JP2797118B2 - Transdermal drug delivery device - Google Patents
Transdermal drug delivery deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イオントフォレーゼの作用を利用した経皮
投薬用素子に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an element for transdermal administration utilizing the action of iontophorase.
生体の疾患治療に用いられる薬剤投与方法には、静脈
血流の運搬作用に頼る注射,直腸投与,経口投与法と薬
剤の局所的な拡散浸透作用に頼る経皮投与法とがある。
前者は主に全身症状や生体深奥部に原因する疾患の治療
に効果的であり、後者は主に局所疾患の治療に効果的で
ある。近年、経皮投与法の改善と共に活動中の生体に持
続的に一定濃度の薬剤を供給し、治療しつつ日常生活を
送ることが、一部の症例で可能となった。典型的なもの
に、筋骨格系および結合組織の疾患治療,狭心症の発作
予防,風邪による気管支炎症の沈静化などがある。これ
ら経皮投薬は、通常有効成分を含む薬剤を皮接し、一定
の成分拡散速度を維持しつつ患部に一定濃度の有効成分
を供給するものである。しかるに、疾患の治癒作用を示
す薬剤成分は一般に高分子化合物であり、かつ複雑な立
体構造をもつので、単純な濃度拡散現象にだけ頼ってい
ては十分な治療効果が得られないことも多い。とくに、
急性疾患や症状が重い場合には経皮投与法は不適である
と指摘されている。Drug administration methods used for treating diseases of the living body include injection, rectal administration, and oral administration methods that rely on the transport action of venous blood flow, and transdermal administration methods that rely on local diffusion and penetration of the drug.
The former is effective mainly for treating systemic symptoms and diseases caused deep inside the body, and the latter is effective mainly for treating local diseases. In recent years, it has become possible in some cases to provide a constant concentration of a drug to living organisms in an active manner and to carry out daily life while treating while improving the transdermal administration method. Typical examples include treatment of diseases of the musculoskeletal system and connective tissue, prevention of attacks of angina, and suppression of bronchial inflammation due to colds. In these transdermal administrations, a drug containing an active ingredient is usually in contact with the skin, and a constant concentration of the active ingredient is supplied to the affected part while maintaining a constant diffusion rate of the ingredient. However, since a drug component showing a curative action for a disease is generally a polymer compound and has a complicated three-dimensional structure, a sufficient therapeutic effect cannot be often obtained only by relying on a simple concentration diffusion phenomenon. In particular,
It has been pointed out that transdermal administration is not suitable for acute illness or severe symptoms.
そこで、経皮投薬法による有効成分の生体内搬送効率
を飛躍的に高める手段として、近年イオントフォレー
ゼ,すなわち電気泳動法を利用したイオン性薬剤の経皮
吸収法が脚光をあびてきた。イオントフォレーゼそのも
のは既に20世紀初頭から知られており、一部で用いられ
てきたが、近年顔面神経痛に効果的なイオン性薬剤や、
固定プラスター,電極材料(イオン性薬剤用マトリクス
を含む)および電気泳動可能な高性能小型可搬外部電源
の開発などによってその効用がクローズアップされてき
た。In recent years, iontophoresis, ie, transdermal absorption of ionic drugs using electrophoresis, has been spotlighted as a means of dramatically improving the efficiency of in vivo delivery of active ingredients by transdermal administration. Iontophoresis itself has been known since the early 20th century and has been used in some cases, but in recent years ionic drugs effective for facial neuralgia,
Its utility has been highlighted by the development of fixed plaster, electrode material (including matrix for ionic drugs), and high performance small portable external power supply capable of electrophoresis.
イオントフォレーゼを行うには、有効成分を含むイオ
ン性薬剤を導電性ペーストまたは含水ガーゼなどに保持
して患部に皮接し、その上に通電用電極(活性電極)を
配置する。この近傍に不関電極(又は接地電極)とよば
れる対電極を皮接し、両電極間に電源を接続して通電す
る。この場合、どちらの電極を正に偏倚するかは、生体
に浸透させる有効成分の電荷に依存する。例えば、消炎
鎮痛効果をもつサリチル酸をナトリウム塩として用いる
ならば、有効成分サリチル酸は負に帯電しているので活
性電極は電源の陰極に接続し、電気的反撥力によって皮
膚内通電路にサリチル酸を泳動・浸透せしめるのであ
る。通電する電流密度は、有効成分供給濃度の必要性に
よって大きく異なるが、通常数〜数100μA/cm2程度とい
われる(たとえば、特開昭58−130054号)。イオントフ
ォレーゼの採用によって有効成分の生体内供給速度が、
単なる拡散浸透の場合に比べて1桁以上高まっているこ
とが報告されている(たとえば、特開昭61−149168号,
第1から第4表対比)。それ故、イオントフォレーゼを
利用した経皮投与法は、ペニシリン,セファゾリン等の
抗生物質,サリチル酸,フルフェナム酸などの消炎鎮痛
剤,ペントバルビタール,セコバルビタールなどの抗て
んかん剤,その他ビタミン,ホルモン剤,抗不整脈剤な
ど多くの薬剤投与に活用される気運にある。In order to perform iontophoresis, an ionic drug containing an active ingredient is held in a conductive paste or a hydrated gauze or the like to be in skin contact with the affected area, and an energizing electrode (active electrode) is arranged thereon. In this vicinity, a counter electrode called an indifferent electrode (or a ground electrode) is in contact, and a power source is connected between the two electrodes to energize. In this case, which electrode is biased positively depends on the charge of the active ingredient that penetrates the living body. For example, if salicylic acid, which has an anti-inflammatory and analgesic effect, is used as a sodium salt, the active ingredient salicylic acid is negatively charged, so the active electrode is connected to the cathode of the power supply, and the salicylic acid migrates to the current path in the skin by electrical repulsion.・ We let you penetrate. The current density to be energized varies greatly depending on the necessity of the active ingredient supply concentration, but is generally said to be about several to several hundred μA / cm 2 (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-130054). The adoption of iontophoresis increases the rate of in vivo delivery of active ingredients,
It has been reported that the value is increased by one digit or more compared to the case of simple diffusion and infiltration (for example, JP-A-61-149168,
Tables 1 to 4). Therefore, the transdermal administration method using iontophoresis is based on antibiotics such as penicillin and cefazolin, anti-inflammatory analgesics such as salicylic acid and flufenamic acid, antiepileptic drugs such as pentobarbital and secobarbital, and other vitamins and hormones. I am in the fortune to use it for the administration of many drugs such as antiarrhythmic drugs.
イオントフォレーゼは外部電源による偏倚によってイ
オン性薬剤の電気泳動を生ぜしめるため、活動中の生体
に適用するには携帯用小型電池が電源として用いられね
ばならない(たとえば特開昭60−188176号)。しかし、
乾電池は一定時間の使用によって起電力が消耗し、目的
を果たせなくなったり、或は皮接面の状況変化,たとえ
ば発汗などによって皮膚抵抗が大きく変化し、大電流が
流れて生体皮膚面にヤケドを生ずるなどの問題点があ
る。これを防ぐ方策として、イオン化傾向の異なる二種
類の金属を導電接続し、皮接時に生ずる電気的閉回路を
利用して起電力を発生させ、陽極側金属と同じ種類の金
属を用いたイオン性薬剤金属塩を陽極の皮接面に塗布し
て用いるイオントフォレーゼが提案されている(特開昭
60−203270号)。この方法は生体皮膚面を電解質として
利用しようとするもので、外部電源(電池)を用いた上
記従来技術に比べて、いわば電池の内部反応(電極間の
酸化還元反応)を用いるものである。したがって、皮膚
抵抗の大幅な変化や電極間短絡が発生しても電池起電能
の停止が生ずるのみで、安全であるという利点がある。Since iontophoresis causes electrophoresis of an ionic drug by a bias from an external power source, a small portable battery must be used as a power source for application to an active living body (for example, JP-A-60-188176). . But,
The use of a dry battery consumes electromotive force after a certain period of use, making it impossible to fulfill its purpose, or a change in the condition of the skin contact surface, for example, perspiration causes a drastic change in skin resistance. There are problems such as occurrence. As a measure to prevent this, two types of metals with different ionization tendencies are conductively connected and an electromotive force is generated using an electrical closed circuit generated at the time of skin contact, and ionicity using the same type of metal as the anode side metal An iontophoresis using a drug metal salt applied to a skin contact surface of an anode has been proposed (JP-A No.
No. 60-203270). This method uses the skin surface of a living body as an electrolyte, and uses an internal reaction (oxidation-reduction reaction between electrodes) of the battery as compared with the above-described conventional technology using an external power supply (battery). Therefore, there is an advantage that even if a large change in skin resistance or a short circuit occurs between the electrodes, the electromotive force of the battery is only stopped, which is safe.
しかし、この方法は大きな欠点がある。すなわち、陰
陽極を皮接して電気的閉回路を形成した時、イオン化傾
向の大きな陰極から電子が陽極へ流れ、陰極金属が酸化
された状態になる。陰極から陽極に移った電子は陽極を
負に帯電させるから、その電気的反撥力によって陽極下
に配置された陰イオン性薬剤成分は生体内に泳動して吸
収される。ところが、電子のぬけた(酸化された)陰極
は化学的に不安定な「活性状態」にあるため、電気陰性
度の高い電子を引きよせ化合物を形成しやすい。特開昭
60−203270号には、(3)右上欄14〜16行目において
「(この状態下にある陰極は)体内の陰イオンを吸収
し、これにより金属塩となって蓄積されることになる」
と記述されているが、この文献例の如く陰極が水分子に
取りかこまれた状態にあれば、体内の陰イオンを吸収す
る前に速やかに下記反応式によって酸化物が生成するこ
とは自明である。However, this method has major drawbacks. That is, when an electrically closed circuit is formed by contacting the negative anode, electrons flow from the cathode having a high ionization tendency to the anode, and the cathode metal is oxidized. Since the electrons transferred from the cathode to the anode charge the anode negatively, the anionic drug component disposed under the anode migrates into the living body and is absorbed by the electric repulsion. However, since the cathode without electrons (oxidized) is in a chemically unstable “active state”, electrons having high electronegativity are attracted to easily form a compound. JP
In No. 60-203270, (3) In the upper right column, lines 14 to 16, "(The cathode under this condition) absorbs anions in the body and thereby accumulates as metal salts."
However, if the cathode is trapped in water molecules as in this literature example, it is obvious that oxides are immediately formed by the following reaction formula before absorbing anions in the body. is there.
Me+2+2OH-→Me(OH)2→MeO+H2O (ただし、Me+2は陰極構成金属のイオン) 特に、この文献例で好適として推奨されているマグネシ
ウム合金を陰極に用いた場合には、強い酸化作用を呈す
るので、短かい時間のうちにMgO系酸化物が陰極表面を
被覆する。MgO系酸化物は絶縁物であるため、酸化物の
形成開始と共に電池の内部抵抗が上昇するので、その起
電力は低下しはじめ、酸化物膜厚が厚くなるにしたがっ
て遂には全く導通がなくなる。すなわち、イオントフォ
レーゼは惹起しなくなる。 Me +2 + 2OH - → Me ( OH) 2 → MeO + H 2 O ( provided that, Me +2 cathode structure metal ions) when particularly using a magnesium alloy, which is recommended as a preferred in this document examples cathode Since it exhibits a strong oxidizing action, the MgO-based oxide coats the cathode surface within a short time. Since the MgO-based oxide is an insulator, the internal resistance of the battery increases with the start of the formation of the oxide. Therefore, the electromotive force starts to decrease, and as the oxide film thickness increases, conduction stops at all. That is, iontophoresis does not occur.
本発明は、上記した携帯用イオントフォレーゼ用電源
のもつ欠点を解消するために行われたものである。すな
わち、本発明の主要な目的は、生体皮膚電解質作用を利
用した内部反応型電池(バイオセル)の安全性を生かし
ながら、外部電源電池なみに安定した電極反応を継続的
に行なわせることによって、理想的なイオントフォレー
ゼ用携帯電源を構成することにある。また、本発明の別
の目的は、陽極側からのイオン性薬剤の生体内浸透だけ
でなく、症状の必要性に応じて、同時に陰極構成物質を
も電気泳動によって生体内に浸透せしめ、インターフェ
ロンを誘起するなどして生理活性作用を高めることがで
きるようにすることである。The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the portable iontophoresis power supply. That is, the main object of the present invention is to make the electrode reaction as stable as that of an external power supply battery while continuously utilizing the safety of an internal reaction type battery (biocell) utilizing the action of a biological skin electrolyte. A portable iontophoresis portable power supply. Another object of the present invention is to allow not only the penetration of the ionic drug into the living body from the anode side but also the penetration of the cathode constituent substance into the living body by electrophoresis at the same time, depending on the necessity of the symptom. It is to be able to enhance the physiological activity by inducing.
前記目的を達成するために本発明では、イオン性被浸
透薬剤(有効成分)を含有する導電性マトリクス背面に
導電接触した標準単極電位のより高い金属電極と、該金
属電極に導電接続した標準単極電位のより低い半導体電
極とから成り、該半導体電極と前記イオン性被浸透薬剤
を含有する導電性マトリクスとを同時に皮接することを
特徴とする経皮投薬用素子を開示する。In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a metal electrode having a higher standard monopolar potential in conductive contact with the back of a conductive matrix containing an ionic penetrant drug (active ingredient), and a standard electrode conductively connected to the metal electrode. A transdermal drug delivery device comprising a semiconductor electrode having a lower unipolar potential, wherein the semiconductor electrode and the conductive matrix containing the ionic penetrant are simultaneously in skin contact with each other.
皮接によって電気的閉回路が形成されると直ちに電子
が流出する(還元される)ので、きわめて酸化されやす
い状態にある陰極に半導体を用いることは、この内部反
応型電池の電極反応を安定して継続する,すなわち、イ
オントフォレーゼを長時間継続して行なわせる上できわ
めて効果的である。電池の内部抵抗を減らし、有効電流
密度を高める上では比抵抗が1Ωcm以下の低抵抗半導
体,なかんずく電子供給型の導電性半導体を陰極に用い
ることが有用である。このような低抵抗導電性酸化物に
は酸化亜鉛(ZnO),酸化ビスマス(Bi2O3),酸化アン
チモン(Sb2O3),酸化スズ(SnO2)などがあるが、こ
れら化合物は一種の不定比酸化物であり、酸素欠陥を含
むほうが導電率が高い(低抵抗である)。したがって、
最初から酸化物半導体の形で陰極に用いることもできる
が、最初はこれらを金属(Zn,Bi,Sb,Snなど)のままで
陰極として皮接することもできる。特に濡水状態で使用
した場合はより速やかであるが、陰陽極同時皮接によっ
て電気的閉回路が形成されると、該金属から電子が流出
しその結果直ちに皮接面で薄い酸化被膜が発生する。酸
化被膜は通電時間の経過と共に数〜数十μmの厚さまで
成長するが、該酸化被膜が良好な低抵抗電子供給型半導
体として作用するので、このような用い方をすることも
できるのである。しかし、金属を皮接しながら酸化する
と、酸化の位置的不均一のため、良好な酸化膜が一定の
厚さで形成されないことが多い。そこで、これら不定比
酸化物を形成する金属表面に予め薄く(数百Å〜1μm
程度)その酸化膜を形成しておき、しかる後皮接するこ
とが好ましい。この酸化膜/金属の二重層構造によって
皮接後の酸化は比較的均一に進行し、上記した安定な酸
化膜厚みに達するのである。The use of a semiconductor for the cathode, which is extremely susceptible to oxidation, stabilizes the electrode reaction of this internal reaction type battery because electrons flow out (reduction) as soon as an electrically closed circuit is formed by skin contact. In other words, it is extremely effective in performing iontophoresis continuously for a long time. In order to reduce the internal resistance of the battery and increase the effective current density, it is useful to use a low-resistance semiconductor having a specific resistance of 1 Ωcm or less, particularly, an electron-supplying conductive semiconductor for the cathode. Such low-resistance conductive oxides include zinc oxide (ZnO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), antimony oxide (Sb 2 O 3 ), and tin oxide (SnO 2 ). Is a non-stoichiometric oxide having a higher electrical conductivity (lower resistance) if it contains oxygen defects. Therefore,
The cathode can be used in the form of an oxide semiconductor from the beginning, but it can also be initially used as a cathode while keeping the metal (Zn, Bi, Sb, Sn, etc.). Especially when used in a wet state, it is quicker, but when an electrical closed circuit is formed by simultaneous anode and anode contact, electrons flow out of the metal and as a result, a thin oxide film is immediately generated on the skin contact surface. I do. The oxide film grows to a thickness of several to several tens [mu] m with the passage of current, but since the oxide film acts as a good low-resistance electron supply type semiconductor, such a method can be used. However, when the metal is oxidized while being in contact with the metal, a good oxide film is often not formed with a constant thickness due to uneven position of the oxidation. Therefore, the metal surface on which these non-stoichiometric oxides are formed is thinned in advance (several hundreds of μm to 1 μm).
It is preferable that the oxide film is formed beforehand and then contacted. Oxidation after skinning progresses relatively uniformly due to this oxide film / metal double layer structure, and reaches the stable oxide film thickness described above.
また、半導体陰極としてゲルマニウムや同化合物,混
合物,シリコンや同化合物,混合物,希土類化合物や同
混合物などの物質を用いると、これらは皮接通電によっ
て陽イオン化し、生体内に浸透していく。この結果、生
体内で浸透濃度に比例した単位のインターフェロンなど
を誘起することが知られており、生成したインターフェ
ロン等サイトカインが生体の生理活性作用を強化するた
め、治療により好ましい影響を与える。Further, when a material such as germanium, the same compound, a mixture, silicon, the same compound, a mixture, a rare earth compound, or a mixture is used as a semiconductor cathode, these are converted into cations by skin conduction and penetrate into a living body. As a result, it is known to induce interferon or the like in a unit proportional to the osmotic concentration in a living body, and the generated cytokine such as interferon enhances the biologically active action of the living body, and thus has a more favorable effect on the treatment.
本発明の半導体陰極がイオントフォレーゼ用内部反応
型電池に用いられた場合、安定して一定の起電力を発生
するのは次の理由による。すなわち、第1図(a)の如
く半導体陰極3を陽極金属1と導線4で連結して導電接
続し、陽極金属1に導電接触させたイオン性被浸透薬剤
(M-)を含む導電性マトリクス2(ここでマトリクスと
は、碁盤目状とのことではなく、基材との意)と共に生
体皮膚面に皮接した時、図示したように陰陽極の標準単
極電位差に起因して半導体陰極3から陽極金属1に向け
て自由電子(e-)が流出し、半導体陰極3の伝導帯は電
子不足となって第1図(b)に示す如く、半導体陰極3
のエネルギーバンドは傾斜する。この時、半導体陰極3
の皮接面にはショットキー電位障へきβが形成され空乏
層ができる。しかし、低抵抗酸化物半導体を陰極に用い
ると、図示したような酸素欠陥が形成する連続的な欠陥
準位から電子が熱的励起されて伝導帯に供給されるの
で、たえず安定して実効起電力が保たれるのである。こ
の時欠陥準位を介して熱的励起される電子の源は酸化物
半導体の充満帯なので、充満帯には電子のぬけがら、す
なわち正孔(h+)が発生する。正孔は半導体内で順方向
に自己偏倚されるので、図示したように皮接面側へ流れ
る。その結果、皮接面では酸化物半導体分子は陽イオン
化するが、電気陰性度の高い酸素原子と金属原子のイオ
ン結合が強いため、隣接原子間の結合力が斥力に打勝っ
て通常は結晶から陽イオンが解離して生体皮膚内に浸透
することはない。正孔はそのまま生体皮膚内に流入し、
この領域に存在する生体内イオン(たとえば鉄イオン)
を酸化する(Fe2++h+→Fe3+)。When the semiconductor cathode of the present invention is used in an internal reaction battery for iontophoresis, a stable and constant electromotive force is generated for the following reasons. That is, as shown in FIG. 1 (a), the semiconductor cathode 3 is connected to the anode metal 1 by the conductive wire 4 to be conductively connected, and the conductive matrix containing the ionic penetrant (M − ) brought into conductive contact with the anode metal 1 2 (here, the matrix is not a grid-like shape, but a substrate), when it comes into skin contact with the skin surface of the living body, as shown in the figure, due to the standard unipolar potential difference of the negative anode, 3 toward the anode metal 1 from the free electrons (e -) flows out, the conduction band of the semiconductor cathode 3 as shown in Figure 1 is an electron deficient (b), the semiconductor cathode 3
Energy band is inclined. At this time, the semiconductor cathode 3
A Schottky potential barrier β is formed on the surface in contact with the skin, and a depletion layer is formed. However, when a low-resistance oxide semiconductor is used for the cathode, electrons are thermally excited from a continuous defect level formed by oxygen defects as shown in the figure and supplied to the conduction band, so that the effective oscillation is constantly stabilized. Power is preserved. At this time, the source of the electrons thermally excited through the defect level is a full band of the oxide semiconductor, and thus, in the full band, holes (h + ) are generated. Since the holes are self-biased in the forward direction in the semiconductor, they flow toward the skin contact surface as shown in the figure. As a result, the oxide semiconductor molecules are positively ionized on the surface in contact with the skin. Cations do not dissociate and penetrate into living skin. The holes flow into the living skin as it is,
Biological ions (for example, iron ions) existing in this region
Is oxidized (Fe 2+ + h + → Fe 3+ ).
一方、半導体陰極としてゲルマニウムなどの非酸化物
結晶を用いると、第1図(b)で示したプロセスにより
発生した正孔によって皮接面で陽イオン化した半導体原
子(又は分子)は、原子間引力が酸化物よりはるかに弱
いため(共有結合性が強いため)不安定な状態にあり、
隣接する同種陽イオン間の斥力と皮膚面の電解質作用
(電解質の触媒作用)を受けて結晶から解離し、半導体
陽イオンとして生体内に浸透する。前記したように、ゲ
ルマニウムイオン等は、生体内でインターフェロンやイ
ンターロイキン等サイトカインを作り出す働きがあり、
生理作用が活性化されるので、陽極側から生体内に浸透
する治療用イオン性薬剤の作用と連けいして治癒効果が
高まる場合が多い。この場合は、陽極側と同時に陰極側
でもイオントフォレーゼが生じていることになる。また
この場合、陰極半導体の皮接面においては、次々と陽イ
オンが解離するので、新鮮な原子面が皮接している状態
となる。On the other hand, when a non-oxide crystal such as germanium is used as the semiconductor cathode, the semiconductor atoms (or molecules) cationized on the skin contact surface by holes generated by the process shown in FIG. Is in an unstable state because it is much weaker than oxide (due to strong covalent bonding)
It is dissociated from crystals by the repulsion between adjacent homogeneous cations and the electrolytic action of the skin surface (catalytic action of the electrolyte), and penetrates into the body as semiconductor cations. As described above, germanium ions and the like have a function of producing cytokines such as interferon and interleukin in vivo.
Since the physiological action is activated, the healing effect is often increased in conjunction with the action of the therapeutic ionic drug permeating into the living body from the anode side. In this case, iontophoresis occurs on the cathode side as well as on the anode side. Further, in this case, the cations are successively dissociated at the skin contact surface of the cathode semiconductor, so that a fresh atomic surface is in skin contact.
金属陰極ではなく半導体陰極を用いると、皮接した時
第1図(b)に示す如く皮接面でショットキー障へきβ
が形成され、生体皮膚伝導帯の底と半導体伝導帯の底が
この部位で不連続になるため、半導体原子が皮接面で陽
イオン化しても皮膚面から電子が流入して電気的に中和
されることはない。したがって、半導体陽イオンの電離
と生体内浸透が可能なわけである。一方、特開昭60−20
3270号の如く、陰極に金属を用いた場合には、皮膚面と
金属は皮接面で電子伝導帯の底が連続するので、生体か
ら金属側に電子が補給される。すなわち、マグネシウム
合金などの酸化されやすい卑金属を陰極に用いず、仮り
に貴金属を陰極に用いた場合には、皮接面で長期使用に
よっても酸化膜が形成されることもなく電子が生体側か
ら補給され続けるので、金属の陽イオン化,電離は生じ
ない。ただし、この場合は、陽極として陰極側より更に
標準単極電位の高い貴金属を用いなければならないこと
は自明である。When a semiconductor cathode is used instead of a metal cathode, the Schottky barrier β at the skin contact surface as shown in FIG.
Is formed, and the bottom of the conduction band of the living body and the bottom of the conduction band of the semiconductor become discontinuous at this part. Therefore, even if semiconductor atoms are cationized on the skin contact surface, electrons flow from the skin surface and become electrically neutral. There is no sum. Therefore, ionization of the semiconductor cation and permeation into the living body are possible. On the other hand, JP-A-60-20
When a metal is used for the cathode as in No. 3270, electrons are replenished from the living body to the metal side because the skin surface and the metal are in contact with the skin and the bottom of the electron conduction band is continuous. In other words, if a noble metal such as a magnesium alloy is used for the cathode instead of a readily oxidizable base metal, if noble metal is used for the cathode, electrons will not be formed from the living body without forming an oxide film even after long-term use on the skin contact surface. Since replenishment continues, metal cationization and ionization do not occur. However, in this case, it is obvious that a noble metal having a higher standard monopolar potential than the cathode side must be used as the anode.
なお、本発明の陽極金属1は通常ゲル状マトリクス2
に導電接触しており、マトリクス2に含有されたイオン
性薬剤塩が電離して生ずる被浸透イオンM-の生体浸透に
ともなってマトリクス2のpHが変化するため、腐蝕に強
い金属,たとえば貴金属を用いることが望ましい。ま
た、経皮投薬用素子を長時間皮接する場合は、pH変化
(アルカリ化)によって生体皮膚面がかぶれるなどの問
題が生ずるので、周知の技法によるpH変化の緩和,たと
えば尿酸などの酸性基材配合による不溶性塩生成反応の
利用や、アルコール配合によるエステル化の利用など、
中和反応生起を考慮に入れたマトリクス組成決定を行な
うべきである。In addition, the anode metal 1 of the present invention is usually a gel matrix 2
Since the pH of the matrix 2 changes due to the infiltration of the ionic drug salt contained in the matrix 2 into the living body by the permeation of the ion M −, a metal that is resistant to corrosion, such as a noble metal, It is desirable to use. In addition, when the transdermal administration device is in contact with the skin for a long period of time, a problem such as a rash on the skin of the living body due to a pH change (alkalization) occurs. Use of insoluble salt formation reaction by blending, use of esterification by blending alcohol, etc.
Matrix composition determinations should take into account the occurrence of neutralization reactions.
(その1) 第2図に示すように直径2cmのメッシュ状電極1(金
を使用)の外側に1cmの間隔をあけて幅3mmの金属陰極3
を配置し、両電極1,3を導線4で短絡した。メッシュ状
金を用いた電極1は陽極であり、その下面にイオン性被
浸透薬剤を含む導電性マトリクス2が密着配置されてい
る。この経皮投薬用素子を剪毛後脱毛した白色ウサギの
背面に皮接して粘着テープでとめ、投薬効果を経時的に
調べた。なお、浸透効果を比較するために、メッシュ状
金を用いた電極1にサリチル酸ナトリウムを0.4モル含
む導電性マトリクス2を組合せただけのものを用意し、
同様に白色ウサギ背面に皮接した。導電性マトリクス基
材はポリビニルピロリドンゲルとし、イオン性被浸透薬
剤をサリチル酸ナトリウム,アスコルビン酸ナトリウ
ム,トレチノインカルシウムに選んで各0.4モルを前記
ゲル基材に分散させ、シート状に成形したものが導電性
マトリクス2となっている。また、金属陰極3の材料
は、マグネシウム合金または亜鉛(酸化亜鉛)とした。(Part 1) As shown in FIG. 2, a metal cathode 3 having a width of 3 mm with an interval of 1 cm outside a mesh electrode 1 (using gold) having a diameter of 2 cm.
, And both electrodes 1 and 3 were short-circuited by the conducting wire 4. The electrode 1 using mesh-shaped gold is an anode, and a conductive matrix 2 containing an ionic drug to be penetrated is disposed in close contact with the lower surface thereof. The transdermal administration element was in intimate contact with the back of a white rabbit that had been shaved and then depilated, and was fastened with an adhesive tape to examine the administration effect over time. In order to compare the permeation effect, an electrode 1 using mesh-like gold was prepared by combining a conductive matrix 2 containing 0.4 mol of sodium salicylate,
Similarly, the skin contacted the back of the white rabbit. The conductive matrix base material is polyvinylpyrrolidone gel, and the ionic permeating agent is selected from sodium salicylate, sodium ascorbate, and tretinoin calcium, and 0.4 mol of each is dispersed in the gel base material. The matrix 2 is used. The material of the metal cathode 3 was a magnesium alloy or zinc (zinc oxide).
皮接時に陰陽極の密着度を高めるため、各皮接面に純
水を霧状に吹きつけ、皮接後は試験時間中一貫して皮接
部位を同じ位置とした。皮接後6,12,18,24時間を経過し
て各ウサギから採血し、血中のイオン性薬剤濃度を時間
の関数として測定した。なお、各ウサギは特定薬剤,特
定陰極金属の一回だけに用い、濃度測定は被験ウサギの
耳静脈に挿入したカテーテルから上大静脈血を採取する
ことにより行なった。この結果を第3図に示す。In order to increase the degree of adhesion of the negative anode during skin contact, pure water was sprayed onto each skin contact surface in the form of a mist, and after skin contact, the skin contact site was kept at the same position throughout the test time. Blood was collected from each rabbit at 6, 12, 18, and 24 hours after skin contact, and the ionic drug concentration in the blood was measured as a function of time. Each rabbit was used only once for a specific drug and a specific cathode metal, and the concentration was measured by collecting superior vena cava blood from a catheter inserted into the ear vein of the test rabbit. The result is shown in FIG.
第3図は、サリチル酸,アスコルビン酸,トレチノイ
ンの各イオン性薬剤共第2図に示した素子を用いること
によってイオントフォレーゼを惹起し、ウサギ生体内に
浸透していることを示している。すなわち、比較のため
にウサギに皮接した濃度拡散のみを生ずる素子によるサ
リチル酸イオンの経皮吸収濃度(…×…×…)より、明
らかにイオントフォレーゼによる血中濃度が高いことが
示されている。しかし、金属陰極としてマグネシウム合
金を用いた場合の浸透効果は、亜鉛を用いた場合に比べ
て著しく低い。マグネシウム合金を用いた場合、皮接後
も時間経過のデータをビークに血濃度が低下し、遂には
濃度拡散による血中濃度と大差ない値に収れんしてい
る。FIG. 3 shows that each of the ionic drugs of salicylic acid, ascorbic acid and tretinoin uses the element shown in FIG. 2 to induce iontophorase and permeate the rabbit body. That is, for comparison, the blood concentration by iontophoresis was clearly higher than the percutaneous absorption concentration of salicylate ion (… ×… ×…) by the element that only causes concentration diffusion in contact with rabbits. I have. However, the penetration effect when using a magnesium alloy as the metal cathode is significantly lower than when using zinc. In the case of using a magnesium alloy, the blood concentration was reduced as a result of time lapse data even after skin contact, and finally fell to a value not much different from the blood concentration due to concentration diffusion.
この原因は、イオントフォレーゼの過程で陰極金属3
の表面で形成される酸化被膜の性質にある。イオントフ
ォレーゼの実験に用いた各ウサギの素子を皮接後24時間
を経てとりはずし、陰極金属3の皮接面を調べると、例
外なく灰白色を呈していた。灰白色は膜厚5〜30μmの
酸化被膜によるもので、陰極金属3のみを素子から切離
して導通を調べると、亜鉛の場合は良好な導通特性(比
抵抗0.6Ωcm)を示したが、マグネシウム合金の場合は
絶縁膜が形成されており、全く導通がなかった。酸化被
膜の形成経過を調べるために、第2図の素子から陽極の
導電性マトリクス2のみをはずし、陰極金属に純水を噴
霧して剪毛後脱毛処理した白色ウサギの背面に皮接し
た。この場合、一匹の白色ウサギ背面の2ケ所に、陰極
金属3が亜鉛で構成された素子と、マグネシウム合金で
構成された素子とを、それぞれ独立に皮接し、一定時間
経過毎に両陰極をとりはずし、その皮接の様子を調べ
た。この結果、亜鉛陰極,マグネシウム合金陰極とも皮
接後約2時間を経過しただけで皮接面に酸化被膜が形成
されはじめているのが、肉眼で認められた。酸化膜厚は
時間経過にともなって厚くなるが、マグネシウム合金陰
極の場合、皮接後2時間経過した時点から抵抗上昇が認
められ(比抵抗数+Ωcm)、4時間経過した時は比抵抗
は数KΩcmに急増していた、しかし、亜鉛陰極の場合は
4時間経過後も比抵抗は0.1Ωcm以下にとどまった。す
なわち、マグネシウム合金陰極を用いた場合は、酸化被
膜形成による比抵抗急増のため、第2図の素子とウサギ
から成る電気的閉回路の回路抵抗が急増し、回路電源で
ある第2図の内部反応型電池の性能が急激に低下してイ
オントフォレーゼが比較的短時間(皮接後約10時間程
度)で停止してしまうのである。これに対して、亜鉛陰
極の場合は、皮接面に形成された酸化亜鉛半導体被膜が
電子供給源としての役割を十分はたすため、長時間にわ
たってイオントフォレーゼが持続するのである。亜鉛陰
極の場合は、皮接後72時間を経過しても比抵抗は1Ωcm
程度にとどまるので、電池としての内部抵抗は充分小さ
く、イオントフォレーゼ用電源として有効である。した
がって、第3図の亜鉛陰極(実効的には酸化亜鉛陰極)
における薬剤血中濃度の緩やかな飽和特性は、陰極特性
の劣化によるものではなく各イオン性薬剤の生体への供
給と排出のバランスによるものと考えられる。This is because the cathode metal 3 during iontophoresis
In the nature of the oxide film formed on the surface. The element of each rabbit used in the iontophoresis experiment was removed 24 hours after skin contact, and the skin contact surface of the cathode metal 3 was examined. The gray-white color is due to an oxide film having a film thickness of 5 to 30 μm. When only the cathode metal 3 was separated from the device and the conduction was examined, zinc showed good conduction characteristics (specific resistance 0.6 Ωcm). In the case, the insulating film was formed and there was no conduction at all. In order to examine the progress of the formation of the oxide film, only the conductive matrix 2 of the anode was removed from the device shown in FIG. 2, and pure water was sprayed on the cathode metal and the skin was in contact with the back of a white rabbit which had been subjected to shaving and depilatory treatment. In this case, the element made of zinc and the element made of magnesium alloy were independently in contact with each other at two places on the back of one white rabbit, and the cathodes were turned on at regular intervals. It was removed and the skin was examined. As a result, it was visually observed that an oxide film began to form on the skin contact surface only about 2 hours after skin contact with both the zinc cathode and the magnesium alloy cathode. The oxide film thickness increases with time, but in the case of a magnesium alloy cathode, the resistance rises from 2 hours after skin contact (resistivity number + Ωcm), and after 4 hours, the resistivity is several However, the specific resistance remained below 0.1 Ωcm even after 4 hours in the case of the zinc cathode. That is, when a magnesium alloy cathode was used, the circuit resistance of the electrical closed circuit composed of the element and the rabbit in FIG. The performance of the reactive battery suddenly decreases, and iontophoresis stops in a relatively short time (about 10 hours after skin contact). On the other hand, in the case of a zinc cathode, the zinc oxide semiconductor film formed on the skin contact surface sufficiently serves as an electron supply source, so that iontophoresis is maintained for a long time. In the case of zinc cathode, the specific resistance is 1 Ωcm even after 72 hours since skin contact
Therefore, the internal resistance of the battery is sufficiently small and effective as a power source for iontophoresis. Therefore, the zinc cathode of FIG. 3 (effectively a zinc oxide cathode)
It is considered that the gradual saturation characteristic of the drug blood concentration in the above is not due to the deterioration of the cathode characteristics but to the balance between supply and discharge of each ionic drug to the living body.
(その2) 第2図に示した素子形状を有し、陽極金属1がニッケ
ル板面上に白金薄膜(厚さ約2μm)をメッキした素材
であり、導電性マトリクス2がゼラチンゲルに0.8モル
のクエン酸ソーダを分散させたイオン性薬剤源であり、
陰極3は出発材料をそれぞれ表面に薄い酸化膜を化学的
に形成した亜鉛,ビスマス,鉛,アンチモン,スズ金属
とするような5種類の内部反応型起電力利用経皮投薬用
素子を形成した。また、比較のために直径2cmのニッケ
ル板上に0.8モルのクエン酸ソーダ分散ゼラチンゲルマ
トリクスを導電接着したもの(陰極は用いず)を別に用
意した。各素子および比較用パッド(濃度拡散のみ利
用)をそれぞれ剪毛後脱毛処理した別の白色ウサギの背
面に粘着テープで貼りつけ、24時間経過後に各被験ウサ
ギの血液を採取してクエン酸の血中濃度のを調べた。こ
の結果、第1表が得られた。(Part 2) It has the element shape shown in FIG. 2, the anode metal 1 is a material in which a platinum thin film (about 2 μm in thickness) is plated on a nickel plate surface, and the conductive matrix 2 is 0.8 mol in gelatin gel. Is an ionic drug source in which sodium citrate is dispersed,
The cathode 3 formed five types of transdermal drug delivery devices using an internal reaction type electromotive force, in which the starting materials were zinc, bismuth, lead, antimony, and tin metals each having a thin oxide film chemically formed on the surface thereof. Further, for comparison, a gel (without using a cathode) in which 0.8 mol of a sodium citrate-dispersed gelatin gel matrix was conductively adhered to a nickel plate having a diameter of 2 cm was separately prepared. Each element and a comparative pad (using only concentration diffusion) were adhered to the back of another white rabbit, which had been subjected to shaving and depilatory treatment, with an adhesive tape. After 24 hours had elapsed, the blood of each test rabbit was collected and citrated into the blood. The concentration was examined. As a result, Table 1 was obtained.
第1表は、第2図に示した素子を用いたイオントフォ
レーゼが、1昼夜皮接後も有効に作用していることを示
している。イオントフォレーゼによる経皮吸収は、単純
拡散による吸収に比べて6〜10倍高いことがわかる。な
お、24時間経過時における第2図の素子電流は8μAで
あった。この値は、皮接開始時における約9μAと殆ど
変わらない。また、24時間経過後素子をとりはずし、陰
極金属の皮接面を調べると、表面はいずれも安定な乳白
色の酸化膜半導体で被われていた。 Table 1 shows that the iontophoresis using the device shown in FIG. 2 still functions effectively after day and night skin contact. It can be seen that transdermal absorption by iontophoresis is 6 to 10 times higher than absorption by simple diffusion. The device current in FIG. 2 after 24 hours was 8 μA. This value is almost the same as about 9 μA at the start of skin contact. After 24 hours, the device was removed, and the skin contact surface of the cathode metal was examined. As a result, it was found that all surfaces were covered with a stable milky white oxide semiconductor.
次に、第2図の素子の陰極3を、ニッケル板に厚さ5
〜10μmの酸化亜鉛膜をスパッタリング法で形成した環
状板とした。すなわち、皮接開始前から低抵抗の酸化物
半導体を陰極3に用いた素子を作った。陽極金属1およ
び導電性マトリクス2は試料A〜Fと同じである。この
素子を白色ウサギの背面剪毛部に皮接し、24時間経過後
に血液を採取して血中のクエン酸濃度を測定すると、80
μg/mlであり、第1表の試料Aとほぼ同じ結果が得られ
た。この事実は、本発明の内部反応型起電力を利用した
経皮投薬用素子においては、陰極として予め導電性酸化
物半導体のみを採用することも、また皮接通電時に導電
性酸化物半導体が速やかに形成される第1表記載の如き
金属、または表面にごく薄い酸化膜を形成した第1表記
載の如き不定比酸化物形成可能金属を採用することも可
能であることを示している。Next, the cathode 3 of the element shown in FIG.
An annular plate formed by sputtering a zinc oxide film having a thickness of about 10 μm was formed. That is, an element using a low-resistance oxide semiconductor for the cathode 3 before the start of skinning was produced. The anode metal 1 and the conductive matrix 2 are the same as the samples A to F. This element was in skin contact with the back shaved part of a white rabbit, and after 24 hours, blood was collected and the citrate concentration in the blood was measured.
μg / ml, and almost the same results as those of Sample A in Table 1 were obtained. This fact indicates that, in the transdermal administration device using the internal reaction type electromotive force of the present invention, only the conductive oxide semiconductor is used in advance as the cathode, or the conductive oxide semiconductor is It shows that it is also possible to adopt a metal as shown in Table 1 which is formed quickly or a metal which can form a non-stoichiometric oxide as shown in Table 1 having a very thin oxide film formed on the surface.
(その3) 1cm角,厚さ0.2mmの銀板を陽極金属1とし、1cm角,
厚さ0.5mmのn型ゲルマニウム単結晶板(キャリア濃度
1×1018cm-3)を半導体陰極3とし、第4図に示す如く
両者を5mm間隔で並べて銅線4のハンダ付けにより導電
接続した。次に、陽極金属1の裏面に、デキサメタゾン
0.3モル含有のポリビニールピロリドンとグリセリンお
よび1%食塩水とから成るゲル状マトリクス2を塗布し
て経皮投薬用素子(素子G)を形成した。また、この素
子の半導体陰極3を、1cm角のスズ板表面にリンドープ
n型SiC(キャリア濃度1×1018cm-3)を15μmの厚さ
に化学蒸着したものに取替えた素子(素子H),および
半導体陰極3を、1cm角の鉄板表面に厚さ0.5μmのラン
タン硼化物(LaB6)を蒸着したものに取替えた素子(素
子I)も4別に用意した。(Part 3) A 1 cm square, 0.2 mm thick silver plate was used as the anode metal 1 and a 1 cm square,
A 0.5 mm thick n-type germanium single crystal plate (carrier concentration 1 × 10 18 cm −3 ) was used as the semiconductor cathode 3, and both were arranged at 5 mm intervals as shown in FIG. . Next, dexamethasone is placed on the back of the anode metal 1.
A gel matrix 2 comprising 0.3 mol of polyvinylpyrrolidone, glycerin and 1% saline was applied to form a device for transdermal administration (device G). In addition, the semiconductor cathode 3 of this device was replaced with a device obtained by chemically vapor-depositing phosphorus-doped n-type SiC (carrier concentration: 1 × 10 18 cm −3 ) to a thickness of 15 μm on the surface of a 1 cm square tin plate (device H). , And the semiconductor cathode 3 were replaced with one obtained by vapor-depositing a 0.5 μm-thick lanthanum boride (LaB 6 ) on the surface of a 1 cm square iron plate.
これら素子をそれぞれ別のC3H型マウス(雄)の背毛
を剪毛して該部位に粘性テープで貼着し、時間経過によ
るデキサメタゾンとインターフェロンの血中濃度変化を
調べた。実験はC3H型マウスを4匹ずつ一群として三群
準備し、各群にそれぞれ素子G,HおよびIを貼着して、
6時間毎に各群より一匹ずつを取り出し血液を採取して
調べた。また、比較のために、第4図の半導体陰極を1c
m角の亜鉛板表面に厚い酸化亜鉛被膜を形成した素子
(素子J)を用意し、二匹のC3H型マウス(雄)の背皮
に貼着して、それぞれ12時間後および24時間後のデキサ
メタゾンおよびインターフェロンの血中濃度を調べた。
この結果を第5図に示す。いずれの素子を用いた場合で
もイオントフォレーゼの効果によって、皮接後時間経過
にしたがって体内のデキサメタゾン濃度は上昇し、24時
間後飽和点にむかう。同時に、特徴的であるのは、素子
G,H,Iにおいては酸化物陰極を用いた素子Jに比べて、
血中のインターフェロン濃度が経時的に増大しているこ
とである。これに対して、素子Jの場合は、インターフ
ェロン濃度の素子皮接による増加はわずかにとどまる。
この理由を明らかにするために、素子Iを貼着したマウ
ス血液中のランタン濃度を調べた。その結果、ランタン
濃度は素子貼着前のゼロの水準から時間経過にしたがっ
て増大していくことがわかった。また、素子GおよびH
を貼着した24時間経過後のマウス血液からもそれぞれ相
当量のゲルマニウムおよびシリコンが検出された。これ
に対して素子Jを貼着後24時間経過したマウスの血液中
からは、素子貼着前と変らない水準の亜鉛濃度が検出さ
れたのみである。したがって、素子G,HおよびIを貼着
したラットにおける血液中のインターフェロン濃度の増
加は、陰極の半導体材料がイオントフォレーゼの結果マ
ウス体内に浸透して誘起されたものと結論付けることが
できる。これら素子(G,H,I)の陰極皮接面は24時間経
過後もほとんど酸化していなかった。These elements were shaved from the back hairs of different C3H mice (male) and attached to the site with viscous tape, and the changes in dexamethasone and interferon blood concentrations over time were examined. In the experiment, three groups of C3H type mice were prepared as a group of four mice, and elements G, H and I were attached to each group,
One animal was taken out of each group every 6 hours and blood was collected and examined. For comparison, the semiconductor cathode of FIG.
An element (element J) having a thick zinc oxide film formed on the surface of an m-sized zinc plate was prepared and attached to the back skin of two C3H-type mice (males), and after 12 hours and 24 hours, respectively. The blood levels of dexamethasone and interferon were examined.
The result is shown in FIG. Regardless of which element is used, the concentration of dexamethasone in the body increases as time elapses after skin contact due to the effect of iontophoresis, and reaches a saturation point 24 hours later. At the same time, what is characteristic is the element
In G, H and I, compared to the element J using an oxide cathode,
The interferon concentration in the blood is increasing over time. On the other hand, in the case of the device J, the increase in the interferon concentration due to the skin contact of the device is only slight.
To clarify the reason, the concentration of lanthanum in the blood of the mouse to which the element I was attached was examined. As a result, it was found that the lanthanum concentration increased with time from the zero level before the element was attached. Further, the elements G and H
Significant amounts of germanium and silicon were also detected from the blood of the mouse 24 hours after the application of the. On the other hand, from the blood of the mouse 24 hours after the attachment of the element J, only the same zinc concentration as that before the attachment of the element was detected. Therefore, it can be concluded that the increase in the interferon concentration in the blood of the rats to which the devices G, H and I were applied was caused by the cathode semiconductor material penetrating into the mouse as a result of iontophoresis. The cathode skin contact surfaces of these devices (G, H, I) were hardly oxidized even after 24 hours.
(その4) 第2図に示した経皮投薬用素子において、陽極金属1
は、金,その下面に配置した導電性マトリクス2はナリ
ジクス酸カリウムを0.1モル含有する寒天ゲルとし、陰
極半導体3を銅板上に被着させたリンドープn型硫化亜
鉛(キャリア濃度8×1017cm-3)の薄膜(厚さ約0.5μ
m)の場合(素子K)、および陰極半導体3を銅板上に
被着させた硼化鉄FeB膜(厚さ約1μm)の場合(素子
L)につき、素子の生体皮接実験を行なった。前実施例
同様C3H型マウス(雄)の背毛を剪毛し、素子Kおよび
Lをそれぞれ別のマウスに貼着して48時間後、マウスの
血液を採取して薬剤の血中濃度を調べた。この結果、陽
極下だけでなく陰極側においてもイオントフォレーゼが
惹起していることが確認された。すなわち、両マウスの
血液中には、ナリジクス酸が50〜60μg/ml検出されたほ
か、素子Kを貼着したマウスにおいては亜鉛の血中濃度
が素子Lを貼着したマウスの場合より3倍強検出され、
逆に素子Lを貼着したマウスでは素子Kを貼着したマウ
スの場合より約20%高い鉄分が検出された。これは、前
記〔作用〕欄で述べたように陰極半導体3が皮接部で陽
イオン化し、相隣る陽イオン間の電気的反撥力と皮膚の
表面触媒作用によって結晶から分子単位で解離し、生体
内に浸透したものである。亜鉛や鉄は生体の希少構成元
素であり、過剰摂取とならなければ生体にとって好まし
い元素である。(Part 4) In the device for transdermal administration shown in FIG.
Is a phosphorous doped n-type zinc sulfide (carrier concentration of 8 × 10 17 cm) in which a conductive matrix 2 disposed on the lower surface is an agar gel containing 0.1 mol of potassium nalidixate and a cathode semiconductor 3 is adhered on a copper plate. -3 ) thin film (thickness about 0.5μ)
m) (element K) and the iron boride FeB film (thickness: about 1 μm) in which the cathode semiconductor 3 was deposited on a copper plate (element L), a living skin contact experiment of the element was performed. As in the previous example, the back hair of a C3H-type mouse (male) was shaved, and elements K and L were attached to separate mice, and 48 hours later, the blood of the mouse was collected and the blood concentration of the drug was examined. . As a result, it was confirmed that iontophoresis was induced not only below the anode but also on the cathode side. That is, nalidixic acid was detected in the blood of both mice in the amount of 50-60 μg / ml, and the blood concentration of zinc was three times higher in the mouse with element K than in the mouse with element L. Strong detection,
Conversely, in the mouse to which the element L was attached, about 20% higher iron content was detected than in the mouse to which the element K was attached. This is because, as described in the section above, the cathode semiconductor 3 becomes cationized at the skin contact portion, and dissociated from the crystal in a molecular unit by the electric repulsion between adjacent cations and the surface catalysis of the skin. , Which have permeated the body. Zinc and iron are rare constituent elements of living organisms, and are preferable elements for living organisms if they are not excessively consumed.
以上、実施例で詳細に述べたように、本発明の半導体
陰極を用いたバイオセル型経皮投薬素子の場合、乾電池
や蓄電池のような携帯用外部電源を用いた場合に懸念さ
れる皮膚抵抗変化による過剰大電流通電の心配や起電力
の経時的な低下という心配がなく、きわめて安全でかつ
長時間安定した経皮電流を日常活動中の生体に供給する
ことができる。また、その酸化膜が絶縁性抵抗を有する
金属を陰極に用いた従前のバイオセル型皮接投薬素子に
比べて、はるかに長時間継続して陽極に配置されたイオ
ン性薬剤有効成分を経皮吸収せしめることが出来、生体
患部の治療に大変効果的であることが示された。更に、
陰極半導体として、非酸化物でありかつ被浸透イオンが
生体にとって生理活性上好ましい元素を含む低抵抗材料
を用いるならば、陽極下だけでなく陰極下においてもイ
オントフォレーゼが惹起して、本来のイオン性薬剤によ
る治療効果を一層高めることができ好都合である。As described above in detail in Examples, in the case of a biocell-type transdermal drug delivery device using a semiconductor cathode of the present invention, skin resistance change that is a concern when a portable external power source such as a dry battery or a storage battery is used. Therefore, it is possible to supply an extremely safe and stable transcutaneous current for a long period of time to a living body during daily activities without fear of excessively large current flow or a decrease in electromotive force over time. In addition, compared to the conventional biocell-type parenteral administration device in which the oxide film uses a metal having insulating resistance for the cathode, the active ingredient of the ionic drug placed on the anode is transdermally absorbed for a much longer time than the conventional biocell-type drug administration device. It was shown to be very effective in treating the affected area of a living body. Furthermore,
If a low-resistance material that is non-oxide and contains ions that are bioactive in living organisms is used as the cathode semiconductor, iontophoresis occurs not only under the anode but also under the cathode, and This is advantageous because the therapeutic effect of the ionic drug can be further enhanced.
本発明によって、経皮投薬は従来以上に有効な生体治
療方法となった。According to the present invention, transdermal administration has become a more effective biological treatment method than before.
第1図は本発明の原理を説明するための図,第2図およ
び第4図は、それぞれ別の本発明の経皮投薬用素子構造
を示す図,第3図および第5図は、それぞれ別の本発明
の実施例データである。図において、1は陽極金属(ま
たはメッシュ状電極),2はイオン性被浸透薬剤を含む導
電性マトリクス,3は半導体陰極または金属陰極,4は導線
である。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention, FIGS. 2 and 4 are diagrams each showing another transdermal drug administration element structure of the present invention, and FIGS. 9 is data of another embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an anode metal (or mesh electrode), 2 is a conductive matrix containing an ionic permeating agent, 3 is a semiconductor cathode or metal cathode, and 4 is a conductor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61N 1/30──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) A61N 1/30
Claims (3)
リクス背面に導電接触した標準単極電位のより高い金属
電極と、該金属電極に導電接続した標準単極電位のより
低い半導体電極とから成り、該半導体電極と前記イオン
性被浸透薬剤を含有する導電性マトリクスとを同時に皮
接することを特徴とする経皮投薬用素子。1. A metal electrode having a higher standard monopolar potential in conductive contact with the back of a conductive matrix containing an ionic permeating agent, and a lower standard monopolar semiconductor electrode conductively connected to the metal electrode. A transdermal administration device, wherein the semiconductor electrode and the conductive matrix containing the ionic drug penetrate simultaneously.
化物半導体または少なくとも表面層が導電性酸化物半導
体でその下層が表面酸化により該半導体を形成する亜
鉛、ビスマス、鉛、アンチモンおよびスズから成る金属
の少なくとも1種から形成される二重層であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の経皮投薬用素子。2. The semiconductor electrode according to claim 1, wherein said semiconductor electrode is an electron-supply-type conductive oxide semiconductor or zinc, bismuth, lead, antimony and tin whose at least a surface layer is a conductive oxide semiconductor and a lower layer of said semiconductor is formed by surface oxidation. 2. The transdermal administration device according to claim 1, wherein the device is a bilayer formed of at least one metal consisting of:
時、インターフェロン誘起等で生理活性作用を呈する元
素またはその化合物から成る半導体で形成されることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の経皮投薬用素
子。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor electrode is formed of a semiconductor made of an element or a compound thereof which exhibits a physiologically active action upon interferon induction or the like when ion-permeated into a living body. Transdermal dosage element.
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