JPH0767971A - イオントフォレーシス用デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】痛み、不快な刺激又は、刺激自体を感じること
なく、しかも生体通電の為の電流量を飛躍的に増加さ
せ、効率の良いイオントフォレーシス用デバイスを実現
する。 【構成】 周波数約１ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ、デューテ
ィ比が５５〜８５％における不感域であるパルスを生成
するためのパルス生成手段、及び前記パルス生成手段の
生成するパルスに基づいて形成された治療パルスの休止
期間中に治療パルス出力端子間を脱分極するための脱分
極手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はイオントフォレーシス用
デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】イオン性薬剤の経皮吸収を促進する効果
的な局所投薬方法として、イオントフォレーシス（イオ
ントフォレーゼ）は近時益々注目されつつある（グラス
ジェイエムら．，インターナショナル ジャーナル
オブ ダーマトロジィ（GlassJM et al., Int. J. Derm
atol.）１９ ５１９（１９８０）；ルッソ ジェ
イ．，アメリカン ジャーナル オブ ホスピタル フ
ァーマシィ（Russo J., Am.J. Hosp. Pharm.）３７ ８
４３（１９８０）；ガンガロサ エルピーら．，ジャー
ナル オブ ファーマコロジカル エクスペリメント
アンド セラピー（Gangarosa LPet al., J. Pharmaco
l. Exp. Ther. ）２１２ ３７７（１９８０）；クワン
ビィエスら．，ジャーナル オブ インフェクショナル
デシーズ（Kwon BS et al., J. Infect. Dis.）１４
０ １０１４（１９７９）；ヒル ジェイエムら．，ア
ニュアル オブ ニューヨークアカデミイ オブ サイ
エンス（Hill JM et al., Ann. NY.Acad. Sci.）２８４
６０４（１９７７）；タンネバウム エム．，フィジ
カル セラピー（Tannebaum M., Phys. Ther. ）６０７
９２（１９８０）及びアール・エッチ・ガイ編 アドバ
ンスト・ドラッグ・デリバリー・レビューズ（R.H.Guy
Advanced Drug Delivery Reviews）９（１９９２）１１
９−６０７、等々）。これら先行技術に於けるイオント
フォレーシスは、通常、持続平流発生装置又は断続平流
発生装置の出力端子と、薬液含浸脱脂綿等で金属板等の
導体を被覆して成る関導子及び類似構成の不関導子とを
連結してなされるものであるため、その実施はかなり煩
雑であり、投薬方法として極めて有効なものであるもに
拘わらず、その普及は限定されざるを得ないものであっ
たが、近時、脱分極機能を有するパルス出力手段を投薬
用電気出力として用いることによって火傷のない経皮投
薬が実施できることが開示されるに至った（特開昭６０
年第１５６４７５号公報）。しかしながら、電気出力と
投薬効率の関係等、様々な面で解明されていない部分も
未だ存在している。

【０００３】

【課題を解決するための手段】上記に鑑み本発明者ら
は、鋭意研究の結果、周波数約１ＫＨｚ〜１００ＫＨ
ｚ、デューティ比が５５〜８５％の範囲における特定不
感域パルスを生成するためのパルス生成手段及び前記パ
ルス生成手段の生成するパルスに基づいて形成された治
療パルスの休止期間中に治療パルス出力端子間を脱分極
するための脱分極手段を有するイオントフォレーシス用
デバイスによって、驚くべきことに、患者は痛み、不快
な刺激又は、刺激自体を感じることなく、しかも生体通
電の為の電流量を飛躍的に増加させ、効率の良い経皮投
薬の実現に至った。

【０００４】パルス生成手段が出力するパルス周波数
は、約１ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの範囲に設定されるもの
である。これ以外の範囲では、例えば、約１ＫＨｚ以下
では、低周波治療器が利用する周波数帯であり、生体が
感じやすい周波数帯となってしまうので、投薬には不向
きである。又、１００ＫＨｚ以上では、回路自体のエネ
ルギー消費や各部の発熱等による損失抵抗の増加等が著
しくなる為、好ましくない。パルス生成手段が出力する
パルスのデューティ比は５５〜８５％の範囲に於ける特
定不感域に設定される。この値では、パルスが直流に近
づいた状態であるにも拘わらず、患者自身は痛みや不快
な刺激を全然感じることがない。この不感域以外のデュ
ーティ比では、直流を使用した場合と同様、ジリジリと
した痛みや不快な感じを受け、投薬が行える状態に至ら
ない。直流によるイオントフォレーシスは、従来から検
討されてきた手段であるが、低電圧であっても火傷や痛
みが発生するため実用性の低い手段である。しかしその
一方で生体に流す実効電流量が大きいことが一因となっ
て、投薬効率が良いという点も報告されている。上記不
感域を示すデューティ比は、導子を構成する電極素材等
によって若干の変動がある。例えば、主に炭素、チタン
を電極として使用した場合の不感域は、デユーテイ比７
５〜８０％の間、Ａｇ／ＡｇＣｌを電極として使用した
場合の不感域は、デユーテイ比６０〜７５％の間に各々
存在する。更に、この不感域は個体によっても若干変動
する可能性があるから、デューティ比調整手段を更に設
けることも有用である。

【０００５】本発明で示す脱分極手段とは、特開昭６０
年第１５６４７５号公報で示されるものが代表的であっ
てパルス間隔間パルス休止間で皮膚とのインターフェー
スを形成する導子対に接続される出力端子間を電気的に
短絡させる回路又は出力パルスと逆の極性のパルスを出
力する回路を供えたもの等が例示される。

【０００６】

【実施例】(１)はパルス出力手段であり、自励型のマル
チバイブレータ等よりなり、上述した様に周波数１（Ｋ
Ｈｚ）〜１００（ＫＨｚ）のパルスを出力する。パルス
出力手段(１)は周波数調整等の機能を有する場合もあ
る。(２)はデューティ調整手段であり、単安定マルチバ
イブレータ等よりなり、入力パルスに対しデューティ調
整を行ない所望の不感域デューティ比を有するパルスを
出力する。又、デューティ調整手段(２)は、デューティ
比を調整する為の入力、又は動作の開始停止を行う為の
入力を行う入力手段(３)が付加されている。入力手段
(３)は、手動型回転式ボリューム、手動型プッシュ式ボ
リューム、あるいはアルゴリズム化された自動可変式ボ
リューム、スイッチ等々を有する。尚、入力手段(３)
は、不感域のデューティ比が一定の値とした場合は無く
てもよい。(４)は脱分極手段であり、パルス出力の休止
時期に出力端間を短絡又は、逆極性のパルスを出力する
機能を有している。出力端間を短絡させる手段として
は、互いにチャネル構成の異なるスイッチング素子２つ
を相補的に接続したものや、トーテムポール型出力スイ
ッチング回路等々が例示される。くわしくは、特公平２
年４５４６１号、逆パルス出力による脱分極に関して
は、特公平２年４１１８５号公報に記載されている。更
に電流、電圧又は電力を供えたパルスに変換する動作を
共有したものであってもよい。(５)は出力端であり、生
体皮膚表面との接触インターフェースを司る導子と接続
する。導子は、関導子と不関導子とに分かれ、その何れ
か一方、又は両方に薬物を含むものである。

【０００７】次に動作を図を参照して説明する。パルス
出力手段(１)は図２(１)に示す様なパルスを出力する。
入力手段(３)は、不感域に適合したデューティ比を示す
信号を出力する。デューティ可変手段(２)はこの信号に
従い、パルス幅（Ｔ）を調整したパルス（図２(２)）を
出力する。デューティ可変手段(２)が出力した図２(２)
で示すパルスは脱分極手段(４)で、所望の電流、電圧、
電力を有するパルスに変換され、出力端(５)に出力す
る。尚、脱分極手段(４)から出力されるパルスは、図２
(３)に示す様に周波数、デューティ比は入力パルスと変
わらず、パルス振幅が増幅された状態となっている。
又、図１ではパルス出力手段(１)と、デューティ可変手
段(２)は別々に記載したが、デューティ可変型非安定マ
ルチバイブレータ等の１つの回路で置き換えることも可
能である。

【０００８】次に図２の実施例について図３を参照して
詳細に説明する。図３は、マイクロコンピュータと脱分
極手段とを組合わせたものである。(６)はマイクロコン
ピュータであり、プログラムを内蔵し、４ビット、８ビ
ット等の処理能力を有し、これらの性能は、投薬態様の
複雑さ、種類等によって適宜選択される。(７)は電池で
あって、１.５Ｖ〜３Ｖのコイン型、ボタン型の１次、
乃至２次電池、又は、通常の単三、００６Ｐ乾電池等よ
りなる。(４)は、脱分極手段であり図１と同一の構成を
有するが、ここで具体的な回路の一例を示した。(４１)
はＰチャネルＦＥＴ、(４２)はＮチャネルＦＥＴであ
る。各々のＦＥＴのゲートは、マイクロコンピュータ
(６)の出力と接続されるが、必要に応じＦＥＴ駆動回路
が付加される場合もある。その他の構成部は、図１と同
一であるので同じ番号を付し説明を省略した。次に動作
を説明する。マイクロコンピュータ(６)は予じめ投薬用
電気出力パターンに係るプログラムを記憶しているもの
とする。入力手段(３)より、スタート信号を手動、自動
的に入力する。マイクロコンピュータ(６)は上記プログ
ラムを実行し、例えば、デューティ比７５％のパルスを
出力する。このパルスは、脱分極出力手段(４)に入力さ
れる。マイクロコンピュータ(６)が出力したパルス
が、”１”の時、ＦＥＴ(４１)がオン、ＦＥＴ(４２)が
オフし、電池(７)の電気エネルギーが、出力端(５)に出
力され、更に導子を介して皮膚に印加される。マイクロ
コンピュータ(６)が出力したパルスが、”０”の時、Ｆ
ＥＴ(４１)がオフ、ＦＥＴ(４２)がオンし、電池(７)の
電気エネルギーの印加が、中止されると同時に、ＦＥＴ
(４２)がオフするため、出力端(５)間が電気的に短絡状
態となって脱分極が行われる。マイクロコンピュータ
(１)は、プログラムによって出力するパルスのパルス周
期、パルス幅の設定、パルス間隔の設定、パルス出力の
停止開始を自在に行うことができることから、図４で示
す様にバリエーションのあるパルス出力を行うことがで
きる。図４(１)は、７５％不感域デューティを有する脱
分極パルス（ＦＰ）を所定時間連続させた後、デューテ
ィ比３０％の脱分極パルス（ＮＰ）に変化させたもので
ある。７５％脱分極パルス（ＦＰ）の周波数は例えば５
ＫＨｚ、３０％脱分極パルス（ＮＰ）の周波数は例えば
４０ＫＨｚである。図４(２)は、７５％デューティを有
する脱分極パルス（ＦＰ）を所定時間連続させた後、所
定時間脱分極出力（ＳＰ）を出力し、所定時間３０％デ
ューティを有する脱分極パルスを出力する。図４(３)
は、図４(２)で示した７５％脱分極パルス（ＦＰ）、脱
分極出力（ＳＰ）、３０％脱分極パルス（ＮＰ）の組み
合わせを変化させたものに更に動作を停止させた状態
（ＤＰ）を付加させたものである。尚、図４はあくまで
一例であって、このパターンに限定されるものではな
い。又周波数も１ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの範囲であれば
限定されることはない。この様にバリエーションが与え
られることは７５％脱分極パルスを用いる場合好都合で
ある。つまり、７５％脱分極パルス（ＦＰ）の場合、脱
分極時間は１パルス周期の１／４にしかならない。脱分
極は、経皮周辺にパルス出力によって蓄積された電荷を
電気回路上で短絡させる。あるいは、逆パルスを印加す
ることによって実質的な中和を行うものであるが、その
際形成される電気的経路には、抵抗成分が多数存在し、
短絡放電中和に時間を要する場合もある。従って脱分極
時間が短くなった７５％脱分極パルスに於いては、更に
脱分極状態あるいは脱分極時間が長い状態で安定した脱
分極パルス出力状態を付加形成する必要が生じる場合も
あるのである。但し、マイクロコンピュータは７５％脱
分極パルスのみを出力する場合も、薬剤の種類、患者の
状態等々によって有り得る。尚、マイクロコンピュータ
だけが多様なパルスパターンを形成できるというわけで
はなく、パルスパターンの数等によっては、ワンチップ
マルチバイブレータの組み合わせやゲートアレイ等の１
個のＩＣ化したものであっても充分に適用可能である。
又、マイクロコンピュータの出力形態がＣ−ＭＯＳの様
な相補性を有しており、且つ、投薬に必要な電流が極小
量で良い場合、図３で示した脱分極手段(７)は、この相
補性の出力形態自体が兼ねるものとなり、不要となって
回路はよりシンプルとなるのである。又、上述した様に
ゲートアレイでも脱分極回路を収容することが可能であ
る。

【０００９】図１並びに図３の出力端(５)は、皮膚との
インタフェースを形成する関導子、不関導子からなる導
子と接続する。導子は、導電性部材よりなる電極と、薬
物及び薬物保持層とからなり、必要に応じて、薬物保持
層に水分を供給し、安定した導電路を形成する為の水分
供給手段、粘着性を持たせる為の粘着部材層が付加され
る。薬物は、関導子、不関導子のどちらか一方、又は両
方に含有、付加されるものであるが、どちらか一方の場
合、他方の導子は薬物保持層を構成する必要が無く、例
えば、導電性ゲルと電極の積層構成に置き換えてもよ
い。又、電極を構成する導電性部材としては、可逆性
（非分極性）を有するものが好ましく、例えば、銀（Ａ
ｇ）、塩化銀（ＡｇＣｌ）が好適である。導子の具体的
な構成例としては特願平５年第１７４６４５号、特願平
４年第１５８９３９号等に示されているものである。次
に、本発明に於いて使用される薬物例を次に示す。 局所麻酔剤 塩酸リドカイン 鎮咳去痰剤 クロモグリク酸ナトリウム、フマール酸ケトチフェン 気管支拡張剤 フマル酸ホルモテロール 鎮痛剤 塩酸ナルブフィン、乳酸ペンタゾシン、ジクロフェナッ
クナトリウム 強心剤、センタニール、酒石酸フェンタニール、塩酸モ
ルヒネ 塩酸ドパミン 精神神経安定剤 ペルフェナジン、フェノチアジン 抗生物質 セフォテタンニナトリウム、硫酸ジベカシン、硫酸アミ
カシン、硫酸ネチルマイシン、硫酸シソマイシン 抗悪性腫瘍剤 マドリアマイシン、マイトマイシンＣ、塩酸ブレオマイ
シン、レンチナン、ピシバニール、硫酸ビンクリスチ
ン、シスプラチン 循環機能改善剤 クエン酸ニカメタート、塩酸メクロフェノキサート、マ
レイン酸リスリド、ホパンテン酸カルシウム 通風治療剤 アロプリノール その他ペプタイド類 ＬＨＲＨ、エンケファリン、エンドルフィン、インター
フェロン、インシュリン、カルシトニン、ＴＲＨ、オキ
シトシン、リプレシン、バソプレシン、グルカゴン、脳
下垂体ホルモン（ＨＧＨ、ＨＭＧ、ＨＣＧ、酢酸デスモ
プレシン）、卵胞黄体ホルモン、成長ホルモン分泌因子
等などである。

【００１０】実験例 出力電圧６Ｖ、１２Ｖ、周波数５ＫＨｚでデューティ可
変（９％〜８０％）可能な脱分極パルス出力装置及びチ
タン製シート材にカーボン材を被覆した導電性部材と１
０％ＰＶＡゲルとの積層体を導子（面積２２cm²）とし
て使用した。この導子を人体前腕に装着し、 デューテ
ィ比を変化させた電気出力を印加した時の皮膚刺激につ
いての感触とピーク電流（Ｉｐ）、平均電流（Ｉｍ）、
有効電流（Ｉｅ）値について測定した。刺激についての
感触は、被験者の判断により、１０を１単位として刺激
が強くなると数字が大きくなるように設定した。不感の
場合は０である。結果を表１に示す。

【表１】 表１（１）で示すようにデューティ比を上げることによ
り、有効電流（Ｉｅ）が上昇すると同時に被験者も次第
に強く刺激を感じる様になるがデューティ比７５％、有
効電流１．３（ｍＡ）で不感状態となった。出力電圧を
１２Ｖとして同様のことを行った所、表１の（２）で示
すようにデューティ比７５％、有効電流１．３６（ｍ
Ａ）で９（Ｖ）の出力電圧の時と同様、被験者は刺激を
感じることがなく、やはり不感状態となった。この様に
不感状態であるにも拘らず投薬効率に直接影響を与える
有効電流が、非常に増加していることが示されている。

【００１１】

【発明の効果】上述した通り、本発明は周波数１ＫＨｚ
〜１００ＫＨｚ、デューティ比を５５％〜８５％とした
脱分極パルスを出力することによって痛みが無い状態あ
るいは、不感状態で充分な投薬効率を上げることができ
る等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】

【図３】本発明の実施例を示す図。

【図２】図１の動作を説明する為の図。

【図４】図３の動作を説明する為の図。

【符号の説明】

１ パルス出力手段 ２ デューティ可変手段 ３ 入力手段 ４ 脱分極パルス生成手段 ５ 出力端 ６ マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周波数約１ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ、デュ
   ーティ比が５５〜８５％における不感域であるパルスを
   生成するためのパルス生成手段、及び前記パルス生成手
   段の生成するパルスに基づいて形成された治療パルスの
   休止期間中に治療パルス出力端子間を脱分極するための
   脱分極手段を有することを特徴とするイオントフォレー
   シス用デバイス。