(57)【要約】【課題】  イオントフォレーシスにおける薬物イオンの投与効率を向上させる。【解決手段】  電極と、薬物イオンを保持する薬物保持部と、前記薬物イオンの通過を許容する一方で生体対イオンの通過を遮断するイオン選択膜とを有し、前記薬物イオンを前記イオン選択膜を介して生体に投与するイオントフォレーシス装置であって、前記イオン選択膜の前面側に配置され、第１極性の薬物イオン又は第１極性の薬物イオンを含む薬液を媒体に担持させて保持する薬物担持媒体部を更に有するイオントフォレーシス装置が開示される。上記薬物イオンは上記イオン選択膜にドープして保持させることができ、その場合には、電極とイオン選択膜（薬物保持部）の間に電解液を保持するイオン源保持部が配置される。薬物保持部は、薬物イオンを含む薬液を保持するイオン選択膜と別個の部材（薬液保持部）とすることもできる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１極性の電圧が印加される電極と、
前記電極の前面側に配置され、第１極性の薬物イオンがドープされたイオン選択膜であって、当該薬物イオンの通過を許容する一方で生体対イオンの通過を遮断するイオン選択膜と、
前記電極と前記イオン選択膜の間に配置され、前記イオン選択膜に供給される第１極性のイオンを含む電解液を保持するイオン源保持部と、
前記イオン選択膜の前面側に配置され、第１極性の薬物イオン又は第１極性の薬物イオンを含む薬液を媒体に担持させて保持する薬物担持媒体部と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】
前記薬物担持媒体部の前記媒体が、イオン交換繊維、高分子電解質ゲル又は界面活性剤であ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】
前記薬物担持媒体部の前記媒体が、多孔質膜、吸収性ゲル又は繊維シートであ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４】
前記イオン源保持部に、第１極性の薬物イオンが保持され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】
前記イオン選択膜が、第１極性のイオンの通過を許容する一方で第２極性のイオンの通過を遮断する電荷選択膜であることを特徴とする請求項１〜４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６】
前記イオン選択膜が、第１極性のイオン交換膜であることを特徴とする請求項１〜５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７】
第１極性の電圧が印加される電極と、
前記電極の前面側に配置され、第１極性の薬物イオンを含む薬液を保持する薬液保持部と、
前記薬液保持部の前面側に配置され、薬物イオンの通過を許容する一方で生体対イオンの通過を遮断するイオン選択膜と、
前記イオン選択膜の前面側に配置され、第１極性の薬物イオン又は第１極性の薬物イオンを含む薬液を媒体に担持させて保持する薬物担持媒体部と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８】
前記薬物担持媒体部の前記媒体が、イオン交換繊維、高分子電解質ゲル又は界面活性剤であ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】
前記薬物担持媒体部の前記媒体が、多孔質膜、吸収性ゲル又は繊維シートであ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】
前記イオン選択膜が、第１極性のイオンを選択的に通過させる電荷選択膜であることを特徴とする請求項７〜９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】
前記イオン選択膜が、第１極性のイオン交換膜であることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項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、イオン解離した薬物イオンを、当該薬物イオンと同一極性の電圧により駆動して生体に投与するための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装置は一般に、プラス又はマイナスのイオンに解離した薬物イオンを保持する作用側電極構造体と、作用側電極構造体の対極の役割を有する非作用側電極構造体を備えており、これら両電極構造体を生体皮膚に当接させた状態で、作用側電極構造体に薬物イオンと同一極性の電圧を印加することにより薬物イオンが生体内に投与される。
【０００３】
特許文献１は、薬物イオンを含む薬液を保持する薬液保持部と皮膚の間に薬物イオンと同一極性のイオン交換膜を配置したイオントフォレーシス装置を開示している。
【０００４】
このイオントフォレーシス装置では、生体対イオンの薬液保持部への移行がイオン交換膜により遮断されるために、生体対イオンの移動により消費される電流量が低減され、薬物イオンの投与効率を上昇させることが可能である。
【０００５】
しかしながら、薬物イオンの円滑な通過を確保するためには、イオン交換膜中にその薬物イオンが通過できるサイズの孔が形成されていることが必要である。従って、分子量の大きい薬物イオンを投与する場合には、それだけ大きい孔を有するイオン交換膜が使用されることとなるために、生体対イオンの遮断性能が低下し、薬物イオンの投与効率が低下する。
【０００６】
またイオン交換膜中のイオン交換基には、Ｎａ＋、Ｈ＋、Ｃｌ−などの分子量が小さく、移動度の大きい対イオンが結合しているために、これらの対イオンが薬物イオンに優先して生体側に移行することになる。このため、特許文献１のイオントフォレーシス装置では、特に薬物イオンの投与開始時点における投与量の立ち上がりが遅くなる問題がある。
【０００７】
更に、皮膚表面には汗線や毛穴などの皮膚付属器官をはじめとする凹凸が存在するために、イオン交換膜の全面を皮膚に完全に密着させることは困難である。従って、皮内からの生体対イオンが、イオン交換膜と皮膚の間に形成される間隙に容易に流出してくることになり、これによっても薬物イオンの投与効率が低下することになる。
【特許文献１】米国特許第５３９５３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、より高い効率で薬物イオンの投与を行う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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
第１極性の電圧が印加される電極と、
前記電極の前面側に配置され、第１極性の薬物イオンがドープされたイオン選択膜であって、当該薬物イオンの通過を許容する一方で生体対イオンの通過を遮断するイオン選択膜と、
前記電極と前記イオン選択膜の間に配置され、前記イオン選択膜に供給される第１極性のイオンを含む電解液を保持するイオン源保持部と、
前記イオン選択膜の前面側に配置され、第１極性の薬物イオン又は第１極性の薬物イオンを含む薬液を媒体に担持させて保持する薬物担持媒体部と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（請求項１）。
【００１０】
本発明では、電極への第１極性の電圧の作用によりイオン源保持部中の第１極性のイオン（以下、イオン源保持部中の第１極性のイオンを「第１電解イオン」という。）がイオン選択膜に移行し、イオン選択膜にドープされた薬物イオンを置換する。第１電解イオンにより置換された薬物イオンは、電極への第１極性の電圧の作用により生体に投与される。
【００１１】
本発明によれば、薬物イオンの通過を許容し、生体対イオンの通過を遮断するイオン選択膜を介して生体への薬物イオンの投与が行われるため、特許文献１と同様に生体対イオンの移動により消費される電流量を低減させることができ、その結果、薬物イオンの投与効率を上昇させることができる。
【００１２】
本発明におけるイオン選択膜は、電荷に基づいて薬物イオンの通過を許容し、生体対イオンの通過を遮断する電荷選択膜の形態を取ることができ、分子量に基づいて薬物イオンの通過を許容し、生体対イオンの通過を遮断する半透膜の形態を取ることができる。
【００１３】
本発明によれば、上記特許文献１と同様の効果が達成されることに加え、下記の効果が達成される。
（１）薬物イオンが皮膚に近接して配置される部材であるイオン選択膜にドープされているために、薬物イオンの投与効率の更なる上昇を期待することができる。
（２）イオン選択膜に薬物イオンをドープすることにより、イオン選択膜内におけるＮａ＋、Ｈ＋、Ｃｌ−などの対イオン量が低下するため、これらの対イオンが薬物イオンの競合イオンとして生体に移行することによる薬物イオンの投与効率の低下を抑止し、或いは薬物イオンの投与開始時点における投与量の立ち上がりの遅れを防止することができる。
（３）薬物イオンがイオン選択膜にドープされた状態で保持されるために、薬物イオンの安定性を向上させることができ、そのために、安定化剤、抗菌剤、防腐剤などの使用量を低減し、又はその使用を不要とすることができ、或いは装置の保存期間の延長が可能となる。
（４）薬物担持媒体部に担持される薬物イオン又は薬物イオンを含む薬液によって皮膚上に存在するＮａ＋やＣｌ−などの生体対イオンの濃度を低下させることができる。従って、イオン選択膜を通過する生体対イオンの量を更に低下させることができ、分子量の大きい薬物イオンを通過させるために、ある程度大きいサイズの孔を有するイオン選択膜が使用された場合であっても、生体対イオンの移動による薬物イオンの投与効率の低下を抑制することができる。
（５）薬物担持媒体部が、薬物イオン又は薬物イオンを含む薬液を媒体に担持させた状態で保持するように構成されているために、薬液をイオン選択膜の前面側に塗布する場合に比べて、薬物イオン又は薬液の保持性を高めることができる。
【００１４】
本発明の薬物担持媒体部に保持される薬液には、皮膚表面の生体対イオン濃度を効果的に低下させるために、好ましくは高濃度の薬液が使用され、特に好ましくは飽和又は過飽和の薬液が使用される。
【００１５】
本発明のイオン源保持部には、イオン選択膜に第１電解イオンを供給することができる任意の電解液を保持することができるが、第１電解イオンの移動度は薬物イオンよりも小さくすることが好ましく、これにより、第１電解イオンが薬物イオンと競合することによる薬物イオンの投与効率の低下を抑制することができる。
【００１６】
本発明のイオン源保持部は、第１電解イオンとして薬物イオンを保持することも可能である。そして、第１電解イオンとしてイオン選択膜にドープされる薬物イオンと同一種類の薬物イオンを保持する場合には、第１電解イオンが競合イオンとなる問題を解消することが可能となり、第１電解イオンとしてイオン選択膜にドープされる薬物イオンと異なる種類の薬物イオンを保持する場合には、それぞれの薬物イオンの移動度に応じてイオン源保持部における薬物イオンの濃度及び／又はイオン選択膜への薬物イオンのドープ量を調整することによって、複数種類の薬物イオンをそれぞれ所望の比率で投与することができるイオントフォレーシス装置を実現することができる。
【００１７】
本発明は、
第１極性の電圧が印加される電極と、
前記電極の前面側に配置され、第１極性の薬物イオンを含む薬液を保持する薬液保持部と、
前記薬液保持部の前面側に配置され、薬物イオンの通過を許容する一方で生体対イオンの通過を遮断するイオン選択膜と、
前記イオン選択膜の前面側に配置され、第１極性の薬物イオン又は第１極性の薬物イオンを含む薬液を媒体に担持させて保持する薬物担持媒体部と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７）。
【００１８】
本発明では、薬物イオンの通過を許容し、生体対イオンの通過を遮断するイオン選択膜を介して生体への薬物イオンの投与が行われるため、特許文献１と同様に生体対イオンの移動により消費される電流量を低減させることができ、その結果、薬物イオンの投与効率を上昇させることができる。
【００１９】
本発明におけるイオン選択膜は、電荷に基づいて薬物イオンの通過を許容し、生体対イオンの通過を遮断する電荷選択膜の形態を取ることができ、分子量に基づいて薬物イオンの通過を許容し、生体対イオンの通過を遮断する半透膜の形態を取ることができる。
【００２０】
本発明によれば、上記特許文献１と同様の上記効果に加え、以下の効果が達成される。
（１）薬物担持媒体部に担持される薬物イオン又は薬物イオンを含む薬液によって皮膚上に存在するＮａ＋やＣｌ−などの生体対イオンの濃度を低下させることができる。従って、イオン選択膜を通過する生体対イオンの量を更に低下させることができ、分子量の大きい薬物イオンを通過させるために、ある程度大きいサイズの孔を有するイオン選択膜が使用された場合であっても、生体対イオンの移動による薬物イオンの投与効率の低下を抑制することができる。
（２）薬物担持媒体部が、薬物イオン又は薬物イオンを含む薬液を媒体に担持させた状態で保持するように構成されているために、薬液をイオン選択膜の前面側に塗布する場合に比べて、薬物イオン又は薬液の保持性を高めることができる。
【００２１】
請求項１、７の発明における薬物担持媒体部の媒体としては、イオン交換繊維、高分子電解質ゲル又は界面活性剤を使用することが好ましく、これにより、薬物担持媒体部における薬物イオン又は薬液の保持性を向上させ、また薬物イオンの安定性を高めることができる。
【００２２】
上記イオン交換繊維には、架橋不溶化された繊維状のポリスチレンにイオン交換基を導入したイオン交換繊維など、繊維状の形態を有する任意のイオン交換ポリマーよりなるイオン交換繊維を使用することができる。
【００２３】
イオン交換繊維は、織布又は不織布の状態で使用することが可能であり、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアクリル繊維などの他の繊維質やバインダー樹脂を混合することによりその機械的、化学的性質を改質したものを使用することも可能である。
【００２４】
薬物担持媒体部に保持される薬物イオンが陽イオンである場合には、イオン交換繊維としてカチオン交換繊維を使用することにより、薬物担持媒体部に保持される薬物イオンが陰イオンである場合には、イオン交換繊維としてアニオン交換繊維を使用することにより、より多量の薬物イオンをより安定に担持することが可能となる。
【００２５】
イオン交換繊維からなる媒体をイオン選択膜の前面側に取り付ける方法は任意であり、イオン交換繊維及びイオン選択膜の種類によっては、単に界面を接触させるだけで両者を良好に密着又は接着させることができる場合があり、そうでない場合には、例えば熱プレスなどの材質に応じた適切な手法により両者を密着又は接着させることができる。
【００２６】
イオン交換繊維のイオン選択膜への取り付けは、イオントフォレーシス装置の製造の時点に行ってもよく、イオントフォレーシス装置の使用（薬物イオンの投与）の直前に行っても構わない。
【００２７】
イオン交換繊維に薬物イオン又は薬物イオンを含む薬液を担持させるプロセスは、イオン交換繊維に所定の濃度、或いは過飽和の薬液をイオン選択膜に含浸させることにより行うことができる。このプロセスは、イオン交換繊維のイオン選択膜への取り付けの前後のいずれの時点に行っても構わない。
【００２８】
イオン交換繊維は、必要に応じて水分量を調整するなどにより、生体皮膚に対する親和性を高めることが可能である。従って、イオン選択膜の前面側（皮膚との界面）にイオン交換繊維を配置することにより、作用側電極構造体の皮膚に対する密着性を改善し、薬物イオンの投与効率の更なる増大を達成することが可能となる。
【００２９】
上記高分子電解質ゲルには、極性高分子を主成分とする任意の高分子固体電解質ゲルを特段の制限無く使用することができる。
【００３０】
ここで、薬物担持媒体部に保持される薬物イオンが陽イオンである場合には、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、フェノール基などの負に帯電した極性基を多数有する極性高分子を好ましく使用することができ、これにより、より多量の薬物イオンをより安定に担持することが可能となる。この場合における好ましい極性高分子の具体例としては、ポリスチレンスルホン酸やポリアクリル酸を例示することができる。
【００３１】
同様に、薬物担持媒体部に保持される薬物イオンが陰イオンである場合には、１〜４級アンモニウム基、４級ピリジニウム基、４級イミダゾール基などの正に帯電した極性基を多数有する極性高分子を好ましく使用することができ、これにより、より多量の薬物イオンをより安定に担持することが可能となる。この場合における好ましい極性高分子の具体例としては、４級アミン化スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、４級アミン化スチレン−ブタジエン共重合体を例示することができる。
【００３２】
上記高分子電解質ゲルにイオン解離性の薬物を含む薬液を担持させることにより、高分子電解質ゲルにイオン導電性を付与することができる。なお、高分子電解質ゲルの導電性の向上や性状の調整を目的として、他のイオン解離性の塩及び／又は極性溶媒を配合することも可能である。
【００３３】
高分子電解質ゲルよりなる媒体をイオン選択膜の前面側に取り付ける方法は任意であり、高分子電解質ゲル及びイオン選択膜の種類によっては、界面を接触させるだけで両者を良好に密着又は接着させることができる場合があり、そうでない場合には、例えば熱プレスなどの材質に応じた適切な手法により両者を密着又は接着させることができる。
【００３４】
高分子電解質ゲルのイオン選択膜への取り付けは、イオントフォレーシス装置の製造の時点に行ってもよく、イオントフォレーシス装置の使用（薬物イオンの投与）の直前に行っても構わない。
【００３５】
高分子電解質ゲルに薬物イオン又は薬物イオンを含む薬液を担持させるプロセスは、高分子電解質ゲルに所定の濃度、或いは過飽和の薬液を高分子電解質ゲルに含浸させることにより行うことができる。このプロセスは、高分子電解質ゲルのイオン選択膜への取り付けの前後のいずれの時点に行っても構わない。
【００３６】
高分子電解質ゲルは、必要に応じて水分量を調整するなどにより、生体皮膚に対する親和性を高めることが可能である。従って、イオン選択膜の前面側（皮膚との界面）に高分子電解質ゲルを配置することにより、作用側電極構造体の皮膚に対する密着性を改善し、薬物イオンの投与効率の更なる増大を達成することが可能となる。
【００３７】
上記界面活性剤には、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤などの任意の界面活性剤を特段の制限無く使用することができる。
【００３８】
ここで、薬物担持媒体部に保持される薬物イオンが陽イオンである場合には、陰イオン界面活性剤を使用することにより、薬物担持媒体部に保持される薬物イオンが陰イオンである場合には、陽イオン界面活性剤を使用することにより、より多量の薬物イオンをより安定に担持することが可能となる。
【００３９】
本発明における陰イオン界面活性剤は、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウムなどから選択することができ、陽イオン界面活性剤は、ラウリルアミン塩酸塩、ラウリルアミン酢酸塩、Ｎ−メチル，Ｎ−ラウリルアミン塩酸塩、Ｎ，Ｎ−ジメチル，Ｎ−ラウリルアミン塩酸塩等の１、２、３級高級アミン塩型、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライドなどから選択することができる。
【００４０】
媒体として界面活性剤を用いた場合のイオン選択膜の前面側への薬物担持媒体部の形成は、例えば、適当な濃度の界面活性剤溶液をイオン選択膜の前面側の表面に塗布し、必要により乾燥処理を行った後に、薬液を重ねて塗布することにより行うことができる。
【００４１】
薬物担持媒体部の媒体として界面活性剤を使用した場合には、極めて薄い膜厚をもって薬物イオンを担持する薬物担持媒体部を形成することが可能であるために、生体対イオンが薬物担持媒体層に移行することによる薬物イオンの投与効率の低下を最小限に抑えつつ、上記本発明による効果を達成することが可能である。
【００４２】
上記請求項１、７の発明における薬物担持媒体部の媒体としては、多孔質膜、吸収性ゲル又は繊維シートを使用することも可能であり、この場合も、薬物担持媒体部における薬液の保持性を高めることが可能となる。
【００４３】
また、多孔質膜、吸収性ゲル又は繊維シートは、それぞれの素材を適切に選択し、或いは必要に応じて水分量を調整するなどにより、生体皮膚に対する親和性を高めることが可能である。従って、イオン選択膜の前面側（皮膚との界面）にこれらの媒体を配置することにより、作用側電極構造体の皮膚に対する密着性を改善し、薬物イオンの投与効率の更なる増大を達成することが可能である。
【００４４】
本発明における多孔質膜は、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂などの任意の樹脂よりなる多孔質膜を使用することができ、好ましくは、空隙率又は吸収率が高く、熱プレスなどによりイオン選択膜と一体化することが容易な多孔質膜を使用することができる。
【００４５】
本発明における吸収性ゲルには、薬液の吸収性に優れる任意のゲルを使用することができるが、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミドなどの親水性ゲルを使用することにより、皮膚への密着性を高め、薬物イオンの投与効率を一層高めることも可能である。
【００４６】
本発明の繊維シートには、十分な量の薬液を担持することができる限り、シリカ繊維、アルミナ繊維、ガラス繊維、ロックウール繊維などの無機繊維又はポリエチレン繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、レーヨンなどの有機繊維、或いはこれらの混合繊維よりなる織布、不織布を特段の制限なく使用することが可能である。
【００４７】
多孔質膜、吸収性ゲル、繊維シートよりなる媒体は、使用する素材の種類によっては、単にイオン選択膜に媒体を接触させるだけで両者を密着又は接着させることができる場合があり、そうでない場合は、例えば熱プレスなどの材質に応じた適切な手法により両者を密着又は接着させることができる。
【００４８】
多孔質膜、吸収性ゲル、繊維シートよりなる媒体への薬液の含浸は、媒体をイオン選択膜に取り付ける前に行っても良く、取り付けた後に行っても良い。また、これらの媒体のイオン選択膜への取り付けは、イオントフォレーシス装置の製造の時点に行ってもよく、イオントフォレーシス装置の使用（薬物イオンの投与）の直前に行っても良い。
【００４９】
本発明におけるイオン選択膜には、イオン選択膜にドープされる薬物イオンと同一極性のイオンの通過を許容する一方、その反対極性のイオンの通過を遮断する電荷選択膜を使用することが可能である。
【００５０】
本発明におけるイオン選択膜には、特に好ましくはイオン交換膜を使用することが可能であり、イオン選択膜にドープされる薬物イオンが陽イオンである場合にはカチオン交換膜を使用し、イオン選択膜にドープされる薬物イオンが陰イオンである場合にはアニオン交換膜を使用することが可能である。
【００５１】
本明細書における「薬物」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、回復又は予防、健康の増進又は維持、病状や健康状態などの診断、或いは美容の増進又は維持などの目的で生体に投与される物質を意味する。
【００５２】
本明細書における「薬物イオン」は、薬物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する。
【００５３】
本明細書における「薬液」は、薬物を溶媒に溶解させた溶液や薬物が液状である場合における原液などの液体状態のものだけでなく、薬物の少なくとも一部が薬物イオンに解離する限り、薬物を溶媒等に懸濁又は乳濁させたもの、軟膏状又はペースト状に調整されたものなど各種の状態のものを含む。
【００５４】
本明細書における「薬物対イオン」は、薬液中に存在するイオンであって、薬物イオンとは反対極性のイオンを意味する。
【００５５】
本発明のイオン選択膜、イオン源保持部、薬物担持媒体部又は薬液保持部に保持される薬物イオンは必ずしも単一種類である必要はなく、これらのいずれか一以上に保持される薬物イオンが複数種類であっても構わない。また、本発明のイオン選択膜、イオン源保持部、薬物担持媒体部及び薬液保持部に保持される薬物イオンは、全て同一種類の薬物イオンとすることも可能であり、それぞれ異なる種類の薬物イオンとすることも可能である。
【００５６】
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物イオンの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」は人及び動物を含む。
【００５７】
本明細書における「生体対イオン」は、生体の皮膚上又は生体内に存在するイオンであって、薬物イオンと反対極性のイオンを意味する。
【００５８】
本明細書における「前面側」は、薬物イオンの投与に際しての電流経路上における生体皮膚に近い側を意味する。
【００５９】
本明細書における「第１極性」は、プラス又はマイナスの電気極性を意味し、「第２極性」は第１極性と反対の電気極性（マイナス又はプラス）を意味する。
【００６０】
イオン交換膜としては、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イオン交換膜が知られているが、本発明のイオン交換膜には、これら各種のイオン交換膜を特に制限無く使用することができる。
【００６１】
本明細書における「第１極性のイオン交換膜」は、第１極性のイオンの通過を許容する一方で第２極性のイオンの通過を遮断する機能を有するイオン交換膜（即ち、第１極性のイオンが、第２極性のイオンよりも通過し易いイオン交換膜）を意味する。第１極性がプラスである場合には「第１極性のイオン交換膜」はカチオン交換膜であり、第１極性がマイナスである場合には「第１極性のイオン交換膜」はアニオン交換膜である。
【００６２】
同様に、「第２極性のイオン交換膜」は、第２極性のイオンの通過を許容する一方で第２極性のイオンの通過を遮断する機能を有するイオン交換膜（即ち、第２極性のイオンが、第１極性のイオンよりも通過し易いイオン交換膜）を意味する。第２極性がプラスである場合には「第２極性のイオン交換膜」はカチオン交換膜であり、第２極性がマイナスである場合には「第２極性のイオン交換膜」はアニオン交換膜である。
【００６３】
カチオン交換膜の具体例としては、（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を例示することができ、アニオン交換膜の具体例としては、（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例示することができる。
【００６４】
本発明のイオン交換膜には、多孔質フィルムの孔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を特に好ましく使用することができる。具体的には、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。
【００６５】
本明細書においてイオン選択膜、電荷選択膜又は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薬物イオンの投与効率を十分に高めることができる場合など、他の特定のイオンに比して通過速度又は通過量が十分に小さい場合が含まれる。
【００６６】
同様に、本明細書においてイオン選択膜、電荷選択膜又は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約される場合であっても、その程度が小さいが故に薬物イオンの投与効率を十分に高めることができる場合など、他の特定のイオンに比して通過速度又は通過量が十分に大きい場合が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００６８】
図１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１の構成を示す説明図である。
【００６９】
図示されるように、イオントフォレーシス装置１は、主として作用側電極構造体１０、非作用側電極構造体２０及び電源３０から構成されている。
【００７０】
作用側電極構造体１０は、電源３０の一方の極に給電線３１を介して接続される電極１１、電極１１に接触する電解液を保持する電解液保持部１２、電解液保持部１２の前面側に配置されるイオン選択膜１３、イオン選択膜１３の前面側に配置されるセパレータ１４、セパレータ１４の前面側に配置されるイオン源保持部１５、イオン源保持部１５の前面側に配置されるイオン選択膜１６及びイオン選択膜１６の前面側に配置される薬物担持媒体部１７を備えており、その全体がケース又は容器１８に収容されている。
【００７１】
一方、非作用側電極構造体２０は、電源３０の他方の極に給電線３２を介して接続される電極２１、電極２１に接触する電解液を保持する電解液保持部２２、電解液保持部２２の前面側に配置されるイオン選択膜２３、イオン選択膜２３の前面側に配置される電解液保持部２４及び電解液保持部２４の前面側に配置されるイオン選択膜２５を備えており、その全体がケース又は容器２８に収容されている。
【００７２】
上記電極１１、２１には、任意の導電性材料を特段の制限無しに使用することが可能であるが、銀／塩化銀電極などの水よりも酸化還元電位の低い導電性材料を用いた電極を使用することで、水の電気分解によるガスの発生や水素イオン、水酸基イオン、次亜塩素酸などの生成を抑止することが可能である。
【００７３】
或いは、本願出願人による特願２００５−２２９９８４号に開示される活性炭などの比表面積が１０ｍ２／ｇ以上の非金属導電体を含有する分極性電極や、特願２００５−２２９９８５号に開示される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反応を生じる物質を含有する電極を採用することによっても、通電時における水の電気分解による上記ガスやイオンの生成を抑止することが可能である。
【００７４】
また、通電量が小さいなどのために水の電気分解によるガスやイオンの生成が問題とならない場合、或いは電解液保持部１２、２２に保持される電解液を適切に選択することで水の電気分解によるガスやイオンの生成を防止できる場合には、金、白金、ステンレスなどの不活性電極を好適に使用することができ、金属イオンの溶出及びその生体への移行の懸念を低減できる炭素電極を特に好ましく使用することができる。この場合、本願出願人による特願２００４−３１７３１７号に開示されるポリマーマトリクスにカーボンを混入させた端子部材と、当該端子部材に取り付けられた炭素繊維又は炭素繊維紙よりなる導電シートを有する複合炭素電極や、特願２００５−２２２８９２号に開示される炭素繊維又は炭素繊維紙よりなる導電シート部及び延長部を有し、当該延長部の一部に撥水性ポリマーが含浸された複合炭素電極を特に好ましく使用することができる。
【００７５】
電解液保持部１２、２２は、電極１１、２１からイオン選択膜１３、２３への通電性を確保することができる任意の電解質を溶解した電解液を保持することができるが、水の電気分解よりも酸化還元電位の低い電解質を使用し、或いは複数種類の電解質を溶解した緩衝電解液とすることで、通電の際における水の電気分解によるガスの発生やイオンの生成、或いはこれによるｐＨ変化を抑制することができる。
【００７６】
上記の目的を達成することができる電解液としては、例えば、０．５Ｍのフマル酸ナトリウムと０．５Ｍのポリアクリル酸の５：１混合液を例示することができる。
【００７７】
電解液保持部２４は、イオン選択膜２３からイオン選択膜２５への通電性を確保することができる任意の電解質を溶解した電解液を保持することができ、特に生体への安全性に優れる有機酸や生理食塩水を好ましく保持することができる。
【００７８】
イオン源保持部１５は、イオン選択膜１３からイオン選択膜１６への通電性を確保するとともに、通電の際に、イオン選択膜１６にドープされた薬物イオンを置換するための当該薬物イオンと同一極性のイオン（第１電解イオン）をイオン選択膜１６に供給することができる任意の電解質を溶解した電解液を保持することができる。
【００７９】
イオン源保持部１５に保持される電解液は、イオン選択膜１６にドープされる薬物イオンよりも移動度の大きい第１電解イオンを含まないことが好ましく、これにより、第１電解イオンが薬物イオンと競合することによる薬物イオンの投与効率の低下を防止することができる。
【００８０】
或いは、イオン源保持部１５に保持される電解液は、第１電解イオンとして生体に投与すべき薬物イオンＤ１を含むことも可能である。
【００８１】
この場合、第１電解イオンを、イオン選択膜１６にドープされた薬物イオンＤ２と同一種類の薬物イオンとすることにより、第１電解イオンと薬物イオンＤ２の競合による薬物イオンＤ２の投与効率の低下を防止することが可能であり、第１電解イオンを、イオン選択膜１６にドープされた薬物イオンＤ２と異なる種類の薬物イオンとすることにより、複数種類の薬物イオンを投与するイオントフォレーシス装置１を実現することが可能となる。
【００８２】
電解液保持部１２、２２、２４、及びイオン源保持部１５は、それぞれの電解液を液体状体で保持することができ、ガーゼ、濾紙、水性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。
【００８３】
イオン選択膜１３は、イオン選択膜１６にドープされる薬物イオンと同一極性のイオンの通過を遮断し、その反対極性のイオンの通過を許容する特性を有することが好ましい。
【００８４】
かかるイオン選択膜１３を使用することにより、イオン源保持部１５から電解液保持部１２への薬物イオンの反対極性のイオンの移行による通電が確保される一方、イオン源保持部１５から電解液保持部１２への薬物イオンの移行や、電解液保持部１２からイオン源保持部１５への薬物イオンと同一極性のイオンの移行を抑制することが可能である。従って、通電の際における薬物イオンの分解、変質を防止することができ、或いは電極反応により生じる場合がある水素イオンや水酸基イオン、或いは電解液保持部１２に含まれる移動度の大きいイオンがイオン選択膜１６に移行することによる薬物イオンの投与効率の低下又は皮膚界面におけるｐＨ値の変動を防止することができる。
【００８５】
特に好ましい実施形態では、イオン選択膜１３としてイオン選択膜１６にドープされる薬物イオンＤ２と反対極性のイオン交換膜を使用することができる。即ち、当該薬物イオンＤ２が陽イオンである場合にはイオン選択膜１３としてアニオン交換膜を使用し、当該薬物イオンＤ２が陰イオンである場合にはイオン選択膜１３としてカチオン交換膜を使用することができる。
【００８６】
イオン選択膜２３は、イオン選択膜１６にドープされる薬物イオンＤ２と同一極性のイオンの通過を許容し、その反対極性のイオンの通過を遮断する特性を有することが好ましい。
【００８７】
かかるイオン選択膜２３を使用することにより、電極反応により生じる場合がある水素イオンや水酸基イオンの電解液保持部２４への移行、及びこれによる生体界面におけるｐＨ変動を防止することができる。
【００８８】
特に好ましい実施形態では、イオン選択膜２３としてイオン選択膜１６にドープされる薬物イオンＤ２と同一極性のイオン交換膜を使用することができる。即ち、薬物イオンＤ２が陽イオンである場合にはイオン選択膜２３としてカチオン交換膜を使用し、薬物イオンＤ２が陰イオンである場合にはイオン選択膜２３としてアニオン交換膜を使用することができる。
【００８９】
イオン選択膜２５は、イオン選択膜１６にドープされる薬物イオンＤ２と同一極性のイオンの通過を遮断し、その反対極性のイオンの通過を許容する特性を有することが好ましい。
【００９０】
かかるイオン選択膜２５は、電解液保持部２４に保持される生体への安全性に優れた電解液と組み合わせて使用することにより、薬物イオンの投与の安全性を一層高めることが可能となる。
【００９１】
特に好ましい実施形態では、イオン選択膜２５としてイオン選択膜１６にドープされる薬物イオンＤ２と反対極性のイオン交換膜を使用することができる。即ち、薬物イオンＤ２が陽イオンである場合にはイオン選択膜２５としてアニオン交換膜を使用し、薬物イオンＤ２が陰イオンである場合にはイオン選択膜２５としてカチオン交換膜を使用することができる。
【００９２】
イオン選択膜１６は、当該イオン選択膜１６にドープされる薬物イオンＤ２と同一極性のイオンの通過を許容し、その反対極性のイオンの通過を遮断する特性を有することが好ましい。
【００９３】
かかるイオン選択膜１６を使用することにより、生体対イオンのイオン源保持部１５への移行を効果的に抑止し、薬物イオンの投与効率の上昇を達成することができる。
【００９４】
特に好ましい実施形態では、イオン選択膜１６としては、当該イオン選択膜１６にドープされる薬物イオンＤ２と同一極性のイオン交換膜を使用することができる。即ち、薬物イオンＤ２が陽イオンである場合にはイオン選択膜１６としてカチオン交換膜を使用し、薬物イオンＤ２が陰イオンである場合にはイオン選択膜１６としてアニオン交換膜を使用することができる。
【００９５】
イオン選択膜１６には、生体に投与すべき薬物イオンＤ２がドープされる。
【００９６】
図１では、イオン選択膜１６として、多孔質フィルムＦの孔Ｐ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が使用された場合における薬物イオンＤ２の保持の態様が模式的に示されている。図示のように、薬物イオンＤ２の少なくとも一部は、孔Ｐ中のイオン交換樹脂（不図示）に導入されたイオン交換基Ｇ１に結合した状態で保持されるものと考えられている。
【００９７】
イオン選択膜１６への薬物イオンＤ２のドープは、適当な濃度の薬物イオンＤ２を含む薬液にイオン選択膜１６を所定時間浸漬することにより行うことができる。イオン選択膜１６への薬物イオンＤ２のドープ量は、使用する薬液の濃度、浸漬時間、浸漬回数などにより調整することが可能である。
【００９８】
イオン選択膜１３とイオン源保持部１５の間には、好ましくは非透水性の材料よりなるシート状の部材であるセパレータ１４を配置することができる。セパレータ１４は、イオン選択膜１３とイオン源保持部１５の間でのイオンや分子の移動を遮断するために容器１８の内部の全断面を覆うように配置される。図示の例では、セパレータ１４の取り外しを容易に行い得るようにするために、セパレータの端部ｅが容器１８の外部に導き出されており、この端部ｅを引っ張ることでセパレータ１４の取り外しを行うことができる。セパレータ１４の片面又は両面には離型剤を塗布することも可能であり、これによっても、セパレータ１４の取り外しを容易に行い得るようにすることができる。
【００９９】
イオン選択膜１６の前面側には、薬物イオンＤ２と同一極性の薬物イオンＤ３又は薬物イオンＤ３を含む薬液を担持するイオン交換繊維又は高分子電解質ゲルからなる媒体Ｍにより構成される薬物担持媒体部１７が配置される。
【０１００】
ここで、薬物イオンＤ３が陽イオンであれば、イオン交換繊維としてはカチオン交換繊維を好ましく使用することができ、高分子電解質ゲルとしては、負に帯電した極性基を多数有する極性高分子をベースとした高分子電解質ゲルを好ましく使用することができる。薬物イオンＤ３が陰イオンであれば、イオン交換繊維としてはアニオン交換繊維を好ましく使用することができ、高分子電解質ゲルとしては、正に帯電した極性基を多数有する極性高分子をベースとした高分子電解質ゲルを好ましく使用することができる。
【０１０１】
媒体Ｍとしてイオン交換繊維を用いた場合には、図に模式的に示すように、薬物担持媒体部１７中における薬物イオンＤ３の全部又は一部はイオン交換繊維中のイオン交換基Ｇ２に結合した状態で保持され、同様に、媒体Ｍとして高分子電解質ゲルを用いた場合には、薬物担持媒体部１７中における薬物イオンＤ３の全部又は一部は極性高分子の極性基Ｇ２に結合した状態で保持される。
【０１０２】
なお、薬物担持媒体部１７への薬物イオンＤ３の導入条件などによって、薬物イオンＤ３の一部が媒体Ｍ中に含浸された薬液中においてイオンの状態で保持されるようにすることも可能であり、或いは媒体Ｍに過飽和の薬液を含浸させ、薬物イオンＤ３の一部が薬物対イオンと結合した塩として析出した状態で保持されるようにすることも可能である。
【０１０３】
媒体Ｍへの薬物イオンＤ３の導入は、例えば、媒体Ｍに薬物イオンＤ３を含む適当な濃度又は過飽和の薬液を含浸させることにより行うことができる。薬物担持媒体部１７は、イオン選択膜１６の前面側に媒体Ｍを接着又は密着させて配置した後に、媒体Ｍに薬物イオンＤ３を導入することにより形成することが可能であり、或いは媒体Ｍに薬物イオンＤ３を導入した後に、その媒体Ｍをイオン選択膜１６の前面側に接着又は密着させて配置することにより形成することも可能である。
【０１０４】
薬物担持媒体部１７に担持される薬物イオンＤ３は、薬物イオンＤ１又はＤ２と同一種類の薬物イオンとすることが可能であり、或いは異なる種類の薬物イオンとすることも可能である。
【０１０５】
作用側電極構造体１０及び非作用側電極構造体２０の容器１８、２８は、内部に上述の各要素を収容できる空間が形成され、下面が開放されたプラスチックなどの任意の素材から形成される部材である。容器１８、２８は、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る素材や、生体の動きや皮膚の凹凸に追随できる柔軟な素材から形成することができる。また容器１８、２８の下面１８ｂ、２８ｂには、イオントフォレーシス装置１の保存中における水分の蒸発や異物の混入を防ぐことができる適宜の材料からなり、使用に際して取り外されるライナー（不図示）を貼付することができ、更には、容器１８、２８の下面１８ｂ、２８ｂの外周縁などに生体皮膚との密着性を向上させるための粘着剤層を設けることも可能である。
【０１０６】
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。
【０１０７】
イオントフォレーシス装置１では、セパレータ１４及びライナー（不図示）を取り外し、作用側電極構造体１０の薬物担持媒体部１７及び非作用側電極構造体２０のイオン選択膜２５を生体皮膚に当接させた状態で、電極１１及び２１にそれぞれ薬物イオンＤ２と同一極性の電圧及び反対極性の電圧を印加することにより、薬物イオンＤ２、Ｄ３の生体への投与が行われる。イオン源保持部１５の第１電解イオンとしてある程度移動度の高い薬物イオンＤ１が保持されている場合には、薬物イオンＤ２、Ｄ３とともに薬物イオンＤ１が生体に投与される。
【０１０８】
イオントフォレーシス装置１では、薬物イオンＤ３又は薬物イオンＤ３を含む薬液を担持する薬物担持媒体部１７によって皮膚上に存在するＮａ＋やＣｌ−などの生体対イオンの濃度を低下させることができるため、イオン選択膜１６を通過する生体対イオンの量が低減され、薬物イオンの投与効率が向上する。また薬物イオンＤ３の少なくとも一部は、イオン交換繊維のイオン交換基又は高分子電解質ゲルの極性基に結合した状態で担持されるため、薬物イオンＤ３の保持性が向上し、装置の保管中における薬物イオンＤ３の安定性が向上する。更に、イオン交換繊維又は高分子電解質ゲルよりなる媒体Ｍは、必要に応じて媒体Ｍ中の水分量を調整するなどによって、生体皮膚への親和性を高めることが可能であるため、作用側電極構造体１０の生体皮膚への密着性を向上させ、薬物イオンの投与効率を更に上昇させることが可能である。
【０１０９】
なお、上記実施形態における電解液保持部１２、２２、２４、イオン選択膜１３、２３、２５、セパレータ１４及び不図示のライナーなどは任意的な構成要素であり、イオントフォレーシス装置１からこれらの構成要素の一部又は全部を削除することも可能である。
【０１１０】
また図示の例では、セパレータ１４はイオン選択膜１３とイオン源保持部１５の間に配置されているが、セパレータ１４を電解液保持部１２とイオン選択膜１３の間に配置することも可能である。
【０１１１】
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、上記実施形態において特に好ましく使用することができるセパレータ１４の形態及びその使用態様を拡大して示す説明図である。
【０１１２】
図２におけるセパレータ１４は、その一端ｅ１が容器１８の一側壁に取り付けられ、中間部分ｍが容器１８の他側壁において折り返され、他端ｅ２が容器１８の上記一側壁から外部に導き出されている。
【０１１３】
このセパレータ１４を有するイオントフォレーシス装置１では、他端ｅ２を矢印方向に引っ張ることにより、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示す態様でセパレータ１４を取り外すことができるために、セパレータ１４の取り外しの容易性を高めることができる。
【０１１４】
なお、図２に示すセパレータ１４においても、その上面ｕ及び／又は下面ｂに離型剤を塗布しておくことにより、セパレータ１４の取り外し作業を更に容易化することができる。
【０１１５】
図３（Ａ）は、イオントフォレーシス装置１において作用側電極構造体１０に代えて使用することができる他の態様の作用側電極構造体１０ａの構成を示す説明図であり、図１と同一又は類似の要素には同一又は類似の符号が付されている。
【０１１６】
作用側電極構造体１０ａは、イオン選択膜１６の前面側に、薬物イオンＤ２と同一極性の薬物イオンＤ３又は薬物イオンＤ３を含む薬液を担持する界面活性剤Ｓからなる媒体Ｍにより構成される薬物担持媒体部１７ａが配置されている点を除いて、作用側電極構造体１０と同一の構成を有している。
【０１１７】
上記界面活性剤Ｓとしては、薬物イオンＤ３が正負いずれのイオンかに拘わらず、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤及び陽イオン界面活性剤のいずれをも好適に使用することが可能である。
【０１１８】
しかし、薬物イオンＤ３が陽イオンであれば、界面活性剤Ｓとして陰イオン界面活性剤を使用し、薬物イオンＤ３が陰イオンであれば、界面活性剤Ｓとして陽イオン界面活性剤を使用することにより、薬物担持媒体部１７ａ中における薬物イオンＤ３の保持性を向上させることができる。
【０１１９】
界面活性剤Ｓは、親油基をイオン選択膜１６の表面に吸着させ、親水基をその反対（図３（Ａ）における下方）を向けて配向する傾向を有しており、薬物イオンＤ３の全部又は一部は、図に模式的に示すように、界面活性剤Ｓの親水基に結合した状態で保持される。
【０１２０】
なお、薬物担持媒体部１７ａには、上記のような界面活性剤Ｓに結合した状態の薬物イオンＤ３に加え、薬物イオンＤ３を溶解した薬液及び／又は薬物イオンＤ３が薬物対イオンと結合して塩として析出した薬物を併せて保持させることも可能である。
【０１２１】
作用側電極構造体１０ａを備えるイオントフォレーシス装置１では、図１に示す作用側電極構造体１０を備えるイオントフォレーシス装置１について上記したと同様の態様で薬物イオンの投与が行われる。
【０１２２】
作用側電極構造体１０ａを備えるイオントフォレーシス装置１では、薬物イオンＤ３又は薬物イオンＤ３を含む薬液を担持する薬物担持媒体部１７ａによって皮膚上に存在するＮａ＋やＣｌ−などの生体対イオンの濃度を低下させることができるため、イオン選択膜１６を通過する生体対イオンの量が低減され、薬物イオンの投与効率が向上する。また薬物イオンＤ３が表面活性剤Ｓに結合した状態で保持されるため、薬物イオンＤ３の保持性が向上し、装置の保管中における薬物イオンＤ３の安定性が向上する。更に、作用側電極構造体１０ａでは、薬物担持媒体部１７ａを極めて薄い膜厚に形成することが可能であるため、生体から薬物担持媒体部１７ａ内への生体対イオンの移行による薬物イオンの投与効率の低下を最小限に抑えることが可能である。
【０１２３】
図３（Ｂ）は、イオントフォレーシス装置１における作用側電極構造体１０に代え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１０ｂの構成を示す説明図であり、図１と同一又は類似の要素には同一又は類似の符号が付されている。
【０１２４】
作用側電極構造体１０ｂは、イオン選択膜１６の前面側に、薬物イオンＤ２と同一極性の薬物イオンＤ３を含む薬液が含浸された多孔質膜、吸収性ゲル又は繊維シートからなる媒体Ｍにより構成される薬物担持媒体部１７ｂが配置されている点を除いて、作用側電極構造体１０と同一の構成を有している。
【０１２５】
作用側電極構造体１０ｂを備えるイオントフォレーシス装置１では、図１に示す作用側電極構造体１０を備えるイオントフォレーシス装置１について上記したと同様の態様で薬物イオンの投与が行われる。
【０１２６】
作用側電極構造体１０ｂを備えるイオントフォレーシス装置１では、薬物イオンＤ３を含む薬液を担持する薬物担持媒体部１７ｂによって皮膚上に存在するＮａ＋やＣｌ−などの生体対イオンの濃度を低下させることができるため、イオン選択膜１６を通過する生体対イオンの量が低減され、薬物イオンの投与効率が向上する。また多孔質膜、吸収性ゲル又は繊維シートよりなる媒体Ｍは、必要に応じて媒体Ｍ中の水分量を調整するなどによって、生体皮膚への親和性を高めることが可能であるため、作用側電極構造体１０ｂの生体皮膚への密着性を向上させ、薬物イオンの投与効率を更に上昇させることが可能である。
【０１２７】
なお、作用側電極構造体１０ａ、１０ｂにおける電解液保持部１２、イオン選択膜１３、セパレータ１４及び不図示のライナーなどは、作用側電極構造体１０の場合と同様、任意的な構成要素であり、これらの全部又は一部は省略することができる。
【０１２８】
図４は、イオントフォレーシス装置１における作用側電極構造体１０に代え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１０ｃの構成を示す説明図であり、図１と同一又は類似の要素には同一又は類似の符号が付されている。
【０１２９】
図示されるように、作用側電極構造体１０ｃは、電源３０の一方の極に給電線３１を介して接続される電極１１、電極１１に接触する電解液を保持する電解液保持部１２、電解液保持部１２の前面側に配置されるイオン選択膜１３、イオン選択膜１３の前面側に配置されるセパレータ１４、セパレータ１４の前面側に配置され、薬物イオンＤ２を含む薬液を保持する薬液保持部１５ｃ、薬液保持部１５ｃの前面側に配置されるイオン選択膜１６ｃ及びイオン選択膜１６ｃの前面側に配置される薬物担持媒体部１７ｃを備えており、その全体が容器１８に収容されている。
【０１３０】
作用側電極構造体１０ｃにおける電極１１、電解液保持部１２、イオン選択膜１３、セパレータ１４及び容器１８は、作用側電極構造体１０と同様の構成とすることができる。
【０１３１】
薬液保持部１５ｃには、適当な濃度の薬物イオンＤ２を含む薬液が保持される。薬液保持部１５ｃは、薬液を液体状体で保持することができ、ガーゼ、濾紙、水性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。
【０１３２】
イオン選択膜１６ｃは、薬液保持部１５ｃ中の薬物イオンＤ２と同一極性のイオンの通過を許容し、その反対極性のイオンの通過を遮断する特性を有することが好ましい。
【０１３３】
かかるイオン選択膜１６ｃを使用することにより、生体対イオンの薬液保持部１５ｃへの移行を効果的に抑止し、薬物イオンの投与効率の上昇を達成することができる。
【０１３４】
特に好ましい実施形態では、イオン選択膜１６ｃとしては、薬液保持部１５ｃ中の薬物イオンＤ２と同一極性のイオン交換膜を使用することができる。即ち、薬物イオンＤ２が陽イオンである場合にはイオン選択膜１６ｃとしてカチオン交換膜を使用し、薬物イオンＤ２が陰イオンである場合にはイオン選択膜１６ｃとしてアニオン交換膜を使用することができる。
【０１３５】
薬物担持媒体部１７ｃは、作用側電極構造体１０、１０ａ又は１０ｂにおける薬物担持媒体部１７、１７ａ又は１７ｂと同様の構成とすることができる。
【０１３６】
作用側電極構造体１０ｃを有するイオントフォレーシス装置１では、作用側電極構造体１０ｃの薬物担持媒体部１７ｃ及び非作用側電極構造体２０のイオン選択膜２５を生体皮膚に当接させた状態で、電極１１及び２１にそれぞれ薬物イオンＤ２と同一極性の電圧及び反対極性の電圧を印加することにより、薬物イオンＤ２、Ｄ３の生体への投与が行われる。
【０１３７】
作用側電極構造体１０ｃを有するイオントフォレーシス装置１では、薬物イオンＤ３又は薬物イオンＤ３を含む薬液を担持する薬物担持媒体部１７ｃによって皮膚上に存在するＮａ＋やＣｌ−などの生体対イオンの濃度を低下させることができるため、イオン選択膜１６を通過する生体対イオンの量が低減され、薬物イオンの投与効率が向上する。
【０１３８】
特に、薬物担持媒体部１７ｃの媒体Ｍとしてイオン交換繊維又は高分子電解質ゲルを使用した場合には、薬物イオンＤ３の少なくとも一部が、イオン交換繊維のイオン交換基又は高分子電解質ゲルの極性基に結合した状態で担持されるため、薬物イオンＤ３の保持性が向上し、装置の保管中における薬物イオンＤ３の安定性が向上する。イオン交換繊維又は高分子電解質ゲルよりなる媒体Ｍは、必要に応じて媒体Ｍ中の水分量を調整するなどによって、生体皮膚への親和性を高めることが可能であるため、作用側電極構造体１０ｃの生体皮膚への密着性を向上させ、薬物イオンの投与効率を更に上昇させることが可能である。
【０１３９】
薬物担持媒体部１７ｃの媒体Ｍとして界面活性剤を使用した場合においても、薬物イオンＤ３の少なくとも一部が界面活性剤に結合した状態で担持されるため、薬物イオンＤ３の保持性が向上し、装置の保管中における薬物イオンＤ３の安定性が向上する。またこの場合には、薬物担持媒体部１７ｃを極めて薄い膜厚に形成することが可能であるため、生体から薬物担持媒体部１７ｃ内への生体対イオンの移行による薬物イオンの投与効率の低下を最小限に抑えることが可能である。
【０１４０】
なお、作用側電極構造体１０ｃにおいても、電解液保持部１２、イオン選択膜１３、セパレータ１４などは任意的な構成要素であり、イオントフォレーシス装置１からこれらの構成要素の一部又は全部を削除することも可能である。
【０１４１】
また図示の例では、セパレータ１４はイオン選択膜１３と薬液保持部１５ｃの間に配置されているが、セパレータ１４を電解液保持部１２とイオン選択膜１３の間に配置することも可能である。
【０１４２】
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。
【０１４３】
例えば、上記実施形態では、生体に投与すべき薬物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備えるイオントフォレーシス装置を例として説明したが、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物が保持されるイオントフォレーシス装置や、電源のそれぞれの極に複数の電極構造体が接続されるイオントフォレーシス装置にも同様にして本発明を適用することができる。
【０１４４】
なお、作用側電極構造体を複数備えるイオントフォレーシス装置の場合においては、全ての作用側電極構造体が薬物担持媒体部を備えることは必要ではなく、薬物担持媒体部を備える少なくとも１の作用側電極構造体を有するイオントフォレーシス装置は本発明の範囲に含まれる。
【０１４５】
或いは、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１又は複数の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物の投与を行うようにすることも可能である。
【０１４６】
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る。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【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構成を示す説明図。
【図２】本発明に係るイオントフォレーシス装置において好ましく使用することができるセパレータの形態及びその使用態様を示す説明図。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明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作用側電極構造体の構成を示す説明図。
【図４】本発明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作用側電極構造体の構成を示す説明図。
【符号の説明】
【０１４８】
１・・・イオントフォレーシス装置
１０、１０ａ〜１０ｃ・・・作用側電極構造体
２０・・・非作用側電極構造体
１１、２１・・・電極
１２、２２、２４・・・電解液保持部
１３、１６、１６ｃ、２３、２５・・・イオン選択膜
１４・・・セパレータ
１５・・・イオン源保持部
１５ｃ・・・薬液保持部
１７、１７ａ〜１７ｃ・・・薬物担持媒体部
１８、２８・・・容器
３０・・・電源
３１、３２・・・給電線
Ｄ１〜Ｄ３・・・薬物イオン
Ｇ１、Ｇ２・・・イオン交換基
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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