CN101472645A - 离子导入电迁移设备 - Google Patents

Abstract

一种用于经皮药物递送的电迁移设备，其具有若干电极和用于将驱动信号提供给所述若干电极的驱动电路。电极以行列排列的方式连接到驱动电路。驱动电路具有用于将行信号提供给电极行的行驱动电路和用于将列信号提供给电极列的列驱动电路。通过将行信号提供给相应的电极行以及将列信号提供给相应的电极列，可以单独地对预定电极进行寻址。

Description

离子导入电迁移设备

技术领域

本发明涉及经皮药物递送。具体而言，本发明涉及一种用于通过皮肤药物递送的离子导入电迁移设备。

背景技术

经皮药物递送是一种与传统的口服或输注/注射施予相比有若干优势的有效的药物施予方法。对于经皮药物递送，必须克服皮肤对物质渗透的屏障。此外，应该以安全和可逆的方式克服所述屏障。上面提到的经皮药物递送与口服或输注/注射施予相比的优势包括(除其他之外)：避免肠胃不适、避免肝首过效应、允许有效使用具有短的治疗半衰期的药物、能够可控制地且持续地药物递送、在发生不良反应的情况下允许快速停止、以及增加患者依从性。

目前可用的大多数经皮产品为被动贴片和凝胶。然而，经皮给大范围药的医学需求要求从被动贴片转换到能够主动可控药物递送的设备。主动药物递送技术潜在地可以使用用于可控制(例如，时控的)药物递送的智能电子技术，可能地在闭环系统中。

已知的主动药物递送方法为离子导入法。在离子导入法中，使用电场促进(主要为带电荷的)药物分子经过皮肤屏障的转运。在图1中，示出了现有技术的离子导入设备1。离子导入设备1包括电流源CS、置于皮肤SK上的阳极电极隔室AN和阴极电极隔室CA。隔室AN、CA彼此相互分离。具有电离药物D+及其相反离子A-的制剂置于所述电极隔室之一中，在所示情况中是在阳极隔室AN中，具体而言是在带有相同电荷的隔室中。

如所示出的，通常使用的电极对为Ag/AgCl对。发生在Ag阳极的电化学需要在阳极隔室的制剂中存在Cl-离子。这些离子可以由增加到制剂中的NaCl分子提供。存在于阳极隔室AN中的Cl-离子与Ag分子反应形成AgCl，同时释放出电子e-。为了维持阳极隔室AN中的电中性，必须将阳离子移出阳极隔室AN并移入皮肤SK，或者必须使阴离子离开皮肤SK并进入阳极隔室AN。

在阴极CA中，AgCl由来自电流源CS的电子还原形成金属Ag，并在阴极隔室CA中存在的制剂中释放Cl-。再次，为维持阴极隔室中的电中性，必须将阴离子移出阴极隔室CA并移入皮肤SK，或者必须使阳离子进入阴极隔室CA。电子电路由存在于皮肤SK中的离子(主要为Na+和Cl-)接通。

当由电流源CS提供电流I时，电场驱动带正电荷的分子(Na+、D+)从阳极隔室AN通过皮肤SK朝向阴极隔室CA。以相反的方向驱动带负电荷的分子(Cl-、A-)。

总电泳通量由两个转运机制形成：电迁移和电渗透。电迁移是指在电场存在下的离子移动，并与所施加的电流密度成比例。电渗透是指由电流流动感生的体积流动。在分子水平，可以将电渗透看作由皮肤SK具有大约4个等电点(pI)的事实所引起的结果。结果，皮肤SK在生理酸度(PH值)下变为带负电荷。施加通过这种荷电膜的电场有利于反离子的移动，以便中和膜电荷，在膜为皮肤的情况中，这引起其阳离子的选择渗透性。这反过来引起阳极到阴极方向的溶剂流动。这意味着，(i)阳离子受益于电迁移之外的第二驱动力，以及(ii)通过阳极离子导入递送中性分子。

已知的离子导入设备由恒流源供电，以确保将电流保持在期望水平，而不管个体间的皮肤阻抗差异如何。在这样的电迁移设备中发现，皮肤刺激与所施加电流的电流密度有关。通常认为低于200μA/cm²的电流密度阈值的电流密度无刺激性。高于该电流密度阈值的电流密度通常引起皮肤刺激。电流密度高于500μA/cm²时通常会觉察到疼痛。已经发现，由于皮肤阻抗的变化相当大，可以出现高达10到1的电流密度的变化，从而通常在皮肤的易于传导区域中引起皮肤刺激或灼伤。

为了克服这一问题，例如，从美国专利No.5,310,403和美国专利No.4,211,222中可以知道，在离子导入设备中使用电极阵列。在这样的设备中，至少一个电极包括若干分段电极。除其他之外，美国专利No.4,211,222公开了常规电极阵列，例如多个正电极和负电极的用途。然而，这些电极并不阻止从接触皮肤区域的部分电极经过皮肤引出的过量电流，所述皮肤区域具有与其他区域相比显著偏低的皮肤阻抗。

美国专利No.5,310,403公开了一种具有一对电极的电迁移设备，其中，所施加电流的电流密度在整个电极区域中保持基本恒定。所述设备包括至少一个分段电极和电流递送电路。然而，每个分开的电极所形成的恒流电路，从而限制电气化方法，使得装置结构复杂并引发成本问题。

现有技术的问题在于，每个电极(或电极组)需要一个外接电连接以控制局部电流密度。因此，限制了隔室的数量，这是由于电连接所需要的空间受到抑制，从而限制在单个设备上能够实现的隔室的数量。

除了使用分段电极和相应的电流递送电路，还知道通过递送消炎药剂来减少电迁移递送过程中的皮肤刺激，从而减少与所施加的电流水平相关的身体刺激。为此，使用多个药物贮存器(隔室)为人们所公知。

另外，除了递送药物和消炎药剂，也希望释放多种药物和/或化学皮肤渗透增强子。因此，除了需要分段电极以减少皮肤刺激，还需要可以单独控制的贮存器/隔室以提供释放多于一种化学品的可能性。

发明目的

本发明的目的为提供一种电迁移设备，具体为一种具有较大数量的单独可控隔室的离子导入经皮药物递送设备。

发明内容

在一方面，本发明提供一种用于经皮药物递送的电迁移设备，电迁移设备包括若干电极和用于将驱动信号提供给所述若干电极的驱动电路，所述电极连接以行列排列的方式到驱动电路，驱动电路包括：将行信号提供给电极行的行驱动电路、以及将列信号提供给电极列的列驱动电路，从而使得通过将行信号提供给相应的电极行以及将列信号提供给相应的电极列，可以单独地对预定电极进行寻址。可以看出，电迁移设备还可以包括第二数量的电极(即：通用电极或不需要以矩阵的形式连接的其他电极)。

在实施例中，本发明提供了一种用于经皮药物递送的电迁移设备。电迁移设备包括药物递送元件阵列和驱动电路。药物递送元件阵列包括至少一个阳极隔室、至少一个阴极隔室、至少一个电流源和若干电极，所述电极分布在至少一个阳极隔室和至少一个阴极隔室上，以提供至少一个阳极和至少一个阴极，并且，所述电极可连接到电源以生成阳极和阴极之间的电流。将驱动电路配置为向所述若干电极提供驱动信号。电极连接以行列排列的方式到驱动电路。驱动电路包括用于将行信号提供给电极行的行驱动电路和用于将列信号提供给电极列的列驱动电路。通过将行信号提供给相应的电极行及将列信号提供给相应的电极列，可以对包括阳极和阴极的预定电极对进行寻址。

不同于现有技术，在现有技术中药物递送元件阵列中的每个药物递送元件都具有将其连接到控制电路的一组分立的导线，在根据本发明的电迁移设备中，药物递送元件可操作地布置成以行列排列。通过将行信号提供给单个行并将列信号提供给单个列，仅对作为所述单个行和所述单个列中的一部分的单个药物递送元件进行寻址。因而，每个药物递送元件为单独可控的。

值得一提的是，电极行可以包括一个或多个电极，且电极列可以包括一个或多个电极。此外，在功能上，行和列可互换。所以，当结合行或列描述或要求保护电迁移设备的功能时，所述功能也可以分别由行或列提供。

因而，根据本发明的电迁移设备采用(例如)如在驱动显示设备(LCD)中的液晶阵列的领域所公知的矩阵技术，且优选地为有源矩阵拓扑。可以使用如在所述领域所公知的诸如a-Si、LTPS或有机晶体管技术的大面积电子技术制造根据本发明的电迁移设备。可以使用诸如玻璃或适当的塑料等的各种衬底。具体而言，可以使用称之为EPLAR的已知制造工艺来在柔性衬底或者适形衬底上制造电迁移设备，这有利于在患者的皮肤上使用。

根据本发明的电迁移设备允许电迁移设备拥有大量(例如，在10³-10⁶量级的数量)单独可控的电极。所述大量单独可控的电极允许通过控制每个作为药物递送元件的阳极和阴极的电极上的电流密度而实现药物递送速率的控制。可以使用单独可控的电极，从而使得基本上相同量的电流流过每个独立于患者皮肤阻抗的电极。

有源矩阵拓扑能够增加设备的有效面积(即相对于设备的总面积而言设备中用于实际药物递送的面积)，这是有利的，因为这样可以通过增加接触面积而非电流密度(由于增加电流密度可以引起皮肤刺激)而改进药物递送速率。

在实施例中，阳极隔室和/或阴极隔室包括若干用于可释放地保存药物的贮存器。每个贮存器连接到至少一个允许单独控制每个贮存器将药物释放进入相应隔室的电极。因而，可以从若干单独的贮存器中释放若干不同药物和/或诸如消炎药剂、渗透增强子的其他化学品，即，释放隔室。可以获得若干用于控制贮存器的技术。例如，可以使用电压电势或电流来打开密封封闭体积的化学品的薄盖。或者，贮存器可以包括诸如化学交联的聚电解质(例如，聚丙烯酸盐)的凝胶，其类似于海绵地方式保存感兴趣的化学品。一旦施加电压或电流信号，就可以“挤压”凝胶释放至少一部分化学品，从而使得可以在阳极或阴极隔室获得所述化学品以进行递送。由于在电极附近可以发生电解，因而优选地为AC电场。另一机制为一旦温度变化，溶剂/聚合物相互作用参数就变化，这转而可以由施加电压或电流信号引起。通常，使用上限临界溶解温度(UCST)交联的聚合物系统，其中，一旦温度升高，凝胶就会去膨胀并排出溶剂。因而，电信号可以确定要释放的化学品的量。

在包括相对大量的电极的其他种类的电迁移设备中，也可以有利地采用有源矩阵拓扑，所述电迁移设备诸如是使用脉冲电压或电流源控制药物递送的电迁移设备，或是使用经皮电极阵列的电迁移设备，在所述经皮电极阵列中使用诸如电场或电流的电能以促进化学品或液体经皮转运进入或者输出患者身体。

附图说明

在下文中，参照示出非限制实施例的附图来详细地描述和说明本发明以及其他的有利特征，在附图中

图1示意性地示出了现有技术的电迁移设备；

图2A-2B分别示意性地示出了根据本发明的电迁移设备的第一和第二实施例的俯视图；

图2C-2D分别示意性地示出了根据图2A-2B的电迁移设备的第一和第二实施例的横截面视图；

图3A-3B分别示意性地示出了根据本发明的电迁移设备的第三和第四实施例的俯视图；

图3C-3D分别示意性地示出了根据图3A-3B的电迁移设备的第一和第二实施例的横截面视图；

图4示意性地示出了根据本发明的用于电迁移设备的有源矩阵拓扑；

图5示意性地示出了用于根据图4的有源矩阵拓扑的控制电路的第一实施例；

图6示意性地示出了用于根据图4的有源矩阵拓扑的控制电路的第二实施例；

图7示意性地示出了用于根据图4的有源矩阵拓扑的控制电路的第三实施例；

图8示意性地示出了用于根据图4的有源矩阵拓扑的控制电路的第四实施例；

图9A示意性地示出了根据本发明的电迁移设备的第五实施例的俯视图；以及

图9B示意性地示出了根据图9A的电迁移设备的第五实施例的横截面视图。

具体实施方式

在附图中，相同的附图标记表示类似的部件。图1示出了如上面所详细描述的现有技术的电迁移设备1。下面，参考电迁移设备1对本发明进行说明。然而，如上面所述地，本发明，具体而言是有源矩阵拓扑的用途也可以用于其他的电迁移设备。

图2A示出了阳极隔室AN和阴极隔室CA的俯视图。阳极和阴极隔室AN、CA为如图1中示出的电迁移设备的第一实施例的一部分。每个隔室AN、CA包括若干电极EL。图2C以横截面侧视图示出了置于患者的皮肤SK上的第一实施例。

图2B示出了阳极隔室AN和阴极隔室CA的俯视图。阳极和阴极隔室AN、CA为如图1中示出的电迁移设备的第二实施例的一部分。阳极隔室AN包括若干电极EL。阴极隔室包括一个电极EL，所述电极用作置于阳极隔室AN中的每个阳极电极EL的阴极。图2D以横截面侧视图示出了置于患者的皮肤SK上的第二实施例。值得一提的是，类似地，阴极隔室CA可以包括若干电极EL，而阳极隔室AN包括单个电极EL。

在图2A-2D的实施例中，待递送的化学品存在于隔室AN、CA的至少一个中。例如，如上所述，可以提供若干电极EL，以允许控制药物递送速率和/或电流密度。为此，可单独控制每个电极EL产生或不产生电流。

图3A示出了阳极隔室AN的阵列和阴极隔室CA的阵列(图中未示出)的俯视图。阳极和阴极隔室AN、CA为如图1中示出的电迁移设备的第三实施例的一部分。每个隔室AN、CA包括至少一个电极EL。图3C以横截面侧视图示出了置于患者的皮肤SK上的第三实施例。

图3B示出了阳极隔室AN的阵列和阴极隔室CA的俯视图。阳极和阴极隔室AN、CA为如图1中示出的电迁移设备的第四实施例的一部分。阳极隔室AN的每个包括至少一个电极EL。阴极隔室CA包括一个(如所示出的)或多个(参见图2A)电极EL，所述电极用作置于阳极隔室AN中的每个阳极电极EL的阴极。图2D以横截面侧视图示出了置于患者的皮肤SK上的第四实施例。值得一提的是，类似地，阴极隔室CA可以包括隔室CA的阵列，每个所述隔室CA包括至少一个电极EL，而阳极可以由包括至少一个电极EL的单个阳极隔室AN形成。

在图3A-3D的实施例中，待递送的化学品存在于隔室AN、CA的至少一个中。由于存在若干阳极隔室AN和/或若干阴极隔室CA，因此可以通过单独控制每个隔室中的每个电极而经皮递送若干不同的化学品(例如，药物)。因而，例如，可以提供所述若干隔室AN、CA和相应的电极EL，以允许如上所述地控制药物递送速率和/或电流密度，和/或允许顺序地或同时地分别控制不同药物的递送。例如，第一药物可以在递送第二药物之后的预定时间段递送。

图4-8更详细地示出了用于本发明实施例(例如，在图2A-3D中示出的四个实施例)的有源矩阵拓扑和控制。

图4示出了有源矩阵拓扑的实施例，所述有源矩阵拓扑包括选择驱动电路SD、数据驱动电路DD和若干单元CE，每个单元包括控制电路CC和具有第一电极EL1和第二电极EL2的药物递送元件DDE。将每个单元CE，具体而言将每个控制电路CC连接到若干条选择线SL1-SL3中的一条和若干条数据线DL1-DL3中的一条。所述若干条选择线SL1-SL3使单元CE与选择驱动电路SD相互连接。所述若干条数据线DL1-DL3使单元CE与数据驱动电路DD相互连接。

如所示的，以行列排列的方式布置药物递送元件DDE。由此，将由选择驱动电路SD生成并在第一选择线SL1上提供的选择信号提供给单元CE的第一行的每个控制电路CC。由此，类似地，将由数据驱动电路DD生成并在第一数据线DL1上提供的数据信号提供给单元CE的第一列的每个控制电路CC。然而，设计控制电路CC，使得只有提供选择信号和数据信号两者时，控制电路CC才实际接收数据信号。由于只有一个单元CE连接到所述第一选择线SL1和所述第一数据线DL1两者，因此只有所述的一个单元CE会接收数据线DL1上的数据信号。因而，每个药物递送元件DDE为可单独寻址的。

在实施例中，每个控制电路CC包括开关元件。开关元件由在相应选择线SL上的选择信号进行操作。从而，如果将选择信号提供给相应的选择线SL，则开关元件被切换成导通，由此提供药物递送元件DDE和相应数据线DL之间的电连接。因而，将在相应的数据线DL上提供的数据信号提供给药物递送元件DDE。例如，数据信号可以是将要向药物递送元件DDE的第二电极EL2提供的电流，或者其可以是适当的电压信号。如果不需要激活附连到相同选择线SL上的其他药物递送元件DDE，则所述药物递送元件会接收到零数据信号。例如，开关元件可以为晶体管、二极管或MIM二极管设备。

在另一实施例中，每个控制电路CC包括(例如)布置成DRAM类型的电路的两个开关元件。一个开关元件由在相应的第一选择线SL上的选择信号进行操作。另一开关元件由在相应的第二选择线SL上的选择信号进行操作。因而，如果将选择信号提供给相应的两条选择线SL，则开关元件被切换成导通，由此提供药物递送元件DDE和相应的数据线DL之间的电连接。因而，将在相应数据线DL上提供的数据信号提供给单个药物递送元件DDE。例如，数据信号可以是将要向药物递送元件DDE的第二电极EL2提供的电流，或者其可以是适当的电压信号。例如，开关元件可以为晶体管、二极管或MIM二极管设备，或者他们的任意结合。

药物递送元件DDE包括诸如上述提到的电迁移系统的用于(经皮)药物递送的电迁移系统，并可以包括附加的致动或感测系统。药物递送元件DDE也可以包括可以可逆或非可逆释放(如下面结合图9A-9B所解释的)的化学品(例如，药物)贮存器。值得一提的是，在电迁移情况中，可以将皮肤看作药物递送元件DDE的一部分。还要提到的是，药物递送元件DDE可以包括若干部件，所述部件可以为有源的(例如，晶体管、二极管)或无源的(例如，电阻、电容、电极)。另外，值得一提的是，控制电路可以包括若干部件，所述部件可以为有源和/或无源的。

如果需要的话，选择驱动器电路SD和/或数据驱动器电路DD能够将信号同时地分别提供给一条或多条选择线SL或数据线DL。在实施例中，可以采用具有多路分配器功能的更简单的驱动器电路。驱动器电路，例如数据驱动器电路DD然后可以包括数据信号生成电路和多路分配器电路。可以将单个数据信号提供给多路分配器电路。多路分配器电路将信号路由到数据线DL1-DL3中的一条，由此，仅激励连接到提供选择信号的选择线SL和连接到数据线DL1-DL3中的所述一条的药物递送元件DDE。

如上，认为提供每个药物递送元件DDE的电信号，即电迁移系统的电极EL2的电流作为数字信号。因而，数据驱动器电路DD一次只能激励单个药物递送元件DDE。因此，只能顺序激励附连到同一数据驱动器电路的药物递送元件DDE。这样难以维持稳定的递送速率。另外，如果需要驱动电流，则由于泄漏效应，可能不能够没有电流丢失而将电流从数据驱动器电路传送到药物递送元件DDE。

为此，如在图5中所示，控制电路CC的第一实施例包括基于有源阵列技术的集成电流源。控制电路CC包括第一选择晶体管T1和实施为第二晶体管T2的局部电流源。第一晶体管T1的栅极通过选择线SL连接到选择驱动器电路SD。第一晶体管T1的源极通过数据线DL连接到数据驱动器电路DD。第一晶体管T1的漏极连接到第二晶体管T2的栅极。第二晶体管T2的源极连接到电源电压Vs。第二晶体管T2的漏极连接到药物递送元件DDE的电极。

从电源电压Vs流经第二晶体管T2到药物递送元件DDE的电流由第二晶体管T2的栅极处的电压限定，即：晶体管的跨导由下式限定

I＝α(V_s-V_gate-V_t)²            (等式1)

其中，I为跨导，α为常数，V_gate为第二晶体管T2的栅极电压，V_t为第二晶体管T2的阈值电压。

在操作中，当在选择线SL上提供选择信号时，第一晶体管T1导通，从而将数据线DL和第二晶体管T2的栅极电连接。由于数据线DL上的电压决定第二晶体管T2的栅极上的电压，因此，可以通过数据线DL上提供的电压控制流过第二晶体管T2到药物递送元件DDE的电流。因而，在本实施例中，数据信号为指示将要由第二晶体管T2提供到药物递送元件DDE的电流的量的电压信号。

在上面描述的实施例中，只有在提供选择信号和数据信号时才激励药物递送元件DDE。然而，有利地，将诸如电容器元件或基于晶体管的存储器元件的存储器设备并入控制电路CC，从而允许在寻址期完成之后存储数据信号。因而，有可能在阵列的任一点上有若干同时激励的药物递送元件DDE。值得一提的是，如果能够获得这样的存储设备，则可能需要分立的控制信号使药物递送元件DDE不工作(de-active)。另外，增加存储器元件使得提供给药物递送元件DDE的驱动信号将要被施加更长的时间，借此，可以更好地控制药物递送速率。图6示出了包括这样的存储器元件的控制电路CC。

除了实施为电容器C1的存储元件，如在图6中所示的第二实施例与如在图5中所示的第一实施例基本相同。电容器C1的第一端子连接到电源电压Vs，而电容器C1的第二端子连接到第一晶体管T1的漏极和第二晶体管T2的栅极。

在操作中，在寻址期期间，将第二晶体管T2的栅极上的电压存储在电容器C1上。当寻址期结束，即不再提供数据信号和/或选择信号时，通过由电容器C1提供的电压将第二晶体管T2的栅极上的电压维持在基本恒定的水平。

如上面所提到的，根据本发明的电迁移设备可以有利地使用大面积电子技术制造。然而，这种基于大面积电子技术的恒流源阵列可能表现出在整个衬底上的各有源元件(例如，晶体管)的性能的非均匀性。例如，在LTPS技术的情况中，已知迁移率因子Mf和晶体管的阈值电压Vt都随机变化(定位于相互靠近的晶体管也是这样)。参照图6，例如，如果LTPS晶体管基于包括两个晶体管的跨导电路用作局部电流源，则每个电流源的输出可以由下式限定：

I_out＝β·Mf·(V_s-V_gate-V_t)²         (等式2)

其中，I_out为输出电流，β为常数，Mf为移动因子，V_gate为电流源晶体管栅极上的电压，V_t为电流源晶体管的阈值电压。

图7示出了控制电路CC的第三实施例，其中，由阈值电压补偿电路至少部分地补偿阈值电压V_t的随机变化。值得一提的是，所示的阈值电压补偿电路仅为示例性实施例。其他适合的电路也为本领域技术人员所公知，并可以采用。

在图7中示出的第三实施例包括第一晶体管T1，所述晶体管T1的栅极连接到第一选择线SL1且其源极连接到数据线DL；第二晶体管T2，所述晶体管T2的源极连接到电源电压Vs；第三晶体管T3，所述晶体管T3的栅极连接到第二选择线SL2，其源极连接到第二晶体管T2的栅极且其漏极连接到第二晶体管T2的漏极；以及第四晶体管T4，所述晶体管T4的栅极连接到第三选择线SL3，其源极连接到第二晶体管T2的漏极且其漏极连接到药物递送元件DDE的电极。另外，第三实施例包括连接在电源电压Vs与第一晶体管T1的漏极之间的第一电容器C1和连接在第一晶体管T1的漏极与第二晶体管T2的栅极之间的第二电容器C2。

在操作中，在数据线DL上提供诸如电源电压Vs的参考电压，而通过在第一选择线SL1和第二选择线SL1上的适当选择信号分别将第一晶体管T1和第三晶体管T3切换成导通。随后，由第三选择线SL3上的适当选择信号脉冲激发第四晶体管T4，从而将第二晶体管T2切换成导通。在第三选择线SL3上的脉冲选择信号之后，第二晶体管T2对第二电容器C2充电直到第二晶体管T2的阈值电压Vt。通过改变第二选择线SL2上的选择信号将第三晶体管T3切换成非导通，从而将在第二电容器C2上存储第二晶体管T2的阈值电压Vt。

当第二电容器C2上存储了第二晶体管T2的阈值电压Vt时，数据线DL的参考电压变为数据信号，即数据电压。当施加数据电压时，第一电容器C1上存储有数据电压。结果，第二晶体管T2的栅极-源极电压与如存储于第一电容器C1上的数据电压加上如存储于第二电容器C2上的第二晶体管T2的阈值电压Vt的和基本相等。由第二晶体管T2提供的电流与栅极-源极电压减去阈值电压的差的平方成比例(参见等式2)。由于通过在第二电容器C2上首先存储阈值电压Vt而将阈值电压Vt从等式中消去，因此，输出电流与阈值电压Vt无关。

图8示出了包括阈值电压补偿电路和迁移率因子补偿电路的控制电路CC的第四实施例，所述控制电路用于至少部分补偿电流源晶体管的阈值电压Vt和迁移率因子Mf的非均匀性。值得一提的是，所示的阈值电压补偿电路和迁移率因子补偿电路仅为示例性实施例。其他适当的电路也为本领域技术人员所公知，并可以采用。

在图8中示出的第四实施例包括第一晶体管T1，所述晶体管T1的栅极连接到选择线SL；第二晶体管T2，所述晶体管T2的源极连接到电源电压Vs，其栅极连接到第一晶体管T1的漏极，且其漏极连接到第一晶体管T1的源极；第三晶体管T3，所述晶体管T3的栅极连接到选择线SL，其漏极连接到第一晶体管T1的源极且其源极连接到数据线DL；以及第四晶体管T4，所述晶体管T4的栅极连接到选择线SL，其源极连接到第二晶体管T2的漏极且其漏极连接到药物递送元件DDE的电极。另外，控制电路CC包括连接于电源电压Vs与第一晶体管T1的漏极之间的电容器C1。

在操作中，在寻址期期间，通过选择线SL上的适当选择信号将第一晶体管T1和第三晶体管T3切换成导通。所述选择信号同时将第四晶体管T4切换成非导通。数据线DL提供数据信号，所述数据信号在本实施例中为数据电流。数据电流对电容器C1充电直到其电压足够使数据电流通过第二晶体管T2。随后，移除选择线SL上的选择信号，结果，将第一晶体管T1和第三晶体管T3切换成非导通，从而，将第四晶体管T4切换成导通。因而，电流可以通过第四晶体管T4到药物递送元件DDE。因而，电流源晶体管T2的迁移率因子Mf和阈值电压Vt至少部分得到补偿，从而将向药物递送元件DDE递送均匀电流。

图9A-9B示出了根据本发明的电迁移设备的第五实施例。在所示的实施例中，阳极隔室AN包括至少一个作为阳极的电极EL；阴极隔室CA包括至少一个作为阴极的电极EL。参照图9B，阳极隔室AN还包括若干贮存器R1-R3。每个贮存器R1-R3可以保存诸如药物、皮肤渗透增强子、消炎药剂等的化学品，其用于通过经过皮肤SK的经皮递送到患者身体。例如，为了递送保存在第一贮存器R1中的化学品，第一贮存器R1需要将化学品释放进入阳极隔室AN。之后，可以使用阳极隔室AN和阴极隔室CA通过离子导入来递送化学品。为了释放化学品，将电信号提供给贮存器R1。为此，贮存器R1包括电极，所述电极通过根据本发明的有源矩阵拓扑可以连接到驱动电路。值得一提的是，根据将要递送给患者的化学品，同样可以在阴极隔室CA或者两个隔室AN和CA中提供若干贮存器R1-R3。

可以获得若干用于控制贮存器R1-R3的技术。例如，使用电压电势或电流可以打开密封封闭体积的化学品的薄盖，从而可以立即释放保存在贮存器中的所有化学物质。或者，贮存器可以包括诸如化学交联的聚电解质(例如，聚丙烯酸盐)的凝胶，其类似于海绵地保存感兴趣的化学品。一旦施加电压或电流信号，就可以“挤压”凝胶释放至少一部分化学品，从而，可以在阳极或阴极隔室中获得所述化学品以进行递送。由于在电极附近可以发生电解，因而优选地为AC电场。另一机制为一旦温度变化，溶剂/聚合物相互作用参数就变化，这转而可以由施加电压或电流信号引起。通常，使用上限临界溶解温度(UCST)交联的聚合物系统，其中，一旦温度增高，凝胶就会去膨胀并排出溶剂。因而，电信号可以确定要释放的化学物的量。

Claims (11)

1、一种用于经皮药物递送的电迁移设备，所述电迁移设备包括若干电极和用于将驱动信号提供给所述若干电极的驱动电路，所述电极以行列排列方式连接到所述驱动电路，所述驱动电路包括：

-用于将行信号提供给电极行的行驱动电路；以及

-用于将列信号提供给电极列的列驱动电路，

其中，通过将行信号提供给相应的电极行以及将列信号提供给相应的电极列，可以单独地对预定电极进行寻址。

2、如权利要求1所述的用于经皮药物递送的电迁移设备，其中，所述电迁移设备包括药物递送元件阵列，所述药物递送元件阵列包括：

-至少一个阳极隔室；

-至少一个阴极隔室；

-至少一个电源；

所述若干电极分布在所述至少一个阳极隔室和所述至少一个阴极隔室上，用于提供至少一个阳极和至少一个阴极，且所述若干电极可连接到所述电源用于生成所述阳极和所述阴极之间的电流；以及

通过将行信号提供给相应的药物递送元件行并将列信号提供给相应的药物递送元件列，可以对包括阳极和阴极的至少一个预定电极对进行寻址。

3、如权利要求2所述的电迁移设备，其中，所述电迁移设备包括单个阳极和若干阴极，或单个阴极和若干阳极。

4、如权利要求2所述的电迁移设备，其中，每个药物递送元件包括含有控制开关的控制电路，所述控制开关可通过作为地址信号的行信号进行寻址，所述行信号用于将所述控制开关切换成导通或非导通，从而分别允许或者不允许向所述药物递送元件的所述控制电路提供作为控制信号的列信号。

5、如权利要求4所述的电迁移设备，其中，所述列信号为功率信号。

6、如权利要求4所述的电迁移设备，其中，所述药物递送元件的所述控制电路包括存储器元件，所述存储器元件用于在未寻址所述药物递送元件时，存储控制信号并允许所述药物递送元件激活。

7、如权利要求4所述的电迁移设备，其中，所述药物递送元件的所述控制电路包括电流源元件，所述电流源元件可以连接到所述电源并可操作地连接到所述控制开关，使得作为对控制信号做出的响应，所述电流源元件将电流信号提供给所述药物递送元件的可操作连接电极。

8、如权利要求7所述的电迁移设备，其中，所述电迁移设备形成为大面积电子设备。

9、如权利要求8所述的电迁移设备，其中，所述电流源元件形成为晶体管，且所述控制电路包括阈值电压补偿电路，所述阈值电压补偿电路用于补偿每个药物递送元件的所述控制电路的所述晶体管之中的所述阈值电压的随机变化。

10、如权利要求8所述的电迁移设备，其中，所述电流源元件形成为晶体管，且所述控制电路包括迁移率因子补偿电路，所述迁移率因子补偿电路用于补偿每个药物递送元件的所述控制电路的所述晶体管之中的所述迁移率因子的随机变化。

11、如权利要求2所述的电迁移设备，其中，所述至少一个阳极隔室和/或所述至少一个阴极隔室包括若干用于可释放地保存药物的贮存器，每个贮存器连接到至少一个电极，以便允许单独控制每个贮存器将所述药物释放进入所述阳极隔室或阴极隔室。

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