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Dokumentenidentifikation DE69831319T2 29.06.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0000969900
Titel VORRICHTUNG ZUM AUSSCHALTEN EINES IONTOPHORETHISCHEN SYSTEMS
Anmelder Vyteris, Inc., Fair Lawn, N.J., US
Erfinder FLOWER, J., Ronald, Lawrenceville, US
Vertreter Barz, P., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 80803 München
DE-Aktenzeichen 69831319
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 03.04.1998
EP-Aktenzeichen 989197355
WO-Anmeldetag 03.04.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/US98/06766
WO-Veröffentlichungsnummer 0098044985
WO-Veröffentlichungsdatum 15.10.1998
EP-Offenlegungsdatum 12.01.2000
EP date of grant 24.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.06.2006
IPC-Hauptklasse A61N 1/30(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse A61N 1/32(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Iontophorese. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf das automatische Sperren einer iontophoretischen Arzneimittelzuführungsvorrichtung, wenn die Versorgungsspannung der Vorrichtung unter eine bestimmten Pegel fällt, um dadurch jede weitere Zuführung von Arzneimitteln an den Patienten unter einer Zustand zu verhindern, der die ordnungsgemäße Arbeitsweise der Vorrichtung gefährden kann.

Beschreibung des Stands der Technik

Iontophorese ist die Anwendung eines elektrischen Stroms, um Ionen durch intakte Haut zu transportieren. Eine besonders vorteilhafte Anwendung von Iontophorese ist die nicht invasive transdermale Zuführung von ionisierten Arzneimitteln oder anderen therapeutischen Wirkstoffen in einen Patienten. Dies wird durch Anlegen von niedrigen Strompegeln an einen auf der Haut des Patienten angeordneten Patch durchgeführt, was die in dem Patch enthaltenen ionisierten Arzneimittel durch die Haut des Patienten und in seinen oder ihren Blutstrom zwingt.

Passive transdermale Patches, wie beispielsweise diejenigen, die verwendet werden, um Nitroglycerin für Angina pectoris, Estradiol zur Hormonsubstutition und Nikotin, um mit dem Rauchen aufzuhören, zuzuführen, können nur eine begrenzte Anzahl von Arzneimitteln verwenden, da sie mittels Diffusion arbeiten. Die Iontophorese erweitert vorteilhaft den Bereich der für eine transdermale Zuführung verfügbaren Arzneimittel, einschließlich beispielsweise parenteraler Arzneimittel (z.B. Peptide). Da außerdem die Menge des zugeführten Arzneimittels mit der Menge des angelegten Stroms in Bezug steht, kann die Arzneimittelzuführungsrate im Gegensatz zu den passiven transdermalen Patches durch Steuern des Stroms genau gesteuert werden. Dies ermöglicht eine schnellere Zuführung (Einsetzen) und Arzneimittelverringerung (Absetzen) in dem Patienten.

Verglichen mit der Arzneimittelzuführung durch Nadelinjektion kann die Iontophorese weniger physisches und emotionales Trauma, Schmerz und Infektionsmöglichkeit aufweisen. Die transdermale Arzneimittelzuführung durch Iontophorese vermeidet ebenfalls die Risiken und die Unzweckmäßigkeit einer IV-Zuführung (intravenösen Zuführung). Verglichen mit der oralen Aufnahme von Arzneimitteln, umgeht die Arzneimittelzuführung durch Iontophorese außerdem den Magen-Darm-Trakt, womit Nebeneffekte, wie beispielsweise Arzneimittelverlust, Verdauungsstörung und Magenverstimmung, verringert werden und die Notwendigkeit für ein Schlucken des Arzneimittels beseitigt wird. Die Iontophorese vermeidet ebenfalls einen Arzneimittelverlust aufgrund eines hepatitischen Metabolismus der ersten Passage durch die Leber, der auftritt, wenn Arzneimittel aufgenommen werden.

Außerdem ermöglicht die transdermale Arzneimittelzuführung durch Iontophorese eine kontinuierliche Zuführung von Arzneimitteln mit einer kurzen Halbwertszeit und eine einfache Beendigung der Arzneimittelzuführung. Da Iontophorese zweckmäßiger ist, gibt es eine größere Wahrscheinlichkeit von Patientenmitarbeit beim Nehmen des Arzneimittels. Somit bietet die Iontophorese aus allen obigen Gründen ein alternatives und wirksames Verfahren der Arzneimittelzuführung und ein insbesondere für Kinder, bettlägerige und ältere Menschen nützliches Verfahren.

Ein iontophoretisches Arzneimittelzuführungssystem umfasst typischerweise eine Stromquelle, wie beispielsweise eine Batterie und einen Stromcontroller, und einen Patch. Der Patch umfasst ein aktives Reservoir und ein Rücklaufreservoir. Das aktive Reservoir enthält das ionisierte Arzneimittel beispielsweise in einem leitfähigen Gel. Das Rücklaufreservoir enthält ein salinisches Gel und sammelt Ionen, die von der Haut des Patienten emanieren, wenn das Arzneimittel in die Haut des Patienten zugeführt wird.

Der Patch umfasst ebenfalls zwei Elektroden, die jeweils in dem aktiven und dem Rücklaufreservoir angeordnet sind, um in jeweiligem Kontakt mit dem Arzneimittel und der Salzlösung zu sein. Die Anode oder positive Elektrode und die Kathode oder negative Elektrode sind jeweils mit der Anode und Kathode der Stromquelle durch elektrische Leiter elektrisch verbunden. Entweder die Anodenelektrode oder die Kathodenelektrode wird abhängig von der Ladung des ionisierten Arzneimittels innerhalb des Arzneimittelreservoirs angeordnet. Diese Elektrode wird als die aktive Elektrode gekennzeichnet. Die andere Elektrode wird innerhalb des Rücklaufreservoirs angeordnet und als die Rücklaufelektrode gekennzeichnet.

Die aktive Elektrode weist die gleiche Ladung wie das zuzuführende ionisierte Arzneimittel auf, und die Rücklaufelektrode weist eine dem zuzuführenden Arzneimittel entgegengesetzte Ladung auf. Wenn das dem Patienten zuzuführende Arzneimittel alternativ beispielsweise eine positive Ionenladung aufweist, dann wird die Anode die aktive Elektrode und die Kathode die Rücklaufelektrode sein. Wenn das zuzuführende Arzneimittel eine negative ionische Ladung aufweist, dann wird die aktive Elektrode alternativ die Kathode und die Rücklaufelektrode die Anode sein. Wenn Strom von der Stromquelle an die aktive Elektrode geliefert wird, wandern die Arzneimittelionen von dem Arzneimittelgel in dem Reservoir zu der Haut eines Patienten hin und durch diese. Zur gleichen Zeit fließen entgegengesetzt geladenen Ionen von der Haut des Patienten in die Salzlösung des Rücklaufreservoirs. Die Ladung wird in die Rücklaufelektrode und zurück an die Stromquelle transferiert, was die iontophoretische Schaltung vervollständigt.

Der elektronische Controller zwischen der Batterie und den Elektroden liefert den erforderlichen Strom an den Patch. Der Controller kann den Ausgangsstrom steuern, sodass die Arzneimittelzuführung mit einer konstanten oder veränderlichen Rate oder über ein kurzes, langes oder periodisches Zeitintervall erreicht wird. Diese Controller erfordern relativ komplexe elektrische Schaltungen, manchmal mit Mikroprozessoren, um die obigen Anforderungen zu erfüllen.

Unter gewöhnlichen Betriebsbedingungen liegt die Leistungsversorgungsspannung (z.B. die Batteriespannung) über der minimalen Betriebsspannung der Vorrichtungsschaltungsanordung. In dieser Situation ist die Arbeitsweise der Vorrichtungsschaltungsanordung vorhersagbar. Wenn die Batteriespannung unter die minimale Betriebsspannung fällt, wird jedoch die Arbeitsweise der Vorrichtungsschaltungsanordung nicht vorhersagbar, und die Vorrichtungsschaltungsanordung kann nicht ordnungsgemäß arbeiten.

Der elektronische Controller kann programmiert werden, um die Stromsteuerschaltung abzuschalten, wenn ein niedriger Spannungszustand erfasst wird. Dieses Konzept wird in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung mit der internationalen Veröffentlichungsnummer Nr. WO-A-97 1743 offenbart. Diese Vorgehensweise arbeitet jedoch nur, wenn die Versorgungsspannung hoch genug ist, damit der Controller arbeiten kann. Wenn die Versorgungsspannung unter diesen Pegel fällt, kann der Abschaltmechanismus nicht ordnungsgemäß arbeiten.

Insbesondere kann, wenn die Versorgungsspannung unter einen bestimmten Pegel fällt und die Arbeitsweise der Komponenten nicht vorhersagbar ist, die Stromsteuerschaltung Strom an den Patch liefern, was bewirken würden, dass das Arzneimittel dem Patienten zugeführt wird. Bei diesem Fehlfunktionszustand kann der iontophoretische Strom sogar höher als der Strom sein, der zugeführt wird, wenn die Versorgungsspannung korrekt ist. Wenn dies auftritt, könnte eine höhere Dosierung von Arzneimitteln dem Patienten zugeführt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung verhindert vorteilhaft jede Zuführung von Arzneimitteln an den Patienten, wenn die Leistungsversorgungsspannung unter einen bestimmten Pegel fällt, indem die Stromsteuerschaltung bei Erfassung dieses Zustands gesperrt wird.

Bei einem Aspekt der Erfindung wird eine ausfallsichere iontophoretische Arzneimittelzuführungsvorrichtung bereitgestellt. Diese Vorrichtung umfasst eine Spannungserfassungsschaltung und eine iontophoretische Stromsteuerschaltung. Die Spannungserfassungsschaltung gibt ein Signal an die Stromsteuerschaltung aus, wenn die Versorgungsspannung unter einen vorbestimmten Pegel fällt, was die Stromsteuerschaltung veranlasst, das Zuführen des iontophoretischen Stroms zu stoppen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können am besten mit Bezug auf die ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen verstanden werden, die nachstehend mit den Zeichnungen dargelegt werden, in denen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer iontophoretischen Arzneimittelzuführungsvorrichtung;

2 ein Blockdiagramm einer hohen Ebene einer iontophoretischen Arzneimittelzuführungsvorrichtung;

3 ein Blockdiagramm einer iontophoretischen Steuerschaltung;

4 ein schematisches Diagramm einer Stromsteuerschaltung mit einem Merkmal zum Sperren einer niedrigen Leistungsversorgungsspannung in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine Art von iontophoretischer Arzneimittelzuführungsvorrichtung umfasst einen getrennten, wieder verwendbaren Controller 2, der mit einem Patch 4 abnehmbar und elektrisch verbunden sein kann, der das Arzneimittel, den therapeutischen Wirkstoff oder das Medikament enthält, wie in 1 gezeigt ist. Der Patch 4 ist auf der Haut des Patienten 6 befestigt. Der Patch umfasst eine aktive Elektrode 8 und eine Rücklaufelektrode 10, wobei das ionische Arzneimittel 12 und die aktive Elektrode 8 innerhalb des aktiven Reservoirs 14 und die Salzlösung oder der Elektrolyt 16 und die Rücklaufelektrode 10 innerhalb des Rücklaufreservoirs 20 positioniert sind.

Die iontophoretische Arzneimittelzuführungsvorrichtung umfasst ebenfalls einen Controller 2 mit einer Leistungsversorgung 22 und einer elektronischen Schaltungsanordnung 24, wie in 2 gezeigt ist. Der Controller wird elektrisch mit dem Patch 4 mittels elektronischer Zwischenverbinder 26, wie beispielsweise einer gedruckten flexiblen Schaltung, Metallfolien, Drähten, Kontaktnasen oder elektrisch leitfähigen Klebstoffen gekoppelt. Die Leistungsversorgung 22 vervollständigt in Kombination mit den Elektroden 8 und 10 und dem Körper des Patienten 6 die Schaltung und erzeugt ein elektrisches Feld über der Körperoberfläche oder der Haut, auf der die iontophoretische Vorrichtung angebracht ist. Das elektrische Feld veranlasst, dass das Arzneimittel in dem aktiven Reservoir 14 in den Körper des Patienten durch Iontophorese zugeführt wird.

Der Patch 4 ist im Allgemeinen ein planares biegsames Element, das beispielsweise aus einem bioverträglichen Material, wie beispielsweise gewebte oder nicht gewebte Textilien oder Polymere, oder aus irgendeinem anderen in der Technik bekannten Aufbau gebildet wird. Der Patch wird auf der Haut des Patienten mit Klebstoffen oder einem Streifen oder beidem befestigt. Der Patch umfasst einen vergrößerten Patchkörper 30, der das aktive und das Rücklaufreservoir umfasst.

Die untere Oberfläche der Reservoire wird in Kontakt mit der Haut angeordnet. Die Elektroden werden positioniert, sodass ein elektrischer Strompfad zwischen den Elektroden 8 und 10 durch die Reservoire und die Haut des Patienten 6 eingerichtet wird. Die Elektroden 8 und 10 werden in leitendem Kontakt mit den Reservoiren 12 bzw. 16 angeordnet. Eine Gleichstromquelle kann mit den Elektroden 8 und 10 verbunden sein, sodass die aktive Elektrode die gleiche Ladungspolarität wie das ionische Arzneimittel aufweist. Wenn Strom durch die aktive Elektrode 8 zu der Rücklaufelektrode 10 durch die Haut 6 geleitet wird, wird das in dem aktiven Reservoir 14 enthaltene ionische Arzneimittel 12 durch die Haut 6 und in den Patienten zugeführt.

Der Controller 2 kann eine Batterie 22, einen Mikroprozessor 40 und eine Stromsteuerschaltung 42 umfassen, wie in 3 gezeigt ist, wobei er jedoch nicht darauf begrenzt ist. Der Mikroprozessor 40 liefert Signale an die Stromsteuerschaltung 42, um sicherzustellen, dass der erforderliche Strom von der Stromsteuerschaltung 42 zu dem verbundenen Patch durch Leiter 27 und 28 an Elektroden 8 und 10 (in 2 gezeigt) zugeführt wird, sodass die richtige Arzneimittelmenge dem Patienten zugeführt wird. Die Stromsteuerschaltung 42 wird aus der Batterie 22 den erforderlichen Ausgangsstrom ungeachtet des veränderlichen Widerstands und/oder der Kapazität der Last liefern (einschließlich der Haut des Patienten, deren Impedanz sich normalerweise von Patient zu Patient verändert, und die sich ändern kann, wenn Iontophorese stattfindet).

Außerdem wird die Spannung von einem Sensor, wie beispielsweise einem Stromabfühlwiderstand 48, durch die Stromsteuerschaltung 42 überwacht, um sicherzustellen, dass die Menge des gelieferten Stroms konstant ist. Der durch den Stromabfühlwiderstand 48 laufende Strom ist die Strommenge, die tatsächlich durch den iontophoretischen Patch und die Haut zugeführt wird. Wenn weniger oder mehr als der erforderliche Strom geliefert wird, wie durch den Stromabfühlwiderstand 48 angegeben wird, wird die Stromsteuerschaltung 42 den Strom auf den erforderlichen Pegel einstellen.

Um die Sicherheit des iontophoretischen Arzneimittelzuführungssystems zu erhöhen, würde es vorteilhaft sein, die Zufuhr von Arzneimitteln zu dem Patienten zu stoppen, wenn die Versorgungsspannung unter eine vorbestimmte Schwelle fällt. Dies würde eine unpassende Arbeitweise der Stromzuführungsvorrichtung aufgrund dessen verhindern, dass die angelegte Versorgungsspannung geringer als der Wert ist, für den die Schaltung ausgestaltet wurde.

4 ist ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die den an den Patch 4 gelieferten Strom abschaltet, wenn die Versorgungsspannung zu niedrig wird. Die Schaltung umfasst eine in dem Kästchen 64 dargestellte Stromsteuerschaltung zum Steuern des Stroms, der durch einen iontophoretischen Patch fließt. Die Schaltung umfasst ebenfalls eine in dem Kästchen 65 dargestellte Spannungserfassungsschaltung zum Abschalten der Stromsteuerschaltung, wenn die Versorgungsspannung unter eine vorbestimmte Schwelle fällt.

Die Stromsteuerschaltung umfasst den Operationsverstärker (op amp) 59, einen Transistor 57 und einen Stromabfühlwiderstand 48. Die Stromsteuerschaltung kann den Strom zu dem Patch 4 nur steuern, wenn der Transistor 56 aus ist. Demgemäss wird die Arbeitsweise der Stromsteuerschaltung nachstehend unter der Annahme erläutert, dass der Transistor 56 aus ist.

Die Stromsteuerschaltung verwendet negative Rückkopplung, um die gewünschte Menge von Strom zu steuern, die durch den Patch 4 zu laufen ist. Der Betrag des gewünschten Stroms wird durch ein Stromsteuersignal eingestellt, das von einem anderen Teil des Controllers (nicht gezeigt) geliefert wird.

Das Stromsteuersignal wird in den nichtinvertierenden Eingang des op amp 59 eingegeben. Das Stromsteuersignal variiert von Null Volt bis zu einer maximalen positiven Spannung. Wenn das Steuersignal ausreichend positiv ist, wird es veranlassen, dass die Ausgangsspannung des op amp 59 ansteigt, die ihrerseits den Transistor 57 anschalten wird. Wenn der Transistor 57 anschaltet, fließt Strom durch den Patch 4, den Transistor 57 und den Stromabfühlwiderstand 48. Dieser Strom führt zu einer Spannung VR48 über den Stromabfühlwiderstand 48. Diese Spannung VR48 wird an den invertierenden Eingang des op amp 59 zurückgeführt, um eine negative Rückkopplung bereitzustellen. So lange wie die Spannung an dem invertierenden Eingang niedriger als die Stromsteuersignalspannung an dem nichtinvertierenden Eingang ist, wird die Ausgangsspannung des op amp 59 fortfahren, anzusteigen. Dies wird zunehmend den Transistor 57 anschalten, wodurch der durch den Patch und den Stromabfühlwiderstand 48 fließende Strom erhöht wird.

Wenn der durch den Stromabfühlwiderstand 48 fließende Strom hoch genug ist, um zu einer Spannung über diesen Widerstand zu führen, die gleich dem Steuersignal ist, wird sich der Ausgang des op amp 59 stabilisieren. Der Strom, bei dem sich der op amp stabilisiert, kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden, und ist gleich der Stromsteuersignalspannung geteilt durch den Widerstandswert des Stromabfühlwiderstands 48. Wenn der Ausgangsstrom zu hoch wird, wird die negative Rückkopplung den Ausgangsstrom auf den gewünschten Wert verringert.

Diese Stromsteuerschaltung wird gesperrt, indem der Transistor 57 am Anschalten gehindert wird, da, wenn der Transistor 57 aus ist, kein Strom durch den Patch fließen wird.

Eine bevorzugte Vorgehensweise, um den Transistor 57 am Anschalten zu hindern, ist durch Erden des Knotens 63, der das Gate des Transistors 57 ist. Dies hält das Gate auf einer Source-Spannung VGS unter der Anschaltschwelle des Transistors 57, so dass der Transistor 57 nicht anschaltet.

Die Spannungserfassungsschaltung umfasst einen Ausgang, der das Gate des Transistors 57 erden und dadurch die Stromsteuerspannungsschaltung abschalten kann, wie oben beschrieben ist. Die Arbeitsweise dieser Spannungserfassungsschaltung wird nun beschrieben.

Die Spannungserfassungsschaltung umfasst eine Stromspiegelschaltung, eine Spannungsreferenz und eine Ausgangsstufe. Die Transistoren 53 und 54 sind als ein Stromspiegel angeordnet. Ein Referenzstrom wird an den IREF-Referenzeingang des Stromspiegels geliefert. Dieser Referenzstrom liegt vorzugsweise zwischen 0,1 und 100 &mgr;A und beträgt am bevorzugsten 0,2 &mgr;A.

Der gleiche Strom fließt ebenfalls durch die Transistoren 51 und 52, da sie mit dem Transistor 54 in Reihe geschaltet sind. Der Transistor 51 und der Transistor 52 sind jeweils angeordnet, so dass ihre Gates mit ihren Drains verbunden sind. Bei dieser Konfiguration wirken die Transistoren 51 und 52 als Dioden. Wenn Strom durch die Transistoren 51 und 52 fließt, wird ein Spannungsabfall VD über jeden der Transistoren 51 und 52 auftreten. Daher wird, da die Drain-Spannung des Transistors 51 VDD ist, die Spannung an der Source des Transistors 51 gleich VDD – VD und die Spannung an dem Knoten 61 gleich VDD – 2VD sein.

Wenn die Spannung an dem Knoten 61 größer als die Gate-zu-Source-Anschaltspannung des Transistors 55 ist, wird der Transistor 55 anschalten. Somit wird, wenn die Anschaltspannung des Transistors 55 gleich VT ist, der Transistor 55 anschalten, wenn VDD – 2VD ≥ VT ist. Wenn diese Gleichung anders angeordnet wird, ist offensichtlich, dass der Transistor nur anschalten wird, wenn VDD ≥ VT + 2VD ist.

Wenn die Versorgungsspannung VDD größer als oder gleich VT + 2VD ist, schaltet der der Transistor 55 an, der den Knoten 62 erdet. Wenn der Knoten 62 geerdet ist, wird der Transistor 56 aus sein, und der Knoten 63 wird nicht mit Masse kurzgeschlossen. Dies wird der Stromsteuerschaltung ermöglichen, normal zu arbeiten, wie zuvor beschrieben.

Andererseits wird, wenn die Versorgungsspannung VDD geringer als VT + 2VD ist, der Transistor 55 aus sein. In diesem Zustand wird nahezu kein Strom durch den Pull-up-Widerstand 58 (vorzugsweise 2,2 M&OHgr;) fließen, und die Spannung an beiden Anschlüssen des Pull-up-Widerstands 58 wird im Wesentlichen dieselbe sein. Wenn dies auftritt, erscheint die Leistungsversorgungsspannung VDD an dem Knoten 62, der das Gate des Transistors 56 ist. Dies schaltet den Transistor 56 an, der den Knoten 63 mit Masse kurzschließt. Da der Knoten 63 mit dem Gate des Transistors 57 verbunden ist, kann die Gate-zu-Source-Spannung VGS des Transistors 57 nicht ansteigen, um die Spannung des Transistors 57 anzuschalten, was den Transistor 57 abgeschaltet lässt, so dass kein Strom durch den Patch 4 fließt.

Diese Schaltung ist ausgestaltet, um ordnungsgemäß zu arbeiten, sogar wenn die Versorgungsspannung extrem niedrig ist. Weil beide Transistoren 57 und 56 vorzugsweise auf dem gleichen Substrat hergestellt werden und angepasst werden, um ähnliche Eigenschaften aufzuweisen, würden sie gewöhnlicherweise bei der gleichen Gate-zu-Source-Spannung VGS anschalten. Die Schaltung gewährleistet jedoch, dass, wenn die Versorgungsspannung niedrig, jedoch noch hoch genug ist, um einen Transistor anzuschalten, der Transistor 56 vor dem Transistor 57 anschalten wird, wodurch verhindert wird, dass Strom zu dem Patch 4 fließt.

Bei der Schaltung kann, da die Source des Transistors 56 geerdet ist, der Transistor 56 anschalten, sobald die Spannung an dem Knoten 62, der das Gate des Transistors 56 ist, auf VGS(TURN-ON) ansteigt. Im Gegensatz dazu kann, da die Spannung an der Source des Transistors 57 über Masse durch die Spannung über den Widerstand 48 (VR48) angehoben wird, der Transistor 57 nicht anschalten, bis die Spannung an dem Knoten 63, der das Gate des Transistors 57 ist, auf VGS(TURN-ON) + VR48 ansteigt. Da der Transistor 57 nicht anschalten wird, bis die Spannung an dem Knoten 63 gleich VGS(TURN-ON) + VR48 ist, und der Transistor 56 anschalten wird, wenn die Spannung an dem Knoten 62 gleich VGS(TURN-ON) ist, wird der Transistor 56 immer vor dem Transistor 57 anschalten, wenn die Versorgungsspannung niedrig ist. Dies wird den Knoten 63 mit Masse kurzschließen, was den Transistor 57 abgeschaltet lässt, wodurch jede Stromversorgung zu dem Patch 4 unterbunden wird.

Es ist natürlich offensichtlich, dass die Erfindung andere Formen als die besonders beschriebenen annehmen kann. Beispielsweise kann der op amp als ein invertierender Verstärker anstatt eines nichtinvertierenden Verstärkers verwendet werden, oder bipolare Sperrschichttransistoren können anstatt von Feldeffekttransistoren verwendet werden. Alternativ kann das Stromsteuersignal ein bipolares Signal oder ein negatives Signal sein. Diese und zahlreiche weitere Variationen sind dem Fachmann auf dem Gebiet der analogen Schaltungsentwicklung bekannt. Der Schutzumfang der Erfindung ist einzig und allein durch die folgenden Ansprüche zu bestimmen.


Anspruch[de]
  1. Ausfallsichere iontophoretische Vorrichtung mit einer Spannungserfassungsschaltung (65) und einer Stromsteuerschaltung (64), gekennzeichnet durch:

    die Spannungserfassungsschaltung (65), die über eine Versorgungsspannung verbunden ist und einen Ausgang aufweist, der aktiviert wird, wenn eine Versorgungsspannung unter einen vorbestimmten Pegel fällt; und

    die Stromsteuerschaltung (64) zum Liefern eines iontophoretischen Stroms, die einen Sperreingang aufweist, der mit dem Ausgang der Spannungserfassungsschaltung verbunden ist,

    wobei die Stromsteuerschaltung einen Operationsverstärker (59) umfasst, der einen Ausgang aufweist, der verbunden ist, um den Steuereingang eines Ausgangstransistors (57), durch den ein iontophoretischer Ausgangsstrom läuft, zu treiben, wobei ein Signal, das sich auf den Ausgangsstrom bezieht, zu einem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers zurückgeführt wird,

    und wobei der Ausgang der Spannungserfassungsschaltung, wenn aktiviert, den Steuereingang des Ausgangstransistors auf einen Pegel treibt, der den Ausgangstransistor am Anschalten hindert, wobei der iontophoretische Ausgangsstrom gestoppt wird.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die iontophoretische Stromsteuerschaltung (64) umfasst:

    einen Stromabfühlwiderstand (48), der mit einem Pfad des Ausgangsstroms in Reihe geschaltet ist; und

    wobei eine über den Widerstand (48) induzierte Spannung an einen invertierenden Eingang des Operationsverstärkers zurückgeführt wird.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der der Ausgangstransistor (57) ein Feldeffekttransistor mit einem Gate ist, wobei der Steuereingang das Gate ist, und der Pegel, der den Ausgangstransistor am Anschalten hindert, ungefähr gleich Masse ist.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, ferner mit einem iontophoretischen Patch (4).
  5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Spannungserfassungsschaltung umfasst:

    einen Stromspiegel (53, 54) mit einem Referenzeingang und einem Ausgangsknoten;

    ein Spannungsabfallelement, das zwischen der Versorgungsspannung und dem Stromspiegel-Ausgangsknoten geschaltet ist;

    einen ersten Transistor mit einem Gate, einer geerdeten Source und einem Drain, wobei das Gate des ersten Transistors mit dem Stromspiegel-Ausgangsknoten verbunden ist;

    einen Widerstand, der zwischen der Versorgungsspannung und dem Drain des ersten Transistors geschaltet ist; und

    einen zweiten Transistor mit einem Gate, einer geerdeten Source und einem Drain, wobei das Gate des zweiten Transistors mit dem Drain des ersten Transistors und der Drain des zweiten Transistors mit dem Spannungserfassungsschaltungsausgang verbunden ist.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der das Spannungsabfallelement einen dritten Transistor mit einem mit einem Gate verbundenen Drain und einen vierten Transistor mit einem mit einem Gate verbundenen Drain umfasst, und wobei die Source des dritten Transistors mit dem Gate des vierten Transistors verbunden ist.
  7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der der Ausgangsstrom des Stromspiegels (53, 54) ungefähr gleich 0,2 &mgr;A ist.
  8. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der der Ausgangsstrom des Stromspiegels (53, 54) zwischen ungefähr 0,1 &mgr;A und ungefähr 100 &mgr;A ist.
  9. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, ferner mit einem iontophoretischen Patch (4).
  10. Verfahren zum Abschalten eines iontophoretischen Systems, das einen Ausgangstransistor (57) mit einem Steuereingang aufweist, das ein Bestimmen, ob eine Versorgungsspannung niedriger als eine vorbestimmte Schwelle ist, und ein Anhalten eines iontophoretischen Stroms umfasst, wenn bestimmt wird, dass die Versorgungsspannung niedriger als die vorbestimmte Schwellenspannung ist, wobei das Verfahren ein Kurzschließen des Steuereingangs mit einer Festspannung umfasst, um den iontophoretischen Strom zu stoppen, wobei das iontophoretische System zusätzlich einen Operationsverstärker (59) mit einem Ausgang umfasst, der verbunden ist, um den Steuereingang des Ausgangstransistors zu treiben, und wobei ein Signal, das sich auf den Ausgangsstrom bezieht, an einen invertierenden Eingang des Operationsverstärkers zurückgeführt wird.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem die Festspannung gleich Masse ist.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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