(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体表皮を通して作用剤を投与もしくは採取する電気搬送装置であって、前記装置は、アノード電極アセンブリと、カソード電極アセンブリと、電源とを有し、両電極アセンブリは前記電源に電気的に接続され、前記カソード電極アセンブリは、固形のハロゲン化銀のカソード電極と前記カソード電極に隣接してイオン伝達可能に配置されたカソード電極リザーバとからなり、前記電解質リザーバは、使用時には前記電極と前記身体表皮の中間に位置し、身体表皮とはイオン伝達可能な関係にあり、前記カソード電極は、少なくとも体積率９５％ハロゲン化銀で、有機材料含有が体積率１％以下であり、前記カソード電解リザーバの基質材料を吸収する導電性充填剤を実質上含んでいないことを特徴とする電気搬送装置。
【請求項２】
前記電極が、ほぼハロゲン化銀からなる、請求項１の装置。
【請求項３】
前記ハロゲン化銀が、塩化銀、臭化銀、ヨー化銀、フッ化銀からなる群の中から選択される、請求項１又は２の装置。
【請求項４】
前記電極が電流コレクタと接触しており、前記電流コレクタが前記ハロゲン化銀のシート抵抗の半分以下のシート抵抗を有する、請求項１から３のいずれか一の装置。
【請求項５】
前記電流コレクタが、金属薄片、導電性接着剤、導電性インク、導電性コーティングからなる群の中から選択される、請求項４の装置。
【請求項６】
前記電極が、多くとも体積率約５％までの前記電極内に均一に分散された金属銀を更に含む、請求項１、３、４、５のいずれか一の装置。
【請求項７】
前記電極が、０．５ｍｍ以下の厚さを有するシート状である、請求項１から６のいずれか一の装置。
【請求項８】
前記電極が、少なくとも５００ｍＡｈｒ／ｃｍ3の体積放電容量を有する、請求項１から７のいずれか一の装置。
【請求項９】
前記電極が、鍛造されたハロゲン化銀のシートである、請求項１から請求項８のいずれか一の装置。
【請求項１０】
前記作用剤が、前記装置により経皮的に投与されるよう形成された治療用の作用剤である、請求項１から９のいずれか一の装置。
【請求項１１】
前記作用剤が、前記装置により経皮的に採取されるよう形成された身体アナライトである、請求項１から請求項９のいずれか一の装置。
【請求項１２】
身体表皮を通して作用剤を投与もしくは採取する電気搬送装置のためのカソード電極を製造する方法であって、前記装置は、アノード電極アセンブリと、カソード電極アセンブリと、電源とを有し、両電極アセンブリは前記電源に電気的に接続されており、本方法は、ハロゲン化銀の体積率が少なくとも９５％あり、有機材料含有量の体積率が１％よりも少なく、カソード電解基質材料から材料を吸収する導電性充填剤を実質上含んでいない固形のハロゲン化銀のカソード電極を形成することを含む方法。
【請求項１３】
前記電極が、ほぼハロゲン化銀からなる、請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記ハロゲン化銀が、塩化銀、臭化銀、ヨー化銀、フッ化銀からなる群の中から選択される、請求項１２又は１３の方法。
【請求項１５】
前記電極を電流コレクタに接触させ、前記電流コレクタが前記ハロゲン化銀のシート抵抗の半分以下のシート抵抗を有する、請求項１２から１４のいずれか一の方法。
【請求項１６】
前記電流コレクタが、金属薄片、導電性接着剤、導電性インク、導電性コーティングからなる群の中から選択される、請求項１５の方法。
【請求項１７】
前記電極が、多くとも体積率約５％までの前記電極内に均一に分散された金属銀を更に含む、請求項１２、１４、１５、１６のいずれか一の方法。
【請求項１８】
前記電極が、０．５ｍｍ以下の厚さを有するシート状である、請求項１２から１７のいずれか一の方法。
【請求項１９】
前記電極が、少なくとも５００ｍＡｈｒ／ｃｍ3の体積放電容量を有する、請求項１２から１８のいずれか一の方法。
【請求項２０】
前記ハロゲン化銀の電極を、（１）ハロゲン化銀粒子を鍛造して薄片状に電極を形成すること、（２）溶融ハロゲン化銀を鋳造してシートを形成し、前記シートをカレンダにかけて薄片を形成すること、（３）ハロゲン化銀のスラリをスクリーン上に堆積させ、液体成分を除いてハロゲン化銀のシートを形成し、前記シートをカレンダにかけること、及び（４）有機バインダ中にハロゲン化銀の粒子を混ぜてハロゲン化銀が充填されたバインダのシートを形成し、前記シートを熱分解して前記バインダをほぼ焼滅させ、薄片を形成すること、の少なくともいずれか１つにより製造することを含む、請求項１２から１９のいずれか一の方法。
【請求項２１】
前記ハロゲン化銀が塩化銀である、請求項１２から２０のいずれか一の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、一般に、有益な作用剤（例えば、薬品）を患者に投与したり、患者の身体表皮から作用剤（例えば、グルコースなどの身体アナライト）を採取するための電気搬送装置に使用する改良されたカソードに関する。より詳しくは、本発明は、電気搬送装置に使用する電気化学的反応性のカソードに関する。
【０００２】
（背景技術）
ここで使用する「電気搬送」とは、一般に、身体表面（皮膚、粘膜、爪など）を通して作用剤（帯電剤、非帯電剤、もしくはこれらの混合）を投与もしくは採取することであって、その投与もしくは採取は、少なくとも部分的には電圧を適用することによって誘発され、もしくは支援されるものをいう。前記電気搬送方法は、リドカイン塩酸塩、ハイドロクロチゾン、フッ化物、ペニシリン、デクサメタゾン・ナトリウム・リン酸塩を含むその他の多くの薬品の経皮的投与において有用であることが見出されている。一般的な電気搬送の使用は、イオン導入法によるピロカルピン塩の投与による包嚢性繊維症の診断である。ピロカルピンは発汗を促す。汗はその後回収され、病気の存在を検知するため、その塩化物含有量が分析される。
【０００３】
電気搬送装置は一般に、動物の体（例えば、皮膚）のある部分に密着させる少なくとも２つの電極を使用する。活性電極、もしくはドナー電極と呼ばれる第１の電極は、治療用作用剤（例えば、薬品）を体内に投与する。カウンタ電極、もしくはリターン電極と呼ばれる第２の電極は、動物の体内を通過した前記第１の電極の電気回路を閉じる。バッテリなどの電気エネルギ源は、前記電極を通して身体に電流を供給する。例えば、もし体内に投与すべき治療用作用剤が正極に帯電（すなわち、カチオン）しているなら、アノードが前記活性電極となり、カソードが前記回路を完結させるカウンタ電極となる。もし、投与すべき治療薬剤が負極に帯電（すなわち、アニオン）しているなら、カソードがドナー電極となり、アノードがカウンタ電極となる。
【０００４】
広く使用されている電気搬送法、イオン移動法（イオン導入とも呼ばれる）では、帯電されたイオン（すなわち、薬剤イオン）の身体表皮を通過する電気誘発搬送を行う。電気浸透法とよばれる他の電気搬送では、適用された電界の影響下で身体表皮を通過する（すなわち、経皮的な）液体の流動を行う。電気穿孔法と呼ばれる電気搬送の更に他の形式では、高電圧のパルスを適用することにより、生物膜内に瞬間的に存在する孔を形成する。いずれの電気搬送システムであれ、これら方法の１つもしくはそれ以上がある程度同時に起こっている。
【０００５】
ほとんどの経皮的電気搬送装置では、アノード及びカソード電極アセンブリを備え、各電極アセンブリは、使用時には患者の皮膚に配置されるイオン伝達可能な液体リザーバとの間でイオン伝達関係にある導電性の電極を含んでいる。ウェブスタ氏の米国特許第４,３８３,５２９号に開示されたようなゲル・リザーバは、水和性ゲルの方が液体を満たした容器よりも取扱いや製造が容易であることから、好ましい形式のリザーバである。１つには多くの薬剤の塩が水溶性であること、そして１つには優れた生物学的適用性を備えており、刺激の観点からはヒドロゲル・リザーバと皮膚との間で許容できる長時間の接触を可能にすることから、水は、そのようなリザーバに使用する最も好ましい液体溶媒である。
【０００６】
経皮的電気搬送装置に使用される電極は、電気化学的に反応しない材料から作られるものと、電気化学的に反応する材料から作られるものと、一般に２種類ある。ステンレス鋼、プラチナ、及びカーボンベース電極などの電気化学的に反応しない電極は、電極／リザーバの境界で液状溶媒の電気化学的な酸化もしくは還元を促進させる傾向にある。溶媒が水であるとき、（アノード電極境界における）酸化反応ではヒドロニウム・イオンを生成し、（カソード電極境界における）還元反応ではヒドロキシル基イオンを生成する。このように、電気化学的に非反応の電極を使用することによる１つの深刻な欠点は、装置の操作中に電極／リザーバ境界で発生する水の酸化と還元反応によってｐＨの変化が生ずることである。水の酸化と還元は、電気化学的反応性の電極を使用することでかなり回避できることがフィップス氏ほかの米国特許第４,７４７,８１９号と第５，５７３，５０３号とに開示されている。アノード電極に使用する好ましい電気化学的に酸化可能な材料には、銀、銅、亜鉛などが含まれる。中でも、他の材料に比べてより優れた生物学的適合性を有する銀が最も好ましい。カソード電極に使用する好ましい電気化学的に還元可能な材料には、ハロゲン化金属が含まれる。中でも、塩化銀などのハロゲン化銀が最も好ましい。これらの電極材料は、電気搬送のリザーバにおけるｐＨ変動の問題に対しては良好な解決策とはなるものの、それなりの問題も含んでいる。
【０００７】
前記ハロゲン化銀は電気化学的に還元されたときに、ハロゲン化（例えば、塩化）陰イオンのみを生成するが（ＡｇＸ→Ａｇ＋Ｘ-）、この陰イオンは身体内に自然に大量に存在している。したがって、電極から患者への塩化イオンの配送は、生物学的適合性の問題を生ずることはない。前記塩化銀の電極は極めて生物学的に適合するが、重要な欠点も有する。
【０００８】
この欠点の一部は、従来技術のハロゲン化銀カソードの製造に用いられる方法に起因する。一般に、前記従来技術のハロゲン化銀カソードは、幾つかの製法の内の１つによって作られる。これら方法の内の２つは、銀の薄片上への塩化銀のコーティングを形成する目的で、その銀の薄片が塩化水素酸と電気化学的に反応されるか、もしくは溶融する塩化銀中に浸漬される。このようなコーティングでは厚みに限度があり、このためこのようなカソードの電気化学的容量には限界がある。さらには、このいずれの方法によって得られたコーティングも、銀の薄片を曲げるとはがれる傾向にある。銀の薄片の塩化水素酸との電解反応に関する更なる欠点として、反応が極めて遅く、商業生産には乗りにくいことである。
【０００９】
従来技術による塩化銀カソードの第３の製法は、塩化銀の粒子を、ポリマ基質などのバインダに混ぜることに関する。この技術は、マイヤ氏ほかの米国特許第５,１４７,２９７号と第５,４０５,３１７号とに開示されている。前記ポリマ・バインダは電気的に絶縁材料であるため、この複合フィルム電極は、好ましくはカーボンもしくは金属の粒子、薄片、繊維などの充填材をも含んでいる。典型的にはこのような複合電極は、少なくとも体積率２０％、もっと一般的には少なくとも体積率４０％の不活性ポリマ・バインダを含んでいる。このポリマ・バインダと前記導電性充填材とは、電気搬送の薬剤投与装置に幾つかの問題を生む。例えば、ポリマ・バインダは、隣接する電解質（すなわち、ドナーもしくはカウンタ）のリザーバから薬剤（及び／又は、抗微生物薬剤などの電解質リザーバ調剤の非作用剤である添加剤）を吸収する傾向がある。幾つかの適用においては、ドナー電極のバインダは、ドナー・リザーバ内の作用剤の５０％まで吸収することができる。吸収された作用剤は身体表皮を通過して投与されることはなく、治療が不十分となるか、もしくはこの吸収を補うための余剰の作用剤をリザーバに充填する必要が生ずることから、前記吸収は問題である。これは、余剰の薬剤及び／又は添加剤が、電極バインダによる薬剤吸収の埋め合わせのためにリザーバに充填されることを意味する。これは、システムにおける薬剤／添加剤の充填量を増加させ、特に高額な薬剤の場合にはシステムをより高価なものとする。２番目に、前記導電性充填剤がカーボン又はグラファイトであるとき、これらの材料は有機体成分との間に極めて高い親和力を持ち、したがって接触する薬剤リザーバ内の薬剤が前記導電性充填材の表面に吸収される傾向が強い。
【００１０】
加えて、体積率２０％以上のバインダ、及び典型的には体積率４０％以上のバインダを有する複合材電極は、バインダの不活性な性質のためにより厚くする必要があり、放電容量がより低くなる。近年において、特に超小型電気回路（例えば、集積回路）及び、より強力な小型バッテリ（例えば、リチウム電池）などにより、電気搬送投与装置がはるかに小さくなったことから、電極の厚さは特に懸念材料となる。追加となる厚さは、より大きなリザーバ、高容量のバッテリ、より進んだ電子回路、生体自己制御、ＬＣＤ表示やその他の電子部品などを採用するためのシステム設計の寸法上の自由度を損なうこととなり、好ましくない。
【００１１】
複合材電極の他の不利な点は、この複合材電極から好ましくない物質が、隣接する薬剤もしくは電解リザーバに、そして可能性としては身体表皮表面に、更には身体表皮を通過して浸出するかもしれないことである。このような好ましくない物質には、不純物、残余溶媒、不反応モノマ、不溶解バインダなどが含まれる。その結果、これらの物質の存在が、従来技術の電気搬送装置の生物学的適合性、効能、安全性に悪い影響を与えるかもしれない。
【００１２】
複合材電極の更なる不利益点として、有害材料（例えば、溶媒）が、電極製造過程で排出される可能性がある点にある。例えば、塩化銀インクは、塩化銀微粒子を揮発性の有機溶媒に解かしたポリイソブチレンと結合させて作られる。この混合物は、一般に基板上にスプレーされ、もしくはロール・コートされて乾燥される。余剰のスプレーがフィルタにかけられ、洗浄され、焼滅されない限り、これは大気中に放出される。その上、インクが乾燥すると溶剤が飛ぶが、この回収は困難で高価である。このように、インクベースの、及び他のポリマの電極の製法に使用される環境破壊材料は、回収にコストがかかる。
【００１３】
このことから、ハロゲン化銀がコートされた銀薄片電極、及び塩化銀粒子を含むポリマ複合材料電極に変え、そしてそれに拘わる不利益点を解消するため、還元ハロゲン化銀（塩化銀など）からなる改良された電極のニーズが存在している。更に、改善された機械的性質とカソード放電特性を有する電気化学的な反応性のカソード電極のニーズが存在している。
【００１４】
（発明の開示）
本発明は、皮膚などの身体表皮を通して治療用の作用剤（例えば、薬剤）を投与するため、もしくは身体アナライト（例えば、グルコース）を採取するために形成された電気搬送装置のためのカソード電極アセンブリを提供する。前記カソード電極アセンブリは、固形のハロゲン化銀のカソード電極を含む。前記カソード電極アセンブリは更に、前記カソードに隣接し、イオン伝達関係に配置されたカソード電解質リザーバを含む。使用時には、前記カソード電解質リザーバは、カソードと身体表皮との中間に配置され、身体表皮とイオン伝達可能な関係にある。
【００１５】
前記カソード電極は、少なくとも体積率９５％のハロゲン化銀からなり、好ましくは実質上体積率１００％のハロゲン化銀からなる。前記カソードは、有機材料含有量が体積率１％以下で、好ましくは、バインダ、接着剤、もしくは他のポリマの有機材料を実質上含んでいない。前記カソード電極は又、前記電解質リザーバ内に含まれる材料を吸収するいかなる導電性充填剤をも実質上含んでいない。前記ハロゲン化銀のカソード電極の特に好ましい形態は、０．０５から０．１５ｍｍの厚さのほぼ純粋な塩化銀の薄片である。カソード電極がほぼ純粋な塩化銀である場合には、好ましくは前記電極がその表面に対向するよう配置された導電性の電流コレクタを有する。
【００１６】
本発明は更に、電気搬送／採取装置などに使用するカソード電極アセンブリの製造方法を提供する。その方法は、少なくとも体積率９５％のハロゲン化銀からなり、体積率１％以下の有機材料しか含まず、カソード電解リザーバから材料を吸収するいかなる導電性の充填剤をも実質上含んでいない固形のハロゲン化銀のカソード電極を形成することを含む。前記電極は、電解質リザーバに対向して配置され、電極アセンブリを形成する。前記電極形成のステップは、（１）ハロゲン化銀粒子を鍛造すること、（２）溶融ハロゲン化銀を鋳造してシートを形成し、その後シートをカレンダにかけて薄片を形成すること、（３）ハロゲン化銀のスラリをスクリーン上に堆積させ、液状成分を除いてハロゲン化銀のシートを形成し、そのシートをカレンダにかけて薄片を形成すること、及び（４）有機バインダ中にハロゲン化銀の粒子を混ぜ、その混合材をシートに形成し、その後シートを熱分解して前記有機バインダを焼滅すること、を含む技術の幾つかによって実施される。
【００１７】
本発明は、複合材の電極、及び従来の塩化銀電極層に関わる不利益点を解消している。本発明にかかる電極は、薬剤及び／又は添加剤の吸収、汚染源の混入、不必要な厚さ、製造工程における溶剤の排出など、複合材ハロゲン化銀電極に関連した不利益を有していない。
【００１８】
（定義）
ここで使用される「カソード電極アセンブリ」の用語には、電気搬送装置に用いられる少なくともカソード電極とカソード電解質リザーバとの集合が含まれる。
【００１９】
ここで使用される「カソード」と「カソード電極」の用語は置き換え可能に使用され、電気搬送装置の電源の負極に電気的に接続される電気搬送装置の電極を意味する。
【００２０】
ここで使用される「電気シート抵抗」の用語は、ある材料の単一の四角形の対向する端末間の表面抵抗を意味する。電気シート抵抗（文献によっては、表面抵抗率と呼ばれることもある）は、文献では一般にρsの記号を与えられ、表面上の電流の流れを示すのに使用される。四角形を横切る前記抵抗はその四角形の大きさには無関係であり、シート抵抗の単位はオーム、より詳しくは（そして、ここで使用するのは）オーム／平方である。電気が伝わる表面は、常に有限厚さｔの層であることから、前記シート抵抗は、前記層の体積抵抗率ρVとの間に、ρs＝ρV÷ｔの関係を有する。どのような電極もしくは導電材料のシート抵抗であっても、ペンシルバニア州ウエスト・コンショホーケンのアメリカン・ソサエティ・フォー・テスティング・アンド・マテリアルズ（ＡＳＴＭ）発行のテスト基準指定Ｄ  ４４９６−８７（１９９３年に再承認）第１０.０２巻の表題「中程度の導電性材料のＤ−Ｃ抵抗もしくは導電性のための基準テスト方法」に記載された方法に従って測定が可能である。
【００２１】
ここで使用される「身体表皮」の用語には、生きている動物の皮膚、粘膜、及び／又は爪が含まれる。特に、生きている人間の皮膚が含まれる。
【００２２】
ここで使用される「電解質リザーバ」の用語は、溶解されたイオンを含むか、もしくは装置の稼動中に溶解されたイオンを受け取る液体を意味する。この用語は、カウンタ・カソード電極に使用される塩水性溶液と、カソード・ドナー電極に使用される薬剤溶液、もしくは薬剤浮遊液とを含む。この用語は更に、前記のような溶液や浮遊液を含むスポンジ、繊維、もしくはゲルなどのポリマの基質をも含む。この用語は、水溶性及び非水溶性の両方の溶液（例えば、グリコールもしくはグリセロール中の溶解された電解質の溶液）を含む。
【００２３】
ここで使用される「電解質リザーバ調剤材料」は、前記電解質リザーバ内に含まれるどのような材料をも意味する。
【００２４】
ここで使用される「有機材料」は、例えばバインダ、接着剤、もしくは他のポリマなどのどのような炭化水素含有材料をも意味する。
【００２５】
ここで使用される「体積放電容量」は、ハロゲン化銀の電気化学的還元時の、ハロゲン化銀カソードとカソード電解質リザーバとの間に通過する放電量の前記カソードの単位体積当たりの値を意味する。体積放電容量は、電極の立法センチメートル当たりのミリアンペア時（ｍＡｈｒ／ｃｍ3）の単位を有する。
【００２６】
（発明の実施の形態）
本発明は、電気搬送装置、もしくは採取装置のカソード電極としての特定の組成を有するハロゲン化銀電極を提供する。従来のカソード電極アセンブリと同様に、本発明にかかるカソード電極アセンブリは、カソード電解質リザーバとイオン伝達の関係に配置されるカソード電極とからなる。前記電解質リザーバは、使用時には身体表皮（例えば、皮膚）とイオン伝達可能に配置されるよう形成され、身体表皮を通過して作用剤が投与され、もしくは採取される。本発明にかかるハロゲン化銀電極は、治療用の作用剤投与に関連して、ドナー電極（例えば、陰イオンの治療用作用剤）としても、カウンタ電極（このときは、アノード電極アセンブリのドナー・リザーバから作用剤が投与される）としても使用することができる。本発明にかかるカソード電極がドナー電極として使用されるときは、前記カソード電解質リザーバは投与すべき治療用作用剤を含む。カウンタ電極として使用されるときには、前記カソード電解質リザーバは塩水などの生物学的適合性の電解質を含む。
【００２７】
本発明にかかるハロゲン化銀電極は、固形で、少なくとも体積率９５％のハロゲン化銀からなる。ハロゲン化銀の高体積率は、本発明のカソード電極に極めて高い体積放電容量を与える。更に好ましいほぼ純粋の（すなわち、１００％ハロゲン化銀含有の）ハロゲン化銀電極は、ハロゲン化銀を区別してポリマのバインダから回収する必要がないため、製造工程で残された不使用のハロゲン化銀粗材の回収がより容易であり、安価である点で更なる利点を有する。
【００２８】
本発明のカソード電極は、１％以下の有機材料しか含まず、好ましくは如何なる有機材料をも含んでいない。このカソード電極は、隣接するカソード電解質リザーバから大量の薬剤及び／又は他の賦形剤を吸収するカーボンやグラファイトなどの如何なる導電性の充填材をも実質上含んでいない。導電性の充填材をほぼ含まない薄片で許容される１つの例外は金属銀である。金属銀は、本発明のハロゲン化銀電極中に導電性を高めるために含有が可能である。銀は、隣接するカソード電解質リザーバから薬剤及び／又は他の賦形剤を吸収する傾向がないことから、金属銀が許容される。金属銀は、カソード電極中に均一に分散され、電極に対する体積率が５％以下でなければならない。
【００２９】
本発明のハロゲン化銀の特に好ましい形態は、シート又は薄片で、そのシートもしくは薄片の厚さ（ｔ）に対する長さ（ｌ）で測定したアスペクト比が、少なくとも５、好ましくは少なくとも１０である。最も好ましくは、このシート／薄片は、約０．５ｍｍ以下の厚さで、好ましくは０．２５ｍｍ以下である。ハロゲン化銀の薄片は、柔軟性と展延性とを備え、薄片はどのような電気搬送装置に対しても使用可能な必要な厚さにカレンダかけすることが出来る。さらには、前記ハロゲン化銀の薄片は、脆くなく、従来の塩化銀がコートされた金属片カソードに見られる剥げ落ちや欠けが生じない。ほぼ純粋なハロゲン化銀の市場による入手の１つは、ニュージャージー州カータのエンゲルハード−ＣＬＡＬ社製の、厚さ０．０５ｍｍ（０．００２インチ）の帯材である。
【００３０】
本発明にかかるハロゲン化銀カソードは、塩化銀、臭化銀、ヨー化銀、フッ化銀などのハロゲン化銀から製造可能である。中でも、塩化銀が最も好ましい。
【００３１】
本発明にかかるハロゲン化銀電極が、前記の高い（体積率９５％以上）のハロゲン化銀含有量であるため、この電極は固有の高い体積放電容量を備えている。典型的には、本発明のハロゲン化銀は、少なくとも５００ｍＡｈｒ／ｃｍ3、更に好ましくは９００ｍＡｈｒ／ｃｍ3の体積放電容量を持っている。このように、本発明の銀薄片カソードは、高い量（例えば、体積率４０％以上）の不活性バインダ材料を含む複合材料カソードよりも優れた体積放電容量を提供する。
【００３２】
本発明にかかる最も好ましいハロゲン化銀の薄片カソードは、一般に、厚さが０．５ｍｍ以下、好ましくは約０．０５から０.２ｍｍである。このような薄い薄片であっても、高いハロゲン化銀の含有量のため、ハロゲン化銀の薄片カソードは高い体積放電容量を有する。この好ましいハロゲン化銀の薄片は、いくつもの異なる方法で製造が可能であるが、本発明がこれらに限定されるものではない。例えば、この薄片は鍛造により製造可能であり、微粒子のハロゲン化銀が高圧（例えば、１０００ｋｇ／ｃｍ2以上）で圧縮され、薄い柔軟性のシートを形成する。ハロゲン化銀の薄片の製造に使用可能な他の技術は、ハロゲン化銀のスラリをスクリーンの上に堆積し、液状成分を除いて残りのハロゲン化銀をカレンダにかける。更に他のハロゲン化銀の薄片の製法は、溶融ハロゲン化銀（塩化銀は４５５℃の融点を有する）をシート状に鋳造し、そのシートをカレンダにかけて所望の厚みを得る。
【００３３】
図１は、本発明にかかる塩化銀の薄片のカソードと共に使用可能な電気搬送投与装置の例を示す。装置１０は、回路盤アセンブリ１８を収納する上部ハウジング１６、下部ハウジング２０、電極２２と２４、電解質ゲル・リザーバ（貯蔵体）２６と２８、皮膚適合可能な接着層３０とからなる。上部ハウジング１６は、装置１０を患者の皮膚上に保持するのを助ける側面つば部１５を有する。上部ハウジング１６は、好ましくは射出成形が可能な弾性体（例えば、エチレン・ビニール・アセテート）から構成される。印刷された回路盤アセンブリ１８は、１つ、もしくは複数の電気要素１９（例えば、集積回路）とバッテリ３２とからなる。回路盤アセンブリ１８は、開口部１３ａ、１３ｂを貫通するビス（図１には示さず）によりハウジング１６に取り付けられ、前記ビスの先端は、回路盤アセンブリ１８をハウジング１６に熱固着するために加熱／溶着される。下部ハウジング２０は、上部ハウジング２０に接着層３０によって取り付けられ、接着層３０の皮膚と反対側の面は、下部ハウジング２０と、つば部１５の下面を含めた上部ハウジング１６との両者に接着される。
【００３４】
前記回路盤アセンブリ１８の出力側（図１には示さず）は、それぞれ電流コレクタ４２、４２’を通してカソード電極２４（すなわち、本発明のハロゲン化銀電極）とアノード電極２２とに電気的に接触している。電流コレクタ４２と４２’は、電極２４と２２の皮膚と反対側にそれぞれ接着される導電性の接着剤からなる。この電流コレクタ４２、４２’の皮膚と反対側は、下部ハウジング２０に形成された凹み部２５、２５'内の開口部２３、２３’を通して、回路盤アセンブリ１８の下面上の回路出力（図示せず）に接続する。一方、電極２２、２４は、電解質ゲル・リザーバ２６と２８の皮膚と反対側に機械的、電気的に直に接触している。電解質ゲル・リザーバ２６、２８の皮膚に近い側の面は、接着層３０の開口部２９’、２９を通して患者の皮膚と接触している。
【００３５】
図１に示すように、本発明のハロゲン化銀カソード２４は、好ましくは薄い層であって、その１つの面が、やはり好ましくは薄いシートもしくは層として形成された導電性の電流コレクタ４２と接触する。最も好ましくは、電流コレクタ４２は、図２に示すようにカソード２４の皮膚と反対側のほぼ全ての面に接触している。この電流コレクタは、金属薄片、カーボンや金属の粒子もしくは繊維などの導電性充填材を加えた接着剤シート、カソード２４の表面上やカソード２４に対向して配置される基板上に設けられた導電性のインクもしくはコーティングなどの良好な導電材料である。
【００３６】
装置１０は、オプションとして電気搬送による投与量を患者自身が管理することができる特性を持つことができる。プッシュボタンスイッチ１２を押すことにより、回路盤アセンブリ１８の電子回路が、予め定められた長さの投与間隔で、電極／リザーバ２２、２６及び２４、２８に予め定められたＤＣ電流を流す。プッシュボタンスイッチ１２は、便利なように装置１０の上面に位置し、衣服を通して容易に作動される。例えば３秒などの短時間以内にプッシュボタンスイッチ１２を２回押すことで、薬剤の投与のために装置を操作するように使用することができ、これによって装置１０のうっかり操作の可能性を最小にしている。前記装置は患者に対し、ＬＥＤ１４を発光させることにより、及び／又は例えばブザーからの音声信号により、視覚的及び／又は聴覚的な薬剤投与間隔のセットの確認を伝達することができる。薬剤は、例えば腕などの患者の皮膚を通して、予め定められた期間に電気搬送により投与される。
【００３７】
前記プッシュボタン１２と、回路盤アセンブリ１８上の電子回路と、バッテリ３２とは、上部ハウジング１６と下部ハウジング２０との間に接着によって「シール」される。上部ハウジング１６は、好ましくは熱可塑性エラストマ材料から構成される。下部ハウジング２０は、好ましくはプラスチックもしくは弾性体の板材（例えば、ポリエチレンもしくはポリエチレン・テレフタレート・コポリマ）で構成され、凹み部２５、２５’や開口部２３、２３’の切り欠きを容易に成形することができる。組み立てられた装置１０は、好ましくは耐水性（すなわち、耐飛散水性）であり、最も好ましくは防水性を有する。このシステムは、体に容易に沿うように薄目であり、これによって取り付け部、及びその周辺は変形自在である。前記電解質ゲル・リザーバ２６と２８は、装置１０の皮膚接触側に位置しており、通常の取り扱いや使用時に不用意な電気ショートを防ぐよう十分に隔離されている。
【００３８】
装置１０は、患者の身体表面（例えば、皮膚）に、上面３４と身体接触側３６とを有する周辺の（すなわち、電解質ゲル・リザーバ２６と２８の近傍周辺の）接着層３０により貼り付けることができる。接着側３６は、通常のユーザの活動の間に装置１０を所定位置を保ち、かつ予め定められた装着期間（例えば２４時間）の後に普通に取り外すことができるような接着特性を有している。
【００３９】
電解質ゲル・リザーバ２６と２８は、それぞれゲル基質中にふくまれた液状の電解質からなる。装置１０が治療用作用剤を投与するとき、少なくともゲル・リザーバ２６と２８のいずれか１方が薬剤溶液を含んでいる。薬剤の濃度が約１×１０-4Ｍから１．０Ｍまでの範囲のものを使用でき、薬剤濃度は前記幅の低い側の方にあることが好ましい。前記ゲル基質の適合できるポリマーは、基本的にどのような非イオン性の合成、及び／又は天然のポリマー材料であってもよい。活性の薬剤が極を有している、及び／又はイオン化の能力があるときには、成分の溶解性を増すために極性の性質であることが好ましい。オプションとして、前記ゲル基質は、水による膨張性を有する。適合できる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−ビニール−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−ヒドロオキシルエチル・メタクリレート）、ポリ（ビニール・アルコール）及びポリ（アリル・アルコール）が含まれるが、これらに限定されるものではない。ヒドロキシル機能的凝縮ポリマー（すなわち、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン）も、適合可能な極性合成ポリマーの例である。ゲル基質として使用するに相応しい自然極性発生ポリマー（もしくはその派生体）の例としては、セルロース・エーテル、メチル・セルロース・エーテル、セルロース及び水酸化セルロース、メチル・セルロース及び水酸化メチル・セルロース、グアールやロカストやカラヤやゼラチンなどのゴム質、及びこれらの派生体が挙げられる。イオンを含むポリマーも、入手できる対イオンが、活性薬剤に対して反対の極性に帯電した薬剤イオンもしくは他のイオンである限り、前記基質として使用することができる。
【００４０】
ここで使用される「作用剤」には、例えば診断目的のために身体から採取される作用剤と、治療効果を得るために前記装置から身体内に投与される治療用作用剤との両者を含んでいる。診断目的のために採取する作用剤について言えば、この作用剤はどのような身体アナライトであってもよく、血液グルコースを測定するためなどの診断検査を実施するため採取される電解質もしくはグルコースを含んでいる。治療用作用剤の投与について言えば、「作用剤」の用語は「薬剤」に置き換えが可能であり、生きた有機物に投与されると、好ましい、通常は有益な効果を生む如何なる治療活性物質をも意味するものとして、最も広く合理的に解釈されることが意図されている。例えば、「作用剤」には、全ての治療分野に属する治療用の化合物及び分子であって、抗感染剤（抗生物質や抗ウィルス物質など）、鎮痛薬（フェンタニール、スフェンタニール、ブプレノルフィンや鎮静剤混合薬など）、麻酔薬、抗関節炎薬、抗喘息剤（テルブタリンなど）、抗痙攣薬、抗鬱薬、抗糖尿病薬、抗下痢剤、抗ヒスタミン薬、抗炎症薬、抗偏頭痛薬、乗り物酔い調合剤（スコポラミン、オンダンセトロンなど）、抗新生物薬、抗パーキンソン症候群薬、火傷治療薬、抗精神病薬、解熱剤、鎮痙薬（胃腸及び泌尿器を含む）、抗コリン作用薬、交感神経興奮剤、キサンチン及びその誘導薬、心臓血管疾患調合剤（ニフェジピンなどのカルシウム・チャンネル遮断剤）、ベータ作用薬（ドブタミン、リトドリンなど）、ベータ遮断剤、抗不整脈剤、抗高血圧薬（アテノロルなど）、ＡＣＥ抑制薬（リシノプリルなど）、利尿薬、血管拡張神経薬（一般、管状動脈、抹消、脳を含む）、中枢神経システム興奮薬、せき及び風邪調合剤、鬱血除去剤、診断剤、ホルモン（甲状腺ホルモンなど）、催眠剤、免疫抑制剤、筋肉弛緩薬、交感神経遮断防護剤、副交感神経剤、プロスタグランジン、たんぱく質、ペプチド、神経刺激薬、鎮静剤及びトランキライザ、などを含むが、これらに限定されるものではない。
【００４１】
本発明にかかる電気搬送装置は、バクロフェン、べクロメタゾン、ベタメタゾン、ブスピロン、クロモリンナトリウム、ジルチアゼム、ドクサゾシン、ドロペリドール、エンカイナイド、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、リドカイン、メトトレキサート、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、スコポラミン、スフェンタニール、テルブタリン、テストステロン、テトラカイン及びベラパミルを含む薬品、及び／又は薬剤を投与することができる。
【００４２】
本発明にかかる電気搬送装置は、ペプチド、ポリペプチド、たんぱく質や他の高分子を投与することができる。これらの分子は、従来技術において、経皮的に、もしくは粘膜を通過して投与することはそのサイズから困難であることが知られている。例えば、このような分子は分子量が３００から４０,０００ダルトンを有し、ＬＨＲＨ及びその類似体（ブセレリン、ゴセレリン、ゴナドレリン、ナフレリン、リュウプロライドなど）、ＧＨＲＨ、ＧＨＲＦ、インシュリン、インシュリノトロピン、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もしくはＮ−［［（ｓ）−４−酸素−２−アゼチジニル］カルボニル］Ｌ−ヒスチジル−Ｌ−プロリナミド］、リプレシン、下垂体ホルモン（ＨＧＨ、ＨＭＧ、ＨＧＧ、酢酸デスモプレシンなど）、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、ブラジキニン、ソマトトロピン、血小板派生成長因子、アスパラギナーゼ、ブレオマイシン硫酸塩、キモパパイン、コレシストキニン、漿膜ゴナドトロピン、コルチコトロピン（ＡＣＴＨ）、エリトロポエチン、エポプロステノール（血小板凝集抑制剤）、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、インタールーキン−２、メノトロピンス（ウルフォリトロピン（ＦＳＨ）やＬＨなど）、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、バソプレシン、デスモプレシン、ＡＣＴＨ類似体、ＡＮＰ、ＡＮＰクリアランス抑制剤、アンギオテンシンＩＩ拮抗薬、抗利尿性ホルモン作用薬、ブラジキニン拮抗薬、ＣＤ４、セレダーゼ、ＣＳＦ、エンケファリン、ＦＡＢ残存物、ＩｇＥペプチド抑制剤、ＩＧＦ−１、ニューロトロピン因子、コロニー誘導因子、甲状腺ホルモン及び作用薬、甲状腺ホルモン拮抗薬、プロスタグランジン拮抗薬、ペンチゲタイド、たんぱく質Ｃ、たんぱく質Ｓ、レニン抑制薬、チモシン・アルファ−１・抗トリプシン（組換え型）、及びＴＧＦ−ベータ、などが含まれるが、これに限定されるものではない。
【００４３】
本発明につき、その好ましい具体的な実施の形態に関して説明してきたが、以上の説明や以下の例は表示目的であって、本発明の範囲を限定するものではないことは理解されるべきである。本発明の範疇において、他の形態、利点、及び変更は、当業者にとっては明らかであろう。
【００４４】
（対比例）
約０．０５から０．４ｍｍ（２から１６ｍｉｌ）の概略ペレット厚さを有するＡｇＣｌのペレットを鍛造して塩化銀の薄片カソード（カソードＡ）を作った。ペレットは、室温にて約６２００ｋｇ／ｃｍ2（８８，０００ｐｓｉ）で約７秒かけて鍛造され、０．１ｍｍ（０．００４ｍｉｌ）の厚さを有する鍛造薄片を生成した。この薄片は、良好な柔軟性を示し、破断することなく９０°の曲げを繰り返すことが出来た。この薄片は、０．１９５ｃｍ2の面積を有した。この塩化銀の薄片は、薄片の一方の面に導電性の接着剤のシートを接着することによって陰極放電された。前記接着剤は、ガルバノスタットの負極に電気的に接続された。前記薄片の自由表面は、１０％の水酸化エチルセルロースと０．１Ｍ  ＮａＣｌと、残余の消イオン水からなる液状電解質ゲル基質に対向して配置された。銀の薄片アノードは、前記ガルバノスタットの正極に電気的に接続され、前記ゲルの自由表面に対向して配置された。カソードＡは、０．４７ｍＡ／ｃｍ2で負極放電された。放電の間、カソードＡの電圧は、Ａｇ／ＡｇＣｌの擬似参照電極に対比して測定され、図３のようにプロットされた。前記薄片は、電圧が約０．５ボルトに上昇するのに要する時間で測定した放電時間が２３.５時間となった。さらに、カソードＡは、１００％の塩化銀を使用する（すなわち、電気化学的に還元する）ことで、１０４０ｍＡｈｒ／ｃｍ3の体積放電容量を示した。
【００４５】
塩化銀の複合材フィルムのカソード（カソードＢ）が、上述と同じ方法でテストされた。カソードＢは、高分子量（１２０万ダルトン）のポリイソブチレン（ＰＩＢ）と低分子量（３.５万ダルトン）のＰＩＢからなる体積率５５％のＰＩＢと、体積率２５％の塩化銀粒子と、体積率２０％のカーボン繊維とから構成された。カソードＢは、厚さ０．１５ｍｍ（すなわち、カソードＢはカソードＡより５０％余分に厚い）と、２ｃｍ2の面積（すなわち、カソードＢの面積はカソードＡの面積の約１０倍）を有した。カソードＢは、０．３ｍＡ／ｃｍ2で負極放電された。放電の間、カソードＢの電圧は、Ａｇ／ＡｇＣｌの擬似参照電極に対比して測定され、同様に図３のようにプロットされた。前記複合材フィルムカソードは、電圧が約０．５ボルト以上に上昇するのに要する時間で測定した放電時間は僅か１４．６時間であった。その上、カソードＢは、カソードＡよりもより有利な条件（すなわち、より厚く、より大きな面積で、より低い電流密度）であった。更には、カソードＢへの塩化銀の体積充填は僅か２５％（これに対して、カソードＡは１００％体積充填）であり、塩化銀の１００％が電気化学的に還元されたとしても、カソードＢが示す体積放電容量は、僅か２６０ｍＡｈｒ／ｃｍ3でしかない。
【００４６】
本発明と、特定の好ましい実施の形態の全体を解説したことにより、当業者にとっては、本発明の範囲を外れることなく本発明への各種変更ができることは明らかであるが、本発明の範囲は、請求項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明と共に使用可能な電気搬送装置の分解斜視図である。
【図２】  本発明にかかるカソード電極アセンブリの好ましい構造である。
【図３】  本発明にかかる塩化銀薄片カソードの放電特性を従来技術の複合材塩化銀充当フィルムカソードと比較したグラフである。
【符号の説明】
１０．装置
１２．プッシュボタンスイッチ
１３ａ、１３ｂ．開口部
１５．側面つば部
１６．上部ハウジング
１８．回路盤アセンブリ
２０．下部ハウジング
２２．アノード電極
２３．２３’．開口部
２４．カソード電極
２５．２５’．凹み部
２６、２８．電解質ゲルリザーバ
２９、２９’．開口部
３０．接着層
３２．バッテリ
４２、４２’．電流コレクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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