(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン導入投与系を駆動するための少なくとも２つの電力源；および該２つの電力源と電気的に接続される第１及び第２電極手段を含み、該第１電極手段が投与されるべき有効剤を含み且つ該第１及び第２電極手段が患者の皮膚と有効剤イオン伝達関係で接触するイオン導入投与デバイスを制御する方法であって、
患者の皮膚抵抗の低下に従って該イオン導入投与系の駆動に必要な電力源の電気容量を減ずるように、該２つの電力源の接続を、（１）該２つの電力源が第１電極手段と第２電極手段との間に直列関係で接続される第１状態から（２）該２つの電力源が第１電極手段と第２電極手段との間に並列関係で接続される第２状態へ切り替えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記電力源から前記第１及び第２電極手段への電力の供給に関連した電気的パラメーターを感知する工程と、前記電気的パラメーターの感知された値をその予め設定された値と比較する工程と、前記比較工程の結果に応じて、前記切り替えを生じさせる工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明はイオン導入有効剤投与系の駆動に必要な電力源の有功電気容量を減ずる方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
これまでに、イオン浸透は“治療目的のための身体組織中への溶解性塩イオンの電流による導入”であると定義されている。イオン浸透デバイスは今世紀の前半から薬剤（agent）をイオン化形で投与するために用いられている。
【０００３】
イオン浸透プロセスは塩酸リドカイン、ヒドロコルチゾン、フッ化物、ペニシリン、デキサメタゾン、リン酸ナトリウム、及びその他の多くの薬物を含む薬物の経皮投与に有用であることが判明している。イオン浸透の最も一般的な用途はピロカルピン塩をイオン浸透によって投与することによる嚢胞性腺維症の診断にある。ピロカルピンは発汗を刺激するので；汗を回収して、その塩化物含量に関して分析して疾患を検出する。
【０００４】
現在知られているイオン浸透デバイスは、身体の皮膚の一部と密接に接触して配置された、少なくとも２個の電極を用いる。活性電極又はドナー電極と呼はれる第一電極はイオン浸透によって体内にイオン性（ionic）の物質、薬剤、薬物先駆体又は薬物を投与する。カウンター電極又はリターン電極と呼ばれる第２電極は身体、第１電極及び例えば電池のような電気エネルギー源を含む電気回路を閉しる。例えば、身体へ投与すべきイオン性物質が陽性に荷電する場合には、アノードが活性電極であり、カソードは回路を完成するためのカウンター電極として役立つ。身体へ投与すべきイオン性物質が陰性に荷電する場合には、カソートか活性電極であり、アノードはカウンター電極になる。
【０００５】
或いは、アノードとカソードとの両方を用いて、対立電荷の薬物を身体中に投与することかできる。このような場合には、両電極は、例えば、アノードは陽性に荷電されたイオン性物質を身体に投与することができ、カソードは陰性に荷電されたイオン性物質を身体に投与することができる。
【０００６】
さらに最近では、荷電されてない薬物又は薬剤の身体への投与にイオン浸透投与デバイスを用いることができることも判明している。これは電気浸透（electroosmosis）として知られる方法によって達成される。電気浸透はドナー電極によって皮膚を通して与えられる電界の存在によって誘導される液体溶剤（例えば、荷電されてない薬物又は薬剤を含む液体溶剤）の経皮流動（transdermal flux）である。ここで用いる“イオン浸透（iontophoresis）”と“イオン浸透による（iontopholetic）”なる用語は（１）電気的移動による荷電された薬物又は薬剤の投与、（２）電気浸透プロセスによる荷電されていない薬物又は薬剤の投与、（３）電気的移動と電気浸透との複合プロセスによる荷電された薬物又は薬剤の投与、及び／又は（４）電気的移動と電気浸透との複合プロセスによる荷電された若しくは荷電されてない薬物又は薬剤の投与を意味する。
【０００７】
“薬剤”及び“有効剤”なる用語は、相互交換可能に用いられ、それらの最も広い解釈（すなわち、生活する生物に投与されて所望の、通常は有益な、効果を生ずる、あらゆる治療有効物質）を有するように意図される。これは主要な治療分野の全てにおける治療剤を含み、限定する訳ではなく、例えば抗生物質と抗ウイルス剤のような抗感染薬；フェンタニル、スフェンタニル、ブプレノルフィンを含めた鎮痛薬と鎮痛複合薬；麻酔薬；食欲減退薬；抗関節炎薬；例えばターブタリンのような抗喘息薬；抗痙量薬；抗うっ薬；抗糖尿病薬；下痢止め；抗ヒスタミン薬；抗炎症薬；抗偏頭痛薬；例えばスコポラミン及びオンダンセトロンのような乗り物酔い治療剤；抗おう吐薬；抗新生物薬；抗パーキンソン病薬；かゆみ止め；抗精神病薬；解熱薬；胃腸及び尿路を含む鎮痙薬；抗コリン作動薬；交感神経作用薬；キサンチン誘導体；例えばニフェジピンのようなカルシウムチャンネル遮断薬を含む心臓血管製剤；ベータ遮断薬；例えばドブタミン及びリトドリンのようなベータ−アゴニスト；抗不整脈薬；例えばアテノロールのような抗高血圧薬；例えばリニチジンのようなＡＣＥ阻害剤；利尿薬；全身、冠状、末梢及び脳血管を含む血管拡張薬；中枢神経系刺激薬；咳き薬及び風邪薬；うっ血除去薬；診断薬；例えば上皮小体ホルモンのようなホルモン；催眠薬；免疫抑制薬；筋弛緩薬；副交感神経遮断薬；副交感神経作用薬；プロスタグランジン；蛋白質；ペプチド；精神刺激薬；鎮静薬及びトランキライザーを含む。
【０００８】
本発明はまた、ペプチド、ポリペプチド、蛋白質、その他の高分子の制御投与にも有用である。これらの高分子物質は典型的に少なくとも約３００ダルトン、さらに典型的には約３００〜４０，０００ダルトンの範囲内の分子量を有する。このサイズ範囲内のペプチドと蛋白質の特定の例には、限定する訳ではなく、ＬＨＲＨ；例えばブセレリン、ゴナドレリン、ナファレリン及びロイプロリドのようなＬＨＲＨ類似体；インシュリン；インスロトロピン；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（化学名：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−プロリナミド）；リプレシン；下垂体ホルモン（例えば、ＨＧＨ，ＨＭＧ，ＨＣＧ，酢酸デスモプレッシン）；卵胞ルテオイド；αＡＮＦ；例えば成長因子放出因子（ＧＦＲＦ）のような成長因子；βＭＳＨ；ソマトスタチン；ブラディキニン；ソマトトロピン；血小板誘導成長因子；アスパルギナーゼ；硫酸ブレオマイシン；キモパパイン；コレシストキニン；絨毛性性腺刺激ホルモン；コルチコトロピン（ＡＣＴＨ）；エリスロポイエチン；エポプロステノール（血小板凝固阻害因子）；グルカゴン；ヒルログ（hyrulog）；ヒアルロニダーゼ；インターフェロン；インターロイキン−１；メノトロピン（ウロフォリトロピン（ＦＳＨ）及びＬＨ）；オキシトシン；ストレプトキナーゼ；組織プラスミノーゲン活性因子；ウロキナーゼ；バソプレッシン；デスモプレッシン；ＡＣＴＨ類似体；ＡＮＰ；ＡＮＰクリアランス阻害因子；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；ＣＤ−４；セレダーゼ；ＣＳＦ類；エンケファリン；ＦＡＢフラグメント；ＩｇＥペプチド抑制因子；ＩＧＦ−１；神経栄養因子；コロニー刺激因子；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（pentigetide）；プロテインＣ；プロテインＳ；レニン阻害因子；チモシンα−１；血栓溶解薬；ＴＮＦ；ワクチン；バソプレッシンアンタゴニスト類似体；α−１抗トリプシン（組換え体）；及びＴＧＦ−ベータがある。
【０００９】
既存のイオン浸透デバイスは一般に、身体中にイオン浸透的に投与又は導入するべき薬剤又はこのような薬剤の先駆体の溜めもしくは供給源を必要とする。イオン化薬剤若しくはイオン化可能な薬剤のこのような溜めもしくは供給源の例には、ヤコブセン（Jacobsen）に発行された米国特許第４，２５０，８７８号に述べられているようなポウチ又はウェブスター（Webster）に発行された米国特許第４，３８２，５２９号に開示されているような予成形ゲル体がある。このような溜めはイオン浸透デバイスのアノード又はカソードに電気的に結合して、１種以上の好ましい種（species）の固定された若しくは再生可能な（renewable）供給源を形成する。
【００１０】
最近、イオン浸透分野で幾つかの米国特許が発行されており、このことはこの形式の薬物投与に絶えず関心が寄せられていることを実証する。例えば、ヴェルノン（Vernon）等の米国特許第３，９９１，７５５号、ヤコブソン等の米国特許第４，１４１，３５９号、ウィルソン（Wilson）の米国特許第４，３９８，５４５号、及びヤコブソンの米国特許第４，２５０，８７８号はイオン浸透デバイスとその幾つかの用途を開示している。
【００１１】
ディエツ（Dietz）の米国特許第３２１５，１３９号は歯にフッ化物を投与するためのイオン浸透投与デバイスを開示している。この特許の図１２は電池１０２と１０４から成り、その一方はスイッチ７８を介して回路に接続可能である電力供給源を示す。しかし、両電池を同時に回路に接続するための備えはなされていない。
【００１２】
シバリス（Sibalis）の米国特許第４，７０８，７１６号は、その電力供給源として、単に複数の電池の直列接続を用いている。
シバリスの公開ヨーロッパ特許出願第８８１０８３１４．１号は１対の電池を用いており、そのいずれか一方は回路に接続可能である。しかし、ディエツの特許と同様に、両電池を同時に回路に接続するための備えはなされていない。
【００１３】
上記参考文献か例証するように、広範囲な薬物を投与するためのイオン浸透投与デバイスは今までのかさばる固定装置よりもはるかにコンパクトで、安価になっている。安価な小型化した電子回路とコンパクトな高エネルギー電池との出現は、デバイス全体を患者の皮膚上に目立たなく装着することができ、患者が完全に歩行可能であり、あらゆる通常活動を実施することができる状態であり続けることを意味する。同時に、適当な化学と材料との開発が今までに可能であったよりも非常に広範囲な有効剤のイオン浸透投与を実用化している。
【００１４】
それにも拘わらず、幾つかの限定が依然として存在し、この貴重な技術のより広い適用を制限している。このような限定の一つはイオン浸透デバイスのコストである。特に、イオン浸透デバイスに動力を供給するために必要な小型電池は系に非常に高価な要素を含めることになりうる。これらの電池のコストを有意に減ずることが可能になるならば、イオン浸透は非常に競合的な薬物投与市場にさらに浸透することができると思われる。
【００１５】
電池のコストを減ずる問題は、イオン浸透デバイスの使用サイクル中に電力−供給の必要量が一定でないという事実によって複雑になる：すなわち、イオン浸透投与の開始時には、患者の初期皮膚抵抗が比較的高く、比較的高い電圧を生ずるような供給を必要とする。しかし、一度イオン浸透投与が確立されるならば、皮膚抵抗が低下するので、電圧必要量は開始時に必要な電圧の１／２以下になる。
【００１６】
変化する電圧必要量に適応するために種々な調節回路を用いることができるが、こうような調節回路は装置の効率を減ずることになり、より大きい電池容量の供給を典型的に必要とし、電池コストを上昇させることになる。調節回路に電池のエネルギーを浪費することなく、電池を最適に使用する、より費用効果的な解決法が必要である。
【００１７】
【発明の説明】
本発明は今までよりも低コストでイオン浸透有効剤投与系を提供する。
本発明は電力供給電圧を薬剤投与の状態に合わせて変化させることができるイオン浸透薬剤投与系を提供する。
【００１８】
本発明はその電力源として複数の電池を含むイオン浸透薬剤投与系を提供する。
本発明は複数の電圧源を、種々な供給電圧を形成するように種々な配置でこれらの電圧源を結合させる手段と共に有するイオン浸透薬剤投与系を提供する。
【００１９】
本発明は複数の電池を、直列又は並列に電池を結合させる手段と共に有するイオン浸透薬剤投与系を提供する。
本発明は患者の皮膚抵抗に応じて電力供給電圧が自動的に制御されるイオン浸透薬剤投与系を提供する。
本発明によるイオン浸透薬剤投与デバイスは、好ましくは高エネルギー電池としての少なくとも２個の電力源を、電力源が直列に結合される第１状態又は電力源が並列に結合される第２状態のいずれかで選択的に操作可能であるスイッチ手段と共に用いる。直列接続は、皮膚抵抗が高い薬剤投与の初期段階に適当であるが、並列接続は、皮膚抵抗が低下したときに作用し続けるために適する。
【００２０】
このスイッチの操作は手動であることができるが、本発明の好ましい実施態様によると、薬剤投与部位における電圧を監視する電子回路としてのスイッチ制御手段を用いて、スイッチをその第１（直列）状態からその第２（並列）状態へ変化させる。
【００２１】
添付の図を含む添付図面を検討しながら、本発明の以下の説明を読むならば、本発明の上記その他の特徴、目的及び利点は、発明者に知られた、かれらの発明を実施するための最良の形式と共に、明らかになるであろう。
本発明を実施するための態様
図１では、ヒト患者１０を、点線アウトライン１１内の身体部分として示す背中の皮膚の適所に配置したイオン浸透薬剤投与デバイス２０と共に、後部の透視図として示す。１９８９年１２月４日に出願され、本出願と共通に譲渡された米国特許第５１６７６１６号に詳述するように、ヒト背中の皮膚はイオン浸透薬剤投与デバイスを配置するための好ましい部位である。
【００２２】
図２では、図１のデバイス２０をさらに詳細な断面図として示す。このデバイスの頂部層２１はこの明細書の残りの部分にさらに詳細に説明する電力供給源から成る。この電力供給源はデバイス２０に一定時間にわたって適当なレベルで電圧と電流を供給するために、複数の電池を関連する制御回路、スイッチ及びコネクターと共に含む。
【００２３】
デバイス２０の残りの部分は、絶縁材料の層である又は単なる空隙である絶縁体（insulator）２６によって電気的かつ物理的に分離された、ドナー電極アセンブリ１８とリターン電極アセンブリ１９から構成される。絶縁体２６は２種電極アセンブリを化学的かつ電気的に単離させることによってドナー電極アセンブリ１８とリターン電極アセンブリ１９とを同じ単一パッケージに組み込むことを可能にする。
【００２４】
ドナー電極アセンブリ１８は典型的に金属ホイル又は、マトリックスを導電性にするために例えば金属又は炭素のような粉状導体を装填したポリマーマトリックスから成るドナー電極２２を含む。ドナー電極２２は層２１の電力供給源を、好ましくは投与すべき有効剤又は薬物のイオン化可能な供給源を含む溜め２４である下部層（underlying layer）に電気的に結合させるのに役立つ。溜め２４の下方には、患者の皮膚にデバイス２０を接着させるための任意のイオン伝導性接着剤層２７と；接着剤層２７を汚染から保護するために役立ち、皮膚への貼付直前に除去される除去可能な剥離ライナー２９とが存在する。リターン電極アセンブリ１９の構造は非常に類似しており、金属ホイル又は導電性に装填されたポリマーマトリックスから成るリターン電極２３と、電解質を含むリターン溜め２５と、ライナー２９によって覆われた、任意のイオン伝導性接着剤層２８とを含む。溜め２４と２５の各々はポリマー又はゲルのマトリックスとして形成することができる。電極アセンブリ１８と１９によって接触される皮膚の全面積は典型的に５〜５０ｃｍ2の範囲内である。イオン伝導性接着剤層２７と２８の使用の代替え手段として、経皮薬物投与に通常用いられる公知の接着性オーバーレイを用いて、デバイス２０を患者の皮膚に接着させることができる。操作時に、デバイス２０は患者の無傷の皮膚、例えば図１におけるような患者の皮膚に接着されることによって有効剤又は薬物の投与を開始する。層２１内の電力供給源はドナー電極アセンブリ１８とリターン電極アセンブリ１９との間に電位差を生じ、患者の身体がそれらの間に導電性経路を形成する。ドナー電極アセンブリとリターン電極アセンブリとの間の電位差の影響下で、有効剤のイオンが溜めから運び出されて、任意のイオン伝導性接着剤層２７を通って患者の皮膚を透過する。
【００２５】
薬剤投与の最初の開始時には、患者の皮膚抵抗が典型的に比較的高いが、一定時間後に皮膚抵抗ははっきり認められるほどに低下する。図３はこの特徴をグラフ的に説明し、皮膚抵抗Ｒの低下が実質的に定常状態値に漸近することを示す。０．１ｍａ／ｃｍ2の放出速度のためには、この定常値は典型的に２０〜３０ｋｏｈｍ−ｃｍ2のオーダーであり、皮膚抵抗の初期値はその数倍又は多数倍である。
先行技術のデバイスでは、電力供給源の電圧は作用の開始時に存在する高い皮膚抵抗を克服するために充分な大きさであるように選択し、アンペア一時の電力供給源の容量は定常電流と使用時間との積に等しくなるように選択した。結果は、電池を直列に接続したときに必要な初期値が得られるように、充分な数の電池を備えなければならないと言うことであった。このことは、各電池がデバイスの全予定使用期間（entire projected usage）にわたって充分な容量を有さなければならないことを意味する。しかし、一度作用が定常状態に達し、それに伴って皮膚抵抗が低下したならば、先行技術のデバイスは過剰な電池電圧を有することになった。ある種の先行技術デバイスでは、定常状態作用において必要な電池数は開始のために必要な数の１／２以下であった。従って、これらの先行技術デバイスでは、それらを操作するために必要な電池の過剰な数とそのための高いコストのために、あまり費用効果的ではなかった。
【００２６】
本発明によると、図４は、直前に述べた先行技術に比較したときにより効果的な電池の使用を可能にし、有意なコスト節減を生ずる、簡単化された手動操作の電力供給源を説明する。図４では、有効剤の投与のために適した電圧と電流をデバイス内に生ずる目的のために１対の電圧源３６と３８を薬剤投与デバイス２０に相互連結させる、３個のＳＰＳＴ（単極、単投）スイッチ３０、３２、３４を示す。スイッチ３０〜３４は実際には、例えばＤＯＤＴ（二極、二投）スイッチ、回転スイッチ、又は当業者によく知られている周知の電子スイッチのような、より複雑なスイッチの分離した区分であることもできる。同様に、電圧源３６と３８はそれぞれ単一電池であることができ、又は複数のこのような電池から構成されることができ、又は他の周知のＤＣ若しくはＡＣ電圧源として実現することができる。
【００２７】
図４の回路配置は、図示するようにスイッチ３２が開くと、スイッチ３０と３４が同時に閉じて、電圧源３６と３８がデバイス２０と並列回路関係に置かれるというような配置である。このような配置は、各電圧源が装填（load）に供給される電流の１／２のみの供給を必要とするので、デバイス２０の定常状態作用に理想的に適する。
【００２８】
スイッチ３０と３４が開き、スイッチ３２が閉じると、電圧源３６と３８が直列回路関係に置かれる。初期の高い皮膚抵抗を克服するために必要な高い電圧を形成するために電圧源の電圧が加算されるので、この構造の回路は薬剤投与の開始のために理想的である。直列回路関係も定常状態作用中に有効剤の投与速度を短時間に高めるために理想的である。例えば、薬剤を患者にイオン浸透投与することが痛みを和らげる手段（pain-killer）であるならば、痛みが増強される時間中に直列回路関係に瞬間的に切り替えて、電力源によって供給される電圧と電流を高め、それ故、薬物の投与を増加させるために、デバイスは患者によって手動で操作されるスイッチを有することができる。
【００２９】
従って、図４に説明されるような回路関係の使用は、電圧源３６と３８の各々の（１個以上の）電池の容量が上記先行技術の直列回路に必要な容量の１／２のみであることを必要とするにすぎないので、薬剤投与デバイスの操作に必要な電池容量を１／２程度に減ずることができる。さらに、図４の回路配置が図示した２個の電圧源３６と３８より多くを含むように容易に変更可能であることは、当業者に自明であろう。例えば、３個以上のこのような電圧源を、２電圧源３６と３８に関連して上述したように直列又は並列回路関係での操作を可能にするための追加のスイッチと共に用いることができる。図４の手動操作される電力供給源は簡単にかっ安価に実現されることができるが、その簡単さは、薬剤投与が定常状態条件に近づいたときに直列から並列に切り替えるために操作者の注意を非常に過度に要するという犠牲を払って生ずるものである。この切り替えを適時に自動的に行うことができる電力供給源が好ましい。
【００３０】
図５には、本発明の好ましい実施態様による自動切り替えを実施するための電力供給回路を説明する。図５の電力供給回路は図４の電力供給回路よりも明らかに複雑であるが、例えば電圧源及びスイッチのような、多くの共通の要素が同じ回路関係で接続されて、２種類の回路において同様な機能を果たしている。この理由から、最初に与えた（primed）参照数字を適当な場合に用いている。
【００３１】
従って、図４の電圧源３６と３８の相当要素（counterpart）は図５では３６’と３８’と標識された直列接続電池対である。同様に、手動操作スイッチ３０、３２、３４の相当要素はＦＥＴ（電界効果形トランジスター）３０’、３２’、３４’である。実際に、電池３６’と３８’は例えば、約２．８ｖｏｌｔの端子電圧を生ずるＣＲ１２２０型１／２インチ直径リチウム電池として実現することができる。このような電池は例えばパナソニック  コーポレーション（Panasonic Corporation）（米国、ニュージャージー州、セコーカス）のような、幾つかの供給源から容易に入手可能であり、卸売で（in wholesale）広範囲に分配され、電子部品チャンネル（channel）に小売されている。ＦＥＴの３０’と３２’は例えばＶＮＩＯＫＭ型ＦＥＴとして実現され、ＦＥＴ３４’は例えばＶＮ６７ＡＫ型として実現される。
【００３２】
今までに述べた図５の部分が、ＦＥＴ３０’〜３４’が手動で切り替えられず、それらのゲート電圧に応じて切り替わることを例外として、図４の回路に適合することは理解されよう。すなわち、これらのデバイスのゲート（矢印で示した端子）がＨｉｇｈで駆動されるときには、ＦＥＴは閉じたスイッチとして作用し、ゲートがＬｏｗで駆動されるときには、ＦＥＴは開いたスイッチとして作用する。
【００３３】
図５の回路の残りの部分は、適当な電圧を供給して、ＦＥＴ３０’〜３４’のゲートを駆動して、イオン浸透薬剤投与デバイス２０に存在する条件に応じて電池３６’と３８’の自動切り替えを可能にするために役立つ。ＪＦＥＴ４０はそのバイアス抵抗４２と共に、電流調節器としてデバイス２０と直列に接続される。ＪＦＥＴ４０は、例えば、２Ｎ４２２０型デバイスであり、抵抗体４２は例えば約０．１ｍａの電流を確立するために約３．３ｋｏｈｍの値を有することができる。
【００３４】
患者の皮膚抵抗が高い初期条件下では、供給される電圧の大部分がデバイス２０の端部を通って出るので、デバイス２０と回路調節器ＪＦＥＴ４０との間の回路ノード（node）における電圧が低くなる。前記ノードの電圧は、例えばそれぞれ１ｍｅｇｏｈｍと５６ｋｏｈｍである、抵抗体４４と４６から構成される分圧器によってサンプル化される。抵抗体４４と４６の接合点における分圧（divided voltage）を用いて、トランジスター例えば２Ｎ２２２２  ＮＰＮ型切り替えトランジスターのベースにバイアスをかける（bias）。初期条件下で、トランジスター４８はオフである。トランジスター４８のＨＩＧＨコレクター電圧はトランジスター５０例えば２Ｎ２２２２  ＮＰＮ型切り替えトランジスターのベースにバイアスをかける。その結果、トランジスター５０もオフである。ＦＥＴ３０’と３４’のゲートはトランジスター５０の（低）コレクターからバイアスをかけられるので、ＦＥＴ３０’と３４’の両方は初期始動条件中はオフになる。
【００３５】
トランジスター５２例えば２Ｎ２２２２  ＮＰＮ型切り替えトランジスターを用いて、残りのＪＦＥＴ３２’のゲートを駆動する。上述したようにトランジスター５０がオフであるときに、トランジスター５２は低バイアス電圧を見せるが、これもオフになる。従って、トランジスター５２のコレクター端子がＨＩＧＨになり、ＦＥＴ３２’にバイアスをかけてオンにする。このようにして、初期条件下では、ＦＥＴ３２’がオンになり、ＦＥＴ３０’と３４’がオフになり、その結果、電池３６’と３８’は直列に接続されて、イオン浸透薬剤投与デバイス２０に最大電圧を供給する。
【００３６】
デバイス２０の作用がしばらく続き、皮膚抵抗が実質的に図３に従って低下したときに、デバイス２０と回路調節器トランジスター４０との間の回路ノードにおける電圧は上昇したことになる。この電圧が充分に上昇したときに、トランジスター４８のベースにバイアスをかけるために用いられる分圧は充分に高くなり、このトランジスターをオンにする。トランジスター４８のコレクター電圧の対応する低下は同様にトランジスター５０をオンにし、そのコレクターをＨＩＧＨにさせ、トランジスター５２オンにバイアスをかける。これらの条件下で、ＦＥＴ３２’はオフになり、ＦＥＴ３０’と３４’はオンになり、電池３６’と３８’をデバイス２０と並列回路関係にさせて、定常状態電流を供給する。
【００３７】
図５の電力供給回路の操作の上記説明を考慮するならば、ＦＥＴスイッチ３０’〜３４’を、電圧源（電池３６’と３８’）が直列に結合される第１状態と電圧源が並列に結合される第２状態とを有するバイステート（bi-state）スイッチとして集合的に見なすことができることが理解されるであろう。これらの２状態は、それぞれ、ＦＥＴ３０’と３４’をオフにし、ＦＥＴ３２’をオンにすることによって（第１状態）及びＦＥＴ３０’と３４’をオンにし、ＦＥＴ３２’をオフにすることによって（第２状態）実現される。
【００３８】
同様に、トランジスター４８、５０及び５２をそれらの回路接続とバイアス抵抗体と共に、ＦＥＴ３０’〜３４’から成るスイッチを制御するためのスイッチ制御手段と見なすことができることが理解されよう。このスイッチ制御手段はデバイス２０と回路調節器トランジスター４０との間の回路ノードにおける電圧を感知して、この電圧を分圧器抵抗体４４と４６によって予め設定された電圧値と比較して、ＦＥＴ３０’〜３４’から成るスイッチをその第１状態（直列接続）からその第２状態（並列接続）へ変化させる。
【００３９】
図２に示したドナー電極アセンブリ１８とリターン電極アセンブリ１９との並列配置（alignment）の代替え手段として、これらの電極アセンブリを同心的に配置させ、リターン電極アセンブリを中心に配置し、環状ドナー電極アセンブリによって囲むことができる。さらに、電極アセンブリの位置は相互交換可能であり、環状リターン電極アセンブリが中心に配置されたドナー電極アセンブリを囲むこともできる。両電極アセンブリの配置は円形、長円形、長方形、又は他の一定した幾何学的形態であることができる。
【００４０】
本発明をその実施態様（これらの実施態様は、一緒に考えるときに、発明者に認められている、かれらの発明を実施するための最良の態様を含む）に関して幾らか特別に説明したが、本発明の範囲から逸脱せずに、多くの変更をなすことができ、従って、多くの代替え実施態様を導出することができる。それ故、本発明の範囲は下記請求の範囲からのみ判断すべきである。
【００４１】
本発明の実施態様は次の通りである。
１．投与すべき有効剤を含み、患者の体表と有効剤−伝達関係に接触する第１電極手段（１８）と；第１電極手段から間隔をおいて離れた位置において該体表と接触する第２電極手段（１９）と；第１及び第２電極手段（１８，１９）に電気的に接続し、それぞれが電位差を生ずる、少なくとも２個の電力源（３６，３８）とを含む、患者の無傷の体表を通してイオン浸透によって有効剤を投与するためのイオン浸透投与系であって、
前記２電力源（３６，３８）と前記第１及び第２電極手段（１８，１９）とに結合された、（１）前記２電力源が前記第１電極手段と第２電極手段との間に直列回路関係で接続される第１状態と、（２）前記２電力源が前記第１電極手段と第２電極手段との間に並列回路関係で接続される第２状態との間を選択的に切り替えるためのバイステートスイッチ手段（３０，３２，３４）を特徴とする前記イオン浸透投与系。
【００４２】
２．バイステートスイッチ手段が手動操作可能なスイッチを含む上記１記載のイオン浸透投与系。
３．前記電力源の少なくとも１個がＤＣ電力源を含む上記１記載のイオン浸透投与系。
【００４３】
４．前記電力源の少なくとも１個がリチウム電池を含む上記１記載のイオン浸透投与系。
５．前記第１及び第２電極手段を組み入れた単一イオン浸透投与デバイス（２０）を含む上記１記載のイオン浸透投与系。
【００４４】
６．前記単一イオン浸透投与デバイス（２０）がさらに前記２電力源と前記バイステートスイッチ手段とを含む上記５記載のイオン浸透投与系。
７．前記バイステートスイッチ手段と前記第１及び第２電極手段とに結合された、（１）前記電力源から前記第１及び第２電極手段への電力の供給に関連した電気的パラメーターを感知し、（２）前記感知パラメーターの値をその予め設定された値と比較し、（３）（２）の前記比較の結果に応じて、前記バイステートスイッチ手段をその第１状態と第２状態との間で変化させるためのスイッチ制御手段（４８，５０，５２）をさらに含む上記１記載のイオン浸透投与系。
【００４５】
８．前記バイステートスイッチ手段が少なくとも１個の電界効果形トランジスター（３０’，３２’，３４’）を含む上記７記載のイオン浸透投与系。
９．（１）の前記感知パラメーターが前記第１電極手段と第２電極手段との間の抵抗に関連した電圧である上記７記載のイオン浸透投与系。
【００４６】
１０．前記スイッチ制御手段が、前記第１及び第２電極手段の一方に結合して、それにおける電圧に反応して、前記予め設定された値を越える前記電圧に応じて前記バイステートスイッチ手段を前記第１状態から前記第２状態へ変化させる切り替えトランジスター（４８，５０，５２）を含む上記７記載のイオン浸透投与系。
【００４７】
１１．前記電力源対（３６’，３８’）と前記第１及び第２電極手段とに結合された定電流調節器（４０，４２）をさらに含む上記１記載のイオン浸透投与系。
【００４８】
１２．前記定電流調節器が接合電界効果形トランジスターを含む上記１１記載のイオン浸透投与系。
１３．投与すべき有効剤を含み、患者の体表と有効剤−伝達関係に接触する第１電極手段（１８）と；第１電極手段から間隔をおいて離れた位置において該体表と接触する第２電極手段（１９）と；それぞれが１対の端子を有し、それぞれがその前記端子対の間に電位差を生ずる、少なくとも２個の電力源（３６’、３８’）とを含む、患者の無傷の体表を通してイオン浸透によって有効剤を投与するためのイオン浸透投与系であって、
前記２電力源（３６’、３８’）と前記第１及び第２電極手段（１８、１９）との間に結合された、（１）前記２電力源が前記第１電極手段と第２電極手段との間に直列回路関係で接続される第１状態と、（２）前記２電力源が前記第１電極手段と第２電極手段との間に並列回路関係で接続される第２状態との間を選択的に切り替えるためのバイステートスイッチ手段（３０’、３２’、３４’）と；
前記バイステートスイッチ手段と前記第１及び第２電極手段の一方との間に結合された、前記一方の電極手段に存在する電圧を感知し、前記感知電圧に応じて前記バイステートスイッチ手段をその第１状態と第２状態との間で変化させるためのスイッチ制御手段（４８、５０、５２）と
を特徴とする前記イオン浸透投与系。
【００４９】
１４．前記バイステートスイッチ手段が複数個の電界効果形トランジスターを含む上記１３記載のイオン浸透投与系。
１５．前記スイッチ制御手段が、前記第１及び第２電極手段の前記方に結合して、それにおける感知電圧に反応して、予め設定された値を越える前記電圧に応じて前記バイステートスイッチ手段を前記第１状態から前記第２状態へ変化させる切り替えトランジスターを含む上記１３記載のイオン浸透投与系。
【００５０】
１６．前記電力源対（３６’，３８’）と前記第１及び第２電極手段とに結合した定電流調節器（４０，４２）をさらに含む上記１３記載のイオン浸透投与系。
【００５１】
１７．前記定電流調節器が接合トランジスターを含む上記１６記載のイオン浸透投与系。
１８．投与系を駆動するための少なくとも２個の電力源（３６，３８）を用意する工程と，該２電力源を第１及び第２電極手段（１８，１９）と電気的に接続させる工程と；投与すべき有効剤を含む第１電極手段（１８）を体表と有効剤一伝達関係に配置する工程と；第２電極手段（１９）を第１電極手段から間隔をおいて離れた位置において該体表とイオン伝達関係に配置する工程とを含む、患者の無傷の体表を通してイオン浸透によって有効剤を投与するためのイオン浸透投与系の駆動に必要な電力源の有効電気容量を減ずる方法であって、該２電力源（３６，３８）を（１）該２電力源が第１電極手段と第２電極手段との間に直列関係で接続される第１状態と、（２）該２電力源が第１電極手段と第２電極手段との間に並列関係で接続される第２状態との間で切り替えることを特徴とする前記方法。
【００５２】
１９．前記電力源から前記第１及び第２電極手段への電力の供給に関連した電気的パラメーターを感知する工程と、前記電気的パラメーターの感知された値をその予め設定された値と比較する工程と、前記比較工程の結果に応じて、前記切り替えを生じさせる工程をさらに含む上記１８記載の方法。
【００５３】
２０．前記感知工程が第１及び第２電極手段の一方における電圧の感知を含む上記１９記載の方法。
２１．投与すべき有効剤を含み、患者の体表と有効剤一伝達関係に接触する第１電極手段と；第１電極手段から間隔をおいて離れた位置におい該体表と接触する第２電極手段と；第１及び第２電極手段に電気的に接続し、それぞれが電位差を生ずる、少なくとも２個の電力源とを含む、患者の無傷の体表を通してイオン導入によって有効剤を投与するためのイオン導入有効剤投与系であって、
前記２個の電力源と前記第１及び第２電極手段とに結合され、（１）前記２個の電力源が前記第１電極手段と第２電極手段との間に直列回路関係で接続される第１状態と、（２）前記２個の電力源が前記第１電極手段と第２電極手段との間に並列回路関係で接続される第２状態との間を選択的に切り替えるためのバイステートスイッチ手段を特徴とする前記イオン導入有効剤投与系。
【００５４】
２２．前記単一イオン導入投与デバイスがさらに前記２個の電力源と前記バイステートスイッチ手段とを含む上記１記載のイオン導入有効剤投与系。
２３．前記バイステートスイッチ手段と前記第１及び第２電極手段とに結合されそして（１）前記電力源から前記第１及び第２電極手段への電力の供給に関連した電気的パラメーターを感知し、（２）前記感知パラメーターの値をその予め設定された値と比較し、（３）（２）の前記比較の結果に応じて、前記バイステートスイッチ手段をその第１状態と第２状態との間で変化させるためのスイッチ制御手段をさらに含む上記１記載のイオン導入有効剤投与系。
【００５５】
２４前記スイッチ制御手段が、前記第１及び第２電極手段の一方に結合し、それにおける電圧に反応して、前記予め設定された値を越える前記電圧に応じて前記バイステートスイッチ手段を前記第１状態から前記第２状態へ変化させる切り替えトランジスターを含む上記３記載のイオン導入有効剤投与系。
【００５６】
２５．前記電力源対と前記第１及び第２電極手段とに結合された定電流調節器をさらに含む上記１記載のイオン導入有効剤投与系。
２６．前記バイステートスイッチ手段と前記第１及び第２電極手段の一方と結合され、前記一方の電極手段に存在する電圧を感知し、前記感知電圧に応じて前記バイテートスイッチ手段をその第１状態から第２状態へ変化させるためのスイッチ制御手段を含む上記１記載のイオン導入有効剤投与系。
【００５７】
２７．前記スイッチ制御手段が、前記第１及び第２電極手段の前記一方に結合し
、それにおける感知電圧に反応して、予め設定された値を越える前記電圧に応じて前記バイステートスイッチ手段を前記第１状態から前記第２状態へ変化させる切り替えトランジスターを含む上記６記載のイオン導入有効剤投与系。
【００５８】
２８．前記電力源対と前記第１及び第２電極手段とに結合した定電流調節器をさらに含む上記６記載のイオン導入有効剤投与系。
２９．投与系を駆動するための少なくとも２個の電力源を用意する工程と；該２つの電力源を第１及び第２電極手段と電気的に接続させる工程と；その第１電極手段が投与すべき有効剤を含み、各工程を含むイオン導入有効剤投与系の駆動に必要な電力源の電気容量を減ずる方法であって、
該２つの電力源を（１）該２電力源が第１電極手段と第２電極手段との間に直列関係で接続される第１状態と、（２）該２つの電力源が第１電極手段と第２電極手段との問に並列関係で接続される第２状態との間で切り替えることを特徴とする前記方法。
【００５９】
３０．前記電力源から前記第１及び第２電極手段への電力の供給に関連した電気的パラメーターを感知する工程と、前記電気的パラメーターの感知された値をその予め設定された値と比較する工程と、前記比較工程の結果に応じて、前記切り替えを生じさせる工程をさらに含む上記９記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】はヒト患者への本発明の適用を示す透視図である。
【図２】は本発明によるイオン浸透投与デバイスの概略断面図である。
【図３】は患者の皮膚抵抗が時間と共に低下することを示すグラフである。
【図４】は本発明の新規な、電力供給を説明するブロック略図である。
【図５】は本発明の電力供給の好ましい実現を説明する詳細な線図である。
【図１】
0003779240.tif 000002
【図２】
0003779240.tif 000003
【図３】
0003779240.tif 000004
【図４】
0003779240.tif 000005
【図５】
0003779240.tif 000006