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用于基于微针的药物递送设备的囊状装置制作方法

  • 专利名称
    用于基于微针的药物递送设备的囊状装置制作方法
  • 发明者
    大卫·毕比, 本杰明·摩加, 杰克·迈尔, 盖瑞克·史密斯, 肯特·蔡斯
  • 公开日
    2012年10月10日
  • 申请日期
    2010年12月6日
  • 优先权日
    2010年1月8日
  • 申请人
    威斯康星校友研究基金会
  • 文档编号
    A61M37/00GK102725019SQ201080060938
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种用于强力经皮给药的药物递送设备的囊状装置,包括 具有内表面和外表面的第一柔性膜; 包括内表面和外表面的囊状部件,所述柔性膜的内表面和所述囊状部件的内表面限定用于在其内接收药物的腔室; 至少一个微针; 将所述至少一个微针操作地连接至所述刚性囊状部件的阀装置,所述阀装置具有其中所述至少一个微针与所述腔室中的所述药物分离的第一构造和其中所述至少一个微针与所述腔室中的所述药物联通的第二构造; 其中,所述囊状部件具有比所述柔性膜更大的刚性2.根据权利要求I所述的囊状装置,其中 所述第一柔性膜具有外周; 所述囊状部件具有外周;并且 所述第一柔性膜的外周和所述囊状部件的外周接合而形成气密密封3.根据权利要求I所述的囊状装置,其中,所述至少一个微针是微针阵列中的一个4.根据权利要求I所述的囊状装置,其中所述囊状物包括用于允许所述药物通过其被注入到所述腔室中的开口,并且其中所述囊状装置进一步包括可容纳在所述囊状物的所述开口中以将所述药物保持在所述腔室中的塞子5.根据权利要求I所述的囊状装置,其中,所述阀装置包括止回阀,所述止回阀允许所述药物以第一方向从所述腔室流到所述至少一个微针并防止流体以第二方向从所述至少一个微针流到所述腔室6.根据权利要求I所述的囊状装置,进一步包括可与所述柔性膜啮合以迫使所述药物从所述腔室至所述至少一个微针的压力源7.一种用于药物递送设备的囊状装置,包括 具有内表面、外表面和外周的柔性膜; 包括内表面、外表面和接合至所述柔性膜的外周的外周的囊状部件,所述柔性膜的内表面和所述囊状部件的内表面限定用于在其内接收药物的腔室; 操作地连接至所述囊状部件的至少一个微针;以及 用于控制所述药物从所述腔室到所述至少一个微针的流动的阀装置; 其中,所述囊状部件比所述柔性部件的刚性更大8.根据权利要求7所述的囊状装置,其中,所述柔性膜的外周和所述囊状部件的外周接合而形成气密密封9.根据权利要求7所述的囊状装置,其中,所述至少一个微针是微针阵列中的一个10.根据权利要求7所述的囊状装置,其中所述囊状部件包括用于允许所述药物通过其被注入到所述腔室中的开口,并且其中所述囊状装置进一步包括可容纳在所述囊状物的开口中以将所述药物保持在所述腔室中的塞子11.根据权利要求7所述的囊状装置,其中,所述阀装置包括止回阀,所述止回阀允许所述药物以第一方向从所述腔室流到所述至少一个微针并防止流体以第二方向从所述至少一个微针流到所述腔室12.根据权利要求7所述的囊状装置,进一步包括可与所述柔性膜啮合以迫使所述药物从所述腔室至所述至少一个微针的压力源13.根据权利要求12所述的囊状装置,其中,所述压力源包括可扩张水凝胶,当所述水凝胶扩张时,所述水凝胶对所述柔性部件施加压力14.一种用于药物递送设备的囊状装置,包括 具有内表面、外表面和外周的柔性膜; 囊状部件,其比所述柔性膜的刚性更大并且包括内表面、外表面和外周,所述柔性膜的内表面和所述囊状部件的内表面限定用于在其内接收药物的腔室; 操作地连接至所述囊状部件的至少一个微针,所述至少一个微针具有可接收在个体内的输入和输出;以及 操作地连接所述至少一个微针的所述输入和所述腔室的阀15.根据权利要求14所述的囊状装置,进一步包括可与所述柔性膜啮合以迫使所述药物从所述腔室通过所述至少一个微针的压力源16.根据权利要求14所述的囊状装置,其中,所述柔性膜的外周和所述囊状部件的外周接合而形成气密密封17.根据权利要求14所述的囊状装置,其中,所述至少一个微针是微针阵列中的一个18.根据权利要求14所述的囊状装置,其中所述囊状部件包括用于允许所述药物通过其被注入到所述腔室中的开口,并且其中所述囊状装置进一步包括可容纳在所述囊状部件的开口中以将所述药物保持在所述腔室中的塞子19.根据权利要求14所述的囊状装置,其中,所述阀包括止回阀,所述止回阀允许所述药物以第一方向从所述腔室流到所述至少一个微针并防止流体以第二方向从所述至少一个微针流到所述腔室20.根据权利要求14所述的囊状装置,进一步包括用于支撑所述至少一个微针的坞站,所述坞站可移动地连接至所述囊状部件
  • 技术领域
    本发明总体上涉及药物递送设备(drug delivery device),并且更具体地,涉及一种用于允许向个体 递送药物的稳定输注的基于微针的强力经皮给药的药物递送设备的囊状装置(bladder arrangement)
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    参考图1,包含根据本发明的囊状装置的微流体设备通常由附图标记10指示微流体设备10包括分别具有第一和第二相对端14和16的总体圆柱形构型的主体12如在图2-3中最佳看到的,主体12包括限定腔体20的内表面18主体12的内表面18分别包括上下垂直间隔槽19和21,原因在下文描述下壁22从主体12的第二端16径向向内凸出并在径向内边缘24处终止下壁22的内边缘24限定用于接收如下文描述的坞站154 (图4-5)的开口 26内壁30从下壁22的内边缘24垂直凸出并在终端34处终止流体容器36可滑动地接收在腔体20中流体容器36具有限定外表面40的总体圆柱形外壁38,该外表面40与主体12的内表面18形成可滑动界面棘爪42从流体容器36的外表面40径向向外凸出并由弓形配合表面43限定,该弓形配合表面43适于分别接收在上下垂直间隔槽19和21之一中流体容器36的外壁38进一步由上端44、下端46和内表面48限定外壁38的内表面48部分地限定用于在其内接收初始流体的腔室50流体容器36的上壁52从外壁38的上端44径向向内延伸并分别由上下表面54和56限定填充孔55分别在上壁48的上下表面54和56之间延伸以允许腔室50用通过其的初始流体填充塞子58可以插入到填充孔55中以密封填充孔55并防止在填充腔室50之后初始流体通过其返回另外,考虑了塞子58充当通风孔以在装置10的操作期间缓解腔室50中的压力堆积上壁52的上表面54包括在其内的由弹性材料形成的中部定位凹陷60凹陷60由从上壁52的内边缘64和靠近凹陷60的端壁66径向悬垂的总体圆柱形侧壁62限定凹陷60适于接收从按钮70的下表面悬垂的活塞68端壁66的下表面72包括从其悬垂的中部定位销74销74轴向地与孔76对齐,该孔76居中地定位分别通过其上下表面80和82之间的流体容器36的下壁78流体容器36的下壁78在与其上的下端46隔开的位置处从外壁38径向地向内延伸下壁78包括具有总体凸起上表面86和总体凹入下表面88的中部84下壁78的外部90从下壁78的中部84的径向外边缘92径向地向外延伸至外壁38的内表面48下壁78的外部90包括总体平坦的环状上表面94和总体平坦的环状下表面96中部84的上表面86和外部90的上表面94限定下壁78的上表面80中部84的下表面88和外部90的下表面96限定下壁78的下表面82如之前解释的,流体容器36的下壁78包括中部定位孔76,该中部定位孔76与从端壁66的下表面72悬垂的销74轴向对齐第一盘状膜100附着至下壁78的中部84的上表面86以覆盖孔76并防止腔室50中的初始流体从其流过管芯材料102的上表面101附着至流体容器36的下壁78的整个下表面82流体容器36的外壁38的下端46包括从其径向向内延伸并具有适于接收囊状装置108 (下文描述)的外周的上表面106的柄舌104囊状装置108包括具有中部112的刚性囊状部件110,该中部112由总体凸起上表面114和总体凹入下表面116限定考虑了刚性囊状部件110有一定的柔性,但刚性比下文描述的柔性膜126的刚性大刚性囊状部件110的总体平坦外部118从刚性囊状部件110的中部112的径向外边缘120径向向外延伸刚性囊状部件110的外部118包括总体平坦的环状上表面121和总体平坦的环状下表面 122囊状装置108进一步包括具有上表面128和下表面130的柔性膜126柔性膜126的下表面130的外周132接合到刚性囊状部件110的外部118的上表面121以形成气密密封柔性膜126的上表面128和管芯材料102的下表面134限定用于在其内接收水凝胶压力源138的腔室136 (图4)柔性部件126的下表面130和刚性囊状部件110的上表面114 限定用于接收流体如要给予患者的药物或药品的腔室140刚性囊状部件110的外部118的下表面122被接收在柄舌104的上表面106上并由其支撑,以在刚性囊状部件110的外部118的上表面121和下壁78的外部90的下表面96之间俘获柔性膜126和管芯材料102的外周参考图4-5,刚性囊状部件110的中部112包括通过其的中部定位孔124以允许腔室140用要给予的流体填充在填充之后,考虑了在孔124中设置止回阀任选地,第二孔139和塞子141组合可以设置在刚性囊状部件110中以允许腔室140用要给予的流体填充(图7)止回阀142防止另外的流体被注入到腔室140中为了要给予的流体从腔室140排放并通过止回阀142,腔室140中的流体的压力必须超过阈值支柱144从刚性囊状部件110的中部112的下表面116悬垂并在终端146处终止支柱144包括与主体12的内壁30的内表面150形成可滑动界面的外表面148和适于支撑坞站154的内表面152坞站154包括可与刚性囊状部件110的中部112的下表面116配合的上表面156、和下表面158下表面158包括与支柱144的终端146基本上齐平的外部160、和通过侧壁164与外部160隔开的凹入部162通道174在坞站154的下表面158的凹入部162和坞站154的上表面156之间延伸下表面158的凹入部162和侧壁164限定适于接收微针结构170的腔体168参考图6-7,微针结构170包括与坞站154的下表面158的凹入部162配合的上表面176、与坞站154的下表面158的外部160基本上齐平的下表面178、以及微针阵列172微针阵列172的每一个微针173具有与通道174联通从而与止回阀142的输出联通的输入171、和输出177另外,每个微针173包括在尖端182处终止的总体圆锥形外表面180预计尖端182穿透要给予所述流体的个体的皮肤为了启动微流体装置10,设置有按钮70按钮70总体为盘状并且包括与主体12的内表面18形成可滑动界面的外周184按钮70的外周184将按钮的下表面69与其上表面186相互连接操作中,棘爪42位于主体12的内表面18中的上部槽19中流体容器36的腔室50通过流体容器36的上壁52中的填充孔55填充并且塞子58插入到填充孔55中以在其内保持初始流体腔室136用水凝胶压力源138填充,该水凝胶压力源138响应于暴露于开始流体而扩张,并且腔室140用要给予患者的流体填充主体12的下壁22的下表面192借助于附着至主体12的下壁22的下表面192的粘附垫190等附着至作为期望位置的患者一旦微流体装置10在期望位置附着至患者(图2-3),按下按钮70以迫使活塞68抵靠上壁52中的凹陷60的偏置,以使制成凹陷60的弹性材料向下弯曲(图6-7)从端壁66的下表面72悬垂的销74啮合第一膜100以使第一和第二膜100破裂作为结果,初始流体从腔室50自由流过下壁78中的孔76进入到用水凝胶压力源138填充的腔室136中当使用者继续压下按钮70时(图4-5),流体容器36中主体12内向下受迫以使棘爪42位于主体12的内表面18中的下部槽21中当流体容器36向下移动时,囊状装置108向下受迫使得支柱144沿着主体12的内壁30的内表面150滑动直至刚性囊状部件10的中部112的下表面116啮合主体12的下壁24的终端34利用处于其较低构造的囊状装置,微针173的尖端182透过患者并与患者的真皮层联通当初始流体从腔室50流过下壁 78中的孔76进入腔室136中时,腔室136中的水凝胶压力源138扩张,由此在柔性膜126上提供压力在压力下,腔室140中的流体受迫通过止回阀142,使得流体流入到通道174中,并因此进入到微针173的输入171中之后,流体从微针173的输出177出来并被分配到患者的真皮层中可以理解,在释放按钮70后,制成凹陷60的弹性材料使上壁52回到其原来构造(图4-5)注意,水凝胶压力源138的扩张速率控制药物从腔室140进入患者的流动速率因此,期望的递送轮廓如推注、恒量输注、延迟发作等简单地通过改变水凝胶压力源138的化学组成而是可能的还要注意,微针阵列172可以用单个微针173等代替而没有偏离本发明的范围而且,坞站154和/或微针阵列172可以与刚性囊状部件110 —体形成实现本发明的各种模式被视为属于所附权利要求具体指出和清楚要求保护的被视为本发明的主题的范围
  • 专利详情
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  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:用于基于微针的药物递送设备的囊状装置的制作方法如已知的,医药工业在克服将药品递送至患者的难题上取得有限的成功。药品的经口摄取被认为是最安全、最方便和最经济的给药方法。相比于当前的替代方案,对给药方案的患者接受度和支持度在经口递送药品中通常较高。然而,许多药品不可能经口递送,因为药品分子要么太大要么带有太多电荷而不能通过小肠从而到达血流。另外,不能承受消化道环境或者不能透过真皮的许多药品需要注入患者(例如胰岛素,蛋白质)。如下文描述的,药品到患者的注入具有某些缺陷。举例来说,胰岛素经常被用来治疗糖尿病(一种代谢紊乱)。个体吃的大多数食物在体内分解为葡萄糖(一种血液中的糖形式)。葡萄糖是用于身体的燃料的主要来源。在消化后,葡萄糖进入血流,在那里它被细胞利用用于生长和能量。为了使葡萄糖进入细胞,必须有胰岛素。胰岛素是由健康胰腺自动产生以将葡萄糖从血液移动到我们的细胞中的激素。然而,在患有糖尿病的人中,胰腺产生很少或不产生胰岛素,或者细胞不恰当地对产生的胰岛素响应。作为结果,葡萄糖在血液中累积,溢流到尿中,并从身体排出。因此,即使血液含有大量的葡萄糖,身体也丧失其燃料的主要来源。为了利用身体中存在的葡萄糖,糖尿病患者必须每天进行胰岛素注射。个体获得的胰岛素的量必须与个体的食物摄取和日常活动达到平衡。因此,必须密切地通过频繁血糖检查来监控血糖水平以确保血糖水平没有下降太低或升高太高。当血糖水平由于某些糖尿病药下降太低(称为低血糖症的病症)时,人可能变得不安、发抖和慌乱。如果血糖下降,判断力可能受损并且人会昏倒。替代地,如果血糖水平升高太高,人也可能生病(称为高血糖症的病症)。尽管日常胰岛素注射极为不便,但它们对于糖尿病患者的存活是必需的。大多数患有糖尿病的人在学会用于胰岛素制剂和注射的正确技术之后自己给予胰岛素。胰岛素给予的目的是提供足够的胰岛素以补偿人消耗的食物(特别是碳水化合物)的量以使血糖水平在整个昼夜保持正常。可以理解,各种因素,如使用的胰岛素种类、人体重、吃入食物的量、种类和时间,以及人的活动和锻炼方式影响个体所需的胰岛素的量。需要专门患者连续监控他们的血糖水平并给予所需的重复多次注射。因此,当需要时向个体提供药品的稳定输注的自主输注系统在本领域将形成重大进步。
因此,本发明的主要目的和特征是提供允许在需要时向个体递送药品的稳定输注的用于基于微针的强力经皮给药的药物递送设备的囊状装置。本发明的进一步目的和特征是提供使用简单且生产廉价的允许向个体递送药品的输注的用于微流体的药物递送设备的囊状装置。根据本发明,提供一种用于微流体药物递送设备的囊状装置。该囊状装置包括具有内表面和外表面的第一柔性膜。刚性囊状部件包括内表面和外表面。柔性膜的内表面和刚性囊状部件的内表面限定用于在其内接收药物的腔室。囊状装置进一步包括至少一个微针和将至少一个微针操作地连接至刚性囊状部件的阀装置。该阀装置具有其中该至少一个微针与腔室中的药物流体地分离的第一构造和其中该至少一个微针与腔室中的药物流体地联通的第二构造。第一柔性膜具有外周并且刚性囊状部件具有外周。第一柔性膜的外周和刚性囊状部件的外周接合而形成气密密封。考虑了所述至少一个微针是微针阵列中的一个。刚性囊状物包括允许药物通过其被注入腔室中的开口。塞子可容纳在刚性囊状物的开口中以将药物保持在腔室中。阀装置可以包括止回阀。止回阀允许药物以第一方向从腔室流到至少一个微针并防止流体以第二方向从该至少一个微针流到腔室。 根据本发明的另一方面,提供一种用于微流体药物递送设备的囊状装置。该囊状装置包括具有内表面、外表面和外周的柔性膜。刚性囊状部件包括内表面、外表面和接合至柔性膜的外周的外周。柔性膜的内表面和刚性囊状部件的内表面限定用于在其内接收药物的腔室。至少一个微针操作地连接至刚性囊状部件。阀装置控制药物从所述腔室至所述至少一个微针的流动。柔性膜的外周和刚性囊状部件的外周接合而形成气密密封。考虑了所述至少一个微针是微针阵列中的一个。刚性囊状部件包括允许药物通过其被注入囊中的开口并且该囊状装置进一步包括可容纳在刚性囊状物的开口中以将药物保持在腔室中的塞子。阀装置包括止回阀。止回阀允许药物以第一方向从腔室流到至少一个微针并防止流体以第二方向从该至少一个微针流到腔室中。压力源与柔性部件啮合以迫使药物从所述腔室至所述至少一个微针。压力源包括可扩张水凝胶。当水凝胶扩张时,该水凝胶对柔性部件施加压力。根据本发明的又一个方面,提供一种用于微流体药物递送设备的囊状装置。该囊状装置包括具有内表面、外表面和外周的柔性膜。刚性囊状部件包括内表面、外表面和外周。柔性膜的内表面和刚性囊状部件的内表面限定用于在其内接收药物的腔室。至少一个微针操作地连接至刚性囊状部件。该至少一个微针具有可接收在个体内的输入和输出。阀操作地连接该至少一个微针的所述输入和所述腔室。压力源与柔性膜啮合以迫使药物从腔室通过至少一个微针。柔性膜的外周和刚性囊状部件的外周接合而形成气密密封。该至少一个微针是微针阵列中的一个并且刚性囊状物可以包括用于允许药物通过其被注入到腔室中的开口。塞子可容纳在刚性囊状部件的开口中以将药物保持在腔室中。考虑了阀是止回阀。止回阀允许药物以第一方向从腔室流到至少一个微针并防止流体以第二方向从该至少一个微针流到腔室。坞站可以被用来支撑至少一个微针。该坞站可移动地连接至刚性囊状部件。这里提供的附图举例说明了本发明的优选设计,其中以上优点和特征被清楚地披露,并且其他优点和特征根据所描述的实施方式的以下描述将容易被理解。附图中图I是包含根据本发明的囊状装置的药物递送设备的等大视图;图2是沿图I的线2-2截取的在非启动位置的微流体装置的横截面的示意性等大视图;图3是在非启动位置的图2的微流体装置的示意性剖视图;图4是类似于图2的 显示在第一启动 位置的微流体装置的横截面的示意性等大视图;图5是在第一启动位置的图4的微流体装置的示意性剖视图;图6是类似于图2的显示在第二启动位置的微流体装置的横截面的示意性等大视图;以及图7是在第二启动位置的图6的微流体装置的示意性剖视图。


本发明提供一种用于基于微针的药物递送设备的囊状装置。该囊状装置包括具有内表面、外表面和外周的柔性膜。刚性比柔性膜大的囊状部件包括内表面、外表面和外周。柔性膜的内表面和囊状部件的内表面限定用于在其内接收药物的腔室。至少一个微针操作地连接至该囊状部件。该至少一个微针具有可接收在个体内的输入和输出。阀操作地连接该至少一个微针的该输入和该腔室。



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