CN101522237B - 具有可替换泵头的蠕动微泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用马达驱动的可容易和快速更换的泵头将药物尤其胰岛素注射进人或动物体内的装置。

Description

具有可替换泵头的蠕动微泵

本发明涉及通过可简单和快速替换的马达驱动的泵头用于注射药物到人或动物体中的装置。

许多药物必须被注射到体内。对于口服给药时灭活或基本丧失活性的那些药物而言更是如此。这些药物特别包括蛋白质类(例如胰岛素、生长激素类、干扰素类)、碳水化合物类(例如肝素)、抗体或大多数疫苗。对于体内注射而言，主要使用注射器、药物笔或药泵。

常规胰岛素注射设备是胰岛素注射器。自开始胰岛素治疗起，就已经使用胰岛素注射器，但是近些年来，尤其在德国，由于胰岛素笔的引入，胰岛素注射器已经逐步被取代。虽然如此，目前注射器仍是不可替代的，例如当胰岛素笔丢失或损坏时，并且许多糖尿病患者将注射器与胰岛素笔联用。其优点是免于维护和方便获得，尤其在旅程中更是如此。

根据待使用的胰岛素浓度U40或U100，胰岛素注射器的差异在于它们的标识和刻度。胰岛素可以取自小瓶或用于胰岛素笔的预装药筒。这使得可以混合不同类型的胰岛素和减少必需的注射次数。当将胰岛素抽进注射器中时，必须特别注意避免气泡。被抽进的直接可视的胰岛素剂量使得使用者可以容易地检查所注射的胰岛素的量。虽然如此，对于用胰岛素注射器无误给药而言，熟练和正规使用是必需的。

目前在全世界尤其在欧洲非常广泛使用的另一注射设备是胰岛素笔。

该医疗设备为标记笔大小，其在20世纪80年代中期被开发出，并主要用于更强化的胰岛素治疗。与胰岛素注射器相比，重大创新是使用了可替换的药物容器。该容器也称为卡普耳(carpule)或药筒，当由生产商供应时，其被装满胰岛素，并在使用前将其插入到胰岛素笔中。当操作所述笔时，注射针刺穿药筒的密封盘，并完成预选剂量的肠胃外注射来给药胰岛素。注射期间，注射和释放机构产生一个注射冲程，其推进药筒中的柱塞(plunger)或塞子，并使预选剂量递送到目标组织中。上述机构通常由具有相当于药筒塞子冲程的全长的刚性柱塞杆(plunger stem)组成。

胰岛素笔被分为一次性胰岛素笔和可重复使用的胰岛素笔。对于一次性胰岛素笔，药筒和计量机构形成一种由生产商预制的单元，并且在药筒排空后，药筒和计量机构一起被处理掉。该计量机构不再被使用。与预装笔相比，可重复使用的笔对使用者的要求增加。因此，当更换药筒时，必须使柱塞杆缩回至起始位置。根据其模式，通过扭动或滑动柱塞杆并且同时开动计量机构的特定功能完成上述操作。由于日常使用和高的机械应力，可能会偶尔发生故障例如柱塞杆粘结，所以使用者必须非常小心地完成上述操作。

可重复使用的胰岛素笔还可分为手动笔和半自动笔。在手动笔情况中，使用者用手指施力以开动注射按钮，并由此决定注射的持续时间和进程。与其相比，采用半自动胰岛素笔时，使用前通过手动绷紧可贮存注射必需的能量的弹簧。在实际注射步骤中，使用者释放弹簧。注射速度被弹簧的力量所固定，因此不能根据个人需要进行调整。

DE19 745 999公开了具有特别小的结构的紧凑管式泵。该管式泵据说由输送头、输送头驱动器、转速控制器以及其它组件和配件组成，该管式泵的特征在于可容易地将泵头和相关的驱动器从外壳中移去，并可用相同的、类似的或不同的装置将其替换。

该种布置的重大缺陷在于泵头只能与驱动器一起从外壳中移去。这意味着维持治疗(尽可能的洁净和无菌)的常规泵头更换是昂贵的、不方便的和不实用的。

本发明涉及移动液体的装置，所述液体含有溶解形式或混悬形式的药物，所述装置尤其至少由下列部分组成：

a)马达；

b)贮库；

c)由来自a)的马达驱动的泵头，通过该泵头将液体输送出贮库；

d)控制电子装置

其中，所述泵头装配有可拆卸并可重新连接至来自a)的马达和/或来自b)的贮库和/或来自d)的控制电子装置的接口。

装置由一个或连接在一起的多个组件组成，并用于特定目的。所述目的可以由具体类型的应用决定。一个目的例如是用于注射药物，具体地讲，将胰岛素注射进人或动物体中。

泵头和马达之间的接口将这两个部件功能地连接起来。该功能连接涉及将马达的运动转化为泵送(pumping)功。对于此目的而言，可以将各种形式的能量提供给马达。就此来讲，优选通过电池(单次使用或可再充电的)或家用电流(可以通过插入的适配器来调节电压)和/或太阳能电池使其运行。泵送功用于将液体输送出贮库。就此目的来讲，泵头和贮库之间存有接口。对该接口进行设计，以便能通过马达和/或泵头的适当操作或控制使液体的移动(其将液体输送出贮库)开始、维持和终止。管道包含在上述接口中。应将连接设计成为不漏液的。泵头和控制电子装置之间也存有接口。该接口用于传输传感器数据(例如从流量传感器、温度传感器、“葡萄糖传感器”或其它传感器)至控制电子装置。接口可以具有电的、光学的、无线的配置。控制电子装置可用于维持设备的运作状态、各种构件的协调、各种组件之间的运行数据的交换和加工处理、与使用者相关的信息交换和输入、或者监测正常运行功能和与使用者相关的安全性。

泵头至马达、贮库和控制电子装置的接口特征为可容易和快速地松脱和重新连接。易于松脱和连接是对于之前已读过所附说明书的上述装置的一般操作者而言的。接口的简单松脱可以如下进行：例如通过分离所述部件，通过按压和随后旋转所述部件，通过移动杠杆、滑动滑动钮或按压按钮以从锁定机构松脱，并还可通过拧松、拆离等。接口的简单连接可以通过顶推、滑动、扭转衔接、拧紧、轴联、扣上、移动杠杆等进行。接口的简单松脱和连接特别存在于当松脱和连接不借助工具而仅通过使用人(例如患者、医务人员)的身体力量进行时，具体地讲，其由胳膊、手和/或手指的移动完成。

在一个优选实施方案中，本发明在于上述的装置，其中运行(即装置开动)后，将泵头更换为另一个泵头。

在以用于运行的泵头的“开、维持和关闭”周期使用所述装置后，在每种情况下，特别是每次，或者每两次、每三次、每四次、每五次、每六次、每七次、每八次、每九次、每十次或更长的间隔更换泵头。当泵头能力下降时，更换泵头。尤其在其中重点在于清洁和/或最少数目的微生物有机体的应用(例如在医疗中)的情况下，应该经常更换泵头，即每次或每两次使用后更换。

在另一个优选实施方案中，本发明在于如上所述的装置，其中泵头带有针头。针头指医疗用的注射针头。针头包括：套管(通常由金属制成)，通过该套管可以将液体或气体注射进或吸出人或动物体；和固定装置，该固定装置连在套管的顶部，并且通过该固定装置可以将针头固定至注射器、导管、医疗泵、药物笔(如胰岛素笔)或其它医疗设备。泵头所带有的针头特别是用于将来自贮库的液体(例如胰岛素制剂)注射进人或动物体中。

在另一个优选实施方案中，本发明在于如上所述的装置，其中马达由微型马达组成。微型马达特征在于小尺寸。其长度是3-0.5cm，宽度是0.5-1.5cm，且高度是0.5-1.5cm。在本发明装置中使用的微型马达特别是基于电磁驱动器的。

在另一个优选实施方案中，本发明在于如上所述的装置，其中贮库由可商业购买的用于容纳药物的药筒组成。所述药筒可用于各种药物。公知的药筒(还称作小瓶)是含有各种类型(例如缓效的如Lantus(来得时)或速效的如Apidra或标准疗效的如Insuman(重组人型胰岛素))或量(例如100I.U.、200I.U.、300I.U.、500I.U.、1000I.U.或其它的量)的、作为溶液剂或混悬剂和不同胰岛素混合物的胰岛素的那些药筒。将胰岛素药筒(胰岛素小瓶)用于通过注射器和胰岛素笔注射胰岛素至人体，或用于通过胰岛素泵连续供给胰岛素至人体。所述胰岛素药筒的生产商特别是赛诺菲-安万特(Sanofi-Aventis)。在大多数国家胰岛素药筒的商业供给通常由药房进行。

在另一个优选实施方案中，本发明在于如上所述的装置，其中液体包含胰岛素。提供的胰岛素可以是不同类型(例如缓效的如Lantus或速效的如Apidra或标准疗效的如Insuman)或量(例如100I.U.、200I.U.、300I.U.、500I.U.、1000I.U.或其它的量)的，其可以作为溶液剂或混悬剂和不同胰岛素的混合物。胰岛素可以是动物来源的或通过基因操作生产。

本发明涉及在如上所述的一个或多个实施方案中的装置用于注射物质至人或动物体内的用途。所述物质特别是溶液剂或混悬剂中的胰岛素。在此，注射特别区别于通过泵供给。对于注射而言，用注射器或药物笔(例如胰岛素笔)将物质(通常以先前固定的总体积)在短时间内(例如5-60秒)引入身体中。仅在直接注射期间药物笔与身体接触。物质被药物泵在较长的一段时间(从60秒最多至几小时)供给，并且药物泵通常被附带在身体上。

本发明还涉及如上所述的一个或多个实施方案中的装置的制造，其中

a)提供马达；

b)提供贮库；

c)提供泵头；

d)将根据a)至c)的个体组件装配以得到功能单元。

装配根据本发明的装置以得到功能单元意指制造处于准备运行状态的根据本发明的装置。在开始运行后，根据本发明的装置的功能单元特别是能通过马达驱动下的泵头的活动将液体从贮库中移出。在所述功能单元的另一个可能的用途中，上述移出的液体可以被泵头注射至人或动物体中。

本发明还涉及用于注射药物至人或动物体中的医疗设备，该医疗设备尤其包括：

a)外壳和/或

b)调节机构，其用于预先设定待被医疗设备递送的药物的量，和/或

c)显示装置和/或

d)释放机构，其用于启动和完成注射；

其还包括至少一个如上所述的一个或多个实施方案中的根据本发明的装置。

用于注射药物的医疗设备特别是笔。已知笔特别用于注射胰岛素(胰岛素笔)。胰岛素笔可在药店购买到。当前，市场上胰岛素笔的示例是Opticlick、Optipen Pro、Optiset和其它生产商的胰岛素笔。

外壳是所述医疗设备的外罩，根据设计，其可以包含保护帽。外壳可以由塑料或金属制成。它通常具有长的形状，通常包含凹槽、口或窗口，包含内腔，并且适合于接受和定位其它组件。

调节机构使预先设定药物(其稍后即将被注射)的量成为可能。调节机构可以是机械或电子操作的。将调节机构进行设计，以便预先设定的药物的量可以被校正，直到完成实际注射。

显示装置用于显示预先设定的待注射的药物的量。其可以以机械方式或以LCD显示装置的形式进行显示。释放机制包括除去任何空气泡(其是进行实际注射之前所必需的)和通过适当启动马达和/或泵头开始注射过程直到完成注射。根据本发明的医疗设备可以包含第二个显示装置或另外的显示装置。

第一个或第二个或另外的显示装置可以用于显示注射期间设备的当前状态，例如保留的剩余量、温度、葡萄糖水平等。上述显示装置可以例如通过进度杆显示注射的进度。

在一个优选实施方案中，上述医疗设备包括至少一个用于储存和/或处理数据和/或信号的装置和至少一个用于向和/或从外部技术单元传递数据和/或信号的接口，外部技术单元例如由安装有用于储存和/或处理数据和/或信号的程序的PC组成，外部技术单元被配置用于储存和/或处理数据和/或信号。

如上所述的医疗设备特别用于注射胰岛素或GLP-1或肝素，例如克赛(Lovenox)。胰岛素可以是动物或人来源的或者经常规或经基因操作生产的长效胰岛素、短效胰岛素、混合胰岛素或正常疗效的胰岛素，并且胰岛素可以是以溶液剂或混悬剂的形式存在。

在它的一个或多个实施方案中，根据本发明的医疗设备可以依靠在胃肠道中药理活性减弱或丧失的物质来用于预防和/或治疗身体疾病和/或功能障碍。

在它的一个或多个实施方案中，根据本发明的医疗设备特别可以用于治疗糖尿病，例如通过给药GLP-1。

在它的一个或多个实施方案中，根据本发明的医疗设备另外可以用于给药肽激素(尤其例如胰高血糖素、甲状腺素、垂体激素、下丘脑激素、瘦素)或生长激素(例如人生长激素)。

在它的一个或多个实施方案中，根据本发明的医疗设备还可以用于给药肝素(例如低分子量肝素)和/或克赛。

最后，在它的一个或多个实施方案中，根据本发明的医疗设备可以用于给药疫苗(尤其例如活疫苗或死疫苗；用于治疗流感、麻疹、腮腺炎、脊髓灰质炎、狂犬病、破伤风、百日咳、免疫缺陷疾病的疫苗)和/或用于给药抗体(例如用于治疗细菌或病毒感染、免疫系统功能障碍、过敏症、癌症等的单克隆或多克隆抗体)。

本发明还涉及用于注射药物至人或动物体中的医疗设备的制造，其中

a)提供外壳；

b)提供调节机构，其用于预先设定待被医疗设备递送的药物的量；

c)提供显示装置；

d)提供释放机构；

e)提供可能的电子组件；

f)提供至少一个如上所述的一个或多个实施方案中的根据本发明的装置；

g)将a)至f)中的个体组件进行装配以得到功能单元。

装置由一个或多个组件组成，并且用于特定的医疗目的，特别是用于注射物质至人或动物体中。一个组件由一个或多个元件组成，并且用于实现技术或非技术功能。如果功能涉及力、功、能量、材料(物质)、数据和/或信号的转移、结构和/或形式的维持或物质的贮存或信息的储存，则其是技术性的。如果功能涉及由装置的使用者输入信息或将信息输出至装置的使用者或者涉及由装置的使用者输入物质或将物质输出至装置的使用者，则其是非技术性的。

组件例如可以是技术设备的一部分，所述组件提供了与设备的整体功能相关的部分功能。

组件例如是贮库。贮库可以是含有物质(特别是药物，例如胰岛素)的可替换的药筒。可替换的药筒可能特别适合用于胰岛素笔或其它用于注射药物至人或动物体中的装置。技术组件的另一个示例是用于泵送的装置或泵。技术组件的其它示例特别是注射器、针头、柱塞杆、计量部件、机械显示装置、管道、密封垫、电池、马达、传动器(transmissions)、电子显示装置、电子存储器或电子控制器。与技术装置相关的目的的含义特别是将液体从一个地方移动至另一个地方。例如一个目的确定为从贮库中移动液体体积至流出管路。目的还可以是注射药物至人或动物体中。

可以将一个组件用技术方式连接至一个或多个其它组件，以便一起实现一种目的。技术连接例如是适于传递力、功、能量、材料(物质)、数据和/或信号的组件的连接。可以将组件例如通过机械轴联器、固定的机械连接(粘合、螺纹连接、铆接、经连杆(linkage)等)、齿轮、闩锁、联锁装置、金属线、光学波导、无线连接、电磁场、光束等进行连接。

注射是通过套管与注射器或具有相当功能的装置例如特别是笔一起将物质特别是液体引入到人或动物体中。尤其，皮下、肌肉、静脉内、皮内和关节内注射是公知的。皮下注射在皮肤下进行，并且其相对容易实现、不是很痛，可以由患者自己进行。肌肉注射是注射到肌肉中。因为在该种情况下存在较大的风险，例如疼痛的骨膜损伤，所以这通常由医务人员进行。静脉注射在静脉穿刺后直接通过静脉进行。

在皮内注射中，直接将药物递送到真皮下面。在关节内注射中，将液体注射到关节里。注射物质到人或动物体中与特别是通过药物泵、输注或在某一时间内发生的其它类型的持续供给将物质引入是有区别的。

套管本质上为中空的针，其通常由金属(例如钢、不锈钢、金、银、铂)制成。通常通过以一个角度研磨使套管的末端变为尖锐的。套管可以一端是尖的和/或尖锐的，而另一端是钝的，但是其还可以两端都是尖的和/或尖锐的。在套管的两端中的一端具有通常由例如塑料制成的圆锥形附件，通过该附件将中空的针例如通过顶推或旋拧安装到医疗设备例如注射器、药物笔(特别是胰岛素笔)、药物容器或药物泵上。套管与功能上关联的注射器、笔、泵或适合于所述目的的其它医疗设备一起，用于从人或动物体中移除液体或供应液体到人或动物体中。

套管的直径(外径)通常用mm或号表示(18号＝1.2mm；20号＝0.9mm；21号＝0.8mm；22号＝0.7mm；23号＝0.6mm；25号＝0.5mm；27号＝0.4mm)。表征套管的另一个参数是它的长度。套管的典型长度是40mm、30mm、25mm、8mm、6mm和其它长度。

医疗设备特别是用于注射物质到人或动物体中的设备。除了注射器外，对于所述的用于注射的设备来讲，它可以是药物笔例如胰岛素笔。药物笔适用于各种形式和各种目的，并能在市场上从不同生产商(例如Optiklick、Optipen、Optiset)购得。

每一种胰岛素笔必须满足各种与易于操作有关的要求，以使其可安全和无故障使用。基本要求是显示预先选择的剂量和药筒中剩余的量。此外，应该使剂量的设定和注射过程的完成是可听的、通过触觉可感觉的和可见的。所述安全性要求特别是由老年2型糖尿病患者有限的感知能力引起的。

除了使用针头的胰岛素笔外，还将无针头的注射系统用于胰岛素治疗。使用无针头的注射系统的当前示例是

AG的Injex注射系统。对于该注入器而言，使用极高的压力通过微针(microneedle)将胰岛素射入皮肤的脂肪层。为此，注射前手动绷紧有弹性的弹簧，使其贮存必需的注射能量。在该情况中，将被注射的物质均匀地和圆锥形地分布于脂肪组织。

该设备的一个不可忽略的优点是药物的无针头注射，在一些患者中，这降低了胰岛素给药的心理抑制阈值。另外，无针头注射避免了穿刺位置的感染。与常规胰岛素笔相比，显示其缺点为转移胰岛素到特定的药筒中、相比较而言这种设备具有更大质量和包括用于绷紧弹簧的其它配件。

胰岛素泵与胰岛素注射器不同，其是用于连续皮下注射胰岛素的完全自动化的输注系统。胰岛素泵大约具有烟盒大小，并被永久性地带在身体上。根据患者预先设定的程序，将短效胰岛素经导管和位于皮肤中的针头注射到皮肤组织中。胰岛素泵的任务是模拟胰腺连续输出胰岛素以降低血糖水平，但是不能以闭环控制方式来调节血糖。因为其连续和可调节的供应胰岛素，特别是对于从事体育活动和每天日常活动变化很大的人群而言，这些泵具有优势。可以用胰岛素泵治疗来补偿血糖大的变动，例如在具有显著DAWN现象的糖尿病患者中，所述患者可以被仅增加努力的常规方法控制。一个缺点是当由于缺乏人体中的胰岛素贮库的胰岛素供应中断时，可能发生严重的代谢紊乱。可以购得各种技术配置的胰岛素泵，并且随着技术发展，带有注射器样容器的设备已经出现。与带有针头的胰岛素笔类似，胰岛素存在于带有可移动的塞子的贮库中。可移动的塞子被马达驱动的柱塞杆移动。

由于胰岛素是完全自动化和连续递送，因此为泵装备大量的安全系统以保护使用者免于具有严重后果的故障。然而，这不是意味着设备的负责的和预期的(anticipatory)使用是不必要的。

根据当前的注射设备及医疗和微系统技术方面的进一步技术发展，出现了明显向完全自动化小型化药物计量系统发展的趋势。进一步的发展方向可能是可植入的和体外的药物计量系统。可植入的胰岛素泵的目标是在不需在身体上佩带外部设备情况下使糖尿病患者摆脱每天注射胰岛素。

胰岛素笔集中于EN ISO标准11608中的重要人体工学和安全性质。这同样包括胰岛素药筒和笔的针头的几何学/材料特性。因此，对于使用者来说，笔的处理和操作基本上是一致的，并且不依赖于模型。

EN ISO标准11608的内容涉及胰岛素笔、胰岛素药筒和针头，在此将其明确引入本公开中作为参考。

在笔的设计中，发现在不同生产商的笔中有一些显著的差异。其原因例如是设计用于不同目标人群(儿童、老人)。因为EN ISO标准11608的要求，这些差异特别被限定在注射机构和释放机构中。剂量选择器和剂量显示装置主要是符合人体工学的要求，并自各模型的一般设计条件产生。

胰岛素笔的重要的功能元件是注射机构。其决定了笔的类型和大小以及释放机构和剂量选择器的设计。该机构用得自释放机构的注射能量将剂量选择器上的预设剂量转变为药筒中塞子的注射冲程。这种能量被直接传递到注射机构中或者通过改变运动的传动器进行传递。

对于为柱塞杆形状的注射机构而言，在形式上进行改变是技术上可行的。

在目前市场上可获得的胰岛素笔中，已经确立了具有刚性(例如螺纹轴、齿条)或柔性(例如弯曲的齿条、弯曲的压缩弹簧)设计的解决方案。其它可能的结构如伸缩柱塞杆(例如螺旋机构、带传动和链传动、液压传动、轴联传动)在目前可商业获得的胰岛素笔中未被采用。

刚性和柔性型的设计解决方案差别很大并且取决于笔的种类，即可重复使用的笔或一次性笔。所用柱塞杆是螺纹轴或齿条或二者的组合。在剂量选择器中，在止动器(detent)装置的帮助下预设与剂量对应的旋转角度并通过随后的螺旋机构和齿轮将其传递给注射机构，并转化为注射冲程。

通过所述的注射冲程和获得的塞子移动来进行药物递送。所递送的液体量取决于注射冲程和药筒的内径。为了避免剂量误差，必须根据生产商和EN ISO标准11608完全除去气泡。此外，在递送液体后，必需等待足够长的时间以便确保稳定状态，即药筒中液体的正常压力和塞子的松弛。

药物贮库(也被称为药筒)影响着药物笔的构造和功能结构。就此而言，部分功能可以被区分，首先是对药物的保护功能，然后是输送功能，最后是与药物笔注射系统的联接功能。所述保护功能是由药筒作为一个整体(即由塞子、玻璃体(glass body)和密封盘)来实现的。药物运输功能是由塞子赋予的，塞子在注射机构的帮助下移位，并造成药筒中的体积的变化。最后，所述与注射系统的联接功能是由密封手段(例如密封盘)来产生的。在自动的药物笔(例如自动的胰岛素笔)中，注射能量是由带有随后的传动器的驱动器提供的。此外，还需要能量供给和控制单元。

在本发明的注射机构中，药物(例如胰岛素)不是通过用注射机构使塞子移位来进行传递的，而是通过引入泵装置来进行传递的。所述泵装置被插入到药筒和注射系统之间并且被提供了适宜的接口。

可以给所述泵装置配备流量传感器。流量传感器与药物例如胰岛素直接接触，从而提出了另外的要求，特别是例如降低生物体数量、无菌、生物相容性。

在应用这种功能原理时，与常规注射用药物笔(例如胰岛素笔)相比，改变了许多变量(例如药物容器中的液体压力)，这是因为当药物被吸出时，产生了低于大气压的压力。

胰岛素药筒用作药物的初级包装并且必需满足高标准。所述标准涉及与剂量准确度有关的药筒尺寸的准确度和与其它组件的相容性。EN ISO标准11608-3涉及这些要求，并且描述了基本方面和几何/材料构造，而没有对药筒形状进行不必要的限制。同样，必需确保药筒对药物是不可渗透的。

药筒由许多亚组件组成。主要组件是高度中性并对胰岛素具有高度化学耐受性的药用玻璃的圆筒。在填充前，通过硅化处理来改善该圆筒的表面质量。这种表面处理降低了塞子的滑动和脱离力，增加了剂量准确度并降低了长期贮存期间玻璃组分的溶出。就此，硅化处理的程度与塞子摩擦力的水平有关，胰岛素对硅酮的敏感度设定了硅化处理的限度。

在两端用弹性密封部件、塞子和密封盘对药筒进行密封。就此，关键点在于其在各种压力情况下都表现出机械不渗透性和在长期试验内对所有有机体是微生物不可渗透的。另一个关键点在于允许的最大阻塞力和密封盘被套管的穿刺数。

笔针是用于将胰岛素从药筒导入到目标组织中的一次性的无菌产品。与药筒相似，对其要求也很严格，因为胰岛素笔的实际功能只有通过这两个组件的协作才能完成。该针由在两个末端都进行了磨削并且被安放在药筒连接部件中的套管所组成。套管的最佳的磨削使其可基本无痛地插入到患者的目标组织中并在撤出时也仅引起轻微的组织损伤。同样，所述药筒密封盘是在不产生很大破碎的情况下被刺穿的。这是强制性的要求，因为当定期更换针时也必需确保药筒的不渗透性。药筒的连接部件确保了其可牢固地被安装在胰岛素笔上。

在使用两次或多次后，即使笔针显示出对于眼睛几乎不可见的磨损迹象，出于无菌的原因，也应在每次注射后更换该笔针。此外，结晶的胰岛素可能会阻塞针头。此外，如果发生温度变化，则空气会进入到药筒中，同样造成剂量误差。就此而言，仅15K的温度变化会造成高至15μl的空气进入到药筒中。

微流体是微系统技术的分支，并且包括操纵和处理直径1μm至1mm的管道横切面流体的量的微系统的设计、制备、使用和研究。微流体系统被用于医学技术、生物化学、化学工程和分析以及微量反应技术中。这些微系统可以具有毫米和厘米范围的尺寸，因为对于实际应用而言，重要的是流体的量而并不是该微流体系统的大小。此外，由于小的流体量和通常小的系统尺寸，所以该类系统显示与常规流体系统显著不同。因为与表面相关的作用和静电及动电力占优势，所以微型化伴随流体流动行为的变化。因此，对于微流体组件例如微量泵和传感器的设计、制备和表征而言，需要一些新方法。促动器的恒定能量密度导致其输出下降，从而使得其与宏观规格(macro sector)中的常规组件不匹配。为此，常常使用外部促动器，这样做有时大大增加了整个系统的尺寸。此外，被传递颗粒和分子的物理和化学性质也限制了微流体组件的微型化。

糖尿病是一种身体本身不能产生和适当使用任何或足够量的胰岛素的病症。需要用胰岛素来将葡萄糖从血液转运到身体细胞中。血糖水平在窄的范围内(60-100mg％或3.33-5.55mmol/l)持续保持恒定。其可通过两种激素胰岛素和胰高血糖素的相互作用来实现。

糖尿病是在取血后用适宜的实验室设备来进行诊断的。为了确诊，必需在至少两个不同的时期检测到升高的血糖水平。

糖尿病是当在血浆中测得的葡萄糖水平在至少一种所示情况中超过规定值时使用的术语，所述情况为：

a)空腹血糖-7.0mmol/l或126mg/dl

b)服用75mg葡萄糖两小时后的血糖(口服葡萄糖耐受试验)-11.1mmol/l或200mg/dl

c)血糖11.1mmol/l或200mg/dl，伴随严重的口渴(多饮)、频繁的排尿(多尿)或体重减轻。

未被治疗的糖尿病导致血糖水平升高，其可导致许多症状和晚期后果例如多神经病、微血管病、大血管病、视网膜病、肾病等。当红细胞的非酶糖化(HbA1c水平)较低时，糖尿病导致晚期损害的风险较小。

糖尿病昏迷是一种威胁生命的急性糖尿病并发症。在该类情况中，血糖水平可能超过1000mg/dl，同时伴有血液酸度过高(代谢性酸中毒)。糖尿病昏迷特别是可以由感染、摄取太多碳水化合物、酒精滥用或胰岛素剂量不正确引发。

1型糖尿病和2型糖尿病不同。在1型糖尿病中，从最初就存在绝对胰岛素缺乏并且仅可通过给予胰岛素来进行治疗。

2型糖尿病的特征在于胰岛素敏感性降低和相对胰岛素缺乏。在初期，2型糖尿病通常可以用饮食(diatetic)措施和片剂进行治疗。在该病症进行过程中，常常变得必需用胰岛素替代。

2型糖尿病已经变成了一种十分普遍的疾病，尤其在工业化国家。认为其主要原因是吃得过多、缺乏锻炼和肥胖。锻炼训练和糖尿病措施，尤其是以降低体重为目标的措施可有效缓解2型糖尿病。在2型糖尿病中，还可以使用口服降糖药例如阿卡波糖、双胍类、磺酰脲类、格列酮等。当所述措施不再能足够持久地使血糖水平保持在正常范围或接近正常范围时，必需用胰岛素进行治疗。

可以获得各种胰岛素类物质来进行胰岛素治疗。通常根据作用时间或化学结构来对这些物质进行区分。与人胰岛素相比，胰岛素类似物在个别位置具有不同的氨基酸。从而其性质可能发生变化。

速效胰岛素包括人胰岛素和各种迅速和短期起作用的胰岛素类似物如格鲁辛胰岛素(商品名：Apidra)、赖脯人胰岛素(lispro)(商品名：优泌乐)和门冬胰岛素(商品名：诺和锐)。

缓效或长效胰岛素是NPH胰岛素(被中性精蛋白锌胰岛素延长作用的人胰岛素)、锌胰岛素和各种胰岛素类似物如甘精胰岛素(商品名：来得时(Lantus))和地特胰岛素(detemir)(商品名：Levemir)。

在胰岛素治疗中，还可以使用混合胰岛素和最近的吸入胰岛素。

混合胰岛素由各种混合比例的速效胰岛素和长效胰岛素所组成。通常为10/90％、25/75％、30/70％、50/50％的混合物。胰岛素治疗必须一直伴随定期测定血糖水平。

在常规胰岛素治疗中，在固定时间注射确定量的混合胰岛素。更强化的常规胰岛素治疗主要被用于治疗1型糖尿病。在这种情况中，用长期作用的胰岛素(基础的)来确保基础供给，并在进餐时间再给予速效胰岛素(推注)。

用泵连续皮下输入胰岛素主要适用于1型糖尿病。胰岛素不是被注射而是通过小泵被传送到体内。该泵长期地存在于身体上。通过具有套管的导管供给胰岛素。胰岛素泵通常以相等的短间隔在长时间内递送速效胰岛素。

除了葡萄糖依赖性促胰岛素肽(GIP)外，胰高血糖素样肽1(GLP1)是最重要的肠促胰岛素类的代表之一。肠促胰岛素类在肠中以激素形式产生并且特别是通过刺激胰腺中的胰岛素释放来调节血糖水平。

所产生的肠激素的量取决于口服摄取的碳水化合物的量。口服摄取葡萄糖后的GLP1水平增加比静脉内施用葡萄糖后的水平增加高得多。通过研究已经表明，在2型糖尿病患者中，GLP1的静脉内输入和皮下注射在许多情况中可使得血糖水平完全正常化。问题是GLP1在很短的时间内被二肽基肽酶IV(DPP-IV)抑制。GLP1的皮下注射仅可维持约1-2小时的有效血浆浓度。获得GLP1的持久作用的解决方法可能在研制长效GLP类似物或者用药物抑制DPP-IV中被发现。

生长激素类是刺激人、动物和植物生长的物质。已知的实例有促生长素(人)、牛生长激素(牛)和植物生长激素、赤霉酸(植物)。

促生长素(STH)也被称为人生长激素(HGH)和生长激素(GH)。STH是具有191个氨基酸的肽激素。其是在来自下丘脑的促生长素-释放因子(SRF；GHRH；GRF)控制下，在垂体前叶中产生。STH是正常线性生长绝对必需的。其产生减少或细胞对STH的响应降低导致身材矮小症。其过度产生会导致巨人症或肢端肥大症(acromegalie)。

数年来，已经通过给予STH来治疗生长激素缺乏造成的身材矮小症。在1985年用基因操作制备STH成为可能，在此之前，其最初是由尸体的脑下垂体获得的。

干扰素类是作为组织激素由人或动物白细胞、成纤维细胞或T淋巴细胞产生的。干扰素是具有免疫刺激(例如抗病毒)或抗激素作用的蛋白或糖蛋白。干扰素类被分成α-干扰素类、β-干扰素类和γ-干扰素类。干扰素类可得自许多制造商，用于适应征例如病毒疾病(例如SARS)、癌症、多发性硬化、乙型/丙型肝炎、丙型肝炎。

疫苗是由生物学产生的或通过基因操作产生的组合物，并且其特别包含各种蛋白和/或RNA或DNA片段和/或杀死的病原体或减毒病原体(例如流行性感冒、SARS、痘病毒、麻疹病原体、腮腺炎、风疹、脊髓灰质炎、百日咳病原体)。

已知的类型有活疫苗(例牛痘)、含有减毒病毒或细菌的减毒活疫苗(例如MMR疫苗、黄热病、脊髓灰质炎)和含有灭活或杀死的病毒或细菌或其组分的死疫苗(例如流行性感冒、霍乱、腺鼠疫、甲型肝炎)。

肝素类是在治疗上用于抑制血液凝固的物质。肝素类在各种情况中由D-葡萄糖胺和D-葡萄糖醛酸或L-艾杜糖醛酸的交替序列组成。由5个单位组成的链长度足以抗凝。

所述多糖链大部分具有4000至40 000的分子量。除未分级肝素外，还使用分子量约5000的低分子量分级肝素。肝素类不能由胃肠道吸收，而是必须被胃肠外给药。肝素类通过与抗凝血酶III结合并且从而加速活化的凝血因子的失活来起作用

克赛(也被称为clexane)是含有药理学活性成分依诺肝素钠的可商业获得的药物制剂。该活性成分是具有线性剂量-响应关系并且恒定具有高生物利用度的低分子量肝素中的一种。

克赛的适应征范围是深静脉血栓形成的初级预防、伴有或不伴有肺栓塞的深静脉血栓形成的治疗、不稳定型心绞痛和所谓的非-Q-波心肌梗死的治疗、以及在血液透析期间血栓形成预防和抗凝。

实施例

胰岛素笔由具有可替换泵头的主设备组成。所述主设备是可重复使用的。其由容纳泵驱动器、传感器、电子装置和电源的外壳组成(图1；图2；图3)。其还装配有与外部设备的接口和开始按钮和计量按钮。泵头是用后可弃的部件，并且仅被使用非常短的时间(1-3天)。泵头具有与主设备和与笔针头的接口(图4)。

可替换的泵头

可替换的泵头由泵室(管式泵)和流量传感器(叶轮计量器)组成，其被置于外壳中。外壳具有可以容易分离和再闭合的接口(图5)。

在本实施方案中，流量传感器可被分成两个组件。泵头中具有叶轮，可以以合理的费用生产叶轮(测试目标)。将叶轮和泵头一起更换。用牢固集成在主设备上的开缝断续器检测轮子的旋转(图6)。流量传感器还可以以一个部件存在，在此种情况下，其是集成在泵头中的或与泵头分离的。

图的目录：

图1：胰岛素笔的前视图(尺寸：大约120mm×45mm×20mm)

图2：胰岛素笔的后视图

图3：胰岛素笔的个体组件

图4：与泵头的接口

图5：可替换的泵头

图6：带有断续器的叶轮

参照数字解释

1 胰岛素

2 主体(底面)

3 可替换泵头

4 主体(顶面)

5 药筒室的盖

6 药筒室

7 药筒

8 药筒的可视窗口

9 接受可替换泵头的主体连接件

10 主体和可替换泵头之间的定位器

11 马达

12 马达轴联器

13 断续器

14 带有LCD的电子装置(后面)

15 LCD显示装置

16 摄影机电池

17 与PC的接口

18 开关

19 开始按钮

20 剂量按钮

21 可替换泵头与主体的接触区域

22 与泵的轴联器

23 与药筒的接口

24 与针头的接口

25 针头

26 主体和可替换泵头之间的定位器

27 可替换泵头的基础部件(外侧)

28 可替换泵头的基础部件(内侧)

29 可替换泵头的外罩

30 转子

31 辊子

32 管道

33 叶片边缘

34 流量传感器

35 流体部件

Claims (18)

1.用于移动含有药物的液体的装置，该装置至少包括：

a)马达；

b)贮库；

c)由来自a)的马达驱动的泵头，通过该泵头将液体输送出贮库；

d)控制电子装置；

其中，来自c)的泵头装配有可拆卸并可重新功能连接至来自a)的马达和来自b)的贮库的接口，

其中，来自b)的贮库与泵头分开提供，提供在包含来自a)的马达和来自d)的控制电子装置的单元中。

2.权利要求1所要求保护的装置，其中所述泵头还装配有可拆卸并可重新连接至控制电子装置的接口。

3.权利要求1所要求保护的装置，其中泵头可以不借助工具被更换为另一个泵头。

4.权利要求1所要求保护的装置，其中泵头包括流量传感器和/或流量传感器的组件。

5.权利要求1所要求保护的装置，其中泵头带有针头。

6.权利要求1所要求保护的装置，其中马达由微型马达组成。

7.权利要求1所要求保护的装置，其中所述装置设计成可替换地装有用于容纳药物的药筒作为贮库。

8.权利要求1所要求保护的装置，其中贮库包含胰岛素。

9.权利要求1至8中任一项所要求保护的装置的制造，其中

a)提供所述马达；

b)提供所述贮库；

c)提供所述泵头；

d)将所述马达、所述贮库和所述泵头装配以得到功能单元。

10.用于注射药物至人或动物体中的医疗设备，该医疗设备包括：

a)外壳；

b)调节机构，其用于预先设定待被医疗设备递送的药物的量；

c)显示装置；

d)释放机构形式的技术单元，其用于启动和完成注射；

其还包括至少一个权利要求1至8中任一项所要求保护的装置。

11.权利要求10中所要求保护的医疗设备，其中显示装置由LCD显示装置组成。

12.权利要求10所要求保护的医疗设备，其包括至少一个用于储存和/或处理数据和/或信号的装置和至少一个用于向和/或从外部技术单元传递数据和/或信号的接口，外部技术单元被配置用于储存和/或处理数据和/或信号。

13.权利要求12中所要求保护的医疗设备，其中外部技术单元由安装有用于储存和/或处理数据和/或信号的程序的PC组成。

14.权利要求10所要求保护的医疗设备，其中待注射的物质由胰岛素组成。

15.权利要求14中所要求保护的医疗设备，其中胰岛素是长效和/或短效胰岛素。

16.权利要求10所要求保护的医疗设备，其中待注射的物质由GLP-1组成。

17.权利要求10所要求保护的医疗设备，其中待注射的物质由肝素组成。

18.权利要求10所要求保护的用于注射药物至人或动物体中的医疗设备的制造，其中

a)提供所述外壳；

b)提供所述调节机构，其用于预先设定待被医疗设备递送的药物的量；

c)提供所述显示装置；

d)提供所述释放机构；

e)提供权利要求1所要求保护的装置；

f)将所述外壳、所述调节机构、所述显示装置、所述释放机构、电子组件和所述权利要求1所要求保护的装置进行装配以得到功能单元。

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