜を得ることができるなど、導入する陽イオン交換基の種類によってイオン交換膜の輸率を制御することが可能である。【０１３１】
アニオン交換膜に導入される陰イオン交換基としては、１〜３級アミノ基、４級アンモニウム基、ピリジル基、イミダゾール基、４級ピリジニウム基、４級イミダゾリウム基等を挙げることができ、強塩基性基である４級アンモニウム基や４級ピリジニウム基を使用することにより、輸率の高いアニオン交換膜を得ることができるなど、導入する陰イオン交換基の種類によってイオン交換膜の輸率を制御することが可能である。【０１３２】
陽イオン交換基の導入処理としては、スルホン化、クロロスルホン化、ホスホニウム化、加水分解などの種々の手法が、また陰イオン交換基の導入処理としては、アミノ化、アルキル化などの種々の手法が知られているが、このイオン交換基の導入処理の条件を調整することにより、イオン交換膜の輸率を調整することが可能である。【０１３３】
また、イオン交換膜中のイオン交換樹脂量や膜のポアサイズなどによってもイオン交換膜の輸率を調整することが可能である。例えば、多孔質フィルム中にイオン交換樹脂が充填されたタイプのイオン交換膜の場合にあっては、０．００５〜５．０μｍ、より好ましくは０．０１〜２．０μｍ、最も好ましくは０．０２〜０．２μｍの平均孔径（バブルポイント法（ＪＩＳ Ｋ３８３２−１９９０）に準拠して測定される平均流孔径）の多数の小孔が、２０〜９５％、より好ましくは３０〜９０％、最も好ましくは３０〜６０％の空隙率で形成された５〜１４０μｍ、より好ましくは１０〜１２０μｍ、最も好ましくは１５〜５５μｍの膜厚を有する多孔質フィルムを使用し、５〜９５質量％、より好ましくは１０〜９０質量％、特に好ましくは２０〜６０質量％の充填率でイオン交換樹脂を充填させたイオン交換膜を使用することができるが、これらの多孔質フィルムが有する小孔の平均孔径、空隙率、イオン交換樹脂の充填率によってもイオン交換膜の輸率を調整することが可能である。【０１３４】
本明細書において第１導電型又は第２導電型のイオン交換膜について述べる「イオンの通過の遮断」は、必ずしも一切のイオンを通過させないことを意味するのではなく、例えば、ある程度の速度をもってイオンの通過が生じる場合であっても、その程度が小さいが故に実用上十分な期間に渡って装置を保存しても通電の際に薬剤の電極近傍での変質が生じない程度に薬剤イオンの通過が抑制され、或いは薬剤の投与効率を十分に高めることができる程度に生体対イオンの通過が抑制される場合などが含まれる。【０１３５】
同様に、本明細書において第１導電型又は第２導電型のイオン交換膜について述べる「イオンの通過の許容」は、イオンの通過に一切の制約が生じないことを意味するのではなく、イオンの通過がある程度制限される場合であっても、反対導電型のイオンに比較して十分に高い速度又は量をもって通過させる場合を含む。【０１３６】
本明細書において半透膜について述べる「イオンの通過の遮断」、「イオンの通過の許容」も上記と同様であり、イオンを一切通過させないことや、イオンの通過に一切の制限を生じないことを意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の一実施形態に係るイオントフォレーシス装置の概略構成を示す説明図。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係るイオントフォレーシス装置の作用側電極構造体の構成を示す断面説明図。
【図３】（Ａ）は、本発明のイオントフォレーシス装置に使用される電極の特性評価に使用した測定セルの構成を示す説明図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、同測定セルを用いたクロノポテンショメトリー及びサイクリックボルタモグラムの測定結果を示す説明図。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係るイオントフォレーシス装置の作用側電極構造体の構成を示す断面説明図。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るイオントフォレーシス装置の作用側電極構造体の構成を示す断面説明図。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るイオントフォレーシス装置の作用側電極構造体の構成を示す断面説明図。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係るイオントフォレーシス装置の非作用側電極構造体の構成を示す断面説明図。
【図８】（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るイオントフォレーシス装置に使用される電極の平面図。（Ｂ）はそのＡ−Ａ断面図。（Ｃ）はその変形例を示す断面図。
【図９】（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るイオントフォレーシス装置に使用される他の態様の電極の平面図。（Ｂ）はそのＡ−Ａ断面図。（Ｃ）はこの電極を容器に収容した状態を示す断面図。
【図１０】従来のイオントフォレーシス装置の構成を示す説明図。
【図１１】従来の他のイオントフォレーシス装置の構成を示す説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１３８】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。【０１３９】
図１は、本発明に係るイオントフォレーシス装置Ｘの概略構成を示す説明図である。【０１４０】
なお、以下では、説明の便宜上、薬効成分がプラスの薬剤イオンに解離する薬剤（例えば、塩酸リドカインや塩酸モルヒネなど）を投与するためのイオントフォレーシス装置を例として説明するが、薬効成分がマイナスの薬剤イオンに解離する薬剤（例えば、アスコルビン酸など）を投与するためのイオントフォレーシス装置の場合は、以下の説明における電源の極、各イオン交換膜の導電型、及びドーピング層やカチオン交換膜にドープされるイオンの導電型を逆転させることで、以下の実施態様と実質的に同一の効果を達成できるイオントフォレーシス装置を構成することができる。【０１４１】
図示されるように、イオントフォレーシス装置Ｘは、電源３０と、電源３０のプラス極と給電線３１により接続された作用側電極構造体１０及び電源３０のマイナス極と給電線３２により接続された非作用側電極構造体２０から構成されている。【０１４２】
作用側電極構造体１０及び非作用側電極構造体２０は、上壁１６ｕ、２６ｕ及び外周壁１６ｓ、２６ｓとからなる容器１６、２６であって、その内部に以下に述べる各種の構造を収容できる空間が形成され、下面１６ｂ、２６ｂが開放された容器１６、２６を備えている。【０１４３】
この容器１６、２６はプラスチックなどの任意の素材から形成することができるが、好ましくは内部からの水分の蒸発や外部からの異物の侵入を防ぐことができ、皮膚の凹凸や生体の動きに追随できる柔軟な素材から形成される。また容器１６、２６の下面１６ｂ、２６ｂには、イオントフォレーシス装置Ｘの保存中における水分の蒸発や異物の混入を防ぐための適宜の材料からなる取り外し可能なライナーを貼付することができ、外周壁１６ｓ、２６ｓの下端部１６ｅ、２６ｅには、薬剤投与の際に皮膚との密着性を高めるための粘着剤層を設けることが可能である。【０１４４】
なお、後述の作用側電極構造体１０Ｈ〜１０Ｋや非作用側電極構造体２０Ａ〜２０Ｃのように、薬剤液保持部や電解液保持部などのウェットな部材（含水率の高い部材）を有さないなどの場合には、この容器１６、２６は必ずしも備える必要はない。【０１４５】
電源３０としては、電池、定電圧装置、定電流装置、定電圧・定電流装置などを使用することができるが、０．０１〜１．０ｍＡ／ｃｍ２、好ましくは、０．０１〜０．５ｍＡ／ｃｍ２の範囲で電流調整が可能であり、５０Ｖ以下、好ましくは、３０Ｖ以下の安全な電圧条件で動作する定電流装置を使用することが好ましい。【０１４６】
図２（Ａ）〜（Ｄ）は、上記イオントフォレーシス装置Ｘの作用側電極構造体１０として使用することができる作用側電極構造体１０Ａ〜１０Ｄの構成を示す断面説明図である。【０１４７】
作用側電極構造体１０Ａは、給電線３１に接続される導電性の基材１１ａ及び基材１１ａの一表面に形成されたドーピング層１１ｂとを有する電極１１と、ドーピング層１１ｂに接触する薬剤液を保持する薬剤液保持部１４を備えている。【０１４８】
上記電極１１は、例えば、カーボンシートよりなる基材１１ａと、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）のＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）溶解液にポリアニリン塩を混和したポリアニリン溶液を上記基材１１ａ上に塗布乾燥することで形成したドーピング層１１ｂから構成することができる。【０１４９】
ポリアニリン−エメラルジン塩基に１Ｎ塩酸を加えた後に濾過、乾燥させたポリアニリン塩を用い、ポリアニリン塩：ＰＶＤＦ：ＮＭＰの重量比を１：１：９としたポリアニリン溶液２００ｍｇを膜厚３００μｍ、径１７ｍｍφのカーボンシート上に塗布し、これを１００℃で１時間真空乾燥することで電極１１を試作し、図３（Ａ）に示す測定セルを用いてクロノポテンショメトリー及びサイクリックボルタモグラムの測定を行った。【０１５０】
図３（Ｂ）は、０．３ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下で行ったクロノポテンショメトリーによる電極１１のキャパシタ容量の測定結果であり、上記電極１１が極めて大きいキャパシタ容量を有していることが確認された。【０１５１】
また図３（Ｃ）は、測定セルにおける電解液層として０．９％ＮａＣｌ＋２％ＨＰＣ（ヒドロキシプロピルセルロース）水溶液を含浸させた不織布を用いた場合（ａ）及び１０％塩酸リドカイン＋２％ＨＰＣ水溶液を含浸させた不織布を用いた場合（ｂ）のサイクリックボルタモグラムの測定結果である。なお、（ａ）についての電位掃引範囲は−１．２〜＋１．２Ｖ、（ｂ）についての電位掃引範囲は−０．８〜＋０．８Ｖとし、電位掃引速度は（ａ）、（ｂ）ともに１０ｍＶ／ｓｅｃとして測定を行った。図３（Ｃ）から電極１１が充放電特性に優れ、酸化還元サイクルによる変質等に強い特性を有していることが判る。【０１５２】
上記薬剤液は、薬効成分がプラスの薬剤イオンに解離する薬剤の溶液であり、薬剤液保持部１４は、この薬剤液を液体状態で保持することができ、或いはガーゼ、濾紙、ゲルなどの適当な吸収性の担体に含浸させて保持することもできる。【０１５３】
この作用側電極構造体１０Ａでは、薬剤液保持部１４を生体皮膚に当接させた状態で電極１１にプラス電圧を印加することで、薬剤液保持部１４の薬剤イオンが生体に投与される。この場合の電極１１から薬剤液保持部１４への通電の全部又は一部は、薬剤液中のマイナスイオンがドーピング層１１ｂに移行してドープされることにより生じる。従って、通電による酸素ガスや塩素ガスの発生、水素イオン、次亜塩素酸の生成が防止され、或いは少なくとも低減される。【０１５４】
ドーピング層１１ｂの典型的な膜厚は１０ｎｍ〜１００μｍ程度であり、特に好ましい膜厚は１〜１０μｍである。【０１５５】
作用側電極構造体１０Ｂは、作用側電極構造体１０Ａと同様の電極１１及び薬剤液保持部１４を備えるとともに、薬剤液保持部１４の前面側に更にカチオン交換膜１５を備えている。【０１５６】
作用側電極構造体１０Ｂでは、通電時のガスの発生や好ましくないイオンの生成の抑止に関しては作用側電極構造体１０Ａと同様の効果が達成されることに加え、生体対イオンの薬剤液保持部１４への移行がカチオン交換膜１５により遮断されるため、薬剤イオンの投与効率の上昇という追加的な効果が達成される。【０１５７】
作用側電極構造体１０Ｃは、作用側電極構造体１０Ａと同様の電極１１及び薬剤液保持部１４を備えるとともに、電極１１と薬剤液保持部１４の間にアニオン交換膜１３を備えている。【０１５８】
作用側電極構造体１０Ｃでは、電極１１から薬剤液保持部１４への通電は、薬剤液保持部１４のマイナスイオンがアニオン交換膜１３を経てドーピング層１１ｂに移行してドープされることにより生じる。従って、通電時のガスの発生や好ましくないイオンの生成の抑止に関しては作用側電極構造体１０Ａと同様の効果が達成される。【０１５９】
更に作用側電極構造体１０Ｃでは、薬剤液保持部１４の薬剤イオンのドーピング層１１ｂへの移行がアニオン交換膜１３により遮断されるため、通電時における薬剤の分解や変質が防止できるという追加的な効果が達成される。【０１６０】
作用側電極構造体１０Ｄは、作用側電極構造体１０Ａと同様の電極１１及び薬剤液保持部１４を備えるとともに、電極１１と薬剤液保持部１４の間にアニオン交換膜１３を備え、薬剤液保持部１４の前面側にカチオン交換膜１５を備えている。【０１６１】
従って、作用側電極構造体１０Ｄでは、通電時のガスの発生や好ましくないイオンの生成の抑止に関しては作用側電極構造体１０Ａと同様の効果が達成されることに加え、作用側電極構造体１０Ｂ、１０Ｃと同様の態様で、通電時における薬剤の分解や変質の防止、及び薬剤の投与効率の上昇という追加的な効果が達成される。【０１６２】
なお、作用側電極構造体１０Ｃ、１０Ｄでは、電極１１とアニオン交換膜１３とを熱圧着などの手法によって接合一体化させることが可能であり、これにより電極１１からアニオン交換膜１３への通電状態を良好にすることができ、或いは作用側電極構造体１０Ｃ、１０Ｄの組立作業を容易化できる。【０１６３】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、上記イオントフォレーシス装置Ｘの作用側電極構造体１０として使用することができる更に他の態様の作用側電極構造体１０Ｅ〜１０Ｇの構成を示す断面説明図である。【０１６４】
作用側電極構造体１０Ｅは、作用側電極構造体１０Ａと同様の電極１１と、ドーピング層１１ｂに接触する電解液を保持する電解液保持部１２と、電解液保持部１２の前面側に配置され、プラスの薬剤イオンがドープされたカチオン交換膜１５とを備えている。【０１６５】
この作用側電極構造体１０Ｅでは、カチオン交換膜１５を生体皮膚に当接させた状態で電極１１にプラス電圧を印加することで、カチオン交換膜１５にドープされた薬剤イオンが生体に投与される。【０１６６】
この場合、カチオン交換膜１５が生体対イオンの電解液保持部１２への移行を遮断するために、高い効率で薬剤の投与を行うことができる。【０１６７】
また電極１１から電解液保持部１２への通電の全部又は一部は、電解液中のマイナスイオンがドーピング層１１ｂに移行してドープされることにより生じる。従って、通電による酸素ガスや塩素ガスの発生、水素イオン、次亜塩素酸の生成が防止され、或いは少なくとも低減される。【０１６８】
電解液保持部１２からカチオン交換膜１５への通電は、電解液保持部１２中のプラスイオンがカチオン交換膜１５に移行することにより生じ、このプラスイオンは、生体に移行した薬剤イオンに置換してカチオン交換膜１５中のイオン交換基に結合する。【０１６９】
作用側電極構造体１０Ｅの電解液保持部１２は、電解液を液体状態で保持しても良く、或いはガーゼ、濾紙、ゲルなどの吸収性の担体に含浸させて保持しても良い。【０１７０】
電解液保持部１２のプラスイオンが、薬剤イオンに比して移動度が大きい場合には、このプラスイオンの生体への移行が優先的に生じ、薬剤の投与効率が低下する場合があるため、電解液保持部１２の電解液は、薬剤イオンと同程度、或いはそれ以上の移動度を有するプラスイオンを含まない組成とすることが好ましい。【０１７１】
カチオン交換膜１５への薬剤イオンのドープは、適当な濃度の薬剤イオンを含む薬剤液にカチオン交換膜１５を浸漬することにより行うことができる。【０１７２】
作用側電極構造体１０Ｆは、作用側電極構造体１０Ｅと同様の電極１１、電解液保持部１２及びカチオン交換膜１５を備えるとともに、電解液保持部１２とカチオン交換膜１５の間に更にアニオン交換膜１３を備えている。【０１７３】
作用側電極構造体１０Ｆでは、通電時のガスの発生や好ましくないイオンの生成の抑止に関しては作用側電極構造体１０Ｅと同様の効果が達成されることに加え、カチオン交換膜１５にドープされた薬剤イオンの電解液保持部１２への移行がアニオン交換膜１３により遮断されるため、通電時における電極１１近傍での薬剤の変質が防止されるという追加的な効果が達成される。【０１７４】
作用側電極構造体１０Ｆでは、電解液保持部１２からカチオン交換膜１５への通電を生じるためには、電解液保持部１２のプラスイオンがアニオン交換膜１３を通過してカチオン交換膜１５に移行することが必要であるため、このアニオン交換膜１３にはある程度輸率の低いアニオン交換膜が使用される。【０１７５】
作用側電極構造体１０Ｆでは、通電条件などによってアニオン交換膜１３とカチオン交換膜１５の界面において水の電気分解を生じる場合があるため、これを防止するために、アニオン交換膜１３とカチオン交換膜１５の間に少なくとも電解液保持部１２のプラスイオンの通過を許容できる半透膜を配置することができる。アニオン交換膜１３とカチオン交換膜１５の界面、或いはアニオン交換膜１３／半透膜／カチオン交換膜１５の各界面は、熱圧着などの手法により接合させることで、これらの部材間の通電性や取扱性を高めることが可能である。【０１７６】
なお、作用側電極構造体１０Ｆにおけるアニオン交換膜１３は、電解液保持部１２のプラスイオンの通過を許容する一方で、薬剤イオンの通過を遮断する半透膜に置き換えても上記と同様の効果を達成できる。【０１７７】
作用側電極構造体１０Ｇは、作用側電極構造体１０Ｅと同様の電極１１、電解液保持部１２及びカチオン交換膜１５を備えるとともに、電極１１と電解液保持部１２の間に更にアニオン交換膜１３を備えている。【０１７８】
この作用側電極構造体１０Ｇでは、電極１１から電解液保持部１２への通電は、電解液保持部１２のマイナスイオンがアニオン交換膜を経てドーピング層に移行してドープされることにより生じる。従って、通電時のガスの発生や好ましくないイオンの生成の抑止に関しては作用側電極構造体１０Ｅと同様の効果が達成される。【０１７９】
電解液保持部１２からカチオン交換膜１５への通電は、作用側電極構造体１０Ｅと同様にして生じる。また、カチオン交換膜１５にドープされた薬剤イオンのドーピング層１１ｂへの移行はアニオン交換膜１３により遮断されるため、通電時における薬剤の分解や変質が防止されるという追加的な効果が達成される。【０１８０】
電極１１とアニオン交換膜１３は、熱圧着などの手法により接合一体化させることで、両者間の通電性や取扱性を高めることも可能である。【０１８１】
図５（Ａ）、（Ｂ）は、上記イオントフォレーシス装置Ｘの作用側電極構造体１０として使用することができる更に他の態様の作用側電極構造体１０Ｈ、１０Ｉの構成を示す断面説明図である。【０１８２】
作用側電極構造体１０Ｈは、給電線３１に接続される導電性の基材１１ａと、この基材１１ａの一表面に形成され、プラスイオンがドープされたドーピング層１１ｂとを有する電極１１と、ドーピング層１１ｂの前面側に配置され、薬剤イオンがドープされたカチオン交換膜１５を備えている。【０１８３】
この作用側電極構造体１０Ｈでは、カチオン交換膜１５を生体皮膚に当接させた状態で電極１１にプラスの電圧を印加することでカチオン交換膜１５にドープされた薬剤イオンが生体に投与されるため、作用側電極構造体１０Ｅと同様に高い効率で薬剤の投与を行うことができる。【０１８４】
作用側電極構造体１０Ｈでは、電極１１からカチオン交換膜１５への通電は、ドーピング層１１ｂにドープされたプラスイオンがカチオン交換膜１５に移行することにより生じるため、通電による酸素ガスや塩素ガスの発生、水素イオン、次亜塩素酸の生成が防止され、或いは少なくとも低減される。なお、ドーピング層１１ｂからカチオン交換膜１５に移行したプラスイオンは、生体に移行した薬剤イオンに置換してカチオン交換膜１５のイオン交換基に結合する。【０１８５】
図示のように、作用側電極構造体１０Ｈは、電極１１及びカチオン交換膜１５からなる極めてシンプルな構造であり、また作用側電極構造体１０Ｈの組み立てに際してウェットな部材を取り扱う必要がないため、作用側電極構造体１０Ｈの製造の自動化、大量生産化は極めて容易であり、作用側電極構造体１０の製造コストを大幅に低減することができる。【０１８６】
電極１１とカチオン交換膜１５は、熱圧着などの手法によって接合一体化させることで、両者間の通電性や取扱性を高めることも可能である。【０１８７】
作用側電極構造体１０Ｈのドーピング層１１ｂへのプラスイオンのドープは、適当な電解液にドーピング層１１ｂを浸漬した状態で、電極１１をマイナス極にして通電することにより行うことができ、カチオン交換膜１５への薬剤イオンのドープは、作用側電極構造体１０Ｅについて上記したと同様の方法により行うことができる。【０１８８】
なお、作用側電極構造体１０Ｅについて上記したと同様の理由により、ドーピング層１１ｂには、薬剤イオンよりも移動度の小さいプラスイオンをドープすることが好ましく、このプラスイオンとしてカチオン交換膜１５にドープされる薬剤イオンと同一又は異なる薬剤イオンをドープすることも可能である。【０１８９】
作用側電極構造体１０Ｉは、作用側電極構造体１０Ｈと同様の電極１１及びカチオン交換膜を備えるとともに、電極１１とカチオン交換膜１５の間にアニオン交換膜１３を備えている。【０１９０】
作用側電極構造体１０Ｉでは、作用側電極構造体１０Ｈと同様に、薬剤投与時の酸素ガスや塩素ガスの発生、水素イオン、次亜塩素酸の生成が防止され、また組み立てに際してウェットな部材を取り扱う必要がない。加えて、カチオン交換膜１５にドープされた薬剤イオンの電解液保持部１２への移行がアニオン交換膜１３により遮断されるため、通電時における薬剤の分解や変質が防止されるという追加的な効果が達成される。【０１９１】
なお、作用側電極構造体１０Ｉでは、電極１１からカチオン交換膜１５への通電を生じるためには、ドーピング層１１ｂにドープされたプラスイオンがアニオン交換膜１３を介してカチオン交換膜１５に移行することが必要であるため、このアニオン交換膜１３にはある程度輸率の低いアニオン交換膜が使用される。【０１９２】
上記電極１１、アニオン交換膜１３及びカチオン交換膜は熱圧着などの手法により接合一体化することで、これらの各部材間の通電性や取扱性を高めることも可能である。【０１９３】
なお、作用側電極構造体１０Ｉにおけるアニオン交換膜１３は、電解液保持部１２のプラスイオンの通過を許容する一方で、薬剤イオンの通過を遮断する半透膜に置き換えても上記と同様の効果を達成できる。【０１９４】
図６（Ａ）、（Ｂ）は、上記イオントフォレーシス装置Ｘの作用側電極構造体１０として使用することができる更に他の態様の作用側電極構造体１０Ｊ、１０Ｋの構成を示す断面説明図である。【０１９５】
作用側電極構造体１０Ｊは、給電線３１に接続される導電性の基材１１ａと、この基材１１ａの一表面に形成されたドーピング層１１ｂとを有する電極１１を備えている。【０１９６】
この作用側電極構造体１０Ｊでは、ドーピング層１１ｂに薬剤イオンをドープし、その後、ドーピング層１１ｂを生体皮膚に当接させた状態で電極１１にプラスの電圧を印加することでドーピング層１１ｂにドープされた薬剤イオンが生体に投与される。【０１９７】
ドーピング層１１ｂから生体皮膚への通電は、上記の薬剤イオンの移動により生じるため、通電による酸素ガスや塩素ガスの発生、水素イオン、次亜塩素酸の生成は防止され、或いは少なくとも低減される。【０１９８】
またプラスイオンである薬剤イオンがドープされたドーピング層１１ｂは、カチオン交換機能を有するため、薬剤の投与の際における皮膚側からドーピング層１１ｂへの生体対イオンの移行が遮断され、高い効率での薬剤の投与を行うことができる。【０１９９】
図示のように、作用側電極構造体１０Ｊは、電極１１のみからなる極めてシンプルな構造であり、作用側電極構造体１０Ｊの製造の自動化、大量生産化は極めて容易であり、作用側電極構造体の製造コストを大幅に低減することができる。【０２００】
ドーピング層１１ｂへの薬剤イオンのドープは、適当な濃度の薬剤イオンを含む薬剤液にドーピング層１１ｂを浸漬した状態で、電極１１をマイナス極として通電することにより行うことができる。このドープは、イオントフォレーシス装置Ｘ又は作用側電極構造体１０Ｊの製造の段階で行っても良く、薬剤投与の直前に行っても良い。【０２０１】
作用側電極構造体１０Ｋは、給電線３１に接続される導電性の基材１１ａと、この基材１１ａの一表面に形成されたドーピング層１１ｂとを有する電極１１と、電極１１の前面側に配置されたカチオン交換膜１５を備えている。【０２０２】
この作用側電極構造体１０Ｋでは、カチオン交換膜１５、又はカチオン交換膜１５及びドーピング層１１ｂに薬剤イオンをドープし、その後、カチオン交換膜１５を生体皮膚に当接させた状態で電極１１にプラスの電圧を印加することでカチオン交換膜１５、又はカチオン交換膜１５及びドーピング層１１ｂにドープされた薬剤イオンがカチオン交換膜１５を介して生体に投与される。【０２０３】
この作用側電極構造体１０Ｋでは、電極１１からカチオン交換膜１５への通電は、ドーピング層１１ｂにドープされたイオンがカチオン交換膜に移行することにより生じるため、通電による酸素ガスや塩素ガスの発生、水素イオン、次亜塩素酸の生成は防止され、或いは少なくとも低減される。【０２０４】
また生体からドーピング層１１ｂへの生体対イオンの移行がカチオン交換膜１５により遮断されるため、高い効率での薬剤投与を行うことが可能である。【０２０５】
作用側電極構造体１０Ｋは、電極１１とカチオン交換膜１５のみからなる極めてシンプルな構造であり、作用側電極構造体１０Ｋの製造の自動化、大量生産化は極めて容易であり、作用側電極構造体の製造コストを大幅に低減することができる。【０２０６】
加えて、作用側電極構造体１０Ｋでは、ドーピング層１１ｂが直接皮膚に接触しない構造であるため、生体に接触させることが好ましくない物質からなるドーピング層１１ｂが使用される場合でも、生体に健康被害等を与える懸念を伴わずに薬剤の投与を行うことができる。【０２０７】
カチオン交換膜１５、又はカチオン交換膜１５及びドーピング層１１ｂへの薬剤イオンのドープは、適当な濃度の薬剤イオンを含む薬剤液にカチオン交換膜１５を浸漬した状態で、電極１１をマイナス極として通電することにより行うことができる。このドープは、イオントフォレーシス装置Ｘ又は作用側電極構造体１０Ｋの製造の段階で行っても良く、薬剤投与の直前に行っても良い。【０２０８】
なお、電極１１とカチオン交換膜１５を熱圧着などの手法により接合一体化することで、両者間の通電性や取扱性を高めることも可能である。【０２０９】
図７（Ａ）〜（Ｄ）は、上記イオントフォレーシス装置Ｘの非作用側電極構造体２０として使用することができる非作用側電極構造体２０Ａ〜２０Ｄの構成を示す断面説明図である。【０２１０】
非作用側電極構造体２０Ａは、給電線３２に接続される導電性の基材２１ａと、この基材２１ａ上に形成されたドーピング層２１ｂとを有する電極２１を備えている。【０２１１】
非作用側電極構造体２０Ａでは、ドーピング層２１ｂを生体に当接させた状態で電極２１にマイナス電圧を印加した場合、生体皮膚からプラスのイオンがドーピング層２１ｂに移行してドープされることにより通電が生じるため、通電時における水素ガスの発生や水酸基イオンの生成が防止され、或いは少なくとも低減される。【０２１２】
非作用側電極構造体２０Ａのドーピング層２１ｂとして、予めマイナスイオンをドープしたものを使用した場合には、通電は、このマイナスイオンの生体皮膚への移行と、生体皮膚からのプラスイオンのドーピング層２１ｂへの移行により生じることになるが、この場合も水素ガスの発生や水酸基イオンの生成は防止され、或いは少なくとも低減される。【０２１３】
非作用側電極構造体２０Ａの構成は、作用側電極構造体１０Ｉと同一である。従って、非作用側電極構造体２０Ａと作用側電極構造体１０Ｊは同一のプロセスで製造することが可能であり、このことは、イオントフォレーシス装置の製造プロセスを大幅に簡略化させ、製造の自動化、大量生産化を容易にし、製造コストを大幅に低減させる。【０２１４】
非作用側電極構造体２０Ｂは、非作用側電極構造体２０Ａと同様の電極２１に加え、ドーピング層２１ｂの前面側に配置されたカチオン交換膜２５Ｃを備えている。【０２１５】
非作用側電極構造体２０Ｂでは、生体皮膚からプラスのイオンがカチオン交換膜２５Ｃを介してドーピング層２１ｂに移行してドープされることにより通電が生じるため、通電時における水素ガスの発生や水酸基イオンの生成が防止され、或いは少なくとも低減される。【０２１６】
また非作用側電極構造体２０Ｂでは、ドーピング層２１ｂが直接皮膚に接触しない構造であるため、生体に接触させることが好ましくない物質からなるドーピング層２１ｂが使用される場合でも、安全に薬剤の投与を行うことができる。【０２１７】
電極２１とカチオン交換膜２５Ｃは熱圧着などの手法により接合一体化することが可能であり、これにより両者間の通電性や取扱性を高めることができる。【０２１８】
非作用側電極構造体２０Ｂの構成は、作用側電極構造体１０Ｋと同一である。従って、非作用側電極構造体２０Ｂと作用側電極構造体１０Ｋは同一のプロセスで製造することが可能であり、このことは、イオントフォレーシス装置の製造プロセスを大幅に簡略化させ、製造の自動化、大量生産化を容易にし、製造コストを大幅に低減させる。【０２１９】
非作用側電極構造体２０Ｃは、給電線３２に接続される導電性の基材２１ａと、この基材２１ａ上に形成され、マイナスイオンがドープされたドーピング層２１ｂとを有する電極２１と、このドーピング層２１ｂの前面側に配置されたアニオン交換膜２５Ａとを備えている。【０２２０】
非作用側電極構造体２０Ｃでは、アニオン交換膜２５Ａを生体に当接させた状態で電極２１にマイナス電圧を印加した場合、ドーピング層２１ｂにドープされたマイナスイオンがアニオン交換膜２５Ａに移行し、このマイナスイオンが更に生体に移行することにより、或いはこのマイナスイオンにより置換されたアニオン交換膜２５Ａ中のイオン交換基と結合していた対イオンが生体に移行することにより通電が生じる。従って、通電時における水素ガスの発生や水酸基イオンの生成が抑止される。【０２２１】
電極２１とアニオン交換膜２５Ａは熱圧着などの手法により接合一体化することが可能であり、これにより両者間の通電性や取扱性を高めることができる。【０２２２】
非作用側電極構造体２０Ｄは、非作用側電極構造体２０Ａと同様の電極２１を備えるとともに、ドーピング層２１ｂに接触する電解液を保持する電解液保持部２２及び電解液保持部２２の前面側に配置されたアニオン交換膜２５Ａを備えている。【０２２３】
非作用側電極構造体２０Ｄでは、アニオン交換膜２５Ａを生体に当接させた状態で電極２１にマイナス電圧を印加した場合、電解液保持部２２のプラスのイオンがドーピング層２１ｂに移行してドープされることにより通電が生じるため、通電時における水素ガスの発生や水酸基イオンの生成が抑止される。【０２２４】
電解液保持部２２と生体皮膚との間では、電解液保持部２２のマイナスのイオンがアニオン交換膜２５Ａを介して生体皮膚に移行することで通電を生じる。【０２２５】
図８（Ａ）は、上記作用側電極構造体１０Ａ〜１０Ｋの電極１１又は非作用側電極構造体２０Ａ〜２０Ｄの電極２１として特に好ましく使用される電極４０の平面図であり、図８（Ｂ）はそのＡ−Ａ断面図を示している。【０２２６】
図中４１は、カーボン繊維からなる導電性の基材であり、基材４１の一表面には、導電性ポリマーなどからなるドーピング層４２が形成され、その反対面には、オス型嵌合部４３ａ、胴部４３ｂ及び接合部４３ｃからなる端子部材４３が取り付けられている。【０２２７】
端子部材４３は、基材４１上に配置した型中において、シリコンゴムなどのポリマーマトリクスに、グラファイトや黒鉛、カーボンブラック、或いは、ガラス状炭素の微細粉や炭素繊維を裁断した短繊維などのカーボンフィラーを配合した組成物を加熱加硫させることで硬化させたものであり、上記組成物を基材４１を構成する炭素繊維中に含侵した状態で固化することで基材４１と端子部材４３とが接合部４３ｃにおいて一体化されている。【０２２８】
このような電極４０は、カーボン繊維が高い導電性と柔軟性を有するため、ドーピング層４２から均一な電流密度での通電を行うことが可能となり、生体皮膚の凹凸や生体の動きに追随できる柔軟性のある作用側電極構造体１０Ａ〜１０Ｋ、非作用側電極構造体２０Ａ〜２０Ｄを実現することができる。【０２２９】
また、電源３０からの給電線３１、３２への接続は、オス型嵌合部４３ａに嵌合するメス型嵌合部を有するコネクターを用いて行うことが可能であるが、このメス型嵌合部に金属製の材料が使用されている場合であっても、オス型嵌合部４３ａが胴部４３ｂによって基材４１から隔てられているために、コネクターの金属が溶出して生体に移行することが防止される。【０２３０】
なお、端子部材４３の基材４１への取付方法は任意であり、例えば図８（Ｃ）に示すように、端子部材４３に係止部４３ｄ、４３ｅを形成し、基材４１に設けた小孔に係止部４３ｅを挿通させることで取り付けを行うことも可能である。【０２３１】
図９（Ａ）は、上記作用側電極構造体１０Ａ〜１０Ｋの電極１１又は非作用側電極構造体２０Ａ〜２０Ｄの電極２１として特に好ましく使用される他の態様の電極５０の平面図であり、図９（Ｂ）はそのＡ−Ａ断面図を示している。【０２３２】
図中５１は、円形の導電シート部５１ａと導電シート部５１ａから延長する細長い延長部５１ｂとを有するカーボン繊維で形成された基材である。導電シート部５１ａの一表面には、ドーピング層５２が形成されている。【０２３３】
この電極５０は、電極４０と同様に、ドーピング層５２から均一な電流密度での通電を行うことが可能であり、生体皮膚の凹凸や生体の動きに追随できる柔軟性のある作用側電極構造体１０Ａ〜１０Ｋ、非作用側電極構造体２０Ａ〜２０Ｄを実現することができる。【０２３４】
この電極５０は、図９（Ｃ）に示すように、外周壁１６ｓ、２６ｓ又は上壁１６ｕ、２６ｕに開口１６ｈ、２６ｈが形成された容器１６、２６と組み合わせて使用され、開口１６ｈ、２６ｈから延長部５１ｂを引き出した状態で容器１６、２６に収容される。【０２３５】
電源３０からの給電線３１、３２への接続は、当該引き出された延長部５１ｂにおいて、給電線３１、３２の先端に取り付けた鰐口クリップなどのコネクターを用いて行うことができる。【０２３６】
また、作用側電極構造体１０Ａ〜１０Ｅや非作用側電極構造体２０Ｄのように、内部に電解液保持部１２、２２、薬剤液保持部１４などの含水率の高い部材が収容されるイオントフォレーシス装置の場合には、開口１６ｈ、２６ｈに位置する延長部５１ｂに、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、シラン系樹脂などを含浸させることで撥水性を付与した撥水部５１ｃを設けることで、作用側電極構造体、非作用側電極構造体からの水分の漏れ出しを防止でき、或いは上記鰐口クリップなどのコネクターに金属製の部材が使用されている場合に、その部材から溶出した金属イオンが作用側電極構造体、非作用側電極構造体に侵入することを防止できる。【０２３７】
また、上記電極４０、５０の基材４１、５１は、炭素繊維紙で形成しても上記と同様の効果を得ることができ、基材４１、５１の炭素繊維又は炭素繊維紙にシリコンゴムや熱可塑性ポリウレタンなどの軟質ポリマーを含浸させることで、炭素繊維の脱落による電極品質の低下を防止し、電極４０、５０の取扱性を向上させることも可能である。【０２３８】
以上、いくつかの実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内において種々の改変が可能である。【０２３９】
例えば、実施形態において示した電極構造体や電極などの具体的な形状や寸法は単なる例として示したものであり、本発明は実施形態中に示される形状、寸法などにより制限されない。【０２４０】
また、上記実施形態では、電極として、導電性の基材上にドーピング層が形成されたものを使用する場合について説明したが、基材は必ずしも導電性であることは必要でなく、或いは基材を使用せずにドーピング層のみで電極を形成することも可能である。【０２４１】
また、作用側電極構造体１０Ａ〜１０Ｋのいずれか１又は複数と、非作用側電極構造体２０Ａ〜２０Ｄのいずれか１又は複数を組み合わせて本発明のイオントフォレーシス装置を構成することは可能であるが、作用側電極構造体１０Ａ〜１０Ｋのいずれか１又は複数と図１０、１１に示される非作用側電極構造体１２０、２１０とを組み合わせ、或いは非作用側電極構造体２０Ａ〜２０Ｄのいずれか１又は複数と、図１０、１１に示される作用側電極構造体１１０、２１０とを組み合わせて本発明のイオントフォレーシス装置を構成することも可能である。【０２４２】
或いは、作用側電極構造体１０Ａ〜１０Ｋのいずれかを使用する一方、イオントフォレーシス装置そのものには非作用側電極構造体を設けずに、例えば、生体皮膚に作用側電極構造体を当接させ、アースとなる部材にその生体の一部を当接させた状態で作用側電極構造体に電圧を印加して薬剤の投与を行うようにすることも可能であり、この場合も、通電時における作用側電極構造体での酸素ガスや水素ガス、塩素ガスなどの発生、或いは水素イオン、水酸基イオン、次亜塩素酸の生成が抑止されるという本発明の基本的な効果は達成されるのであり、そのようなイオントフォレーシス装置も本発明の範囲に含まれる。【０２４３】
また、上記実施形態では、作用側電極構造体、非作用側電極構造体及び電源がそれぞれ別体として構成されている場合について説明したが、これらの要素を単一のケーシング中に組み込み、或いはこれらを組み込んだ装置全体をシート状又はパッチ状に形成して、その取扱性を向上させることも可能であり、そのようなイオントフォレーシス装置も本発明の範囲に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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