專利名稱：離子電滲療裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過離子交換膜給予離子解離的藥劑離子的類型的離子電滲療裝置，其中所述離子交換膜選擇與該藥劑離子同一導電型的離子，涉及可進一步提高藥劑離子的給藥效率的離子電滲療裝置。
背景技術：
離子電滲療裝置通常具備作用極結構體，其保持離解成正或負的離子的藥劑離子；非作用極結構體，其具有作用極結構體的對電極的作用。在將這些兩結構體與生物體(人或動物)的皮膚抵接的狀態(tài)下，對作用極結構體施加與藥劑離子同一極性的電壓，從而使藥劑離子給藥到生物體內。
在此，供電到作用極結構體的電荷通過藥劑離子向生物體移動和生物體反荷離子(是存在于生物體內的離子，帶電為與藥劑離子相反導電型的離子)向作用極結構體一側釋放而被消耗，但從生物體主要釋放分子量小進而遷移率大的生物體反荷離子(例如，Na+、Cl-等)，因此通過該生物體反荷離子的釋放所消耗的電荷量的比例變高，因此，存在不能進行藥劑離子的有效給藥的問題。
專利文獻1～10公開了解決這種問題的離子電滲療裝置。
即，在專利文獻1～10的離子電滲療裝置中，作用極結構體如下構成電極；藥劑保持部，其被配置在電極的前面一側(與皮膚抵接的一側)；離子交換膜，其被配置在該藥劑保持部的前面一側，并選擇與被保持在該藥劑保持部的藥劑離子同一極性的離子。藥劑離子通過離子交換膜被給藥，從而可實現(xiàn)抑制生物體反荷離子的釋放，并提高藥劑離子的給藥效率。
另外，在專利文獻1～10所記載的離子電滲療裝置中，其作用極結構體還具備電解液保持部，其保持了與電極保持接觸的電解液；以及離子交換膜，其選擇與藥劑離子相反的導電型的離子，由此，還能實現(xiàn)追加效果，如由于電極部件與藥劑離子隔離而阻止藥劑離子的分解、阻止在電極部件中產生的H+、OH-離子向藥劑保持部甚至生物體皮膚界面移動等。
在這些專利文獻1～10的離子電滲療裝置中，為了使分子量較大的藥劑離子容易通過，并且有效地抑制來自生物體的生物體反荷離子的釋放，使用如下類型的離子交換膜在由聚烯烴、氯乙烯系樹脂、氟系樹脂等原材料形成的多孔膜中，填充離子交換樹脂(賦予離子交換功能的樹脂)的類型。但是存在如下問題這些多孔膜對生物體皮膚的親和性低，因此在藥劑離子的給藥中，難以將離子交換膜和生物體皮膚的接觸保持在良好的狀態(tài)；由于作用極結構體、非作用極結構體抵接的皮膚的部位或給藥中的生物體(患者)的動作等，不能將藥劑離子的給藥效率維持在充分的水平。
因此，產生以下的不便在藥劑離子的給藥中，必須在離子交換膜和生物體皮膚之間夾置電解液等，或者必須進一步利用一些偏置單元將兩結構體保持在擠壓到生物體皮膚上的狀態(tài)。
在低頻治療儀等對生物體進行通電的其它裝置中也存在同樣的問題，在這些裝置中，通過使用在丙烯酸類水凝膠等中浸漬電解液而成的粘合劑膜，可實現(xiàn)電極與生物體的密合性以及確保導電性。
然而，在離子交換膜和皮膚之間夾置這樣的含電解質的粘合劑膜時，降低了離子交換樹脂帶來的抑制生物體反荷離子從皮膚釋放的功能，因此在作為本發(fā)明對象的通過離子交換膜進行藥劑離子的給藥的離子電滲療裝置中，使用這種粘合劑膜，無法實現(xiàn)提高藥劑的給藥效率的目的。
專利文獻1日本專利第3030517號公報專利文獻2日本特開2000-229128號公報專利文獻3日本特開2000-229129號公報專利文獻4日本特開2000-237326號公報專利文獻5日本特開2000-237327號公報專利文獻6日本特開2000-237328號公報專利文獻7日本特開2000-237329號公報專利文獻8日本特開2000-288097號公報專利文獻9日本特開2000-288098號公報專利文獻10國際公開第03/037425號小冊子發(fā)明內容發(fā)明要解決的問題本發(fā)明是鑒于上述問題而進行的，其目的在于，在通過離子交換膜對生物體給予藥劑離子的離子電滲療裝置中，可進一步提高藥劑的給藥效率。
另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種離子電滲療裝置，其在藥劑離子的給藥中，可提高藥劑離子的給藥效率，而不會伴隨以下的不便必須在離子交換膜和生物體皮膚之間夾置電解液，或者必須使用一些偏置單元將作用極結構體和/或非作用極結構體保持在擠壓到生物體上的狀態(tài)等。
用于解決問題的方法本發(fā)明的前提是一種離子電滲療裝置，其具備作用極結構體，該作用極結構體具有第一多孔膜，其具有連通表面和里面的多個孔；第一離子交換膜，其由被填充在該第一多孔膜的所述孔內的離子交換樹脂形成，并選擇第一導電型的離子；藥劑保持部，其被配置在該第一離子交換膜的里面一側，并保持藥劑液，所述藥劑液包含帶電為所述第一導電型的藥劑離子，并且，該離子電滲療裝置利用施加到作用極結構體的第一導電型的電壓，通過所述第一離子交換膜進行所述藥劑離子的給藥，在該前提下，通過在該第一多孔膜的表面形成水溶性高分子化合物的第一層，其中該水溶性高分子化合物化學結合到構成該第一多孔膜的物質上，由此解決上述問題并實現(xiàn)提高藥劑的給藥效率。
根據(jù)本發(fā)明顯著提高藥劑的給藥效率的機理并不明確，但可以認為如下原因起到了貢獻作用化學結合到第一多孔膜表面的水溶性高分子化合物一定程度改善了離子交換膜對生物體皮膚的親和性，另外，從藥劑保持部滲出的水份層被保持在水溶性高分子化合物的第一層，從而使離子交換樹脂和皮膚之間的導電性提高，并且，化學結合到多孔膜表面的水溶性高分子化合物的第一層的厚度是1分子水溶性高分子化合物或充其量數(shù)十分子左右該水溶性高分子化合物的厚度，因此該層基本上不妨礙離子交換膜與皮膚的接觸，與不存在水溶性高分子化合物的層的情況相同，原樣保持了通過離子交換膜進行藥劑離子的給藥的類型的離子電滲療裝置所具有的原有的作用，即，藥劑離子從離子交換膜向皮膚移動是可行的，另一方面，生物體反荷離子從皮膚的流出被離子交換膜阻止。
另外，本發(fā)明的離子電滲療裝置還具備作為上述作用極結構體的對電極的結構體(被施加與作用極結構體相反導電型的電壓或接地的結構體)的非作用極結構體，該非作用極結構體具有第二多孔膜，其具有連通表面和里面的多個孔；第二離子交換膜，其由被填充在該第二多孔膜的這些孔內的離子交換樹脂形成，并選擇與所述第一導電型相反的導電型的第二導電型的離子；電解液保持部，其被配置在該第二離子交換膜的里面一例，并保持電解液。其中，在該第二多孔膜的表面也可形成化學結合的水溶性高分子化合物的第一層，由此，在非作用極結構體中也可實現(xiàn)與上述同樣的與皮膚的密合性或導通性提高的效果，可實現(xiàn)藥劑給藥效率的進一步提高。
在此，本發(fā)明的水溶性高分子化合物是容易溶解于水的例如分子量為50～1000左右的高分子化合物，尤其可適合使用例如聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纖維素、聚丙烯酸、聚-N-異丙基丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、聚-N-甲基丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯亞胺、聚甲基丙烯酸-N-二甲氨基乙酯、多肽等。
另外，作為多孔膜，可適合使用聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂等熱塑性樹脂，這樣的多孔膜與上述各水溶性高分子化合物的化學結合(共價鍵)可通過在溶解有該水溶性高分子化合物的水溶液中浸漬多孔膜的狀態(tài)下，照射紫外線、電子射線、γ射線或等離子體而形成。
另外，上面例示的各水溶性高分子化合物具有直鏈狀的結構，通過適當控制將這些水溶性高分子化合物化學結合到多孔膜的表面時的反應條件，可以將水溶性高分子化合物以刷子狀結合到多孔膜的表面，由此，可特別顯著地提高藥劑的給藥效率，同樣通過適當控制該反應條件，也可以將水溶性高分子化合物層狀地結合到多孔膜的表面，此時也可以按照與水溶性高分子化合物以刷子狀結合的情況相當?shù)某潭忍岣咚巹┑慕o藥效率。
另外，將水溶性高分子化合物化學結合到多孔膜的表面的處理可以在以下任意時機進行將離子交換樹脂填充到多孔膜的前后，或者將離子交換基團導入離子交換樹脂的處理的前后。從必須防止水溶性高分子化合物附著到多孔膜孔壁考慮，優(yōu)選在填充離子交換樹脂之后進行，從不用擔心附著到離子交換樹脂上的水溶性高分子化合物會阻礙抑制生物體反荷離子從皮膚釋放的功能的意義上出發(fā)，優(yōu)選在填充離子交換樹脂之前進行。
另外，這樣的水溶性高分子化合物的第一層不一定必須僅在多孔膜的表面形成，即使在多孔膜的表面以及里面雙方形成水溶性高分子化合物的第一層也沒有特別的影響。
另外，在本發(fā)明中，在化學結合到多孔膜的表面的水溶性高分子化合物的第一層上，還可以進一步形成水溶性高分子化合物的第二層。
該第二層在藥劑離子的給藥時吸收從藥劑保持部滲出的水份(或者根據(jù)需要從外部補充的水分)而變得可流動，因此通過將作用極結構體和/或非作用極結構體與皮膚抵接，皮膚的凸部與離子交換樹脂之間的水溶性高分子化合物移動到在皮膚的凹部與離子交換樹脂之間形成的空間中，進一步提高作用極結構體和/或非作用極結構體與皮膚的密合性。
另外，為了將該第二層制成使用時的上述流動性充分的層，優(yōu)選以不與多孔膜、離子交換樹脂、水溶性高分子化合物生成化學結合的方式形成該第二層，例如，優(yōu)選通過如下方法形成利用旋涂、棒涂等的涂布，或者將多孔膜浸漬到水溶性高分子化合物的水溶液等。
另外，作為構成該第二層的水溶性高分子化合物，與上述同樣，可以沒有特別限制地使用聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纖維素、聚丙烯酸、聚-N-異丙基丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、聚-N-甲基丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯亞胺、聚甲基丙烯酸-N-二甲氨基乙酯、多肽等容易溶解于水的例如分子量為1000～1000000左右的高分子化合物。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以將生物體反荷離子從皮膚的釋放抑制在最小限度，并且提高作用極結構體和/或非作用極結構體與生物體皮膚的密合性和導電性，提高藥劑離子對生物體的給藥效率。
另外，實現(xiàn)上述作用效果的結果，可實現(xiàn)一種離子電滲療裝置，其即使在作用極結構體和/或非作用極結構體與生物體皮膚之間不夾置電解液等，或者即使不使用根據(jù)與作用極結構體和/或非作用極結構體抵接的生物體的部位等而用于將作用極結構體和/或非作用極結構體保持在擠壓到生物體上的狀態(tài)的偏置單元，也可以以高的給藥效率將藥劑離子穩(wěn)定地向生物體給藥。


圖1是表示本發(fā)明一個實施方式的離子電滲療裝置的基本結構的剖視簡圖。
圖2是示意表示本發(fā)明的離子電滲療裝置中所使用的離子交換膜接觸皮膚的狀況的概念說明圖。
圖3(a)是示意表示本發(fā)明的離子電滲療裝置中所使用的離子交換膜的概念說明圖，(b)是示意表示該離子交換膜接觸皮膚的狀況的概念說明圖。
圖4是表示本發(fā)明其它實施方式的離子電滲療裝置的結構的說明圖。
圖5是表示本發(fā)明其它實施方式的離子電滲療裝置的結構的說明圖。
具體實施例方式
下面，基于

本發(fā)明的實施方式。
圖1是表示本發(fā)明的離子電滲療裝置X1的基本結構的剖視簡圖。
另外，下面，為了方便說明，以用于給予藥效成分離解成負的離子的藥劑(例如，作為維生素劑的抗壞血酸、作為疫苗用的輔助劑所使用的脂質A等)的離子電滲療裝置為例進行說明，在用于給予藥效成分離解成正的離子的藥劑(例如，作為麻醉藥的利多卡因，作為胃腸疾病治療藥的氯化肉堿、作為骨骼肌松弛劑的溴化泮庫溴銨，作為麻醉劑的鹽酸嗎啡等)的離子電滲療裝置的情形中，以下說明的電源、各電極部件、各離子交換膜的極性(正和負)是相反的。
如圖所示，本發(fā)明的離子電滲療裝置X1，作為大的構成要件(部件)，具備作用極結構體1、非作用極結構體2以及電源3。另外，附圖標記4表示皮膚(或粘膜)。
作用極結構體1具有電極部件11，其被連接到電源3的負極；電解液保持部12，其被設置成與該電極部件11保持接觸；陽離子交換膜13，其被配置在該電解液保持部12的前面；藥劑保持部14，其被配置在該陽離子交換膜13的前面；陰離子交換膜15，其被配置在該藥劑保持部14的前面。并且，其整體被容納在由樹脂薄膜、塑料等材料構成的罩或容器16中。
另一方面，非作用極結構體2具有電極部件21，其被連接到電源3的正極；電解液保持部22，其被設置成與該電極部件21保持接觸；陰離子交換膜23，其被配置在該電解液保持部22的前面；電解液保持部24，其被配置在該陰離子交換膜23的前面；陽離子交換膜25，其被配置在該電解液保持部24的前面。并且，其整體被容納在由樹脂薄膜、塑料等材料構成的罩或容器26中。
在該離子電滲療裝置X1中，電極部件11、21可以沒有特別限制地使用由任意導電性材料形成的電極，尤其可以優(yōu)選使用由碳、鉑等構成的惰性電極，尤其可優(yōu)選使用不會產生金屬離子的溶出及其向生物體移動的炭電極。
但是，還可以采用活性電極，如電極部件11由氯化銀構成、電極部件21由銀構成的銀/氯化銀成對電極(couple electrode)等。
例如，使用銀/氯化銀成對電極時，作為陽極(正極)的電極部件21中銀電極和氯離子(Cl-)容易反應，通過Ag+Cl-→AgCl+e-生成不溶性的AgCl，在作為陰極(負極)的電極部件11中發(fā)生氯離子(Cl-)從氯化銀電極溶出的反應，結果可得到如下效果，即，水的電解反應受到抑制，可以防止陽極上的H+離子導致的急劇酸性化以及陰極上的OH-導致的急劇堿性化。
與此相對，對圖1的離子電滲療裝置X1的作用極結構體1、非作用極結構體2而言，由于陰離子交換膜和/或陽離子交換膜的作用，電解液保持部12中的OH-離子導致的急劇堿性化以及電解液保持部22中的H+離子導致的急劇酸性化得到抑制，因此，可適宜使用廉價且不必擔心金屬離子溶出的炭電極來代替銀/氯化銀成對電極等活性電極。
此外，圖1的離子電滲療裝置X1中的電解液保持部12、22、24保持用于確保傳導性的電解液，作為該電解液，典型使用磷酸緩沖食鹽水、生理食鹽水等。
此外，電解液保持部12、22中，為了更有效地防止水的電解反應引起的氣體產生和由此導致的導電電阻增大或者水的電解反應引起的pH變化，可以添加比水的電解反應(正極上的氧化以及負極上的還原)更容易被氧化或被還原的化合物，從生物體安全性、經濟性(廉價且容易獲取)的觀點出發(fā)，可優(yōu)選使用例如硫酸亞鐵、硫酸鐵等無機化合物；抗壞血酸(維他命C)、抗壞血酸鈉等藥劑；乳酸等存在于皮膚表面的酸性化合物；或者草酸、蘋果酸、琥珀酸、富馬酸等有機酸和/或其鹽等，或者還可以將這些組合使用，例如使用1摩爾(M)乳酸和1摩爾(M)富馬酸鈉的1∶1混合水溶液等。
另外，關于電解液保持部12，為了避免與后述的保持在藥劑保持部14中的藥劑液混合所導致的組成變化，可以使用與保持在藥劑保持部14中的藥劑液同一組成的藥劑液。
另外，關于電解液保持部22、24，為了避免與兩電解液保持部22中的電解液混合所導致的組成變化，兩者可以使用同一組成的電解液。
另外，這些電解液保持部12、22、24以液體狀態(tài)保持上述的電解液也無妨，但通過將上述這樣的電解液浸漬到由高分子材料等形成的吸水性的薄膜體中，還可以提高其處理性等。另外，在此所使用的薄膜體可使用與在藥劑保持部14中可使用的薄膜體同樣的物質，因而一并在以下的藥劑液保持部14的說明中進行詳細說明。
本實施方式的離子電滲療裝置X1的藥劑液保持部14中，作為藥劑液，至少保持有通過溶解而使藥效成分離解成負的藥劑離子的藥劑(例如，抗壞血酸)的水溶液。
這里，藥劑保持部14可以以液體狀態(tài)保持藥劑液也無妨，通過將藥劑液浸漬保持到下述那樣的吸水性的薄膜體中，還可以提高其處理性等。
作為可用作此時的吸水性的薄膜體的材料，可以使用例如丙烯酸系樹脂的水凝膠體(丙烯酸類水凝膠膜)、嵌段聚氨酯系凝膠膜、凝膠狀固體電解質形成用的離子導電性多孔片材等，通過以20～60％的浸漬率浸漬上述水溶液，可以得到例如70～80％的高遷移數(shù)(高藥劑輸送性(drug delivery property))。
另外，本說明書中的浸漬率為重量％，是將干燥時的重量設為D、浸漬后的重量設為W時的100×(W-D)/D[％]。此外，浸漬率的測定應當在水溶液的浸漬后立即測定，應當排除隨時間的影響。
此外，本說明書中的遷移數(shù)是對作用極結構體供電的總電流當中有助于藥劑離子移動的電流的比例。遷移數(shù)應如下測定將浸漬有藥劑液的薄膜體夾置于離子交換膜13、15之間并安裝其它結構部件，并以盡量不產生隨時間變化的方式進行測定。
這里，上述丙烯酸類水凝膠膜(例如，可從Sun Contact LensCo.，Ltd.獲取)是具有三維網狀結構(交聯(lián)結構)的凝膠體，將作為分散介質的電解液添加到丙烯酸類水凝膠膜中，得到具有離子導電性的高分子吸附材料。此外，可通過三維網狀結構的大小、構成樹脂的單體的種類和比例來調整丙烯酸類水凝膠膜的浸漬率與遷移數(shù)的關系，上述浸漬率為30～40％、遷移數(shù)為70～80％的丙烯酸類水凝膠膜可以通過甲基丙烯酸2-羥乙酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯(單體比98～99.5∶0.5～2)調制，確認了上述浸漬率和遷移數(shù)在通常的厚0.1～1mm的范圍內幾乎相同。
此外，嵌段聚氨酯系凝膠膜具有聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)作為鏈段，可由構成這些的單體和二異氰酸酯來調制。嵌段聚氨酯系凝膠膜具有通過尿烷鍵交聯(lián)的三維結構，并且與前述丙烯酸類水凝膠膜同樣，可通過控制網的網眼的大小以及單體的種類、比例來容易地調整該物質的浸漬率和遷移數(shù)、粘著力的強度。在該嵌段聚氨酯系凝膠膜(多孔凝膠膜)中添加作為分散介質的水和電解質(堿金屬鹽等)而得到的物質，其形成鏈段的聚醚的醚鍵部分的氧與堿金屬鹽形成絡合物，通電時金屬鹽的離子向下一個空白的醚鍵部分的氧移動，從而表現(xiàn)出導電性。
作為用于形成凝膠狀固體電解質的離子導電性多孔片材，例如有日本特開昭11-273452公開的多孔片材，該多孔片材以丙烯腈共聚物為基礎、且以孔隙率20～80％的多孔聚合物為基礎。更具體地，是丙烯腈為50％以上(優(yōu)選為70～98摩爾％)、孔隙率為20～80％的丙烯腈系共聚物。另外，前述丙烯腈系的凝膠狀固體電解質片材(固態(tài)電池)對非水溶劑可溶，是通過將含有電解質的非水溶劑浸漬到孔隙率20～80％的丙烯腈系共聚物片材并進行凝膠化而制備的，膠體包括凝膠狀至硬質膜狀的物質。
從離子導電性、安全性等觀點出發(fā)，前述對非水溶劑可溶的丙烯腈系共聚物片材優(yōu)選由丙烯腈/C1～C4(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物、丙烯腈/醋酸乙烯共聚物、丙烯腈/苯乙烯共聚物、丙烯腈/偏氯乙烯共聚物等構成。另外，為了將前述共聚物片材制成多孔片材，可以采用濕(干)式抄紙法、作為無紡布制造法之一的針刺法(needlepunching method)、噴水法(waterjet method)、熔融擠出片材的延伸多孔化、利用溶劑萃取的多孔化等常規(guī)方法。本發(fā)明中，前述的固態(tài)電池所使用的丙烯腈系共聚物的離子導電性多孔片材中，在高分子鏈的三維網絡中保持前述水溶液并實現(xiàn)前述浸漬率和遷移數(shù)的膠體(凝膠狀體至硬質的膜狀體)，其作為本發(fā)明的藥劑液保持部14或者電解液保持部12、22、24中使用的薄膜體是有用的。
本發(fā)明中，對上述那樣的薄膜體浸漬藥劑液或電解液的條件，只要根據(jù)浸漬量、浸漬速度等觀點來選擇最適合的條件即可。例如可以選擇40℃下30分鐘這樣的浸漬條件。
另外，在本實施方式的離子電滲療裝置X1中，可以使用在多孔膜的孔的一部分或全部中填充具有陽離子交換功能的離子交換樹脂而成的離子交換膜作為陽離子交換膜13、25，另外，可以使用填充具有陰離子交換功能的離子交換樹脂而成的離子交換膜作為陰離子交換膜15、23，例如，可以使用TokuyamaCorporation制造的NEOSEPTA(NEOSEPTA，CM-1、CM-2、CMX、CMS、CMB、CLE04-2等)作為陽離子交換膜13、15，可使用Tokuyama Corporation制造的NEOSEPTA(NEOSEPTA，AM-1、AM-3、AMX、AHA、ACH、ACS、ALE04-2、AIP-21等)作為離子交換膜15、23。
在此，作為上述離子交換樹脂，可以使用在全氟化碳骨架上導入了離子交換基團的氟系離子交換樹脂、或者以未被氟化的樹脂作為骨架的烴系離子交換樹脂，但從制造工序的簡易程度出發(fā)，優(yōu)選烴系離子交換樹脂，另外，離子交換樹脂的填充率與多孔膜的孔隙率也有關系，但一般為5～95質量％、特別優(yōu)選為10～90質量％、進一步優(yōu)選為20～60質量％。
另外，上述離子交換樹脂所具有的離子交換基團，只要是在水溶液中產生具有負電荷或正電荷的基團的官能團，就沒有特別限定。如果具體例示能夠成為這樣的離子交換基團的官能團，則作為陽離子交換基，可以列舉出磺酸基、羧酸基、磷酸基等。另外，這些酸基可以作為游離酸存在或以鹽的形式存在。作為鹽時的反荷陽離子，可以列舉出鈉離子、鉀離子等堿金屬陽離子、銨離子等。這些陽離子交換基中，通常特別優(yōu)選作為強酸性基團的磺酸基。另外，作為陰離子交換基，可以列舉出伯氨基、仲氨基、叔氨基、季銨基、吡啶基、咪唑基、季吡啶鎓鹽(quaternary pyridinium)基、季咪唑鎓鹽(quaternaryimidazolium)基等。作為這些陰離子交換基的反荷陰離子，可以列舉出氯離子等鹵離子或羥基離子等。這些陰離子交換基中通?？蛇m宜使用作為強堿性基團的季銨基、季吡啶鎓鹽基。
另外，作為上述多孔膜，可以不受特別限制地使用具有多個連通表里的孔的膜或片材，如，通過擠壓、壓延加工等形成的作為單一體的膜，其在膜內形成有可負載上述離子交換樹脂的連續(xù)氣泡結構的孔；由纖維狀原材料的紡布或無紡布形成的膜，其在由纖維和纖維的間隙形成的孔內負載上述離子交換樹脂。為了兼顧高的強度和柔軟性，優(yōu)選由熱塑性樹脂形成的多孔膜。
作為構成該多孔膜的熱塑性樹脂，可以不受限制地使用聚烯烴樹脂，如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、5-甲基-1-庚烯等α-烯烴的均聚物或共聚物等；氯乙烯系樹脂，如聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、氯乙烯-烯烴共聚物等；氟系樹脂，如聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物等；聚酰胺樹脂，如尼龍6、尼龍66等；聚酰亞胺樹脂等。但從機械強度、柔軟性、化學穩(wěn)定性、耐化學藥品性優(yōu)異、且與離子交換樹脂的相容性良好的方面出發(fā)，優(yōu)選使用聚烯烴樹脂。作為聚烯烴樹脂，特別優(yōu)選聚乙烯、聚丙烯，最優(yōu)選聚乙烯。
由上述熱塑性樹脂形成的多孔膜的性狀沒有特別限定，但從容易制成薄且強度優(yōu)異、而且電阻也低的離子交換膜的觀點出發(fā)，孔的平均孔徑優(yōu)選為0.005～5.0μm、更優(yōu)選為0.01～2.0μm、最優(yōu)選為0.02～0.2μm。另外，上述平均孔徑是指根據(jù)泡點法(bubble point method)(JIS K3832-1990)測定的平均流動孔徑。同樣地，多孔膜的孔隙率優(yōu)選為20～95％、更優(yōu)選為30～90％、最優(yōu)選為30～60％。而且，多孔膜的厚度優(yōu)選為5～140μm、更優(yōu)選為10～120μm、最優(yōu)選為15～55μm。通常，使用這樣的多孔膜的陰離子交換膜、陽離子交換膜將成為多孔膜厚度+0～20μm左右的厚度。
另外，關于陰離子交換膜15以及陽離子交換膜25所使用的多孔膜，在填充上述離子交換樹脂或導入離子交換基之前、或之后的階段，在其表面(與皮膚4相對一側的面)化學結合水溶性高分子化合物，由此進行形成水溶性高分子化合物的第一層的處理。
作為該水溶性高分子化合物，可使用聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纖維素、聚丙烯酸、聚-N-異丙基丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、聚-N-甲基丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯亞胺、聚甲基丙烯酸-N-二甲氨基乙酯、多肽等容易溶解于水的例如分子量為50～1000左右的高分子化合物。通過在溶解有這些水溶性高分子化合物的水溶液中浸漬多孔膜的狀態(tài)下，照射紫外線、電子射線、γ射線或等離子體，可將水溶性高分子化合物化學結合到多孔膜的表面。
另外，上述水溶性高分子化合物都具有直鏈狀的結構，通過適當控制上述處理中的水溶性高分子化合物的濃度、溫度或紫外線、電子射線、γ射線或等離子體的照射量等反應條件，可以將水溶性高分子化合物以刷子狀結合到多孔膜的表面，根據(jù)反應條件，可以以如下狀態(tài)形成該第一層水溶性高分子化合物的單一分子以刷子狀結合到多孔膜的表面的狀態(tài)，或多個(數(shù)個～數(shù)十個左右)水溶性高分子化合物在鏈長方向連接而以刷子狀結合到多孔膜的表面的狀態(tài)。
另外，作為該陰離子交換膜15和陽離子交換膜25，還可以使用多孔膜，其在上述那樣形成的水溶性高分子化合物的第一層上進一步層疊有由水溶性高分子化合物形成的第二層。
該第二層所使用的水溶性高分子化合物也可使用聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纖維素、聚丙烯酸、聚-N-異丙基丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、聚-N-甲基丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯亞胺、聚甲基丙烯酸-N-二甲氨基乙酯、多肽等容易溶解于水的例如分子量為1000～1000000左右的高分子化合物?？赏ㄟ^如下方法形成該第二層例如利用旋涂、棒涂等常用方法，將被稀釋成適當濃度的這些水溶性高分子化合物的水溶液涂布干燥。
另外，由水溶性高分子化合物形成的第二層的膜厚優(yōu)選為1～200μm的范圍。
圖2是表示離子交換膜15與具有凹部4a和凸部4b的皮膚4接觸的狀況的概念說明圖，其中該離子交換膜15使用表面具有以刷子狀結合的水溶性高分子化合物的第一層M1的多孔膜15a。
如圖所示，將這樣的離子交換膜15用于作用極結構體1時，由于以刷子狀結合在多孔膜15a的表面的水溶性高分子化合物的第一層M1的存在，與皮膚4的接觸面積增加，另外，由于從多孔膜15a的開口15b滲出的藥劑保持部14的水份被保持在第一層M1中，因此，可期待皮膚4與離子交換膜15的密合度和導電性提高。
同時，在接近多孔膜15a的開口15b的皮膚的凸部4b等部分中，通過離子交換膜進行藥劑離子的給藥的類型的離子電滲療裝置可原樣保持其所具備的原有的作用，即，藥劑離子從被填充于多孔膜15a的孔中的離子交換樹脂15c向皮膚4內移動，另一方面，生物體反荷離子從皮膚4的釋放被離子交換樹脂15c抑制。
另外，在皮膚的凹部4a中形成有從開口15b滲出的水份的層，其結果可認為，可期待皮膚4與離子交換膜15的密合度和導電性提高的效果，另一方面，由于生物體反荷離子從皮膚4釋放到水份層，導致供電到作用極結構體的電荷的一部分被消耗，但這樣的水份層的體積非常小，因此認為由此所消耗的電荷量是可忽視的程度。
圖3(a)是表示使用了多孔膜15a的離子交換膜15的概念說明圖，其中，該離子交換膜15a是在與圖2同樣的水溶性高分子化合物的第一層M1上進一步形成有由水溶性高分子化合物形成的第二層M2。圖3(b)是表示該離子交換膜15與具有凹部4a和凸部4b的皮膚4接觸的狀況的概念說明圖。
如圖3(a)所示，第二層M2以一定厚度形成在第一層M1上，第二層M2利用從開口15b滲出的水份成為可容易流動的狀態(tài)，在將離子交換膜15抵接到皮膚4上時，如圖3(b)所示，皮膚的凸部4b與離子交換膜15之間的水溶性高分子化合物移動到皮膚的凹部4a和離子交換膜15之間的空間。
因此，離子交換膜15和皮膚4的密合性和導電性變得更良好，另一方面，在皮膚的凸部4b與離子交換膜15之間，第二層M2變得完全不存在或以極薄的膜存在，因此在與多孔膜15a的開口15b接近的皮膚的凸部4b處，通過離子交換膜進行藥劑離子的給藥的類型的離子電滲療裝置可原樣保持其所具備的原有的作用，即，藥劑離子從離子交換樹脂15c向皮膚4內移動，另一方面，生物體反荷離子從皮膚4的釋放被離子交換樹脂15c抑制。
另外，關于非作用極結構體2的離子交換膜25，與上述同樣，可以使用具有以刷子狀結合到表面的水溶性高分子化合物的第一層或再在其上層疊的水溶性高分子化合物的第二層的多孔膜。與上述相同，可得到離子交換膜25與皮膚4之間的密合性和導電性提高的效果。
可以使用電池、恒電壓裝置、恒電流裝置(流電裝置(galvano device))、恒電壓·恒電流裝置等作為本發(fā)明的離子電滲療裝置中的電源3，優(yōu)選使用如下恒電流裝置其可在0.01～1.0mA、優(yōu)選為0.01～0.5mA的范圍內任意調整電流，并在安全的電壓條件、具體而言為50V以下、優(yōu)選為30V以下進行工作。
圖4、圖5是表示其它實施方式的離子電滲療裝置X2、X3的結構的說明圖。
圖4的離子電滲療裝置X2，其非作用極結構體2不具有離子交換膜23和電解液保持部24，圖5的離子電滲療裝置X3，其非作用極結構體2不具有離子交換膜23、25和電解液保持部24，除這一點外，具有與圖1所示的離子電滲療裝置X1同樣的結構，雖然對非作用極結構體2與皮膚4的抵接面的pH變化進行抑制的性能不如離子電滲療裝置X1，但是在其它方面發(fā)揮與離子電滲療裝置X1同等的性能，尤其是陰離子交換膜15和/或陽離子交換膜25在其表面具備水溶性高分子化合物的第一層M1或進一步具備第二層M2，因此與現(xiàn)有的離子電滲療裝置相比，發(fā)揮出可高效率且穩(wěn)定地給予藥劑離子的本發(fā)明特有的作用效果。
以上，基于實施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于這些實施方式，可以在權利要求書記載的范圍進行各種改變。
例如，在上述實施方式中，對作用極結構體1具備電極部件11、藥劑保持部14和離子交換膜15以及電解液保持部12和離子交換膜13的情況進行了說明，但這些電解液保持部12、離子交換膜13可以省略。此時，對藥劑在電極部件11附近的分解進行抑制的功能、對H+離子、OH-離子向皮膚界面移動以及因其產生的皮膚界面的pH變動進行抑制的功能等不如上述實施方式，但是同樣可實現(xiàn)本發(fā)明的基本作用效果，即，提高藥劑離子對生物體的給藥效率，這樣的離子電滲療裝置也包含在本發(fā)明的范圍內。
同樣，在非作用極結構體2中，可省略電解液保持部22、24、離子交換膜23、25，例如，在涂布了電解液的皮膚上直接抵接非作用極結構體2的電極部件21而進行藥劑的給藥，進而，離子電滲療裝置其自身不設置非作用極結構體2，例如一面將作用極結構體1與生物體皮膚抵接、一面使該生物體的一部分與接地部件抵接的狀態(tài)下對作用極結構體1施加電壓來給予藥劑。此時，對電極部件21或者接地的部件與皮膚的界面的pH變化進行抑制的性能等方面不如上述實施方式，但是同樣可實現(xiàn)本發(fā)明的基本作用效果，即，提高藥劑離子向生物體的給藥效率，這樣的離子電滲療裝置也包含在本發(fā)明的范圍內。
此外，上述實施方式中，對作用極結構體1、非作用極結構體和電源3分別單獨構成的情況進行了說明，但也可以將這些要素組裝到單一的外殼中，或者將這些要素組裝而成的裝置整體形成為片狀或者墊狀以提高其處理性，這些離子電滲療裝置也包含在本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種離子電滲療裝置，其特征在于，該裝置具備作用極結構體，該作用極結構體具有第一多孔膜，其具有連通表面和里面的多個孔；第一離子交換膜，其由被填充在該第一多孔膜的所述孔內的離子交換樹脂形成，并選擇第一導電型的離子；藥劑保持部，其被配置在該第一離子交換膜的里面一側，并保持藥劑液，所述藥劑液包含帶電為所述第一導電型的藥劑離子，該離子電滲療裝置通過第一離子交換膜進行所述藥劑離子的給藥，其中，在所述第一多孔膜的所述表面形成有水溶性高分子化合物的第一層，該水溶性高分子化合物化學結合到構成該第一多孔膜的物質上。
2.根據(jù)權利要求1所述的離子電滲療裝置，其特征在于，其還具備作為所述作用極結構體的對電極而工作的非作用極結構體，該非作用極結構體具有第二多孔膜，其具有連通表面和里面的多個孔；第二離子交換膜，其由被填充在該第二多孔膜的所述孔內的離子交換樹脂形成，并選擇與所述第一導電型相反的導電型的第二導電型的離子；第一電解液保持部，其被配置在該第二離子交換膜的里面一側，并保持電解液，在所述第二多孔膜的所述表面形成有水溶性高分子化合物的第一層，該水溶性高分子化合物化學結合到構成該第二多孔膜的物質上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的離子電滲療裝置，其特征在于，所述作用極結構體還具備第一電極部件，其施加所述第一導電型的電壓；第二電解液保持部，其保持電解液，該電解液與所述第一電極部件保持電接觸；第三離子交換膜，其被配置在該第二電解液保持部的前面一側，并選擇所述第二導電型的離子，所述藥劑保持部被配置在所述第三離子交換膜的前面一側，所述第一離子交換膜被配置在所述藥劑保持部的前面一側。
4.根據(jù)權利要求1～3任一項所述的離子電滲療裝置，其特征在于，構成所述第一層的水溶性高分子化合物具有直鏈狀的結構，并且以刷子狀結合到所述第一多孔膜或所述第二多孔膜的所述表面。
5.根據(jù)權利要求1～4任一項所述的離子電滲療裝置，其特征在于，通過在溶解有水溶性高分子化合物的水溶液中浸漬所述第一多孔膜或所述第二多孔膜的狀態(tài)下，照射紫外線、電子射線、γ射線或等離子體而形成所述第一層。
6.根據(jù)權利要求1～5任一項所述的離子電滲療裝置，其特征在于，在所述第一多孔膜或所述第二多孔膜的所述表面具有被層疊在所述水溶性高分子化合物的第一層上的由水溶性高分子化合物形成的第二層。
7.根據(jù)權利要求1～6任一項所述的離子電滲療裝置，其特征在于，形成所述第一層和/或所述第二層的水溶性高分子化合物為聚乙烯醇、聚-N-異丙基丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚-N-異丙基丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、聚-N-甲基丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯亞胺、聚甲基丙烯酸-N-二甲氨基乙酯或多肽或它們的混合物。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，進一步提高通過離子交換膜進行藥劑離子對生物體的給藥的離子電滲療裝置中的藥劑的給藥效率。一種離子電滲療裝置，其具備作用極結構體，該作用極結構體具有第一多孔膜，其具有連通表面和里面的多個孔；第一離子交換膜，其由被填充在該第一多孔膜的所述孔內的離子交換樹脂形成，并選擇第一導電型的離子；藥劑保持部，其被配置在該離子交換膜的里面一側，并保持藥劑液，所述藥劑液包含帶電為所述第一導電型的藥劑離子，該離子電滲療裝置通過所述第一離子交換膜進行所述藥劑離子的給藥，其中，在第一多孔膜的所述表面形成有水溶性高分子化合物的層，該水溶性高分子化合物化學結合到構成該第一多孔膜的物質上。
文檔編號A61N1/30GK101076370SQ200580042380
公開日2007年11月21日 申請日期2005年12月6日 優(yōu)先權日2004年12月9日
發(fā)明者谷岡明彥, 松村昭彥, 松村健彥, 中山鳩夫, 秋山英郎 申請人:透皮技術株式會社