JP2014045823A - 生体用電極、その製造方法及びイオントフォレシス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極間の電気的な接続を確保しつつ、製造コストの低減を実現できる生体用電極、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基材２と、基材２に設けられた第１電極６及び第２電極７と、基材２に設けられるとともに第１電極６に一体で設けられ、第１電極６と第２電極７とを電気的に接続する接続配線部４と、基材２に設けられるとともに接続配線部４に一体で設けられ、第２電極７の一部又は全部で覆われている接続部５と、接続配線部４を覆う絶縁体８とを有するようにして上記課題を解決する。第１電極６と接続配線部４と接続部５とが同一材料で一体に設けられ、接続配線部４の幅が第１電極６の幅よりも狭く、接続部５が第２電極７の一部で覆われているようにしてもよいし、第１電極６と接続配線部４と接続部５とが同一材料で一体に設けられ、接続部５が第２電極７の全部で覆われているようにしてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、イオントフォレシスに用いる生体用電極、その製造方法及びイオントフォレシス装置に関する。

イオントフォレシス（IONTOPHORESIS）は、電気エネルギーを利用して、主にイオン性薬剤の生体膜への透過を促進させる方法であり、薬剤の経皮吸収の促進を目的に利用されている。具体的には、一対の電極が電気的に接続されたシート状の生体用電極を、イオン性薬剤を介して皮膚に貼り合わせ、その一対の電極間に微細電流を流して、電荷を持つイオン性薬剤を皮膚中に浸透させる技術である。

こうしたイオントフォレシス装置として、特許文献１には、生物の体表の異なる２か所の表面電位差を利用すること、及び体表面の電解質と電極との間のイオン化傾向を利用することにより、発電した電力により装置を小型化した有効成分を体表面から体内に導入するイオン導入装置が提案されている。この技術によれば、コストが安価で使い方が容易で安全で効果が高く小型で携帯可能で使い捨ても可能なイオン導入装置を提供できるとされている。

また、特許文献２には、複数の自給式の直列接続されたガルバニ電源を設けられる経皮的イオン導入による治療薬剤伝達システムであって、各々が酸化可能種と還元可能種を含む複数のガルバニ電源を有し、前記複数ガルバニ電源のうちの少なくとも１つが治療薬剤のための第１の伝達チャンバと接触した酸化可能種、治療薬剤のための第２の伝達チャンバと接触した還元可能種をさらに含む活性薬剤電源であり、前記経皮的イオン導入による伝達システムの全体的なガルバニ電位が前記活性薬剤ガルバニ電源の合計となるように前記複数ガルバニ電源を直列接続する導体を有する治療薬剤伝達システムが提案されている。さらに、ガルバニ電源のうち１つ又は複数がスクリーン印刷された電極を有することが記載され、酸化可能種がＭｇとＺｎから選択され、還元可能種がＡｇＣｌであることが記載されている。

また、特許文献３には、イオン性被浸透薬剤を含有する導電性マトリクス背面に導電接触した標準単極電位のより高い金属電極と、該金属電極に導電接続した標準単極電位のより低い半導体電極とから成り、該半導体電極と前記イオン性被浸透薬剤を含有する導電性マトリクスとを同時に皮接する経皮投薬用素子が提案されている。

特開２００９−１９５６５０号公報 ＷＯ２００１／０４９３６５号 特開平３−１６５７３号公報

上記した従来の生体用電極では、一対の電極間を、導電線（ジャンパー線ともいう。）で接続していた。しかしながら、こうした導電線は電極と別に設けなければならず、生体用電極を構成する電極の接続構造を複雑にさせていた。また、導電線と電極とを接続する工程が必要となるので、工程数が多くなり、製造コストが高くなるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電極間の電気的な接続を確保しつつ、製造コストの低減を実現できる構造形態を備えた生体用電極、及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そうした生体用電極を有したイオントフォレシス装置を提供することにある。

（１）上記課題を解決するための本発明に係る生体用電極は、基材と、前記基材に設けられた第１電極及び第２電極と、前記基材に設けられるとともに前記第１電極に一体で設けられ、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続する接続配線部と、前記基材に設けられるとともに前記接続配線部に一体で設けられ、前記第２電極の一部又は全部で覆われている接続部と、前記接続配線部を覆う絶縁体とを有する、ことを特徴とする。

本発明に係る生体用電極において、前記第１電極と前記接続配線部と前記接続部とが同一材料で一体に設けられ、前記接続配線部の幅が前記第１電極の幅よりも狭く、前記接続部が前記第２電極の一部で覆われているように構成してもよい。

本発明に係る生体用電極において、前記第１電極と前記接続配線部と前記接続部とが同一材料で一体に設けられ、前記接続部が前記第２電極の全部で覆われているように構成してもよい。

本発明に係る生体用電極において、前記第１電極から異なる方向に延びる２以上の前記接続配線部を有し、前記接続部が、前記方向にそれぞれ設けられた２以上の前記第２電極の一部又は全部で覆われていてもよい。

本発明に係る生体用電極において、前記第１電極及び前記第２電極は、一方が貴金属で設けられており、他方が亜鉛の酸化物又は亜鉛を含む半導体で設けられていてもよい。

（２）上記課題を解決するための本発明に係る生体用電極の製造方法は、基材を準備する工程と、前記基材に、第１電極、接続配線部及び接続部を一体形成する工程と、前記接続部の一部又は全部を覆う第２電極を形成する工程と、前記接続配線部を覆う絶縁体を形成する工程とを有する、ことを特徴とする。

本発明に係る生体用電極の製造方法は、前記第１電極、前記接続配線部及び前記接続部を一体形成する工程において、前記第１電極、前記接続配線部及び前記接続部を同時に所定のパターンに形成し、又は、前記第１電極、前記接続配線部及び前記接続部を同時に形成した後に所定のパターンに形成して前記接続配線部及び前記接続部を前記第１電極の幅よりも狭い幅で形成してもよい。

本発明に係る生体用電極の製造方法は、前記第１電極、前記接続配線部及び前記接続部を一体形成する工程において、前記第１電極、前記接続配線部及び前記接続部を同時に形成した後に前記第１電極、前記接続配線部及び前記接続部を所定のパターンに形成せず、前記第２電極を形成する工程において、前記第２電極を所定のパターンに形成してもよい。

（３）上記課題を解決するための本発明に係るイオントフォレシス装置は、上記した本発明に係る生体用電極を有し、前記生体用電極を構成する第１電極及び第２電極を覆うように薬剤が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、電極間の電気的な接続を確保しつつ、製造コストの低減を実現できる生体用電極、及びその製造方法を提供することができる。

本発明に係る生体用電極の一例を示す模式的な平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 本発明に係る生体用電極の他の一例を示す模式的な平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 本発明に係る生体用電極の他の一例を示す模式的な平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 本発明に係る生体用電極の他の一例を示す模式的な平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 本発明に係る生体用電極の他の一例を示す模式的な平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 本発明に係る生体用電極の他の一例を示す模式的な平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 本発明に係るイオントフォレシス装置の原理図である。 本発明に係る生体用電極（第１実施形態）の製造工程（その１）を示す説明図である。 本発明に係る生体用電極（第１実施形態）の製造工程（その２）を示す説明図である。 本発明に係る生体用電極（第２実施形態）の製造工程（その１）を示す説明図である。 本発明に係る生体用電極（第２実施形態）の製造工程（その２）を示す説明図である。

以下、本発明に係る生体用電極、その製造方法及びイオントフォレシス装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、その技術的思想を含む範囲内で以下の形態に限定されない。

［生体用電極及びその製造方法］
本発明に係る生体用電極１（１Ａ〜１Ｆ）は、図１〜図６に示すように、基材２と、基材２に設けられた第１電極６及び第２電極７と、基材２に設けられるとともに第１電極６に一体で設けられ、第１電極６と第２電極７とを電気的に接続する接続配線部４と、基材２に設けられるとともに接続配線部４に一体で設けられ、第２電極７の一部又は全部で覆われている接続部５と、接続配線部４を覆う絶縁体８とを有している。

この生体用電極１は、図１及び図２に示すように、第１電極６と接続配線部４と接続部５とが同一材料で一体に設けられ、接続配線部４の幅が第１電極６の幅よりも狭く、接続部５が第２電極７の一部で覆われているようにしてもよいし、図３及び図４に示すように、第１電極６と接続配線部４と接続部５とが同一材料で一体に設けられ、接続部５が第２電極７の全部で覆われているようにしてもよい。

本発明に係る生体用電極１は、図８及び図９に示す第１実施形態の製造工程や、図１０及び図１１に示す第２実施形態の製造工程等により製造できる。具体的には、基材２を準備する工程（図８（Ａ）及び図１０（Ａ））と、基材２に、第１電極６、接続配線部４及び接続部５を一体形成する工程（図８（Ｂ）〜（Ｄ）及び図１０（Ｂ））と、接続部５の一部又は全部を覆う第２電極７を形成する工程（図９（Ａ）〜（Ｃ）及び図１０（Ｃ）（Ｄ）、図１１（Ａ））と、接続配線部４を覆う絶縁体８を形成する工程（図９（Ｄ）及び図１１（Ｂ））とを有している。

こうした生体用電極１は、第１電極６と第２電極７とが電気的に接続する接続配線部４が、第１電極６に一体形成されているので、そうした第１電極６と接続配線部４とは同一材料で同時に一緒（一体的）に設けられたものである。その結果、接続配線部４を第１電極６と別に設けた構造形態を持たないので、従来技術に比べて、接続配線部４と第１電極６との接続構造をより簡略化できる。また、接続配線部４のうち第２電極７に電気的に接続する接続部５が第２電極７の一部又は全部で覆われているので、第２電極７と接続配線部４との電気的な接続構造も、従来技術に比べてより簡略化できる。これらの接続構造４は簡易な構造形態であるので、製造工程を簡略化して工数を削減できる。その結果、本発明に係る生体用電極１は、第１電極６と一緒（一体）に形成された接続配線部４によって第１電極６と第２電極７との接続を確保でき、且つ製造コストの低減を実現できる構造形態を備えたものということができる。

＜各態様＞
本発明に係る生体用電極１を、図１〜図６に示す６態様の生体用電極１Ａ〜１Ｆの構造形態に基づいて具体的に説明する。なお、本願明細書において、「上に」とは、そのものの上に直に又は他の層を介して設けられていることを意味し、「覆う」とは、そのものの上に設けられるとともに、そのものの周りにも設けられていることを意味する。また、「上方向」「下方向」のような方向は、図面を平面視したときを基準にして方向を表している。

（図１に示す生体用電極１Ａ）
図１に示す生体用電極１Ａは、基材２上に設けられた第１電極６と、基材２上に設けられた第２電極７とが、接続配線部４を介して設けられている。接続配線部４は、第１電極６と一体的に設けられており、好ましくは同じ材料で一体的に継ぎ目なく同時に設けられている。また、接続配線部４は、第１電極６の幅よりも狭い幅で形成されている。接続配線部４のうち第２電極側の接続部５は、第２電極７の一部で覆われており、第２電極７に直接接触している。なお、接続部５を覆う部分以外の第２電極７は、第１電極６と同様、基材２上に設けられている。絶縁体８は、第１電極６と第２電極７とを連結する接続配線部４を覆うように設けられている。すなわち、絶縁体８は、接続配線部４を全て覆うと共に、第１電極６側の一部と第２電極７側の一部にもはみ出すように設けられ、さらに基材２上にもはみ出すように設けられている。

この生体用電極１Ａでは、接続配線部４は第１電極６よりも狭い幅で設けられているので、狭い幅の接続配線部４は、エッチング等を利用したパターン形成手段で容易に形成できる。その結果、製造コストの低減を実現できる構造形態を備えたものということができる。また、接続配線部４の幅が狭いため、接続配線部４の抵抗値を高くすることができる。そのため、第１電極６と第２電極７との間に流れる電流を抑えることができるので、例えば微弱な電流が求められる繊細な部分の皮膚中に薬剤を浸透させる場合に好ましく用いることができる。

（図２に示す生体用電極１Ｂ）
図２に示す生体用電極１Ｂは、図１に示す態様では接続配線部４が第１電極６から一方向（左方向）延びて第２電極７に電気的に接続しているのに対し、接続配線部４が第１電極６から右方向と左方向の異なる２方向に延び、その延びた先に配置された第２電極７，７に電気的に接続している点に特徴がある。したがって、第２電極７，７は、第１電極６を挟んで異なる方向に離間して設けられている。なお、接続配線部４の延びる方向は、異なる方向であれば図２に示す右方向と左方向でなくてもよく、右方向と下方向、右方向と上方向、左方向と上方向、左方向と下方向等であってもよいし、それ以外の斜め方向と組み合わせたものであってもよい。また、右斜め上方向、左斜め上方向、及び下方向のような異なる３方向や、４方向以上の方向であってもよい。これら以外の各構成要素は、図１の態様と同じである。

この生体用電極１Ｂでは、第２電極７，７が異なる方向（例えば左方向と右方向）に２つ設けられているので、第１電極６から左右２つの第２電極７，７それぞれに向かうイオンの流れ、又は、左右２つの第２電極７，７それぞれから第１電極６に向かうイオンの流れが生じる。その結果、皮膚中のイオンの流れが一部分に集中せずに、広い範囲にイオンの流れを生じさせ、広い範囲に薬剤を浸透させることができる。

（図３に示す生体用電極１Ｃ）
図３に示す生体用電極１Ｃは、図１に示す態様では接続配線部４が第１電極６の幅よりも狭い幅で形成されているのに対し、第１電極６と接続配線部４とが一体的に設けられており、好ましくは同じ材料で一体的に継ぎ目なく全ベタ状に同時に設けられ、さらに、接続部５が第２電極７の全部で覆われている点に特徴がある。すなわち、第１電極６と接続配線部４と接続部５（接続配線部４の一部）とが全て全ベタ状に同一材料で継ぎ目なく設けられており、第２電極７が設けられた部分が接続部５になっている。この生体用電極１Ｃは、基材２が露出しないので、接続配線部４を覆う絶縁体８は、基材に接触していない。これらの点以外の各構成要素は、図１の態様と同じである。

この生体用電極１Ｃでは、接続配線部４はエッチング等のパターン形成手段が不要になり、製造コストの低減を実現できる構造形態を備えたものということができる。また、接続部５は第２電極７の全部で覆われているので、第２電極７はその接続部５を含む接続配線部４上に全ベタ状に形成されたものとなり、製造コストの低減を実現できる単純な構造形態を備えたものということができる。また、接続配線部４がパターン形成されていないので、例えば抵抗値を低くして流れる電流を大きくすることができる。その結果、薬剤を皮膚中により効果的に浸透させることができる。

（図４に示す生体用電極１Ｄ）
図４に示す生体用電極１Ｄは、図３に示す態様では接続配線部４が第１電極６から一方向（左方向）延びて第２電極７に電気的に接続しているのに対し、図２と同様、接続配線部４が第１電極６から右方向と左方向の異なる２方向に延び、その延びた先に配置された第２電極７，７に電気的に接続している点に特徴がある。したがって、第２電極７，７は、第１電極６を挟んで異なる方向に離間して設けられている。なお、接続配線部４の延びる方向は、異なる方向であれば図４に示す右方向と左方向でなくてもよく、右方向と下方向、右方向と上方向、左方向と上方向、左方向と下方向等であってもよいし、それ以外の斜め方向と組み合わせたものであってもよい。また、右斜め上方向、左斜め上方向、及び下方向のような異なる３方向や、４方向以上の方向であってもよい。これらの点以外の各構成要素は、図３の態様と同じである。

この生体用電極１Ｄでは、第２電極７，７が異なる方向（左方向と右方向）に２つ設けられているので、第１電極６から左右２つの第２電極７，７それぞれに向かうイオンの流れ、又は、左右２つの第２電極７，７それぞれから第１電極６に向かうイオンの流れが生じる。その結果、皮膚中のイオンの流れが一部分に集中せずに、広い範囲にイオンの流れを生じさせ、広い範囲に薬剤を浸透させることができる。

（図５に示す生体用電極１Ｅ）
図５に示す生体用電極１Ｅは、第１電極６が格子状となるように複数の第２電極７をそれぞれ離間して形成したものである。詳しくは、第１電極６と接続配線部４とが一体的に設けられており、好ましくは同じ材料で一体的に継ぎ目なく全ベタ状に同時に設けられ、さらにその上に、複数の第２電極７が縦横に所定の間隔で離して設けられている。そして、第２電極７が設けられた部分が接続部５になっている。言い換えれば、この生体用電極１Ｅでは、接続配線部４は、第１電極６から右斜め上、左斜め上、右斜め下、左斜め下の異なる４方向に延び、その延びた先に配置された第２電極７，７に電気的に接続している。そして、その第２電極７，７は、第１電極６を挟んで異なる４方向に離間して設けられている。その結果として、図５（Ａ）を平面視した形態では、第１電極６が格子状に縦横に形成されている。また、基材２が露出しないので、接続配線部４を覆う絶縁体８は、基材２に接触していない。絶縁体８が設けられた部分と第２電極７が設けられた部分が接続配線部４となっている。これらの点以外の各構成要素は、図３及び図４の態様と同じである。

この生体用電極１Ｅは、図５（Ａ）の平面視において、第１電極６が格子状に設けられているとともに、格子状の第１電極６の間に複数の第２電極７が配置されている構造形態を有するので、こうした構造形態をイオントフォレシス装置に用いた際に、皮膚中のイオンの流れが集中せずに広い範囲に生じるので、皮膚中のより広い範囲に薬剤を浸透させることができる。

（図６に示す生体用電極１Ｆ）
図６に示す生体用電極１Ｆは、図５に示す態様では複数の第２電極７を離間して設けて第１電極６を格子状になるようしているのに対し、第２電極７自体を格子状パターンで設けていることに特徴がある。すなわち、第２電極７が格子状となるように設けることにより、複数の第１電極６それぞれが離間するように形成したものである。詳しくは、第１電極６と接続配線部４とが一体的に設けられており、好ましくは同じ材料で一体的に継ぎ目なく全ベタ状に同時に設けられ、さらにその上に、第２電極７が縦横に延びて格子状になるようにパターン形成したものである。そして、第２電極７が設けられた部分が接続部５になっている。言い換えれば、この生体用電極１Ｆでは、接続配線部４は、第１電極６から上、上、右、左の異なる４方向に延び、その延びた先に配置された第２電極７に電気的に接続している。そして、第１電極６は、異なる４方向の第２電極７で挟まれている。その結果として、図６（Ａ）を平面視した形態では、第２電極７が格子状に縦横に形成されている。また、基材２が露出しないので、接続配線部４を覆う絶縁体８は、基材２に接触していない。絶縁体８が設けられた部分と第２電極７が設けられた部分が接続配線部４となっている。これらの点以外の各構成要素は、図３及び図４の態様と同じである。

この生体用電極１Ｆは、図６（Ａ）の平面視において、第２電極７が格子状に設けられているとともに、格子状の第２電極７に挟まれるように複数の第１電極６が配置されている構造形態を有するので、こうした構造形態をイオントフォレシス装置に用いた際に、皮膚中のイオンの流れが集中せずに広い範囲に生じるので、皮膚中のより広い範囲に薬剤を浸透させることができる。

＜各構成要素＞
以下、生体用電極１（１Ａ〜１Ｆ）の各構成要素について説明しつつ、各工程も併せて説明する。

（基材）
基材２は、絶縁性の基材であれば特に限定されず、プラスチックフィルムや紙等を用いることができる。フレキシブル基材２がより好ましく、人や動物の体の表面形態に追従した態様で生体用電極１を貼り付けることができる。プラスチックフィルムの例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート等の樹脂フィルムを好ましく挙げることができる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン系合成紙等が好ましい。なお、ポリプロピレン系合成紙は、ポリプロピレンを主原料とするフィルム合成紙であり、例えばユポ（登録商標）を挙げることができる。

プラスチックフィルム以外のものとしては、アート紙、不織布及びシリコンゴム等を挙げることができる。なお、不織布等のような隙間の空いている薄い紙は、目詰め材等で隙間を埋めて用いることが好ましい。

基材２の厚さはその材質によっても異なり、一概には言えないが、プラスチックフィルムの場合は、通常、３μｍ以上、２００μｍ以下のものを好ましく用いることができる。また、ユポ（登録商標）、アート紙、不織布等では、１００μｍ以上、２０００μｍ以下のものを好ましく用いることができる。なお、基材２の形状は、所定の大きさの枚葉形状であってもよいし、ロール状に巻かれた長尺シート基材であってもよい。

基材２上には、図示しないがプライマー層を設けることができる。このプライマー層は、第１電極６の下地層として基材２上に設けられる。そして、プライマー層は、第１電極６及び接続配線部４を構成する第１導電層６’（例えば図８（Ｃ）等）をパターン形成するためのリフトオフ用膜９（例えば図８（Ｂ））との密着性を向上させるのに好ましく用いられる。また、プライマー層上に第１導電層６’及び第２導電層７’が形成されることにより、形成された第１導電層６’及び第２導電層７’の密着性を向上させることができる。その結果、第１導電層６’及び第２導電層７’の剥離等を防ぐことができ、第１導電層６’及び第２導電層７’を精度よくパターン形成して所定パターンの第１電極６及び第２電極７を極めて効果的に形成することができる。

プライマー層は、基材２上の全面に設けてもよいし、第１電極６及び第２電極７を形成する領域にのみ設けてもよい。プライマー層の形成材料は、第１導電層６’及び第２導電層７’の密着性を高めることができる一般的なプライマー樹脂であれば特に限定されない。例えば、２液反応型のプライマー樹脂を各種の塗布方法で塗布し、所定温度で反応させてプライマー層を形成する。このようなプライマー層は、第１導電層６’及び第２導電層７’との密着性を向上させることができる。プライマー層の厚さは特に限定されないが、例えば、１μｍ以上、５μｍ以下とすることができる。

なお、第１導電層６’及び第２導電層７’とプライマー層との密着性について説明したが、プライマー層によって密着性が向上できるのは、蒸着法等のＰＶＤ法やＣＶＤ法により形成した導電層であってもよいし、それ以外の手段で形成された導電層であってもよい。

（第１電極及び接続配線部）
第１電極６及び接続配線部４は、基材２上、又は、基材２上に必要に応じて設けられたプライマー層上に設けられる。第１電極６は、第２電極７との間で起電力が発生する電位差を持つものであればよく、第２電極７の種類に応じて各種の構成材料を適用できる。接続配線部４は、第１電極６と一体的に設けられ、好ましくは同じ材料で一体的に継ぎ目なく同時に設けられる。この接続配線部４は、第１電極６と第２電極７とを接続する部分であり、後述する絶縁体８で覆われた部分のことである。こうした第１電極６と接続配線部４は、基材２上に設けられた第１導電層６’で構成され、図１及び図２に示すように必要に応じてパターン形成されたり、図３及び図４に示すようにパターン形成されずに全ベタ状のまま構成されたりする。

第１電極６及び接続配線部４の構成材料は、貴金属であっても、亜鉛の酸化物又は亜鉛を含む半導体であってもよい。貴金属としては、銀、金、銅、パラジウム、ロジウム、又はそれらの合金等を挙げることができる。構成材料が貴金属である場合は、第１電極６と第２電極７とを電気的に接続する接続配線部４の抵抗値を下げることができ、その結果、第１電極６と第２電極７との間を流れる電流を大きくすることができるという利点がある。中でも銀が好ましく、低コストで電気化学的に安定なものとすることができ、生体用電極１のコスト低減と信頼性の点で有利である。また、銀で形成した第１電極６は、例えば塩化物イオンを含む薬剤ジェル１０に接触した場合であっても安定した電極特性を有する。また、金は、貴金属の中でも導電性に優れ、電気化学的に安定であるので、抵抗値を下げる点と信頼性の点で有利である。一方、構成材料が亜鉛の酸化物又は亜鉛を含む半導体等である場合は、材料が安価で、生体用電極１のコスト低減に寄与できる。亜鉛の酸化物の例としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を例示でき、亜鉛を含む半導体としては、ＩｎＧａＺｎＯ系酸化物半導体（ＩＧＺＯ半導体）等を例示できる。

上記した構成材料で形成される第１電極６と接続配線部４は、蒸着法、反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法やＣＶＤ法により形成されたものであってもよいし、それ以外の手段で形成されたものであってもよい。例えば、真空蒸着法で形成された導電層（例えば金属蒸着層）であってもよいし、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、インクジェット印刷法又はスクリーン印刷法により形成した導電層（例えば導電ペースト層）であってもよいし、金属材料と樹脂バインダーとを含む導電性材料を塗布した後に加熱を行って焼成又は硬化させてなる導電層であってもよい。

第１電極６及び接続配線部４は、そうした導電層（第１導電層６’という。）を所定のパターンで直接設けて形成されてもよいし、例えば図１及び図２に示すように第１導電層６’を所定のパターンで形成されてもよい。第１電極６と接続配線部４とを所定のパターンで直接設ける方法としては、マスクを用いた蒸着手段や、導電ペーストや導電インキを用いたパターン印刷手段等を挙げることができる。また、第１電極６と接続配線部４とを所定のパターンで形成する方法としては、エッチング法やリフトオフ用膜９を利用して行う方法等を挙げることができる。

エッチング法によるパターン形成手段は、基材２上に全ベタ状に第１導電層６’を形成し、その上にマスクパターンを形成し、マスクパターンから露出した第１導電層６’をエッチング液で処理すること等により行うことができる。

リフトオフ用膜９を利用したパターン形成手段は、例えば図８（Ｂ）〜図８（Ｄ）に示すように、基材２上に所定パターンのリフトオフ用膜９を形成し（図８（Ｂ））、それを覆うように全ベタ状に第１導電層６’を形成し（図８（Ｃ））、その後にリフトオフ用膜９上に載った第１導電層６’をリフトオフ用膜９ごと除去する（図８（Ｄ））こと等により行うことができる。残った第１導電層６’が第１電極６と接続配線部４とを構成する。

リフトオフ用膜９をネガ型感光性樹脂組成物で形成する場合は、その感光性樹脂組成物を成膜した後に露光マスクを介して露光され、光が当たらなかった部分が現像液で剥離し易くなり、光が当たった部分が残る。残った膜が、その後に成膜される第１導電層６’をパターン形成するためのリフトオフ用膜９となる。水溶性樹脂からなるリフトオフ用膜９は、水洗によって洗い流すことができ、そのリフトオフ用膜９上の第１導電層６’を容易にリフトオフすることができる。リフトオフ用膜９は、感光性樹脂組成物である例えば水溶性樹脂を各種の塗布方法で塗布し、所定温度を加えて形成される。リフトオフ用膜９の厚さは特に限定されないが、例えば、１μｍ以上、５μｍ以下とすることができる。なお、リフトオフ用膜９でリフトオフする膜は、蒸着によって形成された第１導電層６’であってもよいし、導電ペーストで形成された第１導電層６’であってもよい。

なお、上記したように、プライマー層をリフトオフ用膜９の下層として設けることが好ましく、基材２上へのリフトオフ用膜９の密着性を高めてパターンの精度を向上させるとともに、基材２上への第１電極６と接続配線部４の密着性を高めることができる。その結果、リフトオフ用膜９を利用した第１電極６と接続配線部４のパターン形成を高精度で行うことができる。

第１電極６及び接続配線部４は、図３及び図４に示すように、パターン形成せずに、基材２の全面に例えば全ベタ状に形成されてもよい。その形成方法は、第１導電層６’を蒸着法や各種の印刷法等で基材上に全ベタ状に形成することができる。第１電極６と接続配線部４を全ベタ状に形成することにより、パターン形成する場合に比べて大幅なコスト低減を図ることができる。

第１電極６と接続配線部４の厚さは、構成材料や成膜手段によって異なるので一概に言えないが、蒸着法で金属薄膜や化合物薄膜からなる第１電極６と接続配線部４を形成する場合は、例えば、１０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の範囲内とすることができる。また、導電ペーストで第１電極６と接続配線部４を形成する場合は、例えば、５μｍ以上、１５μｍ以下の範囲内とすることができる。特に蒸着法で形成する場合は、薄い第１電極６と接続配線部４を形成でき、材料コストを大幅に低減できる。材料単価が高い貴金属を用いる場合は、その効果が大きい。また、真空蒸着で形成する場合は、基材２に対する熱負荷を低減できるので、例えば薄いフレキシブル基材２に「しわ」や「歪み」を生じさせないという利点がある。

第１電極６の平面視形状は、例えば図１〜図４に示すような四角形等の角形であってもよいし、円形や楕円形であってもよいし、それらが組み合わされた形状であってもよい。また、第１電極６の平面視形状は、図５に示すような格子形状であってもよいし、図６に示すような窓部が等間隔に配置させた形状であってもよい。第１電極６の平面視形状を格子形状や窓部を有する形状にすることにより、その後に生体用電極１上に設けられる薬剤ジェル１０の保持性を高めることができ、薬剤ジェル１０の皮膚２１（生体膜）への透過をより促進させることができる。なお、窓部の大きさや格子形状の開口の大きさは、任意に設計することができる。

第１電極６は、図７に示すように、接続配線部４（接続部５を含む）からなる配線１２を介して第２電極７に接続されている。第１電極６と第２電極７との間には起電力が生じるので、配線１２により自己発電回路となり、自己発電型のイオントフォレシス装置を構成できる。

（第２電極）
第２電極７は、第１電極６に離間して設けられ、第１電極６とは接続配線部４（接続部５を含む）で電気的に接続されている。第２電極７と接続配線部４とは、第２電極７が接続部５に接触することにより電気的に接続する。

第２電極７も、第１電極６と同様、第１電極６との間で起電力が発生する電位差を持つものであればよく、第１電極６の種類に応じて各種の構成材料を適用できる。第２電極７の構成材料は、第１電極６と同様、貴金属であっても、亜鉛の酸化物又は亜鉛を含む半導体であってもよい。貴金属としては、銀、金、銅、パラジウム、ロジウム、又はそれらの合金等を挙げることができる。第１電極６が貴金属で形成された場合は、第２電極７は亜鉛の酸化物又は亜鉛を含む半導体等で形成され、第１電極６が亜鉛の酸化物又は亜鉛を含む半導体等で形成された場合は、第２電極７は貴金属で形成される。第２電極７を貴金属で形成した場合は、外観の光沢感が向上するという利点がある。貴金属のうち銀が好ましく、低コストで電気化学的に安定なものとすることができ、生体用電極１のコスト低減と信頼性の点で有利である。また、銀で形成した第２電極７は、例えば塩化物イオンを含む薬剤ジェル１０に接触した場合であっても安定した電極特性を有する。また、金は、貴金属の中でも導電性に優れ、電気化学的に安定であるとともに信頼性の点で有利である。一方、構成材料が亜鉛の酸化物又は亜鉛を含む半導体等である場合は、材料が安価で、生体用電極１のコスト低減に寄与できる。亜鉛の酸化物の例としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を例示でき、亜鉛を含む半導体としては、ＩｎＧａＺｎＯ系酸化物半導体（ＩＧＺＯ半導体）等を例示できる。

上記した構成材料で形成される第２電極７は、蒸着法、反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法やＣＶＤ法により形成されたものであってもよいし、それ以外の手段で形成されたものであってもよい。例えば、真空蒸着法で形成された導電層（例えば金属蒸着層）であってもよいし、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、インクジェット印刷法又はスクリーン印刷法により形成した導電層（例えば導電ペースト層）であってもよいし、金属材料と樹脂バインダーとを含む導電性材料を塗布した後に加熱を行って焼成又は硬化させてなる導電層であってもよい。

第２電極７は、そうした導電層（第２導電層７’という。）を所定のパターンで直接設けて形成されてもよいし、全ベタ状に形成した後に所定のパターンで形成されてもよい。第２電極７を所定のパターンで直接設ける方法としては、マスクを用いた蒸着手段や、導電ペーストや導電インキを用いたパターン印刷手段等を挙げることができる。こうした方法は工数を低減できるのでコスト低減に寄与できる。また、第２電極７を所定のパターンで形成する方法としては、エッチング法やリフトオフ用膜９を利用して行う方法を挙げることができる。

エッチング法によるパターン形成手段は、第１電極６と接続配線部４とを覆うように全ベタ状に第２導電層７’を形成し、その上にマスクパターンを形成し、マスクパターンから露出した第２導電層７’をエッチング液で処理することにより行うことができる。

リフトオフ用膜９を利用したパターン形成手段は、例えば図９（Ａ）（Ｂ）及び図１０（Ｃ）（Ｄ）に示すように、第１電極６と接続配線部４の一部又は全部を覆うように所定パターンのリフトオフ用膜９を形成し（図９（Ａ）、図１０（Ｃ））、それを覆うように全ベタ状に第２導電層７’を形成し（図９（Ｂ）、図１０（Ｄ））、その後にリフトオフ用膜９上に載った第２導電層７’をリフトオフ用膜９ごと除去する（図９（Ｃ）、図１１（Ａ））ことにより行うことができる。残った第２導電層７’が第２電極７を構成する。なお、リフトオフ用膜９の詳しい内容については第１電極６の説明欄で説明した内容と同じであるので、ここではその説明を省略する。

第２電極７の厚さは、構成材料や成膜手段によって異なるので一概に言えないが、蒸着法で金属薄膜や化合物薄膜からなる第２電極７を形成する場合は、例えば、１０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の範囲内とすることができる。また、導電ペーストで第２電極７を形成する場合は、例えば、５μｍ以上、１５μｍ以下の範囲内とすることができる。特に蒸着法で形成する場合は、薄い第２電極７を形成でき、材料コストを大幅に低減できる。材料単価が高い貴金属を用いる場合は、その効果が大きい。また、真空蒸着で形成する場合は、基材２に対する熱負荷を低減できるので、例えば薄いフレキシブル基材２に「しわ」や「歪み」を生じさせないという利点がある。

第２電極７の平面視形状は、例えば図１〜図４に示すような四角形等の角形であってもよいし、円形や楕円形であってもよいし、それらが組み合わされた形状であってもよい。また、第２電極７の平面視形状は、図５に示すような窓部が等間隔に配置させた形状であってもよいし、図６に示すような格子形状であってもよい。第２電極７の平面視形状を窓部を有する形状や格子形状にすることにより、その後に生体用電極１上に設けられる薬剤ジェル１０の保持性を高めることができ、薬剤ジェル１０の皮膚２１（生体膜）への透過をより促進させることができる。なお、窓部の大きさや格子形状の開口の大きさは、任意に設計することができる。

（絶縁体）
絶縁体８は、図１〜図６に示すように、第１電極６と第２電極７とを電気的に接続する接続配線部４を覆うように設けられている。絶縁体８は、少なくとも接続配線部４を覆うことが必要であり、接続配線部４以外は覆う必要はないが、生体用電極１の機能に支障が生じない範囲で他の領域に設けてもよい。例えば、図示のように、接続配線部４を全て覆うと共に、第１電極６側の一部と第２電極７側の一部にもはみ出すように設けられていてもよい。

絶縁体８の構成材料は、絶縁性を有するものであれば特に限定されないが、成膜とパターン形成の容易さから、例えばスクリーン印刷ではエポキシアクリレート及びウレタンアクリレート等を主成分とした溶剤を含まない紫外線硬化材料、又はジエチレングリコールアセテート、エーテルグルコール等の溶剤を含んだ熱硬化材料等を挙げることができる。また、絶縁体８を、ポリエチレンテレフタレート等の絶縁性の基材を貼り合わせて構成してもよい。

絶縁体８の形成方法は、一般的な絶縁樹脂等の形成方法を適用できる。例えば、絶縁性の樹脂系材料を各種の塗布方法で塗布して形成する。絶縁体８の厚さは特に限定されないが、例えば、１０μｍ以上、２００μｍ以下とすることができる。上述のように、ポリエチレンテレフタレート等の絶縁性の基材を貼り合わせる形でもよい。こうした絶縁体８は、薬剤ジェル１０を介して皮膚にフレキシブルに貼り合わせた場合であっても、第１電極６と第２電極７との間の接続信頼性を維持することができ、信頼性が高く、接触抵抗も低い生体用電極１とすることができる。

［イオントフォレシス装置］
イオントフォレシス装置１１は、本発明に係る生体用電極１を備えている。具体的には、図７に示すように、上記した生体用電極１を有し、その生体用電極１を構成する第１電極６と第２電極７とを覆うように薬剤ジェル１０が設けられている。第１電極６及び第２電極７は、接続配線部４からなる配線１２で接続され、第１電極６と第２電極７との間で生じる起電力により、自己発電型のイオントフォレシス装置１１となる。このイオントフォレシス装置１１は、薬剤ジェル１０の側が皮膚に貼り合わされて使用される。

薬剤ジェル１０は、１種類又は２種類以上の薬剤を含むジェルである。こうした薬剤ジェル１０を用いるので、効率よく、薬剤を体内へ浸透させることが可能になる。特に２種類以上用いることが好ましい。なお、薬剤ジェル１０の使用形態としては、第１電極６及び第２電極７のいずれも覆うように１種類の薬剤ジェル１０が設けられていてもよいし、第１電極６及び第２電極７のそれぞれを別に覆うように１種類の薬剤ジェル１０が設けられていてもよいし、第１電極６及び第２電極７のそれぞれを別に覆うようにそれぞれ異なる薬剤ジェル１０が設けられていてもよい。なお、第１電極６や第２電極７に設けられる薬剤ジェル１０は、１種類の薬剤ジェル１０からなる単一薬剤であってもよいし、２種以上の薬剤ジェル１０を含む複合薬剤であってもよい。

薬剤ジェル１０に含まれる薬剤としては、所望の効果を生じさせるために生体器官に供給される治療上の任意の能動物質を用いることができる。具体的には、主要な治療分野における治療薬を含むものであって、特に限定するものではないが、抗生物質及び抗ウィルス薬のような抗感染薬；鎮痛剤及び鎮痛剤複合物；麻酔剤、食欲抑制剤；抗関節炎薬；抗喘息薬；抗痙攣薬；抗うつ薬；抗糖尿薬；下痢止め薬；抗ヒスタミン薬；抗炎症薬；抗偏頭痛製剤；アンチモーション病（antimotion sickness）製剤；抗嘔吐剤；抗腫瘍剤；抗パーキンソン剤；心臓刺激剤；止痒剤；抗精神病薬；解熱剤；胃腸用及び尿道用を含む抗痙攣薬；抗コリン作用薬；交感神経様作用薬；キサンチン誘導体；カルシウム遮断薬を含む循環器製剤；β（ベータ）遮断薬；β（ベータ）作動薬；抗不整脈薬；高血圧症薬；ＡＣＥ抑制薬；利尿剤；一般血管、冠状動脈、末梢血管及び脳血管を含む血管拡張薬；中央神経興奮剤；咳及び風邪製剤；鬱血除去薬；診断薬；ホルモン；催眠剤；免疫抑制剤；筋弛緩剤；副交感神経病薬；副交感神経作用薬；プロスタグラジン；蛋白質；ペプチド；精神刺激薬；鎮静剤及び精神安定剤（トランキライザー）を含むものを挙げることができる。

本発明に係る生体用電極１は、イオントフォレシス装置１１の構成電極として好ましく用いられ、さらに、低周波治療器の電極、心電図、筋電、脳波等の内臓機能検査用電極、電気メス等のアース電極等の生体に貼付して治療や検査を行う生体用電極１としても好適に使用することができる。

１，１Ａ〜１Ｆ 生体用電極
２ 基材
４ 接続配線部
５ 接続部
６ 第１電極
６’ 第１導電層
７ 第２電極
７’ 第２導電層
８ 絶縁体
９ リフトオフ用膜
１０ 薬剤ジェル
１１ イオントフォレシス装置
１２ 配線（接続配線部）
２１ 皮膚

Claims (9)

1. 基材と、前記基材に設けられた第１電極及び第２電極と、前記基材に設けられるとともに前記第１電極に一体で設けられ、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続する接続配線部と、前記基材に設けられるとともに前記接続配線部に一体で設けられ、前記第２電極の一部又は全部で覆われている接続部と、前記接続配線部を覆う絶縁体とを有する、ことを特徴とする生体用電極。
2. 前記第１電極と前記接続配線部と前記接続部とが同一材料で一体に設けられ、前記接続配線部の幅が前記第１電極の幅よりも狭く、前記接続部が前記第２電極の一部で覆われている、請求項１に記載の生体用電極。
3. 前記第１電極と前記接続配線部と前記接続部とが同一材料で一体に設けられ、前記接続部が前記第２電極の全部で覆われている、請求項１に記載の生体用電極。
4. 前記第１電極から異なる方向に延びる２以上の前記接続配線部を有し、前記接続部が、前記方向にそれぞれ設けられた２以上の前記第２電極の一部又は全部で覆われてる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体用電極。
5. 前記第１電極及び前記第２電極は、一方が貴金属で設けられており、他方が亜鉛の酸化物又は亜鉛を含む半導体で設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体用電極。
6. 基材を準備する工程と、前記基材に、第１電極、接続配線部及び接続部を一体形成する工程と、前記接続部の一部又は全部を覆う第２電極を形成する工程と、前記接続配線部を覆う絶縁体を形成する工程とを有することを特徴とする生体用電極の製造方法。
7. 前記第１電極、前記接続配線部及び前記接続部を一体形成する工程において、前記第１電極、前記接続配線部及び前記接続部を同時に所定のパターンに形成し、又は、前記第１電極、前記接続配線部及び前記接続部を同時に形成した後に所定のパターンに形成して前記接続配線部及び前記接続部を前記第１電極の幅よりも狭い幅で形成する、請求項６に記載の生体用電極の製造方法。
8. 前記第１電極、前記接続配線部及び前記接続部を一体形成する工程において、前記第１電極、前記接続配線部及び前記接続部を同時に形成した後に前記第１電極、前記接続配線部及び前記接続部を所定のパターンに形成せず、
   前記第２電極を形成する工程において、前記第２電極を所定のパターンに形成する、請求項６に記載の生体用電極の製造方法。
9. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体用電極を有し、前記生体用電極を構成する第１電極及び第２電極を覆うように薬剤が設けられていることを特徴とするイオントフォレシス装置。

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