JPH09215755A

JPH09215755A - 皮接治療具

Info

Publication number: JPH09215755A
Application number: JP8024245A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Muroki; 政久室木
Original assignee: PORITORONIKUSU KK; Polytronics Inc
Current assignee: PORITORONIKUSU KK; Polytronics Inc
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1997-08-19
Also published as: EP0788810A3; US5848985A; EP0788810A2; EP0788810B1

Abstract

(57)【要約】【課題】通電作用を示す皮接治療具に関し、簡略で小
型軽量且つ安価なパルス発振回路と生体電池電源によっ
て構成されるテタヌス刺激用パルス発振装置を組み込ん
だディスポーザブル型皮接治療具の提供を目的としてい
る。【解決手段】この治療具は、標準単極電位の高い金属
から成る皮接物質を有する第１の導電性鉱物１と、標準
単極電位のより低い半導体から成る皮接物質を有する第
２の導電性鉱物２とを、互いの非皮接領域で並列接続し
たダイオード３及び容量４を介して電気的に接続し、１
と２とを同時に皮接したものである。また更に上記治療
具に導電性薬剤層５を付加し、５は有効性薬剤成分を分
散させたマトリクスから成り、これを前記第１または第
２の皮接物質のいずれかに接触させて配置し、５の配置
してない導電性鉱物１または２と５とを同時に皮接し
た。前記治療具の外部付加として保護抵抗６を接続し、
また固体電解質１０を５の配置してない第１または第２
の皮接物質と皮膚との間に介在させ密着して用いる治療
具も含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通電作用によって
不定愁訴を解消したり、経皮投薬可能な皮接治療具に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、社会性ストレスの増加と高齢化の
進行に伴って、肩コリや腰痛などの不定愁訴を唱える患
者数が全国民の半数にも達するという情報がある。更に
各種の慢性疾患患者数が増加の一途をたどっている。こ
のような不定愁訴や慢性疾患の治療には、皮膚を介して
幹部に一定の物理的刺激を与えたり、経皮投薬を行うこ
とが有効であることが知られている。即ち、不定愁訴の
治療は、幹部の組織（筋肉や末梢神経）に経皮刺激を与
えて新陳代謝を活性化することを主眼とし、マッサージ
や指圧、鍼灸、通電、温熱などに代表される物療が広く
行われている。一方、痛みや腫れという炎症治療には消
炎鎮痛剤の経皮投薬もよく利用される。

【０００３】更に経皮投薬は、局所投与、一定濃度投与
が可能という利点を生かして抗狭心症剤や抗生物質、ホ
ルモン剤、抗てんかん剤など一部の慢性疾患に用途が拡
大しつつある。本発明者は、既に、皮接時に生体電池が
形成されてその弱い直流電力による通電刺激で筋肉や神
経の疲労を回復させ得るイオン浸透器を開発した（特許
第１３８８９４９号、特許第１４２７３６０号、特許第
１６３１１３７号、実用新案登録第１９２２１６６号な
ど）。これは、電子親和力の強い金属正極と電子親和力
の弱い金属負極の組み合わせによる化学電池であるが、
この原理を利用して本発明者は別に、経皮投薬素子の開
発を行った（特願平１−１５０６５４号など）。

【０００４】この経皮投薬素子は、金属正極下に配置し
た被浸透陰イオンを含む導電性マトリクスとその近傍に
配置した半導体負極とを同時に皮接し、且つ金属正極と
半導体負極を外部で導電接続した構造を有する。この結
果、被浸透薬剤イオンを含む電気的閉回路が形成されて
化学電池が通電を開始し、導電性マトリクスと皮膚間で
イオントフォレーゼが惹起して薬剤の皮内浸透を加速す
る働きが生ずる。そして、電極、薬剤層及びプラスター
を多層状にシート化することにより、安全、安定で安価
な電界加速型携行用経皮投薬を可能にするものである。
本発明者はまた、生体電池による通電に際して、この直
流に重畳するかあるいは生体電池通電を断続的に行うか
して５０−５００Ｈｚ領域の適当な周波数を持つ小電圧
パルス波を生体皮膚に印加することにより末梢神経シナ
プスの可塑性を高め、長期増強効果（ＬＴＰ効果）を誘
起して当該部位の生理活性度を向上させる技術を開示し
た。この技術を援用することにより不定愁訴の治癒効果
が向上し、またイオントフォレーゼによる薬剤の経皮吸
収率が一段と向上する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】生体電池による皮内通
電５０〜５００Ｈｚ帯の小電圧パルス波印加（テタヌス
刺激印加）を併用することで皮膚組織の生理活性化が達
成されるが、従来はテタヌス刺激を与えるためのパルス
発振装置とその電源の装着が必要であった。集積化回路
などの半導体の技術を利用して小型のパルス発振回路を
形成すれば、ボタン電池など小型軽量の外部電源の組み
合わせによって小電圧パルスを発生させることが可能で
ある。この結果、携行用のテタヌス援用型経皮投薬素子
を製造することができる。しかし、半導体集積回路やボ
タン電池などはコストが高いために、これらを組み込ん
だシート状の経皮投薬素子を一回ずつ使い捨て（ディス
ポーザブル）にすることは困難である。

【０００６】また、不定愁訴治療用の前記イオン浸透器
の場合、同時に複数個を皮接して用いることが多い。従
って、小型軽量化したとは云えパルス発振装置をこれら
イオン浸透器に接続して使用することは、利便性の点で
困難である。更に、ボタン電池など小型の乾電池は自己
放電するため、パルス発振装置に充填して未使用のまま
長時間放置すれば、電圧が低下して使用不可になるなど
の問題がある。

【０００７】本発明の目的は、生体電池を利用した不定
愁訴の治療具や経皮投薬素子の効果を高めるテタヌス刺
激用のパルス発振装置を、簡略で小型軽量、且つ安価な
パルス発振回路と生体電池電源との組み合わせによって
形成し、これを組み込んだディスポーザブルな皮接治療
具を提供することである。

【０００８】本発明の目的は、直流通電型では通電刺激
による副作用の発生率が高い生体電池を、高い治癒率を
維持しながら副作用を抑制し得るパルス通電型に転換し
た皮接治療具の提供にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明ではダイオードの電圧／電流特性の非直線性
と、容量の充放電特性とを組み合わせて、これを生体電
池電源で駆動するパルス発振装置を形成した。即ち、第
１の導電性鉱物と、第２の導電性鉱物と、並列接続され
たダイオード及び静電容量とから成り、前記第１の電性
鉱物は、少なくとも皮接面が単一金属または合金から成
る第１の皮接物質で構成され、前記第２の導電性鉱物
は、少なくとも皮接面が半導体からなる第２の皮接物質
で構成され、前記第１の皮接物質と前記第２の皮接物質
との組み合わせは、前記第１の皮接物質の標準単極電位
が前記第２の皮接物質のそれよりも高くなるように選択
され、前記第１の導電性鉱物と前記第２の導電性鉱物と
は、互いに近接して配置され、且つ互いの非皮接領域に
おいて前記並列接続されたダイオード及び静電容量を介
して電気的に接続され、前記ダイオードは、順方向立ち
上がり電圧Ｖ_Fが逆方向降伏電圧Ｖ_Bより低いかまたは等
しく設定されている場合には、前記第１の導電性鉱物側
がダイオードの順方向に、即ち前記第２の導電性鉱物側
がダイオードの逆方向になるような向きに、前記静電容
量と並列接続されており、前記ダイオードは、Ｖ_FがＶ_B
より高く設定されている場合には、前記第１の導電性鉱
物側がダイオードの逆方向に、即ち前記第２の導電性鉱
物側がダイオードの順方向になるような向きに、前記静
電容量と互いに並列に接続されており、前記第１の導電
性鉱物と前記第２の導電性鉱物とは、同時に皮接して用
いられる皮接治療具を開示する。

【００１０】更に本発明では、前記した第１、第２の導
電性鉱物、ダイオード、静電容量に導電性薬剤層が付加
されて成り、前記導電性薬剤層は、少なくとも皮膚内に
浸透する有効薬剤成分と導電性イオンを分散させたマト
リクスとで構成され、且つ前記第１の皮接物質または前
記第２の皮接物質のいずれかに接触して配置され、導電
性薬剤層の配置されていない前記第１の導電性鉱物また
は前記第２の導電性鉱物と、前記導電性薬剤層とが同時
に皮接して用いられる皮接治療具を開示する。

【００１１】更に本発明では、保護抵抗を前記ダイオー
ド／静電容量に直列に接続した皮接治療具、及び前記第
１または第２の皮接物質と皮膚との間に固体電解質を密
着させた皮接治療具を開示する。

【００１２】生体電池の起電力を考慮した時、前記ダイ
オードは｜Ｖ_F｜≦０．６（ボルト）≦｜Ｖ_B｜または
０．６（ボルト）≦｜Ｖ_B｜＜｜Ｖ_F｜に設定されている
ことが好ましい。

【００１３】更に皮膚の生理活性化を考慮すると、前記
容量Ｃ（ファラド）、前記第１の導電性鉱物／第２の導
電性鉱物間で測定された皮接抵抗値をＲ_S（オーム）と
の間に０．００２（秒）≦Ｒ_S Ｃ≦０．１（秒）が成立するように、容量Ｃの値が選定されることがより
好ましい。容量Ｃは、ダイオードの接合容量を利用する
こともできる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の考え方を以
下に説明する。図３は実施の一形態例図、図４はそのタ
イムチャートである。図３（Ａ）において、第１の導電
性鉱物１１と第２の導電性鉱物１２とを、並列接続した
ダイオード１３とコンデンサ（静電容量）１４によっ
て、接続する。第１、第２の導電性鉱物１１、１２と
は、皮膚２０に皮接可能な面（これを皮接面と呼ぶ）１
１Ａ、１２Ａを持つ。第１の導電性鉱物１１は例えば金
属、第２の導電性鉱物１２は例えば半導体から成る。こ
のような第１の導電性鉱物１１の皮接面１１Ａと第２の
導電性鉱物１２の皮接面１２Ａとを、ダイオード１３及
び静電容量１４を並列接続して成る外部負荷を介して非
皮接領域で電気接続した上で同時に皮膚２０に皮接する
と、図３（Ａ）で示すような閉回路が形成される。この
閉回路の負荷としては、前記外部負荷１３、１４の他に
第１の導電性鉱物１１と第２の導電性鉱物１２の皮接抵
抗Ｒ₁、Ｒ₂及び皮内インピーダンスＲ₃を考慮する必要
がある。Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は個人差、皮接個所差の他に生
理活性度差があり、皮接個所の生理活性度が高まると１
桁程度低下する性質がある。そこで、皮接個所の生理活
性度が高い場合でも通電刺激によるかぶれなどの副作用
が生ずるのを抑制するために、保護抵抗Ｒ_Pを１３、１
４と直列に接続することができる。この場合、図示して
ないがＲ_PはＲ₁〜Ｒ₃と直列接続になる。

【００１５】図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示した負荷つ
き生体電池の等価回路であり、

【数１】Ｒ_S＝Ｒ₁＋Ｒ₂＋Ｒ₃ とおいてある。保護抵抗Ｒ_Pを用いる場合には、

【数２】Ｒ_S＝Ｒ₁＋Ｒ₂＋Ｒ₃＋Ｒ_P となる。図において、Ｅは第１の導電性鉱物１１をプラ
ス極、第２の導電性鉱物１２をマイナス極として皮接時
に発生する生体電池の内部起電力である。内部起電力Ｅ
の最大値は１１と１２の材料選択で基本的に決まる。ダ
イオード１３の接続の向きは、前記したようにダイオー
ドの順方向立ち上がり電圧Ｖ_Fと逆方向降伏電圧Ｖ_Bの相
対的な大きさによって変えるものとする。図３（Ｂ）の
接続の向きは、図４（Ａ）に示したように｜Ｖ_B｜＞｜
Ｖ_F｜の場合である。

【００１６】図４（Ａ）は、ダイオード１３の整流特性
を示すが、逆方向降伏電圧Ｖ_Bは生体電池の内部起電力
Ｅより低い値に選択されなければならない。図示したダ
イオード特性は、Ｇｅツェナーダイオードなどの定電圧
ダイオードを用いれば、不純物濃度の調整によってＶ_B
＜０．６（ボルト）に設定することができる。この時、
静電容量１４の両端電圧Ｖ_Cの変化を示したのが図４
（Ｂ）である。即ち、皮接後に静電容量１４の充電電流
が流れて電位は上昇するが、Ｖ_C＝Ｖ_Bでダイオード１３
のブレークダウンが生ずるため、静電容量１４は一気に
放電して電位はＶ₁まで低下する。Ｖ_C＝Ｖ₁で降伏現象
が停止すれば、再びＶ_Cは上昇する。この現象が繰り返
されるので、Ｖ_Cは鋸波状のパルス電圧となる。なお、
降伏現象が停止する電位Ｖ₁はゼロであることもある。

【００１７】図４（Ｃ）は、図４（Ｃ）のＶ_C変化に対
応して流れる回路電流Ｉの変化を示す。図示したよう
に、回路電流Ｉは、充電電流と放電電流（スパイク状）
の和となって表される。パルスの繰り返し周期Ｔは、静
電容量１４のキャパシタンスをＣとすれば、

【数３】Ｔ＝Ｒ_SＣ・ｌｎ｛（Ｅ−Ｖ₁）／（Ｅ−
Ｖ_B）｝で与えられる。前記したように生体電池の内部起電力Ｅ
は、第１の導電性鉱物１１と第２の導電性鉱物１２との
材料組み合わせでほぼ決まるが、大体１〜３（ボルト）
程度である。また、Ｒ_Sは１〜１０ＭΩ程度であること
が多い。｜Ｖ_F｜＞｜Ｖ_B｜であるような、いわゆるバッ
クワードダイオードの場合は、図３（Ｂ）におけるダイ
オード１３の接続方向を逆にして用いればよい。この場
合も勿論、パルス発振を維持するために、Ｅ＞Ｖ_Fの関
係は満足される必要がある。生体皮膚面の同一個所にこ
の皮接治療具を長期連用する場合、皮膚の生理活性度上
昇に伴う通電刺激を緩和するために、Ｖ_B（｜Ｖ_B｜≧｜
Ｖ_F｜の場合）またはＶ_F（｜Ｖ_F｜＞｜Ｖ_B｜の場合）
は、０．５（ボルト）以下に設定されていることが好ま
しい。より好ましくは０．４（ボルト）以下である。

【００１８】図４（Ｂ）、（Ｃ）は、外部電源や複雑な
パルス発振回路を設けなくても、生体電池の通電を一定
周期でパルス化できることを示している。パルス周波数
１／Ｔは、式（３）に従って与えられるので、静電容量
１４のハャパシタンスを適当な値に選択すれば、テタヌ
ス刺激によるＬＴＰ効果（シナプス可塑性の長期増強効
果）を惹起する周波数帯５０〜５００Ｈｚの小電圧パル
スを皮内の末梢神経に印加することができる。

【００１９】図３（Ａ）は、第１の導電性鉱物１１と第
２の導電性鉱物１２を同時に皮接した不定愁訴治療器も
しくは皮膚の新陳代謝促進や皮膚疾患の治療器の場合に
ついての説明図であるが、導電性薬剤層を１１または１
２の直下（皮接面１１Ａ、１２Ａの直下）に配し、導電
性薬剤層を介して皮接した場合も図３（Ｂ）、図４
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は基本的に変わらない。この場
合は、図３（Ａ）の回路抵抗Ｒ_Sに導電性薬剤層のイン
ピーダンスが加わる点だけ異なる。一般に、導電性薬剤
層は水溶性保湿成分とイオンを含むマトリクスから成る
ので、それ自体のインピーダンス及び皮接抵抗（Ｒ₁ま
たはＲ₂）は、図３（Ａ）の電極直接皮接の場合よりは
小さくなる。また、導電性薬剤層を配置してない電極と
皮膚との間に固体電解質を密着配置すると、電極下の皮
接抵抗（Ｒ₁またはＲ₂）を著しく小さくすることが可能
となる。

【００２０】以下、本発明を各種の実施の形態に基づい
てより詳しく述べる。（その１）図１は、本発明の一実施の形態における皮接
治療具の構成を示す図である。図１（Ａ）は上面図、図
１（Ｂ）は側面図を示す。図において、１は第１の導電
性鉱物、２は第２の導電性鉱物、３はダイオード、４は
静電容量、７は粘着布を指す。図示したように、第１及
び第２の導電性鉱物１及び２は線状であり、典型的に
は、１は直径０．４〜０．６ｍｍ程度の表面金メッキし
た銅線（長さ５ｃｍ）、２は直径０．４〜０．６ｍｍ程
度の表面酸化亜鉛膜形成の銅線（長さ５ｃｍ）であり、
両者は２〜３ｍｍの間隔を保って平行に粘着布７の粘着
面に接着されている。粘着布７の第１及び第２の導電性
鉱物１、２の片端面直下には、それぞれ直径１ｍｍの穴
８、８′が貫通しており、この穴８、８′をとおして粘
着布７の非粘着面側に装荷された並列接続ダイオード３
及び静電容量４と、第１の導電性鉱物１及び第２の導電
性鉱物２が電気的に接続されている。具体的には、第１
の導電性鉱物１と第２の導電性鉱物２の一端部を、それ
ぞれの穴８、８′に貫通させて粘着布７の非粘着面側に
折り曲げ、この折り曲げ部でダイオード３及び静電容量
４を並列接続するのが便利である。本実施の形態では、
生体電池のプラス極が金であり、マイナス極が酸化亜鉛
（ｎ型半導体）である。ダイオード３は、逆耐圧０．５
（ボルト）のツェナーダイオードである。静電容量４の
キャパシタンスは１０ｐＦとした。

【００２１】図１に示した皮接治療具を粘着布７の粘着
面によって被験者の右肩部に皮接固定し、静電容量４の
両端電位の変化をシンクロスコープで測定した。この結
果、図４（Ｂ）に示すような略のこぎり波状の電位変化
が観測された。Ｖ_Bは０．５（ボルト）であり、Ｖ₁は略
０（ボルト）であった。パルス周期Ｔ、従ってパルス周
波数は経時変化であり、また被験者によっても異なっ
た。数人の被験者でテストしたところ、装着直後のパル
ス周波数は２５〜１７３Ｈｚであったが、装着５時間後
にはすべての被験者でパルス周波数の増加が観測され
た。これは、生理活性度の向上に対応する現象と考えら
れる。

【００２２】肩コリの症状を示す被験者２０名に対し
て、図１に示すデバイスを患部に２個づつ２４時間装着
した結果を表１に示す。

【表１】表１は、この皮接治療具による肩コリ治癒率が９０％に
も達することを示している。注目されるのは、皮接抵抗
値が高く、これに対応してパルス周波数の低いグループ
では、治癒結果が概して低いことである。いずれの例で
も２４時間の皮接によってパルス周波数の増加が認めら
れ、皮膚の生理活性度の向上は認められたが、パルス周
波数５０Ｈｚ以下の場合肩コリの改善効果は薄かった。
また、被験者全員において通電による皮膚損傷（かぶれ
や火傷）は観測されなかった。

【００２３】比較のために図１の皮接治療具からダイオ
ード３及び静電容量４を取り外し、粘着布７の非粘着面
側で第１の導電性鉱物１と第２の導電性鉱物２を直接導
電接続させただけのデバイスを作成し、前記同様２０名
の肩コリ被験者に装着実験を行った。各人肩コリ部位に
２個ずつ２４時間装着して治癒判定を行ったところ、著
効６人、有効７人、無効７人であり有効治癒率は６５％
に低下した。また、通電刺激によるとみられる皮膚損傷
が８人（４０％）の被験者で観測された。

【００２４】以上の被験データは、生体電池による皮内
通電刺激において、皮膚に印加される電池起電力をダイ
オードの非直線性を利用して制御することによって皮膚
損傷を抑制することが可能なことを示している。また、
ダイオードと容量の組み合わせによるパルス波に変換し
てその周波数帯をシナプスの長期増強効果を惹起する５
０〜５００Ｈｚ領域に設定することによって、皮内組織
の生理活性度を著しく高め肩コリを緩和する効果をより
高めることができることを示している。

【００２５】（その２）図２は、本発明の別の実施の形
態における皮接治療具の構成を示す図である。図２
（Ａ）は上面図、図２（Ｂ）は側面図である。図におけ
る記号は、前実施の形態の場合と全く同じ意味で用いら
れている。本実施の形態では、図２（Ａ）に示すごとく
半球状（直径２．６ｍｍ）の第２の導電性鉱物２が正三
角形（１辺の長さ１０ｍｍ）の頂点を占める位置に粘着
布７で固着されており、正三角形の中心位置に半球状
（直径２．６ｍｍ）の第１の導電性鉱物１が粘着布７上
に固着されている。各導電性鉱物１、２の半球面は皮接
面側にあり、平面部位が粘着布７の粘着面に接着されて
いる。図２（Ａ）に点線で示したように、第２の導電性
鉱物２の各々は、粘着布７の非皮接面側で導線により互
いに第１の導電性鉱物１に対して並列になるように導電
接続されている。ただし、１と２とは、直接接続されて
いるのではなく、図２（Ｂ）で示すように、ダイオード
３及び静電容量４から成る負荷を介して接続される。簡
単のために図２（Ａ）では、負荷が省略して図示されて
いる。なお、図２（Ｂ）で示すように負荷を介した１と
２の電気接続は、１と２の各々の直下領域に設けられた
穿孔を通して行われる。

【００２６】第１の導電性鉱物は金（Ａｕ）であり、第
２の導電性鉱物２は酸素欠陥型酸化アルミニウム（Ａｌ
₂Ｏ_3-x）を用いた。Ａｌ₂Ｏ_3-xはｎ型半導体である。Ａ
ｌ₂Ｏ_3-xはＡｌの半球状土台の球状表面にスパッタリン
グ法を用いて０．５μｍ程度の厚みに形成されている。
Ａｌ土台の裏側平面部にはＡｌ₂Ｏ_3-xは形成されていな
い。従ってＡｌ₂Ｏ_3-xは、第２の導電性鉱物２における
第２の皮接物質である。またダイオード３は、バックワ
ードダイオードであり、｜Ｖ_F｜＞｜Ｖ_B｜となってい
る。ＧｅのバックワードダイオードではＶ_Bは約０．２
（ボルト）となる。従って、ダイオード３の導電性鉱物
１、２に対する接続方向は前実施の形態と逆になる。ま
た、静電容量４のキャパシタンスは、５ｐＦとした。

【００２７】Ａｕ／Ａｌ₂Ｏ_3-x生体電池の理論起電力
（内部起電力Ｅ）は、２（ボルト）を超えるので、Ｖ_F
が異なる値（０．５、０．６、０．７、０．９ボルト）
をもつ４種類のバックワードダイオードを用意して、肩
コリ被験者に対する装着実験を行った。各Ｖ_Fをもつダ
イオード３を備えた皮接具それぞれに対して５名の被験
者を用意し、図２で示したデバイスを患部に１個づつ２
４時間装着した。得られた結果を表２に示す。

【表２】

【００２８】表２は、Ｖ_Fが０．５〜０．９（ボルト）
の範囲ではいずれの場合も有効治癒率が非常に高く、本
皮接治療具が生体皮下組織の生理活性化に有効なことを
示している。なお表示してないが、いずれのＶ_Fの場合
においてもパルス周波数は装着開始時５人の被験者平均
で１００〜２００Ｈｚの範囲にあった。２４時間経過後
には３００〜５００Ｈｚに周波数上昇が観測された。こ
れは、生体皮下組織の生理活性化によって皮内インピー
ダンスが低下した結果、式（３）に基づくパルス周期Ｔ
が短くなったためであると考えられる。注目されるの
は、Ｖ_Fが０．６（ボルト）を超えると皮膚損傷発生率
が上昇することである。カットオフ電圧が高くなると、
通電電流値が増加してプラス、マイナス極下の皮膚にｐ
Ｈ変化を生じたり、通電電流刺激による生化学的組織変
化が生じることに原因するものと考えられる。従って、
長期連用時にはＶ_Fが０．６（ボルト）以下にすること
が望ましい。｜Ｖ_B｜≧｜Ｖ_F｜の場合には、前記同様Ｖ
_Bを０．６（ボルト）以下にすることが望ましい。

【００２９】（その３）図５は、本発明の更に別の実施
の形態における表示の構成を示す図である。このデバイ
スは浸透薬剤層を備えたイオントフォレーゼ型経皮投薬
素子である。図において、１は第１の導電性鉱物、２は
第２の導電性鉱物、３はダイオード、４は容量、５は被
浸透薬剤イオン（本実施の形態の場合はマイナスイオ
ン）を分散させた導電性マトリクスから成る導電性薬剤
層、７は粘着布、９は絶縁性柔軟高分子剤から成る薬貯
蔵板である。図５（Ａ）は上面図を、また図５（Ｂ）は
（Ａ）のＭ−Ｍ′断面図を示す。図示したように、第１
の導電性鉱物１は粘着布７の粘着面上に貼着されてい
る。本実施の形態では、第１の導電性鉱物１として銅薄
板を用いた。その上に複数個の円筒状貫通孔を有する厚
み２〜４ｍｍの発泡性ポリエチレンなどから成る薬貯蔵
板９を接着し、前記円筒状貫通孔の周辺部に接触しない
ようにして格子状の第２の導電性鉱物２を接着する。第
２の導電性鉱物２は、酸化マンガン膜（ｎ型半導体）を
表面に形成した錫フィルムから成る。第１の導電性鉱物
１と第２の導電性鉱物２とは、粘着布７に貫通された配
線穴（２個）を通して粘着布７の非粘着面側（非皮接面
側）で負荷を介して電気接続されている。負荷は、並列
接続された定電圧ダイオード３及び静電容量４から成
る。

【００３０】導電性マトリクスは、塩化ナトリウム１ｗ
ｔ％を含む水溶性クリームであり、被浸透薬剤としてリ
ン酸Ｌアスコルビルマグネシウム２ｍｏｌ（モル）％が
分散されている。また、定電圧ダイオード（｜Ｖ_B｜＞
｜Ｖ_F｜）３のＶ_Bを−０．６（ボルト）、静電容量４の
キャパシタンスを２０ｐＦとした。このデバイスを、背
毛を剪毛したラットの背部に粘着布７の粘着面を利用し
て装荷した。ラットはＳＤ系雄性ラットであり、４匹を
１群として装荷時間の違いによる被浸透イオンの血中濃
度変化を調べた。デバイス装荷時には、酸化マンガン膜
と導電性マトリクスとが同時に皮接することを確認し
た。装荷時に測定したダイオード３両端電位の変化を示
すパルス周波数は３３０Ｈｚ（平均値）であった。

【００３１】比較例として、互いに並列接続されたダイ
オード３と静電容量４から成る負荷をはずして第１の導
電性鉱物１と第２の導電性鉱物２とを直接、粘着布７の
非粘着面側電気接続する以外は図５に示したものと同じ
構造、同じ構成材料、同じ寸法を有する経皮投薬素子を
作成した。このデバイスを剪毛したＳＤ系雄性ラットの
背部に１個／尾装着した実験を行った。経皮投薬素子を
装着後、２、４、６、８時間後における血中のアスコル
ビン酸濃度を調べた。マウスから採決後、気液クロマト
グラフィによって分析すると、図６のような結果が得ら
れた。すなわち、本実施の形態の皮接治療具を用いた場
合、比較例の５〜６倍の高濃度投与が可能であることか
わかる。また、比較例では経過時間と共に血中濃度が漸
増し、８時間経過後も安定していないが、本実施の形態
の場合は約４時間後に血中濃度がほぼ一定になっている
ことがわかる。血中濃度飽和に要する時間は、図示して
ないが第１の導電性鉱物と第２の導電性鉱物の組み合わ
せにも依存し、一般に生体電池の内部起電力の大きな組
み合わせほど短くなることがわかった。

【００３２】（その４）図５に示したと同じデバイス構
造を有する皮接治療具を用いてプラスイオンを有効成分
とする薬剤及び中性薬剤のイオントフォレーゼを行っ
た。ただし、本実施の形態の場合、図５における第１の
導電性鉱物と第２の導電性鉱物の位置を入れ替えた。即
ち、第１の導電性鉱物である銅は格子状にしてデバイス
の皮接面に配設し、第２の導電性鉱物である酸化マンガ
ンは平板状にして粘着布７の粘着面に接着して導電性薬
剤層５と接触させるようにした。またダイオード３はバ
ックワードダイオード（｜Ｖ_F｜＞｜Ｖ_B｜）とし、Ｖ_F
＝０．６（ボルト）のものを選択した。静電容量４のキ
ャパシタンスは２０ｐＦと変わらない。導電性マトリク
スはＮａＣｌを含むクリーム性基材に塩化カルニチンま
たはαトコフェロールを分散させたものである。これを
剪毛した３匹１群のＳＤ系雄性ラットの背部に装着して
イオントフォレーゼを行った後、血中濃度を調べた。こ
の結果図７に示すように、本実施の形態のパルスバイア
ス法によれば、生体電池の直流バイアスだけの場合に比
べて３〜５倍の有効浸透が達成されることがわかる。図
示してないが、両者の差は被浸透イオンの分子量が大き
くなる程顕著になることがわかった。勿論イオントフォ
レーゼを用いない単純塗布の場合は、被浸透イオンの血
中濃度は図７の場合より約１桁低くなる。

【００３３】なお、図５に示した本実施の形態の経皮投
薬素子に磁石を配設するなどして、皮内に浸透する薬剤
イオンの運動に影響を与える程度の強さを有し、且つ薬
剤イオンの浸透方向（ほぼ皮膚面に垂直方向）に対して
垂直成分を有する磁場を付与すれば、皮内に浸透した薬
剤イオンは円運動を描いて浸透個所から拡散するので、
皮接部位直下領域の薬剤濃度を低下させることができ、
生体電極作用による起電力低下を抑制する効果が得られ
る。磁束密度が１０００〜２０００ガウス程度の通常の
永久磁石を配設してもダイオード３及び静電容量４の特
性には殆ど影響を与えることはないので、パルス波形や
周波数、ピーク値などの特性が変化することはない。

【００３４】また、図６、図７のデータには図示してい
ないが、図５に示した本発明の経皮投薬のうち導電性薬
剤層５が接触していない方の電極（第１の導電性鉱物１
または第２の導電性鉱物２）に薄い固体電解質１０を接
触させ、この固体電解質１０を介して皮接した場合、同
一薬剤イオンで比較して単位時間内に２〜３倍の薬剤イ
オン浸透が認められた。即ち、図６に示した薬剤浸透実
験（有効成分マイナスイオン）の場合には、第１の皮接
物質に導電性薬剤層５が接触し、且つ第２の皮接物質に
固体電解質１０が接触して用いられるので、皮接するの
は導電性薬剤層５及び固体電解質１０となる。一方、図
７に示した浸透実験（有効成分プラスイオンまたは中性
薬剤）の場合には、第１の皮接物質に固体電解質１０が
接触し、且つ第２の皮接物質に導電性薬剤層５が接触す
る。

【００３５】本発明で用いて好適な固体電解質１０は、
生体の体温程度で比較的高いイオン導電性を示し、皮膚
に刺激を与えることが少ない材料で、例えばフッ化炭素
のＳＰＥ（プロトン導電体）やＮａ−βＡｌ₂Ｏ₃（ナト
リウムイオン導電体）、Ｌｉ₃Ｎ（リチウムイオン導電
体）などがある。また、単に生理的食塩水を水溶性クリ
ームに分散させただけの溶媒型イオン導電体を用いるこ
ともできる。このように電極に固体電解質１０を接触さ
せて皮接するとイオントフォレーゼ効果が加速されるの
は、皮接抵抗値が著しく小さくなるためである。この結
果、通電電流値が２〜３倍増加しているのが認められ
た。

【００３６】以上実施の形態を用いて本発明を具体的に
説明したが、本発明はこれにとどまるものではない。例
えば保護抵抗６を生体電池の外部回路に、並列接続され
たダイオード３及び静電容量４から成る負荷に直列接続
して挿入する技術も本発明に含まれる。即ち、第１の導
電性鉱物１と第２の導電性鉱物２とだけから成る生体電
池電極を皮接した時の人体の皮接抵抗は、図３（Ａ）の
Ｒ₁＋Ｒ₂＋Ｒ₃の合計で１〜１０ＭΩ程度である。しか
し、生理活性度の向上によって、或いはの導電性薬剤層
５の付加によってＲ₁（またはＲ₂）が著しく低下するた
め、Ｒ_S＝Ｒ₁＋Ｒ₂＋Ｒ₃が１桁程度下がる現象がみられ
る。この結果、生体電池電極の皮接時の抵抗値のみを考
慮して通電すると、皮内電流値の増加による皮膚損傷が
発生する危険がある。この場合には、予め１〜１０ＭΩ
程度の保護抵抗を付加しておき、通電電流値のしきい値
以上の増加を防ぐことによって副作用の発生を抑制する
技術が実用上重要である。一方、皮接治療具の装荷時に
皮接抵抗を測定すると、一般に被験者の年齢が高くなる
程皮接抵抗Ｒ_Sが増加し、２０〜５０ＭΩに達する場合
も認められる。このような場合には、一定のパルス周波
数を与えるＲ_SＣ積を保持するために容量Ｃのキャパシ
タンスを低く設定する必要がある。即ち、前記した実施
の形態で用いられたキャパシタンス５〜２０ｐＦを１ｐ
Ｆ前後にまで低下させる必要がある。このような低い容
量値は、市販のキャパシターを並列接続しても得られる
が、サイズが大きくなったり、コストアップしたりする
ので必ずしも好ましくない。このような場合は、静電容
量４としてダイオードの接合容量を利用すると便利であ
る。即ち、静電容量４として市販のキャパシターのかわ
りにダイオードを接続する。市販のダイオードの中には
この条件を満たすものがあり、小型かつ安価である。

【００３７】本発明でダイオードと容量の組み合わせに
よるパルス波を発生させる主たる目的は、５０〜５００
Ｈｚのパルス周波数帯でテタヌス刺激（高頻度の繰り返
しパルスによる刺激）によるシナプスの長期増強効果
と、これに起因する皮膚の生理活性化を惹起するためで
ある。この周波数帯を考慮すると、Ｒ_SＣ積の好ましい
最小値は０．００２秒程度となる。生体電池起電力Ｅと
パルスのピーク電圧値Ｖ_Bがそれぞれ実用的な最小値と
して、Ｅ＝０．７（ボルト）、Ｖ_B＝０．５（ボルト）
をとった時の想定値である。また、Ｒ_SＣ積の好ましい
最大値は０．１秒程度となる。これは、ＥとＶ_Bがそれ
ぞれ実用的な最大値、Ｅ＝２（ボルト）、Ｖ_B＝０．８
（ボルト）をとった時の想定値である。可変容量を用い
るならば、パルス周波数をＲ_Sの変化に合わせて所定値
に調整することも可能である。

【００３８】第１の導電性鉱物１としては、前記実施の
形態で述べた金や銅の他に、一般に貴金属やこれらの合
金を用いることができる。また第２の導電性鉱物２とし
ては、前実施の形態で述べた半導体（酸化亜鉛や酸化マ
ンガン、酸化アルミニウム）の他に、適当な標準単極電
位を持つ各種酸化物半導体、例えば酸化スズや酸化チタ
ンなど、或いは各種非酸化物半導体、例えばゲルマニウ
ムや硫化亜鉛、インジウムリンなどを用いることは云う
までもない。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型軽量且つ安価で簡便な方法によって生体電池のパル
ス起電力を得ることが可能となった。この結果、不定愁
訴の治療やイオントフォレーゼ型経皮投薬がディスポー
ザブルな非外部電源型携行皮接具で効果的に行うことが
できるようになった。また、皮接通電によって生ずる副
作用を抑制しながら不定愁訴治療やイオントフォレーゼ
を的確に行うことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態における皮接治療具の構成を示す図
である。図１（Ａ）は上面図、図１（Ｂ）は側面図を示
す。

【図２】別の実施の形態における皮接治療具の構成を示
す図である。図２（Ａ）は上面図、図２（Ｂ）は側面図
を示す。

【図３】本発明の原理を説明するための図である。図３
（Ａ）は、本発明の皮接治療具を皮接した時形成される
電気的閉回路を流れる電流Ｉを示す図、図３（Ｂ）は
（Ａ）の等価回路図である。

【図４】図３の波形図である。図４（Ａ）はダイオード
１３の整流特性を示す図、図４（Ｂ）は静電容量１４の
両端電位の変化を示す図、図４（Ｃ）は閉回路電流Ｉの
変化を示す図である。

【図５】更に別の実施の形態における皮接治療具の構成
を示す図である。図５（Ａ）は上面図、図５（Ｂ）は
（Ａ）のＭ−Ｍ′断面図を示す。

【図６】図５に構成を示した皮接治療具を用いてイオン
トフォレーゼを行った時の被浸透イオン血中濃度の変化
を示すデータである。

【図７】図５で示した皮接治療具を用いてイオントフォ
レーゼを行った時の別の薬剤の浸透濃度の変化を示すデ
ータである。

【符号の説明】

１、１１第１の導電性鉱物２、１２第２の導電性鉱物３、１３ダイオード４、１４静電容量５導電性薬剤層６保護抵抗７粘着布８、８′ 穴９薬貯蔵板１０固体電解質

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の導電性鉱物と、第２の導電性鉱物
と、互いに並列接続されたダイオード及び静電容量と、
から成り前記第１の導電性鉱物は、少なくとも皮接面が
単一金属または合金からなる第１の皮接物質で構成さ
れ、前記第２の導電性鉱物は、少なくとも皮接面が半導体か
らなる第２の皮接物質で構成され、前記第１の皮接物質と前記第２の皮接物質との組み合わ
せは、前記第１の皮接物質の標準単極電位が前記第２の
皮接物質のそれよりも高くなるように選択され、前記第１の導電性鉱物と前記第２の導電性鉱物とは、互
いに近接して配置され、且つ互いの非皮接領域におい
て、前記並列接続されたダイオード及び静電容量を介し
て電気的に接続され、前記ダイオードは、順方向立ち上がり電圧Ｖ_Fが逆方向
降伏電圧Ｖ_Bより低く設定されている場合には前記第２
の導電性鉱物側がダイオードの逆方向になるような向き
に、即ち前記第１の導電性鉱物側がダイオードの順方向
になるような向きに、前記静電容量と互いに並列接続さ
れており、前記ダイオードは、Ｖ_FがＶ_Bより高く設定されている場
合には前記第２の導電性鉱物側ダイオードの順方向にな
るような向きに、即ち前記第１の導電性鉱物１側がダイ
オードの逆方向になるような向きに、前記静電容量と互
いに並列に接続されており、前記第１の導電性鉱物と前記第２の導電性鉱物とは、同
時に皮接して用いられる皮接治療具。
【請求項２】更に導電性薬剤層を付加して成り、前記導電性薬剤層は、少なくとも皮膚内に浸透する有効
薬剤成分と導電性イオンを分散させたマトリクスとで構
成され、前記導電性薬剤層は、前記第１の皮接物質または前記第
２の皮接物質のいずれかに接触して配置され、該導電性薬剤層の配置されていない前記第１の導電性鉱
物または前記第２の導電性鉱物と、前記導電性薬剤層と
は同時に皮接して用いられる皮接治療具。
【請求項３】更に保護抵抗を付加して成り、前記保護抵抗は、前記並列接続されたダイオード及び静
電容量に直列に接続され、且つ前記第１の導電性鉱物と
前記第２の導電性鉱物とを、それぞれの非皮接領域にお
いて前記並列接続されたダイオード及び静電容量と共に
電気的に接続するために用いられる請求項１または２記
載の皮接治療具。
【請求項４】更に固体電解質を付加して成り、前記固体電解質は、前記第１の皮接物質または前記第２
の皮接物質と皮膚との間に介在し、且つそのいずれとも
密着して用いられる請求項１〜３のいずれかに記載の皮
接治療具。
【請求項５】前記ダイオードが｜Ｖ_F｜≦０．６（ボ
ルト）≦｜Ｖ_B｜または０．６（ボルト）≦｜Ｖ_B｜＜｜
Ｖ_F｜に設定されている請求項１〜４のいずれかに記載
の皮接治療具。
【請求項６】前記静電容量の静電容量値をＣ（ファラ
ド）、前記第１の導電性鉱物と前記第２の導電性鉱物と
の間で測定された皮接抵抗値をＲ_S（オーム）とする時０．００２秒≦Ｒ_S Ｃ≦０．１秒を満足するようにＣを選定した前記１〜５のいずれかに
記載の皮接治療具。
【請求項７】前記静電容量がダイオードの接合容量を
利用して成る請求項１〜６のいずれかに記載の皮接治療
具。