[发明专利]电转运递送阴离子型药物的阴极

说明书

技术领域

本发明涉及一种电转运药物递送系统，其阴极能驱动阴离子型药物通过身体表面或膜。特别地，本发明涉及一种具有阴极的系统，用于电转运经皮施用阴离子型药物通过身体表面或膜，并且该阴极不会产生所施用阴离子的竞争性离子。

背景技术

通过皮肤递送活性剂具有很多优点，包括舒适、方便并且无侵入性。避免了口服递送所遇到的胃肠道刺激及吸收和代谢的不同速率，包括首过效应。经皮递送也可以高度控制任何特定活性剂的血药浓度。

由于其大小、离子电荷性质和亲水性，许多活性剂并不适合被动地经皮递送。一种经皮递送这些活性剂的方法包括使用电流，由电转运通过完整的皮肤来主动转运该活性剂至体内。电转运技术包括电离子透入、电渗和电穿孔。电转运装置例如电离子透入装置是本领域已知的，例如，USPN 5057072；5084008；5147297；6039977；6049733；6181963，6216033，和美国专利公开20030191946。一个电极称作活性或供体电极，是从其中将活性剂递送到体内的电极。另一个电极称作反电极或返回电极，用于闭合通过身体的电路。当与患者的身体组织例如皮肤相连时，通过将这些电极与电源连接来完成该电路，通常是连接到能够控制通过该装置的电流的电路。如果所驱动进入到体内的离子物质带正电荷时，那么阳极(正极)就是活性电极，阴极(负极)则用作反电极。如果所递送的离子物质带负电荷时，那么阴极是活性电极，而阳极则为反电极。

电转运装置需要所述待递送或引入到体内的活性剂的贮器或源区。这些贮器与电转运装置的阳极或阴极相连，以提供一种或多种所需活性剂的固定的或可更新的来源。随着电流流过电转运装置，在阳极发生化学物质的氧化作用，而在阴极发生化学物质的还原作用。典型地，这些反应都会产生与离子形式的活性剂带电状态相似的可移动离子物质。这些可移动的离子物质称作竞争性物质或竞争性离子，因为这些物质可能与通过电转运递送的活性剂竞争。例如，阳极产生的银离子可以与阳离子型药物竞争，阴极形成的氯离子可以与阴离子型药物竞争。

典型地，阳极的电极材料是由银制成的。在电转运期间，银被氧化，结果产生了银离子。在阴极，典型地，AgCl(固体)被还原形成金属银和氯离子。

Ag→Ag⁺+e^-

AgCl(s)+e^-→Ag^o(s)+Cl^-

对于递送阳离子型药物例如芬太尼、利多卡因、甲氧氯普胺等等，供体室中的银电极(Ag)可以作为阳极，使用氯化银(AgCl)作为阴极是可接受的。但是，如果我们关注的是递送阴离子型药物，那么使用AgCl作为阴极则会在使用时产生氯离子。氯离子可与待递送的阴离子型药物竞争，降低了药物的转运效率。此外，阴极产生的银是温和的氧化剂，会与蛋白质结合，而如果待递送的阴离子型药物是肽或蛋白质，那么这种结合是不希望有的。因此，氯化银作为阴极材料用于递送阴离子型药物通过身体表面是不利的。

Ag和AgCl作为阳极和阴极的例子属于自耗性电极类型，这意味着当反应时电极物质作为时间的函数会消耗掉，并且只具有有限的寿命。另一方面，非自耗性电极例如铂或不锈钢可以用作电极，它会产生气体物质例如氧和氢，因为它在反应期间会诱导水电解。当然，在贮器中或在电极上，任何气体的产生都是不希望有的。下面给出了一些使用非自耗性电极的反应。

阳极

H₂O→4H⁺+O₂+4e^-(E⁰＝1.229V)

阴极

2H₂O+2e^-→2OH^-+H₂(E⁰＝-0.828V)

H⁺和OH^-的产生也会具有不利的影响，因为它们改变了制剂的pH，接着会影响药物的溶解度和带电状态。

对于阴离子型药物的电转运，需要一种阴极材料，它能够进行还原而不产生气体，也不产生与阴离子型药物竞争的竞争性离子。

发明简述