Аппарат для ионтофореза

Аппарат для ионтофореза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройствам для трансдермального введения (трансдермальной доставки лекарств) различных ионных препаратов (ионных субстанций, проявляющих желаемый медицинский эффект) посредством ионтофореза (далее именуемый "аппарат для ионтофореза").

В частности, настоящее изобретение относится к устройствам ионтофореза с повышенной эффективностью, выполненных таким образом, чтобы электрод ионтофореза (активный электрод) и заземляющий электрод (неактивный электрод) обеспечивали устойчивое возбужденное состояние (постоянный ток и/или постоянное напряжение) в течение длительного периода времени, и чтобы лекарственный (активный) ингредиент ионного препарата, положительно (+) или отрицательно (-) заряженный электрод ионтофореза, эффективно переносился (доставлялся) к коже (либо слизистой оболочке). Иными словами, обеспечивается высокое число переноса (процент переноса), при этом устойчивое возбужденное состояние обеспечивается электродом ионтофореза (активный электрод) и заземляющим электродом (неактивный электрод), которые, кроме того, предотвращают отрицательное воздействие на кожу, т.е. кожное воспаление, вызываемое реакцией на электродах.

Предшествующий уровень техники

Способ введения (доставки) ионного препарата (ионной химической субстанции) в тело пациента, размещенного на определенном участке кожи или слизистой оболочки (далее просто "кожа") через кожу, прикладывая электродвижущую силу, достаточную для проникновения ионного препарата, называется ионтофорезом ("способ введения иона" или "лечение путем введения ионов", (см. например, JP-A-63035266).

Как указано выше, желаемый терапевтический эффект при ионтофорезе достигается путем введения (доставки) ионизируемого или ионного препарата, который предварительно наносится на кожу и под действием электродвижущей силы вводится под кожу.

Например, положительные ионы вводятся (вносятся) под кожу на стороне анода аппарата для ионтофореза.

Отрицательные ионы, напротив, вводятся (вносятся) под кожу на стороне катода аппарата для ионтофореза.

Ниже приводятся примеры ионных препаратов, которые можно использовать для ионтофореза.

(1) Положительно заряжаемые ионные препараты:

Местные анестетики (новокаин, лидокаин и т.д.), желудочно-кишечные препараты (карнитин и т.д.), скелетные миорелаксанты (панкуроний и т.д.) и антибиотики (производные тетрациклина, производные канамицина, производные гентамицина).

(2) Отрицательно заряжаемые ионные препараты:

Витамины (далее сокращение V) (VB₂, VBi₂, VC, VE, фолиевая кислота и т.д.), адренокортикостероиды (растворимые в воде гидрокортизоновые дексаметазоновые, преднизолоновые и прочие препараты) и антибиотики (растворимые в воде пенициллины и левомицетины).

Было проведено множество научно-исследовательских работ для создания различных способов и устройств для введения ионных препаратов с помощью ионтофореза.

Обычно при ионтофорезе используются ионообменные мембраны. В заявленном изобретении также используются ионообменные мембраны, подробно описанные ниже.

Ниже приведены примеры использования ионообменных мембран в существующих устройствах.

В публикации Международной заявки №WO 90/04433 от 3 мая 1990 описывается электрод для ионтофореза, содержащий (i) пластинчатый электрод, (ii) резервуар для хранения ионного (или ионизируемого) препарата, предназначенного для введения и (iii) ионообменную мембрану, расположенную на внешней стороне (находящейся в контакте с кожей) резервуара и чувствительной к ионам, заряженным тем же зарядом, что и ионный препарат. Функция ионообменной мембраны такова, что в процессе доставки (ведения) ионного препарата к коже ионообменная мембрана ограничивает движение ионов с электрическим зарядом, противоположным заряду ионного препарата, которые перемещаются от кожи к пластинчатому электроду. Эта мембрана ингибирует движение ионов, присутствующих на поверхности кожи, в частности, ионов натрия, хлора и прочих ионов, которые могут создать струю ионного тока, отличную от струи тока, сформированного ионным препаратом. Эффективность введения ионного препарата можно пояснить тем, что ионообменная мембрана подавляет миграцию прочих подвижных носителей заряда в резервуар с ионным препаратом.

В Патенте США №4722726 заявлен электрод, содержащий

(i) два отсека, в первом находится электролит, а во втором - ионизированный ингредиент, (ii) отсеки отделены друг от друга ионообменной мембраной. При этом первый отсек, содержащий электролит, может смягчить вредное воздействие гидролиза воды, а ионообменная мембрана изолирует ионный препарат от электролита в первом отсеке.

Тем не менее, эффективность передвижения (число переноса) ионов активного ингредиента в ионном препарате со временем понижается, т.к. повышается концентрация других ионов в растворе. Поэтому необходимо соблюдать осторожность при внедрении технологии с таким применением электролита.

В патенте JP-A-03094771 раскрыт электрод для ионтофореза, содержащий (i) водоудерживающий отсек, окруженный гибким опорным элементом, содержащим пластинчатый электрод, (ii) ионообменную мембрану, расположенную на передней стороне (стороны кожи) водоудерживающего отсека и (iii) слой препарата (слой ионного препарата), расположенный на передней стороне (стороне кожи) ионообменной мембраны. Устройство предназначено для введения ионного препарата высокой концентрации, который не разбавляется водой в процессе введения. В прототипе используется электрод для ионтофореза с ионообменной водонепроницаемой мембраной, которая ингибирует прохождение лекарственного препарата. На находящейся в контакте с телом стороне (коже) ионообменной мембраны образуется слой препарата, который прилепляется или оседает на ней при помощи распылительной сушки или намазывания.

В патенте JP-A-04297277 раскрыт электрод для ионтофореза (активный электрод) (на фиг.2 отрицательный электрод действует как активный электрод по отношению к полярности ионов используемого ионного препарата), выполненный в виде многослойной структуры: отрицательные пластинчатые электроды/марля с ионным препаратом/катионообменная мембрана/марля с ионным препаратом/анионообменная мембрана.

Число ионообменных мембран, используемых в электроде для ионтофореза (активном электроде) в каждом из описанных выше устройств, то в них используется однослойная структура с одной ионообменной мембраной, а в последнем устройстве - двухслойная структура с двумя ионообменными мембранами.

В настоящем изобретении, подробно описанном ниже, используется двухслойная структура. Отличительным признаком заявленного изобретения является то, что одна или несколько ионообменных мембран расположены на заземляющем электроде, три или четыре ионообменные мембраны расположены в аппарате для ионтофореза, причем оба электрода обеспечивают поддержание высокого числа переноса ионов препарата, что позволяет значительно облегчить, сделать более удобной эксплуатацию устройства.

Как описано выше, ионообменные мембраны обычно используются в ионтофорезе для трансдермального введения ионного препарата.

Упомянутые выше известные технологии, где использовалась одна или несколько ионообменных мембран, не могут предупредить или устранить ряд недостатков, связанных с электрохимическими реакциями, проходящими на поверхности пластинчатого электрода на электроде для ионтофореза (активном электроде) и/или на заземляющем электроде (неактивном электроде).

Известные технологии ионтофореза с использованием ионообменных мембран не учитывают всех электрохимических реакций на электроде для ионтофореза (активного электрода) и на заземляющем электроде (неактивном электроде) и не могут устранить недостатки, вызванные подобными реакциями, чтобы поднять ионтофорез на более высокий уровень.

В указанных выше устройствах используется одна или несколько ионообменных мембран на активном электроде, но на неактивном электроде ионообменные мембраны не используются, что, в конечном итоге, создает следующие проблемы.

Трудно вводить ионный препарат (доставка лекарственного препарата) в течение длительного периода времени при устойчивом возбужденном состоянии (представляет трудность поддержания аппарата в рабочем состоянии в течение длительного периода времени под постоянным напряжением или при постоянном токе). Например, физиологический солевой раствор, являющийся раствором электролита (раствором, содержащим электролит), гидролизируется, образуя пузырьки (кислорода, хлора и т.д.) на поверхности пластинчатого электрода на активном электроде с положительной (+) полярностью, хотя полярность активного электрода зависит от полярности ионов активного ингредиента в ионном препарате. Пузырьки повышают электрическое сопротивление, что, в свою очередь, в течение определенного времени значительно понижает эффективность ионтофореза (эффективность переноса ионов). Понижение эффективности также вызывается пузырьками газа (водорода и т.п.), образованными на заземляющем электроде отрицательной (-) полярности.

На поверхности кожи, которая находится в контакте с активным электродом и/или заземляющим электродом, могут образовываться ожоги, воспаления, включая ожоги, вызванные как самим током, так и внезапным изменением рН из-за Н⁺ и ОН^- ионов, образованных в результате электролиза.

Кожа, находящаяся в контакте с пластинчатым электродом, например положительным электродом (+) активного электрода, может быть повреждена вредными субстанциями, образующимися в результате гидролиза пота на поверхности кожи и/или физиологического солевого раствора, служащего электролитом, например хлорноватистой кислотой (известным сильным окислителем), образовавшейся на основе Cl^- (ионах хлора) и в результате сильного подкисления (образования HCl).

Возможно повреждение поверхности кожи, находящейся в контакте с пластинчатым электродом, например отрицательным (-) электродом заземляющего электрода вредной субстанцией, образованной в результате гидролиза пота на поверхности кожи и/или физиологического солевого раствора, служащего электролитом, например, в результате сильного ощелачивания при образовании NaOH.

Краткое изложение существа изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание аппарата для ионтофореза, в котором устранены указанные недостатки и который позволяет эффективно осуществлять трансдермальное введение ионного препарата, т.е. с позиции повышения эффективности переноса (числа переноса) ионного препарата и удобства пользования, удобства обслуживания аппарата, смены запчастей и эксплуатации, который не причиняет вреда коже в результате электрохимической реакции на обоих электродах - на электроде для ионтофореза и на заземляющем электроде. Аппарат для ионтофореза обеспечивает высокое число переноса трансдермальной доставки ионного препарата и значительно повышает удобство пользования.

Указанные преимущества достигаются согласно изобретению путем создания аппарата для ионтофореза для введения ионного препарата посредством ионтофореза, который содержит электрод для ионтофореза (активный электрод) и заземляющий электрод (неактивный электрод), подключенные к источнику питания,

причем электрод для ионтофореза содержит

1) первый пластинчатый электрод, подключенный к указанному источнику питания такой же полярности, как и ионы ионного препарата,

2) первую мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне первого пластинчатого электрода и удерживающую в себе раствор электролита так, что первая мембрана пропитывается указанным раствором электролита,

3) первую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне первой мембраны, удерживающей раствор электролита, и избирательную к ионам с зарядом, противоположным по полярности заряду ионов ионного препарата,

4) мембрану, удерживающую ионный препарат, размещенную на передней стороне первой ионообменной мембраны и удерживающую в себе ионный препарат так, что она пропитывается указанным ионным препаратом,

5) вторую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне мембраны, удерживающей ионный препарат, и избирательную к ионам такого же рода, что и ионы ионного препарата,

а заземляющий электрод содержит

1) второй пластинчатый электрод, полярность которого противоположна полярности первого пластинчатого электрода в электроде для ионтофореза,

2) вторую мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне второго пластинчатого электрода и удерживающую в себе раствор электролита так, что вторая мембрана, удерживающая раствор электролита, пропитывается указанным раствором электролита,

3) третью ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне второй мембраны, удерживающей раствор электролита, и избирательную к ионам, противоположным по полярности указанным ионам указанного ионного препарата.

Предпочтительно по меньшей мере часть конструктивных элементов указанного электрода для ионтофореза - первый пластинчатый электрод, первая мембрана, удерживающая раствор электролита, мембрана, удерживающая ионный препарат, и первая и вторая ионообменные мембраны, объединены в одну сборку элементов.

Предпочтительно также первый пластинчатый электрод и первая мембрана, удерживающая раствор электролита, объединены в одну сборку элементов.

Целесообразно, мембрана, удерживающая ионный препарат, и первая, и вторая ионообменные мембраны объединены в одну сборку элементов.

Полезно, что по меньшей мере часть конструктивных элементов заземляющего электрода - второй пластинчатый электрод, вторая мембрана, удерживающая электролит, и третья ионообменная мембрана объединены в одну сборку элементов.

Полезно также, что второй пластинчатый электрод и вторая мембрана, удерживающая электролит, объединены в одну сборку элементов.

Предпочтительно, что второй пластинчатый электрод, вторая мембрана, удерживающая электролит, и третья ионообменная мембрана объединены в одну сборку элементов.

Полезно, что первая и вторая мембраны, удерживающие электролит в электроде для ионтофореза и в заземляющем электроде, а также мембрана, удерживающая ионный препарат в электроде для ионтофореза, представляют собой акриловые гидрогельные мембраны, имеющие степень пропитки от 30 до 40%.

Предпочтительно первая и вторая мембраны, удерживающие электролит в электроде для ионтофореза и в заземляющем электроде, удерживают в себе раствор электролита, содержащий одно или более веществ, которые имеют окислительно-восстановительный потенциал ниже, чем окислительно-восстановительный потенциал воды при электролизе так, что первая и вторая мембраны, удерживающие электролит, насыщены указанным раствором электролита.

Выгодно, чтобы раствор электролита содержал молочную кислоту и фумарат натрия.

Полезно, чтобы раствор электролита содержал гептагидрат сульфата железа (П)и сульфат железа (Ш).

Полезно, чтобы сборка элементов ионтофорезного электрода и заземляющего электрода были выполнены в виде отдельных сборок.

Предпочтительно, чтобы сборка элементов ионтофорезного электрода и заземляющего электрода были выполнены в виде интегральной структуры.

В альтернативном варианте выполнения аппарат для ионтофореза для введения ионного препарата посредством ионтофореза, согласно изобретению содержит электрод для ионтофореза (активный электрод) и заземляющий электрод (неактивный электрод), подключенные к источнику питания,

причем электрод для ионтофореза содержит

1) первый пластинчатый электрод, подключенный к указанному источнику питания такой же полярности, как и ионы ионного препарата,

2) первую мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне первого пластинчатого электрода и удерживающую в себе раствор электролита так, что первая мембрана пропитывается указанным раствором электролита,

3) первую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне первой мембраны, удерживающей раствор электролита, и избирательную к ионам с зарядом, противоположным по полярности заряду ионов ионного препарата,

4) мембрану, удерживающую ионный препарат, размещенную на передней стороне первой ионообменной мембраны и удерживающую в себе ионный препарат так, что она пропитывается указанным ионным препаратом,

5) вторую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне мембраны, удерживающей ионный препарат, и избирательную к ионам такого же рода, что и ионы ионного препарата,

при этом заземляющий электрод содержит

1) второй пластинчатый электрод с полярностью, противоположной полярности первого пластинчатого электрода в электроде для ионтофореза,

2) вторую мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне второго пластинчатого электрода и удерживающую в себе раствор электролита так, что вторая мембрана, удерживающая раствор электролита, пропитывается указанным раствором электролита,

3) третью ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне второй мембраны, удерживающей раствор электролита, избирательную к ионам такого же вида, что и ионы ионного препарата,

4) третью мембрану, удерживающую раствор электролита, размещенную на передней стороне третьей ионообменной мембраны и удерживающую в себе раствор электролита так, что третья мембрана, удерживающая раствор электролита, пропитывается указанным раствором электролита,

5) четвертую ионообменную мембрану, размещенную на передней стороне третьей мембраны, удерживающей раствор электролита, избирательную к ионам противоположной полярности к ионам ионного препарата.

Предпочтительно, по меньшей мере часть конструктивных элементов ионтофорезного электрода - первый пластинчатый электрод, первая мембрана, удерживающая раствор электролита, мембрана, удерживающая ионный препарат, и первая, и вторая ионообменные мембраны выполнены в виде одной или более сборок.

Полезно первый пластинчатый электрод и первая мембрана, удерживающая раствор электролита, выполнены в виде одной сборки.

Целесообразно, первая и вторая ионообменные мембраны выполнены в виде одной сборки.

Полезно, чтобы по меньшей мере часть конструктивных элементов заземляющего электрода - второй пластинчатый электрод, вторая и третья мембраны, удерживающие раствор электролита, третья и четвертая ионообменные мембраны были выполнены в виде одной сборки.

Предпочтительно, второй пластинчатый электрод и вторая мембрана, удерживающая раствор электролита, объединенные на фронтальной стороне второго пластинчатого электрода, выполнены в виде одной сборки.

Полезно, третья и четвертая ионообменные мембраны и третья мембрана, удерживающая раствор электролита, расположенные между третьей и четвертой ионообменными мембранами, выполнены в виде одной сборки.

Выгодно, чтобы первая, вторая и третья мембраны, удерживающие раствор электролита на ионтофорезном электроде и заземляющем электроде, а также мембрана, удерживающая ионный препарат, в ионтофорезном электроде представляли собой акриловые гидрогельные мембраны, имеющие степень пропитки от 30 до 40%.

Полезно, чтобы первая, вторая и третья мембраны, удерживающие раствор электролита на ионтофорезном электроде и заземляющем электроде, удерживали в себе раствор электролита, содержащий одно или более веществ, которые имеют окислительно-восстановительный потенциал ниже, чем окислительно-восстановительный потенциал воды при электролизе так, что первая и вторая мембраны, удерживающие электролит, насыщены указанным раствором электролита.

Целесообразно, чтобы раствор электролита содержал молочную кислоту и фумарат натрия.

Целесообразно, чтобы раствор электролита содержал гептагидрат сульфата железа (П) и сульфат железа(Ш).

Полезно, чтобы сборка элементов ионтофорезного электрода и заземляющего электрода были выполнены в виде отдельных сборок.

Предпочтительно, что сборка элементов ионтофорезного электрода и заземляющего электрода выполнены в виде интегральной структуры.

Краткое описание чертежей

Отличительные признаки аппарата для ионтофореза настоящего изобретения, в частности малогабаритность и компактность, очевидны из нижеследующего описания со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг.1 изображает общий вид базовой конструкции аппарата для ионтофореза согласно первому варианту реализации изобретения;

Фиг.2 - частичный поперечный разрез аппарата для ионтофореза согласно изобретению;

Фиг.3 - схему базовой конструкции (частичный поперечный разрез) электрода 1 для ионтофореза и заземляющего электрода (2) в аппарате для ионтофореза согласно изобретению;

Фиг.4 - схему усовершенствованного аппарата для ионтофореза, в частности усовершенствование заземляющего электрода (2) согласно изобретению;

Фиг.5 - схему экспериментального оборудования, эквивалентного аппарату, согласно изобретению;

Фиг.6 - аппарат для ионтофореза согласно второму варианту реализации изобретения, имеющий цилиндрическую кольцевую секцию с малым диаметром, согласно изобретению;

Фиг.7 - аппарат ионтофореза согласно третьему варианту реализации изобретения, имеющий конечную часть цилиндрической кольцевой секции с малым диаметром, согласно изобретению;

Фиг.8 - аппарат для ионтофореза (поперечный разрез) согласно четвертому варианту реализации изобретения;

Фиг.9 - аппарат для ионтофореза (вид сверху) согласно четвертому варианту реализации изобретения.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Отличительные признаки изобретения, показанные на чертежах, должны рассматриваться только как иллюстрации вариантов реализации изобретения.

На Фиг.1, 2 и 3 представлен первый вариант реализации аппарата Х для ионтофореза.

Аппарат Х для ионтофореза согласно настоящему изобретению содержит электрод 1 для ионтофореза заземляющий электрод 2 и источник 3 питания (аккумулятор).

На Фиг.3 представлена схема базовой конструкции (частичный поперечный разрез) обоих электродов - электрода 1 для ионтофореза и заземляющего электрода 2 во время введения ионного препарата посредством аппарата Х для ионтофореза в условиях, описанных ниже.

На фиг.4 позиция 4 обозначает кожу. На фиг.3 иллюстрируется способ введения ионного препарата (доставка лекарственного препарата) путем ионтофореза, который можно производить на аппарате Х согласно настоящему изобретению.

В качестве ионного препарата используется натриевая (Na) соль аскорбиновой кислоты (витамин С), далее именуемая сокращением As^-Na⁺. Ионный препарат удерживается на пропитываемой удерживающей гелевой мембране 14, т.е. мембрана пропитывается ионным препаратом.

В качестве раствора электролита используется водный раствор 1М молочной кислоты и 1М фумарат натрия в отношении 1:1. Этот раствор электролита удерживается на пропитываемой удерживающей гелевой мембране 12, 22, т.е. мембрана пропитывается ионным препаратом.

Для используемых ионообменных мембран (с точки зрения избирательной проницаемости) позициями 13 и 23 обозначены катионообменные мембраны, а позиция 15 обозначает анионообменную мембрану. Эти ионообменные мембраны расположены, как указано на схеме.

В качестве пластинчатого электрода 11 на электроде для ионтофореза используется отрицательный электрод.

В качестве пластинчатого электрода 21 в заземляющем электроде используется положительный (+) электрод.

Согласно настоящему изобретению большинство отличительных признаков аппарата для ионтофореза Х обеспечивают создание аппарата улучшенной конструкции, который позволяет повысить количество ионов, перемещающихся под действием электродвижущей силы. Хорошо известно, что это количество зависит от концентрации, подвижности и валентности ионов, потому что цель подобного ионтофореза - провести (доставить) ионный препарат в организм через кожу (или слизистую оболочку) с помощью предварительно установленной электродвижущей силы, т.е. необходимо уделить особое внимание достижению высокого числа переноса и устранению недостатков (отрицательных факторов), таких как электрохимические реакции на соответствующих электродах, в частности воспаление кожи в результате электрохимической реакции, а также усовершенствование эксплуатации и удобство пользования аппаратом.

Одной из немаловажных задач настоящего изобретения является устранение воспаления кожи, которое вызывают электрохимические реакции, происходящие на электродах во время ионтофореза.

Во время ионтофореза в области электродов обязательно происходят электрохимические реакции, в частности определенные реакции окисления (положительный электрод) и восстановления (отрицательный электрод).

Электрохимические реакции вызывают образование вредных субстанций в результате ионтофореза физиологического солевого раствора, служащего электролитом (например, образование известного окисляющего агента хлорноватистой кислоты из иона Cl^- на положительном электроде), внезапные перепады рН (при внезапном окислении на положительном электроде, внезапном ощелачивании на отрицательном электроде) и образование пузырьков газа (например, H₂ на отрицательном электроде, O₂ и С₂ на положительном электроде). Ионтофорез поэтому обладает серьезным недостатком, он оказывает вредное воздействие на кожу человека, раздражение кожи, невозможность подачи напряжения (из-за увеличения сопротивления в результате образования газа) и т.п.

Чтобы устранить недостатки, связанные с известными методами введения ионных препаратов, а также чтобы повысить удобство пользования аппаратом, например легкость управления, в аппарате для ионтофореза Х использована многослойная конструкция отдельных элементов (частей), в частности для выполнения электродов (фиг.2 и 3).

Отдельные элементы 11-15 электрода для ионтофореза и отдельные элементы 21-23 заземляющего электрода выполнены многослойными, т.е. в виде пластин, пропитанных мембран и ионообменных мембран.

Свойства пропитанных мембран, а именно пластинчатых электродов, мембран, удерживающих раствор электролита, мембран, удерживающих раствор ионного препарата, анионообменных и катионоообменных мембран в настоящем изобретении, описаны выше для трансдермального введения ионного препарата As^-Na⁺.

Аппарат для ионтофореза Х согласно настоящему изобретению подробно описан ниже для трансдермального введения аскорбата натрия (As^-Na⁺) как ионного препарата. В этом случае заряженными ионами активного ингредиента в ионном препарате естественно являются анионы (As^-).

Пластинчатый электрод 11 (фиг.3) в электроде для ионтофореза является отрицательным электродом (-), а пластинчатый электрод на заземляющем электроде 2 является положительным электродом (+).

Очевидно, что когда ионный препарат диссоциирует на положительно заряженные ионы, полярности пластинчатых электродов 11, 21 и различных видов ионообменных мембран 13, 15, 23 с точки зрения избирательной проницаемости к ионам на описанных выше электродах меняются на противоположные.

На фиг.1, 2 и 3 представлен первый вариант реализации настоящего изобретения, где аппарат Х содержит электрод 1 для ионтофореза (активный электрод), заземляющий электрод 2 (неактивный электрод), источник 3 питания, кожу 4 (слизистую оболочку).

Электрод 1 (фиг.3) для ионтофореза (активный электрод) содержит отрицательный (-) пластинчатый электрод 11, мембрану 12, удерживающую раствор электролита, содержащий 1М молочной кислоты/1M фумарата натрия, при пропитке, катионообменную мембрану 13, мембрану 14, удерживающую ионный препарат 14, анионообменную мембрану 15.

Заземляющий электрод 2 содержит положительный пластинчатый электрод (+) 21, мембрану 22, удерживающую раствор электролита, содержащий 1М молочной кислоты/1М фумарата натрия, при пропитке, катионообменную мембрану 23.

В настоящем изобретении использование мембран 12, 22, удерживающих раствор электролита в обоих электродах 1, 2, не ограничено применением мембран, пропитанных раствором электролита, содержащим 1М молочной кислоты/1М фумарата натрия. Мембраны можно пропитать физиологическим солевым раствором, например 0,9% водным раствором NaCl, или соединением, окислительно-восстановительный потенциал которого ниже окислительно-восстановительного потенциала воды, и который окисляется или восстанавливается быстрее электролитной реакции воды (окислительная и восстановительная реакции воды) как раствора электролита.

В настоящем изобретении мембраны 12, 22, содержащие раствор электролита на обоих электродах 1, 2, также могут быть выполнены в виде мембран, удерживающих ионный препарат, например As^-Na⁺, в качестве легко окисляющегося или восстанавливающегося соединения, т.е. мембраны, пропитанные ионным препаратом, потому что, являясь электролитом, ионный препарат обладает, как правило, окислительно-восстановительным потенциалом ниже окислительно-восстановительного потенциала воды. Как таковые, ионные препараты окисляются или восстанавливаются раньше гидролиза воды, тем самым устраняют проблему, вызванную гидролизом воды.

Далее, согласно настоящему изобретению раскрыта конструкция аппарата для ионтофореза для введения ионного препарата новым способом согласно предлагаемой конструкции.

Согласно настоящему изобретению в аппарате Х для ионтофореза пластинчатый электрод 11 на электроде 1 для ионтофореза (активный электрод) может содержать любой пластинчатый электрод. Более того, пластинчатый электрод 21 заземляющего электрода (неактивного электрода) 2 также может содержать любой пластинчатый электрод.

Например, они могут содержать инертные электроды, выполненные из электропроводных материалов, таких как углерод или платина. Применялись также имеющиеся в продаже, выполненные в виде пластыря контрольные электроды Red Dot™ (производимые фирмой 3М Health Care Limited), которые использовались при изучении возможных реакций кожи на оба электрода 1, 2 с помощью аппарата для ионтофореза согласно настоящему изобретению, описанным ниже.

Согласно изобретению в аппарате для ионтофореза Х вместо описанных выше инертных электродов в качестве пластинчатых электродов 11, 21 можно также использовать уже применяемые в ионтофорезе активные электроды. Когда активный ингредиент ионного препарата принимает положительный (+) заряд, и когда в качестве ионного препарата используется морфий или хлористый литий (в данном случае ионы морфия или лития, как ингредиенты лекарства, являются положительными ионами, а ионы хлора являются отрицательными), в качестве активных электродов используют серебряные электроды, которые как положительные (+) пластины реагируют с противоионами.

Из описанных выше активных электродов серебряный электрод легко реагирует с ионами хлора (Cl^-), образуя нерастворимый AgCl согласно уравнению: Ag+Cl^-→AgCl+e^-. Преимуществом использования описанных выше активных электродов является возможность предотвращения электролитической реакции воды благодаря тому, что стандартный потенциал описанной выше реакции ниже стандартного потенциала электролитической реакции воды на положительном (+) электроде. Таким образом, можно предотвратить внезапное подкисление, вызванное присутствием ионов Н⁺ на аноде (положительном электроде), а также внезапное ощелачивание, вызванное присутствием ионов ОН^- на катоде (отрицательном электроде).

Согласно изобретению ионообменные мембраны нужно применять с осторожностью, т.к. в аппарате для ионтофореза используется несколько (не менее трех) ионообменных мембран, различающихся по избирательной к ионам проницаемости, а образуемая на активном электроде нерастворимая субстанция (нерастворимые тонкодисперсные частицы), такая как хлористое серебро (AgCl), в некоторых случаях может отрицательно повлиять на качество ионообменных мембран.

Из-за того, что в аппарате для ионтофореза используется несколько ионообменных мембран, различающихся по избирательной к ионам проницаемости, по причинам, описанным выше, предпочтительно использовать инертные, а не более дорогие специальные электроды.

В настоящем изобретении мембраны 12, удерживающие раствор электролита, на электроде 1 ионтофореза состоят из тонкой мембраны, удерживающей раствор электролита при пропитке с образованием пропитанной раствором электролита мембраны. Пропитанные тонкие мембраны являются мембранами такого же типа, что и пропитанные тонкие мембраны, используемые в качестве описанных ниже мембран, удерживающих ионный препарат.

В качестве раствора электролита можно использовать раствор любого электролита. Однако не следует использовать такие электролиты, которые могут вызвать неблагоприятную реакцию на коже человека в результате реакции на электроде.

С точки зрения безопасности для человека в качестве растворов электролитов в настоящем изобретении предпочтительно использовать органические кислоты и их соли, которые участвуют в метаболическом цикле человека.

Например, предпочтительно использовать молочную и фумаровую кислоты. В частности, желательно использовать водный раствор 1М молочной кислоты и 1М фумарата натрия (соль Na) в отношении 1:1. Этот раствор электролита достаточно легко растворяется в воде и хорошо проводит электричество. Постоянный ток обладает низким сопротивлением и не вызывает значительных изменений рН на электродах.

Примеры электролитов:

физиологический солевой раствор (0,9% водный раствор NaCl);

водный раствор сульфатов железа (FeSO₄) и [Fe₂(SO₄)₃] (водный раствор в эквимолярном отношении 0,2М:0,2М)

Физиологический солевой раствор отличается высокой проводимостью, он может способствовать образованию пузырьков газа как на положительном, так и на отрицательном электроде, тем самым увеличить сопротивление и ингибировать источник постоянного тока, подсоединенный к аппарату ионтофореза. Более того, поскольку газообразный хлор образуется на положительном электроде, придавая раствору кислотность (образование HCl), необходимо принять полные меры для защиты кожи от повреждений.

Применение водного раствора сульфатов железа (FeSO₄) и [Fe₂(SO₄)₃] имеет определенные преимущества, т.к. при прохождении тока сопротивление оказывается низким и не вызывает образования пузырьков газа по причинам, указанным ниже.

Чтобы преодолеть потенциальную проблему утечки раствора электролита при изготовлении аппарата для ионтофореза, необходимо принять адекватные меры для повышения коррозионной устойчивости аппарата, к действию отрицательных (нежелательных) эффектов, производимых серной кислотой (агрессивная субстанция) на человеческий организм (кожу).

Предпочтительно, чтобы в настоящем изобретении раствор электролита, находящегося в контакте с отрицательным (-) пластинчатым электродом 11 на электроде 1 для ионтофореза содержал легко восстанавливаемое соединение.

Предпочтительно также, чтобы в настоящем изобретении раствор электролита, находящегося в контакте с положительным (+) пластинчатым электродом 21 на заземляющем электроде 2, содержал легко окисляемое соединение.

Очевидно, что местоположение растворов электролитов, в которые добавляют легко восстанавливаемые и легко окисляемые соединения, должно определяться в соответствии с электрохимическими реакциями на соответствующих пластинчатых электродах, а именно реакции восстановления на отрицательном (-) электроде и реакции окисления на положительном (+).

В настоящем изобретении в качестве добавки к растворам электролитов предпочтение отдается тем легко восстанавливаемым и легко окисляемым соединениям, которые биологически безопасны и экономичны (недороги и доступны) и т.д. Типичными являются неорганические соединения, такие как сульфаты железа; лекарственные субстанции, такие как аскорбиновая кислота (витамин С) и аскорбат натрия; кислотные соединения, присутствующие на кожном покрове, такие как молочная кислота и органические кислоты, такие как