(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体表面を通して薬剤を供給または採取するための電気伝達装置（１０）であり、その装置が、アノード電極アセンブリ；カソード電極アセンブリ；および、アノード電極アセンブリとカソード電極アセンブリとに電気的に接続する電源を含み、アノード電極アセンブリおよびカソード電極アセンブリ（６０）の少なくとも１つが、少なくとも一部、固相の電気化学的に反応性の材料によって構成され、初期電気抵抗を有し、電流に晒される際に、より低い抵抗性となる電極（６２）；使用時に、体表面とイオン透過関係に位置させられる電解質溜め（６３）；および、電極（６２）とは別個で、電極（６２）の抵抗よりも少ない電気抵抗を有し、電源（３２）と電極（６２）との間で電流を伝達する電流コレクタ（６１）を含む装置において、その装置（１０）が、
電極（６２）、電流コレクタ（６１）および電解質溜め（６３）が電気伝達流の流れに対して共通境界を形成することを特徴とする装置。
【請求項２】
電極（６２）が、初期電気シート抵抗１００オーム／平方より大を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
電極（６２）が、電流に晒される際に、前記初期電気シート抵抗より低い電気シート抵抗を有する形に、酸化または還元される、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
電源（３２）が電流コレクタ（６１）を通して電極（６２）に電流ｉを印加し、共通境界（６４）が長さｌを有し、ｌ：ｉの比が少なくとも０．１ｃｍ／ｍＡである、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
共通境界（６４）が、長さ少なくとも０．１ｃｍを有する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
固体の電気化学的に反応性の材料が、電解質中の溶解度約１ｍｇ／ｍｌ未満を有する、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
電流コレクタ（６１）が、電極（６２）のシート抵抗の１／２未満であるシート抵抗を有する、請求項２〜請求項６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
電極（６２）が、電気化学的に反応性の材料の実質的に全てによって構成される、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
電極（６２）が、ポリマーマトリックスを含み、電気化学的に反応性の材料が、前記マトリックス内に含有されている、請求項１〜請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
ポリマーマトリックスが、使用前に、いずれの電気的に導電性の材料をも実質的に含まない、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
電流コレクタ（６１）が、金属およびカーボンからなる群より選択される材料によって構成される、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
電解質溜め（６３）が水性溶液を含む、請求項１〜請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
共通境界（６４）を有する電極アセンブリ（６０）がカソード電極アセンブリであり、電気化学的に反応性の材料が還元可能である、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
還元可能な材料が、金属化合物、金属錯体、インターカレーション化合物、アルカリ金属をホストとするカーボンインターカレーションホストおよび電気化学的に還元可能なポリマー類からなる群より選択される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
還元可能な物質が、（ｉ）式：Ｍx(ＷＯ3)y〔式中、Ｍは、金属であり、ｘは、０に等しいかそれより大きい数であり、ｙは、０より大きい数である。〕を有するインターカレーション化合物；（ｉｉ）式：Ｍx〔Ｆｅ（ＣＮ）6〕y〔式中、ｘおよびｙは、０より大きい数である。〕を有する金属化合物；および、（ｉｉｉ）式：ＭＸ〔Ｍは、電気化学的に還元可能な金属イオンであり、Ｘは、ハライド類、高分子アニオン類および低分子量アニオン類からなる群より選択される。〕を有する化合物または錯体；のうちの少なくとも１つである、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
電極（６２）が塩化銀によって構成される、請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
共通境界（６４）を有する電極アセンブリ（６０）がアノード電極アセンブリであり、電気化学的に反応性の材料が酸化可能である、請求項１〜請求項１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
酸化可能な材料が、ポリアニリンのロイコ形；および、遷移金属ハライド−インターカレーションされたカーボンまたはグラファイトからなる群より選択される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
薬剤が、皮膚を通して装置（１０）によって供給される治療剤であり、アノード電極アセンブリおよびカソード電極アセンブリの少なくとも１つが、治療剤を収容する溜め（２６，２８）を有する、請求項１〜請求項１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
薬剤が、アノード電極アセンブリおよびカソード電極アセンブリの少なくとも１つに体分析物収容溜め（２６，２８）を含む装置（１０）によって経皮的に採取される体分析物である、請求項１〜請求項１９のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、おおよそ、有益な薬剤（例えば、医薬物質）を患者に経皮または経粘膜的に供給するか、または、患者から体分析物（例えば、グルコース）を経皮または経粘膜採取するための電気伝達装置に関する。最も詳しくは、本発明は、電気的性能の改良、例えば、装置始動時における低い電気抵抗および処方された経皮薬剤フラックスに到達するのに必要とされる短い時間を有するように構成された電極アセンブリに関する。
【０００２】
背景技術
本明細書で使用する“電気伝達（ｅｌｅｃｔｒｏｔｒａｎｓｐｏｒｔ）”とは、概して、供給が少なくとも一部電気的に誘発されるか、または、電位の印加によって補助される膜（例えば、皮膚、粘膜または爪）を通しての少なくとも１つの薬剤または医薬物質（帯電、未帯電またはそれらの混合物）の供給をいう。本明細書で使用する“医薬物質（ｄｒｕｇ）”および“薬剤（ａｇｅｎｔ）”という用語は、互換的に使用され、生きている生物に供給する時に、所望される、通常、有益な、効果を生ずるいずれかの治療的に活性な物質を含むことを意図する。例えば、有益な治療剤は、皮膚を通しての電気伝達供給によって、患者の全身循環に導入することができる。
【０００３】
電気伝達プロセスは、薬剤、例えば、リドケイン、ヒドロコルチゾン、フルオライド、ペニシリン、デキサメタゾン；および、その他多くの薬剤の経皮投与に有用であることが見出されている。電気伝達系の一般的な使用は、ピロカルピンをイオン導入的に供給することによって嚢胞性腺維症を診断することにある。ピロカルピンは、汗の生成を刺激する。ついで、汗は、収集され、病気の存在を検出するために、そのクロライド含量について分析される。さらに最近では、血中グルコースレベルを測定するために、体分析物、例えば、グルコースを経皮的に抽出するために、“可逆的な”電気伝達法が使用されている。分析物採取のための可逆的なイオン導入装置および方法についての説明は、Ｇｕｙ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許５，３６２，３０７を参照する。
【０００４】
電気伝達装置は、概して、２つの電極を使用し、各々は、患者の体のある部分（例えば、皮膚）に緊密に接触して位置させる。薬剤供給のためには、活性またはドナー電極が治療剤（例えば、医薬物質）を体内に供給する。対向またはリターン電極は、患者の体を通るドナー電極によって電気回路を閉じる。電気的エネルギー源、例えば、電池が電極を通して体に電流を供給する。例えば、体内に供給されるべき治療剤が正に帯電している（すなわち、カチオン性である）場合には、アノードは、ドナー電極であり、カソードは、回路を完成させる対向電極である。供給されるべき治療剤が負に帯電している（すなわち、アニオン性である）場合には、カソードがドナー電極であり、アノードが対向電極である。薬剤の供給速度は、概して、印加される電気伝達流に比例する。かかる理由により、一般に使用される電気伝達システムは、このような装置によって印加される電流を調節する電気回路を使用する。体分析物を抽出するためには、活性または採取電極が体からの体分析物を抽出する。対向またはリターン電極は、患者の体を通る活性電極で電気回路を閉じる。体から抽出されるべき体分析物がカチオン性である場合には、カソードが活性電極であり、アノードが回路を完成させる対向電極である。抽出されるべき体分析物がアニオン性である場合には、アノードが活性電極であり、カソードが対向電極である。グルコース抽出の場合には、グルコースは、帯電していない分子であるので、アノードおよびカソードのいずれかまたは双方を活性電極とすることができる。したがって、グルコースは、電気浸透現象によって相対的に同じ速度で両電極に抽出される。
【０００５】
広く使用されている電気伝達プロセス、イオン導入法〔（電子移動（ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｇｒａｔｉｏｎ）とも称す。〕は、帯電したイオン類の電気的に誘発される伝達を含む。もう１つのタイプの電気伝達は、電気浸透とも称され、印加される電場の影響下で、供給されるかまたは採取される（帯電したまたは非イオン性の）薬剤を含有する液体溶剤の経皮流動を含む。なおもう１つのタイプの電気伝達プロセスは、エレクトロポーレーション（ｅｌｅｃｔｒｏｐｏｒａｔｉｏｎ）とも称され、高電圧パルスをそれに印加することによって、生物膜（例えば、皮膚）に一時的に存在する孔を形成することを含む。いずれかの所定の電気伝達システムにおいても、これらプロセスの１つより多くがある程度同時に生ずることもある。
【０００６】
大部分の経皮電気伝達装置は、アノード電極アセンブリとカソード電極アセンブリとを有し、各電極アセンブリは、使用時に、患者の皮膚と接触して置かれるイオン性導電液体溜めとイオン透過関係にある電気的に導電性の電極によって構成される。Ｗｅｂｓｔｅｒの米国特許４，３８３，５２９に記載されているようなゲル溜めは、水和されたゲルが液体充填容器より容易に取り扱いやすく、製造しやすいので、溜めの好ましい形態である。水は、一部には、多くの薬剤塩類が水溶性であり、一部には、水が優れた生物相容性を有し、ヒドロゲル溜めと刺激性の観点から許容可能な皮膚との間で長期間接触させられるので、このような溜めに使用される極めて好ましい液体溶剤である。
【０００７】
経皮電気伝達装置に使用される電極には、概して、２つのタイプがあり；電気化学的に反応性でない材料から製造されるもの；および、電気化学的に反応性である材料から製造されるものがある。電気化学的に反応性でない電極、例えば、ステンレススチール、白金および炭素基体電極は、電極／溜め界面で液体溶剤の電気化学的酸化または還元を促進する傾向がある。溶剤が水である時、（アノード電極海面での）酸化反応は、ヒドロニウムイオンを生成し、他方、（カソード界面での）還元反応は、ヒドロキシルイオンを生ずる。かくして、電気化学的に非反応性の電極を使用する際の１つの重大な欠点は、電極／溜め界面で生ずる水の酸化および還元反応による装置の作動間にｐＨ変化が生ずることである。水の酸化および還元は、Ｐｈｉｐｐｓ  ｅｔ  ａｌ．，の米国特許４，７４７，８１９に考察されているように、電気化学的に反応性の電極を使用することによって大部分回避することができる。アノード電極に使用される好ましい電気化学的に酸化可能な材料としては、銀、銅および亜鉛のような金属が挙げられる。これらのうち、銀は、大部分のその他の金属と比較して、より生物相容性であるので、銀が最も好ましい。カソード電極に使用される好ましい電気化学的に還元可能な材料としては、金属ハライド類が挙げられる。これらのうち、塩化銀のようなハロゲン化銀が最も好ましい。これら電極材料は、電気伝達溜めにおけるｐＨドリフト問題のエレガントな解決法を提供するものの、これらは、これらに固有の一連の問題を有する。例えば、銀アノードは、酸化されて、銀イオンを生ずる（Ａｇ→Ａｇ+＋ｅ-）。銀カチオンは、アノードからイオン導入により、患者の皮膚へと供給され、そこで、それらは、皮膚が日光に晒されると直ちに灰色または黒色変色を生ずる。電気化学的に発生した銀イオンのアノード電極からの電気移動（ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｇｒａｔｉｏｎ）を制限する試みがなされている。電気化学的に発生させた銀イオン類と反応して、実質的に不溶性のハロゲン化銀を生成し、それによって、皮膚への銀イオン類の移動を防止するハライドイオン類を生じさせるために、アノード溜めにハライド薬剤塩を使用することを開示している、例えば、Ｐｈｉｐｐｓ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許４，７４７，８１９およびＰｈｉｐｐｓ  ｅｔ  ａｌ．のＷＯ９６／３９２２４参照。電気化学的に発生させた銀イオン類と反応して、実質的に不溶性のハロゲン化銀を生成し、それによって、皮膚への銀イオン類の移動を防止するハライドイオン類を生じさせるために、アノード溜めにハライド樹脂を使用することを開示している、また、例えば、Ｐｈｉｐｐｓ  ｅｔ  ａｌ．のＷＯ９５／２７５３０を参照。遺憾ながら、皮膚への銀イオン移動を防止するためのこれらの両アプローチとも、それらに固有の欠点を有する。Ｐｈｉｐｐｓ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許４，７４７，８１９およびＰｈｉｐｐｓ  ｅｔ  ａｌ．のＷＯ９６／３９２２４に記載された第１のアプローチについては、特に薬剤供給の長期間にわたって、銀移動を防止するのに十分なハライドイオン類を生じさせるために、非常に大量または“過剰”量のハライド薬剤塩を、アノード溜めに負荷する必要がある場合もある。これは、多くの薬剤���高コストであり、それによって、銀移動の問題を解決するのにコストがかかるので、不利益である。Ｐｈｉｐｐｓ  ｅｔ  ａｌ．のＷＯ９５／２７５３０に記載された第２のアプローチについては、ハライド樹脂は、それら樹脂から効率的に除去することのできない多くの不純物および未反応モノマー成分を含有することが見出されている。これら成分の幾分かは、恐らく、その不純物が印加される電気伝達流によって経皮的に皮膚に供給されるので、樹脂を電気伝達溜めに使用する時に、望ましくない皮膚刺激を生ずることが見出されている。
【０００８】
酸化可能な金属アノードで出くわす金属イオンの移動問題に対する１つの重要な解決法は、Ｐｈｉｐｐｓ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許４，７４７，８１９および５，５７３，５０３に教示されているように、内位添加化合物を使用することである。内位添加化合物の使用は、金属イオンの患者の皮膚への移動問題を回避するものの、これら材料の少なくとも幾つか（例えば、ポリアニリン類）は、一部には、それらの非常に高い初期（すなわち、電気伝達装置が電気伝達流を印加し始める時）電気抵抗により、広く使用されていない。高い電気抵抗の問題は、従来技術のハロゲン化銀カソードに関して、以下、さらに詳細に考察する。
【０００９】
したがって、（１）慣用的な酸化可能な金属類で形成したアノードにおいて見られる競争金属イオンの発生；および／または、（２）高い初期電気抵抗の問題点を有しない改良アノード電極についての必要性が存在する。
【００１０】
カソード側については、ハロゲン化銀カソードは、それらが電気化学的に還元される時、ハライド（例えば、クロライド）のみを生ずる（ＡｇＸ→Ａｇ＋Ｘ-）。電気化学的に発生させたハライド（例えば、クロライド）イオン類は、カソードから患者に供給される傾向がないが、クロライドは、天然に、体内にかなり多量に存在し、したがって、カソードからのクロライドイオンの供給は悪影響を及ぼさない。かくして、ハロゲン化銀カソードは、極めて生物相容性であるものの、それらは、少なくとも、十分なハロゲン化銀が還元されて、金属銀が形成されるまで、実質的に非導電性であるという１つの重大な欠点を有する。これは、内位添加化合物、例えば、ポリアニリン類で形成されたアノードに見られる高い初期電気抵抗の問題と同等であり、例えば、ポリアニリンで形成されたアノードは、十分な量のポリアニリンが酸化されるまで、有意な量の電流を導電しない。これは、ハロゲン化銀カソードおよび／またはポリアニリンアノードが小さな患者につける電気伝達装置を作働させるために使用される小さな電池（例えば、コイン電池）によって供給される比較的小さな電圧に対して電気抵抗が高すぎるので、コンプライアントな装置の作動の開始において遅延を生ずる。当然のことながら、金属銀を形成するためのハロゲン化銀の電気化学的な還元；および、ポリアニリンのさらに導電性の（すなわち、酸化されるかまたはエマラルジン（ｅｍａｒａｌｄｉｎｅ））形を形成するためのポリアニリンの還元された（すなわち、ロイコ（ｌｅｕｃｏ））形の電気化学的な酸化は、以下の反応：
アノードポリアニリン（ＰＡ）酸化：ＰＡleuco→ＰＡemaraldine＋２Ｈ+＋２ｅ-
カソード塩化銀還元：ＡｇＣｌ＋ｅ-→Ａｇ＋Ｃｌ-
に従い、電極と液体電解質との間の界面において緩やかに生ずる。
ポリアニリンのロイコ形の還元は、Ｃｕｓｈｍａｎ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｓｐｅｃｔｒｏｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ：  ｔｈｅ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｐＨ−Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｐｈａｓｅ  ｄｉａｇｒａｍ”，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，  ２９１  （１９８６），  ３３５−３４６に詳細に考察されている。カソード／液体電解質界面における金属銀の形成およびアノード／液体電解質界面における酸化されたポリアニリンの形成は、電極の電気導電性を徐々に改良するが、それは、かなり緩やかなプロセスである。その結果、図１に示したそれのような従来の電極構成は、電気伝達装置の作働開始時におけるそれらの高い電気抵抗により、望ましくない。図１に示した電極アセンブリ５０は、電極５２、電解質溜め５３および導電性電流コレクタ５１を収容するくぼみまたは溜め２５を有するハウジング２０を含む。電流コレクタ５１は、電極５２と装置電源（図１には、図示せず）との間に電気接続部分を含み、電気接続の他方の部分は、金属接点（すなわち、タブ）５８と、ワイヤーであってもよいが、さらに典型的には、非導電性の回路基板１８上に導電性のトレースを析出することによって形成される導電性部材７２とを含む。初期において、電極５２は、高い電気抵抗を有し、したがって、導電性電流コレクタを、典型的には、ゲルである電解質溜め５３から絶縁するように作動する。このような絶縁により、不十分な電子の流れが電解質溜め５３と電極５２との間の界面５６にまたは界面から使用され、レドックス材料の酸化または還元を著しく阻害し、かくして、電極５２を横切るより高い電気抵抗を生ずる。すなわち、電極５２を横切る大きな初期電圧降下が存在する。
【００１１】
電極５２の電気抵抗は、オームの法則から計算される：Ｒelectrode＝ΔＶ／ｉ〔式中、ΔＶは、電極を横切る電圧降下であり、ｉは、印加される電流である。〕。電気伝達装置の一方の“側”（すなわち、アノード側またはカソード側）における電気抵抗は、おおよそ、（１）電極アセンブリ；および、（２）電気アセンブリが適用される患者の体表面（例えば、皮膚）の抵抗の合計であると考えられる。初期皮膚抵抗は、電気伝達装置を最初にオンする時には、概して、極めて高い（例えば、約５０，０００オーム−ｃｍ2より高い）が、皮膚抵抗は、装置作動の最初の２〜５分間の間に、典型的には、２〜１０ボルトの範囲の電圧を印加する電気伝達装置電源のコンプライアントな範囲内で十分であるレベルまで非常に迅速に低下する。この期間、皮膚抵抗を克服するために、全ての利用可能なエネルギーが使用されることが重要であるので、抵抗性電極による過剰な電圧降下は、治療に利用可能な電流を減少させるであろう。電極抵抗が予め決められた量より高い場合、コンプライアンスに欠け、このことは、電極抵抗が電源の限られた電圧に対して高すぎるので、装置が処方された電流を印加することができないことを意味する。遺憾ながら、ポリアニリンアノードおよびハロゲン化銀カソードの電気抵抗は、ヒトの皮膚のように迅速に降下しない。かくして、電気伝達装置がコンプライアントとなり、処方された電流を供給することができるレベルまで電極抵抗が低下するまでには、長い待ち時間（例えば、３０分より長い）が存在するかも知れない。装置のコンプライアンスに到達するこの遅延は、また、始動遅れ時間（ｓｔａｒｔ−ｕｐ  ｌａｇ−ｔｉｍｅ）とも称される。この始動遅れ時間の間、アノード抵抗は、例えば、ポリアニリンが反応して、電気的に導電性の酸化されたポリアニリンを形成するのにつれて低下し、カソード抵抗は、ハロゲン化銀が反応して、電気的に導電性の金属銀が形成するのにつれて低下する。さらに重要なことには、コンプライアントな薬剤供給に対する遅れ時間は、電気伝達薬剤供給におけるポリアニリンアノードおよびハロゲン化銀カソードの使用を多くの用途について許容不能とする。例えば、片頭痛を処置するための抗片頭痛経薬剤の供給または痛みを処置するための麻酔薬鎮痛薬の供給のような経皮電気伝達薬剤供給についての多くの用途は、コンプライアンスに対して非常に短い遅れ時間を必要とする。
【００１２】
当然のことながら、コンプライアントな電気伝達装置の作動に到達する遅れは、電池の電圧を高くすることによって短くすることができるが、これには、装置に電力を供給するさらに多くの（またはさらに高価な）電池を必要とし、これは、電気伝達薬剤供給のコストを上昇させて望ましくない。コンプライアントな電気伝達装置の作動に到達する遅れは、また、Ｍｙｅｒｓ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許５，１４７，２９７に教示されているように、電気的に導電性の充填材、例えば、粉末化した金属またはカーボンを内位添加アノードまたはハロゲン化銀カソードに添加することによっても克服することができる。しかし、このことは、導電性充填材が非常に良質で、かつ、電極マトリックス全体に均一な分布を有する必要があるので、これら電極の製造をさらに困難とし、また、電極をさらに高価なものとする。
【００１３】
したがって、コンプライアントな薬剤供給を迅速に達成し、高い初期電圧抵抗による著しい電圧降下がなく、いずれの顕著な初期電極抵抗をも克服するために、著しく高い電力供給電圧またはその他の高価な導電性充填材を必要としない電気伝達装置のための改良電極についての必要性が存在する。
【００１４】
発明の説明
本発明は、電極５２が電流コレクタ５１と、電解質溜めおよび電極５２において収容されたレドックス種の界面５６との間で高い電気抵抗バリヤーとして初期的に作動する図１に示した従来技術の電極アセンブリ５０に付随する欠点を克服する。本発明は、体表面、例えば、皮膚を通して薬剤を供給または採取するための電気伝達装置を提供する。装置は、ともに、電力源（例えば、１個以上の電池）に実質的に接続された、一方がアノードで、一方がカソードである１対の電極アセンブリを含む。電極アセンブリの少なくとも１つは、電極；電源に電極を接続する電流コレクタ；および、電極に対してイオン透過関係にある電解質溜めを含む。使用時に、電解質溜めは、体表面（例えば、皮膚）とイオン透過関係に位置する。
【００１５】
電極は、少なくとも一部、固相によって構成される電気化学的に反応性の（すなわち、電気化学的に酸化可能なまたは還元可能な）によって構成される。電極は、高い初期電気シート抵抗、典型的には、約１００オーム／平方より高い抵抗を有し、この抵抗は、電極を電流に晒すことによって低くなる。このように晒すと、電気化学的に反応性の材料は、より低い電気抵抗を有する形に酸化または還元されて、電極のシート抵抗は、その初期のシート抵抗よりも低くなる。
【００１６】
電流コレクタは、低い初期抵抗を有し（すなわち、それは、非常に導電性である。）、装置電源と電極との間の電気的な接続の少なくとも一部を含む。かくして、電流コレクタは、電源と電極との間に電流を導電する。
【００１７】
電気伝達装置が電気伝達流を印加し始める時に、電極；電流コレクタ；および、電解質溜めは、共通境界を形成する。共通境界条件は、本発明の電極アセンブリに、コンプライアントな電流伝達供給およびより低い初期電流抵抗を達成するための遅れ時間を短くし、それによって、装置を作動させるために、より低い電源電圧しか必要としない。
【００１８】
本発明の電極アセンブリは、（１）電極が抵抗性の酸化可能な材料、例えば、ポリアニリンのロイコ形によって構成されるアノード電極アセンブリ；または、（２）電極が抵抗性の還元可能な材料、例えば、ハロゲン化銀によって構成されるカソード電極アセンブリのいずれであってもよい。
【００１９】
発明を実施するための形態
定義
本明細書で使用する“電気化学的に反応性の材料”という用語は、電気化学的に酸化または還元することのできる化合物または組成物を意味し、材料の反応した形（すなわち、酸化されるかまたは還元されるかした形）は、材料の未反応の形（すなわち、それぞれ、酸化可能かまたは還元可能な形）よりも低い電気抵抗を有する。この用語は、また、内位添加ホスト材料をも含み、これらは、それら自体、直接、酸化または還元することができるか、あるいは、酸化または還元されるドーパントを内位添加することができる。
【００２０】
本明細書で使用する“共通境界（ｃｏｍｍｏｎ  ｂｏｕｎｄａｒｙ）”という用語は、電流コレクタ；電極；および、電解質溜めの巨視的かつ測定可能な共通部分を意味する。
【００２１】
本明細書で使用する“電極アセンブリ（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）”という用語は、少なくとも以下の３つの素子：電流コレクタ；電極；および、電解質溜めの集合を含む。
【００２２】
本明細書で使用する“電気シート抵抗（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｓｈｅｅｔ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）”という用語は、材料の単位正方形の対向するエッジ間の表面抵抗である。電気シート抵抗（文献においては、表面抵抗率と称されることもある。）は、概して、文献において、記号ρsによって示され、表面上の電流を特性決定するために使用される。正方形を横切る抵抗は、正方形の寸法とは独立であり、シート抵抗の単位は、オームであるか、または、さらに必要以上に（および本明細書で使用するように）、オーム／平方である。導電表面は、常に、有限な厚さｔを有する層であり、シート抵抗は、以下の式：ρs＝ρv÷ｔによって層の体積低効率ρvに関係づけられる。いずれかの所定の電極または電流導体のシート抵抗は、Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＡＳＴＭ），  Ｗｅｓｔ  Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ，  ＰＡ，  ｖｏｌｕｍｅ  １０．０２，  Ｔｅｓｔ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ  Ｄ４４９６−８８（ｒｅａｐｐｒｏｖｅｄ  １９９３），ｅｎｔｉｔｌｅｄ  “Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｄ−Ｃ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｒ  Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｍｅｔｈｏｄｓ”に記載されている方法に従い測定することができる。
【００２３】
本明細書で使用する“体表面（ｂｏｄｙ  ｓｕｒｆａｃｅ）という用語は、生きている動物の皮膚、粘膜および／または爪を含む。特に、それは、生きているヒトの皮膚を含む。
【００２４】
本明細書で使用する“電解質溜め”という用語は、装置作動の間に溶解したイオンを含有するか受け取る液体を意味する。この用語は、対向電極に使用される塩水溶液；および、ドナー電極の薬剤溶液または懸濁液を含む。この用語は、また、このような溶液または懸濁液を含有するゲルのようなポリマー、スポンジまたは布帛のようなマトリックスを含む。この用語は、ともに水性溶液および非水性溶液（例えば、グリコールまたはグリセロール中に溶解した電解質の溶液）を含む。
【００２５】
本明細書で使用する“コンプライアントな薬剤供給（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ  ａｇｅｎｔ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ）”という用語は、薬剤が電気伝達を経て処方された電気伝達流で体表面を通して供給されることを意味する。装置構成部材および／または皮膚があまりに高い電気抵抗を有するので、電気伝達装置が処方された電気伝達流を最大に印加された電圧においてさえ供給することができない時には、コンプライアントな薬剤供給は存在しない。
【００２６】
本明細書で使用する“遅れ時間（ｌａｇ  ｔｉｍｅ）”という用語は、電気伝達装置が非コンプライアント電流を印加する間の時間を意味する。概して、遅れ時間は、電気伝達装置が電気伝達流を印加し始める時間から処方される電気伝達流が印加され始める時間まで測定される。
【００２７】
図２は、本発明に従う電極アセンブリ６０の１つの例を示す。従来技術の電極アセンブリ５０と同様に、電極アセンブリ６０は、また、電流コレクタ６１；電極６２；および、電解質溜め６３を収容する溜めまたはくぼみ２５を有するハウジング２０を含む。電流コレクタ６１は、電極６２と装置電源（図２においては図示せず）との間の電気的接続の一部を含み、電気接続の他の部分は、典型的には、非導電性回路基板１８の上に析出させた導電性のトレースで形成される金属接点（すなわち、タブ）６８および導電性回路７１を含む。図１に示した電極アセンブリ５０と同様に、本発明の電極アセンブリ６０は、初期に高い電気抵抗を有するレドックス材料によって構成された電極６２を含む。概して、電極６２は、約１００オーム／平方より高い初期電気シート抵抗、好ましくは、約１０，０００オーム／平方より高い初期電気抵抗を有し、電極６２は、その初期の電気シート抵抗よりも低い電気シート抵抗を有する形に酸化可能または還元可能である。電極６２のレドックス材料は、固相である必要があり、隣接する電解質溜め６３の液層に容易に溶解する必要はない。好ましくは、レドックス材料は、電解質溜め６３内部の液体における溶解度約１ｍｇ／ｍｌ未満を有する。最も好ましくは、電極６２は、完全に、または、実質的に完全に、レドックス材料によって構成される。
【００２８】
従来技術の電極アセンブリと異なり、本発明の電極アセンブリ６０は、電流コレクタ６１より小さな横方向の寸法（すなわち、長さおよび／または幅）を有する電極６２を使用し、その結果、電流コレクタ６１、電極６２および電解質溜め６３の間に共通境界６４，６４’を生ずる。共通境界６４，６４’は、電流コレクタ６１によって保有される電子、電極６２内に収容されるレドックス材料および電解質溜め６３が相互に全て即接触する領域を生ずる。これら３つの素子を緊密に近位に備えると、このような共通境界条件を備えない電極アセンブリ５０の初期電気抵抗と比較して、電極アセンブリ６０の初期電気抵抗を著しく低下させる。
【００２９】
電極アセンブリ６０がカソード電極アセンブリである場合には、電極６２は、電気化学的に還元可能な材料、例えば、塩化銀によって構成されるカソードである。塩化銀は、実質的に水不溶性の固相レドックス材料である。かくして、溜め６３内の液体が水性液体である時、塩化銀は、溜め６３内の液体に容易に溶解しない。電解質溜め６３は、典型的には、液体電解質を含有する高分子ゲルの形である。電極アセンブリ６０がドナー電極アセンブリである場合には、ゲル内の液体電解質は、典型的には、薬剤溶液である。電極アセンブリ６０が対向電極アセンブリである場合には、ゲル内の液体電解質は、典型的には、塩水である。
【００３０】
電流コレクタ６１および電極６２の斜視図を図３に示す。共通境界６４をよりよく示すために、電解質溜め６３を除いてある。この実施態様において、共通境界６４は、４本の線を含み、これらは、互いに、長方形の形状を形成する。
【００３１】
好ましくは、電流コレクタ６１は、電極６２のシート抵抗の１／２未満であるシート抵抗を有する。さらに好ましくは、電流コレクタ６１は、約５０，０００オーム／平方未満のシート抵抗を有し、なおさらに好ましくは、約１０００オーム／平方未満のシート抵抗、最も好ましくは、約１０オーム／平方未満のシート抵抗を有する。電流コレクタ６１は、金属性またはカーボン箔（例えば、銀、ステンレススチール、白金またはグラファイト）であってもよく、または、導電性充填材、例えば、炭素繊維、カーボン粒子または金属粒子を負荷された高分子フィルムであってもよい。最も好ましくは、電流コレクタ６１は、電気的に導電性のトレース；または、金属および／またはカーボン導電性充填材を含有する接着性高分子結合剤によって構成される電気的に導電性の接着剤の形である。接着剤は、接点および電極間の良好な電気的連続性を維持するために、接点６８と電極６２とを接着する。
【００３２】
カソード電極６２の表面で還元反応が進行すると、共通境界６４，６４’において塩化銀の還元が初期的に生じ、金属性銀を生成し、共通境界６４，６４’に近い領域をさらに電気的に導電性とする。装置を作動させるにつれ、塩化銀の還元が進行し、最終的に、カソード電極６２の外側表面全体を覆う。
【００３３】
共通境界６４，６４’においては、電流コレクタ６１が電子の容易な供給を生じ、電解質溜め６３内の液体がイオンを移動させるために利用可能であり、電解質溜め６３と患者の体表面との間のイオン流によって構成される電気伝達流を生じさせるので、迅速に還元される。例えば、電極６２が塩化銀を含む時、塩化銀は、還元され、Ａｇ金属およびクロライドイオンを生成する。電解質溜め６３内のアニオンは、体表面に移動し、薬剤を供給または採取するための電流を達成する。薬剤は、塩化銀が共通境界６４，６４’に沿って全て迅速かつふんだんに還元されるので、カソードにおいて著しい電圧降下または遅れ時間を生ずることなくコンプライアントな供給速度で皮膚を通して供給または採取される。
【００３４】
対照的に、図１に示したように、従来技術の電極アセンブリ５０は、電流コレクタ５１および電解質溜め５３と共通境界をわかたない電極５２を有する。塩化銀電極５２と電解質溜め５３との間の界面５６は、塩化銀電極５２が実質的に非導電性であるので、電子を容易に供給しない。かくして、電極５２は、電流コレクタ５１によって生ずる電子を電解質溜め５３と電極５２との間の境界５６に到達させないように実質的に絶縁し、かくして、電極５２の界面５６における塩化銀の還元を妨げる。かくして、電気抵抗における増大の正味効果は、回路のコンプライアンス電圧がコンプライアントな薬剤供給を初期的に達成するのに不十分であるかもしれないことである。
【００３５】
電極アセンブリ６０がアノード電極アセンブリである場合には、電極６２は、電気化学的に酸化可能な材料、例えば、ポリアニリンによって構成されるアノードである。電解質溜め６３は、典型的には、液体電解質を含有する高分子ゲルの形である。電極アセンブリ６０がドナー電極アセンブリである場合には、ゲル内の液体電解質は、典型的には、薬剤溶液である。電極アセンブリ６０が対向電極アセンブリである場合には、ゲル内の液体電解質は、典型的には、塩水である。
【００３６】
アノードポリアニリン（ロイコ形）電極６２の表面において、酸化反応が進行するにつれ、ポリアニリンの酸化が初期的に共通境界６４，６４’において生じ、酸化されたポリアニリン（ポリアニリンの還元されたロイコ形よりもさらに電気導電性であるエマラルジン形）を生成し、共通境界６４，６４’に近い領域をさらに電気導電性とする。装置が作動すると、ポリアニリンの酸化が進行し、最終的には、アノード電極６２の外側表面全体を覆う。
【００３７】
共通境界６４，６４’においては、電極６２は、電流コレクタ６１が電子の用意をし、電解質溜め６３の液体がイオンを移動させるのに利用可能であり、電解質溜め６３と患者の体表面との間のイオン流を構成する電気伝達流を生じさせるので、迅速に酸化される。例えば、電極６２がロイコ−ポリアニリンを含む時、ロイコ−ポリアニリンは、酸化され、電気的に導電性の酸化されたポリアニリンを生成する。電解質溜め６３内のカチオンは、体表面に移動し、薬剤を供給または採取するための電流を達成する。薬剤は、ポリアニリンが共通境界６４，６４’に沿って全て迅速かつふんだんに酸化されるので、アノードにおいて著しい電圧降下または遅れ時間を生ずることなくコンプライアントな供給速度で皮膚を通して供給または採取される。
【００３８】
対照的に、図１に示したように、従来技術の電極アセンブリ５０は、電流コレクタ５１および電解質溜め５３と共通境界をわかたない電極５２を有する。例えば、ロイコ−ポリアニリン電極５２と電解質溜め５３との間の界面５６は、ポリアニリン電極５２が初期に（すなわち、著しい酸化が生ずる前）実質的に非導電性であるので、電子を容易に排出しない。かくして、電極５２は、電流コレクタ５１を電解質溜め５３と電極５２との間の境界５６から実質的に絶縁し、かくして、電極５２の界面５６におけるロイコ−ポリアニリンの酸化を妨げる。かくして、電気抵抗における増大の正味効果は、回路のコンプライアンス電圧が所望されるかまたは必要とされる治療電流を供給するのに不十分であるかもしれないことである。
【００３９】
電流コレクタ６１、電極６２および電解質溜め６３の間の共通境界は、少なくとも１つの共通境界が存在する限り、また、共通境界が電極６２の許容不能に高い初期電気抵抗を電極アセンブリ６０について全体として許容可能な初期抵抗まで低下させるのに十分な長さを有する限り、いかなる形状または構成を有してもよい。例えば、電極６２は、電流コレクタ６１からオフセットすることができ、単一の共通境界（６４または６４’）を形成する。これとは別に、共通境界は、少なくとも１つの共通境界が存在する限り、円形、三角形、楕円形またはいずれのその他の形状（個別的にまたは集合的に）であってもよい。あるいは、電極６２は、電解質溜め６３を電流コレクタ６１に直接接触させることのできるいずれの形状の孔またはスロット（例えば、ドーナツ形の電極）を有することもできる。
【００４０】
若干の例においては、電極６２および／または電流コレクタ６１の接着力または親水性を改良するために、電極６２と電流コレクタ６１との間の接着力を改良するか、または、これら素子の電解質溜め６３に対する接着力を改良するために、電極６２および／または電流コレクタ６１を接着剤または親水性表面塗膜のような材料の薄い層で被覆することが望ましいかもしれない。電極６２および／または電流コレクタ６１上の親水性表面塗膜は、また、これら素子のいずれかまたは双方と（例えば、水性）電解質溜め６３との間の表面相互作用を改良するために使用することができる。このような塗膜は、電極６２および／または電流コレクタ６１を電解質溜め６３から物理的に仕切る作用をする。しかし、電極６２および／または電流コレクタ６１上のいずれかのこのような塗膜が薄く、電気的にまたはイオン的に導電性である限り、その塗膜は、存在するであろう共通境界に対して障害ではなく被覆のためだと考えるべきである。
【００４１】
共通境界の最小必要長さは、電源によって印加することのできる最高電圧；電気伝達流の処方されたレベル；および、電極６２の初期シート抵抗等多数の因子に依存する。概して、被服の下に邪魔にならないように身につけるのに適合した小さな電気伝達経皮供給および採取装置は、約２０ボルト未満の範囲の最高電圧、さらに典型的には、約２〜１０ボルトの範囲の最高電圧を有する電源を有するであろう。さらに、このような装置は、典型的には、１ｍＡ未満、さらに典型的には、０．５ｍＡ未満の電気伝達流を印加する。さらに、粒子形態でレドックス種を含有する高分子成分（例えば、塩化銀粒子を含有するポリイソブチレンマトリックス）によって形成される電極は、典型的には、約１，０００オーム／平方より大きな、さらに典型的には、約１０，０００オーム／平方より大きな電気シート抵抗を有するであろう。このような“典型的な条件”下では、共通境界の長さは、少なくとも約０．１ｃｍ、好ましくは、少なくとも約１ｃｍである必要がある。共通境界長さ（ｌ）対印加された電気伝達流（ｉ）の比の関係で表すと、その比は、少なくとも０．１ｃｍ／ｍＡである必要があり、好ましくは、少なくとも約１ｃｍ／ｍＡである。
【００４２】
本発明の電極アセンブリ７０のもう１つの例を図５に示す。この構成において、電極６２と電流コレクタ６１との面する側は、同一の表面積を有し、互いに積層されて２層ラミネート構造を形成する。その結果、共通境界６４は、電極６２／電流コレクタ６１ラミネートのエッジ上にある。
【００４３】
本発明の電極アセンブリ８０のもう１つの例を図６に示す。この構成においては、電極６２は、電流コレクタ６１より広い。その結果、共通境界６４は、電極の“張り出し”の下側にある。
【００４４】
本発明の電極アセンブリ９０のもう１つの例を図７に示す。この構成においては、複数の電極６２がその間に空間を有して電流コレクタ６１に積層されている。電解質溜め６３は、電流コレクタ６１と接触して、複数の共通境界６４を形成する。十分な長さの共通境界が存在する限り、その他の構成も本発明によって考えられる。図２〜図７を通して示した構成は、単なる例示である。
【００４５】
概して、電極６２は、初期において、非常に抵抗性の状態であるが、酸化または還元されると、より低い抵抗性となる材料を含む。カソード電極６２の場合、電極は、少なくとも一部、電気的に還元可能な材料によって構成される。還元可能な材料は、金属化合物、金属錯体、内位添加化合物、アルカリ金属をホストするカーボン内位添加ホスト、および、電気的に酸化可能かまたは還元可能なポリマー類から選択することができる。還元可能な材料の特に好ましい類は、式：ＭＸ〔式中、Ｍは、電気的に還元されうる（アルカリ土類金属以外の）金属であり、Ｘは、高分子アニオン類；および、低分子量アニオン類、例えば、ハライド類、サルフェート類およびホスフェート類から選択されるが、好ましくは、ハライドである。〕によって定義される化合物である。最も好ましくは、Ｘは、クロライドである。好ましくは、Ｍは、銀、亜鉛または銅であり、さらに好ましくは、銀である。本発明のカソードに使用される最も好ましい電気化学的に還元可能な材料は、実質的に純粋な塩化銀である。
【００４６】
本発明のカソードに使用される還元可能な材料のもう１つのタイプは、アルカリ金属タングステートのような内位添加化合物である。アルカリ金属タングステートについて示される還元反応は、以下の通りである：
Ｍ+＋ＭxＷＯ3＋ｅ-→Ｍ1+xＷＯ3
〔式中、Ｍは、アルカリ金属、好ましくは、ナトリウムである。〕
その他の還元可能なおよび酸化可能な種は、ＣＲＣ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，  ５７th  Ｅｄｉｔｉｏｎ，  Ｄ−１４１  ｔｏ  Ｄ−１４６に列挙されており、この文献は、参考とすることによって、本明細書に組込む。
【００４７】
本発明のアノードに使用される好ましい電気化学的に酸化可能な材料は、ポリアニリンのロイコ形である。
本明細書で使用する“薬剤（ａｇｅｎｔ）”という用語は、例えば、診断目的のために、体から採取される薬剤；および、治療的効果を達成するために、装置から体に供給される治療剤の両薬剤を含む。診断目的のための採取薬剤のコンテキストにおいて、薬剤は、例えば、血中グルコースの測定のような診断試験を行うために採取されるグルコースまたは電解質を含むいずれかの体分析物であってもよい。治療剤供給のコンテキストにおいては、“薬剤（ａｇｅｎｔ）”という用語は、“医薬物質（ｄｒｕｇ）”と互換的に使用され、各々、生きている生物に供給する時に、所望される、通常、有益な効果を生ずる治療学的に活性な物質として、当分野において、その最も広い妥当な解釈を与えられることを意図する。例えば、“薬剤（ａｇｅｎｔ）”とは、全ての治療カテゴリーからの治療化合物および分子を含み、例えば、抗感染症剤（例えば、抗生物質および抗ウイルス剤）、鎮痛剤（例えば、フェンタニール、スフェンタニル、ビュプレノルフィンおよび鎮痛剤の組合せ）、麻酔薬、抗関節炎剤、抗ぜん息剤（例えば、テルブタリン）、抗痙攣薬、抗うつ病剤、抗糖尿病剤、下痢止め剤、抗ヒスタミン剤、抗炎症剤、抗片頭痛剤、抗乗り物酔い製剤（例えば、スコポルアミンおよびオンダンセトロン）、抗腫瘍剤、抗パ−キンソン病剤、かゆみ止め薬、抗精神病薬、解熱剤、鎮痙薬（胃腸および尿を含む）、抗コリン作働薬、交感神経様作用剤、キサンチンおよびその誘導体、心臓血管製剤（カルシウムチャンネルブロッカー、例えば、ニフェジピンを含む）、β−アゴニスト（例えば、ドブタミンおよびリトドリン）、β−ブロッカー、抗不整脈剤、抗高血圧症薬（例えば、アテノロール）、ＡＣＥ阻害剤（例えば、リジノプリル）、利尿薬、血管拡張薬（全身、心臓、末梢および大脳を含む）、中枢神経系刺激剤、咳きおよび悪寒止め製剤、うっ血除去剤、診断薬、ホルモン類（例えば、上皮小体ホルモン類）、催眠剤、免疫抑制剤、筋肉弛緩剤、副交感神経遮断剤、副交感神経作働剤、プロスタグランジン類、蛋白質類、ペプチド類、精神刺激薬、鎮静薬および精神安定薬が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００４８】
本発明の電気伝達装置は、また、医薬物質および／または薬剤、例えば、バクロフェン、ベクロメタゾン、ベータメタゾン、ビュスピロン、クロモリンナトリウム、ジチアゼム、ドキサゾシン、ドロペリドール、エンケイニド、フェンタニール、ヒドロコルチゾン、インドメタシン、ケトプロフェン、リドケイン、メトトレキセート、メトクロプラミド、ミコナゾール、ミダゾラム、ニカルジピン、ピロキシカム、プラゾシン、スコポルアミン、スフェンタニル、テルブタリン、テストステロン、テトラケインおよびベラパミルを供給することもできる。
【００４９】
本発明の電気伝達装置は、また、ペプチド類、ポリペプチド類、蛋白質類、オリゴヌクレオチド類、多糖類およびその他の巨大分子を供給することができる。このような分子は、それらの大きさにより、経皮的または経粘膜的に供給することが困難であることが当分野において知られている。例えば、このような分子は、３００−４０，０００ドルトンの範囲の分子量を有することができ、例えば、ＬＨＲＨおよびその類縁体（例えば、ブセレリン、ゴセレリン、ゴナドレリン、ナフレリンおよびロイプロリド）、ＧＨＲＨ、ＧＨＲＦ、インスリン、インスリノトロピン、ヘパリン、カルシトニン、オクトレオチド、エンドルフィン、ＴＲＨ、ＮＴ−３６またはＮ−〔〔（Ｓ）−４−オキソ−２−アゼチジニル〕カルボニル〕Ｌ−ヒスチジル−Ｌ−プロリンアミド〕、リプレシン、下垂体ホルモン（例えば、ＨＧＨ、ＨＭＧ、ＨＣＧ、デスモプレッシンアセテート）、フォリサイルルテオイド、ａ−ＡＮＦ、成長因子放出因子（ＧＦＲＦ）、ｂ−ＭＳＨ、ソマトスタチン、ブレディキニン、ソマトトロピン、血小板誘導成長因子、アスパラギナーゼ、ブレオマイシンサルフェート、キモパパイン、コレシストキニン、コリオニックゴナドトロピン、コルチコトロピン（ＡＣＴＨ）、エリスロポイエチン、エポプレステノール（血小板凝血阻害剤）、グルカゴン、ヒルログ、ヒアルロニダーゼ、インターフェロン、インターロイキン−２、メノトロピン類（例えば、ウロフォリトロピン（ＦＳＨ）およびＬＨ）、オキシトシン、ストレプトキナーゼ、組織プラスミノゲン活性剤、ウロキナーゼ、バソプレッシン、デスモプレッシン、ＡＣＴＨ類縁体、ＡＮＰ、ＡＮＰクリアランス阻害剤、アンギオテンシンＩＩアンタゴニスト、抗利尿ホルモンアゴニスト、抗利尿ホルモンアンタゴニスト、ブラディキニンアンタゴニスト、ＣＤ４、セレダーゼ、ＣＳＦ’ｓ、エンケファリン類、ＦＡＢフラグメント、ＩｇＥペプチド抑制剤、ＩＧＦ−１、神経栄養因子、コロニー刺激因子、上皮小体ホルモンおよびアゴニスト、上皮小体ホルモンアンタゴニスト、プロスタグランジンアンタゴニスト、ペンチゲチド、蛋白質Ｃ、蛋白質Ｓ、レニン阻害剤、チモシンα−１アンチトリプシン（組換型）およびＴＧＦ−βが挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００５０】
図４は、本発明に関して使用することのできる典型的な電気伝達供給装置を示す。装置１０は、上方ハウジング１６、回路基板アセンブリ１８、下方ハウジング２０、電極４２および４２’、電解質ゲル溜め２６および２８、および、皮膚相溶性の接着剤３０を含む。上方ハウジング１６は、患者の皮膚上に装置１０を保持する助けをする横方向のウイング１５を有する。上方ハウジング１６は、好ましくは、射出成形可能なエラストマー（例えば、エチレンビニルアセテート）によって構成される。印刷された回路基板アセンブリ１８は、１個以上の電気的構成部材１９（例えば、集積回路）および電池３２を含む。回路基板アセンブリ１８は、開口１３ａおよび１３ｂを通してポスト（図４には図示せず）によってハウジング１６に取りつけられ、ポストの終端は、回路基板アセンブリ１８をハウジング１６にヒートステイクする（ｈｅａｔ  ｓｔａｋｅ）ために、加熱／溶融される。下方ハウジング２０は、接着剤３０によって上方ハウジング１６に取りつけられ、接着剤３０の皮膚遠位側は、下方ハウジング２０と、ウイング１５の底部表面を含む上方ハウジング１６とに接着する。
【００５１】
回路基板アセンブリ１８のアウトプット（図４には図示せず）は、それぞれ、電流コレクタ２２および２４を通して電極４２’および４２と電気的な接触をする。電流コレクタ２２および２４は、それぞれ、電極４２’および４２の皮膚遠位側と接着する電気的に導電性の接着剤によって構成される。電流コレクタ２２および２４の皮膚遠位側は、下方ハウジング２０に形成された開口２３’および２３を通して回路基板アセンブリ１８の下側で回路アウトプットと接着する。電極４２および４２’は、同様に、電解質ゲル溜め２６，２８の皮膚遠位側と直接機械的および電気的に接触される。電解質ゲル溜め２６，２８の皮膚近位側は、接着剤の開口２９’および２９を通して患者の皮膚と接触する。
【００５２】
装置１０は、所望により、患者が電気伝達によって一服の薬を自分で服用可能にするという特徴を有する。プッシュボタンスイッチ１２を押すと、回路基板アセンブリ１８上の電子回路が予め決められた長さの供給間隔で、電極／電解質溜め４２’，４２および２６，２８に予め決められたＤＣ電流を供給する。プッシュボタンスイッチ１２は、便利なように、装置１０の頂部側に位置し、被服を介して容易に操作される。プッシュボタンスイッチ１２を短時間、例えば、３秒以内に２回押すと、好ましくは、薬剤供給について装置１０を活性化するために使用することができ、それによって、装置１０の不注意による作働の可能性を最小とする。好ましくは、装置は、ＬＥＤ１４を点灯させ、および／または、例えば、“ビーパー”から聴取可能な信号により、薬剤供給間隔の開始の目視可能および／または聴取可能な確認をユーザーに伝える。薬剤は、予め決められた供給間隔にわたって、例えば、腕上で電気伝達により、患者の皮膚を通して供給される。
【００５３】
本発明に従えば、電極４２および４２’は、それぞれ、電解質ゲル溜め２８および２６の皮膚遠位側に押しつけて置かれる。これらくぼみの深さは、電極４２および４２’の厚さにほぼ等しいので、装置１０の２電極アセンブリの各々には卵形形状の共通境界が存在する。かくして、電流コレクタ２２、電極４２’および電解質ゲル溜め２６の間には共通境界が存在する。また、電流コレクタ２４、電極４２および電解質ゲル溜め２８の間にも共通境界が存在する。装置１０は、装置１０の両側（すなわち、アノード側およびカソード側）の共通境界を示すが、本発明の範囲内において、電気伝達装置１０の一方の側のみ（すなわち、アノード側またはカソード側）のみに、共通境界を使用することもできる。
【００５４】
プッシュボタンスイッチ１２、回路基板アセンブリ１８上の電子回路および電池３２は、上方ハウジング１６と下方ハウジング２０との間に接着剤により“密封される（ｓｅａｌｅｄ）”。上方ハウジング１６は、好ましくは、ゴムまたはその他のエラストマー材料によって構成される。下方ハウジング２０は、好ましくは、くぼみ２５，２５’を形成するために容易に成形することができ、開口２３，２３’を形成するために切断することのできるプラスチックまたはエラストマーシート材料（例えば、ポリエチレンまたはポリエチレンテレフタレートコポリマー）によって構成することができる。組み立てた装置１０は、好ましくは、耐水性（すなわち、スプラッシプルーフ）であり、最も好ましくは、防水性である。システムは、容易に体に合うように浅い彫りを有し、それによって、着用部位およびその周りで自由に運動することができる。電解質ゲル溜め２６および２８は、装置の皮膚接触側に位置し、正常な取り扱いおよび使用の間の偶発的な電気ショートを防止するために、十分に仕切られている。
【００５５】
装置１０は、周辺（電解質ゲル溜め２６および２８の周囲を取り囲む）接着剤３０によって体表面（例えば、皮膚）に接着する。接着剤３０は、正常なユーザーの活動の間、装置１０を体の位置に留め、予め決められた着用期間（例えば、２４時間）後、無理なく取り外し可能なような接着特性を有する。
【００５６】
電解質ゲル溜め２６および２８は、各々、ゲルマトリックスに含有される液体電解質を含む。装置１０が経皮薬剤供給装置である場合には、ゲル溜め２６および２８の少なくとも一方は、薬剤溶液または懸濁液を収容する。ほぼ１×１０-4Ｍ〜１．０Ｍ以上の範囲の薬剤濃度を使用することができるが、この範囲の低い部分の薬剤濃度が好ましい。ゲルマトリックスについての適したポリマーは、本質的に、いずれかの非イオン性合成および／または天然産の高分子材料を含む。活性剤が極性および／またはイオン化可能である時、薬剤の溶解度を高めるので、極性であることが好ましい。所望により、ゲルマトリックスは、水膨潤可能であろう。適した合成ポリマーの例としては、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（２−ヒドロキシエチルアクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシプロピルアクリレート）、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリ（ｎ−メチロールアクリルアミド）、ポリ（ジアセトンアクリルアミド）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（ビニルアルコール）およびポリ（アリルアルコール）が挙げられるが、これらに限定するものではない。ヒドロキシル官能性縮合ポリマー（すなわち、ポリエステル類、ポリカーボネート類、ポリウレタン類）もまた適した極性合成ポリマーの例である。ゲルマトリックスとして使用するのに適した極性天然産のポリマー類（またはそれらの誘導体）の例としては、セルロースエーテル類、メチルセルロースエーテル類、セルロースおよびヒドロキシル化されたセルロース、メチルセルロースおよびヒドロキシル化されたメチルセルロース、ガム類、例えば、グアー、ローカスト、カラヤ、キサンタン、ゼラチン、および、それらの誘導体が挙げられる。イオン性ポリマーもマトリックスに使用することができるが、ただし、利用可能な対イオンは、薬剤イオン類であるか；または、活性剤に関して反対に帯電したその他のイオン類である。
【００５７】
本発明を、その好ましい具体的な実施態様に関連して説明したが、前述の説明およびそれに従う例は、本発明の例を示すことを意図し、何ら本発明を限定するものではないことを理解するべきである。本発明の範囲に入るその他の態様、利点および変形変更は、当業者であれば、明らかであろう。
【００５８】
比較実施例  １
（１）塩化銀カソードを使用するが、共通境界条件を使用しない図１に従う従来技術のカソード電極アセンブリと；（２）やはり、塩化銀カソードを使用し、電流コレクタ、電極および液体電解質の間の共通境界を使用する本発明の図２および図３に従うカソード電極アセンブリとの間の比較を図８に示す。
【００５９】
従来技術のカソード電極アセンブリ（カソードＡ）は、シート抵抗１０オーム／平方を有する電気的に導電性の接着剤からなる電流コレクタに積層された塩化銀箔カソードを含んでいた。箔は、面積２．８５ｃｍ2を有し、液体電解質は、塩水含有ゲルであった。カソードＡにおいて、ゲルは、塩化銀箔と接触させて置いたが、導電性接着剤とは接触させなかった。かくして、本発明に従う共通境界は存在しなかった。ゲル／箔接触面積は、２．０ｃｍ2であった。
【００６０】
本発明のカソード電極アセンブリ（カソードＢ）は、やはり、シート抵抗１０オーム／平方を有する電気的に導電性の接着剤に積層された塩化銀箔カソードを含んでいた。箔は、面積１ｃｍ2を有する円板であり、接着剤は、面積２．８５ｃｍ2を有した。したがって、ゲル／電極接触面積は、１．０ｃｍ2であり、共通境界の長さは、電極の周長と等しく；３．５４ｃｍであった。従来技術のカソードは、０．０５ｍｍ（０．００２インチ）厚さのＡｇＣｌストリップであった。カソードＢは、カソードＡより小さな塩化銀箔（すなわち、１．０ｃｍ2）を有した。
【００６１】
塩化銀箔は、Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ−ＣＬＡＬ  ｏｆ  Ｃａｒｔｒｅｔ，  Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙによって供給されている塩化銀ストリップから作成した。塩化銀ストリップは、厚さ０．０５１ｍｍ（０．００２インチ）を有し、切断し、電気的に導電性の接着剤片に積層した。
【００６２】
両カソード電極例についての電池アセンブリにおいて、液体電解質／ゲル配合物は、１５％のポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、２％のヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、０．１ＭのＮａＣｌ、および、残り脱イオン水の約１０ｍｌであった。塩水の初期ｐＨは、６．２６であった。
【００６３】
両電極アセンブリを同一の電流密度０．３ｍＡ／ｃｍ2下で放電させた（カソードＡは、カソードＢ（１ｃｍ2）よりも大きな表面積（２ｃｍ2）を有するので、カソードＡについての放電電流（０．６ｍＡ）は、対応して、カソードＢについての放電電流（０．３ｍＡ）よりも高かった。）。放電は、カソード電極アセンブリをガルバノスタット（ｇａｌｖａｎｏｓｔａｔ）の陰極に電気的に接続することによって行った。銀箔アノードは、ガルバノスタットの陽極に電気的に接続し、ゲルの自由表面に対して置いた。放電の間、カソードＡおよびＢの電圧をＡｇ／ＡｇＣｌ準参照電極に対して測定した。
【００６４】
図８に示したように、カソードの放電挙動は、放電の初期の間、著しく異なる（すなわち、遅れ時間）。図８に見られるように、従来技術のカソード（カソードＡ）は、５．６８Ｖの初期放電電圧（すなわち、始動電圧）を有したが、他方、本発明のカソード（カソードＢ）は、始動電圧０．２１Ｖのみを有した。これら実験において、遅れ時間は、０．３０Ｖ以下に低下するために、ガルバノスタットによって印加される電圧に要求される時間と定義した。カソードＡについての遅れ時間は、７．１分であり、他方、カソードＢについての遅れ時間は、９秒のみであった。
【００６５】
さらなる実験を、上記したように、３つの従来技術カソードおよび３つの本発明のカソードについて試験した。従来技術カソードについての平均始動電圧は、３．７１Ｖであり、他方、本発明の３つのカソードについての平均始動電圧は、０．４１Ｖであった。従来技術カソードについての平均遅れ時間は、９．８分であり、他方、本発明の３つのカソードについての平均遅れ時間は、わずか８．６秒であった。
【００６６】
電気伝達システムまたはほとんどのいずれかの医用装置において、低い始動電圧および性能が改良され、低い電力消費を生ずる遅れ時間を有することは非常に好ましい。つまり、本発明の性能は、従来技術カソードよりも予想しえなかったほど優れている。
【００６７】
比較実施例  ２
装置の各々が、電源；一方がアノードであり、他方がカソードである、１対の電極アセンブリを有する２つの電気伝達装置（装置Ａおよび装置Ｂ）を組み立てる。各電極アセンブリは、銅箔電流コレクタ；電極；および、塩水を収容するポリビニルアルコールゲル溜めを含む。各装置のカソード電極アセンブリは、塩化銀カソードを含み、図１に示した構成を有し、すなわち、いずれの装置のカソード電極アセンブリにおいても共通境界条件が存在しない。装置Ａのアノード電極アセンブリは、ロイコポリアニリンストリップによって構成され、図１に示した構成を有し、すなわち、装置Ａのアノード電極アセンブリにおいては、共通境界条件が存在しない。他方、装置Ｂのアノード電極アセンブリは、ロイコポリアニリンストリップによって構成され、図２に示した構成を有し、すなわち、装置Ｂのアノード電極アセンブリにおいては、共通境界条件が存在する。０．５ｍＡの電気伝達流を印加するガルバノスタットに各装置の電極アセンブリを接続する。共通境界条件ロイコポリアニリンアノードを有する装置Ｂの始動電圧は、ロイコポリアニリンアノード電極アセンブリを有するが共通境界条件を有しない装置Ａの始動電圧よりも有意に低い。さらに、アウトプット電圧０．３Ｖに到達するためのガルバノスタット電源についての遅れ時間は、装置Ａと比較して、装置Ｂで有意に短い。
【００６８】
かくして、我々の発明をおおよそ説明し、ある種の好ましい実施態様を詳細に説明したので、本発明についての種々の変形変更は、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなくなすことができ、特許請求の範囲の請求項によってのみ限定されることが容易に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、電気伝達電極アセンブリの従来技術の構成の断面図である。
【図２】  図２は、本発明の電気伝達電極アセンブリの例としての構成の断面図である。
【図３】  図３は、本発明の電流コレクタおよび電極の底面斜視図である。
【図４】  図４は、本発明の例としての電気伝達装置の分解斜視図である。
【図５】  図５は、本発明の電極アセンブリの断面図である。
【図６】  図６は、本発明のもう１つの電極アセンブリの断面図である。
【図７】  図７は、本発明のなおもう１つの電極アセンブリの断面図である。
【図８】  図８は、本発明のカソード電極アセンブリの電気伝達装置始動の間の遅れ時間の短縮を示すカソード電圧対時間のグラフである。
【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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