CN101068591B - 经皮药物输送设备 - Google Patents

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Abstract

经皮药物输送设备(100，100′)包括盒(104)和可接附到盒(104)的盖(106)。盒(104)包括用于包含药物(102)的第一容器(110)和微针(116)。微针(116)的至少一个与第一容器(110)流体连通。盖(104)包括电源(114、114)和构造为接收由电源(114、144)生成的电能的电子设备(138)。药物输送设备(100，100′)也包括构造为选择地控制电能向电子设备(138)输送的逻辑设备(136)，以此电能的输送导致电子设备(138)输送包含在第一容器(110)内的药物(102)。

Description

经皮药物输送设备
技术领域
本申请涉及经皮药物输送设备。
背景技术
已知用于向人和动物体内输送药物的多种技术。这些技术的更通用的组包括口服输送的药物，例如药丸或胶囊，经皮输送的药物，例如注射器或导管和经皮贴片。虽然这些技术对于药物输送典型地是有效的，但它们具有某些缺点。例如，口服输送的药物的有效性经常因消化系统导致的降解而被降低。注射器或导管的使用典型地要求对它们的使用受训的人员执行且伴随有疼痛和对皮肤的局部损坏。经皮贴片因为较大的分子不能穿透真皮层而具有有限的应用能力。
另一个新近开发的技术包括使用具有形成为阵列的微加工针的贴片。这些贴片典型地制造为包括非常大量的构造为穿透真皮屏障的微针。虽然这些贴片已被发现有效地使得能相对地无痛的药物输送，但它们确实具有一些缺点。例如，包含在这些贴片中的药物在这些贴片施加到使用者皮肤时输送。更特定地，这些贴片经常设计为使得通过在放置这些设备期间施加力将药物释放到使用者皮肤内。如此，则典型地要求使用者每天期间在不同时间施加许多不同类型的这些贴片以接收规定量的包含在贴片内的药物。这可能被证明对于某些人是困难的，因为他们可能忘记将药物的某些给药。
美国专利US6132755公开经皮药物输送设备，包括限定间隔室的壳体，在间隔室是形成用于药物的容器。多个微针从壳体延伸且连通容器。盖闭合壳体的间隔室，以电池形式的电能供应安装在盖上。电子控制也安装在盖上。位于泵送腔中的压电薄膜从容器泵送药物穿过微针。
国际专利申请WO01/49346公开药物输送设备，包括多个阵列的从相应壳体延伸的微针，每个壳体形成药物的容器。壳体和微针被叠置从而从一个所述壳体的微针延伸到下一个所述壳体的微针，以从相应的壳体的容器输送药物的混合物。
国际专利申请WO03/035167公开以受控制输送药物到皮肤的装置。该装置包括皮肤补片形装置，具有相应正和负极的薄柔性电化学电池位于其中。分开单元位于在电极之间且作为含有药理学或生理学上可接受配方，以将要施加的皮肤的药理或生理用途。药理学或生理学上可接受配方是导电，以促进配方离子电渗施加到使用者的皮肤。
因此，具有能以规定的药物输送时间表输送相对地宽范围的多种药物的更灵活的药物输送设备是有益的。
发明内容
在此描述了经皮药物输送设备。经皮药物输送设备包括盒和可接附到盒的盖。盒包括底板，该盒具有形成在底板中用于包含药物的第一容器、且该盒具有用于输送药物的微针。微针的至少一个与第一容器流体连通。盖可接附到盒以用于覆盖第一容器。包括电源和提供在盖上以构造为接收由电源生成的电能的电子设备。药物输送设备也包括构造为选择地控制电能向电子设备的输送的逻辑设备，以此电能的输送导致电子设备输送包含在第一容器内的药物，其中电源包括板载电池，它由多个包含电解质的第二容器形成，用于提供电能；第二容器形成在底板中。
附图说明
从结合附图的如下描述中本发明的特征将对于本领域技术人员变得显见，其中：
图1A示出了根据本发明的实施例的经皮药物输送设备的简化的截面侧视图；
图1B示出了根据本发明的第二实施例的经皮药物输送设备的简化的截面侧视图；
图1C图示了在图1B中图示的经皮药物输送设备的盒的简化的俯视图；
图1D图示了在图1B中图示的经皮药物输送设备的盖的简化的底视图；
图2图示了用于控制经皮药物输送设备，例如在图1A至图1D中描绘的根据本发明的实施例的经皮药物输送设备的控制系统的方框图；
图3A和图3B图示了根据本发明的两个实施例的输送机构的简化的示意性截面图示；
图4图示了用于以根据本发明的实施例的经皮药物输送设备输送至少一个药物的操作模式的流程图；和
图5图示了根据本发明的实施例的可以用于实现多种在此描述的功能的计算机系统。
具体实施方式
为简化和图示的目的，本发明通过主要地参考其典型实施例来描述。在如下的描述中，阐明了数个特定的细节，以提供对本发明的完全的理解。然而，对本领域技术人员将显见的是，本发明可以以不限制于这些特定的细节实践。在其他例子中，未详细描述已熟知的方法和结构，以不会不必要地使本发明模糊。
如在下文中更详细地描述，经皮药物输送设备包括用于提供电力和/或电流到药物输送设备的一个或多个部件的电源。逻辑设备例如构造为当药物输送设备内包含的药物待预定释放时确定可以控制电源。另外，逻辑设备也可以控制构造为导致释放药物的电气设备，例如输送机构、促动器、开关、多路结构等。例如，逻辑设备可以接收来自一个或多个例如定时器、传感器等的输入源的输入，且可以提供输出到电气设备。另外，逻辑设备可以控制从电源到电气设备的电能输送。
经皮药物输送设备也包括构造有容器的盒。容器可以单独地保持一个或多个类型的药物，使得包含在容器的一个内的药物可以保持为与包含在其他容器内的药物分开。另外，容器可以与微针阵列流体连通，通过微针可将一个或多个类型的药物从容器释放。微针可以具有在大约1μm至1mm之间的长度。更特定地，微针可以定尺寸且构造为将包含在容器内的药物通过使用者皮肤的真皮层输送给使用者。另外，扩散屏障材料可以定位在容器和微针之间的界面处，以大体上防止药物的损失直至药物被有意地释放。
药物输送设备进一步包括构造为实现药物输送设备内的多个功能的盖。一方面，盖构造为覆盖盒的容器以因此密封单独的容器。盖因此可以例如包括密封件，以大体上防止药物从容器的泄漏和在不同的容器内的药物的混合。另一方面，盖可以容纳逻辑设备、电源和电气设备。另外，盖可以包括用于在逻辑设备、电源和电气设备之间传送信号和电力的传导路径。
盖可以可移除地接附到盒，使得容器可以容易地被访问。在这点上，在移开盖后，可以添加或移除包含在容器内的例如药物、电解质或其他材料的材料。在一个例子中，材料可以通过任何合理地合适的已知方式存放在其各自的容器内。在另一个例子中，材料可以以材料分配设备。多个不同类型的药物可以存放在容器内用于输送到使用者的皮肤。
如在上文中陈述，电气设备可以包括输送机构。如一般地限定，输送机构包括当它由逻辑设备激活时构造为导致包含在容器内的药物通过微针释放的设备或促动器。例如，输送机构运行以通过在药物上施加力移动包含在容器内的药物且导致药物被排出。
如果使用扩散屏障以防止过早地通过微针药物输送，则输送机构可以包括用于撕开或另外地去活扩散屏障的装置。例如，如果扩散屏障是薄膜，则输送机构可以施加足够的力以撕开薄膜。如果屏障是对环境敏感的水凝胶，则输送机构可以提供环境刺激以使水凝胶收缩以允许释放药物。在此例子中，水凝胶可以包括负热敏性的水凝胶且输送机构可以构造为施加热到水凝胶以因此导致水凝胶收缩。在水凝胶收缩后，水凝胶可以从容器排出且药物可以相对地自由地从容器排出。另外地，药物可以绕水凝胶通过以从容器排出。
如另一个例子，输送机构可以包括构造为汽化液体的加热器，液体的汽化导致药物通过微针排出。由液体汽化造成的力可以足以撕开定位在容器和微针之间的界面处的薄膜。在此例中液体可以包含在弹性膜内，或弹性屏障层可以定位在液体和药物之间以大体上防止液体和药物混合。
如进一步的例子，输送机构可以包括构造为使得能初始化造成足以导致药物从容器排出的力的化学反应的器械。例如，输送设备可以包括允许多种化学品结合的激活机构。化学品例如可以包括碳酸氢钠和醋酸，它们的结合产生了二氧化碳。由化学反应造成的力可以足以撕开定位在容器和微针之间的界面处的薄膜。另外，化学反应可以在弹性膜中发生，或弹性屏障层可以定位在化学品和药物之间以大体上防止化学品和药物混合。
在任何方面，电源可以包括能提供足够的电力和/或电流的任何合理地合适的形式，以使药物输送设备的传感器和电气设备运行。合适的电源的例子可以包括合并到盒的盖内的薄膜电池。另一个例子是板载电池，它由多个包含电解质的容器形成，用于向多个构造在输送设备上的电气设备提供电能。端子或电极绕电解质提供以形成用于电气设备的电源。一方面，电源可以在电极相互接触时变成有效，这可以当将盖放置在盒上时发生。
通过实施在此描述的多个例子，从装配了微针的盒输送药物的定时可以控制为使得规定量的药物可以在一天或多天期间在不同的时间给药到使用者。另外，多个不同类型的药物可以在不同的时间输送到使用者。一方面，使用者因此可以通过应用在此描述的经皮药物输送设备接收他们在特定的时间周期所要求的所有药品。此外，药物输送设备可以通过在相对地更短的时间间隔上输送相对地小的剂量而将一个或多个药物维持在药动力学治疗区域内。也可以使用药物输送设备以精确地定时一个或多个药物的药物输送，以大体上防止对某些药物的混合的不利的反应，以大体上防止意外的超或欠剂量等级等。
参考图1A，图中图示了经皮药物输送设备100的简化的截面侧视图。应容易地显见的是，在图1A中描绘的经皮药物输送设备100代表了一般性的图示，且可以添加其他元件或去除或修改现有的元件而不偏离经皮药物输送设备100的范围。例如，经皮药物输送设备100可以包括另外的层、另外的容器和微针等。
经皮药物输送设备100一般地构造为接收和存储药物102，药物102可以包括多种已知的或迄今为止已知的药品或其他药剂。药物102也可以包括已知为经皮或通过其他方式，例如通过口服、皮下、肺部等给药的药品。经皮药物输送设备100也构造为放置在使用者皮肤上，使得包含在药物输送设备100内的药物102可以经皮药物输送。在这点上，经皮药物输送设备100可以选择地装配有粘合剂等以使得能将设备100保持为贴附到使用者皮肤上一段时间。如在下文中更详细地描述，经皮药物输送设备100装配有设计为控制在规定时间将药物102释放到使用者皮肤内的机构。
经皮药物输送设备100在图1A中图示为包括盒104和盖106。盒104包括具有多个容器110、112的底板108，容器形成为通过底板108。底板108可以由任何合理地合适的材料构造。合适的材料可以包括例如硅、金属、陶瓷、聚合物、复合物等。另外，底板108可以由柔性或刚性材料形成。
多个微针116形成在底板108的下表面上。微针116形成为使得它们与容器110的一个或多个通过各自的开口118流体连通。然而，如在图1A中示出，微针116每个与容器110的相应的一个流体连通。在任何方面中，微针116定尺寸为且成形为穿透使用者皮肤的角质层。另外，微针116包括具有足以允许包含在容器110内的药物102通过微针116的直径的通道120。在一个例子中，微针116的长度范围可以从大约1μm至1mm，且底板108可以包括100个或更多的微针116的阵列。
在容器110和微针116之间的界面处的开口118可以覆盖有各自的膜122。膜122的合适的材料的例子包括聚合物、陶瓷、金属、玻璃、水凝胶等。膜122构造为提供容器110的液体密封，且构造为大体上防止包含在容器100内的药物102的污染。膜122也构造为撕开或另外地使得包含在容器110内的药物102能在希望时流动通过开口118。在一个例子中，膜122构造为当至少预先确定的量的力施加在膜122上时被撕开。在此点上，在膜122上施加压力的定时可以被控制，因此控制药物102的释放，如在下文中更详细地描述。
盒104和盖106可以由任何个数合理地合适制造技术形成。例如包括容器110、112和微针116的盒104可以使用标准MEMS(微机电系统)制造技术形成。另外，盒104和盖106可以使用其他本领域技术人员已知的方法形成。
盖106可以接附到盒104上，以提供对包含在容器110内的药物102的液体密封。在此点上，盖106可以通过使用粘合剂(未示出)结合到盒104。粘合剂例如可以是压力激活的、热激活的等。另外，粘合剂可以选择为在盖106和盒104之间的界面处提供足够的密封，使得可以大体上防止任何已从容器110释放的药物102泄漏出经皮药物输送设备100。盖106也可以大体上防止包含在不同的容器110内的药物102的混合。
作为粘合剂的使用的替代，盖106可以通过其他合适的方式接附到盒104。例如，盖106或盒104可以由设计为通过施加热、光或其他类型的能量结合到盒104的材料形成。作为另一个例子，盖106和盒104可以形成有构造为相互匹配且提供了在盖106和盒104之间的互锁连接的互补的结构。
在任何方面，在将药物102插入到容器110后，盖106可以接附到盒104。另外，虽然盖106示出为与盒104分开，但盖106可以与盒104整体地形成。在此例中，盖106可以通过使用铰链(未示出)接附到盒104，这使得能访问容器110。
如在图1A中示出，盖106包括具有多个形成在其内的腔132、134的底板130。腔132、134可以通过本领域技术人员已知的任何合理地合适方式形成。例如，腔132、134可以通过MEMS制造技术、蚀刻、光刻等形成。在任何方面，腔132、134容纳了经皮药物输送设备100的多种部件。
在图1A中示出的例子中，第一腔132容纳了逻辑设备136及其输入源150。合适的输入源150的例子例如包括时钟、定时器、传感器、开关等。输入源150一般地作为逻辑设备136的输入源运行。更特定地，在控制包含在药物输送设备100内或上的各种电子设备的运行中，逻辑设备136可以使用从输入源150接收的信息。虽然逻辑设备136和输入源150已图示为位于第一腔132内，但应理解的是，逻辑设备136和输入源150可以定位在盖106外而不偏离在此描述的药物输送设备100的范围。
电子设备例如可以包括输送机构138，它在图1A中图示为容纳在第二腔134内。又应理解的是，输送机构138的部分或全部可以定位在盖106外而不偏离在此描述的药物输送设备100的范围。输送机构138的定位可以基于输送机构138的构造。
在任何方面中，输送机构138一般地运行以使得能输送药物102，且输送机构138可以包括多种如在下文中更详细描述的构造。如示出，输送机构138每个包括构造为通过形成在或包含在底板130内的传导路径142接收电能的促动机构140。电能可以从电源144供给到传导路径142内。电源144可以包括可以容纳在药物输送设备100内的任何合理地合适的电源。因此，在图1A中图示的电源144是为了图示的用途，且不意图于在任何方面限制药物输送设备100。在此方面中，电源144例如可以位于盖106内或上的任何位置。
一般地，电源144可以包括能提供充足的电力和/或电流以运行药物输送设备100的传感器和电气设备的任何合理地合适的形式。合适的电源144的例子可以包括合并在药物输送设备100的盖106内或定位在药物输送设备100的盖106上的薄膜电池。另一个在图1B至图1D中示出的例子是由多个包含了电解质114的容器112造成的板载电池以用于提供电能。
特别地参考图1B，图中示出了根据第二例子的经皮药物输送设备100’的简化的截面侧视图。最初，应理解的是，在图1B内具有与那些在图1A中描绘的元件相同的参考数字的元件对应于图1A中的相同的元件，反之亦然。因此，对那些相同的元件的详细描述被省略，因为已经参考图1A描述。
如所示出，盒104的底板108包括包含了电解质114的容器112。另外，端子或电极146、148绕电解质114提供以形成用于药物输送设备100的电源。在一个方面中，电源可以在电极146、148相互接触时变得有效，这可能在将盖放置在盒上时发生。另外，由电解质114和电极146、148生成的电能可以通过传导路径142输送到多种电子设备，例如输送机构138。
电解质114和电极144、146可以包括本领域技术人员一般地已知的用于生成电能的任何合理地合适的材料。在此点上，关于通过使用电解质和电极生成电能的一般机制的详细描述被省略。
如另外地示出，容器112已图示为不带相应的微针116，因为电解质114不意图于从盒104排出。然而，如果微针116形成在容器112下方，则在容器112和微针116之间的开口可以被加盖以防止电解质114的泄漏。
现在转到图1C，图中示出了在图1B中图示的盒104的简化俯视图。应容易地显见的是，在图1C中图示的盒104代表了一般性的图示且可以添加其他元件或去除或修改现有的元件而不偏离盒104的范围。也应理解的是，在图1C中描绘的容器110、112的个数不意味着在任何方面限制盒104，而是这样地图示以提供对根据一个例子的盒104的完全的理解。
如在图1C中示出，多个容器110、112以阵列定位在盒104上，使得盒104可以包括相对地大量的容器110、112。容器110可以保持不同类型的药物102。例如，包含在轮廓区124内的容器110可以构造为保持第一类型的药物102，而位于轮廓区124外的容器110可以保持第二类型的药物102。另外，容器110可以以任何合理地合适的布置保持任何合理地合适的个数的药物102。在此点上，单个的盒104可以用于向使用者经皮输送任何合理地合适的个数的药物102。另外，多种药物102输送到使用者的时间或频率也可以被控制。因此，要求在一天期间在多种时间接收多种药品的使用者例如可以通过使用单个的盒104实现这样的要求。
电解质114也示出为布置为分开地形成的容器112。应理解的是，包含电解质114的容器112的个数是为了图示的目，且不意味着在任何方面限制经皮药物输送设备100。作为替代，可以使用任何合理地合适的容器112的个数以包含电解质114。另外，包含电解质114的容器112的个数可以例如根据运行药物输送设备100所要求的电能的量选择。
现在参考图1D，图中图示了在图1B中图示的盖106的简化的底视图。应容易地显见的是，在图1D中图示的盖106代表了一般性的图示且可以添加其他元件或去除或修改现有的元件而不偏离在此描述的药物输送设备100的范围。也应理解的是，在图1D中描绘的部件的个数不意味着在任何方面限制盖106，而是这样地图示以提供对根据一个例子的盖106的完全的理解。
如在图1D中示出，多个腔132、134以阵列定位在盖106上，使得腔132、134大体上与盒104中的容器110、112的各自的一个对齐。另外，定位在盖106上的电极148构造为接触定位在盒104上的电极146的各自的一个。在此点上，当盖106定位在盒104的顶上时，电极146、148和电解质114构造为生成电能且因此作为用于药物输送设备100的电源运行。如在下文中更详细地描述，电能可用于在向使用者输送药物102中驱动一个或多个电气设备、输入源、逻辑设备等。
虽然在图1C中图示了单个的逻辑设备136和输入源150，但另外的逻辑设备136和输入源150可以提供在剩余的腔132的至少一个内而不偏离盖106的范围。另外，腔132的个数可以降低，以因此造成更大的腔132，例如在逻辑设备136和输入源150的至少一个要求附加的空间的情况中。此外，图示在盖106内的逻辑设备136以及其他部件，例如输入源150、输送机构138、传导路径142等可以定位在盖106外。
图2描绘了用于控制例如经皮药物输送设备100的经皮药物输送设备的控制系统202的方框图200。应理解的是，如下的方框图200的描述是多种不同的方式中的一个方式，其中可以运行这样的控制系统202以控制经皮药物输送设备100的运行。另外，应理解的是，控制系统202可以包括另外的部件，且所描述的部件的一些可以去除和/或修改而不偏离控制系统202的范围。此外，虽然特定地参考了在图1A至图1D中描绘的经皮药物输送设备100，应理解的是，控制系统202可以用于控制具有不同于关于经皮药物输送设备100图示的构造的药物输送设备。
控制系统202包括构造为控制药物输送设备100的多种运行的逻辑设备136。逻辑设备136例如可以包括如计算设备、微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等控制器。一般地，逻辑设备136可以编程以接收输入、处理输入且控制何时促动多种输送机构以因此控制何时将一个或多个药品102向使用者给药。逻辑设备136可以进一步编程为确定存储在药物输送设备100内的一个或多个药品102是否可能导致与一个或多个其他药物102的不利的反应。如果逻辑设备136进行此确定，则它可以保证以大体上防止潜在的不利反应的输送率输送药物102，或提供对潜在的不利反应的指示。
逻辑设备136包括构造为从输入源150接收指令以及其他信息的输入/输出模块204。输入源150可以例如包括时钟、定时器、传感器等。输入/输出模块204可以一方面用作用于逻辑设备136的适配器以接收和发送数据。在此点上，输入/输出模块204可以包括构造为执行这样的功能的硬件和/或软件。另外，虽然输入/输出模块204已图示为形成逻辑设备136的部分，但输入/输出模块204可以包括存储在可由逻辑设备136访问的存储器208内的算法。存储器208也可以一般地构造为提供软件的存储，该软件提供了逻辑设备136的功能性。存储器208可以例如实施为易失存储器和非易失存储器的组合，例如DRAM、MRAM、EEPROM、闪速存储器等。
输入设备210可以用于输入指令到输入/输出模块204。输入设备210可以例如包括使用者接口终端，例如计算设备、手持计算机、个人数字助理等。输入设备210可以与逻辑设备136通过接口212通信，接口212可以包括构造为能使信息至少在从输入设备210到逻辑设备136的一个方向上传递的硬件和/或软件。输入设备210和逻辑设备136之间的通信可以通过任何合理地合适的有线或无线协议实现。
指令例如可以包括何时包含在经皮药物输送设备100内的药品将给药、药品给药的频度如何、给药的药品的量如何、哪些容器内包含的哪些药品在特定的时间将给药等。输入设备210也可以提供关于由包含在药物输送设备100内的一个或多个药物的组合导致的潜在的不利反应的指令给逻辑设备136。如果逻辑设备136接收了这些指令，则逻辑设备136可以保证以大体上防止潜在的不利反应的输送率输送药物102，或提供对潜在的不利反应的指示。
从输入设备210发送的指令可以类似于对于被要求服用一个或多个药物的人的处方。这些指令可以被编程到存储器208内且可以作为算法、查表等存储。在经皮药物输送设备100运行期间，逻辑设备136可以访问此信息来控制通过经皮药物输送设备100的药物输送的多种方面。
逻辑设备136可以在供给至少一个药物102到容器110内之后编程。替代地，逻辑设备136可以在经皮药物输送设备100制造前或制造期间编程。因此，例如用于控制逻辑设备136的算法可以预编程。
逻辑设备136可以包括控制模块214，控制模块214可以包括构造为执行逻辑设备136的多种控制功能的硬件和/或软件。虽然控制模块214图示为逻辑设备136的形成部分，但控制模块214可以包括存储在由逻辑设备136访问的存储器208内的算法。在任何方面，广泛地讲，控制模块214可以运行以接收输入、处理输入和传递控制信号以作用在已处理的输入上。
在第一个例子中，输入源150可以包括时钟和定时器的至少一个且可以将定时信息传送到控制模块214。控制模块214可以处理定时信息以确定是否激活输送机构138a至138n的一个或多个以输送包含在一个或多个容器110内的药物102。更特定地，例如控制模块214可以编程为在特定的时间时或在经历了特定的时间量后输送包含在容器110的一个或多个内的药物102。在此点上，控制模块214可以跟踪由输入源150确定的时间的经过以确定何时输送药物102。另外，控制模块214可以运行以选择地控制电能向输送机构138a至138n的特定的一些的输送，以导致与这些输送机构138a至138n有关的药物102被输送。
在第二个例子中，输入源150可以包括构造为检测至少一个情况的传感器。在一个例子中，输入源150可以定位为检测使用者血流中的至少一个情况。例如，输入源150可以定位且构造为检测血中的葡萄糖水平。输入源150也可以定位且构造为监测任何合理地合适的药物或生物学标记数据。在此例子中，控制模块214可以处理检测到的情况信息且选择地基于检测到的情况信息控制药物输送。例如，如果检测到的情况信息指示葡萄糖水平过高，则控制模块214可以确定要求胰岛素以降低葡萄糖水平。
在另一个例子中，输入源150可以构造为检测一个或多个环境情况。例如，输入源150可以构造为检测在空气中的悬浮颗粒，例如神经药剂和其他潜在地有害的化学品。在此例子中，控制模块214可以辨别药剂且可以确定对于此药剂的适当的解毒剂。在此点上，经皮药物输送设备100可以存储对于多个不同药剂的多个不同解毒剂。
在以上的例子的任一个中，控制模块214可以跟踪由输入源150检测到的一个或多个情况，以确定何时输送药物102。另外，控制模块214可以运行以选择地控制电能向输送机构138a至138n的特定的一些的输送，以导致与这些输送机构138a至138n有关的药物102被输送。
电能可以从电源216供给到逻辑设备136、输入源150和多种其他电气设备。电源216可以包括能提供足够的电力和/或电流以运行药物输送设备100的传感器和电气设备的任何合理地合适形式。合适的电源216的例子可以包括合并到药物输送设备100的盖106内或定位在盖106上的薄膜电池，如在图1A中图示。如在图1B至图1D中示出的另一个例子是由多个包含电解质114的容器112造成的用于提供电能的板载电池。
控制模块214可以控制电能向输送机构138a至138n的多种输送机构的输送。在一个例子中，输送机构138a至138n的每个可以通过使用多路器/多路分离器被寻址。多路器/多路分离器的使用一般地是已知的，例如以通过行和列指示寻址格阵上的特定的位置，且因此在此未详细地描述。然而，在任何方面，控制模块214可以确定何时输送机构138a至138n将选择地接收电能以因此导致包含在相关的容器110内的药物102被释放。如以上所描述，确定可以基于由输入源150接收到的信息进行。
输送机构138a至138n可以包括多种形式。一般地限定，输送机构138a至138n可以包括构造为导致当输送机构138a至138n被逻辑设备136激活时包含在容器110内的药物102被通过微针释放的设备或促动器。例如，输送机构138a至138n可以运行以通过在药物102上施加力移动包含在容器110内的药物102且导致药物102被排出。
在第一例子中，膜122可以包括构造为在多种环境情况中收缩的水凝胶。在此例子中，输送机构138a至138n可以包括构造为提供必需的环境刺激以收缩水凝胶以允许药物102的释放的元件。例如，输送机构138a至138n可以包括构造为足以增加水凝胶的温度以导致水凝胶收缩且因此使药物能从容器110排出的加热元件302(图3A)。
在另一个例子中，输送机构138a至138n可以包括构造为汽化液体304的加热元件302，液体304的汽化导致药物102通过微针116排出。图3A以截面描述了包括加热元件302的输送机构300的简化的示意性图示。加热元件302可以一般地包括构造为当电能流过设备时变得被加热到规定的水平的任何合理地合适的设备。
在图3A图示的例子中，当逻辑设备136确定了输送机构300将变得被激活时，逻辑设备136导致通过传导路径142向加热元件302供给电能。由加热元件302生成的热导致液体304被汽化且在第二腔134内膨胀。液体304的汽导化致在箭头306示出的方向的膨胀。在一个方面中，第二腔134和药物102之间的界面308可以包括构造为当液体304汽化时变形的弹性材料。替代地，液体304可以大体上装入弹性材料。在任何方面中，通过液体304的汽化造成的力可以提供足够的膨胀以促使药物102通过微针116排出。
如进一步的例子，输送机构128a至138n可以包括构造为使得能初始化造成足够的力以导致药物102从容器110排出的化学反应的器械。图3B以截面描绘了包括这些器械的输送机构310的简化的示意性图示。为简化且非限制的目的，输送机构310图示为带有第一化学品312和第二化学品314。因此，应理解的是，可以使用任何个数的化学品而不偏离输送机构310的范围。在图3B中也图示了定位在第一化学品312和第二化学品314之间的激活机构316。激活机构316可以包括构造为通过接收电能能使得第一化学品312和第二化学品314结合的任何合理地合适的设备。另外，第一化学品312和第二化学品314可以从其结合造成膨胀且施加足够的力以导致药品102从容器110排出的任何合理地合适的元素中选择。合适的化学品312和314的例子例如包括碳酸氢钠和醋酸，它们的结合产生了二氧化碳。
在图3B中图示的例子中，当逻辑设备136确定输送机构310将变得被激活时，逻辑设备316导致通过传导路径142向激活机构316供给电能。电能被激活机构316的接收导致去除了第一化学品312和第二化学品314之间的屏障，因此使得第一化学品312和第二化学品314混合。第一化学品312和第二化学品314的混合导致在箭头306示出的方向的膨胀。在一个方面中，第二腔134和药物102之间的界面308可以包括构造为当混合物膨胀时变形的弹性材料。替代地，混合物可以大体上装入到弹性材料内。在任何方面，通过第一化学品312和第二化学品314之间的化学反应造成的力可以提供足够的膨胀以促使药物312通过微孔116排出。
现在将参考如下流程图更详细地描述控制系统302使用的多种方式，以从经皮药物输送设备100向使用者输送至少一个药物102。
参考图4，图中示出了用于以经皮药物输送设备100输送至少一个药物102的运行模式400。要理解的是，如下的对运行模式400的描述只是其中至少一个药物102可以以经皮药物输送设备100输送的多种不同的方式的一个方式。对本领域一般技术人员也应显见的是，运行模式400代表一般性图示且可以添加其他步骤或去除或修改现有步骤而不偏离运行模式400的范围。参考图2中图示的方框图200且因此参考图2中引用的元件描述运行模式400。
在初始化运行模式400前，经皮药物输送设备100的容器110可以填充以一个或多个药物102。容器110可以通过使用能将容器110填充以一个或多个药物102的任何合理地合适的设备填充。替代地，分配设备可以用于将一个或多个药物102分配到容器110内。另外，分配设备可以用于将电解质114分配到容器112内。
如在图4中示出，逻辑设备136可以在步骤402处被编程。一般地，逻辑设备136可以编程为控制何时促动多种输送机构138a至138n，以因此控制何时将包含在多种容器110内的药物102给药到使用者。在此方面，逻辑设备136可以编程为在第一时间激活第一输送机构138a且在第二时间促动第二输送机构138b。另外，逻辑设备136可以在将经皮药物输送设备100放置在使用者皮肤的步骤404前、期间或后的任何时间被编程。
在步骤406处，可由逻辑设备136从由输入源150接收的信息跟踪至少一个情况。该至少一个情况可以包括例如来自时钟或定时器的定时信息。附加地或替代地，该至少一个情况可以包括由传感器检测到的情况。在输入源150包括定时设备的情况中，逻辑设备136可以将接收到的定时信息与规定的时间比较，以在步骤408处确定是否达到了规定的时间。如果尚未达到规定的时间，则逻辑设备136可以在步骤406处继续跟踪时间的经过，直至在步骤408处达到规定的时间。如果在步骤408处已达到规定的时间，则逻辑设备136可以导致向输送机构138a至138n的一个或多个输送电能，以在步骤410处将包含在容器110的至少一个内的药物102输送到使用者的皮肤内。
在输入源150包括传感器的情况中，逻辑设备136可以将第二情况与规定的情况比较以在步骤408处确定是否达到了规定的情况。如果尚未达到规定的时间，则逻辑设备136可以在步骤406处继续跟踪感测的情况，直至在步骤408处已达到规定情况。如果在步骤408处已达到规定情况，逻辑设备136可以导致向输送机构138a至138n的一个或多个输送电能，以在步骤410处输送包含在容器110的至少一个内的药物102。
在任何情况中，在步骤412处可以确定是否继续运行模式400。运行模式400可以继续，例如如果要向使用者输送另外剂量的药物102或另外的药物102。如果确定运行模式400继续，则可以再次在步骤406处跟踪至少一个情况，且可以大体上连续地重复步骤408至412直至确定运行模式400停止。在此例子中，运行模式400可以如在步骤414处指示终止，且经皮药物输送设备100可以从使用者皮肤移开。
通过实施运行模式400，经皮药物输送设备100可以用于将一个或多个药物在多种规定的时间向使用者给药。在此点上，例如使用者可以应用单个的经皮药物输送设备100且可以在规定的时间接收规定量的一个或多个药物。因此，使用者仅需要记住应用经皮药物输送设备100且不需要负担记住在多种规定的时间服用一个或多个药物。
在运行模式400内图示的一些或全部运行可以作为实用程序、程序或子程序而包含在任何希望的计算机可访问介质内。另外，运行模式400可以由计算机程序实施，该程序可以以多种活性的和非活性的形式存在。例如，它们可以作为包括以源代码、目标代码、可执行代码或其他格式的程序指令的软件程序(多个程序)存在。以上的任何可以在包括存储设备和信号的计算机可读取介质上以压缩或未压缩形式实施。
典型的计算机可读存储设备包括常规计算机系统RAM、ROM、EPROM、EEPROM和磁盘或磁带，或光盘或光带。典型的计算机可读取信号，无论是否使用载体调制，是寄宿或运行计算机程序的计算机系统被构造为访问的信号，包括通过国际互联网或其他网络下载的信号。前述的具体的例子包括在CD ROM上的程序的发行或通过国际互联网下载。在某种意义上，国际互联网自身作为抽象实体是计算机可读取介质。一般的计算机网络也是计算机可读取介质。因此要理解的是，任何能执行以上所述的功能的电子设备可以实现以上列举的这些功能。
图5图示了计算机系统500，它可以用于实现多种在此描述的功能。计算机系统500例如可以包括控制器输入设备210和/或逻辑设备136。在此方面中，计算机系统500可以用作用于执行以上关于控制系统202的多种部件描述的一个或多个功能的平台。
计算机系统500包括一个或多个控制器，例如处理器502。处理器502可以用于执行在运行模式400中描述的步骤的一些或全部。来自处理器502的命令和数据通过通信总线504通信。计算机系统500也包括主存储器506，例如随机存取容器(RAM)，其中例如用于逻辑设备136和/或输入设备210的程序代码可以在运行时间期间被执行，计算机系统500还包括次级存储器508。次级存储器508例如包括一个或多个硬盘驱动器510和/或可移除存储驱动器512，代表了软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器等，其中可以存储用于控制系统202的程序代码的拷贝。
可移除存储驱动器510以已知的方式读取可移除存储单元514和/或写入可移除存储单元514。使用者输入和输出设备可以包括键盘516、鼠标518和显示器520。显示适配器522可以与通信总线504和显示器520形成接口，且可以接收来自处理器502的显示数据且将显示数据转化为用于显示器520的显示命令。另外，处理器502可以通过网络适配器524与网络，例如国际互联网、局域网等通信。
对本领域一般技术人员将显见的是，可以在计算机系统500内添加或替代以其他已知的电子部件。另外，计算机系统500可以包括在数据中心内在架内使用的系统板或刀片、常规的“白箱”服务器或计算设备等。图5中的部件的一个或多个也可以是光学部件(例如使用者输入设备、次级存储器等)。
在此描述和图示的是本发明的优选实施例与其变体。在此使用的术语、描述和附图仅通过图示方式被阐明且不意味着限制。

Claims (5)

1.一种经皮药物输送设备(100，100′)，其包括：
(1)盒(104)，盒(104)包括底板(108)，该盒具有形成在底板中用于包含药物(102)的第一容器(110)，和多个微针(116)，其中微针(116)的至少一个与第一容器(110)流体连通；
(2)可接附到盒(104)以用于覆盖第一容器(110)的盖(106)；
(3)电源(114、144)；
(4)提供在盖(106)上以构造为接收由电源(114、144)生成的电能的电子设备(138)；和
(5)构造为选择地控制电能向电子设备(138)输送的逻辑设备(136，214)，其中电能的输送导致电子设备(138)输送包含在第一容器(110)内的药物(102)，其特征在于：电源(114，144)包括板载电池，它由多个包含电解质(114)的第二容器(112)形成，用于提供电能；第二容器(112)形成在底板(108)中。
2.根据权利要求1所述的经皮药物输送设备(100，100′)，其中电源(144)还包括第一和第二电板(146，148)，所述第一电极(146)定位在盒(104)上且所述第二电极(148)定位在盖(106)上，第一电极(146)和第二电极(148)相对于所述电解质(114)定位以使得当盖(106)放置在盒(104)上时能生成电能。
3.根据权利要求1所述的经皮药物输送设备(100，100′)，其中进一步包括：至少一个的输入源(150)，构造为向逻辑设备(136，214)提供定时信息和情况信息。
4.根据权利要求1所述的经皮药物输送设备(100，100′)，其中电子设备包括构造为响应于电能的接收在药物(102)上施加压力的输送机构(138)，所述的压力施加足以导致药物(102)从第一容器(110)排出。
5.根据权利要求4所述的经皮药物输送设备(100，100′)，其中还包括：用于跟踪情况的装置(150)，其中逻辑设备(136)接收来自所述用于跟踪情况的装置(150)的情况信息、处理所述情况信息并且基于该处理后的信息控制所述电能的输送。
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