(57)【要約】      （修正有）【課題】通電時におけるガスの発生や好ましくないイオンの発生を抑止することができるイオントフォレーシス装置、或いは更に電極反応による薬物イオンの変質を抑止することができるイオントフォレーシス装置の提供。【解決手段】作用側電極構造体１０ａは、電源３０の給電線３１に接続される電極１１と、電極１１に接触するイオン性液体を保持するイオン性液体保持部１２と、イオン性液体保持部１２の前面側に配置され、薬液を保持する薬物保持部１５とを備える。イオン性液体を構成するアニオンは、ＰＦ６−、ＢＦ４−、ＡｌＣｌ４−、ＣｌＯ４−、硫酸水素イオン、ビス−トリフルオロアルキルサルフォニル−イミド又はトリフルオロメタンサルフォネートから選択され、イオン性液体を構成するカチオンは、イミダゾリウム誘導体、ピリジニウム誘導体、ピペリジニウム誘導体、ピロリジニウム誘導体又はテトラアルキルアンモニウム誘導体から選択される。【選択図】図２
2007075327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の電圧が印加される第１電極と、
前記第１電極に接触するイオン性液体を保持するイオン性液体保持部と、
前記イオン性液体保持部の前面側に配置され、第１導電型の薬物イオンを保持する薬物保持部とを有する作用側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】
前記イオン性液体が疎水性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】
前記イオン性液体を構成するアニオンがビス−トリフルオロアルキルサルフォニル−イミドであることを特徴とする請求項１又は２に記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項４】
前記イオン性液体を構成するカチオンがイミダゾリウム誘導体、ピリジニウム誘導体、ピペリジニウム誘導体、ピロリジニウム誘導体又はテトラアルキルアンモニウム誘導体であ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】
前記イオン性液体に、前記イオン性液体よりも酸化、還元電位の低い電解質が溶解されてい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】
前記薬物保持部が、前記薬物イオン及び第２導電型の薬物対イオンを含む薬液を保持し、
前記作用側電極構造体が、
前記薬物保持部と前記イオン性液体保持部の間に、少なくとも前記薬物対イオンの通過を許容する半透膜を更に有す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】
前記作用側電極構造体が、
前記薬物保持部の前面側に、第１導電型のイオン交換膜を更に備えることを特徴とする請求項１〜６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】
前記薬物保持部が、前記薬物イオンがドープされた第１導電型のイオン交換膜から構成されており、
前記作用側電極構造体が、
前記イオン性液体保持部の前面側に配置され、電解液を保持する電解液保持部と
前記イオン性液体保持部と前記薬物保持部の間に配置され、少なくとも前記電解液保持部の第２導電型のイオンの通過を許容する半透膜を更に備え、
前記薬物保持部が、前記電解液保持部の前面側に配置されてい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９】
第２導電型の電圧が印加される第２電極と、
前記第２電極に接触するイオン性液体を保持する第２イオン性液体保持部と、
前記第２イオン性液体保持部の前面側に配置され、電解液を保持する第２電解液保持部とを有する非作用側電極構造体を更に備えることを特徴とする請求項１〜８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１０】
第１電極と、第１導電型の薬物イオンを保持する薬物保持部とを有する作用側電極構造体を備え、
前記第１電極に印加される第１導電型の電圧により前記薬物イオンを生体に投与するイオントフォレーシス装置であって、
第２導電型の電圧が印加される第２電極と、
前記第２電極に接触するイオン性液体を保持する第２イオン性液体保持部と、
前記第２イオン性液体保持部の前面側に配置され、電解液を保持する電解液保持部とを有する非作用側電極構造体を更に備えることを特徴とする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物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、薬物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５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物イオンに解離する薬物の溶液（薬液）を保持する薬物保持部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、薬物保持部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に薬物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物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、薬物がプラスの薬物イオンに解離するカチオン性薬物である場合には、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、薬物の種類によっては薬物イオンが電極反応によって変質する場合があり、更に、薬物保持部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、薬物がマイナスの薬物イオンに解離するアニオン性薬物である場合には、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、薬物の種類によっては薬物イオンが電極反応によっ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。また薬物の変質を生じると、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、装置の保存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物を投与する装置の場合には、適用できる薬物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、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、必ずしも通電時の電極反応による薬物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６に示す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導電型の薬物イオンを含む薬液を保持する薬物保持部２１４と、薬物保持部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９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制することが可能である。更に、このイオントフォレーシス装置では、薬物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、電極反応による薬物イオンの変質の問題も解決されている。
【００１５】
しかし特許文献２に記載のイオントフォレーシス装置では、薬物保持部２１４の薬液を電解液保持部２１２の電解液から完全に分離することが難しいという問題がある。
【００１６】
即ち、電解液保持部２１２の電解液中には一般に、電解質がイオン解離して生じる第１、第２導電型のイオン及び未解離の電解質分子が共存するが、上記第２導電型のイオンや電解質分子はイオン交換膜２１３を通過して薬物保持部２１４に移行し得るため、薬物イオンや電解質の種類又はその組み合わせによっては、装置を一定以上の期間に渡って存置するうちに、これらのイオン又は分子が薬物保持部２１４に移行して薬物イオンに作用し、薬効の低下や薬液の変色などの好ましくない影響を与える場合がある。
【特許文献１】米国特許第４７４４７８７号公報
【特許文献２】特開平４−２９７２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、特許文献１、２と同様に、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であって、特許文献１、２とは異なる構成の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、特許文献１、２と同様に、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であって、特許文献１、２とは異なる構成の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、特許文献２と同様に、通電時における電極反応による薬物イオンの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であって、特許文献２とは異なる構成の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、或いは薬物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、或いは薬物の変質を抑止又は抑制できるとともに、特許文献２と同様に、通電時の電極反応による薬物イオンの変質を防止できるイオントフォレーシス装置であって、特許文献２とは異なる構成の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、或いは薬物の変質を抑止又は抑制できるとともに、装置の存置中における薬物の変質や変色を生じる可能性を、特許文献２に記載のイオントフォレーシス装置よりも低減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。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、
第１導電型の電圧が印加される第１電極と、
前記第１電極に接触するイオン性液体を保持するイオン性液体保持部と、
前記イオン性液体保持部の前面側に配置され、第１導電型の薬物イオンを保持する薬物保持部とを有する作用側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（請求項１）。
【００２４】
本発明では、第１電極からイオン性液体への通電は、イオン性液体を構成するカチオン又はアニオンが酸化又は還元することにより生じる。従って、酸素ガス、塩素ガス、水素ガスなどのガスの発生や水素イオン、水酸基イオン又は次亜塩素酸などの有害イオンの発生を伴うことなく、作用側電極構造体における通電を行うことが可能となる。
【００２５】
ここで本発明におけるイオン性液体とは、常温付近で液体として存在する溶融塩を言う。
【００２６】
本発明のイオン性液体を構成するアニオンは、ＰＦ６−、ＢＦ４−、ＡｌＣｌ４−、ＣｌＯ４−、下式（１）の硫酸水素イオン（hydrogensulfate）、下式（２）のビス−トリフルオロアルキルサルフォニル−イミド（bis-trifluoroalkylsulfonyl-imide）又は下式（３）のトリフルオロメタンサルフォネート（trifluoromethanesulfonate）又はこれらの組み合わせから選択することができる。
【化１】
2007075327.tif 000003
なお、式（２）におけるｎは、任意の自然数である。
【００２７】
本発明のイオン性液体を構成するカチオンは、下式（４）のモノアルキルイミダゾリウム、下式（５）のジアルキルイミダゾリウム、下式（６）のトリアルキルイミダゾリウムを含むイミダゾリウム誘導体、下式（７）の１−アルキルピリジニウムを含むピリジニウム誘導体、下式（８）のジアルキルピペリジニウムを含むピペリジニウム誘導体、下式（９）の１−アルキルピロリジニウムを含むピロリジニウム誘導体又は下式（１０）のテトラアルキルアンモニウムを含むテトラアルキルアンモニウム誘導体又はこれらの組み合わせから選択することができる。
【化２】
2007075327.tif 000004
なお、式（４）〜（１０）におけるＲ、Ｒ１〜Ｒ４は任意のアルキル基又はフルオロアルキル基である。
【００２８】
本発明におけるイオン性液体には、疎水性のものを使用することが好ましく（請求項２）、この場合には上記本発明の基本的な効果に加え、イオン性液体保持部と薬物保持部との分離性を高めることができるという追加的な効果を達成することができる。従って、イオン性液体を構成するアニオン又はカチオンが薬物保持部に移行して薬物イオンの変質、薬液の変色などを生じることや、生体への安全性が低下することを防止することが可能であり、或いは薬物イオンがイオン性液体保持部に移行して電極反応により変質することを防止することが可能である。
【００２９】
このような疎水性のイオン性液体は、アニオンとして上記ビス−トリフルオロアルキルサルフォニル−イミドを選択し、カチオンとして上に例示したいずれのカチオンを選択することにより構成することができる。
【００３０】
本発明におけるイオン性液体には、そのイオン性液体よりも酸化還元電位の低い電解質を配合することが好ましい（請求項５）。
【００３１】
即ち、イオン性液体の酸化還元電位は多くの場合３〜５Ｖ程度であるため、より低い印加電圧での薬物投与が望ましい場合には、そのイオン性液体よりも酸化還元電位の低い電解質を溶解させることにより、薬物投与のために第１電極に印加することが必要となる電圧を低下させることが可能である。
【００３２】
この場合の電解質には、酸化還元によりガスや有害イオンを発生させることがない電解質を選択することが好ましく、場合によっては、更にその電解質又はその電解質が解離することで生じるイオンが薬物保持部に移行した場合でも、薬物イオンの変質や薬液の変色などの現象を生じさせることのない電解質を選択することが好ましい。
【００３３】
なお請求項５の発明は、上述のようにイオン性液体の酸化還元電位が水の酸化還元電位（１．２３Ｖ）よりも大幅に高いことから、特許文献２に記載のイオントフォレーシス装置の場合よりも犠牲電解質（溶媒であるイオン性液体又は水よりも酸化還元電位が低く、酸化還元によりガスや有害イオンを発生させることのない電解質、或いは更に、薬物保持部に移行した場合に薬物イオンの変質などの現象を生じさせない電解質）の選択の幅を広げることができるという利点を有している。
【００３４】
イオン性液体に配合することができる犠牲電解質としては、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄などの無機化合物、アスコルビン酸やアスコルビン酸ナトリウムなどの医薬剤、乳酸などの皮膚面に存在する酸性化合物、あるいはシュウ酸、リンゴ酸、コハク酸、フマル酸などの有機酸及び／又はその塩を例示することができる。
【００３５】
請求項１〜５の発明では、
前記薬物保持部が、前記薬物イオン及び第２導電型の薬物対イオンを含む薬液を保持し、
前記作用側電極構造体が、
前記薬物保持部と前記イオン性液体保持部の間に、少なくとも前記薬物対イオンの通過を許容する半透膜を更に有することが好ましく（請求項６）、これにより、イオン性液体保持部と薬物保持部の分離をより確実なものとすることができる。
【００３６】
なお、ここでの半透膜としては、第２導電型のイオン交換膜を使用することが可能であり、この場合には、イオン性液体保持部から薬物保持部への通電が、薬物対イオンのイオン性液体保持部への移行により確保される一方、イオン性液体保持部に存在する第１導電型のイオンの薬物保持部への移行や、薬物イオンのイオン性液体保持部への移行を第２導電型のイオン交換膜により遮断することができる。従って、イオン性液体保持部の第１導電型のイオンが薬物保持部に移行して薬液を変質させること、或いは生体への安全性が低下することを防止することが可能となり、或いはイオン性液体保持部に移行した薬物イオンが電極反応により変質することを防止することが可能となる。
【００３７】
ここでの半透膜としては、薬物対イオンの通過を許容する一方、薬物イオン及び／又はイオン性液体保持部の第１導電型のイオンの通過を遮断できる分子量分画特性を有する濾過膜を使用することも可能であり、この場合も第２導電型のイオン交換膜を使用した場合と同様の効果を達成することができる。
【００３８】
請求項１〜６の発明では、作用側電極構造体が、薬物保持部の前面側に、第１導電型のイオン交換膜を更に備えることが好ましく（請求項７）、この場合には、この第１導電型のイオン交換膜により、薬物投与の際における生体対イオンの薬物保持部への移行が遮断されるため、薬物イオンの投与効率を上昇させることが可能である。
【００３９】
請求項１〜５の発明では、
前記薬物保持部が、前記薬物イオンがドープされた第１導電型のイオン交換膜から構成されており、
前記作用側電極構造体が、
前記半透膜の前面側に配置され、電解液を保持する電解液保持部と
前記イオン性液体保持部と前記薬物保持部の間に配置され、少なくとも前記電解液保持部の第２導電型のイオンの通過を許容する半透膜を更に備え、
前記薬物保持部が、前記電解液保持部の前面側に配置されているよう構成することが好ましく（請求項８）、これにより、イオン性液体保持部と電解液保持部及び／又は薬物保持部との分離をより確実なものとすることができる。
【００４０】
なお、ここでの半透膜としては、請求項６の発明について上記したと同様のイオン交換膜又は濾過膜を使用することができ、請求項６の発明と同様の効果が達成される。
【００４１】
加えて、請求項８の発明では、下記の追加的な効果が併せて達成される。
（１）第１導電型のイオン交換膜が生体対イオンの装置内への移行を遮断するため、薬物の投与効率を上昇させることができる。
（２）薬物イオンが保持されるイオン交換膜を生体皮膚に直接接触させた状態で薬物イオンの投与が行われるために、薬物イオンの投与効率を一層上昇させることができる。
（３）薬物イオンが第１イオン交換膜にドープされた状態で保持されるため、保存中における薬物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。
【００４２】
請求項１〜８の発明では、
第２導電型の電圧が印加される第２電極と、
前記第２電極に接触するイオン性液体を保持する第２イオン性液体保持部と、
前記第２イオン性液体保持部の前面側に配置され、電解液を保持する第２電解液保持部とを有する非作用側電極構造体を更に備えることが好ましい（請求項９）。
【００４３】
かかる発明では、第２電極からイオン性液体への通電が、イオン性液体を構成するカチオン又はアニオンが酸化又は還元することにより生じるため、非作用側電極構造体においても、通電によりガスや有害イオンが発生する問題を解消することが可能である。
【００４４】
第２イオン性液体保持部は、イオン性液体保持部について上記したと同様のイオン性液体を同様の態様で保持することができる。
【００４５】
本発明は、
第１電極と、第１導電型の薬物イオンを保持する薬物保持部とを有する作用側電極構造体を備え、
前記第１電極に印加される第１導電型の電圧により前記薬物イオンを生体に投与するイオントフォレーシス装置であって、
第２導電型の電圧が印加される第２電極と、
前記第２電極に接触するイオン性液体を保持する第２イオン性液体保持部と、
前記第２イオン性液体保持部の前面側に配置され、電解液を保持する第２電解液保持部とを有する非作用側電極構造体を更に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可能である（請求項１０）。
【００４６】
本発明における第２電極からイオン性液体への通電は、イオン性液体を構成するカチオン又はアニオンが酸化又は還元することにより生じる。従って、酸素ガス、窒素ガス、水素ガスなどのガスの発生や水素イオン、水酸基イオン又は次亜塩素酸などの有害イオンの発生を伴うことなく、非作用側電極構造体における通電を行うことが可能となる。
【００４７】
本発明における第２イオン性液体保持部は、イオン性液体保持部について上記したと同様のイオン性液体を同様の態様で保持することができる。
【００４８】
本発明における作用側電極構造体は、図５における作用側電極構造体１１０と同様の構成とすることも可能であるが、特許文献１又は２と同様の構成とすることによってガスや有害イオンの発生を抑制することも可能であり、本願請求項１の発明における作用側電極構造体と同様の構成とすることでガスや有害イオンの発生を抑制することも可能である。
【００４９】
本明細書において「薬物」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の意味で用いている。
【００５０】
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。薬物の薬物イオンへの解離は、薬物を水、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。
【００５１】
本明細書における「薬液」は、薬物を溶媒に溶解させた液体状の溶液だけでなく、溶媒中において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。
【００５２】
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導電型のイオンを意味する。
【００５３】
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。
【００５４】
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、薬物イオンの反対導電型のイオンを意味する。
【００５５】
本明細書における「前面側」の語は、薬物投与に際しての電流経路上の位置関係が皮膚に近い側であることを意味し、「αの前面側に配置されるβ」は、薬物投与に際してβがαよりも皮膚に近い側に位置することを意味する。
【００５６】
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。
【００５７】
本発明におけるイオン性液体保持部に含まれるカチオン及びアニオンは、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、薬物保持部に含まれる薬物イオン及び薬物対イオン、或いは電解液保持部の電解液に含まれるプラスイオン及びマイナスイオンは、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、即ち、第１導電型のイオンが、第２導電型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。
【００６１】
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、即ち、第２導電型のイオンが、第１導電型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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
本明細書において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物の電極近傍での変質が生じない程度に薬物イオンの通過が抑制され、或いは薬物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。
【００６７】
同様に、本明細書において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、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。
【００６８】
本明細書において半透膜について述べる「イオン又は分子の通過の遮断」、「イオン又は分子の通過の許容」も上記と同様であり、イオンや分子を一切通過させないことや、イオンや分子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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００７０】
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。
【００７１】
なお、以下では、説明の便宜上、薬効成分がプラスの薬物イオンに解離する薬物（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物イオンに解離する薬物（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。
【００７２】
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。
【００７３】
作用側電極構造体１０及び非作用側電極構造体２０は、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た容器１７、２７を備えている。
【００７４】
この容器１７、２７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、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される。容器１７、２７の下面１７ｂ、２７ｂは開放されているが、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下面１７ｂ、２７ｂ貼付することが可能であり、容器１７、２７の下端縁１７ｅ、２７ｅには、薬物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。
【００７５】
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、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。
【００７６】
イオントフォレーシス装置Ｘは、作用側電極構造体１０及び非作用側電極構造体２０の下面１７ｂ、２７ｂを生体皮膚に当接させた状態で電源３０からの通電を行うことにより薬物イオンの生体への投与が行われる。
【００７７】
図２（Ａ）〜（Ｈ）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〜１０ｈの構成を示す断面説明図である。
【００７８】
図２（Ａ）の作用側電極構造体１０ａは、電源３０の給電線３１に接続される電極１１と、電極１１に接触するイオン性液体を保持するイオン性液体保持部１２と、イオン性液体保持部１２の前面側に配置され、薬液を保持する薬物保持部１５とを備えている。
【００７９】
電極１１には、任意の導電性材料よりなる電極を特段の制限無しに使用することができ、電極１１のモルフォロジー変化を避けるためには、銀などよりなる活性電極を使用するよりも、金、白金、カーボンなどよりなる不活性電極を使用することが好ましい。
【００８０】
イオン性液体保持部１２のイオン性液体は、ＰＦ６−、ＢＦ４−、ＡｌＣｌ４−、ＣｌＯ４−、硫酸水素イオン、ビス−トリフルオロアルキルサルフォニル−イミド又はトリフルオロメタンサルフォネート又はこれらの組み合わせから選択されるアニオンと、イミダゾリウム誘導体、ピリジニウム誘導体、ピペリジニウム誘導体、ピロリジニウム誘導体又はテトラアルキルアンモニウム誘導体又はこれらの組み合わせから選択されるカチオンとから構成される常温溶融塩である。
【００８１】
上記イオン性液体のアニオンとして、ビス−トリフルオロアルキルサルフォニル−イミドを選択した場合には、イオン性液体に疎水性の性状を付与することができ、従って、イオン性液体保持部１２のイオン性液体と薬物保持部１５の薬液の分離性を高めることができる。
【００８２】
また上記イオン性液体には、イオン性液体よりも酸化電位の低い電解質を配合することも可能であり、これにより電極１１からイオン性液体保持部１２への通電を生じさせるのに要する電圧を低減することが可能である。
【００８３】
このような目的に使用可能な電解質としては、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、アスコルビン酸、アスコルビン酸ナトリウム、乳酸、シュウ酸、リンゴ酸、コハク酸、フマル酸又はその塩を例示することができる。
【００８４】
イオン性液体保持部１２は、イオン性液体を液体状態で保持することが可能であるが、適当な吸収性の担体（例えば、ポリイミド多孔膜、ポリテトラフルオロエチレン微多孔膜など微多孔性体やスポンジ状の高分子）にイオン性液体を含浸させた状態で保持するものとすることも可能であり、これにより、イオン性液体保持部１２のイオン性液体と薬物保持部１５の薬液との分離性を高めることが可能である。
【００８５】
薬物保持部１５の薬液は、薬効成分がプラスの薬物イオンに解離する薬物の溶液である。薬物保持部１５は、薬液を液体状態で保持することができるが、ガーゼ、濾紙、ゲルなどの適当な吸収性の担体に薬液を含浸させて保持することで、イオン性液体保持部１２のイオン性液体と薬物保持部１５の薬液との分離性を高めることが可能である。
【００８６】
作用側電極構造体１０ａでは、薬物保持部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、薬物保持部１５の薬物イオンが生体に投与される。この場合の電極１１からイオン性液体保持部１２への通電は、イオン性液体を構成するアニオン又はカチオンが酸化されることにより生じる。或いは、イオン性液体にイオン性液体よりも酸化電位の低い電解質が配合されている場合には、電極１１からイオン性液体保持部１２への通電は、その電解質が酸化されることにより生じる。従って、従来のイオントフォレーシス装置において問題とされていた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抑制される。
【００８７】
イオン性液体保持部１２から薬物保持部１５への通電は、主として薬物保持部１５中の薬物対イオンがイオン性液体保持部１２に移行することにより生じる。
【００８８】
なお、イオン性液体を構成するカチオンとして上記したものはいずれも疎水性であるため、イオン性液体保持部１２から薬物保持部１５への通電によって、イオン性液体を構成するカチオンが薬物保持部１５に移行することは殆ど生じない。従って、イオン性液体を構成するカチオンが薬物保持部１５に移行することによる薬物イオンの変質や生体への安全性の低下などの問題を回避することができる。
【００８９】
薬効成分がマイナスの薬物イオンに解離する薬物を投与するイオントフォレーシス装置にあっては、通電の際におけるイオン性液体を構成するアニオンの薬物保持部１５への移行を防止する必要がある場合には、イオン性液体を構成するアニオンとして疎水性のビス−トリフルオロアルキルサルフォニル−イミドを選択することでこの移行を抑止することができる。
【００９０】
図２（Ｂ）の作用側電極構造体１０ｂは、作用側電極構造体１０ａと同様の電極１１、イオン性液体保持部１２及び薬物保持部１５を備えるとともに、イオン性液体保持部１２と薬物保持部１５の間にアニオン交換膜１３を備えている。
【００９１】
作用側電極構造体１０ｂでは、作用側電極構造体１０ａについて上記したと同様の効果が達成されることに加え、薬物イオンのイオン性液体保持部１２への移行やイオン性液体保持部１２中のプラスイオン（イオン性液体を構成するカチオン、及びイオン性液体に配合した電解質が解離することで生じるプラスイオン）の薬物保持部１５への移行がアニオン交換膜１３により遮断されるため下記の追加的な効果が達成される。
（１）電極反応による薬物イオンの変質が防止される。
（２）イオン性液体保持部１２から薬物保持部１５に移行したプラスイオンにより薬物イオンが変質したり、生体への安全性が低下することが防止される。
【００９２】
上記効果をより十全なものとするためには、アニオン交換膜１３にはなるべく輸率の高いアニオン交換膜を使用することが好ましく、多孔質フィルムの孔中にアニオン交換樹脂を充填したタイプのアニオン交換膜を使用することが特に好ましい。
【００９３】
図２（Ｃ）の作用側電極構造体１０ｃは、作用側電極構造体１０ａと同様の電極１１、イオン性液体保持部１２及び薬物保持部１５を備えるとともに、薬物保持部１５の前面側にカチオン交換膜１６を備えている。
【００９４】
作用側電極構造体１０ｃでは、作用側電極構造体１０ａについて上記したと同様の効果が達成されることに加え、生体側から薬物保持部１５への生体対イオンの移行がカチオン交換膜１６により遮断されるため、薬物投与における薬物イオンの輸率が上昇するという追加的な効果が達成される。
【００９５】
図２（Ｄ）の作用側電極構造体１０ｄは、作用側電極構造体１０ｂと同様の電極１１、イオン性液体保持部１２、アニオン交換膜１３及び薬物保持部１５を備えるとともに、薬物保持部１５の前面側にカチオン交換膜１６を備えている。
【００９６】
作用側電極構造体１０ｄでは、作用側電極構造体１０ｂについて上記したと同様の効果が達成されることに加え、生体側から薬物保持部１５への生体対イオンの移行がカチオン交換膜１６により遮断されるため、薬物投与における薬物イオンの輸率が上昇するという追加的な効果が達成される。
【００９７】
なお、作用側電極構造体１０ｃ、１０ｄでは、薬物イオンの輸率を上昇させる効果を高めるためには、カチオン交換膜１６になるべく輸率の高いカチオン交換膜を使用することが好ましく、多孔質フィルムの孔中にカチオン交換樹脂を充填したタイプのカチオン交換膜を使用することが特に好ましい。
【００９８】
作用側電極構造体１０ｂ、１０ｄにおけるアニオン交換膜１３は、薬物対イオンの通過を許容する一方、薬物イオン及び／又はイオン性液体保持部１２中のプラスイオンの通過を遮断できる濾過膜に置換することも可能であり、この場合も作用側電極構造体１０ｂ、１０ｄと同様の効果を達成することが可能である。
【００９９】
図２（Ｅ）の作用側電極構造体１０ｅは、作用側電極構造体１０ａと同様の電極１１、イオン性液体保持部１２を備えるとともに、イオン性液体保持部１２の前面側に配置された電解液を保持する電解液保持部１４、及び電解液保持部１４の前面側に配置された薬物イオンがドープされたカチオン交換膜１６からなる薬物保持部１５を備えている。
【０１００】
電解液保持部１４は、イオン性液体保持部１２から薬物保持部１５への導通性を確保するための任意の電解液を保持することが可能であるが、通電中の薬物イオンの輸率をより高くするためには、移動度が薬物イオンと同程度又はそれ以下のプラスイオンを含まない電解液を使用することが好ましい。
【０１０１】
電解液保持部１４は、電解液を液体状体で保持することが可能であるが、ガーゼ、濾紙、ゲルなどの適当な吸収性の担体に電解液を含浸させて保持することで、イオン性液体保持部１２のイオン性液体と電解液保持部１４の電解液との分離性を高めることが可能である。
【０１０２】
カチオン交換膜１６には、作用側電極構造体１０ｃ、１０ｄのカチオン交換膜と同様のものを使用することができ、このカチオン交換膜１６への薬物イオンのドープは、カチオン交換膜１６を適当な濃度の薬液に浸漬することにより行うことができる。カチオン交換膜１６への薬物イオンのドープ量は、このときに使用する薬液の濃度や浸漬時間、浸漬回数などにより調整することができる。なお、薬物イオンはカチオン交換膜１６にドープされることにより、カチオン交換膜１６中のカチオン交換基にイオン結合するものと考えられる。
【０１０３】
作用側電極構造体１０ｅにおける電極１１からイオン性液体保持部１２への通電は作用側電極構造体１０ａと同様の態様により生じるため、通電による酸素ガスや塩素ガスの発生、水素イオン、次亜塩素酸の生成を抑制することができる。
【０１０４】
またイオン性液体保持部１２から電解液保持部１４への通電は、主として電解液保持部１４中のマイナスイオンがイオン性液体保持部１２に移行することにより生じ、電解液保持部１４から薬物保持部１５への通電は、電解液保持部１４中のプラスイオンが薬物保持部１５に移行することにより生じる。薬物保持部１５のカチオン交換膜１６にドープされた薬物イオンは、電解液保持部１４からのプラスイオンに置換されて生体に投与される。
【０１０５】
作用側電極構造体１０ｅでは、作用側電極構造体１０ａについて上記したと同様の効果に加え、次の追加的な効果が達成される。
（１）カチオン交換膜１６が生体対イオンの薬物保持部１５への移行を遮断するため、薬物イオンの投与効率が上昇する。
（２）薬物イオンがドープされたカチオン交換膜１６を生体皮膚に直接接触させた状態で薬物イオンの投与が行われるために、薬物イオンの投与効率が更に上昇する。
（３）薬物イオンがカチオン交換膜１６にドープされた状態で保持されるため、保存中における薬物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。
【０１０６】
図２（Ｆ）の作用側電極構造体１０ｆは、作用側電極構造体１０ｅと同様の電極１１、イオン性液体保持部１２、電解液保持部１４及び薬物保持部１５を備えるとともに、イオン性液体保持部１２と電解液保持部１４の間にアニオン交換膜１３を備えている。
【０１０７】
このアニオン交換膜１３には、作用側電極構造体１０ｂについて上記したと同様のアニオン交換膜を使用することができる。
【０１０８】
作用側電極構造体１０ｆでは、作用側電極構造体１０ｅについて上記したと同様の効果が達成されることに加え、イオン性液体保持部１２と電解液保持部１４間でのプラスイオンの移動が遮断されるために下記の追加的な効果が達成される。
（１）カチオン交換膜１６中の薬物イオンが電解液保持部１４を経てイオン性液体保持部１２に移行することが防止されるため、通電時の電極反応による薬物イオンの変質が防止される。
（２）イオン性液体保持部１２中のプラスイオンが電解液保持部１４を経て薬物保持部１５に移行することが防止されるため、薬物イオンの変質が防止され、或いは生体への安全性が低下することが防止される。
【０１０９】
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１４中のマイナスイオンの通過を許容する一方、イオン性液体保持部１２中のプラスイオン（特にイオン性液体を構成するカチオン）の通過を遮断できる濾過膜に置換することも可能であり、この場合も作用側電極構造体１０ｆと同様の効果を達成することが可能である。
【０１１０】
図２（Ｇ）の作用側電極構造体１０ｇは、イオン性液体保持部１２と薬物保持部１５の間に２つの電解液保持部１４Ａ、１４Ｂを備え、アニオン交換膜１３がこの２つの電解液保持部１４Ａ、１４Ｂの間に配置されている点においてのみ作用側電極構造体１０ｆと相違している。
【０１１１】
作用側電極構造体１０ｇは、作用側電極構造体１０ｆについて上記したと同様のメカニズムにより同様の効果を達成する。
【０１１２】
図２（Ｈ）の作用側電極構造体１０ｈは、作用側電極構造体１０ｅと同様の電極１１、イオン性液体保持部１２、電解液保持部１４及び薬物保持部１５を備えるとともに、電解液保持部１４と薬物保持部１５の間にアニオン交換膜１３を備えている。
【０１１３】
作用側電極構造体１０ｈにおけるアニオン交換膜１３には、例えば、輸率が０．７〜０．９８など、ある程度輸率の低いアニオン交換膜が使用される。
【０１１４】
作用側電極構造体１０ｈにおける電極１１からイオン性液体保持部１２への通電、及びイオン性液体保持部１２から電解液保持部１４への通電は、作用側電極構造体１０ｅについて上記したと同様の態様で生じる。
【０１１５】
電解液保持部１４から薬物保持部１５への通電は、電解液保持部１４内のプラスイオンがアニオン交換膜１３を通過して薬物保持部１５に移行することにより生じる。薬物保持部１５のカチオン交換膜１６にドープされた薬物イオンは、電解液保持部１４からのプラスイオンに置換されて生体に移行する。
【０１１６】
従って、作用側電極構造体１０ｈは、作用側電極構造体１０ｆと同様の効果を達成する。
【０１１７】
図３（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。
【０１１８】
図３（Ａ）の非作用側電極構造体２０ａは、給電線３２に接続される電極２１と、電極２１に接触する電解液を保持する電解液保持部２４を備えている。
【０１１９】
電極２１には塩化銀などよりなる活性電極を使用することで、水の電気分解による水素ガスや水酸基イオンの発生を防止することが可能であるが、後述のように、電解液保持部２４の電解液として、水よりも還元電位の低い電解質を溶解した電解液を使用する場合には、金、白金、カーボンなどよりなる不活性導電極を使用することも可能である。
【０１２０】
電解液保持部２４は、電極２１から生体への通電性を確保するための任意の電解液を保持することが可能であるが、水よりも還元電位の低い電解質を溶解した電解液や、複数種類の電解質を溶解した緩衝電解液を使用することにより、電極反応による水素ガスの発生や水素イオンの生成によるｐＨ変動を抑止することが可能である。
【０１２１】
この電解液中の電解質として好ましく使用できるものとしては、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄などの無機化合物、アスコルビン酸やアスコルビン酸ナトリウムなどの医薬剤、乳酸などの皮膚面に存在する酸性化合物、あるいはシュウ酸、リンゴ酸、コハク酸、フマル酸などの有機酸及び／又はその塩を例示することができる。
【０１２２】
電解液保持部２４は、電解液を液体状体で保持することが可能であるが、ガーゼ、濾紙、ゲルなどの適当な吸収性の担体に電解液を含浸させて保持することでその取り扱い性等を向上させることができる。
【０１２３】
非作用側電極構造体２０ａは、作用側電極構造体１０の対極としての役割を担うことができ、非作用側電極構造体２０ａによって、電源３０のプラス極から作用側電極構造体１０、生体、非作用側電極構造体２０ａを経て電源３０のマイナス極に至る電流経路が閉じられる。
【０１２４】
図３（Ｂ）の非作用側電極構造体２０ｂは、給電線３２に接続される電極２１と、電極２１に接触するイオン性液体を保持するイオン性液体保持部２２及びイオン性液体保持部２２の前面側に配置された電解液保持部２４を備えている。
【０１２５】
非作用側電極構造体２０ｂの電極２１には、任意の導電性材料よりなる電極を特段の制限無しに使用できるが、電極２１のモルフォロジー変化を避けるためには、塩化銀などよりなる活性電極を使用するよりも、金、白金、カーボンなどよりなる不活性電極を使用することが好ましい。
【０１２６】
イオン性液体保持部２２は、イオン性液体保持部１２と同様の構成とすることができる。
【０１２７】
電解液保持部２４は、イオン性液体保持部１２から生体への通電性を確保するための電解液を保持するものであり、生体への安全性の高い生理食塩水など任意の電解液を保持することができる。
【０１２８】
電解液保持部２４は、電解液を液体状体で保持することが可能であるが、ガーゼ、濾紙、ゲルなどの適当な吸収性の担体に電解液を含浸させて保持することでイオン性液体保持部２２のイオン性液体と電解液保持部２４の電解液との分離性を高めることが可能である。
【０１２９】
非作用側電極構造体２０ｂでは、電極２１からイオン性液体保持部２２への通電は、イオン性液体を構成するアニオン又はカチオンが還元されることにより生じ、或いはイオン性液体にイオン性液体よりも還元電位の低い電解質が配合されている場合には、その電解質が還元されることにより生じる。
【０１３０】
従って、非作用側電極構造体２０ｂは、非作用側電極構造体２０ａと同様の役割を果たすことに加え、従来のイオントフォレーシス装置において問題とされていた通電による水素ガスや水酸基イオンの生成が抑制されるという追加的な効果を達成する。
【０１３１】
図３（Ｃ）の非作用側電極構造体２０ｃは、非作用側電極構造体２０ｂと同様の電極２１、イオン性液体保持部２２及び電解液保持部２４を備えることに加え、イオン性液体保持部２２と電解液保持部２４の間に配置されるカチオン交換膜２３を更に備えている。
【０１３２】
非作用側電極構造体２０ｃでは、非作用側電極構造体２０ｂについて上記したと同様の効果が達成されることに加え、イオン性液体保持部２２から電解液保持部２４へのマイナスイオンの移行がカチオン交換膜２３により遮断される。従って、イオン性液体保持部２２中のマイナスイオンが電解液保持部２４に移行した場合に生じうる生体への安全性の低下を防止することができる。
【０１３３】
なお、この効果をより十全なものとするためには、カチオン交換膜２３にはなるべく輸率の高いカチオン交換膜を使用することが好ましく、多孔質フィルムの孔中にカチオン交換樹脂を充填したタイプのカチオン交換膜を使用することが特に好ましい。
【０１３４】
図３（Ｄ）の非作用側電極構造体２０ｄは、非作用側電極構造体２０ｃと同様の電極２１、イオン性液体保持部２２、カチオン交換膜２３及び電解液保持部２４を備えることに加え、電解液保持部２４の前面側に配置されるアニオン交換膜２５を更に備えている。
【０１３５】
非作用側電極構造体２０ｄは、非作用側電極構造体２０ｃについて上記したと同様の効果が達成されることに加え、電解液保持部２４の前面側にアニオン交換膜２５が配置されているために、アニオン交換膜２５と皮膚の界面におけるイオンバランスをより良好に保つことができるという追加的な効果が達成される。
【０１３６】
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作用側電極構造体１０ｉ〜１０ｋであって、非作用側電極構造体２０ｂ、２０ｃ又は２０ｄと組み合わせて使用されることで本発明に係るイオントフォレーシス装置Ｘを構成することができる作用側電極構造体１０ｉ〜１０ｋの構成を示す断面説明図である。
【０１３７】
図４（Ａ）の作用側電極構造体１０ｉは、電源３０の給電線３１に接続される電極１１と、電極１１に接触する薬液を保持する薬物保持部１５とを備えている。
【０１３８】
作用側電極構造体１０ｉの薬物保持部１５は、作用側電極構造体１０ａの薬物保持部１５と同様の構成とすることができ、電極反応による酸素ガスや塩素ガスの発生、或いは水素イオンの生成を防止するため、電極１１に銀電極を使用することができる。
【０１３９】
作用側電極構造体１０ｉを備えるイオントフォレーシス装置Ｘでは、作用側電極構造体１０ｉから生体に薬物イオンが投与される一方、非作用側電極構造体２０ｂ〜２０ｄにおけるガスの発生や有害イオンの生成がイオン性液体により抑制されるという効果が達成される。
【０１４０】
図４（Ｂ）の作用側電極構造体１０ｊは、電源３０の給電線３１に接続される電極１１と、電極１１に接触する電解液を保持する電解液保持部１４と、電解液保持部１４の前面側に配置されるアニオン交換膜１３と、アニオン交換膜１３の前面側に配置され、薬液を保持する薬物保持部１５とを備えている。
【０１４１】
作用側電極構造体１０ｊにおける薬物保持部１５は、作用側電極構造体１０ａの薬物保持部と同様の構成とすることができ、作用側電極構造体１０ｊのアニオン交換膜１３には、作用側電極構造体１０ｂについて上記したと同様のアニオン交換膜を使用することができる。
【０１４２】
作用側電極構造体１０ｊでは、電解液保持部１４の電解液として、水よりも酸化電位の低い電解質を溶解した電解液や、複数種類の電解質を溶解した緩衝電解液を使用することが可能であり、この場合には、電極１１に、金、白金、カーボンなどの不活性電極を使用したとしても、電極反応による水素ガスや水素イオンの発生を防止することが可能である。
【０１４３】
作用側電極構造体１０ｊでは、作用側電極構造体１０ｉと同様の効果が達成されることに加え、薬物保持部１５から電解液保持部１４への薬物イオンの移行がアニオン交換膜１３によって遮断されるため、通電時の電極反応による薬物イオンの変質が防止できるという追加的な効果が達成される。
【０１４４】
図４（Ｃ）の作用側電極構造体１０ｋは、作用側電極構造体１０ｊと同様の電極１１、電解液保持部１４、アニオン交換膜１３及び薬物保持部１５を備えることに加え、薬物保持部１５の前面側に配置されたカチオン交換膜１６を更に備えている。
【０１４５】
このカチオン交換膜１６には、作用側電極構造体１０ｃについて上記したと同様のカチオン交換膜を使用することができる。
【０１４６】
作用側電極構造体１０ｋでは、作用側電極構造体１０ｊと同様の効果が達成されることに加え、生体側から薬物保持部１５への生体対イオンの移行がカチオン交換膜１６により遮断されるため、薬物イオンの輸率の上昇という追加的な効果を達成することができる。
【０１４７】
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。
【０１４８】
例えば、上記実施形態では、電源の両極にそれぞれ単一の作用側電極構造体及び非作用側電極構造体が接続される場合について説明したが、作用側電極構造体及び非作用側電極構造体のいずれか一方又は双方を複数とすることも可能である。この場合の複数の作用側電極構造体の少なくとも一つが請求項１に規定される作用側電極構造体であるイオントフォレーシス装置、或いは複数の非作用側電極構造体の少なくとも一つが請求項１１に規定される非作用側電極構造体であ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。
【０１４９】
また上記実施形態では、イオントフォレーシス装置が非作用側電極構造体を備える場合を例として説明したが、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ないことも可能である。即ち、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接触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制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。
【０１５０】
また上記実施形態では、電源の一方の極に接続された作用側電極構造体のみから薬物イオンの投与が行われる場合について説明したが、電源の双方の極にそれぞれ一又は複数の作用側電極構造体を接続し、電源の双方の極に接続された一又は複数の作用側電極構造体から正負の薬物イオンが同時に投与されるようにすることも可能である。この場合、これらの作用側電極構造体の少なくとも一つが請求項１に規定される作用側電極構造体であ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。
【０１５１】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【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）〜（Ｈ）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）〜（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４】（Ａ）〜（Ｃ）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】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６】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。
【符号の説明】
【０１５３】
Ｘ イオントフォレーシス装置
１０ 作用側電極構造体
１０ａ〜１０ｋ 作用側電極構造体
１１ 電極
１２ イオン性液体保持部
１３ アニオン交換膜
１４ 電解液保持部
１５ 薬物保持部
１６ カチオン交換膜
１７ 容器
２０ 非作用側電極構造体
２０ａ〜２０ｄ 非作用側電極構造体
２１ 電極
２２ イオン性液体保持部
２３ カチオン交換膜
２４ 電解液保持部
２５ アニオン交換膜
３０ 電源
３１、３２ 給電線
１１０、２１０ 作用側電極構造体
１１１、２１１、１２１ 電極
２１２ 電解液保持部
２１３ イオン交換膜
１１４、２１４ 薬物保持部
２１５ イオン交換膜
１２０、２２０ 非作用側電極構造体
１２２ 電解液保持部
１３０、２３０ 電源
【図１】
2007075327.tif 000005
【図２】
2007075327.tif 000006
【図３】
2007075327.tif 000007
【図４】
2007075327.tif 000008
【図５】
2007075327.tif 000009
【図６】
2007075327.tif 000010