(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極を有する製剤と、製剤に電気エネルギーを供給するためのデバイスとを備えたイオントフォレーシス装置であって、前記デバイスは、電気エネルギーを発生する電気エネルギー発生手段と、前記電気エネルギーを製剤に出力する出力手段と、前記電気エネルギーの供給が正常に行われるかどうかを検出する導通異常検出手段とを備え、前記出力手段の非出力動作時に前記導通異常検出手段の検出動作が行われるようにしたことを特徴とするイオントフォレーシス装置。
【請求項２】
前記出力手段の出力動作と前記導通異常検出手段の検出動作が交互に切り換えて行われることを特徴とする請求項１記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項３】
前記導通異常検出手段により電気エネルギーの供給が正常に行われないと判断されたときに警報を発する警報手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項４】
前記導通異常検出手段により電気エネルギーの供給が正常に行われない状態が一定時間続いたと判断されたときは、前記出力手段による出力動作を停止するようにしたことを特徴とする請求項２または３記載のイオントフォレーシス装置。
【請求項５】
電気エネルギーを発生する電気エネルギー発生手段と、前記電気エネルギーを出力する出力手段と、前記電気エネルギーの供給が正常に行われるかどうかを検出する導通異常検出手段とを備え、前記出力手段の非出力動作時に前記導通異常検出手段の検出動作が行われるようにしたことを特徴とするイオントフォレーシス用デバイス。
【請求項６】
前記出力手段の出力動作と前記導通異常検出手段の検出動作が交互に切り換えて行われることを特徴とする請求項５記載のイオントフォレーシス用デバイス。
【請求項７】
前記導通異常検出手段が増幅回路を備えたことを特徴とする請求項５または６記載のイオントフォレーシス用デバイス。
【請求項８】
前記出力手段が出力端にダイオードを備えたことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のイオントフォレーシス用デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は経皮または経粘膜に適用するイオントフォレーシス装置に係り、特に導通異常の検出機能を有するイオントフォレーシス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオントフォレーシス（Iontophoresis）は電気を用いた経皮吸収促進システムで、その原理は、主に電流を導通させることにより生じる電界中を、正にチャージした分子が陽極から陰極へ、負にチャージした分子が陰極から陽極へ移動する力に基づいて薬物分子の皮膚バリヤー透過を促進させるものである。〔ジャーナル・オブ・コントロールド・リリース（Journal of Controlled Release）１８巻、１９９２年、２１３〜２２０頁；アドバンスト・ドラッグ・デリバリー・レビュー（Advanced Drug Delivery Review）９巻、１９９２年、１１９頁；ファルマシュウティカル・リサーチ（Pharmaceutical Research）３巻、１９８６年、３１８〜３２６頁参照〕
【０００３】
ところで、このようなイオントフォレーシスでは、従来から、使用時に、分子（薬物を含む）移動が正常に行われているかどうかを確認する手段を備えた装置が知られている。その確認手段としては、例えば、直流印加時の出力電圧に対する出力電流の値を測定する方法がとられる。この方法では、通電初期に比較的高い電圧を印加することにより導通または非導通を確認し、そのときの出力電流の値が一定値以下の場合には異常と判断し、出力電圧の印加を停止するというものである。
【０００４】
また、特表平１０-５１０１７９号公報には、電気輸送電流及び電圧をモニタする電気輸送式搬送装置が開示されている。この装置は、動作開始から一定時間は身体表面のインピーダンスが安定するのを待ち、そのあとで電気輸送電流及び電圧のモニタを開始し、このモニタ値が所定の範囲外であるときに出力を停止するというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、通電初期に比較的高い電圧を印加して測定する方法では、高い出力電圧のため使用者に不快感を与えてしまうという問題がある。また、身体表面のインピーダンスが安定するのを待ってから電気輸送電流及び電圧のモニタを開始する方法では、身体表面のインピーダンスが安定しなければ電流の導通状態を確認できないという問題が生じる。
【０００６】
従って本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、通電開始時および通電時の導通異常を検出するのに好適なイオントフォレーシス装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題点を解決するために鋭意検討を行ってきたが、その結果、イオントフォレーシス装置において電気エネルギーの供給が正常に行われるかどうかを検出する導通異常検出手段を備え、この導通異常検出手段の検出動作を装置の非出力動作時に行うことにより、通電開始時および通電時の導通異常を好適に検出可能であることを見出し、本発明に至ったものである。すなわち本発明では、通電開始時には、導通異常検出手段により電気エネルギーの供給が正常に行われるかどうかを予め設定した高インピーダンスを用いて検出し、正常に行われると判断されたときは、薬剤を投与するために予め設定した低インピーダンスを介して電気エネルギーの出力動作を開始させ、逆に正常に行われないと判断されたときは電気エネルギーの出力動作を開始させないようにする。一方、通電時には、電気エネルギーの出力動作と上記導通異常検出手段による検出動作を交互に切り換えて行い、装置適用中に上記導通異常検出手段により電気エネルギーの供給が正常に行われないと判断されたときは、上記電気エネルギーの出力動作を停止する。
【０００８】
本発明に係るイオントフォレーシス装置は、一対の電極を有する製剤と、製剤に電気エネルギーを供給するためのデバイスとを備えたものであって、前記デバイスは、電気エネルギーを発生する電気エネルギー発生手段と、前記電気エネルギーを製剤に出力する出力手段と、前記電気エネルギーの供給が正常に行われるかどうかを検出する導通異常検出手段とを備え、前記出力手段の非出力動作時に前記導通異常検出手段の検出動作が行われるように構成される。
【０００９】
ここで、通電時には、前記出力手段の出力動作と前記導通異常検出手段の検出動作を交互に切り換えて行うのが好ましい。また、前記デバイスは、前記導通異常検出手段により電気エネルギーの供給が正常に行われないと判断されたときに警報を発する警報手段を備えることが好ましく、また、前記導通異常検出手段により電気エネルギーの供給が正常に行われない状態が一定時間続いたと判断されたときは、前記出力手段による出力動作を停止することが好ましい。
【００１０】
本発明に係るイオントフォレーシス用デバイスは、電気エネルギーを発生する電気エネルギー発生手段と、前記電気エネルギーを出力する出力手段と、前記電気エネルギーの供給が正常に行われるかどうかを検出する導通異常検出手段とを備え、前記出力手段の非出力動作時に前記導通異常検出手段の検出動作が行われるように構成される。ここで、通電時には、前記出力手段の出力動作と前記導通異常検出手段の検出動作を交互に切り換えて行うのが好ましく、また導通異常検出手段には必要に応じて増幅回路が設けられ、出力手段の出力端には必要に応じてダイオードが設けられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るイオントフォレーシス装置の一例を示す断面概念図である。本装置は、図示のとおり、薬物を保持するイオントフォレーシス用製剤４０と、この製剤から経皮または経粘膜に薬物を供給するために電気エネルギーを発生する電源装置としてのイオントフォレーシス用デバイス５０とを備える。
【００１２】
イオントフォレーシス用製剤４０は、絶縁性基材１と、絶縁性基材１上に間隔をおいて配置された電極２、３と、電極２に接して配置された薬剤溜め４と、電極３に接して配置された電解質溜め５と、デバイス５０を製剤４０に着脱可能に取り付けるためのタブ６Ａ、６Ｂとから構成される。タブ６Ａ、６Ｂは電極２、３にそれぞれ接続される。ここで、薬剤溜めが２以上ある場合には、上記電解質溜めに代えて薬剤溜めがその部分に配置される。薬剤溜めや電解質溜めは、例えば皮膚や経粘膜に直接または間接的に貼着される。
【００１３】
図２は、イオントフォレーシス用デバイス５０の一例を示す回路図である。図示のように、デバイス５０は、電気エネルギーを発生する電気エネルギー発生部６０と、電気エネルギーを出力端子Ａ、Ｂに出力する出力部７０と、電気エネルギーの供給が正常に行われるかどうかを検出する導通異常検出部８０とを備える。
【００１４】
電気エネルギー発生部６０は、電池等からなる電源７と、電源７に接続されたコイル１５と、コイル１５に接続されたトランジスタ１６およびダイオード１７と、ダイオード１７に接続された電気エネルギー蓄積用のコンデンサ１８と、トランジスタ１６のベースとマイクロコンピュータ１２の間に接続されたコンデンサ１３と抵抗１４の並列回路とを有する。ここで、コンデンサ１３はトランジスタ１６のスイッチングを早く行うために、また抵抗１４はトランジスタ１６への電流を制限するために設けられる。
【００１５】
また、図のように、マイクロコンピュータ１２と電源７の正極との間には、抵抗８と発光ダイオード（ＬＥＤ）９の直列回路が設けられる。ここで、抵抗８はＬＥＤ９への電流を制限するためのものである。また、マイクロコンピュータ１２と電源７の負極との間には、装置の起動または停止を行うために必要に応じて設けられる電源スイッチ１０、および警報用のブザー１１がそれぞれ接続されている。
【００１６】
出力部７０は、コンデンサ１８の両端に直列に接続された抵抗２２、２３、およびトランジスタ２１と、エミッタが抵抗２２の一端と接続されコレクタが出力端子Ａと接続されベースが抵抗２２と２３間に接続されたトランジスタ２４と、トランジスタ２１のベースとマイクロコンピュータ１２間に接続された抵抗２０とを有する。ここで、抵抗２０はトランジスタ２１への電流を制限するために、また抵抗２２はトランジスタ２４のプルアップ用に、抵抗２３はトランジスタ２４のベース電流を制限するためにそれぞれ設けられる。
【００１７】
導通異常検出部８０は、トランジスタ２４の両端に直列に接続された抵抗２５、２６と、エミッタが抵抗２５の一端と接続されコレクタが抵抗２８、２９を介して出力端子Ｂと接続されベースが抵抗２５と２６間に接続されたトランジスタ２７と、トランジスタ２７のコレクタ側とマイクロコンピュータ１２との間に接続された抵抗１９とを有する。ここで、抵抗１９はマイクロコンピュータ１２の入力端子を保護するために設けられる。また、図のように、抵抗２９と出力端子Ｂの接続点がマイクロコンピュータ１２に接続される。
【００１８】
次に、図を参照しながらデバイス５０の基本的な動作について説明する。
まず、デバイス５０は、本装置の生体適用前には、トランジスタ２４が非導通状態であることから、出力は、抵抗２５、２６で構成された高いインピーダンスを介して伝達されることとなる。次に、本装置が生体に適用されると、すなわち出力端子Ａ、Ｂ間に負荷が接続されると、微弱な電流が図の符号７−１５−１７−２５−２６−Ａ−Ｂ−２９−７の経路を流れる。導通異常検出部８０では、この微弱な電流により、抵抗２５がトランジスタ２７のベース電圧を降下させ、その結果、トランジスタ２７が導通する。トランジスタ２７が導通すると、抵抗２８の上端（トランジスタ２７のコレクタ側）には電池電圧にほぼ等しい電圧が生じる。この場合、電気エネルギーの供給は正常に行われる状態にあり、マイクロコンピュータ１２は自動的に起動する。しかしながら、抵抗２８の上端電圧が何らかの理由で所定値に満たない場合は電気エネルギーの供給が正常に行われる状態になく、マイクロコンピュータ１２は起動しない。このように、導通異常検出部８０の検出動作は出力部７０の非出力動作時に行われる。
【００１９】
正常時、自動起動したマイクロコンピュータ１２は、ＬＥＤ９を点灯させた後、電源７の電圧を昇圧するため、予めプログラムされたパターンにしたがってトランジスタ１６に信号を送り発振させる。トランジスタ１６が発振すると、コイル１５には逆起電力が随時発生する。この逆起電力がダイオード１７を経てコンデンサ１８に随時蓄えられることで、電源７の電圧が昇圧される。コンデンサ１８に蓄えられた昇圧電圧は、マイクロコンピュータ１２からの信号でトランジスタ２１が導通し、その結果トランジスタ２４が導通することにより、出力端子Ａへ送出される。また、トランジスタ２４の導通によりトランジスタ２７は非導通となる。
【００２０】
これにより出力端子Ａ、Ｂ間に接続された負荷に電流が流れ、抵抗２９には電流に応じた電圧が発生する。この電圧は、通電初期には検出困難であるが、所定時間後からは、マイクロコンピュータ１２内に設けられたＡ／Ｄコンバータにより電流値に再変換され、計測される。マイクロコンピュータ１２は、この計測された電流値に応じてトランジスタ１６の発振状態を変化させ、これにより昇圧電圧を調整してデバイス５０の出力を所定の電流値に維持する。このようにして出力部７０の出力動作が行われる。
【００２１】
その後、デバイス５０は、出力部７０の出力動作を導通異常検出部８０の検出動作に切り換える。これを行う切換部は、本例ではマイクロコンピュータ１２が担っており、トランジスタ２１およびトランジスタ２４を非導通とする。これにより再び、微弱な電流が図の符号７−１５−１７−２５−２６−Ａ−Ｂ−２９−７の経路を流れ、その結果、トランジスタ２７が導通する。このとき、検出された抵抗２８上端の電圧が所定値以上であれば導通は正常であり、マイクロコンピュータ１２は再び予めプログラムされたパターンにしたがってトランジスタ１６を発振させ、出力部７０の出力動作に切り換える。このように、導通が正常な場合には、出力部７０の出力動作と導通異常検出部８０の検出動作は交互に切り換えて繰り返し行われる。
【００２２】
これに対して、検出された抵抗２８上端の電圧が所定値に満たない場合、デバイス５０は導通が異常であると判断し、ＬＥＤ９を点滅させ、かつブザー１１を鳴らして使用者に警報を発する。警報発生後、一定時間経過後も導通が改善されない時には電気エネルギーの供給を停止するとともに、ブザー１１を鳴らし、また、ＬＥＤ９を消灯して、出力が停止したことを使用者へ知らせる。
このように本発明では、出力部７０の出力動作と導通異常検出部８０の検出動作を交互に切り換えることによって装置適用時の異常を検出し、使用者への安全性を確保する。
【００２３】
以上の構成では、出力は、通電開始時の導通異常を検出する高インピーダンスの状態と薬物を投与するための低インピーダンスの状態を有し、それらの値は予め設定される。
まず、導通異常検出用の高インピーダンスは、図２における抵抗２５および抵抗２６によるインピーダンスをいい、適用面積、適用電圧等の影響により変化するため、特に限定はされず様々な状況によりある値に設定可能であるが、皮膚または粘膜に適用した場合には皮膚または粘膜のインピーダンスに対して十分な検出精度が得られるインピーダンスに設定する必要があるため、１００ｋΩ〜１００ＭΩの範囲に設定されることが好ましく、さらには１ＭΩ〜１０ＭΩの範囲に設定されることがより好ましい。
【００２４】
一方、薬物投与用の低インピーダンスは、図２における導通状態のトランジスタ２４および必要に応じて設けられる抵抗２９によるインピーダンスをいい、適用する電流量等の影響を受けるため限定はされないが、皮膚または粘膜に適用した場合には十分な電流を得るため、１Ω〜５０ｋΩの範囲に設定されることが好ましく、さらには１００Ω〜５ｋΩの範囲に設定されることがより好ましい。
【００２５】
出力部７０の出力動作の時間は、特に限定されるものではないが、それぞれ１分以内とするのが好ましく、さらに１秒以内とするのがより好ましい。また、導通異常検出部８０の検出動作の時間は、数秒以内が好ましく、さらに数μs〜数ｍs程度がより好ましい。このように切り換えを短時間で効率よく行うことで、ほぼ出力に影響を与えることなく、導通状態の確認を行うことができる。これは、高インピーダンス状態が短時間であれば、負荷に残存した電圧により通電が維持され、その際生じる電流により、コンデンサ１８に蓄積された出力電圧と負荷に残存した電圧間に電位差が生じることになり、導通異常検出部８０をコンデンサ１８に蓄積された出力電圧と出力端子Ａの間に設置することで、出力電圧に拘らずその電位差を検出することができるためである。
【００２６】
図３および図４は、それぞれイオントフォレーシス用デバイス５０の他の例を示す回路図である。
図３に示すデバイス５０は、導通異常検出部８１において、ベースが抵抗２８上端に接続されたトランジスタ３１からなる増幅回路を備える。この増幅回路は、抵抗２８上端の電圧が、図２におけるマイクロコンピュータ１２が所定値以上と認識するよりも低い電圧でトランジスタ３１を導通する。これにより抵抗３０に電流が流れ、マイクロコンピュータ１２に接続された抵抗３０の下端の電圧がマイクロコンピュータ１２に送出される。本例の回路は、抵抗値の選定では十分な導通異常検出精度が得られない場合に特に有効である。また、このような構成においては、抵抗３０の上端が電池電圧に接続されることから、マイクロコンピュータ１２に電源電圧を越える過大な電圧が印加されるのを防止することができる。
【００２７】
また、導通異常検出精度を高める他の方法としては、コンデンサ１８に蓄えた電圧を調整して、あるいは、図４に示すように、出力部７１のトランジスタ２４のコレクタにダイオード３２を接続して、コンデンサ１８に蓄えた電圧と出力端子Ａの電圧に電位差を設けることで、抵抗２５、２６を流れる電流値を高めるようにしてもよい。ここで、いずれの回路においても、回路停止時は、消費電流が数μＡ〜数十μＡ以下の消費電流となる回路構成とするのが好ましい。
【００２８】
以上のように、本発明に係るイオントフォレーシス装置では、出力部の出力動作と導通異常検出部の検出動作が交互に切り換えられるので、生体適用中に本装置が剥がれた時には導通異常検出部により異常と判断され、出力部からの出力が停止される。このような場合、本装置は生体に貼り直されることにより自動起動され、通電が再び継続されることとなる。
【００２９】
また、本装置に、スロースタート機能、総電流量調節機能等の任意の機能を更に追加することにより、生体への再貼付時に装置をより安全に使用することが可能となる。さらに、本装置に、低インピーダンスを流れる電流（薬物を投与するための電流）を所定値に保つための定電流手段を用いると、過剰な電流が人体に流れることがなくなり、さらに安全性が高まる。また、インピーダンス異常を検出した際には、使用者へ警告して改善を要求したり、場合によってはその出力を停止して安全性を確保することができる。
【００３０】
本発明に係るイオントフォレーシス装置は、適用部位が限定される局所用製剤に好適に用いられ、特に首、肩、腰などの電源スイッチを操作しづらく、かつ導通状態を表示するために用いられるＬＥＤなどの表示器を確認しづらい部位に適用する際により好適に用いられる。本装置は、通電開始時あるいは通電時の導通状態を確認し異常があれば、その異常を検出することで、使用者の安全性を確保することができるものであり、極めて使用性に優れている。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、通電開始時および通電時の導通異常を検出するのに好適なイオントフォレーシス装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るイオントフォレーシス装置の一例を示す断面概念図である。
【図２】イオントフォレーシス用デバイスの一例を示す回路図である。
【図３】イオントフォレーシス用デバイスの他の例を示す回路図である。
【図４】イオントフォレーシス用デバイスの他の例を示す回路図である。
【符号の説明】
１  絶縁性基材
２、３  電極
４  薬剤溜め
５  電解質溜め
６Ａ、６Ｂ  タブ
７  電源（電池）
８、１４、１９、２０、２２、２３、２５、２６、２８、２９  抵抗
９  発光ダイオード
１０  スイッチ
１１  ブザー
１２  マイクロコンピュータ
１３、１８  コンデンサ
１５  コイル
１６、２１、２４、２７  トランジスタ
１７  ダイオード
４０  製剤
５０  デバイス
６０  電気エネルギー発生部
７０  出力部
８０  導通異常検出部
【図１】
0004162813.tif 000002
【図２】
0004162813.tif 000003
【図３】
0004162813.tif 000004
【図４】
0004162813.tif 000005