CN101502695B - 埋入式可充缓释给药泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种埋置在人体内通过弹力膜变形而施压的缓释给药泵，其包括泵体、穿刺膜、筛板、弹力膜、内导管、导流阀和过载阀，其特征在于，泵体与穿刺膜由固定密封圈通过嵌压或粘附而形成一个内腔，内腔被筛板分为上室和下室两个部分；下室中带有弹力膜，该弹力膜完全覆盖筛板并能够在下室中膨胀，而且在上室中注入药液后，药液通过筛板上的筛孔流入下室并能够使弹力膜变形扩张直至填充满下室；以及，上室与泵外部之间具有内导管来连通，内导管带有导流阀和过载阀，通过弹力膜变形的回弹力并调节导流阀和过载阀来控制上室和下室中的药液流到泵外部的流速。该缓释给药泵能精确控制药液流速，并有压力过载冲洗功能，构造简单、耐用，维护方便。药物可经皮反复充填，因而方便患者使用。

Description

埋入式可充缓释给药泵

技术领域

本发明涉及一种缓释给药的医疗装置，属于医疗器械，具体而言，本发明涉及一种埋置在人体内通过弹力膜变形而施压的缓释给药泵，其可以反复充入药液。

背景技术

在现有的医疗过程中，某些疾病(如，恶性肿瘤、内分泌疾病等)通常需要长期经注射给药，患者必须隔天甚至每天数次来医院或医疗机构注射药物，给患者本人的工作、生活带来极大的不便，注射部位也可能由于长期反复注射而产生硬结、破溃等不良反应；此外，有些药物由于在体内半衰期短，间歇大剂量给药很难在体内持续维持起效浓度，而且药物的毒副作用也会因为间歇给药的剂量过大而增加。因此，需要开发一种能够埋置在人体内的给药装置，用以在体内持续缓慢地释放有效剂量的药物；还希望可重复充入药液，从而可反复使用，节约成本并减少患者重复埋置的痛苦；另外为了安全可靠起见，还希望能够便于冲洗该装置内部以及便于在手术埋入人体前检查该给药装置的通畅性。中国专利88217604、01241414、94239006、200520025513等分别公开了能埋入人体内的给药装置，但它们不但结构与本发明的不同，而且还无法缓释给药或者无法方便地冲洗或检查。

发明内容

本发明要解决的问题是克服现有技术的不足，提供埋置在人体内通过弹力膜变形而施压的缓释给药泵，其可以反复充入药液，还便于冲洗和检查。具体而言，本发明的目的在于提供一种用于体内埋置的缓释给药泵，在充入药物时用注射针头经皮刺穿埋置在体内的该泵体上的穿刺膜，把药液注射到泵体的上室里，药液通过筛板进入下室，使弹力膜在药物往泵内充填的过程中会被动变形弹起，由于弹力膜变形弹起时产生一定的回弹压力，将泵体内腔内的药液经内导管向泵外泵出，并通过内导管的导流阀与过载阀的配合，控制药流缓慢向泵外释放或快速流出以进行冲洗。另外，本发明人还根据长期临床摸索，优选出了给药体积、流速等参数，使泵体内15ml的药液在1天至1周左右的时间内缓慢泵出，从而满足临床多种疾病的治疗需要。该缓释给药泵生物相容性好，没有毒副作用及过敏反应；具有良好的药物防渗漏设计，安全可靠；通过本装置可实现在人体内自动、缓释的给药方式，药物经缓释持续给药，更符合药代动力学及人体生理需要，可以减少化疗药等的毒副作用，提高疗效。该缓释给药泵可用于癌症化疗和肿瘤切除后预防复发的化疗(如5-氟尿嘧啶等)、肿瘤病人的生物免疫治疗(如干扰素、胸腺肽等)、晚期癌痛止痛治疗(如吗啡类等)、内分泌疾病激素替代治疗(如胰岛素、雌激素)等诸多领域的药物的给药，具有广阔的应用前景。

本发明的目的是通过以下技术方案来加以实现的。具体而言，本发明提供一种用于体内埋置的缓释给药泵，其包括泵体2、穿刺膜7、筛板5、弹力膜3、内导管6、导流阀11和过载阀9，其特征在于，泵体2与穿刺膜7由固定密封圈10通过嵌压或粘附而形成一个内腔，内腔被筛板5分为上室6和下室4两个部分；下室4中带有弹力膜3，该弹力膜3完全覆盖筛板5并能够在下室4中膨胀，而且在上室6中注入药液后，药液通过筛板5上的筛孔流入下室4并能够使弹力膜3变形扩张直至填充满下室4；以及，上室6与泵外部之间具有内导管8来连通，内导管8带有导流阀11和过载阀9，通过弹力膜3变形的回弹力并调节导流阀11和过载阀9来控制上室6和下室4中的药液流到泵外部的流速。其中，上室6和下室4中的术语“上”和“下”只是用于区别，表示上室6和下室4不是同一个部分，并不表示空间位置的上下。

本发明的缓释给药泵通过弹力膜3的回弹力、过载阀9和导流阀11的开闭及开闭大小等的整体配合，实现自动、缓慢和持续的给药以及快速的冲洗。其中，弹力膜3完全覆盖筛板5并在变形弹起后能够容纳完全从上室6经筛板5流入的药液。该弹力膜3的周边可以固定在筛板5的边缘，也可以固定在下室4的内壁上，只要能够完全覆盖住筛板5；其膨胀受刚性的下室4内壁制约，其最大变形后能够容纳的最大体积基本为下室4的容积。由于弹力膜3自身很薄，体积小，而且通常空气可大幅压缩(优选下室4中没有空气，即真空)，下文为方便起见，将弹力膜3变形后能够容纳的最大体积视为等同于下室4的容积。其中，由于药液会残留在上室6中，因此上室6的容积通常较小；而等于下室4容积的药液会被泵出，因此可以根据所需给药的体积来确定下室4的容积。根据本发明人的长期临床摸索，综合药物成本、给药体积和患者的耐受度，上室6容积为0.2-1ml，优选为0.5ml；而下室4容积为10-30ml，优选为15ml。另外，弹力膜3最大变形后由于撑满下室4，此时再试图注入液体，将使液体压强超出弹力膜3最大变形提供的回弹力所产生的压强。

在本发明的缓释给药泵中，筛板5指板状的筛，筛上的孔能够使液体流过，但是能够截流大于筛孔的固体(如穿过穿刺膜7的注射针头，以防止刺穿弹力膜3)，而基本不降低流速。

在本文中，如未加特别说明，术语“基本”指所定义的明确范围的改变不超过10％，如“基本不降低流速”指的是不降低流速或降低流速不超过10％。

在本发明的缓释给药泵中，泵体2可以以任何方式固定在体内，优选泵体2上有用于将泵体2缝合固定于人体皮下的固定孔1，更优选泵体2上有用于将泵体2缝合固定于人体皮下的4个固定孔1。这样，通过固定孔1可便于将牢泵体2固地埋置于人体皮下，尤其是固定在人体皮下筋膜层上。

在本发明的缓释给药泵中，内导管8的内端与上室6连通，其外端可以直接连通泵外部，即泵内的药液流过内导管8外端就流出了泵，但是优选内导管8外端还可以进一步连接其他能使液体流过的构件。例如，内导管8外端连接有给药筛14。由于泵内的药液最后经过给药筛14流出，而给药筛14能防止皮下组织生长入内导管8内，因此这样的设计在本文中被称为皮下型。给药筛14的筛型可以是多孔形的，可有效防止出药微孔堵塞。又如，内导管8外端连接有外导管14a。由于外导管14a可以连接血管(如，动脉或静脉)，泵内的药液最后经过外导管14a流出或流入与外导管14a连接的血管，因此这样的设计在本文中被称为腔内型。内导管8和外导管14a可以直接相连，优选内导管8和外导管14a的连接处使用紧固件15固定。

在本发明的缓释给药泵中，药液流速可以弹力膜3的回弹力、过载阀9和导流阀11的开闭及开闭大小等的整体配合来调整。优选的药液流速在0.5ml/小时至0.01ml/小时之间。这样可控制15ml的药液在1天至1周左右缓慢匀速泵出，符合多种药物缓释给药的要求。

在本发明的缓释给药泵中，弹力膜3可用能变形回弹并且不渗漏的材料制备，该材料反复伸缩后回弹压强基本不下降。优选弹力膜3在未受药液挤压而变形时的回弹压强为97-103mmHg，更优选为100mmHg；并且优选弹力膜3在受药液挤压而最大变形时(如在充满15ml药液时)的回弹压强为107-113mmHg，更优选为110mmHg；而且也优选弹力膜反复伸缩1000次后回弹压强下降不超过2mmHg。这样的弹力膜3可采用现有已知的的硅橡胶制造，所述硅橡胶可以在市场上购买，例如可购自高尔特硅橡胶制品有限公司，其符合YY0334-2002硅橡胶外科植入物通用要求。

在本发明的缓释给药泵中，优选导流阀11是可调节的导流阀，从而便于在临床使用时根据需要而调节。在本发明的具体实施方式中，导流阀11能够通过调节导流阀11中的导流孔12大小而调节流经液体的流速，即导流阀11还带有导流孔12，通过调节液体流经的导流孔12的大小来控制液体的流速。另外，导流阀11可以完全打开，配合完全打开过载阀9，液体可快速通过内导管8，从而起到冲洗的作用。这样的导流阀11可以采用铂金材料经过激光打孔等精密加工技术制造，可以通过调节其上的刻度来调节导流孔12直径的大小，进而控制液体的流速。另外，导流阀11周围优选使用导流阀密封圈13来密封，起到防渗漏作用。

在本发明的缓释给药泵中，优选过载阀9在所受前端压强不超过一定压强时能够保持不完全打开状态；而且过载阀9在所受前端压强超过该一定压强时能够保持完全打开状态。其中，前端压强和后端压强均为本领域技术人员所熟悉的术语，具体到本文而言，前端压强指的是给过载阀9向上室6一端所承受的液体压强；后端压强指的是过载阀9背向上室6一端所承受的液体压强。当后端压强与前端压强持平时，即过载阀9处于完全打开状态时，液体可不受过载阀9的阻碍而快速通过；当后端压强小于前端压强而且后端压强大于0时，即过载阀9处于不完全打开状态时，有液体流过过载阀9，但过载阀9能在一定程度上阻碍液体通过，从而控制流出过载阀9的液体的流速；当过载阀9处于封闭状态时，即后端压强为0时，完全没有液体流出。优选本发明的缓释给药泵中的过载阀9在所受前端压强不超过一定压强时能够保持不完全打开状态，从而使得药液较慢地流出，用于缓慢释放药液；在所受前端压强超过该一定压强时能够保持完全打开状态，从而使液体完全不受过载阀9阻碍而快速流出，起到冲洗泵体内部的作用；当然，在所受前端压强回复到小于200mmHg时，过载阀9内部阀门自动复位，仍保持不完全打开状态。根据本发明人的摸索，上述“一定压强”优选为200mmHg，即过载阀9在所受前端压强不超过200mmHg时能够保持不完全打开状态；而且过载阀9在所受前端压强超过200mmHg时能够保持完全打开状态；另外，优选不完全打开状态的过载阀9的后端压强恒定在1mmHg。这样的过载阀9可以由医用镍钛合金材料(50.5％镍摩尔百分比，其余为钛，可购自江阴法尔胜佩尔新材料科技有限公司)制造。

上述缓释给药泵的各部件可使用常规的材料制成，或者可以通过市场购买。例如，与人体组织接触的部分使用本领域技术人员所常用的用于置入人体的材料制成，所用材料为生物相容性高分子材料或生物合金，这样可以与人体组织无排斥。例如泵体2可用医用聚砜制造，如可购自南京元邦工程塑料有限公司的医用聚砜材料；给药筛9、内导管9、外导管14a和紧固件15可用生物相容性合金制造，如可购自江阴法尔胜佩尔新材料科技有限公司的合金；弹力膜3、穿刺膜7优选用符合“YY0334-2002硅橡胶外科植入物通用要求”的硅橡胶制造，如可购自高尔特硅橡胶制品有限公司，弹力穿刺膜可耐受上千次的穿刺不渗漏；固定密封圈10和导流阀密封圈13可采用上述同样材质的硅橡胶制造。

本发明提供的缓释给药泵具有以下多种有益效果：1，可长期置于皮下，泵体缝合固定及穿刺定位容易，泵体密封性、组织相容性好，药液无异位渗漏，安全可靠，因此给药期间病人无需住院，可正常生活、工作，从而极大提高患者的生活质量；2，该装置植入体内后可反复灌注药物，治疗在门诊即可完成，可重新装填药物，因此费用低廉，操作方便；3，该泵药液流速控制精确而且便于冲洗，同时结构较简单，因此制造成本较低，维护方便而且耐用。

为了便于理解，以下将通过具体的实施方式和附图对本发明进行详细地描述。需要特别指出的是，这些描述仅仅是示例性的描述，并不构成对本发明范围的限制。依据本说明书的论述，本发明的许多变化、改变对所属领域技术人员来说都是显而易见的。另外，本文中引用的所有文献均纳入本文参考，就好像它们在本文中重复叙述过一样。

附图说明

图1为本发明的皮下型缓释给药泵的结构示意图，显示了该缓释给药泵的各部件及连接关系。其中，附图标记与部件的对应关系如下：1.固定孔；2.泵体；3.弹力膜；4.下室；5.筛板；6.上室；7.穿刺膜；8.内导管；9.过载阀；10.固定密封圈；11.导流阀；12.导流孔；13.导流阀密封圈；14.给药筛。

图2为本发明的腔内型缓释给药泵的结构示意图，显示了该缓释给药泵的各部件及连接关系。其中，附图标记与部件的对应关系如下：1.固定孔；2.泵体；3.弹力膜；4.下室；5.筛板；6.上室；7.穿刺膜；8.内导管；9.过载阀；10.固定密封圈；11.导流阀；12.导流孔；13.导流阀密封圈；14a.外导管；15.紧固件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的构成进一步详细说明：

附图1和2为本发明的缓释给药泵的结构示意图，其包括泵体2、穿刺膜7、筛板5、弹力膜3、内导管6、导流阀11和过载阀9。其中，泵体2与穿刺膜7由固定密封圈10通过嵌压或粘附而形成一个内腔，内腔被筛板5分为上室6和下室4两个部分；下室4中带有弹力膜3，该弹力膜3完全覆盖筛板5并能够在下室4中膨胀，而且在上室6中注入药液后，药液通过筛板5上的筛孔流入下室4并能够使弹力膜3变形扩张直至填充满下室4；以及，上室6与泵外部之间具有内导管8来连通，内导管8带有导流阀11和过载阀9，通过弹力膜3变形的回弹力并调节导流阀11和过载阀9来控制上室6和下室4中的药液流到泵外部的流速。导流阀11周围优选使用导流阀密封圈13来密封，起到防渗漏作用。在该缓释给药泵中，上室6容积为0.5ml；下室4为真空，容积为15ml；在注药后弹力膜3扩张直至充满下室4。弹力膜3在无液体挤压时初始压强为100mmHg，在充满15ml液体时弹力膜3内压为110mmHg，弹力膜3可反复伸缩1000次后压强下降不超过2mmHg。泵体2上有4个固定孔1用于将泵体2缝合固定于人体皮下。当过载阀9在前端压强不超过200mmHg时，控制后端压强恒定在1mmHg，从而使药液缓慢流过过载阀9；当前端压强超过200mmHg时，过载阀9内部阀门自动松开，后端压强与前端压强持平，可使液体快速通过过载阀9，如果此时导流阀11也完全打开，则液体将快速流出泵从而起到冲洗的作用；在前端压强回复到小于200mmHg时，过载阀9内部阀门自动复位，仍控制后端压强恒定在1mmHg。可调节导流阀11上的导流孔12大小，使药流速度在0.5-0.01ml/h之间，可控制15ml药量在1天至1周左右缓慢匀速泵出。内导管8外端可以连接有给药筛14，从而形成皮下型缓释给药泵，最后药液经给药筛14流出；内导管8外端可以接驳连接血管的外导管14a，经紧固件15固定，从而形成腔内型缓释给药泵，最后药液经外导管14a流入血管。

手术前，先打开导流阀11，用注射器穿过穿刺膜7向上室6注射药液，住满后用注射器持续施加超过200mmHg的压强，从而使过载阀9处于完全打开状态，药液快速流出泵，从而起到冲洗的作用。然后拔出注射器，调节导流阀11上的导流孔12大小，将药流速度控制在0.5-0.01ml/h之间。在手术中，固定孔1将泵体2缝合固定于人体皮下，完成手术埋置。过一段时间当药液释放完后，可用注射器穿过人体皮肤和穿刺膜7向上室6注射15ml药液，完成重复添加过程。本发明的缓释给药泵可经模型动物(模拟人体情况)测试，具有良好的缓释药液并可重复充填药物，未发现严重不良反应。

Claims (10)

1.一种用于体内埋置的缓释给药泵，其包括泵体(2)、穿刺膜(7)、筛板(5)、弹力膜(3)、内导管(8)、导流阀(11)和过载阀(9)，其特征在于，泵体(2)与穿刺膜(7)由固定密封圈(10)通过嵌压或粘附而形成一个内腔，内腔被筛板(5)分为上室(6)和下室(4)两个部分；下室(4)中带有弹力膜(3)，该弹力膜(3)完全覆盖筛板(5)并能够在下室(4)中膨胀，而且在上室(6)中注入药液后，药液通过筛板(5)上的筛孔流入下室(4)并能够使弹力膜(3)变形扩张直至填充满下室(4)；以及，上室(6)与泵外部之间具有内导管(8)来连通，内导管(8)带有导流阀(11)和过载阀(9)，通过弹力膜(3)变形的回弹力并调节导流阀(11)和过载阀(9)来控制上室(6)和下室(4)中的药液流到泵外部的流速。

2.根据权利要求1所述的缓释给药泵，其特征在于，泵体(2)上有用于将泵体(2)缝合固定于人体皮下的固定孔(1)。

3.根据权利要求1所述的缓释给药泵，其特征在于，内导管(8)外端连接有给药筛(14)。

4.根据权利要求1所述的缓释给药泵，其特征在于，内导管(8)外端连接有外导管(14a)，内导管(8)和外导管(14a)的连接处使用紧固件(15)固定。

5.根据权利要求1所述的缓释给药泵，其特征在于，上室(6)容积为0.2-1ml，而且下室(4)容积为10-30ml。

6.根据权利要求1至5之任一项所述的缓释给药泵，其特征在于，弹力膜(3)在未变形时的回弹压强为100mmHg，而在最大变形时的回弹压强为110mmHg。

7.根据权利要求1至5之任一项所述的缓释给药泵，其特征在于，药液流到泵外部的流速在0.5ml/小时至0.01ml/小时之间。

8.根据权利要求1至5之任一项所述的缓释给药泵，其特征在于，导流阀(11)能够通过调节导流阀(11)中的导流孔(12)大小而调节流经液体的流速。

9.根据权利要求1至5之任一项所述的缓释给药泵，其特征在于，过载阀(9)在所受前端压强不超过200mmHg时能够保持不完全打开状态；而且过载阀(9)在所受前端压强超过200mmHg时能够保持完全打开状态。

10.根据权利要求9所述的缓释给药泵，其特征在于，不完全打开状态的过载阀(9)的后端压强恒定在1mmHg。

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