JP2003169853A

JP2003169853A - イオントフォレシス素子

Info

Publication number: JP2003169853A
Application number: JP2001373799A
Authority: JP
Inventors: Etsuro Murayama; 悦朗村山
Original assignee: BIOCELL TECHNOLOGY KK; Polytronics Ltd
Current assignee: BIOCELL TECHNOLOGY KK; Polytronics Ltd
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-06-17

Abstract

(57)【要約】【課題】構造が簡単であって、製造行程の単純化と製
品コストの低減を可能にするイオントフォレシス素子を
提供する。【解決手段】導電性金属からなる陽極部と、半導体か
らなる陰極部と、陽極部と陰極部との間を電気的に接続
し且つ電流制限機能を有する保護抵抗体と、イオン性薬
剤を含浸している当て部材とを備えており、当て部材は
陽極部又は陰極部のいずれか一方の電極部と接触し、使
用時に他方の電極部と前記当て部材とが同時に皮接する
ように配置されるイオントフォレシス素子であって、一
方の電極部は台座であり、台座は保持溝と保持穴とを有
し、保持溝は保持穴を囲むように形成され、保護抵抗体
は棒状であって保持穴に縦方向に保持され、当て部材は
保持溝で保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、イオントフォレシ
スの作用を利用したイオントフォレシス素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】経皮投薬法は、生体の所定位置に一定濃
度の薬剤を搬送する手段としてすぐれた投薬方法であ
る。また経皮投薬法は、静脈注射や経口投与に比べて局
所投薬性にすぐれており患部真上皮膚から内部に浸透す
るため肝臓への初回通過解毒作用が回避できる。従って
薬剤の副作用や投与量がすくなくて済むという特徴があ
る。その実用化例には、筋骨系および結合組織の慢性疾
患の治療、狭心症の発作予防、気管支炎の沈静化、神経
性疾患の治療などがある。

【０００３】通常経皮投薬は、有効成分を含む素材をプ
ラスターに塗布して所定部位に皮接し、濃度拡散を利用
して一定濃度の薬剤を皮接部位から皮下組織に浸透させ
ることで行われる。しかし、疾患の治療に有効な被浸透
薬剤は、一般に高分子化合物であり、また複雑な立体構
造を持つので、単純な濃度拡散現象だけに頼っていては
患部に必要濃度の薬剤が到達せず充分な治療効果が得ら
れない場合が多い。そこで、近年経皮投薬法による有効
浸透率を高める手段として、イオントフォレシスが注目
されるに至った。

【０００４】イオントフォレシスは、被浸透薬剤の有効
成分をイオン化し、皮膚を通電路として二個所に設置し
た電極の一方（活性電極）の下に薬剤を塗沫するととも
に、他方の電極（不関電極）との間に外部電源から通電
してその電気的反発力によって皮膚通電路内に前記有効
成分イオンを強制的に泳動せしめるものである。

【０００５】イオントフォレシスにおける外部電源は、
皮膚通電路が高抵抗のため病院では医師の監視の下で固
定式の１００ｖ級の直流電源が用いられることが多い。
ところが、これでは患者が日常生活中に利用できないた
め、一般には電池が用いられる。しかし、電池は使用時
間とともに起電力が急速に低下するため、電気泳動によ
る薬剤浸透の効果が低下するなどの問題がある。

【０００６】一方でこのような問題を解決するために、
イオン化傾向の異なる二種類の金属を導電接続し、皮接
時に形成される電気的閉回路を利用して起電力を発生さ
せ、陽極金属と同じ種類の金属塩を用いたイオン性薬剤
を陽極の皮接面に塗布して用いるイオントフォレシスが
提案されている。（特開昭６０−２０３２０号公報）こ
の方法は、上記の従来技術と異なり、電極間の酸化還元
反応を利用する試みである。しかし、この方法には大き
な欠点がある。つまり、皮接して電気的閉回路が形成さ
れた時、まずイオン化傾向の大きな陰極から電子が陽極
に流れ、電子の抜けた陰極は化学的に活性化される。陰
極の皮接面あるいはその近傍に分布する水分由来のマイ
ナスイオンが陰極の表面層に侵入して吸着化合し、陰極
の皮接面に水酸化物を形成する。この水酸化物は絶縁物
であるため、急速に起電力が低下し、やがてイオントフ
ォレシスは停止する。

【０００７】この欠点を解消するために、陰極に半導体
を使用し、金属陽極との組み合わせによる皮接発電型イ
オントフォレシス用素子が提案されている。（平０３−
１６５７３）図７に正面図が示され図８にＺ−Ｚ線断面
図が示されるが、この素子は、マイナスイオン性薬剤を
含浸させたパッド１４を金属陽極１１の下面に配置し、
金属陽極１１と半導体陰極１２とを非皮接領域で導線１
５によって直接接続している。使用時において、金属陽
極１１をその下方に配置したパッド１４と共に皮接する
と、金属陽極１１と半導体陰極１２とにより電気的閉回
路が形成される。半導体陰極１２から金属陽極１１に電
子が流出した時、半導体陰極に発生した正孔は皮接面に
形成されるショットキー障壁の内部電界によって皮接面
に強制的に押し出され、自由正孔または半導体イオンと
して皮膚へ流出するため、半導体陰極の電気的中性が保
持され安定的に長期発電が可能になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなイオントフォレシス用素子の構造では、皮接後皮
膚の活性化が進むに従い、電流が増大し皮膚の損傷を招
くおそれがあった。又、導線が配置されるイオントフォ
レシス素子を製造することは実際には非常に困難であ
り、大量生産には適していない。したがって、製造上に
おいても使用上においても、またコスト面においても改
善すべき点があった。

【０００９】本発明はこのような事情によりなされたも
のであり、本発明の目的は構造が簡単で、製造工程の単
純化と製品コストの低減とが可能となるイオントフォレ
シス素子を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明のイオントフォレシス素子は、導電性金属
からなる陽極部と、半導体からなる陰極部と、陽極部と
陰極部との間を電気的に接続し且つ電流制限機能を有す
る保護抵抗体と、イオン性薬剤を含浸している当て部材
とを備えており、当て部材は陽極部又は陰極部のいずれ
か一方の電極部と接触し、使用時に他方の電極部と当該
当て部材とが同時に皮接するように配置される。尚、一
方の電極部が陽極の場合にはここでいう他方の電極部は
陰極であって、一方の電極部が陰極の場合には他方の電
極部は陽極である。

【００１１】又、当て部材が接触する一方の電極部は保
持穴を有する台座で構成され保持穴で保護抵抗体を保持
してもよく、保護抵抗体は棒状であって保持穴に縦方向
に保持されてもよい。さらに保護抵抗体は保持穴で圧着
保持されてもよい。

【００１２】さらに又、保護抵抗体の台座側には、導電
性キャップが被せられ、台座側の導電性キャップが保持
穴で圧着保持されてもよく、当て部材と接触していない
他方の電極部は保護抵抗体に一体形成されてもよい。

【００１３】又、保護抵抗体に皮接側の導電性キャップ
が被せられ、皮接側の導電性キャップ上に他方の電極部
が形成されてもよく、台座側の導電性キャップ上に他方
の電極部と同じ電極物質であって使用時にも皮接しない
電極が形成されてもよい。

【００１４】さらに、当て部材が接触する一方の電極部
は陽極部であって、台座は表面に金などの貴金属のメッ
キが施された合成樹脂であってもよい。

【００１５】又、台座の保持溝は保持穴を囲むように形
成されてもよく、保護抵抗体に代わって棒状の導電体を
用いてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。

【００１７】図１は本発明のイオントフォレシス素子の
一実施例の断面図である。イオントフォレシス素子は、
導電性金属からなる陽極部１、半導体からなる陰極部２
（２ａ、２ｂ）、陽極部１と陰極部２ａとの間を電気的
に接続し且つ電圧制御機能を有する保護抵抗体３および
マイナスイオン性薬剤を含浸している当て部材４、導電
性キャップ５ａ、５ｂを備え、粘着布６によってシール
として皮接することができるようになっている。

【００１８】陽極部１は、合成樹脂製台座の表面全体に
例えば金のような貴金属のメッキを施したものである。
このメッキは表面全体に施されることが好ましいが、当
て部材４及び導電性キャップ５ｂ（台座側）とが電気的
に接続される程度であればよい。陽極部１は使用時に陽
極となる。尚、陽極部１は台座それ自体を導電性金属で
形成したものであってもよいが、本実施例のように台座
にメッキが施されることによって、製造コストを低減す
ることができる。またメッキは金や白金などのような貴
金属によるものにかえて合金であってもよい。陽極部１
上に形成される保持穴１ａ及び保持溝１ｂについては後
述する。

【００１９】陰極部２は導電性キャップ５ａ（皮接側）
上に形成（陰極部２ａ）されるが、本実施例のように導
電性キャップ５ｂ（台座側）上にも形成（陰極部２ｂ）
されていても差し支えない。このように導電性キャップ
５ｂ上にも形成することによって当て部材４上の被浸透
マイナスイオンを皮膚に浸透しやすくし、さらに製造時
において、導電性キャップ５を被せた状態の保護抵抗体
３を保持穴１ａに圧入するときに上下の区別をする必要
がなく製造が容易となる。尚、陰極部２ｂは使用時に皮
接するようには配置されておらず、図示されるように粘
着布６と接しており、陽極部１と短絡している。陰極部
２（２ａ、２ｂ）を構成する半導体には、例えば酸化亜
鉛、酸化アルミニウム、酸化ビスマス、酸化鉄、酸化
鉛、酸化アンチモン、酸化チタン、および酸化錫からな
る群より選ばれた一種類の酸素欠陥型酸化物がある。ま
た、皮接面のみ半導体でその下層が金属の二重構造であ
ってもよい。

【００２０】保護抵抗体３は棒状に形成される。保護抵
抗体３は、例えば表面をカーボンコーティングしたセラ
ミックス棒体で、コーティング量により、電流値を決め
る抵抗値を任意に設定可能なものである。また、保護抵
抗体３はその両端部すなわち皮接部３ａと基部３ｂとの
それぞれに導電性キャップ５（５ａ、５ｂ）が被せられ
る。さらに、保護抵抗体３は、台座１の保持穴１ａに縦
方向（起立状態）に取り付けられており、基部３ｂは保
持穴に圧入固定され、台座１と電気的に接続される。
尚、保護抵抗体３は、抵抗体でなくてもイオントフォレ
シス素子を形成することは可能であり、この場合におい
ては、保護抵抗体３は棒状の導電体である。

【００２１】当て部材４は被浸透マイナスイオン性薬剤
を分散させた、例えば不織布からなるパッドで形成され
ている。当て部材４は陰極部２（２ａ、２ｂ）と電気的
には絶縁状態にある。

【００２２】導電性キャップ５ａ、５ｂは導電性材料
（例えば鉄）からなり、各導電性キャップ５ａ、５ｂは
それぞれ保護抵抗体３の皮接部３ａと基部３ｂとに被せ
られ、各導電性キャップ５ａ、５ｂの表面に例えば酸化
亜鉛からなる酸化物半導体が形成されることによって陰
極部２（２ａ、２ｂ）が形成されてる。この酸化物半導
体は使用時に陰極となる。このような酸化物半導体２
（２ａ、２ｂ）を形成する導電性キャップ５を備えた保
護抵抗体３は、例えば電子部品である抵抗器と構造を同
じくしており、安価に大量に供給可能なものである。
尚、陰極部２（２ａ、２ｂ）は保護抵抗体３の基部３ｂ
と皮接部３ａとの導電性キャップ５（５ａ、５ｂ）を介
することなく一体形成してもよい。

【００２３】当て部材４は台座１に設けられている保持
溝１ｂに装着され、保護抵抗体３は穴部４ａ内に配置さ
れている。

【００２４】陽極部１の下面には粘着布６が取り付けら
れている。粘着布６の上面は粘着が塗布されており、台
座１を保持し、使用時には陰極部２ａ及び当て部材４が
皮接するようにシールとして皮膚に貼りつけることがで
きる。

【００２５】図２は本発明のイオントフォレシス素子の
一実施例の平面図である。

【００２６】陽極部１の皮接側（図１での上面）には中
心部に保護抵抗体３を保持するための保持部となる保持
穴１ａが形成され、この保持穴の外側には当該保持穴１
ａを囲むように当て部材４を保持するための保持部とな
る保持溝１ｂが形成される。断面を四角形とする四角柱
状の保持穴１ａに接するように棒状の導電性キャップ５
が圧着される。また保持溝１ｂは保持穴１ａを中心とす
る円環状に形成され、当て部材４は保持溝１ｂの外側面
と内側面との間に配置される。

【００２７】図３は本発明のイオントフォレシス素子の
一実施例を分解した状態を示す一部切欠の拡大正面図で
ある。台座である陽極部１と、導電性キャップ５ａ、５
ｂが被せられた保護抵抗体３と、当て部材４とに分解し
た状態であって、陽極部１及び保護抵抗体３は中央より
も左側を切欠した状態として示されている。斜線で示さ
れている部分は切欠した時の断面である。本実施例は左
右対象なので右側を切欠した場合にも同様の断面があら
われる。本実施例においては、導電性キャップ５ａ、５
ｂが被せられた保護抵抗体３は上下逆にして圧入しても
かまわないが、導電性キャップ５ｂ上に陰極部２ｂが形
成されておらず、陰極部２ａのみ形成されているような
場合には陰極部２ａが皮接するよう導電性キャップ５ａ
が上部に来るように配置に注意しなければならない。

【００２８】図４は図３のＸ−Ｘ線断面図であって、陽
極部１の断面を示したものである。図の斜線部が断面で
あり、保持穴１ａは水平断面が四角形であり、また保持
溝１ｂは保持穴１ａを中心とする円環状に形成される。
図中では保持溝１ｂ及び保持穴１ａの側面の断面があら
わされている。

【００２９】図５は図３のＹ−Ｙ線断面図であって、当
て部材４の断面を示したものである。図の斜線部が断面
である。図示されるように当て部材４は中央部に穴部４
ａが貫通されているリング状のものである。尚、イオン
トフォレシス素子形成時には、当て部材４は、点線で示
される保護抵抗体３及び導電性キャップ５と断面がほぼ
同心円になるように配置される。

【００３０】イオントフォレシス素子の一実施例の使用
状態は図６に示される。粘着布６により、当て部材４の
上面と保護抵抗体３の皮接部３ａ側の導電性キャップ５
を同時に皮接すると、皮接部位に陽極（陽極部である台
座１）、陰極（陰極部２ａ）、電解質（当て部材４およ
び皮膚７）からなる外部回路短絡型の化学電池が形成さ
れる。

【００３１】この場合通電路は陰極部２ａ→（保護抵抗
体３）→陽極部１→当て部材４→皮膚７→陰極部２ａと
いう閉回路になる。陽極部１から陰極部２ａに流れた電
子によって、当て部材４内の被浸透マイナスイオン性薬
剤は二次元的な電気反発力を受けて皮膚７内に浸透す
る。被浸透マイナスイオン性薬剤と共に皮膚７内に浸透
する電子は、還元反応を起こす。一方、電子の流出した
陰極部２ａでは、過剰になった正孔が被接面に形成され
るショットキー障壁の内部電界により皮膚７内に浸透し
て酸化反応を起こす。ショットキー障壁は被接面からの
電子の流入を阻止するため、安定した生体電池の起電力
が得られる。

【００３２】さらに、陰極部２ｂと陽極部１とが短絡す
ることによって、マイナスイオン性薬剤の皮膚内への浸
透効果の向上が期待できる。

【００３３】上述の実施例では、陽極部１には合成樹脂
成形品に金属メッキを施したものを使用し、保護抵抗体
３はその表面をカーボンコーティングしたセラミックス
棒体であるので、本発明の素子の量産化と製造コストの
低減が可能となり、そして製造プロセスで半導体からな
る陰極部を保護抵抗体と一体とすることにより、使用中
に生じる皮膚抵抗の変化による皮膚損傷の抑制を図るこ
とができる。

【００３４】図１〜図６において説明した実施例は当て
部材４に含浸させたイオン性薬剤が皮膚に対してマイナ
スイオンとなるものであった。皮膚に対してプラスイオ
ンとなる薬剤を本発明によって皮膚内に浸透させるため
には、台座となる電極部を上記実施例と逆にしなければ
ならない。すなわち図において１を陰極部に２（２ａ、
２ｂ）を陽極部とする。なおこの場合当て部材の接触す
る陰極部がイオン性薬剤と反応して酸化する恐れのある
場合は、陰極部表面をあらかじめ化学的に安定な導電性
物質例えば導電性カーボンなどの薄い皮膜をコーティン
グし当て部材４と接触させてもよい。この場合、陽極部
表面も同じ導電性物質でコーティングしておけば、コー
ティング物質が起電力に与える影響を相殺することがで
きる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、保護抵抗体を設けることによ
って電流の増大による皮膚の損傷を防ぐことができる。
又、導電が配置されない構造であるために製造が非常に
容易であり、大量生産することが可能である。

【００３６】さらに、棒状の保護抵抗体は、一般に用い
られる電子部品としての抵抗体をそのまま用いることが
可能であるので、安価に大量に供給ができ、陽極は貴金
属のメッキでよいので、製造コストの低減と製造行程の
単純化が可能となる。

【００３７】又、陽極と短絡する陰極を設けることによ
って、イオン浸透効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイオントフォレシス素子の一実施例の
断面図である。

【図２】本発明のイオントフォレシス素子の一実施例の
平面図である。

【図３】本発明のイオントフォレシス素子の一実施例を
分解した状態を示す切欠の拡大正面図である。

【図４】図３のＸ−Ｘ線断面図である。

【図５】図３のＹ−Ｙ線断面図である。

【図６】本発明のイオントフォレシス素子の一実施例の
使用状態を示す断面図である。

【図７】従来のイオントフォレシス素子を示す平面図で
ある。

【図８】図７のＺ−Ｚ線断面図である。

【符号の説明】

１陽極部１ａ保持穴１ｂ保持溝２ａ陰極部（皮接側）２ｂ陰極部（台座側）３保護抵抗体３ａ皮接部３ｂ基部４当て部材４ａ穴部５ａ導電性キャップ（皮接側）５ｂ導電性キャップ（台座側）６粘着布７皮膚１１金属陽極１２半導体陰極１４パッド１５導線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性金属からなる陽極部と、半導体か
らなる陰極部と、前記陽極部と前記陰極部との間を電気
的に接続し且つ電流制限機能を有する保護抵抗体と、イ
オン性薬剤を含浸している当て部材とを備えており、前
記当て部材は前記陽極部又は前記陰極部のいずれか一方
の電極部と接触し、使用時に他方の電極部と前記当て部
材とが同時に皮接するように配置されていることを特徴
とするイオントフォレシス素子。
【請求項２】前記一方の電極部は、保持穴を有する台
座で構成され、前記保持穴で前記保護抵抗体を保持する
請求項１に記載のイオントフォレシス素子。
【請求項３】前記保護抵抗体は棒状であって、前記保
持穴に縦方向に保持される請求項２に記載のイオントフ
ォレシス素子。
【請求項４】前記保護抵抗体は前記保持穴で圧着保持
される請求項２又は３に記載のイオントフォレシス素
子。
【請求項５】前記保護抵抗体の前記台座側には、導電
性キャップが被せられ、当該台座側の導電性キャップが
前記保持穴で圧着保持される請求項２又は請求項３に記
載のイオントフォレシス素子。
【請求項６】前記他方の電極部は保護抵抗体に一体形
成される請求項１乃至５のいずれか１項に記載のイオン
トフォレシス素子。
【請求項７】前記保護抵抗体に皮接側の導電性キャッ
プが被せられ、当該皮接側の導電性キャップ上に前記他
方の電極部が形成される請求項１乃至５のいずれか１項
に記載のイオントフォレシス素子。
【請求項８】前記台座側の導電性キャップ上に前記他
方の電極部と同じ電極物質であって使用時にも皮接しな
い電極が形成される請求項７に記載のイオントフォレシ
ス素子。
【請求項９】前記一方の電極部は前記陽極部であっ
て、前記台座は表面に金などの貴金属のメッキが施され
た合成樹脂である請求項２乃至８のいずれか１項に記載
のイオントフォレシス素子。
【請求項１０】導電性金属からなる陽極部と、半導体
からなる陰極部と、前記陽極部と前記陰極部との間を電
気的に接続し且つ電流制限機能を有する保護抵抗体と、
イオン性薬剤を含浸している当て部材とを備えており、
前記当て部材は前記陽極部又は前記陰極部のいずれか一
方の電極部と接触し、使用時に他方の電極部と前記当て
部材とが同時に皮接するように配置されるイオントフォ
レシス素子であって、前記一方の電極部は台座であり、
前記台座は保持溝と保持穴とを有し、前記保持溝は前記
保持穴を囲むように形成され、前記保護抵抗体は棒状で
あって前記保持穴に縦方向に保持され、前記当て部材は
前記保持溝で保持されることを特徴とするイオントフォ
レシス素子。
【請求項１１】導電性金属からなる陽極部と、半導体
からなる陰極部と、前記陽極部と前記陰極部との間を電
気的に接続する棒状の導電体と、イオン性薬剤を含浸し
ている当て部材とを備えており、前記当て部材は前記陽
極部又は前記陰極部のいずれか一方の電極部と接触し、
使用時に他方の電極部と前記当て部材とが同時に皮接す
るように配置されるイオントフォレシス素子であって、
前記一方の電極部は台座であり、前記台座は保持溝と保
持穴を有し、前記保持溝は前記保持穴を囲むように形成
され、前記棒状の導電体は前記保持穴に縦方向に保持さ
れ、前記当て部材は前記保持溝で保持されることを特徴
とするイオントフォレシス素子。