CN100490916C - 胶囊式消化道定时药物释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可吞服的消化道微型装置，可用于动物或人体的消化道药物释放及液体采集。该装置包括可密封连接后构成封闭空腔的胶囊外壳、磁开关、电源、电源管理及定时控制单元、驱动单元、弹簧和活塞。其中磁开关、电源、电源管理及定时控制单元和驱动单元位于后部壳体内部，活塞与压缩状态的弹簧通过可熔断丝固定连接在驱动单元的发热电阻上，装在整体胶囊壳体中间部分，活塞在移动前其后端与驱动单元紧密接触，活塞前端的壳体内腔为储药仓，在外壳前端有与外壳内部连通的外向型单向阀(只能向外打开)。胶囊释放药物时间可在胶囊组装过程中进行设定，也可在口服前根据实际情况由便携式胶囊定时控制装置进行设定。该装置施药及采样可靠性高、能耗低、待机时间长、结构简单。

Description

胶囊式消化道定时药物释放装置

技术领域

本发明涉及一种可吞服的消化道微型装置，尤其涉及一种消化道定时药物释放装置，可用于在人体或动物的消化道内实现预设时间释放药物。

背景技术

在消化道内进行定时释放药物用途广泛，特别是在研究药物在消化道不同位置的吸收特性，研究消化道的代谢状况及相关生化特性都具有重要价值。它为新药研发奠定了坚实的基础，为消化道疾病检测提供了辅助手段，因此胶囊式消化道药物释放装置的研究自然成为一个热点。

美国专利US 4425117提出了一种消化道指定位置释放物质的装置，该装置分为两个小室，第一室中有个可在压缩弹簧的压力作用下运动的可移动机构，在可移动机构端部有一个针；第二个小室为周围有小孔的储药仓，药物封装于小气球中植入储药仓中；在该装置中间位置有一固定挡板将两小室隔开，在挡板中间与针对应的位置可以被针刺破。该装置到达消化道指定位置时，由外界信号触发释放动作，可移动机构在弹簧压力作用向前运动到一定位置，针刺破挡板并刺破装有药物的气球，气球自身收缩挤压所装容的药物往外释放。该装置存在以下问题：首先，药物释放情况依赖于在储药仓中间位置的储药气球被针刺破的小孔大小及气球内部压力，如果装有药物的气球内部压力不够大，则药物释放速度缓慢；药物粘稠则可能会导致无法释放；其次，由于药物从装置内释放出来的通道为外壳壁上的小孔，而装有药物的气球由于良好的变形性会将这些小孔堵住；另外，即使气球刺破后能够迅速收缩，其收缩力作用只保证了将药物释放到储药仓，而药物从储药仓释放出来依赖于小孔的泄漏，这些小孔会被消化道物质封住，没有适当的外压力药物就无法通过小孔泄漏出来。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种释放药物效果好，可靠性高，能耗低，工作时间长，结构简单的胶囊式消化道定时药物释放装置。

本发明的技术方案如下：

本胶囊式消化道药物释放装置，包括有前端壳体和后端壳体经密封连接后构成封闭空腔的胶囊外壳、磁开关、电源、电源管理及定时控制单元、驱动单元和活塞。其中磁开关、电源、电源管理及定时控制单元和驱动单元的一部分被密封位于后端壳体内部，驱动单元穿过密封层与前端壳体内的活塞连接，活塞前方的壳体内腔为储液仓，并在前端壳体的前端设置至少一个与储药仓内部连通的外向型单向阀。活塞在未被驱动前被固定在前端壳体的底部。定时控制单元包括晶体振荡器和电容，电源管理及定时控制单元对电源进行控制，并可预先设定释放触发时间，到达设定时间后发出触发信号至驱动单元，驱动活塞向前运动达到释放药物的目的。

所述的驱动单元可以采用发热电阻、熔断丝和弹簧组成，活塞与压缩状态的弹簧通过熔断丝固定连接在发热电阻上，将活塞固定前端壳体底部，在活塞被驱动后，活塞与壳体内壁滑动配合。

胶囊释放药物时间可在胶囊组装过程中进行设定，也可在口服前根据实际情况由便携式胶囊定时控制装置进行设定。

本发明的工作过程如下：该微型胶囊在体外装配好后，携带药物从口腔进入人体消化道，在到达预设时间后由定时控制单元发出动作指令。驱动单元接到动作命令后，由发热电阻熔断可熔断丝，释放预先存储的机械能，弹簧(耐腐材料或具有防腐涂层)推动活塞向胶囊顶部运动，进而使储液仓的压力加大，迫使外向型单向阀打开，药物通过外向型单向阀流出并进入消化道，在活塞到达外壳顶部后，弹簧行程结束，由于单向阀阀片自身弹性力的作用使单向阀自动关闭，胶囊内部与外界隔绝。

本发明与现有技术相比，具有以下的技术效果：

1、可预设时间独立释放药物，无需外界控制。

2、结构简单可靠性高。

3、装置空间利用率高。

4、能耗低，工作时间长，通过电源管理模块的高质量控制延长工作时间，减小装置携带电池数量。

附图说明

图1是胶囊式消化道定时药物释放装置动作前的结构示意图。

图2是胶囊式消化道定时药物释放装置动作过程中的结构示意图。

图3是胶囊式消化道定时药物释放装置的动作后结构示意图。

图4是胶囊式消化道定时药物释放装置的驱动机构部分的结构示意图。

图5是电源管理及定时控制单元的控制原理框图。

其中：1、后端壳体  2、磁开关  3、电源  4、电源管理及定时控制单元  5、驱动单元  6、弹簧  7、橡胶活塞  8、储液仓  9、前端壳体  10、外向型单向阀  11、熔断丝  12、发热电阻  13、晶体振荡器  14、输出信号至驱动机构  15、电容

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

本发明的实施例如图1所示，整体外型尺寸约为φ11×30毫米。

本发明的胶囊外壳由前端壳体9和后端壳体1两段密封连接而成，定时控制机构包括磁开关2、电源3、电源管理及定时控制单元4和驱动单元5。其中驱动单元5主要由发热电阻12、高强度可熔断丝11和弹簧6构成(见图4所示)，电源3为纽扣电池。其中磁开关2、电源3、电源管理及定时控制单元4和驱动单元5的发热电阻12被密封在后端壳体1内，前端壳体9内则装有活塞7和驱动单元5的高强度可熔断丝11和弹簧6。在活塞运动前，活塞7与压缩状态的弹簧6通过可熔断丝11固定连接在发热电阻12上，位于前端壳体底部，活塞7前端的壳体内腔为储药仓8(容积可变)用于储存药物，活塞与壳体内壁滑动配合，在前端壳体9的前端设置有一个与储药仓8内部连通的外向型单向阀10。动作前，弹簧6处于未释放状态，活塞7被固定于前端壳体底端，如图2所示；当到达预设时间后，电源管理及定时控制单元4发出动作指令，通过驱动单元5控制弹簧6释放机械能，活塞7在弹簧6的作用下向前运动，将储药仓8中预置的药物通过外向型单向阀10排出。在活塞7到达胶囊内部顶部后，弹簧6行程结束，外向型单向阀10的阀片在自身弹性力的作用下自动关闭。其后胶囊在新陈代谢作用下随粪便自行排出体外，如图3所示。

本发明采用的定时控制机构可采用现有成熟的定时控制技术来实现，其基本控制原理参见图5，图中13是晶体振荡器，14是电源管理及定时控制单元4至驱动单元5的输出信号，15是电容，其中电源管理及定时控制单元4对电源3进行控制(延长整体系统工作时间)，并可预先设定释放触发时间，到达设定时间后发出触发信号至驱动单元5，驱动活塞7向前运动达到释放药物的目的。

Claims (2)

1.一种胶囊式消化道定时药物释放装置，其特征在于：它具有胶囊外壳、定时控制机构和活塞；胶囊外壳由后端壳体(1)和前端壳体(9)两部分密封连接而成，定时控制机构包括磁开关(2)、电源(3)、电源管理及定时控制单元(4)和驱动单元(5)，其中磁开关(2)、电源(3)、电源管理及定时控制单元(4)和驱动单元(5)的一部分被密封于后端壳体(1)内；驱动单元(5)穿过密封层与前端壳体(9)内的活塞(7)连接，活塞(7)前方的壳体内腔为储药仓(8)，并在前端壳体(9)的前端设置至少一个与储药仓(8)内部连通的外向型单向阀(10)；定时控制单元(4)包括晶体振荡器(13)和电容(15)，电源管理及定时控制单元(4)对电源(3)进行控制，并可预先设定释放触发时间，到达设定时间后发出触发信号至驱动单元(5)，驱动活塞(7)向前运动达到释放药物的目的。

2、根据权利要求1所述的胶囊式消化道定时药物释放装置，其特征在于：所述驱动单元包括发热电阻(12)、熔断丝(11)和弹簧(6)，活塞(7)与压缩状态的弹簧(6)通过熔断丝(11)固定连接在发热电阻(12)上，将活塞(7)固定前端壳体底部，在活塞(7)被驱动后，活塞(7)与壳体内壁滑动配合。

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