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技術 薬物投与装置及び薬物投与方法

出願人 株式会社ビーティフィック
発明者 中西博文
出願日 2008年3月7日 (11年0ヶ月経過) 出願番号 2008-058787
公開日 2009年9月24日 (9年5ヶ月経過) 公開番号 2009-213585
状態 特許登録済
技術分野 電気治療装置
主要キーワード 断面視円形状 バースト波形 平面略矩形状 指数曲線 波形形成 肌弾力 電極プラグ 薬物投与装置
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年9月24日)のものです。
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図面 (15)

課題

皮膚への刺激を抑制することができ、かつ、薬物の投与導入効果も良好な薬物投与装置及び薬物投与方法を提供すること。

解決手段

本発明の薬物投与装置は、皮膚と接触する電極印加される電気パルス加電PON休止部POFFを有するバーストとして、かかるバーストの加電部PONの波形について電圧立ち上がり及び立ち下がり曲線状にすることにより、電気穿孔法を実施するに際して電気パルスが皮膚に対して緩やかにはたらき、皮膚への刺激を抑制することができる。加えて、電圧の立ち上がり及び立ち下がりを曲線状としたので、電圧の印加が継続的に行われることになり、薬物の導入経路の形成及び当該経路の維持、及び投与・導入した薬物の電気泳動が効率よく実施され、薬物が皮膚から効率よく投与・導入されることになり、投与・導入される薬物の種類に応じて、美容分野、医療分野等で使用される薬物投与手段として広く使用することができる。

概要

背景

細胞内へ蛍光色素分子を導入して原形質を染色したり、また、細胞内に蛍光標識を付加したDNA(Deoxyribonucleic Acid:デオキシリボ核酸)を導入する方法として、電気穿孔法エレクトロポレーション(Electroporation)法とも呼ばれる。)が用いられている。かかる電気穿孔法は、細胞を懸濁した溶液(細胞懸濁液)に高電圧電気パルスを短時間印加することにより、細胞膜上に微小孔をあけ、その微小孔を通して導入しようとする物質を細胞内へ送り込む方法であり、大腸菌動物細胞糸状菌等の形質転換等に利用されている。この電気穿孔法では、細胞膜上に穿設された微小孔は塞がれるまでに数ミリ秒〜数十ミリ秒かかるので、細胞懸濁液中に細胞内に導入しようとする蛍光色素分子を混入させておけば、電気穿孔法による処理を施すことにより、その微小孔を通じて蛍光色素分子が細胞内へ取り込まれて、細胞の蛍光染色を行うことができる。

また、電気穿孔法は、人間等の身体の所望部位における皮膚または粘膜などの生体表面(以下、これらを総称して「皮膚」と称す。)への薬物の投与を促進する方法として広く用いられている。かかる電気穿孔法では、高電圧パルスを短時間にかけることで脂質二重層膜小孔を生じさせて薬物の透過経路を形成する方法であり、薬物をあらかじめ塗布した皮膚に対して高電圧パルスを印加するが、適用時間が数マイクロ秒から数ミリ秒と極めて短いので、電気穿孔法により皮膚に生じた小孔は可逆的で、かかる小孔が薬物の投与終了後まで残ることはない。

また、人間等の皮膚は最外層に存在する角質層に保護されており、外界に対するバリアー機能として作用しているため、一般に薬物、特に水溶性薬物の皮膚からの吸収が困難である。一方、電気穿孔法は、皮膚に対して高電圧パルス(電気パルス)を短時間に印加することで脂質二重層膜に小孔を生じさせ新しい透過経路を形成するため、従来の経皮吸収促進法と異なり、皮膚に薬物の透過経路を新たに形成することができることから、幅広い薬物の経皮ないし経粘膜における薬物投与法としての可能性が大いに期待されている。そして、このような期待から、皮膚に薬物を塗布した状態で電気穿孔法を用いて当該薬物を投与する手段について、近年、種々の提案がなされている(例えば、特許文献1または特許文献2を参照。)。

特表2002−520101号公報
特表2004−155480号公報

概要

皮膚への刺激を抑制することができ、かつ、薬物の投与・導入効果も良好な薬物投与装置及び薬物投与方法を提供すること。本発明の薬物投与装置は、皮膚と接触する電極に印加される電気パルスを加電PON休止部POFFを有するバーストとして、かかるバーストの加電部PONの波形について電圧立ち上がり及び立ち下がり曲線状にすることにより、電気穿孔法を実施するに際して電気パルスが皮膚に対して緩やかにはたらき、皮膚への刺激を抑制することができる。加えて、電圧の立ち上がり及び立ち下がりを曲線状としたので、電圧の印加が継続的に行われることになり、薬物の導入経路の形成及び当該経路の維持、及び投与・導入した薬物の電気泳動が効率よく実施され、薬物が皮膚から効率よく投与・導入されることになり、投与・導入される薬物の種類に応じて、美容分野、医療分野等で使用される薬物投与手段として広く使用することができる。

目的

しかしながら、前記した特許文献に示される従来の薬物投与装置は、電極から発生される高電圧パルスの皮膚への刺激が高く、また、薬物の投与・導入効果も十分でないため、改善が望まれていた。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

電気穿孔法を用いて薬物を皮膚から投与する薬物投与装置であって、電気パルスを発生可能なパルス印加部と、前記パルス印加部と電気的に接続され、当該パルス印加部が発生する電気パルスを使用者の皮膚に印加する電極とを備え、前記電極が印加する前記電気パルスが、加電部と休止部を有するバーストであり、前記バーストの前記加電部の波形が、電圧曲線状に上昇する立ち上がり部と、電圧が曲線状に下降する立ち下がり部を有することを特徴とする薬物投与装置。

請求項2

前記パルス印加部が、矩形パルスを入力し、個々に接続されるトランジスタにより駆動される2つの1次巻線と、電気パルスを発生する2次巻線からなるトランスを有することを特徴とする請求項1に記載の薬物投与装置。

請求項3

前記加電部の波形が、前記立ち上がり部と前記立ち下がり部の間に、電圧が一定となる安定部を設けていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の薬物投与装置。

請求項4

前記バーストの周期TBが、10〜50msであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の薬物投与装置。

請求項5

前記電気パルスの電圧が、5〜35Vであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の薬物投与装置。

請求項6

電気穿孔法を用いて薬物を皮膚から投与する薬物投与方法であって、薬物を皮膚に塗布し、皮膚と接触させた電極から、加電部と休止部を有するバーストであり、当該バーストの前記加電部の波形が、電圧が曲線状に上昇する立ち上がり部と、電圧が曲線状に下降する立ち下がり部を有する電気パルスを印加することを特徴とする薬物投与方法。

請求項7

前記皮膚が人間の皮膚であり、前記薬物が、コラーゲンヒアルロン酸エラスチンホスファチジルコリンヒトオリゴペプチド−13よりなる群より選ばれた1種以上であることを特徴とする請求項6に記載の薬物投与方法。

技術分野

0001

本発明は、薬物投与装置及び薬物投与方法に関する。さらに詳しくは、電気穿孔法エレクトロポレーション法)を用いた薬物投与装置及び薬物投与方法に関する。

背景技術

0002

細胞内へ蛍光色素分子を導入して原形質を染色したり、また、細胞内に蛍光標識を付加したDNA(Deoxyribonucleic Acid:デオキシリボ核酸)を導入する方法として、電気穿孔法(エレクトロポレーション(Electroporation)法とも呼ばれる。)が用いられている。かかる電気穿孔法は、細胞を懸濁した溶液(細胞懸濁液)に高電圧電気パルスを短時間印加することにより、細胞膜上に微小孔をあけ、その微小孔を通して導入しようとする物質を細胞内へ送り込む方法であり、大腸菌動物細胞糸状菌等の形質転換等に利用されている。この電気穿孔法では、細胞膜上に穿設された微小孔は塞がれるまでに数ミリ秒〜数十ミリ秒かかるので、細胞懸濁液中に細胞内に導入しようとする蛍光色素分子を混入させておけば、電気穿孔法による処理を施すことにより、その微小孔を通じて蛍光色素分子が細胞内へ取り込まれて、細胞の蛍光染色を行うことができる。

0003

また、電気穿孔法は、人間等の身体の所望部位における皮膚または粘膜などの生体表面(以下、これらを総称して「皮膚」と称す。)への薬物の投与を促進する方法として広く用いられている。かかる電気穿孔法では、高電圧パルスを短時間にかけることで脂質二重層膜小孔を生じさせて薬物の透過経路を形成する方法であり、薬物をあらかじめ塗布した皮膚に対して高電圧パルスを印加するが、適用時間が数マイクロ秒から数ミリ秒と極めて短いので、電気穿孔法により皮膚に生じた小孔は可逆的で、かかる小孔が薬物の投与終了後まで残ることはない。

0004

また、人間等の皮膚は最外層に存在する角質層に保護されており、外界に対するバリアー機能として作用しているため、一般に薬物、特に水溶性薬物の皮膚からの吸収が困難である。一方、電気穿孔法は、皮膚に対して高電圧パルス(電気パルス)を短時間に印加することで脂質二重層膜に小孔を生じさせ新しい透過経路を形成するため、従来の経皮吸収促進法と異なり、皮膚に薬物の透過経路を新たに形成することができることから、幅広い薬物の経皮ないし経粘膜における薬物投与法としての可能性が大いに期待されている。そして、このような期待から、皮膚に薬物を塗布した状態で電気穿孔法を用いて当該薬物を投与する手段について、近年、種々の提案がなされている(例えば、特許文献1または特許文献2を参照。)。

0005

特表2002−520101号公報
特表2004−155480号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、前記した特許文献に示される従来の薬物投与装置は、電極から発生される高電圧パルスの皮膚への刺激が高く、また、薬物の投与・導入効果も十分でないため、改善が望まれていた。

0007

本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、皮膚への刺激を抑制することができ、かつ、薬物の投与・導入効果も良好な薬物投与装置及び薬物投与方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

前記の課題を解決するために、本発明の請求項1に係る薬物投与装置は、電気穿孔法を用いて薬物を皮膚から投与する薬物投与装置であって、電気パルスを発生可能なパルス印加部と、前記パルス印加部と電気的に接続され、当該パルス印加部が発生する電気パルスを使用者の皮膚に印加する電極とを備え、前記電極が印加する前記電気パルスが、加電部と休止部を有するバーストであり、前記バーストの前記加電部の波形が、電圧曲線状に上昇する立ち上がり部と、電圧が曲線状に下降する立ち下がり部を有することを特徴とする。

0009

本発明の請求項2に係る薬物投与装置は、前記した請求項1において、前記パルス印加部が、矩形パルスを入力し、個々に接続されるトランジスタにより駆動される2つの1次巻線と、電気パルスを発生する2次巻線からなるトランスを有することを特徴とする。

0010

本発明の請求項3に係る薬物投与装置は、前記した請求項1または請求項2において、前記加電部の波形が、前記立ち上がり部と前記立ち下がり部の間に、電圧が一定となる安定部を設けていることを特徴とする。

0011

本発明の請求項4に係る薬物投与装置は、前記した請求項1ないし請求項3のいずれかにおいて、前記バーストの周期TBが、10〜50msであることを特徴とする。

0012

本発明の請求項5に係る薬物投与装置は、前記した請求項1ないし請求項4のいずれかにおいて、前記電気パルスの電圧が、5〜35Vであることを特徴とする。

0013

本発明の請求項6に係る薬物投与方法は、電気穿孔法を用いて薬物を皮膚から投与する薬物投与方法であって、薬物を皮膚に塗布し、皮膚と接触させた電極から、加電部と休止部を有するバーストであり、当該バーストの前記加電部の波形が、電圧が曲線状に上昇する立ち上がり部と、電圧が曲線状に下降する立ち下がり部を有する電気パルスを印加することを特徴とする。

0014

本発明の請求項7に係る薬物投与方法は、前記した請求項6において、前記皮膚が人間の皮膚であり、前記薬物が、コラーゲンヒアルロン酸エラスチンホスファチジルコリンヒトオリゴペプチド−13よりなる群より選ばれた1種以上であることを特徴とする。

発明の効果

0015

本発明の請求項1に係る薬物投与装置は、電気穿孔法を用いて薬物を皮膚から投与する薬物投与装置について、皮膚と接触する電極に印加される電気パルスを加電部と休止部を有するバーストとして、かかるバーストの加電部の波形について電圧の立ち上がり及び立ち下がりを曲線状にしている。これにより、電気パルスが皮膚に対して緩やかにはたらき、皮膚への刺激を抑制することができ、加えて、電圧の立ち上がり及び立ち下がりを曲線状としたので、電圧の印加が継続的に行われることになる。よって、薬物の導入経路の形成及び当該経路の維持、及び投与・導入した薬物の電気泳動が効率よく実施され、薬物が皮膚から効率よく投与・導入されることになり、投与・導入される薬物の種類に応じて、美容分野、医療分野等で使用される薬物投与装置として広く使用することができる。

0016

本発明の請求項2に係る薬物投与装置は、当該薬物投与装置を構成するパルス印加部として、矩形パルスを入力する1次巻線と、電気パルスを発生する2次巻線を備え、また、1次巻線が、個々に接続されるトランジスタにより駆動される2つの1次巻線からなるので、電圧の立ち上がり及び立ち下がりが曲線状となるバースト波形が確実に形成されることになり、前記した効果を効率よく享受することになる。

0017

本発明の請求項3に係る薬物投与装置は、バーストを構成する加電部の波形として、立ち上がり部と立ち下がり部の間に、電圧が一定となる安定部を設けているので、電圧の印加がより継続的に行われることになり、薬物の投与・導入が効率的に実施されることになる。

0018

本発明の請求項4に係る薬物投与装置は、バーストの周期TBを特定の範囲内としているので、電気パルスが安定して電極から発生し皮膚に印加され、薬物の投与・導入がより効率的に実施される。

0019

本発明の請求項5に係る薬物投与装置は、電極が印加する電気パルスの電圧を特定の範囲内としているので、皮膚に対する刺激や負担も少なく、電気穿孔法を用いた皮膚への薬物の投与がより安全に実施されることになる。

0020

本発明の請求項6に係る薬物投与方法は、電気穿孔法を用いて薬物を皮膚から投与する薬物投与方法について、薬物を皮膚に塗布した後、皮膚と接触させた電極から、加電部と休止部を有するバーストであり、当該バーストの前記加電部の波形が、電圧が曲線状に上昇する立ち上がり部と、電圧が曲線状に下降する立ち下がり部を有する電気パルスを印加するようにしているので、電気穿孔法を用いても、電気パルスが皮膚に対して緩やかにはたらき、皮膚への刺激を抑制することができる。また、電圧の立ち上がり及び立ち下がりが曲線状なので、電圧の印加が継続的に行われることになり、薬物の導入経路の形成及び当該経路の維持、及び投与・導入した薬物の電気泳動が効率よく実施され、薬物が皮膚から効率よく投与・導入されることになる。

0021

本発明の請求項7に係る薬物投与方法は、前記した請求項6に係る薬物投与方法において、人間の皮膚に対して、コラーゲン、ヒアルロン酸、エラスチン、ホスファチジルコリン、ヒトオリゴペプチド−13といった薬物を投与するので、前記した効果を好適に享受することに加え、これらの薬物の効能を当該皮膚に効率よく付与する薬物投与方法を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0022

(1)薬物投与装置1の構成:
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

0023

図1は本実施形態(第1実施形態)に係る薬物投与装置1を上方前面側から見た斜視図(蓋体5を開けた状態)、図2は本実施形態に係る薬物投与装置1を上方前面側から見た斜視図(蓋体5を閉じた状態)をそれぞれ示す。

0024

本実施形態に係る薬物投与装置1は、電気穿孔法を用いて薬物を皮膚から投与する薬物投与装置であり、具体的には、図1及び図2に示すように、装置本体2と、装置本体2に内蔵され、電気パルスを発生可能な図示しないパルス印加部3(後記)と、パルス印加部3と電気的に接続されて、当該パルス印加部3が発生する電気パルスが印加される電極41を基本構成として備えている。また、当該装置本体2の背面側には、上下方向に回動自在に設けられた蓋体5が配設され、蓋体5を上下に回動させることにより装置1の開閉が可能とされている。本実施形態の薬物投与装置1は、図1に示すような蓋体5を上にした状態(開けた状態)で使用され、また、使用後、蓋体5を下にした密閉状態保管収納される。

0025

本実施形態の薬物投与装置1を構成する装置本体2は、平面略矩形状合成樹脂製の筐体である外装ケース21と、内部に図示しないパルス印加部3を配設する。装置本体2の前面には、パルス印加部3と電気的に接続される操作部22が設けられており、操作部22は、例えば、パルス発生オンオフ(ON/OFF)、パルス発生の時間、電圧レベル、電極本体4に内蔵されるモータ42(後記)による振動レベル、パルス発生の開始/停止等を調整することを可能とする。また、装置本体2における当該操作部22の背面側には、収納部23が設けられており、当該収納部23は、装置本体2から取り外された電極本体4及び当該電極本体4から伸び接続コード43、並びに図示しない電源コードを収納可能とする。

0026

装置本体2の操作部22及び収納部23の脇には、下から順に、主電源スイッチ24、電源用ジャック25、及び電極用のジャック26が配設されている。主電源スイッチ24は、主電源のオン/オフ(ON/OFF)を行うものであり、また、電源用のジャック25は、図示しない電源コードの一端に設けられたアダプタを挿入し、電源コードの他端に設けられた電源プラグを図示しないコンセントに挿入することにより、電源が供給されることになる。そして、電極用のジャック26は、電極本体4から延びる接続コード43の先端に設けられた電極プラグ431を挿入することにより、装置本体2に内蔵される図示しないパルス印加部3と電気的に接続されることになる。

0027

蓋体5は、装置本体2と同様に、平面矩形状の合成樹脂製の筐体であり、蓋体5の背面側両脇の内面に形成された断面が円形状の凹み(図示しない)と、装置本体2を構成する外装ケース21における背面側両脇の外面に形成された円柱状の突起(図示しない)とを嵌合させて両者を一体化させ、蓋体5が装置本体2に対して上下に回動可能とされている。なお、蓋体5の内面には鏡51が取り付けられており、使用者の顔等の使用状態を映し出すことができる。

0028

図3は、薬物投与装置1を構成する電極本体4の側面図、図4図3の断面図をそれぞれ示す。図3及び図4に示すように、電極本体4は、先端部40に断面視円形状素子411と断面視リング形状の導子412から構成されている電極41が配設されており、電極41の素子411と導子412が、あらかじめ薬物が塗布された人間等の皮膚に接触することにより、皮膚に電気パルスが印加されて電気穿孔が実施されることになる。素子411から延びる図示しない導線、及び導子412から延びる図示しない導線は、後記するパルス印加部3と電気的に接続されている。

0029

電極41の素子411及び導子412を構成する材料としては、従来公知の金属、カーボンセラミックス等の無機材料を使用することができるが、電極41を構成する材料としてイオン化を起こしやすい無機材料(例えば、銀等)を使用すると、接触する皮膚にpHの変化をきたし、副作用を引き起こす場合があるため、電極41を構成する材料としては、イオン化を起こしにくい材料を使用することが好ましい。具体的には、ステンレス白金プラチナ)等を使用することが好ましく、ステンレスを使用することが特に好ましい。

0030

なお、本実施形態の薬物投与装置1を構成する電極本体4は、図4に示すように電気モータ42を内蔵している。電気モータ42の回転軸421は偏心素子422と連接されることで偏心運動が実施できるようになっている。そして、電気モータ42の偏心運動が電極本体4の先端部40に伝わり、当該先端部40における電極41の周辺振動する構成となっている。物理的な振動は、皮膚に対してマッサージ効果ないしリラクリゼーション効果を付与し、電極41から電気パルスを発生させる電気穿孔とモータ42による物理的な振動を併用することにより、皮膚への薬物の吸収を増大させることができる。モータ42の周波数振動数)は、例えば、100〜200Hz程度とすることが好ましい。

0031

図5は電極本体4の先端部40を示した斜視図である。本実施形態における電極41は、前記したように、断面視円形状の素子411、及び当該素子411の周囲に存在する断面視リング形状の導子412をそれぞれ1つ配設した態様を示しており、電極41にあっては、素子411の接触面積有効面積となる。素子411と導子412の間隔は、負荷すべき電場の強さ、電圧の高さ、及び使用者への負担などを考慮して決定すればよい。かかる間隔は、広すぎると電極41として機能することができない場合がある一方、狭すぎると素子411と導子412が干渉する場合があるので、概ね2〜10mm程度とすることが好ましい。

0032

(2)パルス印加部3の構成:
図6はパルス印加部3の回路の一例を示した概略図、図7は、薬物投与装置1を構成するパルス印加部3のシステムに係るブロック図、をそれぞれ示す。なお、図6については、モータ42に関する部分の回路は省略するとともに、主要な部品にのみ符号を付して説明する。

0033

図6及び図7に示すように、本実施形態のパルス印加部3を構成する変圧部31は、矩形パルスを入力する第1の一次巻線311a及び第2の一次巻線311bと、電気パルスを発生する二次巻線311c、からなるトランス311を有する。第1の一次巻線311a及び第2の一次巻線311bは、ともに接続されるトランジスタ313(第1トランジスタ313a及び第2トランジスタ313b)によって駆動され、本実施形態にあっては、第1の一次巻線311aと第2の一次巻線311bに流れる電流は、図6に示すように逆方向(第1の一次巻線311aは実線矢印の方向、第2の一次巻線311bは点線矢印の方向。)となり、出力の極性も逆となる。また、二次巻線311cは、抵抗314、コンデンサ315、ダイオード316を介して電極に電気パルスを印加する。なお、電源32から供給される電圧は、増幅部33に配設されるオペアンプ331により増幅される。

0034

図8は、第1の一次巻線311aに入力される矩形波パルス列の一例を示した概略図である。また、図9は、第2の一次巻線311bに入力される矩形波パルス列の一例を示した概略図である。図8及び図9に示すように、本実施形態のパルス印加部3にあっては、第1の一次巻線311aに入力される矩形波パルス列と、第2の一次巻線311bに入力される矩形波パルス列は、位相が若干異なるようにしている。また、前記したように、第1の一次巻線311aは第1トランジスタ313a、第2の一次巻線311bは第2トランジスタ313bによって駆動されるが、当該トランジスタ313(313a,313b)はオン/オフで切り換えられるため、第1の一次巻線311a及び第2の一次巻線311bに入力された矩形波パルス列に対応して、二次巻線311cから発生される電気パルスは、図10に示すように、正、負が連続する矩形波となり、また、二次巻線311cから発生され、電極41から皮膚等に印加される電気パルスは、図11及び図12に示すように、抵抗341とコンデンサ342に当該矩形波を入力して形成されたバースト(バースト波)として皮膚に対して印加されることになる。

0035

図10は、トランス311(二次巻線311c)から発生される個々の電気パルスの一例を示した概略図である。また、図11は、二次巻線311cから発生され、電極41に印加される電気パルスのバーストの一例を示した概略図であり、図12は、図11部分拡大図をそれぞれ示す。前記したように、本実施形態にあっては、トランス311(二次巻線311c)から発生される電気パルスは、正、負が連続する矩形波となる。

0036

電極41から印加される電気パルスとなる電気パルスのバーストは、図11及び図12に示すように、図10に示す個々の電気パルスが、例えば20〜40周期分集まった集合体からなる加電部PON(オン部)と、POFF休止部(オフ部)を有する。また、かかるバーストの加電部PONの波形は、電圧が曲線状に上昇する立ち上がり部PUと、電圧が曲線状に下降する立ち下がり部PDを有している。電圧の立ち上がり及び立ち下がりを曲線状にすることにより、電気パルスが皮膚に対して緩やかにはたらき、皮膚への刺激を抑制することができる。また、電圧の立ち上がり及び立ち下がりを曲線状にすることで、電圧の印加が継続的に行われることになり、薬物の導入経路の形成及び当該経路の維持、及び投与・導入した薬物の電気泳動が効率よく実施され、薬物の投与・導入効果も良好となる。なお、図11及び図12にあっては、立ち上がり部PUは、砲台状の曲線を描くようにして曲線状に上昇し、立ち下がり部PDは、立ち上がり部PUを180°回転した、いわゆる指数関数減数曲線を描いて曲線状に下降する態様を示している。

0037

また、図11及び図12に示すように、本実施形態におけるバーストの加電部PONの波形は、立ち上がり部PUと立ち下がり部PDとの間に、電圧が一定となる安定部PSを有する態様を示している。電圧が曲線状で上昇する立ち上がり部PUと電圧が曲線状で下降する立ち下がり部PDの間に、電圧が一定となる安定部PSを設けることにより、電圧の印加がより継続的に行われることになり、薬物の投与・導入が効率的に実施されることになる。

0038

図10ないし図12に示した電気パルス個々の1周期TSは、0.1〜1.0ms(周波数として1〜10kHz)程度とすることが好ましい。また、バーストの1周期TBは、10〜50ms(周波数として0.02〜0.1kHz)程度とすることが好ましい。

0039

図11及び図12における電気パルスのバーストにあっては、バーストにおける加電時間TONを9〜39msとすることが好ましく、休止時間TOFFを1〜11msとすることが好ましい。また、加電部PONに安定部PSを設ける場合にあっては、電圧が曲線状に上昇する立ち上がり部PUを3〜13ms、安定部PSを3〜13ms、電圧が曲線状に下降する立ち下がり部PDを3〜13ms程度とすればよい。なお、図10ないし図12は、電気パルス個々の1周期TSを0.5ms(2kHz)、バーストの1周期TBを20ms(0.05kHz(50Hz))、加電時間TONを15ms、休止時間TOFFを5ms、加電部のうち、立ち上がり部PU、安定部PS及び立ち下がり部PDをそれぞれ5msとした態様を示している。

0040

電気パルスのバーストの形状は、図6及び図7に示す波形形成部34に配設される抵抗341及びコンデンサ342により決定される。抵抗341の抵抗値Rは、例えば、R=
10k〜1MΩとすることが好ましく、また、コンデンサ342の容量値Cは、例えば、C=1〜100nFとすることが好ましい。そして、抵抗341の抵抗値R及びコンデンサ342の容量Cの積(R・C)との関係として、R・C=0.0005〜0.002程度とすればよい。

0041

なお、図11及び図12は、抵抗341の抵抗値Rが100kΩ、コンデンサ342の容量Cが10nFの場合におけるバーストの形状を示しており、前記の場合よりコンデンサ342の容量値が大きければ、バーストの立ち上がり部PU及び立ち下がり部PDは図11等より鋭くなり、コンデンサ342の容量値が小さければ、バーストの立ち上がり部PU及び立ち下がり部PDは図11等より緩やかになる。同様に、前記の場合より抵抗341の抵抗値が大きければ、バーストの立ち上がり部PU及び立ち下がり部PDは図11等より鋭くなり、抵抗341の抵抗値が小さければ、バーストの立ち上がり部PU及び立ち下がり部PDは図11等より緩やかになる。

0042

また、電極41から皮膚に対して印加される、電気穿孔法を適用するための電気パルスの電圧(パルス電圧)は、使用者への刺激や負担を考慮して決定すればよく、0.1〜50Vの範囲であればよく、5〜35Vであることが好ましい。パルス電圧がかかる範囲であれば、皮膚に対する刺激や負担も少なく、電気穿孔法を用いた皮膚への薬物の投与がより安全に実施される。

0043

なお、電気パルスの電圧は、電源32から供給される電圧に対して増幅部33で増幅されることになるが、電圧が高すぎる状態の電気パルスとして皮膚に印加されることとなり、皮膚に対する刺激が高くなるため、電圧を調整した状態で、皮膚に印加することが好ましい。本実施形態の薬物投与装置1にあっては、電圧は制御部35で、前記した0.1〜50V(好ましくは5〜35V)程度に調整される。かかる制御部35は、図示しないマイクロコンピュータ等の制御手段を備え、増幅部33で増幅された電圧について、あらかじめ入力されたプログラム等に従い、電圧の大きさを調整する。また、制御部35は、前記した操作部22とも電気的に接続され、使用者が操作部22から入力した情報を、電気的に接続された各部へ伝達する。

0044

(3)薬物投与装置1を使用した電気穿孔法による薬物投与方法:
図13は、本実施形態の薬物投与装置を用いた場合における皮膚6への薬物の導入メカニズムを示した説明図である。薬物を塗布した状態で、素子411及び導子412から構成される電極41を皮膚6に接触させて、皮膚6に前記した図11及び図12に示した電気パルスを印加することで、皮膚6の細胞の脂質二重膜61に一時的にゆらぎを与え、真皮62に対して薬物の透過経路(細胞隙間)を形成することができる。そのため、電気穿孔法を用いた本実施形態の薬物投与装置1を用いることにより、通常では皮膚に対して投与、導入することができない親水性分子や、例えば、分子量が300000ないしはそれ以上の高分子等を真皮細胞まで効率よく投与、導入することが可能となる。

0045

本発明の薬物投与装置1で使用できる薬物としては、特に制限はないが、コラーゲン、ヒアルロン酸、エラスチン、ホスファチジルコリン、ヒトオリゴペプチド−13等を使用することができる。

0046

本実施形態に係る薬物投与装置1を用いて実施される薬物投与方法の一例を説明する。まず、電極プラグ431を電極用のジャック26に挿入し、電源用のジャック25から延びる電源プラグをコンセント(ともに図示しない)に挿入した状態で主電源スイッチ24を入れ、パルス発生モードをオンとした後、パルス発生の時間、電極本体4に内蔵されるモータ42による振動レベル等の設定調整を行う。

0047

次に、所望の薬物を、適用しようとする部位(例えば人間の顔、腹、、腕、脚等)の皮膚6に塗布し、電極本体4を持ち、先端部40に配設される電極41を皮膚6に当てて電気パルスの印加を開始する。電極41が皮膚6に接触すると、電極41から皮膚6に対して、図10に示す個々の波形、並びに図11及び図12に示すバーストからなる電気パルスが印加され、皮膚6に薬物の通過経路が形成されることになり、皮膚6に薬物が電気穿孔法により投与、導入されていくことになる。

0048

なお、皮膚6に対して電気パルスを印加する時間は、適用される皮膚6の状態、適用する薬物の種類や量等に応じて適宜決定することができるが、1回当たり概ね5〜10分程度としておけばよい。

0049

(4)本実施形態の効果:
以上説明した本実施形態に係る薬物投与装置1は、電気穿孔法を用いて薬物を皮膚6から投与する薬物投与装置として、皮膚6と接触する電極41に印加される電気パルスを加電部PONと休止部POFFを有するバーストとして、かかるバーストの加電部PONの波形について電圧の立ち上がり及び立ち下がりを曲線状にすることにより、電気パルスが皮膚6に対して緩やかにはたらき、皮膚6への刺激を抑制することができる。加えて、電圧の立ち上がり及び立ち下がりを曲線状としたので、電圧の印加が継続的に行われることになり、薬物が皮膚6から効率よく投与・導入され、薬物の導入経路の形成及び当該経路の維持、及び投与・導入した薬物の電気泳動が効率よく実施されることになる。

0050

そして、かかる本発明の薬物投与装置1は、投与・導入される薬物の種類に応じて、美容分野(理容分野含む。)、医療分野等で使用される薬物投与手段として広く使用することができる。

0051

(5)実施の形態の変形:
なお、以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。本発明は前記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。

0052

例えば、前記した実施形態では、図5等に示すように、電極本体4の先端部40に配設される電極41を構成する素子411が、断面視円形状の1つの素子411からなる態様を示したが、素子411の構成はこれには限定されず、例えば、複数個の素子411が存在する電極を使用するようにしてもよい。
なお、以下の説明では、既に前記した実施形態において説明した部分又は部材と同様な部材等については、同一符号を付して、その説明を省略する

0053

図14は、本実施形態に係る薬物投与装置1を構成する電極41の他の態様を示した斜視図であり、図5に示した前記した実施形態の電極41について断面視リング形状の導子412を共通とする一方、素子411が3つの素子411a,411b,411cにより構成されている。図14に示した電極41は、図5等に示した素子411が1つの電極41と比較して、皮膚と接触する部分が多くなるので、薬物を投与できる有効面積が広くなり、導入効率を向上させることができる。

0054

前記した実施形態では、トランス311(二次巻線311c)から発生される個々の電気パルスの波形の一例として、図10に示す矩形波を例に挙げたが、トランス311から発生される電気パルスの波形はこれには限定されず、例えば、立ち上がりが正、立ち下がりが負となる指数曲線型の電気パルスを採用してもよい。
その他、本発明の実施における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。

0055

以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例に何ら限定されるものではない。

0056

試験例1]
本発明の薬物投与装置の効果を確認するため、前記した第1実施形態に示した構成の薬物投与装置1を、10人の被験者(30後半:6名、40歳代:2名、50歳代:2名)に対して、下記の試験条件で、肌に対する効果の確認として、顔について「肌弾力(左・右)」、「水分値しわ(左・右)」、「きめ」、痩身関連に関する効果として、腹、腕、脚について「ウエスト周囲長」、「右太もも周囲長」、「左二の腕周囲長」、「皮下脂肪面積」の各項目について試験を実施した。なお、本試験にあって、印加される電気パルスの波形は、図11及び図12に示すバースト(バースト波)となる。

0057

(試験条件)
電気パルス個々の1周期TS: 0.5ms(2kHz)
バーストの1周期TB: 20ms(0.05kHz(50Hz))、
加電時間TON: 15ms(立ち上がり部PU、安定部PS及び立ち下がり部PDをそれぞれ5ms)
休止時間TOFF: 5ms
薬物:コラーゲン、ヒアルロン酸(顔について)、ホスファチジルコリン(腹、腕、脚について)
印加電圧: 5〜35Vの間で被験者が調整
被験者: 10人
印加時間: 5〜10分/回、1日1回で1月間

0058

前記の条件の試験を行った結果、使用した薬物の電気泳動が効率よく実施され、薬物が皮膚から効率よく投与・導入されることになり、被験者は、薬物を導入した効果が確認された。また、電気パルスの波形を図11及び図12に示すバースト(バースト波)としていることにより、電気パルスが皮膚に対して緩やかにはたらき、電気パルスによる被験者の皮膚への刺激等の影響は認められなかった。

0059

本発明は、美容分野、医療分野等で人間等の皮膚から薬物を投与するために適用される薬物投与手段として有利に使用することができる。

図面の簡単な説明

0060

本発明の薬物投与装置の一態様を示した斜視図(蓋体を開けた状態)である。
本発明の薬物投与装置の一態様を示した斜視図(蓋体を閉めた状態)である。
本実施形態に係る薬物投与装置を構成する電極本体を示した側面図である。
図3の断面図である。
本実施形態に係る薬物投与装置を構成する電極本体の先端部を示した斜視図である。
薬物投与装置に係るパルス印加部の回路の一例を示した概略図である。
薬物投与装置に係るパルス印加部のブロック図である。
第1の一次巻線に入力される矩形波パルス列の一例を示した概略図である。
第2の一次巻線に入力される矩形波パルス列の一例を示した概略図である。
トランス(二次巻線)から発生される電気パルスの一例を示した概略図である。
電気パルスのバーストの一例を示した概略図である。
図11の部分拡大図である。
本実施形態の薬物投与装置を用いた場合における皮膚への薬物の導入メカニズムを示した説明図である。
本実施形態に係る薬物投与装置を構成する電極の他の態様を示した斜視図である。

符号の説明

0061

1薬物投与装置
2 装置本体
21外装ケース
22 操作部
23収納部
24主電源スイッチ
25電源用のジャック
26電極用のジャック
3パルス印加部
31変圧部
311トランス
311a 第1の一次巻線
311b 第2の一次巻線
311c二次巻線
313a 第1トランジスタ
313b 第2トランジスタ
314抵抗
315コンデンサ
316ダイオード
32電源
33増幅部
331オペアンプ
34波形形成部
341 抵抗
342 コンデンサ
35 制御部
4電極本体
40 電極本体の先端部
41 電極
411素子
411a,411b,411c 素子
412導子
42モータ
421回転軸
422偏心素子
43接続コード
431電極プラグ
5蓋体
51 鏡
6 皮膚
61脂質二重膜
62真皮
PON加電部
POFF休止部
PU立ち上がり部
PS安定部
PD立ち下がり部

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