JPH08743A - イオントフォレーシス用電極構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】分極性電極と非分極性電極とを併せ有すること
を特徴とするイオントフォレーシス用電極構造体。 【効果】イオントフォレーシス用電極として分極性電極
と非分極性電極を併用することにより、経皮や経粘膜投
与において生体内への生理活性物質、薬物の送達を十分
な量、安全に輸送することを可能にし、刺激を生じるこ
となく、薬物、生理活性物質を経皮経粘膜から送達する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医療分野において、生
理活性物質を生体内へ送達するために使用されるイオン
トフォレーシス用の電極に関する。

【０００２】

【従来の技術】経皮や経粘膜から生理活性物質を吸収さ
せることは血中濃度の持続化、消化管に対する副作用の
軽減、投与の簡便さ等、数々の利点がある。しかしなが
ら、経皮の物質透過性は低いために、十分な量を送達で
きる生理活性物質は限られていた。また経粘膜から高分
子量の生理活性物質を送達する事は困難であった。

【０００３】近年、フォノフォレーシスやイオントフォ
レーシスを利用した物理的促進法が研究されている。こ
のうち、イオントフォレーシスはイオン化した生理活性
物質を電流によって経皮、経粘膜から吸収させる方法
で、注射剤に代わる投与法として研究されている。通
常、イオントフォレーシスの電極には白金、チタン、炭
素等の分極性電極や銀／塩化銀等の非分極性電極が用い
られている。しかし、これらを電極を単独で用いた場
合、イオントフォレーシスにより十分な量の生理活性物
質を送達する事はできなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のイオ
ントフォレーシス技術では困難であった経皮経粘膜での
刺激を生じること無く生理活性物質を生体内へ有効に送
達し、生体内への生理活性物質の送達を十分量、安全に
輸送することができる電極構造体を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、分極性電極と
非分極性電極とを併せ有することを特徴とするイオント
フォレーシス用電極構造体を提供するものである。

【０００６】電極の材料としては、例えば分極性電極に
は白金、チタン、炭素等が用いる事ができ、また非分極
性電極としては銀／塩化銀等が用いられる。本発明は関
導子（薬物を含有する側の電極）又は不関導子（薬物を
含有しない側の電極）にこれら材料を組み合わせること
により、有効なイオントフォレーシス電極構造体を提供
するものである。この構造体は、例えば図２のように構
成するが、これに限定されるものではないことは勿論で
ある。

【０００７】本発明のようにイオントフォレーシスを用
いて生理活性物質を投与する場合に２種類以上の電極を
用いて通電することは新規技術である。本発明により経
皮経粘膜投与において生体内への生理活性物質の送達を
十分量、安全に輸送することを可能にしたものである。

【０００８】本発明において用いられる生理活性物質
（薬物）としては特に限定はないが、麻酔薬、鎮痛薬、
抗食欲不振薬（ａｎｏｒｅｘｉｃ）、駆虫薬、抗喘息
薬、抗痙攀薬、下痢止め、抗偏頭痛製剤、酔い止め、制
吐薬、抗腫瘍薬、抗パーキンソン病薬、痒み止め、解熱
薬、交感神経作用薬、キサンチン誘導体、心血管製剤例
えばカルシウム輸送路遮断薬、βー遮断薬、抗不整脈
薬、降圧薬、利尿薬、全身・冠血管・抹梢血管及び脳血
管を含めた血管拡張薬、中枢神経系興奮薬、咳及び感冒
用製剤、デコジェスタント（ｄｅｃｏｇｅｓｔａｎ
ｔ）、診断薬、ホルモン、睡眠薬、免疫抑制薬、筋弛緩
薬、副交感神経抑制薬、副交感神経作用薬、精神興奮
薬、鎮静薬、トランキライザー、抗炎症薬、抗関節炎
薬、鎮痙薬、抗うつ薬、抗神経病薬、鎮 薬、抗不安
薬、麻酔性拮抗薬、抗癌薬、免疫抑制薬、抗ウイルス
薬、抗生物質、食欲抑制薬、鎮吐薬、抗コリン薬、抗ヒ
スタミン薬、ホルモン薬、避妊薬、抗血栓形成薬などが
例示されるが、これらに限定されるものではない。

【０００９】その一部を例示すると、ペプチド類のイン
スリン、カルシトニン、カルシトニン関連遺伝子ペプチ
ド、バソプレッシン、デスモプレシン、プロチレリン
（ＴＲＨ）、副腎皮質刺激ホルモン（ＡＣＴＨ）、黄体
形成ホルモン放出因子（ＬＨ−ＲＨ）、成長ホルモン放
出ホルモン（ＧＲＨ）、神経成長因子（ＮＧＦ）及びそ
の他の放出因子、アンギオテンシン（アンジオテンシ
ン）、副甲状線ホルモン（ＰＴＨ）、甲状腺刺激ホルモ
ン（ＴＳＨ、サイロトロピン）、卵胞刺激ホルモン（Ｆ
ＳＨ）、黄体形成ホルモン（ＬＨ）、プロラクチン、血
清性性線刺激ホルモン、ＨＣＧ、成長ホルモン、ソマト
スタチン、ソマトメジン、グルカゴン、オキシトシン、
ガストリン、セクレチン、エンドルフィン、エンケファ
リン、エンドセリン、コレストキニン、ニュウロテンシ
ン、インターフェロン、インターロイキン、トランスフ
ェリン、エリスロポエチン、ＳＯＤ、Ｇ−ＣＳＦ、ＶＩ
Ｐ、ムラミルジペプチド、コルチコトロピン、ウロガス
トロン、ｈ−ＡＮＰ等が挙げられるが、これらに限定は
されない。

【００１０】

【実施例】以下、実験例または実施例を示して本発明を
詳細に説明する。実験例１ではラット（ＳＤ系ラット：
２５０ｇ）を背部固定し、拡散セルをセットし、インス
リン溶液を適用し（投与量：２５ＩＵ）、以下に述べる
ような関導子側コンパートメントとした。不関導子側は
電極と一体となった塩化ナトリウム含有ＰＶＡゲルを適
用した。関導子側を陰極に、不関導子側を陽極としてイ
オントフォレーシス電源装置と接続した。通電開始後経
時的に４時間目まで血液を採取し、血中のインスリン濃
度を測定すべく、実施例１−１、比較例１−１、１−
２、１−３を実施した。

【００１１】実施例１−１では実験開始直後から１５分
間、関導子側はチタン電極を用い、不関導子側は銀電極
を用いて１２Ｖ通電し、その後４５分間関導子側は塩化
銀電極を、不関導子側は銀電極を用いて６Ｖ通電した場
合、１時間目でインスリンの血中濃度は約１０００μＩ
Ｕ／ｍｌで、４時間目までのインスリン血中濃度−時間
曲線下面積ＡＵＣ₀ →４ｈは、約１．３ＩＵ／ｍｌ・ｍ
ｉｎを得ることができ（図３、図４参照）、皮膚に刺激
は認められなかった（表１参照）。

【００１２】一方、比較例１−１のように銀／塩化銀電
極（関導子側を塩化銀電極、不関導子側を銀電極）を用
いた場合、あるいは比較例１−２のように白金電極を用
いた場合、いずれの場合も１時間までインスリンは皮膚
をほとんど透過せず血液中インスリンを測定することは
できなかった。比較例１−３のようにチタン電極のみで
通電した場合、インスリンの血中濃度は１時間目で約５
００μＩＵ／ｍｌ、４時間目までのインスリン血中濃度
−時間曲線下面積（ＡＵＣ₀ →４ｈ）は約０．５ＩＵ／
ｍｌ・ｍｉｎが得られたが、実験終了後、皮膚観察する
と刺激と思われる斑点が確認された。

【００１３】以上に示す如く本発明のような分極性電極
と非分極性電極とを併せ有する構造体を経皮的に用いる
事によりインスリンを皮膚から安全に送達する事ができ
た。一方、比較例に示すように非分極性電極あるいは分
極性電極を単独使用した場合、皮膚に刺激を生じること
無くインスリンを生体内に送達することは困難であっ
た。

【００１４】また実験例２として、ハムスターの頬袋を
摘出し、セロハンテープを用いて頬袋の角質層を取り除
き経粘膜のモデル膜とした。この膜を透過実験用２−チ
ャンバー拡散セルにセットし、ｄｏｎｏｒ側にはインス
リン溶液（インスリン濃度６０ＩＵ）を、ｒｅｃｅｉｖ
ｅｒ側にはリン酸緩衝液を適用した。ｄｏｎｏｒ側電極
を陰極、ｒｅｃｅｉｖｅｒ側電極を陽極としてイオント
フォレーシス電源装置と接続し（図１参照、比較例の場
合は切り替え装置無しで単一電極、実施例に用いた関導
子側電極は図２参照）、実施例２−１、２−２、２−３
及び比較例２−１、２−２、２−３を行った。

【００１５】まず実施例２−１では実験開始直後から１
５分間、関導子側はチタン電極を、不関導子側は銀電極
を用いて１８Ｖ通電し、その後２時間４５分、関導子側
は塩化銀電極を不関導子側は銀電極を用いて３Ｖ通電し
た場合、１ｃｍ² 当たり０．７ＩＵのインスリンが粘膜
を透過し、粘膜にも刺激は見られなかった。実施例２−
２に示したように実験開始直後から１５分間、関導子側
はチタン電極を、不関導子は銀電極を用い１８Ｖ通電
し、その後、２時間４５分、関導子側は塩化銀電極を、
不関導子側は銀電極を用いて６Ｖ通電した。この時、３
時間で１ｃｍ² 当たり３ＩＵのインスリンが粘膜を透過
した。さらに実施例２−３のように実験開始から５分
間、関導子側はチタン電極を用い、不関導子側は銀電極
を用いて６Ｖ通電し、その後、関導子側を塩化銀電極と
して１０分間６Ｖを通電した（計１５分間）。これを１
周期とし、合計１２周期（３時間）にわたって通電した
（図６の電極タイムスケジュール参照）。この時、３時
間で５ＩＵのインスリンが粘膜を透過した（図５、表２
参照）。

【００１６】一方比較例２−１のように銀／塩化銀電極
（関導子側を塩化銀電極、不関導子側を銀電極）を用い
た場合、あるいは比較例２−２のように白金電極を用い
た場合、いずれの場合も３時間までインスリンは皮膚を
ほとんど透過しなかった。また、比較例２−３のように
チタン電極を用い１５分間は１８Ｖをその後２時間４５
分間は３Ｖを通電した場合、インスリンは３時間目まで
に１ｃｍ² 当たり約０．３ＩＵ透過したが、実験終了後
粘膜を観察すると刺激と思われる斑点が確認できた。

【００１７】この本発明の実施例２−１、２−２、２−
３のような電極構造体を用いる事によりインスリンを刺
激を生じることなく、経粘膜から送達する事ができた。
一方比較例２−１、２−２、２−３のように、非分極性
電極あるいは分極性電極の単独使用では刺激を生じるこ
となくインスリンを粘膜透過させることはできなかっ
た。以上述べたように本発明により、従来技術では難し
かった生理活性物質の経皮、経粘膜から生体内へ送達が
可能になった。

【００１８】《作 用》Ｔｉ、Ａｌ、Ｆｅ等の通常金属
よりなる分極性電極は、通電により水を電解してＯＨ^-
を発生する。これにより皮膚、粘膜等の組織の微視的溶
解を生じ、さらに非分極性電極を用いてイオントフォレ
ーシス投与する事により、安全で効率的に物質を送達す
る事ができる（electro-chemical-poration）。

【００１９】《実験例１》ラット（ＳＤ系ラット２５０
ｇ）を背部固定し、拡散セルをセットし、インスリン溶
液を適用し（投与量：２５ＩＵ）、関導子側コンパート
メントとした。不関導子側は電極と一体となった塩化ナ
トリウム含有ＰＶＡゲルを適用した。関導子側電極を陰
極に、また不関導子側を陽極としてイオントフォレーシ
ス電源装置と接続した。通電開始後、経時的に血液を採
取し、血中のインスリン濃度を測定した。また、実験終
了後に皮膚を観察した。通電する電極、通電時間は比較
例、実施例にそれぞれ示した。ＡＵＣ₀ →４ｈは台形法
により算出した。

【００２０】《比較例１−１》関導子側に塩化銀電極、
不関導子側に銀電極を用い、実験開始から１５分間は１
２Ｖを、その後４５分間は３Ｖを通電した。 《比較例１−２》関導子側、不関導子側とも白金電極を
用い、実験開始から１５分間は１２Ｖを、その後４５分
間は３Ｖを通電した。 《比較例１−３》関導子側、不関導子側ともチタン電極
を用い、実験開始から１５分間は１２Ｖを、その後４５
分間は３Ｖを通電した。

【００２１】《実施例１−１》実験開始直後から１５分
間、関導子側はチタン電極を、不関導子側は銀電極を用
いて１２Ｖ通電し、その後、４５分間は関導子側は塩化
銀電極を、不関導子側は銀電極を用いて６Ｖ通電した。

【００２２】《実験例２》ハムスター（シリアンゴール
デンハムスター、体重１００〜１５０ｇ）頬袋を摘出
し、角質層をセロハンテープで取り除いた。その膜を透
過実験用２−チャンバー拡散セルにセットした。ｄｏｎ
ｏｒ側コンパートメント（関導子側）にはインスリン溶
液（インスリン濃度６０ＩＵ）を、ｒｅｃｅｉｖｅｒ側
コンパートメント（不関導子側）にはリン酸緩衝液を適
用した。ｄｏｎｏｒ側電極を陰極に、ｒｅｃｅｉｖｅｒ
側電極を陽極としてイオントフォレーシス電源装置と接
続した（図１、図２参照）。実験終了後に粘膜を観察し
た。通電する電極、通電時間は比較例、実施例にそれぞ
れ示した。

【００２３】《比較例２−１》関導子側に塩化銀電極、
不関導子側に銀電極を用い、実験開始から１５分間は１
８Ｖ通電し、その後、２時間４５分は３Ｖ通電した。 《比較例２−２》関導子側、不関導子側とも白金電極を
用い、実験開始から１５分間は１８Ｖ通電し、その後、
２時間４５分は３Ｖ通電した。 《比較例２−３》関導子側、不関導子側ともチタン電極
を用い、実験開始から１５分間は１８Ｖ通電し、その
後、２時間４５分は３Ｖ通電した。

【００２４】《実施例２−１》実験開始直後から１５分
間、関導子側はチタン電極を、不関導子側は銀電極を用
いて１８Ｖ通電し、その後２時間４５分、関導子側は塩
化銀電極を、不関導子側は銀電極を用いて３Ｖ通電し
た。 《実施例２−２》実験開始直後から１５分間、関導子側
はチタン電極を、不関導子側は銀電極を用いて１８Ｖ通
電し、その後、２時間４５分、関導子側は塩化銀電極
を、不関導子側は銀電極を用いて６Ｖ通電した。 《実施例２−３》実験開始から５分間、関導子側はチタ
ン電極を、不関導子側は銀電極を用いて６Ｖ通電し、そ
の後、関導子側を塩化銀電極として１０分間は６Ｖを通
電した（計１５分間）。これを１周期とし、合計１２周
期（３時間）にわたって通電した（図６の電極タイムス
ケジュール参照）。

【００２５】

【表 １】

【００２６】

【表 ２】

【００２７】

【発明の効果】本発明は、イオントフォレーシスにおい
て、その電極として分極性電極と非分極性電極を併用す
ることにより、経皮や経粘膜投与において生体内への生
理活性物質、薬物の送達を十分な量、安全に輸送するこ
とを可能にし、刺激を生じることなく、薬物、生理活性
物質を経皮経粘膜から送達することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で使用した装置の概略図。

【図２】本発明の実施例で使用した装置における電極の
概略図。

【図３】本発明の実施例における１時間目のインスリン
血中濃度を示す図。

【図４】本発明の実施例におけるインスリン血中濃度時
間曲線下面積を示す図。

【図５】本発明の実施例における３時間目までのインス
リン透過量を示す図。

【図６】電極タイムスケジュール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分極性電極と非分極性電極とを併せ有する
   ことを特徴とするイオントフォレーシス用電極構造体。