(57)【要約】【課題】導電層を形成しても薄いプラスチック基材に変形等が生じることなく、コスト低減を実現したイオントフォレシス等に用いる生体用電極及びそのシート並びにイオントフォレシス装置を提供する。【解決手段】フレキシブル基材２と、フレキシブル基材２上に設けられた金属電極１１と、金属電極１１が設けられたフレキシブル基材２の同一面に隣接して設けられた金属塩化物電極２１とを有し、その金属電極１１の厚さを金属塩化物電極２１の厚さよりも薄くした生体用電極１によって、上記課題を解決した。このとき、金属電極１１の厚さが３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、金属塩化物電極２１の厚さが０．８μｍよりも大きく５００μｍ以下であることが好ましく、金属電極１１が銀電極であり、金属塩化物電極２１が銀−塩化銀電極であることが好ましい。また、金属電極１１が平均粒径１ｎｍ以上３０ｎｍ以下の銀ナノ粒子であることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル基材と、該フレキシブル基材上に設けられた金属電極と、該金属電極が設けられた前記フレキシブル基材の同一面に隣接して設けられた金属塩化物電極とを有し、前記金属電極の厚さが前記金属塩化物電極の厚さよりも薄いことを特徴とする生体用電極。
【請求項２】
前記金属電極の厚さが３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、前記金属塩化物電極の厚さが、０．８μｍよりも大きく５００μｍ以下である、請求項１に記載の生体用電極。
【請求項３】
前記金属電極が銀電極であり、前記金属塩化物電極が銀−塩化銀電極である、請求項１又は２に記載の生体用電極。
【請求項４】
前記金属電極が金属ナノ粒子で構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項５】
前記金属ナノ粒子の平均粒径が１ｎｍ以上３０ｎｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項６】
前記金属電極が、複数の窓部又はメッシュ部を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項７】
前記フレキシブル基材が、ポリエチレンテレフタレート、ユポ、アート紙、不織布及びシリコンゴムから選ばれる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項８】
前記金属電極が電極端子部を有し、該電極端子部の中央に穴があいている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項９】
前記金属塩化物電極と前記フレキシブル基材との間に金属層を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項１０】
前記金属層が、窓部又はメッシュ部を有するパターンで形成されている、請求項９に記載の生体用電極。
【請求項１１】
前記金属層が電極端子部を有し、該電極端子部の中央に穴があいている、請求項９又は１０に記載の生体用電極。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の生体用電極を構成するフレキシブル基材が長尺のフレキシブル基材であり、該長尺のフレキシブル基材上に該生体用電極を構成する金属電極及び金属塩化物電極が複数並んで設けられていることを特徴とする生体用電極シート。
【請求項１３】
前記長尺のフレキシブル基材の連続方向に前記金属電極と前記金属塩化物電極とが並んでいない、請求項１２に記載の生体用電極シート。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の生体用電極を有し、該生体用電極を構成する金属電極及び金属塩化物電極を覆うように薬剤ジェルが設けられることを特徴とするイオントフォレシス装置。
【請求項１５】
前記薬剤ジェルが、１種類又は２種類以上用いられる、請求項１４に記載のイオントフォレシス装置。
【請求項１６】
前記金属電極及び前記金属塩化物電極に接続する電極端子と、該電極端子が電極端子接続部を介して接続する信号生成装置とを備え、前記電極端子上に絶縁層を設け、又は、前記電極端子以外の箇所に前記薬剤ジェルを設ける、請求項１４又は１５に記載のイオントフォレシス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオントフォレシスに用いる生体用電極及びそのシート並びに生体用電極を有したイオントフォレシス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオントフォレシス（ＩＯＮＴＯＰＨＯＲＥＳＩＳ）は、電気エネルギーを利用して、主にイオン性薬剤の生体膜への透過を促進させる方法であり、薬剤の経皮吸収の促進を目的に利用されている。具体的には、薄型電極と導電性電極とが電気的に接続されたシートを、イオン性薬剤を介して皮膚に貼り合わせ、電極間に微細電流を流して、電荷を持つイオン性薬剤を皮膚中に浸透させる技術である。
【０００３】
こうしたイオントフォレシス装置として、特許文献１には、生物の体表の異なる二か所の表面電位差を利用すること、及び体表面の電解質と電極との間のイオン化傾向を利用することにより、発電した電力により装置を小型化した有効成分を体表面から体内に導入するイオン導入装置が提案されている。この技術によれば、コストが安価で使い方が容易で安全で効果が高く小型で携帯可能で使い捨ても可能なイオン導入装置を提供できるとされている。
【０００４】
また、特許文献２では、形状可変型の基板、前記基板と接触する第１導電層、前記第１導電層の一部と接触する第１電極層、前記基板と接触し、第１導電層と同一平面上に位置する第２導電層、前記第２導電層と接触する集電体、前記第２導電層及び集電体と接触する導電性接着剤、前記集電体と接触し、前記第１電極層と反対極性の第２電極層、前記第１電極層と第２電極層の間に位置するイオン伝導性高分子電解質、及び前記イオン伝導性高分子電解質を密封する接着剤を含む電池一体型イオントフォレシスパッチが提案されている。この技術によれば、イオントフォレシスパッチと電池を一体化して製造生産性を向上させ、電流抵抗を最小化して高効率を提供できるとされている。
【０００５】
また、特許文献３には、低周波治療器等に用いられる生体用電極が提案されており、その生体用電極を構成する導電層を、導電性の炭素微粒子及び銀微粒子と樹脂バインダーとを含む導電性インクや、銀を主体とする導電性インクでスクリーン印刷して形成することが記載されている。
【０００６】
また、特許文献４には、低周波治療器やイオントフォレシス装置を構成する生体用電極が提案されており、その生体用電極を構成する厚さ２μｍ〜３５μｍの導電層を、銀、銀／塩化銀、ニッケル等の金属粒子等と樹脂バインダーとを含む導電性インクをスクリーン印刷等して形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１９５６５０号公報
【特許文献２】ＷＯ２００９／１２５９６０号
【特許文献３】実開平４−１０８５５８号公報
【特許文献４】特開２００１−２９９７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した従来の生体用電極では、厚さ５μｍ〜１５μｍ前後の導電層を、金属粒子と樹脂バインダーとを含む導電性インクをスクリーン印刷して形成していた。しかしながら、こうした厚い導電層を、フレキシブルな薄いプラスチック基材上に形成すると、導電層の形成後に導電性を得るためのアニール工程（例えば１２０℃、１５分など）の加熱収縮等によってプラスチック基材が歪んだり変形したりするという問題があった。また、生体用電極は使い捨て型であるため、コストの低減が要求されていた。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、導電層を形成しても薄いフレキシブル基材に変形等が生じることなく、コスト低減を実現したイオントフォレシス等に用いる生体用電極及びそのシートを提供することにある。また、本発明の他の目的は、そうした生体用電極を有したイオントフォレシス装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記課題を解決するための本発明に係る生体用電極は、フレキシブル基材と、該フレキシブル基材上に設けられた金属電極と、該金属電極が設けられた前記フレキシブル基材の同一面に隣接して設けられた金属塩化物電極とを有し、前記金属電極の厚さが前記金属塩化物電極の厚さよりも薄いことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、金属電極を金属塩化物電極よりも薄くしたので、使い捨て型の生体用電極を構成する金属電極材料の使用量を必要最小限に抑えることができ、コスト低減を図ることができる。また、従来のように樹脂バインダーを含む材料で金属電極を形成しようとすると、金属電極の厚さが厚くなってしまうと共に、成膜時の加熱等によってフレキシブル基材が変形してしまうという問題が生じるが、本発明では、金属電極が樹脂バインダーを含まないので、そうした問題を生じない。また、樹脂バインダーを含む材料で金属電極を形成した場合に比べ、銀使用量を少なくすることができ、電極材料のコストを大幅に削減することができる。
【００１２】
本発明に係る生体用電極において、前記金属電極の厚さが３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、前記金属塩化物電極の厚さが０．８μｍよりも大きく５００μｍ以下である。
【００１３】
この発明によれば、金属電極の厚さを上記範囲内にしたので、樹脂バインダーを含む材料で金属電極を形成した場合に比べ、銀使用量を、例えば、１／１０〜１／３０程度少なくすることができ、電極材料のコストを大幅に削減することができる。
【００１４】
本発明に係る生体用電極において、前記金属電極が銀電極であり、前記金属塩化物電極が銀−塩化銀電極である。
【００１５】
この発明によれば、安定した銀−塩化銀電極を金属塩化物電極として用い、それに対応する金属電極を銀電極として用いるので、イオントフォレシスを安定した状態で実現できる。
【００１６】
本発明に係る生体用電極において、前記金属電極が金属ナノ粒子で構成されている。
【００１７】
この発明によれば、金属ナノ粒子で金属電極を構成するので、その金属電極形成時の乾燥温度を例えば１２０℃、数秒程度にすることができる。その結果、フレキシブル基材に「しわ」や「歪み」がない生体用電極を提供できる。また、従来のような樹脂バインダーを含む材料で金属電極を形成するのではなく、金属ナノ粒子で金属電極を構成するので、金属電極の抵抗値も低くなるという利点がある。
【００１８】
本発明に係る生体用電極において、前記金属ナノ粒子の平均粒径が、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。
【００１９】
本発明に係る生体用電極において、前記金属電極が、複数の窓部又はメッシュ部を有する。
【００２０】
この発明によれば、金属電極自体をベタ電極ではなく、窓部やメッシュ部を有するように形成されているので、その後に金属電極上に設けられる薬剤ジェルの保持性を高めることができ、薬剤の生体膜への透過をより促進させることができる。
【００２１】
本発明に係る生体用電極において、前記フレキシブル基材が、ポリエチレンテレフタレート、ユポ、アート紙、不織布及びシリコンゴムから選ばれるいずれかである。
【００２２】
この発明によれば、こうした各種のフレキシブル基材を適用することにより、人や動物の体の表面形態に追従した態様で貼り付けることができる。
【００２３】
本発明に係る生体用電極において、前記金属電極が電極端子部を有し、該電極端子部の中央に穴があいている。
【００２４】
この発明によれば、金属電極の一部を構成する電極端子部に穴があいているので、例えばフレキシブル基材の表面に設けられた金属電極と、フレキシブル基材の裏面に設けられた接続用電極との接続が容易になる。
【００２５】
本発明に係る生体用電極において、前記金属塩化物電極と前記フレキシブル基材との間に金属層を有する。
【００２６】
この発明によれば、金属塩化物電極とフレキシブル基材との間に導電性の良い金属層が設けられているので、電気信号を金属塩化物電極に効率良く伝えることができる。なお、この金属層の成分は、金属塩化物電極を構成する金属成分と同じであることが好ましく、例えば金属塩化物電極が銀−塩化銀電極である場合は、金属層を銀層とすることが好ましい。
【００２７】
前記した金属層が、窓部又はメッシュ部を有するパターンで形成されていることが好ましい。
【００２８】
金属層がベタ電極である場合は、金属の使用量が多くなり、金属材料のコストが嵩むことになってしまうが、この発明によれば、金属層に窓部又はメッシュ部を設けることにより、電気信号を金属塩化物電極に効率的に伝える状態を維持しつつ、金属使用量を減らすことができる。さらに、その後に金属塩化物電極上に設けられる薬剤ジェルの保持性を高めることができ、薬剤の生体膜への透過をより促進させることができる。
【００２９】
前記した金属層が、電極端子部を有し、該電極端子部の中央に穴があいている。
【００３０】
この発明によれば、金属塩化物電極の下に設けられている金属層の電極端子部に穴があいているので、例えばフレキシブル基材の表面に設けられて金属電極に比べて比抵抗の高い金属塩化物電極と、フレキシブル基材の裏面に設けられた接続用電極との接続が容易になる。
【００３１】
（２）上記課題を解決するための本発明に係る生体用電極シートは、上記本発明に係る生体用電極を構成するフレキシブル基材が長尺のフレキシブル基材であり、該長尺のフレキシブル基材上に上記本発明に係る生体用電極を構成する金属電極及び金属塩化物電極が複数並んで設けられていることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、長尺のフレキシブル基材上に金属電極及び金属塩化物電極が複数並んで設けられているので、大量にかつ高速に金属電極及び金属塩化物電極を作製することができる。また、その金属電極及び金属塩化物電極の上に、薬剤ジェルをロール・ツー・ロールで連続的に塗布することができ、イオントフォレシスに好ましく用いられる生体用電極シートを大量にかつ高速に作製することができる。
【００３３】
本発明に係る生体用電極シートにおいて、前記長尺のフレキシブル基材の連続方向に前記金属電極と前記金属塩化物電極とが並んでいない。
【００３４】
この発明によれば、長尺のフレキシブル基材の連続方向に金属電極と金属塩化物電極とが並んでいないので、金属電極及び金属塩化物電極の上に、薬剤ジェルをロール・ツー・ロールで連続的に効率よく塗布することができる。
【００３５】
（３）上記課題を解決するための本発明に係るイオントフォレシス装置は、上記本発明に係る生体用電極を有し、該生体用電極を構成する金属電極及び金属塩化物電極を覆うように薬剤ジェルが設けられることを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、金属電極を薄膜化して厚さを上記範囲内にした生体用電極を有するので、使い捨て型の生体用電極を構成する金属電極材料の使用量を必要最小限に抑えることができ、イオントフォレシス装置のコスト低減を図ることができる。なお、このイオントフォレシス装置は、生体用電極を構成する金属電極及び金属塩化物を覆うように薬剤ジェルが設けられ、その薬剤ジェルの側が皮膚に貼り合わされて使用される。
【００３７】
本発明に係るイオントフォレシス装置において、前記薬剤ジェルが、１種類又は２種類以上用いられる。
【００３８】
この発明によれば、薬剤ジェルを１種類又は２種類以上用いるので、効率よく、薬剤を体内へ浸透させることが可能となる。特に２種類以上用いることが好ましい。なお、薬剤ジェルの使用形態としては、金属電極及び金属塩化物電極のいずれも覆うように１種類の薬剤ジェルが設けられていてもよいし、金属電極及び金属塩化物電極のそれぞれを別に覆うように１種類の薬剤ジェルが設けられていてもよいし、金属電極及び金属塩化物電極のそれぞれを別に覆うようにそれぞれ異なる薬剤ジェルが設けられていてもよい。なお、金属電極や金属塩化物電極に設けられる薬剤ジェルは、１種類の薬剤ジェルからなる単一薬剤ジェルであってもよいし、２種以上の薬剤ジェルを含む複合薬剤ジェルであってもよい。
【００３９】
本発明に係るイオントフォレシス装置において、前記金属電極及び前記金属塩化物電極に接続する電極端子と、該電極端子が電極端子接続部を介して接続する信号生成装置とを備え、前記電極端子上に絶縁層を設け、又は、前記電極端子以外の箇所に前記薬剤ジェルを設ける。
【００４０】
この発明によれば、信号生成装置に電極端子接続部を介して接続するための電極端子に直接薬剤が接触しないので、接触抵抗の増加等の生体用電極の機能低下が生じない。なお、信号生成装置は、通常、少なくとも信号生成部と電源部とを備えている。
【発明の効果】
【００４１】
本発明に係る生体用電極によれば、生体用電極を構成する金属電極材料の使用量を必要最小限に抑えることができ、コスト低減を図ることができるとともに、上記厚さ範囲の金属電極が樹脂バインダーを含まないので、樹脂バインダーを含む材料で金属電極を形成した場合に比べ、銀使用量を少なくすることができ、電極材料のコストを大幅に削減することができる。
【００４２】
本発明に係る生体用電極シートによれば、大量にかつ高速に金属電極及び金属塩化物電極を作製することができる。また、その金属電極及び金属塩化物電極の上に、薬剤をロール・ツー・ロールで連続的に塗布することができ、イオントフォレシスに好ましく用いられる生体用電極シートを大量にかつ高速に作製することができる。
【００４３】
本発明に係るイオントフォレシス装置によれば、生体用電極を構成する金属電極材料の使用量を必要最小限に抑えることができ、イオントフォレシス装置のコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るイオントフォレシス装置の全体構成の説明図である。
【図２】本発明に係るイオントフォレシス装置を構成する生体用電極の一例を示す模式的な平面図である。
【図３】本発明に係る生体用電極を構成する金属電極の窓部及びメッシュ部の一例を示す模式的な平面図である。
【図４】本発明に係る生体用電極を構成する金属塩化物電極の平面形態の一例を示す模式的な平面図である。
【図５】本発明に係る生体用電極を構成する金属塩化物電極とフレキシブル基材との間に設けられる金属層の形態を示す模式的な平面図である。
【図６】本発明に係る生体用電極を構成する金属電極及び金属塩化物電極の電極端子部の形態を示す模式的な平面図である。
【図７】本発明に係る生体用電極シートの一例を示す模式的な平面図である。
【図８】本発明に係る生体用電極シートの他の例を示す模式的な平面図である。
【図９】本発明に係るイオントフォレシス装置の一例を示す模式的な構成図である。
【図１０】本発明に係るイオントフォレシス装置の他の一例を示す模式的な構成図である。
【図１１】本発明に係るイオントフォレシス装置のさらに他の一例を示す模式的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明に係る生体用電極、生体用電極シート及びイオントフォレシス装置の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、その技術的思想を含む範囲内で以下の形態に限定されない。
【００４６】
［生体用電極］
本発明に係る生体用電極１は、図１に示すイオントフォレシス装置等の電極として好ましく用いられる。具体的には、図１及び図２に示すように、フレキシブル基材２と、フレキシブル基材２上に設けられた金属電極１１と、金属電極１１が設けられたフレキシブル基材２の同一面Ｓに隣接して設けられた金属塩化物電極２１とを有している。そして、その特徴は、金属電極１１の厚さを３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲内とし、金属塩化物電極２１の厚さを０．８μｍよりも大きく５００μｍ以下の範囲内としたことにある。
【００４７】
こうした生体用電極１は、金属電極１１を薄膜化して厚さを上記範囲内にしたので、使い捨て型の生体用電極１１を構成する金属電極材料の使用量を必要最小限に抑えることができ、コスト低減を図ることができる。また、従来のように金属材料と樹脂バインダーとを含む導電性材料で金属電極を形成した場合に、金属電極の厚さが厚くなり、成膜時の加熱等によってフレキシブル基材が変形するという問題が生じない。
【００４８】
本願明細書において、「上に」とは、そのものの上に直に又は他の層を介して設けられていることを意味し、「直上に」とは、そのものの上に直接設けられていル場合を意味する。「覆う」とは、そのものの上に設けられるとともに、そのものの周りにも設けられていることを意味する。
【００４９】
以下、本発明の構成要素を順に説明する。なお、生体用電極１を備えたイオントフォレシス装置３１は後述する「イオントフォレシス装置」の説明欄で詳しく説明する。
【００５０】
（フレキシブル基材）
フレキシブル基材２は、フレキシブルである絶縁性の基材であれば特に限定されず、プラスチックフィルムや紙等を用いることができる。フレキシブル基材２を用いることにより、人や動物の体の表面形態に追従した態様で生体用電極１を貼り付けることができる。プラスチックフィルムの例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート等の樹脂フィルムを好ましく挙げることができる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン系合成紙等が好ましい。なお、ポリプロピレン系合成紙は、ユポとは、ポリプロピレンを主原料とするフィルム合成紙であり、例えばユポ（登録商標）を挙げることができる。
【００５１】
プラスチックフィルム以外のものとしては、アート紙、不織布及びシリコンゴム等を挙げることができる。なお、不織布等のような隙間の空いている薄い紙は、目詰め材等で隙間を埋めて用いることが好ましい。
【００５２】
フレキシブル基材２の厚さはその材質によっても異なり、一概には言えないが、プラスチックフィルムの場合は、通常、３μｍ以上２００μｍ以下のものを好ましく用いることができる。また、ユポ（登録商標）、アート紙、不織布等では、１０μｍ以上２０００μｍ以下のものを好ましく用いることができる。本発明で用いるフレキシブル基材２の厚さは薄いが、後述する金属電極等を形成した後であっても変形が生じにくいという利点がある。その理由は、金属電極１１を金属ナノ粒子で形成するので、成膜時に加熱条件が厳しくなく、従来のように金属材料と樹脂バインダーとを含む導電性材料で金属電極を形成する場合の加熱等によってフレキシブル基材が変形するという問題が生じない。なお、フレキシブル基材２の形状は、所定の大きさの枚葉形状であってもよいし、ロール状に巻かれた長尺のシート基材であってもよい。
【００５３】
（金属電極）
金属電極１１は、金属塩化物電極より薄い厚さでフレキシブル基材２上に設けられる。金属電極１１の厚さは、具体的には例えば、厚さ３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲内である。金属電極１１の構成材料としては、銀、金、銅、パラジウム、ロジウム、又はそれらの合金を挙げることができる。特に好ましくは、銀からなる銀電極である。銀電極は、例えば塩化物イオンを含む薬剤ジェル４に接触した場合であっても安定した電極特性を有するとともに、金属塩化物電極２１として銀−塩化銀電極を用いた場合に、その銀−塩化銀電極に対応する電極として好ましい。銀電極と銀−塩化銀電極とで構成された生体用電極１は、例えばイオントフォレシスを安定した状態で実現できる。
【００５４】
金属電極１１を薄膜化して厚さを上記範囲内にしたので、使い捨て型の生体用電極１１を構成する金属電極材料の使用量を必要最小限に抑えることができ、コスト低減を図ることができる。その結果、樹脂バインダーを含む材料で金属電極を形成した従来の場合に比べ、金属材料の使用量を１／１０〜１／３０にすることができ、電極材料のコストを大幅に削減することができる。特に材料単価が高い銀、金、パラジウム等の金属では、その効果が大きい。
【００５５】
なお、生体用電極１を銀電極と銀−塩化銀電極とで構成し、薬剤ジェル４を設けてイオントフォレシス装置３１とし、０．１ｍＡ／ｃｍ２以上１０ｍＡ／ｃｍ２以下の範囲、好ましくは０．２ｍＡ／ｃｍ２以上２ｍＡ／ｃｍ２以下の範囲の電流を印加した場合、銀電極の厚さを３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲とすることにより、イオントフォレシス装置は１０分以上１時間以下程度の時間で電解できるという利点がある。銀電極の厚さが３０ｎｍ未満では、電解時間が十分未満になることがあり、不十分である。一方、銀電極の厚さが８００ｎｍを超えると、コスト低減の点で十分なメリットが得られない。
【００５６】
金属電極１１が金属ナノ粒子で構成されていることが好ましい。具体的には、銀電極の場合は、平均粒径が１ｎｍ以上３０ｎｍ以下の銀ナノ粒子を銀電極の構成材料として用いることが好ましい。
【００５７】
銀ナノ粒子は粒子径が小さいので、そのナノサイズ効果によって粒子の焼結開始温度が下がって低温での焼結が可能となる。その結果、プラスチックフィルムのような低融点基材に熱ダメージを与えることなく、低融点基材上に形成することができる。なお、「平均粒径」は、電子顕微鏡観察結果により評価することができる。
【００５８】
銀電極は、銀ナノ粒子と揮発性溶媒とからなる銀ナノ粒子含有スラリーを塗布剤として調製し、その塗布剤を、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、インクジェット法、ディスペンサーを用いた方法で、フレキシブル基材２上に塗布し、その後、揮発性溶媒が揮発する乾燥条件を加えることにより、上記した厚さ範囲で形成される。揮発性溶媒としては、極性溶媒、炭化水素系溶媒、水系溶媒、ケトン系溶媒等を挙げることができる。銀ナノ粒子含有スラリーは、通常、樹脂成分は含まない。フレキソ印刷やグラビア印刷は、例えば１００ｍ／分〜２００ｍ／分等のような高速印刷が可能であり、製造の効率化を図ることができる。特にインクジェット法、ディスペンサーを用いた方法は、所定の形状を任意に塗布形成できるという利点があり、本発明では金属電極と金属塩化物電極２１とをインクジェット法で塗布形成する方法が好ましい。
【００５９】
乾燥条件は、塗布剤に配合する揮発性溶媒の種類によって任意に調整できるが、通常、１２０℃で数秒間程度の乾燥により、揮発性溶媒を除去して、銀ナノ粒子が焼結されてなる銀電極を形成できる。こうした乾燥条件での銀電極の形成は、フレキシブル基材２に対する熱負荷を低減しているので、薄いフレキシブル基材２に「しわ」や「歪み」を生じさせない。また、従来のような樹脂バインダーを含む材料で銀電極を形成するのではなく、樹脂バインダーを含まない銀電極であるので、銀電極の抵抗値もより低くなるという利点がある。
【００６０】
金属電極１１の平面視形状は、例えば図２に示すように、四角形等の角形であってもよいし、円形や楕円形であってもよいし、それらが組み合わされた形状であってもよい。また、図２に示すような一様なベタ状であってもよいし、図３に示すような種々の形態であってもよい。例えば、図３（Ａ）に示す複数の窓部１３を有する金属電極１１としてもよいし、図３（Ｂ）に示すメッシュ部１４を有する金属電極１１としてもよい。このように、金属電極自体をベタ電極ではなく、窓部１３やメッシュ部１４を有するように形成することにより、その後に金属電極１１上に設けられる薬剤ジェル４の保持性を高めることができ、薬剤ジェル４の生体膜への透過をより促進させることができる。なお、窓部１３の大きさや、メッシュ部１４の開口の大きさは、任意に設計することができる。
【００６１】
また、薬剤ジェル４の保持性は、金属電極１１の形成方法によっても実現できる。例えば、金属電極１１の形成方法として、フレキソ印刷を適用した場合は、印刷版で塗布剤を印刷した後にフレキシブル基材面から印刷版を剥がす際に、印刷された金属電極１１の表面は平坦ではない凹凸を生じ、その状態で乾燥させた場合には、その凹凸で薬剤ジェルを効果的に保持させることができる。また、インクジェット法や、ディスペンサーを用いた方法で銀電極を形成する場合も、乾燥後に得られた金属電極１１の表面に凹凸を生じ、その凹凸で薬剤ジェル４を効果的に保持させることができる。
【００６２】
金属電極１１は、図１〜図３に示すように、配線パターン１７を介して電極端子部１２に接続されている。そして、この電極端子部１２から電極端子３３に配線６を介して接続されている。配線パターン１７の上には、通常、絶縁層１６が設けられている。
【００６３】
配線パターン１７を介して設けられた電極端子部１２は、後述する図６（Ａ）に示すように、その中央に穴１５をあけて接続を容易にしてもよい。また、図６（Ｂ）に示すように、配線パターン１７を設けず、金属電極１１の領域内（具体的には中央）に穴１５をあけてもよい。穴をあけた電極端子部１２は、後述する図１１のイオントフォレシス装置３１に示すように、電極接続治具３６を用いて、フレキシブル基材２の裏面に設けられた電極端子接続部３４に電極端子３３を介して容易に接続することができる。なお、中央に穴１５を設けることは、金属電極１１の全面に電流を均一に印加することができるという点で好ましい。
【００６４】
（金属塩化物電極）
金属塩化電極２１は、金属電極１１よりも厚く、フレキシブル基材２上に設けられる。金属塩化物電極２１は、具体的には例えば厚さ０．８μｍよりも大きく５００μｍ以下の範囲内で、金属電極１１が設けられたフレキシブル基材２の同一面Ｓに隣接して設けられる。なお、金属塩化物電極の厚さは、好ましくは、０．９μｍ以上１００μｍ以下で、より好ましくは、１μｍ以上２０μｍｍ以下である。
【００６５】
金属塩化物電極２１の構成材料としては、銀−塩化銀電極を好ましく挙げることができる。銀−塩化銀電極は、例えば塩化物イオンを含む薬剤ジェル４に接触した場合であっても安定した電極電位特性を示すことができるとともに、金属電極１１として銀電極を用いた場合に、その銀電極に対応する電極として好ましい。銀電極と銀−塩化銀電極とで構成された生体用電極１は、例えばイオントフォレシスを安定した状態で実現できる。
【００６６】
生体用電極１を銀−塩化銀電極と銀電極とで構成し、薬剤ジェル４を設けてイオントフォレシス装置３１とし、０．１ｍＡ／ｃｍ２以上１０ｍＡ／ｃｍ２以下の範囲、好ましくは０．２ｍＡ／ｃｍ２以上２ｍＡ／ｃｍ２以下の範囲の電流を印加た場合、銀−塩化銀電極の厚さは０．８μｍよりも大きく５００μｍ以下の範囲であるので、銀電極の場合に比べて十分に許容できる量の電極材料を有しており、問題はない。
【００６７】
金属塩化物電極２１は、金属粒子と樹脂バインダーとで構成されていることが好ましい。具体的には、銀−塩化銀電極の場合は、平均粒径が０．１μｍ以上３０μｍ以下の塩化銀粒子と、樹脂バインダーとを銀−塩化銀電極の構成材料として用いることが好ましい。このとき、樹脂バインダーとしては、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエーテル、ポリウレタン、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。溶媒としては、人体に無害な溶媒であれば特に限定はないが、エタノール等の低級アルコールが好ましい。
【００６８】
銀−塩化銀電極は、塩化銀粒子と樹脂バインダーと溶媒とからなるスラリーを塗布剤として調製し、その塗布剤を、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、インクジェット法、ディスペンサーを用いた方法で、フレキシブル基材２上に塗布し、その後、加熱して溶媒を揮発させるとともに、樹脂バインダーで塩化銀を結着させることにより、上記した厚さ範囲で形成される。フレキソ印刷やグラビア印刷は、例えば１００ｍ／分〜２００ｍ／分等のような高速のパターン印刷が可能であり、製造の効率化を図ることができる。また、インクジェット法、ディスペンサーを用いた方法は、所定の形状を任意に塗布形成できるという利点があり、本発明では金属電極１１と金属塩化物電極２１とをインクジェット法で塗布形成する方法が好ましい。
【００６９】
加熱条件は、塗布剤に配合する樹脂バインダーや溶媒の種類によって任意に調整でき、例えばフェノール樹脂バインダーを樹脂バインダーとし、エタノール溶媒を溶剤とした場合は、例えば１２５℃で２５分間の加熱により、銀−塩化銀電極を形成できる。こうした条件での銀−塩化銀電極の形成は、過度の熱が加わらないので、薄いフレキシブル基材２に「しわ」や「歪み」を生じさせない。
【００７０】
金属塩化物電極２１の平面視形状も、金属電極１１の場合と同様、例えば図４に示すように、四角形等の角形であってもよいし、円形や楕円形であってもよいし、それらが組み合わされた形状であってもよい。また、図４に示すような一様なベタ状であってもよいし、金属電極１１のところで説明したような種々の形態としてもよい。例えば、図３（Ａ）の金属電極１１と同様の複数の窓部を有する金属塩化物電極２１としてもよいし、図３（Ｂ）の金属電極１１と同様のメッシュ部を有する金属塩化物電極２１としてもよい。このように、金属塩化物電極２１自体をベタ電極ではなく、窓部やメッシュ部を有するように形成することにより、その後に金属塩化物電極２１上に設けられる薬剤ジェル４の保持性を高めることができ、薬剤の生体膜への透過をより促進させることができる。なお、窓部の大きさや、メッシュ部の開口の大きさは、任意に設計することができる。薬剤ジェル４の保持性は、金属電極１１の場合と同様のことが言えるのでここではその詳しい説明を省略する。
【００７１】
金属塩化物電極２１とフレキシブル基材２との間には、図５に示すように、金属層２９を設けることが好ましい。こうした金属層２９を設けることにより、電気信号を金属塩化物電極２１に効率良く伝えることができる。なお、この金属層２９の金属成分は、金属塩化物電極２１を構成する金属成分と同じであることが好ましく、例えば金属塩化物電極２１が銀−塩化銀電極である場合は、金属層２９を銀層とすることが好ましい。
【００７２】
金属層２９は、各種の形状とすることができ、例えば図５（Ｂ１）〜（Ｂ３）に示すように、全ベタ状に形成してもよいし（図５（Ｂ１））、窓部２３を備えた枠形状で形成してもよいし（図５（Ｂ２））、メッシュ部２４を有するパターンで形成してもよい（図５（Ｂ３））。良導電性の金属層２９を金属塩化物電極２１の下層として設けることにより、銀−塩化銀電極等の金属塩化物電極２１に、電気信号を効率的に伝えることができる。
【００７３】
なお、金属塩化物電極２１は、図４及び図５に示すように、金属層２９からなる配線パターン２７を介して金属層２９からなる電極端子部２２に接続されている。配線パターン２７の上には、図２に示すように、通常、絶縁層２６が設けられている。そして、この電極端子部２２から電極端子３３に配線６を介して接続されている。なお、配線パターン２７を介して設けられた電極端子部２２は、図６（Ａ）に示すように、その中央に穴２５をあけて接続を容易にしてもよい。また、図６（Ｂ）に示すように、配線パターン２７を設けず、金属塩化物電極２１の領域内（具体的には中央）に穴２５をあけてもよい。穴２５をあけた電極端子部２２は、後述する図１１のイオントフォレシス装置３１に示すように、電極接続治具３６を用いて、フレキシブル基材２の裏面に設けられた電極端子接続部３４に電極端子３３を介して容易に接続することができる。なお、中央に穴２５を設けることは、金属塩化物電極２１に電流を均一に印加することができるという点で好ましい。
【００７４】
［生体用電極シート］
本発明に係る生体用電極シート５は、図７及び図８に示すように、上記した本発明に係る生体用電極１を構成するフレキシブル基材２が長尺のフレキシブル基材２ａであり、その長尺のフレキシブル基材２ａ上に生体用電極１を構成する金属電極１１及び金属塩化物電極２１が複数並んで設けられていることに特徴がある。こうした生体用電極シート５によれば、大量にかつ高速に金属電極１１及び金属塩化物電極２１を作製することができる。また、その金属電極１１及び金属塩化物電極２１の上に、薬剤ジェル４をロール・ツー・ロールで連続的に塗布することができ、イオントフォレシスに好ましく用いられる生体用電極シート５を大量にかつ高速に作製することができる。
【００７５】
具体的には、ロール巻き等された長尺のフレキシブル基材２ａが用いられ、そうしたフレキシブル基材２ａがロール・ツー・ロールで連続的に供給されながら、その上に金属電極１１と金属塩化物電極２１とが形成される。このとき、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、その金属電極１１と金属塩化物電極２１とを、連続するＹ方向に交互に並ばせないように形成することが好ましい。言い換えると、長尺のフレキシブル基材２ａの長手方向（Ｙ方向）に金属電極１１を連続して並べ、金属塩化物電極２１も連続して並べることが好ましい。そうすることにより、金属電極１１及び金属塩化物電極２１の上にのみに薬剤ジェル４をロール・ツー・ロールで連続的に効率よく塗布することができ、また、金属電極１１及び金属塩化物電極２１それぞれの上に種類の異なる薬剤ジェル４ａ，４ｂ（図９参照）をロール・ツー・ロールで連続的に効率よく塗布することができる。
【００７６】
［イオントフォレシス装置］
本発明に係るイオントフォレシス装置３１は、図１及び図９〜図１１に示すように、上記した本発明に係る生体用電極１を有し、その生体用電極１を構成する金属電極１１及び金属塩化物電極２１を覆うように薬剤ジェル４が設けられている。イオントフォレシス装置３１には、金属電極１１及び金属塩化物電極２１に接続する電極端子３３と、電極端子３３が電極端子接続部３４を介して接続する信号生成装置３９とが設けられている。また、信号生成装置３９は、信号生成部３７と電源部３８を有している。
【００７７】
図１０及び図１１に示す一体型のイオントフォレシス装置３１は、生体用電極１と、その生体用電極１を取り付ける信号生成装置３９とを有し、その生体用電極１が有する電極端部３３が、信号生成装置３９が有する電極端子接続部３４にフック態様で嵌め合わされることにより、生体用電極１の取り付け又は取り外しを可能にすることができる。
【００７８】
イオントフォレシス装置３１では、好ましくは、図１０に示すように電極端子３３上に絶縁層３６を設け、又は、図１１に示すように電極端子３３以外の箇所に薬剤ジェル４ａ，４ａ，４ａを設ける。こうした構成にすることにより、信号生成装置３９に電極端子接続部３４を介して接続するための電極端子３３に直接薬剤ジェル４が接触しないので、接触抵抗の増加等の生体用電極１の機能低下が生じない。
【００７９】
薬剤ジェル４は、１種類又は２種類以上用いられる。こうした薬剤ジェル４を用いるので、効率よく、薬剤を体内へ浸透させることが可能となる。特に２種類以上用いることが好ましい。なお、薬剤ジェル４の使用形態としては、金属電極１１及び金属塩化物電極２１のいずれも覆うように１種類の薬剤ジェル４が設けられていてもよいし（図１及び図１０参照）、金属電極１１及び金属塩化物電極２１のそれぞれを別に覆うように１種類の薬剤ジェル４ａが設けられていてもよいし（図１１参照）、金属電極１１及び金属塩化物電極２１のそれぞれを別に覆うようにそれぞれ異なる薬剤ジェル４ａ，４ｂが設けられていてもよい（図９参照）。なお、金属電極１１や金属塩化物電極２１に設けられる薬剤ジェル４は、１種類の薬剤からなる単一薬剤ジェルであってもよいし、２種以上の薬剤を含む複合薬剤ジェルであってもよい。
【００８０】
薬剤ジェル４に含まれる薬剤としては、所望の効果を生じさせるために生体器官に供給される治療上の任意の能動物質を用いることができる。具体的には、主要な治療分野における治療薬を含むものであって、特に限定するものではないが、抗生物質及び抗ウィルス薬のような抗感染薬；鎮痛剤及び鎮痛剤複合物；麻酔剤、食欲抑制剤；抗関節炎薬；抗喘息薬；抗痙攣薬；抗うつ薬；抗糖尿薬；下痢止め薬；抗ヒスタミン薬；抗炎症薬；抗偏頭痛製剤；アンチモーション病（antimotion  sickness）製剤；抗嘔吐剤；抗腫瘍剤；抗パーキンソン剤；心臓刺激剤；止痒剤；抗精神病薬；解熱剤；胃腸用及び尿道用を含む抗痙攣薬；抗コリン作用薬；交感神経様作用薬；キサンチン誘導体；カルシウム遮断薬を含む循環器製剤；β（ベータ）遮断薬；β（ベータ）作動薬；抗不整脈薬；高血圧症薬；ＡＣＥ抑制薬；利尿剤；一般血管、冠状動脈、末梢血管及び脳血管を含む血管拡張薬；中央神経興奮剤；咳及び風邪製剤；鬱血除去薬；診断薬；ホルモン；催眠剤；免疫抑制剤；筋弛緩剤；副交感神経病薬；副交感神経作用薬；プロスタグラジン；蛋白質；ペプチド；精神刺激薬；鎮静剤及び精神安定剤（トランキライザー）を含むものを挙げることができる。
【００８１】
以上説明したように、本発明に係る生体用電極１は、金属電極材料の使用量を必要最小限に抑えることができ、コスト低減を図ることができるとともに、上記した厚さ範囲の金属電極１１が樹脂バインダーを含まないので、樹脂バインダーを含む材料で金属電極を形成した場合に比べ、銀使用量を１／１０〜１／３０にすることができ、電極材料のコストを大幅に削減することができる。また、こうした生体用電極１を長尺のフレキシブル基材２上に設けた生体用電極シート５は、大量にかつ高速に金属電極１１及び金属塩化物電極２１を作製することができる。また、その金属電極１１及び金属塩化物電極２１の上に、薬剤ジェル４をロール・ツー・ロールで連続的に塗布することができ、イオントフォレシスに好ましく用いられる生体用電極シート５を大量にかつ高速に作製することができる。
【００８２】
生体用電極１を有した本発明に係るイオントフォレシス装置３１は、生体用電極１を構成する金属電極材料の使用量を必要最小限に抑えることができ、装置全体のコスト低減を図ることができる。なお、生体用電極１はイオントフォレシス装置３１の構成電極として好ましく用いられる他、低周波治療器の電極、心電図、筋電、脳波等の内臓機能検査用電極、電気メス等のアース電極等の生体に貼付して治療や検査を行う生体用電極として好適使用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１  生体用電極
２  フレキシブル基材
４，４ａ，４ｂ  薬剤ジェル
５  生体用電極シート
６  配線
１１  金属電極
１２  電極端子部
１３  窓部
１４  メッシュ部（開口部）
１５  穴
１６  絶縁層
１７  配線パターン
２１  金属塩化物電極
２２  電極端子部
２３  窓部
２４  メッシュ部（開口部）
２５  穴
２６  絶縁層
２７  配線パターン
２９  金属層
３１  イオントフォレシス装置
３２  電極接続治具
３３  電極端子
３４  電極端子接続部
３５  配線
３６  電極接続治具
３７  信号生成部
３８  電源部
３９  信号発生装置
４０  絶縁層
Ｘ  生体用電極シートの幅方向
Ｙ  生体用電極シートの搬送方向（流れ方向）
Ｓ  フレキシブル基材の同一面
【図１】
2013158363.tif 000003
【図２】
2013158363.tif 000004
【図３】
2013158363.tif 000005
【図４】
2013158363.tif 000006
【図５】
2013158363.tif 000007
【図６】
2013158363.tif 000008
【図７】
2013158363.tif 000009
【図８】
2013158363.tif 000010
【図９】
2013158363.tif 000011
【図１０】
2013158363.tif 000012
【図１１】
2013158363.tif 000013