CN102387833B - 固体药物给药设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了将固体形式药品例如丸粒给送到体内各种位置的设备和方法。一种实施例提供了用于体内给送药品丸粒的设备，其包含：包括第一开口的第一室，基本上围绕第一室的第二室，布置在第一室中的托架，将药物从第一室输送到第二室的机构以及推板。托架可以保持和分送多个药品丸粒。每个丸粒包含选择剂量的药物来治疗医学病症。导管位于第二室中。导管具有大小适合所述丸粒的腔、室内部的近侧端部和延伸穿过室开口将丸粒给送到给送部位的远端。推板啮合丸粒并将所述丸粒穿过导管推进到给送部位。

Description

固体药物给药设备

与其它申请的关系

本申请要求美国临时申请US61/210,554的优先权，该临时申请于2009年3月20日提交，名称为“SolidDrugDeliveryApparatus”，为了所有目的将其全文结合于此作为参考。本申请还要求美国临时申请US61/210,579的优先权，该临时申请于2009年3月20日提交，名称为“MethodsofSolidDrugDelivery”，为了所有目的将其全文结合于此作为参考。

技术领域

本发明的实施方案涉及给药装置及其使用方法。更具体地说，本发明的实施方案涉及用于给送固体形式药物及其他治疗剂的可植入式药物给药装置。

背景技术

许多医学治疗的目前趋势是需要将药物给送到特定的靶部位，为的是避免对其它组织的毒副作用，以及更精确地控制药物给送到该部位的时间和量。在很多情况中，这需要可植入式药泵。但是，由于它们的尺寸和动力要求，目前现有的泵不能支持所有的医疗应用，特别不能支持将药品给送到需要非常精确地控制药物剂量的脑和其它组织。还有，当前的装置由于储药器的尺寸有限和/或药物的储存期限有限，可能需要经常再补充药物。因此，需要改进的植入式药物给药装置和相关方法用于体内给药。

发明内容

本发明的实施方案提供了将固体形式药品给送到体内各种位置的设备、系统、制剂和方法。许多实施方案提供了用于给送固体形式药品的植入式设备，其中所述药品包括用于治疗各种各样医学病症例如癫痫和糖尿病的一种或多种固体形式药物。具体的实施方案提供了封闭的植入式设备，其用于将固体形式药品例如药品单体(例如丸粒)给送到给送部位，以致在延长的时间段中治疗医学病症。实施方案还提供了各种固体形式药品或制剂，其包含准备待由所述设备的实施方案或其它固体药物给药设备给送的一种或多种药物。

一种实施方案提供了用于体内给送固体形式药品或制剂的设备，其包含：包括第一开口的第一室；基本上围绕第一室的第二室，布置在第一室中的托架，用于将药品从第一室输送到第二室的机构，和推板。药品典型将配制成丸粒，但是也设想了其它固体制剂(例如粉末)。每个丸粒包含选择剂量的药物来治疗特定的医学病症例如癫痫。所述剂量可以根据患者的体重和年龄加以选择。此外，药品丸粒期望使用一种或多种药用赋形剂、包括崩解剂来配制，使得以受控的方式崩解和溶解丸粒，从而达到和保持用于治疗病症的充分药物浓度(在组织部位、血浆或其它组织位置任一处)。还期望丸粒制造成使得在体内的储存期限为数年或更长，以至药物保持它的效力和疗效。丸粒可以包含用于治疗病症的多种药物，例如，治疗HIVAIDS的抗病毒药物的鸡尾酒。

托架被构造成将多个药品丸粒保持在内，并通过托架中的开口进行分送。托架可以是弹簧加载的或使用其它推进工具。期望托架容纳药品丸粒的充分供应，以提供延长的时间段内的病症治疗，所述延长的时间段例如两年或更长。

所述机构布置在第一室中，并包括运载构件，运载构件被构造成接纳来自托架的药品丸粒、将丸粒通过第一开口输送到第一室外部、并然后返回第一室内部。典型地，运载构件将包括狭槽或其它开口用于保持丸粒。此外，滑动构件可以位于运载构件上方，以在运载构件移动期间将丸粒保持在适当位置。运载构件和/或滑动构件可以依靠机械驱动源例如弹簧、或者电力驱动源例如线性感应电动机、螺线管或压电式传感器来推进。在特定实施方案中，驱动源可以包含镍钛丝或其它形状记忆材料，其响应于来自电流的加热而改变长度。还设想了使用可膨胀的气体作为驱动源，从而气体可以利用来自电阻加热元件的加热来膨胀。气体可用于扩展活塞等驱动元件，所述活塞等驱动元件啮合运载构件或滑动构件的一个或多个。

细长构件，例如导管，位于第二室中。细长构件具有大小适于接收药品丸粒的腔、在所述室内部的近侧端部、和延伸穿过所述室中的开口以将丸粒给送到靶组织部位的远侧端部或尖端。期望远侧尖端具有无损伤构型，从而允许在靶组织部位处的延长时间段内的植入。推板用来将丸粒从所述机构上脱离，并推动或推进丸粒进入细长构件腔中和出到靶组织部位。推板可以与本文描述的一个或多个驱动源连接。还设想了其它推进工具，包括使用与泵或其它压力源连接的液体，其中液体将丸粒传输到细长构件之外。

在许多实施方案中，所述设备与控制器连接，以控制药品给送过程的、包括致动的一个或多个方面，并控制驱动源以给送药品丸粒。控制器可以被编程以包括给送方案，在所述给送方案中，药品在延长的时间段内以规定的间隔给送(例如每天一次或两次，等等)。它还可以被构造成接收信号(例如无线或其它信号)来启动药品给送或改变给送方案(例如从每天一次改为每天两次)。以这种方法，患者或医疗护理提供者可以响应特定的事件(例如心绞痛发作)或患者病症或诊断的较长期改变，来控制药品的给送。

控制器可以与植入式传感器连接或以其它方式接收来自植入式传感器的输入，所述植入式传感器例如葡萄糖传感器，所述传感器感应指示药品丸粒中所述药品所治疗的病症的生理参数，例如糖尿病的高血糖(通过胰岛素治疗)。当控制器从传感器接收到指示病症的输入时，它启动一个或多个药品丸粒到靶组织部位的给送，从而治疗所述医学病症。来自传感器的初始和后续输入均可用于在延长的时间段内滴定药品丸粒的给送，直到病症消除或以其它方式得到治疗。控制器还可以接收被配置用于测量被给送药物的血浆或其它组织浓度的其它传感器的输入。这些输入还可以用来滴定药品的给送，以达到(例如血浆、组织等中的)选择的药物浓度。药物传感器可以位于靶组织部位处以及体内其它部位(例如静脉或动脉)，以便建立药物在体内多个部位处的分布的药代动力学模型。所述设备还包括与控制器连接的传感器，其在药品丸粒已经用完时做出指示和/或准确指示还剩下多少。控制器继而将这个数据作为信号传送给外部通信装置例如蜂窝电话、便携式监测器或远程监测器(例如在医生办公室)。以这种方法，患者和/或医疗护理提供者可以在所述设备用完药品之前采取适当的行动。

丸粒或其它固体形式药品被给送到给送部位例如皮下组织，在此它们被构造成碎裂、崩解并被身体组织液吸收，从而在靶组织部位处产生需要的药物浓度。在一些应用中，给送部位可以与靶部位相同，例如大脑。在其它应用中，靶部位可以不同于给送部位，例如，给送部位可以是胸部中的肌肉内组织，而靶部位可以是心脏或肝脏。给送部位可以邻近靶部位，例如脂肪，以给送到下面的肌肉组织，或者它可以放置在不同位的部位，例如肌肉内给送以达到心脏部位。在每种情况下，药品丸粒都可以包括选择剂量的药物并被构造成崩解并被身体组织液溶解，从而在靶组织部位处产生治疗有效的药物浓度。在许多应用中，这包括丸粒被在给送部位的身体组织液(例如组织间隙液)溶解，然后药物在给送部位从组织扩散到血流中，在血流中被传输到靶组织部位。因此，在这些及其他应用中，可以滴定丸粒中药物的剂量，以在丸粒溶解期间和之后的选择的时间段内达到选择的血浆(或其它组织室)药物浓度(或浓度范围)。

在一些实施方案中，丸粒(包含药物剂量)被构造成被身体室内的组织液例如脑中的脑脊液(CSF)崩解并溶解，以便在该室内的组织液中达到选择的浓度。在治疗各种神经病例如癫痫和其它发作的具体实施方案中，丸粒被构造成迅速崩解并在CSF中溶解，以便迅速达到遍及CSF的选择药物浓度，浸浴大脑以防止发生发作或减少它的持续时间和严重度。这可以通过在丸粒之中或之上使用一种或多种超崩解剂以及崩解增强性特征(例如小孔、裂缝或其它侵入特征)而实现。它还可以通过在给送之前或之后用机械、电磁、声或其它能量处理丸粒以弱化丸粒的结构、产生裂缝及其他结构缺陷来进入流体或引发丸粒分解成较小片而实现。在其它实施方案中，提供了用于在患者体内给送的固体形式药品，所述药品包含治疗疾病或病症的至少一种药物，其中所述药品所具有的形状和材料性质要使得能够：(i)在延长的时间段内存储在植入体内的容器中，而不会显著降解所述药品或对其产生有害作用，(ii)给送到给送部位，和(iii)溶解于给送部位处的组织液中，以在靶组织部位产生治疗作用来治疗疾病或病症。

在各种各样的应用中，本发明的实施方案可用于给送固体形式药物以提供对许多医学病症的治疗，所述医学病症包括癫痫发作、高血压、胆固醇升高、糖尿病、冠心病心律失常(房性和室性两种)、冠状动脉缺血(例如来自心脏病发作)、脑缺血、中风、贫血或其它此类病症。所述设备可以植入在靶组织部位(例如脑)处或附近，或者远处的给送部位(例如胸部或大腿肌肉内)。本发明的其它实施方案可用于提供这些或其它病症中的两种或多种的同时治疗，消除了患者在一天的时间内摄取多个剂量的多种药物(例如口服或通过胃肠外方式)的需要。这对于患有长期慢性病症、包括那些患有认知能力受损的患者特别有益。

在运用本发明的方法的示例性实施方案中，根据要治疗的病症，所述设备可以植入到选择的给送部位(例如脑)。植入可以采用开放或微创外科手术完成。植入之前，托架可以加载有选择数量的丸粒，以备在延长的时间段例如数年中将丸粒给送到给送部位。一旦植入，丸粒可以在数年的延长的时间段(例如1、2、5年或更长)内储存在设备中而不会对丸粒产生降解或有害作用(例如丧失药效或疗效)。所述设备可以以规定的时间间隔(例如一天、一周、一月一次等)或响应来自传感器的输入信号，将固体形式药品给送到给送部位，在后者的情况下，输入可以指示特定的医学病症或事件，例如癫痫发作或发作前事件。本文描述的控制器可用于根据传感器输入和/或针对采用以规定间隔给送的实施方案的给送的时间间隔，确定何时启动给送。不论是哪种情况，控制器都可以给输送机构发送信号，以将丸粒从托架和内室输送到外室。一旦到了外室内，推板或其它推进工具输送来自输送机构的丸粒，并将其穿过导管推出到靶给送部位。在那里它在局部组织液中崩解/降解，以治疗局部靶组织部位(例如它溶解在CSF中以治疗脑)，或者它被随后吸收到血流中，在血流中被运输到远处的靶组织部位(例如肝脏、心脏等等)，或二者。还可以根据来自提供预示医学病症的生理数据(例如血糖)的传感器的输入，或者来自被配置用于感应药物的局部和/或血浆浓度的另一种传感器的输入，来给送丸粒。在一些实施方案中，可以通过感应以前给送的丸粒的崩解状态来控制丸粒给送。例如，当已经确定以前的丸粒处于特定的崩解状态(例如已经完全崩解或基本上崩解)时，可以给送另一个丸粒。这可以通过发送和接收来自丸粒的信号例如光学、超声或电信号来实现。例如，为了使用光学信号，可以利用反射测量来确定崩解状态。当反射信号下降到低于特定的阈值时，可以确定特定的崩解状态。对于使用反射的超声或阻抗来说，可以利用类似的方法。丸粒甚至可以包含各种各样的回声剂、或不透光剂或其它剂来提高反射的超声、光学或其它信号。丸粒还可以包含各种各样的光学印记，它们具有被构造成提供丸粒崩解状态的指示的图案、尺寸或形状中的一种或多种。

本发明的这些及其他实施方案和方面的更多细节在下面参考附图更充分地描述。

附图说明

图1是示出固体药物给药设备的实施方案的侧视图。

图2a是侧视图，示出药品丸粒的实施方案。

图2b是侧视图，示出具有用于加速丸粒被身体组织液降解和溶解的特征的药品丸粒的实施方案。

图2c是侧视图，示出了具有用于测量丸粒被身体组织液降解/崩解的涂层和光学印记的药品丸粒的实施方案。

图3a是侧视图，显示了保持药品丸粒的供应的托架的实施方案。

图3b是透视图，显示了保持药品丸粒的供应的层叠托架的实施方案。

图4是侧视图，显示了用于在设备的不同室之间输送药品丸粒的机构的实施方案。

图5a-5g是侧视图，显示了具有往复运动的输送机构的实施方案的操作。

图6a和6b是侧视图，显示了用于输送机构的形状记忆金属驱动源的操作。

图7a和7b是侧视图，显示了用于输送机构的受热气体/活塞驱动源的操作。

图7a-7e是侧视图，示出了所述机构将药品丸粒从设备内部输送到给送部位的操作。

图8a是侧视图，示出了用于将丸粒给送到靶组织部位的导管的实施方案。

图8b是侧视图，示出了具有用于测量药品丸粒的崩解状态的传感器的导管的实施方案的使用。

图9a-9d显示了放置在体内不同位置处的设备的实施方案；图9a显示了将整个设备放置在脑中，用于将药品给送到脑组织中的靶部位；图9b显示了将设备放置在头皮上，具有延伸到脑中的给送导管；图9c显示了具有位于两个不同给送部位的两个给送导管的设备的实施方案。图9d显示了具有两个给送导管的设备的实施方案，其中第一个给送导管位于膝关节附近或其中，而第二个给送导管位于不同的位置。

图10a-10d是侧视图，示出了用于啮合和推进药品丸粒的推板的实施方案的操作。

图10e是侧视图，示出了用于啮合和推进药品丸粒的已载料的推板的实施方案的操作。

图11是示意性的方框图，示出了用于与固体药物给药设备的一种或多种实施方案一起使用的控制器的实施方案。

图12a显示了将药品丸粒放置在脑室中，以溶解和给送药物到脑中的靶部位。

图12b显示了在给送部位放置药品/药物丸粒，以将药物输送到远离给送部位的靶组织部位。

图13a和13b是丸粒的侧视图，示出了给送力或能量来破坏丸粒结构，以便增强丸粒的溶解。图13a显示了在力/能量给送之前的丸粒；图13b显示了之后的丸粒。

图14是侧视图，示出了将机械力给送到药品丸粒，以增强丸粒的溶解。

图15是侧视图，示出了在给送之前将能量给送到药品丸粒，以增强丸粒的溶解。

图16是侧视图，示出了将能量给送到丸粒给送部位，以增强丸粒的溶解。

具体实施方式

本发明的实施方案提供了用于将固体形式药品给送到体内各种位置的设备、系统、制剂和方法。许多实施方案提供了用于给送固体形式药品的植入式设备，其中所述药品包括用于治疗各种各样医学病症例如癫痫、糖尿病、高血压和高胆固醇的一种或多种固体形式药物或其它治疗剂。具体的实施方案提供了封闭的植入式设备，用于将固体形式药品给送到给送部位DS并最终到达靶组织部位TS(本文中靶部位TS)，例如脑，以在延长的时间段内治疗医学病症。实施方案还提供了各种固体形式药品或制剂，其包含待由所述设备的实施方案或其它固体药物给药设备给送的一种或多种药物。

现在参考图1和4，用于给送固体形式药品100到给送部位DS的设备10的实施方案包括：第一室20，其包含第一室开口或口25；第二室30(亦称外室30)，其基本上包围第一室并包含第二室开口或口35；布置在第一室中的托架40；用于将药品从第一室输送到第二室的机构50；和用于将固体药品100从第二室输送到室外部的推板或其它输送元件70。如本文中将要论述的，在许多实施方案中，口35与细长构件60例如导管60连接，所述导管具有腔61、与开口35连接的近侧端部62和位于组织给送DS用于给送固体药品100的远端63。

现在参考图2a，也在本文中描述为制剂100的固体形式药品典型将配制成丸粒，但是也设想了其它固体制剂，例如粉末、颗粒等等。为了便于论述，固体形式药品100现在被称为药品丸粒100和/或丸粒100，但要领会其它形式的固体药品100可同等适用。同样用在本文，术语药品包含药物110或其它治疗剂110以及一种或多种药用赋形剂120。其它治疗剂110可以包含抗体、疫苗、微量营养物等药剂。因此，每个丸粒100含有选择的剂量的药物或其它治疗剂110用于治疗特定的医学病症，例如治疗癫痫的呋塞米。所述剂量可以根据患者的体重和年龄来选择。同样在许多实施方案中，药品丸粒100可以使用一种或多种药用赋形剂120配制。适当的赋形剂120包括用于保存药物的防腐剂、用于将药物组分粘合在一起的粘合剂、和用于以受控方式崩解和溶解丸粒以达到和保持治疗病症的(在组织部位或其它组织位置的任一处)的充分药物浓度的崩解剂。如本文所述，崩解剂120可以包括本技术领域已知的超崩解剂。超崩解剂的例子包括淀粉羟基乙酸钠、交联聚维酮、交联羧甲基纤维素钠以及相关的盐和类似的化合物。

丸粒100可以具有可选择的大小与形状100s，并可以包含任何数量的药物或其它治疗剂，并且可以使用各种各样的药物制造方法包括冻干法制造。在具体的实施方案中，丸粒100可以具有圆形、椭圆或其它形状。丸粒100的尺寸和形状可以根据需要的药物剂量、崩解速率和给送部位的一种或多种进行选择。还可以选择形状以便最佳包装到托架40或其它类似的元件中。丸粒100的具体实施方案的形状和大小能够允许在托架40内包装50、100、200个或以上的丸粒。还期望丸粒100被制造成当储存在体内时具有数年的储存期限，例如两年至五年或更长，以便药物保持它的效力和疗效。实现这样的保存期限可以通过使用防腐剂和冻干构成丸粒100的一种或多种化学成分的一种或多种方式，使得包含药物110的丸粒100在室20中储存时基本上不降解也不遭受其它有害作用(例如降低药物的效力或疗效的作用，例如其中药物的效力或疗效减少不超过10％、或1％、或0.1％)。回到参考图1，还可以通过构造室20以具有基本上气密的密封件来促进保存期限，所述气密密封件使得丸粒100很少或不会因暴露于水分、空气或引起丸粒100降解的其它环境条件而降解或发生其它有害作用。在特定实施方案中，包括区段51e和套筒52的机构50的各部分可以被构造成形成密封件51h，所述密封件可以保持在机构50移动穿过开口25的全部或一部分过程中。此外，室20和30的一个或两个可以包括干燥剂例如沸石干燥剂，用于吸收可能进入任一室的水汽和/或防止水汽进入室20。单独使用室20的密封件和/或与干燥剂一起使用，允许室20的内部20i基本上保持与身体环境隔绝，因此延长了丸粒100的储存期限。

在各种实施方案中，丸粒100可以包含单个或多个药物110。在具体的实施方案中，丸粒100可以包括治疗单个或多个病症的药物的组合，例如，治疗HIVAIDS的抗病毒药物例如蛋白酶抑制剂以及治疗伴随细菌感染的抗菌素的鸡尾酒。

现在参考图2b和2c，在各种实施方案中，丸粒100可以包含各种特征和化学剂以增强丸粒的降解/崩解以及对崩解量和速率进行量化(在本文中关于丸粒100使用时，术语降解和崩解基本可互换)。在各种实施方案中，丸粒可以是多孔的或者和/或包括从丸粒表面向内延伸的一个或多个通道101以促进身体组织液进入(通过毛细作用)丸粒内部102内，以加速丸粒通过溶解的崩解。在具体的实施方案中，通道101可以安排成图案103，以便引起身体组织液沿着如图2b显示的丸粒周边104基本上均匀地进入。

同样在各种实施方案中，丸粒100可以包括回声剂或光学反射剂100a，以增强从丸粒100反射出来的反射的声学或光学信号。如本文所论述，这样的信号用来量化丸粒崩解的量。丸粒100还可以包含各种各样的光学印记100i，它们具有被构造成提供丸粒崩解状态的指示的图案、尺寸或形状中的一种或多种。图案可以被构造成增强反射(光学或声学的)，或反之增强散射。具有不同图案的多个印记(例如一些反射，一些导致散射)可以位于丸粒上的几个位置。印记100i的尺寸和形状可用于确定崩解总量以及崩解速率，例如印记的尺寸越小，发生的崩解越多，印记尺寸减小的速率与崩解速率有关。可以进行各种校准测量(例如在崩解时间过程中测量丸粒质量和印记尺寸)，以建立印记损失速率和丸粒崩解速率之间的准确相关关系(例如，一阶、二阶等等)。在具体的实施方案中，印记100i可以包括在丸粒100的长度和宽度的全部或一部分上延伸的线、矩形或卵圆形，如图2b的实施方案所示。其它设想的印记100i的形状包括圆形和各种相交形状例如十字形状。印记100i还可以放置在沿着丸粒100的周长104的不同位置上。

再次参考图1和4，室20和30可以通过一个或多个连接件21相连，所述连接件可以是机械(例如支杆、螺栓、铆钉等)接合或其它连接工具。连接件21也可以是柔性的，使得外室30可以相对于内室20扭曲、弯曲或枢转。一个或这两个室可以用本技术领域已知的各种生物相容的金属和塑料例如PET、氟聚合物、PEBAX、聚氨酯、钛、不锈钢等等制造。此外，一个或两个室可以由不透气体/水汽材料制造或包含不透气层，以便最小化到室20和/或30中的水汽传输。合适的不透气/水材料包括异丁基橡胶。外室30还可以包含本技术领域已知的一个或多个生物相容涂层31，包括聚氨酯、有机硅、氟聚合物、涤纶等等。涂层31还可以包含各种洗脱性药物，例如心血管植入物技术领域中已知的各种类固醇，以减少到室的细胞及其他生物附着的量。外室30的大小和形状要适合安装在体内各种位置包括颅骨和颅腔、胸部、一个或多个GI器官内、心脏、血管系统以及包括四肢和躯干的各种皮下和肌肉内位置。室30的全部或部分还可以用适型材料(例如聚氨酯、有机硅及其他弹性聚合物)构建，以顺应围绕组织层和隔室的形状，例如颅骨内部的曲率、或皮肤的轮廓。还可以使用适型材料来允许周围身体组织在延长的植入时间段中在周围生长并对外室再成形。以这种方法，具有柔性外室的实施方案使室对周围组织生长和功能的影响最小，从而允许设备植入非常长的时间段，包括允许设备在儿童中植入并保留到成人期。各种适型材料还可以用来便于使用微创方法植入设备10。这样的材料允许包含室30的设备弯曲、扭曲或以其它方式适型，以便通过手术孔和导向装置插入，然后一旦位于意图的植入部位就重新采取它的形状。在具体的实施方案中，室30的弯曲和扭曲还可以利用本文描述的柔性连接件21来促进。室30采取的大小和形状还可以进一步便于通过微创手术方法进行植入。例如，它可以具有特定的大小与形状例如圆柱形，使它能够通过各种微创手术孔和导向装置。

现在参考图1、3a和3b，托架40被构造成保持和分送多个药品丸粒100或其它固体形式药品100。典型地，这将通过开口45，所述开口啮合机构50的一个或多个部件或以其它方式提供通往机构50的一个或多个部件的进路，使得所述部件啮合单个丸粒。在一个或多个实施方案中，托架40可以是弹簧加载的，以射出丸粒100用于被机构50啮合。在其它实施方案中，托架还可以被构造成通过重力进给或相关工具向机构50提供丸粒。还设想了其它丸粒射出工具，包括液压和气体射出工具。期望地，托架40容纳的药品丸粒的充分供应，以在延长时间段内提供对特定病症的治疗，所述延长时间段例如两年至五年或更长。在各种实施方案中，托架40可以被构造成保持几百个以上丸粒并可以包含传感器41来确定剩余丸粒的数量。托架40还可以被构造成射出或以其它方式提供两个以上丸粒100的同时给送。还可以通过堆叠或其它类似方式来使用多个托架40，以便构成叠层42。图3b示出了具有托架叠层42的本发明实施方案，其包含两个以上堆叠的托架43。托架可以用垂直或水平的方式堆叠。在这样的实施方案中，托架40可以包含一个或多个配合特征(未显示)，用于将一个托架与另一个连接。具有多个托架40的实施方案可以构造用于在基本相同的时间给送多个丸粒100。

在各种实施方案中，托架40可以是可移动的或固定的。在许多实施方案中，它是可移动的，并将典型地被构造成以围绕中轴的旋转方式移动，但是它也可以采用线性或其它方式移动。托架可以通过各种机械或机电工具例如弹簧、电动机、电磁开关或压电驱动源旋转或以其它方式行进。在具体的实施方案中，托架40可以包含旋转或其它可移动的塑料或金属盒或啮合驱动机构的带子(未显示)。驱动源也可以置入托架中，例如在使用所述盒的实施方案中。在这样的实施方案中，各种微加工和MEM过程可用于使驱动源小型化。托架还可以被构造成保持固定，例如如采用重力进给的实施方案中那样。在这样的实施方案中，托架可以包含进给器40。

托架40还可以包含一个或多个传感器41，所述传感器被构造成准确发出还剩余多少丸粒100的信号和/或当丸粒已经用完时发出信号。传感器41典型还与本文描述的控制器80连接或以其它方式向控制器80提供输入。控制器继而将这个数据作为信号发送给外部通信装置例如蜂窝电话、便携式监测器或远程监测器(例如在医生办公室)。以这种方法，患者和/或医疗护理提供者可以在所述设备用完药品之前采取适当的行动。典型地，传感器41将与托架40连接，但它们也可以放置在设备10上的其它位置处。

参考图1、4和5a-5g，现在将介绍输送机构50、本文称为机构50的论述。在许多实施方案中，机构50基本上布置在第一室20中，并包括运载构件51，该构件被构造成接收来自托架40的药品丸粒100、将所述丸粒通过室开口25输送到第一室外部，然后返回第一室20的内部。运载构件51将典型包含狭槽51s或其它开口以保持丸粒100。运载构件的远侧部51dp(该区段面向开口25)还可以包含扩大区段51e，其起到法兰的作用以密封抵靠开口25，从而当滑动构件在向外的(即远侧)方向中行进时，密封了室25。滑动构件或套筒52可以共轴或以其它方式定位在运载构件51上方，以在运载构件移动期间将丸粒100保持在适当位置。套筒52可以具有扩大区段52e，以允许与如下所述的驱动源54的各种实施方案啮合。在一些实施方案中，扩大区段52e可以包含能够与套筒52的其余部分独立地活动的部件，允许套筒52在构件51的上方滑动，后面跟着的是52e。一个或多个轴承可以定位在运载构件51和套筒52之间，允许套筒在构件51上方滑动。套筒52被构造成在包括狭槽51s的运载构件上方行进，一旦丸粒在狭槽中就位，则以向外的方向与运载元件51平行地移动，然后与运载构件一起移回室20中，然后一旦运载构件完全缩回到室20中，套筒52缩回以暴露狭槽51s。每次从托架接收新的丸粒并将其推进到室20以外则重复这个全部过程。

包括运载构件51和套筒52的机构50的一个或多个部件可以包含金属或聚合物，并可以使用本技术领域已知的各种加工(包括微加工)和/或模制法制造。典型地，运载构件51和套筒52将被构造成以线性方式移动进出室20，但是也设想了其它运动形式(例如旋转运动)。运载构件51和/或套筒52的移动可以利用驱动源54实行。驱动源54可以包含机械驱动源例如弹簧；或电-机械驱动源例如电动机、螺线管或压电马达。在其它的相关实施方案中，运载构件51和滑动构件52之一或二者可以利用电磁力行进，其中所述构件包含电子电动机例如线性感应电动机的部件。

在许多实施方案中，输送机构50可以被构造成以往复运动移动所述机构的部分例如运载构件51进出第一室。图5a-5g示出了具有往复运动的机构50的实施方案的操作。在这个实施方案中，在将丸粒100沉积到狭槽51s中之后，套筒52在构件51上方行进，然后构件51和52的远侧部行进到室20外，套筒52在该点处后收回以暴露丸粒，丸粒被推板70啮合并推进到构件60中。构件51和52然后反向收回到室20中，在此构件51现在准备好接收下一个丸粒。

以上实施方案使用了机电驱动源54，例如线性感应电动机。但是，也可以选择和配置其它驱动源来完成以上实施方案中描述的运动。其它合适的驱动源可以包括弹簧、磁性、气动、流体及其他本技术领域已知的驱动源。具有电机驱动源54的设备10的实施方案还可以包括电池55或其它电源用于给驱动源54供电。合适的电池55包括锂、锂离子、锂聚合物、锌-空气、碱性电池和电池技术领域已知的其它化学电池。

现在参考图6a-6b和7a-7b，在图6a和6b显示的实施方案中，驱动源54可以包含镍钛丝或响应加热改变长度的其它形状记忆材料，所述加热例如来自可以由电池55或其它电力源供应的电流。也设想了使用可膨胀气体59作为驱动源，从而气体可以利用来自电阻加热元件56的加热来膨胀，如图7a和7b的实施方案所示。气体可用于膨胀风箱57，所述风箱利用轴58或其它连接构件与运载构件51或滑动构件52的一个或多个啮合。轴58还可以用来将驱动源54的其它实施方案与滑动构件52和/或运载构件51之一或两者连接。

现在参考图8a，在许多实施方案中，设备10包括附接于外室30的细长构件60，用于将丸粒100给送到靶组织部位。细长构件60可以包括导管、金属海波管(hypo-tube)、或其它管状结构。为了便于论述，构件60将称为给送导管60或导管60，但上面描述的其它形式可同等适用。导管60可以用导管技术领域已知的各种聚合材料包括聚乙烯、PET、聚氨酯、有机硅等等制造。它也可以用各种金属材料包括不锈钢、和各种超弹性金属形状记忆材料例如镍钛合金(例子包括镍钛诺)制造。导管60具有大小适合接收药品丸粒的腔61、位于室30内部或与开口35连接的近侧端部62、以及延伸到室30外部以将丸粒给送到给送组织部位DS的远侧端部或尖端63。在具体的实施方案中，导管60可以具有足够长度来将丸粒100给送到与装置10的位置不同的组织部位(例如当设备10的其余部分位于颅骨外部时，将丸粒给送到脑中)。同样在具体的实施方案中，导管60可以被配置用于提供驱动力，推动丸粒100从室30到给送部位DS。驱动力可以包括类蠕动收缩波，其沿着导管的长度向远侧传播。这可以如本文所述通过用压电或类似的材料构造导管60并将它连接到电压源、或用形状记忆材料构造导管60并将它连接到热功率源而实现。在前一种的情况下，施加电压引起导管材料收缩，在后一种情况下，施加热也引起这样的结果。在将丸粒100通过导管60运输的备选实施方案中，丸粒100可以带电荷或包括带电荷涂层，通过如本文所述向导管表面或推板70施加电压(具有相反电荷)，使得丸粒从导管中排出。

期望导管远侧尖端63具有无损伤构型，从而允许在靶给送部位处的延长的植入时间段。这可以通过对尖端进行构型以具有锥形形状63t以及用一种或多种无损伤的柔性聚合材料包括有机硅和聚氨酯、氟聚合物和本技术领域已知的其它聚合材料制造尖端而实现。包括远侧尖端63的导管60还可以包含一个或多个传感器64，用于在给送部位DS进行各种测量。这样的测量可以包括药物浓度、pH、葡萄糖、各种代谢物、组织PO₂和CO₂等。

现在参考图8b，在具体的实施方案中，传感器64还可以包含传感器65用于进行各种测量以确定丸粒100的降解/崩解状态。进行这类测量的合适的传感器65可以包括光学、阻抗、声学和化学传感器。传感器65还可以包括组件66，所述组件包括发射器66e和检测器66d。组件66可以包括进行反射测量的光学发射器和检测器以及进行超声波测量的超声换能器(配置为发射器和检测器)。组件66发送或发射信号67，所述信号67被利用丸粒100的降解/崩解状态调制或以其它方式改变，然后被丸粒100作为信号68反射回来，然后分析信号68来确定丸粒的降解状态。例如，对于使用基于光学的组件66而言，信号67将作为幅度随着丸粒被身体组织液溶解和崩解而逐渐降低的反射信号68返回。如上面所指出，在各种实施方案中，丸粒100可以包括光学印记100i，以便于测量丸粒100的降解状态。

具有传感器65和66的实施方案可用于通过感应以前给送的丸粒的崩解状态来控制或调节丸粒给送。例如，当已经确定以前的丸粒处于特定的崩解状态(例如已经完全崩解或基本上崩解)时，可以给送另一个丸粒。这种确定可以通过使用本文描述的控制器80来实现，所述控制器可以包括一种或多种算法来分析丸粒的崩解状态和利用该信息做出给送决定。在具体的实施方案中，有关丸粒的崩解状态的信息可以与其它数据组合，以采用可指派给每个数据组的权重做出丸粒给送决定。这样的附加数据可以包括药物的血液浓度以及各种生理数据(例如温度、pH、血气等等)，该生理数据包括指示待由给送的药物治疗的医学病症的生理数据，例如作为高血糖的指示的血糖、作为心律不齐的指示的EKG、或作为癫痫发作或发作前事件的指示的脑电活动。

现在参考图9a-9d，可以配置导管60的长度，以允许设备10位于在给送部位DS附近或位于不同的位置。例如，在图9a显示的一种实施方案中，设备10可以位于大脑B中，而导管尖端63离开短距离地定位。在图9b显示的另一种实施方案中，导管可以具有足够长度以允许远侧尖端63位于脑中，而设备10放置在头皮上或颅骨外部的其它位置。

在一些实施方案中，设备10可以包括多个导管60，以便允许利用单个给药设备10在多个位置处给送药品丸粒100。例如，在图9c显示的实施方案中，第一导管60′的远侧尖端63可以放置在第一给送部位DS1，第二导管60”的远侧尖端63可以放置在第二给送部位DS2。在图9d显示的实施方案中，第一给送部位DS1可以包括最终靶部位TS，例如关节炎膝关节KJ(或其它关节炎关节)，以允许药品直接给送到该部位，以及第二导管远侧尖端可以放置在与第一部位DS1至少部分分开的第二部位DS2，例如放置在肌肉组织M或其它皮下位置中，以允许药物的更长期控制释放。

现在参考图10a-10d，使用推板70将丸粒100从机构50上脱离，并推动或推进所述丸粒进入导管腔61并出到给送部位DS。在一种实施方案中，推板70可以通过轴72与驱动源71连接。在另一种实施方案中，它也可以与本文描述的一种或多种驱动源54连接。在具体的实施方案中，推板70可以包括压电板，其可通过使用来自电源55的电压进行机械致动。作为推板70的替代或与其结合，其它丸粒推进工具可以包括使用与微型泵(未显示)连接的液体，其对液体产生充分的压力，以将丸粒传输出细长构件。液体取自储液器(未显示)，或者在一些实施方案中，可以依靠从不与液体直接接触的微型蠕动泵，从身体本身抽取(例如，从组织间隙液，或者通过导管60或未示出的单独的入口导管吸入的给送周围的血液)。对利用导管60作为入口的实施方案而言，泵可以被配置用于以向内的方向泵送，从而吸入流体用于排出丸粒，然后以向外的方向泵送，用于将丸粒排出或者射出到给送部位中。导管60的近侧部分可以设置一个或多个阀，以便利该过程。这样的实施方案可以与推板70组合使用，其中推板将丸粒100推入导管60中，然后使用加压液体将丸粒推出导管之外。

在其它的替代实施方案中，推板70可以使用电动势来操纵丸粒100。现在参考图10e，在特定实施方案中，推板70可以使用电磁吸引力来啮合来自运载构件51的丸粒100，以及使用电磁排斥力将丸粒100推出导管或其它细长构件60之外。这可以通过如下步骤实现：利用与电源54连接的充电电路赋予丸粒100静电电荷100es，并将推板70与电源54连接以便板70起到具有与丸粒100上的电荷相同极性的电极70e的功能，然后转变极性(利用控制器80内的电路)，以将丸粒用充分的电动势从板70上驱开，以将丸粒推出导管60之外。这个过程可以通过用盐水或其它导电溶液填充导管60而促进，所述盐水或其它导电溶液起到将排斥性电荷从板70传导通过导管腔61的全部或一部分的作用。以这种方法，导管60的整个腔可以起到排斥性电极的作用，以增加排斥力用于将丸粒100从导管60射出，由此将丸粒放置在距导管远侧尖端63的距离更远的给送部位中。丸粒100上的电荷可以通过用电绝缘材料涂布丸粒以致它在其表面上保持电荷而实现。在丸粒100上施加电荷的替代途径中，丸粒可以包括永久性带电涂层，例如包含一种或多种与丸粒表面共价结合的离子种类(磷酸根、硫酸根等基团)的涂层。施加到丸粒100的排斥力的量，可以通过从电源54施加到板70的电压量来控制。电压量可以通过与控制器80连接或驻留于控制器80内的各种功率控制电路55c、例如直流-直流变换器或直流-交流变换器来控制。

现在参考图11，在许多实施方案中，设备10可以包括控制器80，用于控制给药过程的一个或多个方面，包括机构60的致动和控制。控制器可以包括：逻辑资源81，例如微处理器、状态装置或两者；和存储资源82，例如RAM、DRAM、ROM等等。逻辑资源81和/或存储资源82可以包括用于操作控制器83的一个或多个软件模块83。通过使用模块83，控制器80可以被编程以包括给药方案，其中药品在延长的时间段内以规定的间隔(例如每天一次或两次)给送。控制器还可以包括RF装置84，用于接收无线信号85(例如无线或者另外信号)以启动给药或改变给药方案(例如从每天一次改为每天两次)。以这种方法，患者或医疗护理提供者可以响应于特定的事件(例如心绞痛急性发作)或者患者病症或诊断的较长期改变来控制药品的给送。

控制器80可以接收来自设备传感器64或远程传感器64r的输入86，所述传感器感应指示待由药品丸粒100治疗的病症的生理参数，例如糖尿病的高血糖。当控制器80接收指示病症的输入86时，它发送信号88以启动一种或多种药品丸粒100给送到靶组织部位，以便治疗所述医学病症。来自传感器64的初始和后续输入两者均可用于在延长的时间段内滴定药品丸粒的给送，直到病症消除或以选择的方式被另行治疗。控制器80还可以接收来自其它传感器69的输入87，所述其它传感器被配置用于测量所给送药物的血浆或其它组织浓度。这些输入87也可以用来滴定药物的给送，以达到选择的药物浓度。浓度传感器69可以位于给送部位DS、靶部位TS以及体内其它部位(例如静脉或动脉)，以便建立药物在体内多个部位处分布的药代动力学模型。

在本发明的各种方法实施方案中，设备10用来给送丸粒或其它固体形式药品100到选择的给送部位DS，例如皮下组织，它们在此被身体组织液(例如肌肉或皮组织中的组织间隙液)崩解和吸收，以致在靶部位TS产生需要的药物浓度110。在一些应用中，给送部位DS可以与靶部位TS处于同一器官和/或室中，例如如在图12a的实施方案中显示的大脑。在其它应用中，靶部位可以不同于给送部位，如同图12b的实施方案中所示。例如在一种实施方案中，给送部位可以是胸部的肌肉内组织，以及靶部位可以是与给送部位有距离的器官例如心脏。给送部位可以与靶部位同位，例如皮肤给送以到达下面肌肉组织的靶部位，或者它可以放置在不同位部位，例如肌肉内给送以达到心脏的靶部位。在每种情况下，药品丸粒100都可以包括选择剂量的药物并被构造成崩解并被身体组织液溶解，从而在靶组织部位处产生治疗有效的药物浓度。在许多应用中，这包括丸粒被给送部位(例如组织间隙液)的身体组织液溶解，然后药物在给送部位从组织扩散到血流中，在血流中将药物携载到靶组织部位。因此，在这些及其他应用中，可以滴定丸粒中药物的剂量，以在丸粒溶解期间和之后的选择时间段内达到选择的血浆药物浓度(或浓度范围)。

在一些实施方案中，丸粒100被构造成被身体室内的组织液例如脑中的脑脊液(CSF)崩解并溶解，以便在该室内的组织液中达到选择的浓度，如图12a的实施方案所示。在治疗各种神经病例如癫痫和其它发作的具体实施方案中，丸粒被构造成迅速崩解并在CSF中溶解，以便迅速达到遍及CSF的选择药物浓度，其浸浴大脑以防止发作的发生或减少它的持续时间和严重度。这可以通过混合在丸粒中的一种或多种超崩解剂而实现。

现在参考图13-16，还可以通过在给送之前或之后用机械、电磁、声或其它能量处理丸粒以弱化丸粒的结构、产生裂缝用于进入流体或引发丸粒分解成较小片，而实现加速丸粒崩解。如图13a-13b所示，给送的力和能量可用于产生用于进入组织液的裂缝105(或其它表面缺陷)，以及将丸粒破裂成较小片106。在一种实施方案中，这可以通过由运载构件和/或套筒52施加的机械压缩力CF来实现，如图14的实施方案所示。

在其它实施方案中，可以在丸粒100仍然在设备10中时向它给送能量，以产生裂缝105和弱化丸粒结构，如图15所示。能量给送可以通过使用声能装置90例如超声换能器来实现，所述超声换能器具有针对丸粒的共振频率设置的超声波频率。声能或其它能量装置90可以与能源91连接，所述能源可以包括各种电力源。在图16显示的另一种实施方案中，能量可以在丸粒从导管60射出并给送到给送部位DS之后给送到所述丸粒。在这个实施方案中，能量给送可以通过使用放置在导管远侧尖端63上的超声换能器或其它能量给送装置90来实现。超声换能器90发射能量束93，所述能量束作用在丸粒100上，以对丸粒结构造成裂缝105和其它作用，以加速丸粒降解成碎片106并通过被身体组织液溶解而崩解。可用于破坏丸粒100的结构并加速崩解/降解的能量的其他形式包括光(例如激光)、RF、微波、热或医疗装置技术领域中已知的其它形式的能量。用于弱化丸粒结构(例如导致裂缝等)的能量给送方案(例如能量的持续时间、频率和量)可以由控制器80控制。能量给送方案可以根据丸粒的大小和结构特性以及具体的给送部位DS进行调节。在各种实施方案中，能量给送装置90可以由电源54供电或具有其自己的电源。

在各种各样的应用中，本发明的实施方案可用于给送丸粒100或固体形式药品以提供对许多医学病症的治疗，所述医学病症包括癫痫发作(例如使用呋塞米)、高血压(例如使用钙通道阻滞剂，CCB)、胆固醇升高(例如使用LIPITOR)、糖尿病(例如使用胰岛素)、冠心病心律不齐(房性和室性两种，例如使用CCBss))、冠状动脉缺血(例如使用硝化甘油或其它血管舒张剂)、或者脑缺血、心脏病发作或中风(例如使用阿司匹林、TPA或其它溶血剂)、贫血(例如使用正铁-焦磷酸盐)或其它此类病症。本发明的其它实施方案可用于提供这些或其它病症的两种或多种的同时治疗，消除了患者在一天的时间内摄取多个剂量的不同药物(例如口服或通过胃肠外方式)的需要。这对于患有长期慢性病症、包括那些患有认知或体能受损的患者特别有益。

结论

为了说明和描述，上面已经介绍了本发明各种实施方案的描述。它并不打算将本发明限制到所公开的准确形式。许多修改、变化和改进对本技术领域有经验的实践者是显而易见的。例如，设备的实施方案在尺寸等方面可以为各种儿科和新生儿应用而改编。

来自一个实施方案的要素、特征或作用能够容易地与来自其它实施方案的一种或多种要素、特征或作用重新组合或用其取代，以在本发明范围内形成许多其他的实施方案。此外，在各种实施方案中，与其它要素组合显示或描述的要素可以作为独立要素存在。因此，本发明的范围不局限于所描述的实施方案的细节，而是只受所附权利要求的限制。

Claims (8)

1.一种用于将固体药物给送到患者身体内靶组织部位的设备，所述设备包括：

第一室，该第一室包括第一开口；

第二室，该第二室围绕所述第一室使得所述第一室不与患者的组织接触，所述第二室包括第二开口；

布置在所述第一室中的托架，所述托架被配置用于保持多个药品单体，所述药品单体包含至少一种药物；

包括运载构件的机构，该机构被配置用于从所述托架接收所述药品单体、将所述药品单体经所述第一开口输送到所述第一室的外部并返回所述第一室的内部，所述机构还被配置来形成与所述第一开口的密封以使得所述第一室与患者的身体隔离，在所述机构的运动期间所述密封被保持；

细长构件，其具有腔和近侧与远侧端部，所述腔的尺寸用于接收所述药品单体，所述细长构件的至少一部分位于所述第二室中；和

推板，用于将所述药品单体从所述机构上脱开，并推动所述药品单体穿过所述细长构件的腔。

2.权利要求1的设备，其中所述药品单体包括丸粒。

3.权利要求1的设备，其中所述机构还包括布置在所述运载构件上方的可滑动构件，所述可滑动构件被配置用于在所述运载构件上方滑动，以将所述药品单体保持在适当位置。

4.权利要求3的设备，还包含与所述运载构件或所述可滑动构件中的至少一个连接的驱动源，所述驱动源被配置用于推进所述运载构件或所述可滑动构件中的至少一个。

5.权利要求4的设备，其中所述驱动源包括机电驱动源、螺线管或形状记忆导线。

6.权利要求1的设备，其中所述细长构件是导管，具有用来接收所述药品单体的尺寸的腔。

7.权利要求1的设备，还包含与所述第二室或所述细长构件连接的能量给送装置，所述能量给送装置被配置用于向所述药品单体给送能量，以提高所述药品单体被身体组织液崩解的速率。

8.权利要求7的设备，其中能量包括热、电磁、声或光能。