CN108367141A - 用于经皮药物递送的设备 - Google Patents

Abstract

公开一种用于含有经皮递送药物的耦合介质的容器(200)和一种用于与容器(200)一起使用的变换器单元(100)。变换器单元(100)具有带有输出面(110)的变换器(108)，并且容器包括用于收纳耦合介质的腔室(214)和用于接触变换器(108)的输出面(110)的接触表面(212)。容器(200)可附接到变换器单元(100)并且被布置成使得在将容器(200)附接到变换器单元(100)后，在变换器(108)的输出面(110)和接触表面(212)之间形成用于超声发射的声耦合。

Description

用于经皮药物递送的设备

技术领域

本发明涉及用于药物递送的设备。具体但非排他地，本发明涉及用于无针经皮递送药物的变换器(transducer)单元和用于与变换器单元一起使用的容器。

背景技术

一些药物，如用于医治糖尿病的胰岛素，最有效地皮下施用。传统地，皮下施用使用针刺穿皮肤的天然阻隔以提供用于皮下注射药物的路径来实现。

已建议超声辅助药物递送(被称为超声波促渗法)作为用于经皮递送药物的替代方法。在超声波促渗法中，将耦合介质(通常液体或凝胶)施加到皮肤。然后通过超声变换器激发耦合介质。借助于耦合介质将超声能量施加到皮肤导致皮肤的渗透率暂时增加。这可通过在超声波促渗法之后将药物施加到皮肤或更方便地，通过将药物并入耦合介质中(例如通过溶解或悬浮)用于药物递送使得递送与超声波促渗法同时进行。

据相信，多于一种机构可有助于增加皮肤的渗透率。然而，已经证明，在同时超声波促渗法期间递送的药物的量取决于在耦合介质中发生的声空化的量。据相信，空化气泡的破裂导致在耦合介质中形成微射流，并且微射流提供用于通过皮肤的递送药物的传输机构。

附图的图1为使用同时超声波促渗法的药物递送的示意图。将耦合介质10放置在接收者的皮肤12上。耦合介质10负载有待递送的药物。超声变换器14被定位成使变换器14的输出面16与耦合介质10声接触。通过信号源18激励超声变换器。超声振动借助于输出面16传递到耦合介质10。振动朝向皮肤渗透通过耦合介质10。由于衰减效应，振动的强度在包络20内仅处于有效水平。其中振动最强烈的聚焦区22位于包络20内。在聚焦区22中发生空化和微射流形成。将微射流在直径为D的医治面积内导向皮肤12。在此区域中，微射流穿透皮肤12，导致药物跨皮肤阻隔传输。应了解，聚焦区22和包络20的形状和位置将取决于多个因素，并且可比图1中示出的显著更复杂。

认为与使用针的皮下注射相比，使用超声波促渗法的超声辅助药物递送较不疼痛并且创伤性较小，并且带来减少的感染可能性。然而，对于使用超声波促渗法的有效药物递送，有必要确保从超声换能器到耦合介质的良好声发射以允许耦合介质的有效刺激。另外重要的是实现在耦合介质和皮肤之间的良好耦合，以允许药物从耦合介质传输到皮肤中，以确保耦合介质保持无菌。到目前为止，这些和其它因素已大大地将使用超声波促渗法限于使用仅由经训练的人员可操作的专业化设备的临床环境。然而，将期望提供可用于在临床环境外自我施用药物的实用装置，并且针对此背景技术设计本发明。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供用于含有使用变换器单元经皮递送药物的耦合介质(coupling medium)的容器，所述变换器单元具有带有输出面的变换器。容器包括用于接触变换器的输出面的接触表面和用于收纳耦合介质的腔室。容器可附接到变换器单元并且被布置成使得，在将容器附接到变换器单元时，在变换器的输出面和接触表面之间形成用于超声发射(transmission)的声耦合。

通过确保在变换器的输出面和接触表面之间形成声耦合，可实现有效声发射通过在变换器和接触表面之间的界面。以此方式，可以确保从变换器到容器的腔室(通过接触表面)的良好声发射。因此，在容器的腔室中的适当接触介质的情况下，可在适用于超声辅助超声波促渗法的强度下容易地实现超声发射到接触介质中。

在将容器附接到变换器单元时形成在变换器的输出面和接触表面之间的声耦合，使得不需要特殊防护措施以实现从变换器到耦合介质的良好声发射。因此，当与合适变换器单元一起使用时，本发明的容器可在非临床环境中和通过未经训练的人员使用，并且具体地说用于自我施用药物。

容器可被布置成使得在将容器附接到变换器单元时在变换器的输出面和接触表面之间形成大体上无空气耦合。在输出面和接触表面之间的界面不存在空气有助于避免通过耦合的声发射的衰减或掩蔽。

优选地，接触表面可变形以在将容器附接到变换器单元后与变换器的输出面一致。在一个实施例中，接触表面被布置成使得在接触表面和输出面之间的接触面积逐渐增加以在将容器附接到变换器单元期间排除空气。举例来说，接触表面可包括用于与变换器的输出面接触的凸表面。接触表面可例如具有拱顶状，其中拱顶的顶点朝向变换器单元突出。

容器可包括接触隔膜(membrane)，并且接触表面可包括接触隔膜的表面。优选地，腔室至少部分由接触隔膜限定。举例来说，接触隔膜可闭合腔室的近侧端部。

接触隔膜可为柔性的，并且优选地为弹性体材料。举例来说，接触隔膜可包括硅酮材料。优选地，接触隔膜与耦合介质阻抗匹配。以此方式，使在接触隔膜和耦合介质之间的界面处的声衰减降至最低，并且因此变换器的输出大体上传递到耦合介质，如同不存在接触隔膜。以此方式，接触隔膜可被描述为透声的。

接触隔膜可被布置成在将容器附接到变换器单元时弹性变形。如果容器为可释放的，那么弹性变形的接触隔膜可用以在容器和变换器单元之间施加力以辅助容器的释放和弹出。

容器可包括接触介质以在将容器附接到变换器单元时将接触隔膜耦合到变换器的输出面。接触介质有助于在接触隔膜和输出面之间形成大体上无空气耦合。容器可提供有布置成含有在接触隔膜和密封件之间的接触介质的可移除密封件。优选地，接触介质为凝胶型超声耦合介质。

壳体可为刚性塑料材料。以此方式，壳体可支撑柔性接触隔膜和/或凝胶或液体类耦合介质。容器可包含用于将耦合介质与壳体分离的衬垫。衬垫优选地为弹性体材料，如硅酮橡胶材料。在优选实施例中，接触隔膜(当存在时)为衬垫的一部分。

壳体的至少一个部分可延伸通过衬垫以将衬垫附接到壳体。举例来说，衬垫可包覆模制到壳体上。替代地，衬垫和/或隔膜(当存在时)可粘合地或以其他方式附接到壳体。

接触表面可安置在腔室的近侧端部处。腔室的相对远侧端部可打开以允许在耦合介质和用户的皮肤之间接触。替代地，腔室的远侧端部可通过闭合隔膜闭合。闭合隔膜优选地为通常不可渗透耦合介质但是在超声波促渗法下变得可渗透的材料。换句话说，闭合隔膜可为通过超声活动可穿透的材料。举例来说，闭合隔膜可包括皮肤替代材料。

合适的皮肤替代材料包含(但不限于)：暂时不可渗透包扎材料，包含单层材料，如Tegaderm(美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M,St Paul,MN,USA))和Opsite(英国伦敦的施乐辉有限公司(Smith&Nephew plc,London,UK))，和双层组织工程化材料，如TransCyte(英国伦敦的施乐辉有限公司)；单层持久皮肤替代物，如Alpigraft(美国马萨诸塞州坎顿的器管生成公司(Organogenesis Inc,Canton,MA,USA))；牛或猪胶原蛋白片材；复合组织工程化皮肤替代物，如Integra(美国新泽西州普兰斯堡的英特格拉生命科学控股公司(Integra LifeSciences Corporation,Plainsboro,NJ,USA))和Biobrane(英国伦敦的施乐辉有限公司)。

闭合隔膜可限定在容器的远侧端部处的凹表面。在此情况下，闭合隔膜可具有等于或大于接触表面的曲率半径的曲率半径，使得当接触表面与变换器的输出面的形状一致时闭合隔膜变得平坦或呈凸面，以辅助在闭合隔膜和皮肤之间的接触。

腔室的远侧端部可包含一层相对高粘度的耦合介质。具体来说，腔室的远侧端部可通过耦合介质的自撑层闭合。在此情况下，可不存在闭合部件以准许在耦合介质的自撑层和用户的皮肤之间直接接触。

腔室可为大体上圆柱形。替代地，腔室可具有非均匀直径。腔室可成形为符合来自变换器的声传播的包络，以便降低填充腔室所需的耦合介质的体积。在一个示例中，腔室的直径随在腔室的至少一部分内距接触表面的距离降低。举例来说，腔室可包含漏斗状部分或截头圆锥形部分。

腔室可含有含药物耦合介质。以此方式，药物可随耦合介质传输通过用户的皮肤。在一些实施例中，含药物耦合介质大体上填充腔室。

药物可在腔室中均匀地分布。在其它实施例中，药物在腔室中非均匀地分布。举例来说，含药物耦合介质可包括于在腔室内的体积中。腔室的另一部分，例如腔室的剩余部分，可含有不含药物耦合介质。以此方式，药物可仅定位在其中它将通过超声波促渗法进行传输通过皮肤。通过以此方式在腔室中选择性地分布药物，与其中药物在腔室中均匀地分布的布置相比，可减小从容器递送给定剂量所需的药物的量。

举例来说，含药物耦合介质的体积可悬置于不含药物耦合介质中或通过不含药物耦合介质囊封。含药物耦合介质可包括于悬置于腔室中的胶囊中。胶囊可通过连接到容器的壳体或(当存在时)连接到容器的衬垫的一个或更多个网悬置于腔室中。在另一个示例中，含药物耦合介质安置在腔室中的层中。举例来说，在一个实施例中，含药物耦合介质在不含药物耦合介质的两层之间的中间层中提供。

可提供至少一个分割隔膜用于在体积内含有含药物耦合介质。分割隔膜优选地与耦合介质阻抗匹配。分割隔膜可为通常不可渗透耦合介质但是在超声波促渗法下变得可渗透以允许含药物耦合介质在超声波促渗法期间离开体积的材料。举例来说，分割隔膜可为通过超声活动可穿透的材料，如皮肤替代材料。如果不需要跨分割隔膜药物传输，那么分割隔膜可为非可渗透材料。在一个实施例中，分割隔膜包括硅酮橡胶。可提供相同或不同材料的多个分割隔膜。

耦合介质或耦合介质的一部分可在以超声波促渗法使用容器之前传递到腔室中或在腔室的部分之间传递。举例来说，在一个实施例中，将容器附接到变换器单元引起耦合介质从腔室的贮存器(reservoir)部分移位到腔室的操作部分。腔室的操作部分可在腔室的远侧端部处打开，使得当耦合介质进入腔室的操作部分时，耦合介质流动与用户的皮肤接触或在容器外部流动以与用户的皮肤进行接触。方便地，变换器单元的变换器可将耦合介质从贮存器部分移位到操作部分。

贮存器部分和操作部分可通过分离器隔膜分离。分离器隔膜优选地与耦合介质阻抗匹配。分离器隔膜可为通常不可渗透的并且在施加流体压力下变得从耦合介质可渗透。举例来说，分离器隔膜可为多孔弹性体材料，如硅酮橡胶材料。

在另一个实施例中，容器包括在用于盛放耦合介质的腔室外部的贮存器和用于将耦合介质传递到腔室的传递构件。贮存器可通过流体连接而连接到腔室。传递构件可包括安置在贮存器中的活塞或柱塞。

传递构件可通过装置的用户可操作，例如在启动按钮或其它触发器装置时。替代地，传递构件的操作可为自动的。作为示例，容器或变换器单元可包括皮肤接触检测构件，并且传递构件在通过皮肤接触检测构件检测皮肤接触时可为可操作的。

容器可进一步包括用于将容器锁定到变换器单元的接合构件。优选地，接合构件被布置成使得，在将容器附接到变换器单元时，一旦在变换器的输出面和接触表面之间已形成耦合，接合构件就与变换器单元接合。在接合构件与容器接合时，接触表面可抵着变换器的输出面按压。

接合构件可包括用于与变换器单元的一个或更多个闩锁部件接合的接合形成部。接合形成部可为容器的壳体的一部分。举例来说，接合形成部可为壳体的接合轴环，并且可通过在壳体中的环形通道部分限定。变换器单元的闩锁部件可包括用于与通道接合的夹子形成部。在另一个示例中，接合构件包括用于与变换器单元的接合形成部接合的一个或更多个闩锁部件。举例来说，闩锁部件可包括被布置成与变换器单元的轴环协作的接合臂。

容器可以可释放地可附接到变换器单元。以此方式，变换器单元可为可再用的并且容器在使用之后可为抛弃式的。替代地，容器可永久地可附接到变换器单元，例如当变换器单元也为抛弃式的时，或当容器为可再用的时。在那种情况下，本发明延伸到形成变换器单元的组成部分或永久地附接到变换器单元的容器。

容器可适合与包括多个变换器的变换器单元一起使用。在这类布置中，变换器可单独地或同时可操作。通过提供呈阵列形式的多个转换器，与具有仅使用一个变换器元件的等效性能的变换器单元相比，变换器单元的大小和高度可减少。

因此，容器可包括对应的多个腔室，每个腔室具有被布置成接触多个变换器中的相关一个的相应输出面的相应接触表面。

与容器一起使用的接触介质优选地为水基超声凝胶，如为所属领域中已知的。举例来说，接触介质可包含粘度改性剂，如丙二醇或丙三醇。接触介质还可包含空化增强剂。药物可以任何合适方式并入到接触介质中以保持药物的特征。举例来说，药物可在接触介质中形成溶液、悬浮液、胶体、溶胶、乳液或其它分散液。

根据本发明的第二方面，提供用于经皮递送药物的变换器单元。变换器单元包括具有输出面的至少一个变换器并且被布置以用于根据本发明的第一方面附接到容器。

优选地，变换器单元为可再使用的用于药物递送的独立装置，其中为每次使用提供根据本发明的第一方面的新鲜容器。为这个目的，变换器单元可包含用于变换器的控制电路，如信号发生器，和/或用于变换器的电源，如电池。

变换器的输出面可为平坦的。有利地，当与具有凸面接触表面的容器一起使用时，平坦输出面使接触表面逐渐变平以从在接触表面和输出面之间的界面排除空气。变换器可被布置以用于当将容器附接到变换器单元时部分插入到容器中。举例来说，变换器单元可包含用于接受容器的一部分的围绕变换器的凹槽，如容器的轴环。

变换器单元可包括用于接受容器的插口。插口可包括用于将容器导引到插口中的导引区域。

变换器单元可包含用于与容器的对应的接合形成部接合的闩锁构件。类似地，变换器单元可包含用于与容器的对应的闩锁构件协作的接合形成部。

变换器单元可包括用于与变换器单元的闩锁部件或容器协作以将容器从变换器单元释放的释放构件。举例来说，释放构件可包括按钮或另一种合适的用户启动装置。

本发明也延伸到将根据本发明的第二方面的变换器单元与根据本发明的第一方面的容器组合。具体来说，本发明可实施为包括这类组合的药物递送装置。

本发明的另一方面提供用于经皮递送药物通过患者的皮肤的药物递送装置，包括具有带有输出面的变换器的变换器单元、用于收纳耦合介质的操作腔室、用于在使用装置之前存储耦合介质的贮存器，和可操作以将耦合介质从贮存器传递到操作腔室由此以在变换器的输出面和耦合介质之间形成声耦合的传递构件。

以此方式，耦合介质可含于贮存器内直到装置准备好使用，由此保持耦合介质的无菌性。当制备用于使用的装置时，传递构件可操作以将耦合介质传递到操作腔室。举例来说，装置可抵着用户的皮肤放置，并且然后传递构件可操作以用耦合介质填充在变换器的输出面和患者的皮肤之间的间隙。当耦合介质具有低粘度时，这类布置可特别有用。

装置可包括用于容纳操作腔室的容器。容器可以附接或可附接到变换器单元。贮存器可在容器外部。替代地，容器可容纳贮存器。举例来说，容器可包括分成操作腔室和贮存器部分的腔室。传递构件可包括活塞、可变形壁或任何其它合适的构件。在输出面和耦合介质之间的声耦合可通过在耦合介质和输出面之间的直接接触。替代地，声耦合可为间接的，如通过安置在输出面和耦合介质之间的接触隔膜。

在本发明的另一方面中，提供用于含有使用变换器单元经皮递送药物的耦合介质的容器，所述变换器单元具有带有输出面的变换器。容器包括用于接触变换器的输出面以提供在变换器的输出面和耦合介质之间的声耦合的接触表面，和用于收纳耦合介质的腔室。容器可附接到变换器单元并且被布置成使得，在将容器附接到变换器单元时，在变换器的输出面和接触表面之间形成耦合。优选地，耦合为大体上透超声波的。换句话说，形成大体上不衰减或降低跨耦合的超声发射的耦合。

本发明的每个方面的优选和/或任选特征可单独地使用或在本发明的其它方面也可适当组合使用。

附图说明

图1(上文已提及)为使用超声波促渗法的药物递送的示意图。现在将仅借助于示例参考剩余附图描述本发明的实施例，其中类似附图标号用于类似特征，并且其中：

图2为包括变换器单元和第一容器的药物递送设备的等角视图(isometricview)；

图3为图2的设备的横截面视图；

图4为图2的设备的变换器单元的一部分的部分截面等角视图；

图5(a)和5(b)为图4的变换器单元的外壳部分的等角视图；

图6(a)和6(b)分别为图2的设备的容器和组装容器的壳体部分的部分截面等角视图；

图7(a)到7(c)为说明在图2的设备的使用中的步骤序列的横截面视图；

图8(a)到8(c)为说明在具有第二容器的图3的变换器单元的使用中的步骤序列的横截面视图；

图9(a)到9(c)为说明在具有第三容器的图3的变换器单元的使用中的步骤序列的横截面视图；

图10为与第四容器一起使用的图3的变换器单元的横截面视图；

图11为与第五容器一起使用的图3的变换器单元的横截面视图；

图12为与第六容器一起使用的图3的变换器单元的横截面视图；

图13为与第七容器一起使用的图3的变换器单元的横截面视图；

图14为与第八容器一起使用的修改的变换器单元的横截面视图；

图15为与第八容器的变型一起使用的另一种修改的变换器单元的横截面视图；

图16(a)和16(b)为说明在变换器单元和第九容器的使用中的步骤序列的横截面视图；

图17(a)和17(b)为说明在变换器单元和第十容器的使用中的步骤序列的横截面视图；

图18(a)到18(c)为说明在具有第十一容器的图3的变换器单元的使用中的步骤序列的横截面视图；

图19为图3的变换器单元的外壳部分的变型的等角视图；

图20为与替代变换器单元在一起的图3的变换器单元的等角视图；和

图21(a)到21(c)为示出在具有对应容器的图20的替代变换器单元的使用中的步骤序列的部分截面等角视图。

具体实施方式

在图2和3中示出根据本发明的一个实施例的药物递送装置。装置的设备包含变换器单元100和被布置成与变换器单元100可释放地接合的容器200。容器200被设计成盛放在使用装置期间与患者的皮肤接触的耦合介质。贯穿以下描述，术语“远侧”和相关术语用于指在使用中朝向患者的皮肤的设备的端部(即图2和3中的下端部)，并且术语“近侧”和相关术语用于指在使用中最远离皮肤的设备的端部(即图2和3中的上端部)。在图2和3中，示出容器200从变换器单元100松开。

变换器单元100为具有大体上圆柱形、细长形式的手持型装置，并且包括大体上管状外壳102和安置在外壳102的近侧端部处的盖状释放按钮104。在使用中打开外壳的相对远侧端部以收纳容器200。图4示出变换器单元100，其中出于清楚起见省略释放按钮104，并且图5(a)和5(b)示出与其它组件隔离的变换器单元的外壳102。

变换器模块106(在图3和4中可见)收纳在外壳102中。变换器模块106包含具有暴露在变换器模块106的远端侧上的输出面110的超声变换器元件108。变换器元件108可为压电、电容性或任何其它合适的类型。

变换器元件108保留在杯形壳体112中。壳体112的外壁包含抵着在外壳102(在图5(b)中最清晰示出)的内壁中的轴环116定位的台阶114。壳体112可通过机械接合、粘合剂或其它合适的方式附接到外壳102。信号电缆(未示出)用于将变换器元件108连接到超声波信号发生器(未示出)，其优选地电池供电并且容纳于变换器单元100中。

环形凹槽117在轴环116的远端侧上限定在壳体112的外壁和外壳102的内壁之间。如将在下文更详细地解释，当将容器200附接到变换器单元100时，凹槽117接受容器200的轴环部分。

一对闩锁部件118安置在外壳102的直径相对侧上。每个闩锁部件118收容在外壳102的壁中的相应狭槽120。每个闩锁部件118通过沿圆周从闩锁部件118的各侧延伸以与相应狭槽118的壁连接的一对连接部件122(最清晰地见于图5(a)中)附接到外壳102。连接部件122为柔性的以允许闩锁部件118在施加外力下绕中间位置枢转，从而引起连接部件122扭转，但是连接部件122为弹性的以当不施加力时使闩锁部件118返回到中间位置。

在此示例中，闩锁部件118、连接部件122和外壳102模制为单个组件，但是应了解，外壳102、闩锁部件118和/或连接部件122可形成为两个或更多个单独的组件。闩锁部件118可偏置以通过任何合适构件，如通过弹簧或其它偏置构件返回到中间位置。

每个闩锁部件118包含相对于连接部件122向近侧安置的头部分124和相对于连接部件122向远侧安置的夹子形成部126。头部形成部124中的每个在外壳102的圆柱形外壁外部径向突出并且包含与释放按钮104的管状裙部128协作的斜坡式近端面125。夹子形成部126中的每个具有斜坡式远端侧130和大体上垂直于管状外壳102的轴线的近端侧132。如在图3中最好地看出，每个夹子形成部126的近端侧132相对于邻近于凹槽117的变换器元件108的输出面110向近侧定位。

现参考图2、3、6(a)和6(b)，容器200包括大体上管状壳体202和衬垫204。衬垫204覆盖壳体202的内壁并且由具有低声衰减的柔性弹性体材料(如硅酮橡胶)形成。

壳体202(在图6(a)中没有衬垫的情况下示出)优选地由刚性塑料材料形成。壳体提供有在其外面中的多个纵向延伸凹槽206。在每个凹槽的每个端部处，孔隙208通过壳体202的壁形成。在所说明示例中，壳体202包含四个凹槽206和八个孔隙208，但是应了解，可存在更少或更多孔隙和凹槽。

在制造容器200期间，在壳体202上方模制或浇铸衬垫204，使得衬垫204的材料填充孔隙208和凹槽206。以此方式，壳体202的桥接部分210嵌入于衬垫204中以将衬垫204附接到壳体202。

在其近侧端部处，衬垫204跨壳体202的内部延伸以形成耦合隔膜或接触隔膜212。以此方式，衬垫204限定仅在其远端侧上打开并且通过衬垫与壳体202分离的大体上圆柱形腔室214。因此接触隔膜212部分限定腔室214。

呈壳体202的轴环(collar)216的形式的接合形成部安置在接触隔膜212的近端侧上。接合轴环216的近侧端部具有斜的内表面218和外表面220。环形通道222沿圆周围绕壳体202的外壁延伸以限定接合轴环216的远端侧。

壳体202的远侧端部向外步进以限定扩大直径裙部部分224。如图3和6(b)中所示，衬垫204的远侧端部成形为部分覆盖裙部部分224的远侧端部的环形足部226。

再次参看图3和4，外壳102的远侧部分提供用于收纳容器200的插口134。插口134通过在外壳102的远侧端部面中的孔隙136进入。环形凹槽138围绕孔隙136的周边在外壳102的内壁的端部处形成。邻近于凹槽138的内壁为截头圆锥状以限定插口134的导引区域140，其中插口134的直径朝向孔隙138变宽。

容器200的功能为将药物负载的耦合介质盛放在变换器元件108的输出面110和用于超声波促渗法的用户的皮肤之间的腔室214中的适当位置。变换器单元100旨在为可再用零件，尽管容器200为在使用之后可丢弃的单次使用组件。在此实施例中，容器200旨在预先填充有用于供应到用户的耦合介质。为了在贮存、处置和传输期间将耦合介质保持在容器200的腔室214中，并且为了在使用之前维持其无菌性，可剥离密封膜228例如通过合适粘合剂附连到衬垫204的足部226的远端侧。

耦合介质可为本领域中一般已知的类型，如超声凝胶或偶合剂。优选地，耦合介质为水基的。

对于有效超声波促渗法，期望使在耦合介质中的超声强度增至最大。因此，重要的是确保超声波可通过接触隔膜自身或在其界面处跨接触隔膜212从变换器元件108的输出面110传播并且进入具有最小衰减或变化的腔室214中的耦合介质。因此接触隔膜212和衬垫204的材料优选地与耦合介质阻抗匹配。举例来说，接触隔膜212和衬垫204的材料可为硅酮橡胶材料。

另外重要的是，当容器200装配到变换器单元100时，在界面处没有空气截留的情况下，接触隔膜212与变换器元件的输出面110紧密接触。

如现在将解释，为了帮助便于在变换器元件输出面110和隔膜212之间的良好声耦合，将容器200附接到变换器单元100的工艺引起在隔膜212和变换器输出面110之间形成大体上无空气耦合。

在本发明的此实施例中，接触隔膜212为拱顶状使得当腔室214填充有耦合介质时所述接触隔膜212在近侧方向上凸出。以此方式，接触隔膜212在容器200的近侧端部处呈现凸面耦合表面。

当将容器200推动到插口134中时(如将在下文更详细地描述)，在输出面110和隔膜212之间的接触首先发生在隔膜212的中心点处(即在拱顶的顶点处)。然后随输出面110使拱顶变平、排出空气并且避免在输出面110和隔膜212之间的界面处截留任何空气，随接触面积向外扩散到隔膜212的周边，接触面积逐渐增加大小。

现在将参考图7(a)到(c)描述在设备的使用中的步骤序列。

首先，容器200通过孔隙136插入到变换器单元100的插口134中。插口134的导引部分140有助于对齐容器和变换器单元100的轴线。如图7(a)中所示，接合轴环216的斜外表面220在闩锁部件118中的每个上的夹子形成部126的斜坡式远端侧130上方滑动，迫使闩锁部件118相对于外壳102枢转并且连接部件122扭转。在接合轴环216开始与闩锁部件118协作时，接触隔膜212的顶点接触变换器元件108的输出面110。

在将容器200进一步推到插口中时，闩锁部件118的夹子形成部126在接合轴环216上方行驶，并且然后在连接部件122解缠以将闩锁部件118恢复到其初始中间位置时搭扣到通道222中。如图7(b)中所示，夹子形成部126的近端侧134与接合轴环216的远端侧接合以将在插口134中的容器200用包围变换器元件108的输出面110的凹槽117中的接合轴环216锁定。

当处于此锁定位置时，接触隔膜212抵着变换器元件108的输出面110放平。因为在最初拱顶接触隔膜212和输出面110之间的接触如上所述逐渐发生，所以实现在输出面110和接触隔膜212之间的良好声耦合。此外，闩锁部件118被布置成仅在接触隔膜212已被抵着变换器元件108的输出面110压平时与接合轴环216接合，以便在已实现在输出面110和接触隔膜212之间的声耦合之前阻止使用装置。

如还可见于图7(b)中，当容器200处于锁定位置时，容器壳体202的裙部部分224收容在凹槽138中，留下衬垫204的足部部分226的一部分在外壳102的远侧面上突起。

为了制备用于操作的设备，去除密封膜228以暴露在腔室214中的耦合介质。然后抵着皮肤(未示出)放置设备的远侧端部以使耦合介质与皮肤接触。因为衬垫204的材料为柔性的，衬垫204的足部部分226可符合皮肤，产生阻隔以提防耦合介质泄漏。

当容器200插入到变换器单元100中时，小体积的耦合介质将被移位，因为拱顶接触隔膜212通过变换器元件108的输出面110变平。最初，移位的体积可通过密封膜228的变形收容。在去除膜之后，移位的体积有助于避免在建立在耦合介质和皮肤之间的接触时的空气截留。

以此方式，容器200盛放耦合介质与皮肤接触并且与变换器元件108的输出面110声接触。通过将合适的信号施加到变换器元件108，在耦合介质中的药物可通过超声波促渗法传输通过皮肤。

在预定医治时间之后，在递送药物剂量期间，设备可从皮肤去除。然后必需从变换器单元100去除使用的容器200用于处置。如在图7(c)中所示，为了释放容器200，释放按钮104相对于变换器单元100的外壳102向远侧移动。释放按钮104的管状裙部128抵着闩锁部件118中的每个的头部124的斜坡式近端面125。这引起闩锁部件118枢转使得夹子形成部126移动离开通道222，允许容器200与变换器单元100分离。

应了解，接触隔膜212可用以在已释放闩锁部件118时对促进容器200与变换器单元100分离的变换器元件108的输出面110施加力。举例来说，当容器200首先附接到变换器单元100时，接触隔膜212可在其与变换器元件108的输出面110一致时弹性变形。这在输出面110上产生在容器200未闩锁时使容器200偏置远离输出面110的对应的弹性反作用力。

在上述实施例中，模制容器的衬垫204，使得甚至当腔室214为空的时，接触隔膜212为拱顶状。然而，应了解，当腔室214为空的时，接触隔膜212可为平坦的，并且拱顶状可通过用耦合介质过填充腔室214使得隔膜212在近侧方向上凸出形成。

虽然未示出，但是密封膜也可用于在使用之前密封容器200的近侧端部以防止污染接触隔膜212。举例来说，密封膜可通过合适粘合剂附连到接合轴环216的近侧端部面，并且密封膜可在容器200插入到变换器单元100中之前剥离并且丢弃。

容器设计中的各种修改是可能的，如现在将描述的。

图8(a)到8(c)示出与第二容器300一起使用的变换器单元100。第二容器300大体上类似于第一容器200，并且将仅详细地描述差异。为简单起见，变换器单元的释放按钮未在图8(a)到8(c)中示出。

第二容器300包含跨腔室214的远侧端部延伸的闭合隔膜340。闭合隔膜340用以在去除密封膜228之后含有在腔室214中的耦合介质。因此，当耦合介质为低粘度时，第二容器300特别有用。

闭合隔膜340由仅在超声波促渗法期间耦合介质可穿透通过的材料形成。优选地，因此，闭合隔膜340以类似于皮肤的方式表现，其通常不可渗透但是在超声波促渗法期间通过形成的微射流可穿透。闭合隔膜340可由皮肤替代材料形成。闭合隔膜340例如借助于合适粘合剂附接到衬垫204的足部部分226。

图8(a)示出当第二容器300已定位在变换器单元100的插口134中但是尚未与闩锁部件118接合时的设备。最初，在腔室214填充有耦合介质的情况下，闭合隔膜340具有拱顶状，类似于接触隔膜212的拱顶状，但是具有较大曲率半径(即较不明显的拱顶)。因此，闭合隔膜340提供在容器300的远侧端部处的凹表面。如同第一容器200，第二容器300的远侧端部用密封膜228密封，其在这种情况下维持闭合隔膜340的无菌性直到容器准备好使用。

在容器300进一步插入到插口134中时，变换器元件108的输出面110与接触隔膜212接触，引起接触隔膜212的拱顶状逐渐变平。图8(b)示出在插入期间的中间阶段，其中容器300的接合轴环216移位闩锁部件118。在接触隔膜212变平时，移位在腔室214中的耦合介质以引起闭合隔膜340变平。出于清楚起见，密封膜228未在图8(b)中示出，但是其将优选地留在适当位置直到容器300与变换器单元100完全接合。

图8(c)示出与变换器单元100接合的容器300，其中轴环216在凹槽117中、闩锁部件118的夹子形成部126与容器300的通道222接合，和接触隔膜212抵着变换器元件108的输出面110平坦。现在闭合隔膜340在远侧方向上拱顶以在容器300的远侧端部处呈现凸表面。

在去除密封膜228之后，闭合隔膜340可抵着皮肤放置。闭合隔膜340的拱顶状辅助实现在闭合隔膜340和皮肤之间的良好接触。

在第二容器的变型(未示出)中，闭合隔膜最初为平坦的，并且在将容器附接到变换器单元时凸出成凸面状。在另外的变型中，闭合隔膜最初为拱顶状并且具有与接触隔膜的初始拱顶状相同的曲率半径。因此，在此变型中，当闭合隔膜抵着变换器元件的输出面推平时，闭合隔膜在容器的远侧端部处呈现平坦表面。

上文所述的第一容器200和第二容器300借助于与平坦输出面110逐渐接触的接触隔膜212的初始拱顶状实现在接触隔膜212和变换器元件108的输出面110之间的良好声耦合，由此避免在界面处的空气截留。应了解，可用接触隔膜的不同初始凸面状，如圆锥形或方锥形形状实现相同结果。接触隔膜也可与输出面成角度地倾斜，使得首先在隔膜的一侧处发生接触，并且然后在容器和变换器单元接触时跨隔膜进行。还可想象，变换器元件的输出面可合适地成形以帮助空气从界面排除。举例来说，输出面可为圆锥形或倾斜的。

图9(a)到9(c)示出与第三容器400一起使用的变换器单元100，其中采用实现在变换器元件和耦合介质之间的良好声接触的另一种替代方式。第三容器400大体上类似于第一容器200，并且将仅详细地描述差异。

在第三容器400中，接触隔膜412为平坦的而不是拱顶的。包括超声耦合介质的接触介质施加到接触隔膜412的近端侧以形成接触层442。密封膜444附连到在容器400的近侧端部处的接合轴环216以密封在容器400中的接触层442的耦合介质。接触层442的耦合介质优选地与用于腔室214的耦合介质相同，但是没有药物存在于接触层442中。

图9(a)示出初始状态的容器400和变换器单元100。容器400通过相应密封膜444、228在两个端部处密封。然后去除在近侧端部处的密封膜444以暴露接触层442，如图9(b)中所示。

然后将容器400插入到变换器单元100的插口134中，以便抵着变换器元件108的输出面110按压接触层442。以此方式，在接触层442中的耦合介质有助于确保在变换器元件108的输出面110和接触隔膜412之间的良好声耦合。一旦容器400与变换器单元100完全接合，如图9(c)中所示，接触层442的耦合介质中的一些或全部就可移位远离在输出面110和接触隔膜412之间的界面。在容器400与变换器单元100接合之后，可在将装置施加到皮肤之前去除在容器400的远侧端部上的密封膜228。

在第三容器的变型中，还提供用于第二容器300的类型的闭合隔膜以闭合耦合介质腔室。

虽然未说明，但是形成在容器的接触隔膜和变换器元件的输出面之间的大体上无空气耦合的其它方式是可能的。举例来说，可提供容器和变换器单元的合适协作元件以在容器与变换器单元接合时在接触隔膜和变换器单元的输出面之间产生真空。

如上文参考图1所述，在超声波促渗法期间，对应于超声振动的聚焦区，在相对小体积的耦合介质中主要发生超声诱导空化。因此，在超声波促渗法期间分散于处于聚焦区外部的耦合介质中的药物不大可能传输通过皮肤并且因此在使用之后将与容器一起被丢弃。因此，可发生相对高的药物浪费。

图10示出与被设计成降低药物浪费的第四容器500一起使用的变换器单元100。第四容器500大体上类似于上文已经描述的第一容器200，并且将仅详细地描述差异。

在第四容器500中，成形收纳耦合介质的腔室514，使得腔室514不延伸到在超声波促渗法期间不预期暴露于超声激发的区域。具体来说，第四容器500的衬垫504的远侧零件505成形为具有朝向容器500的远侧端部移动的增加的壁厚，使得腔室514的远侧零件515大体上为漏斗状。腔室514在其最远侧端部处终止于与第一容器200、第二容器300和第三容器400的腔室相比具有减小的直径，但直径大于医治面积的直径(图1中的D)的圆形孔隙517处。

以此方式，与第一容器200、第二容器300和第三容器400的腔室214的体积相比，第四容器500的腔室514的体积减小。填充第四容器500的腔室514所需的药物负载的耦合介质的量对应地减小，而大体上不影响在超声波促渗法期间可从容器500递送的药物的量。应理解，对于根据给定变换器元件、耦合介质和设备几何形状的超声发射的特定特性，可按需要修改腔室514的形状，并且特别是漏斗状区域515。

在第四容器的变型(未示出)中，衬垫具有大体上均匀厚度，并且相反成形壳体以限定腔室的漏斗状区域。

在图10中示出的容器中，药物均匀地分散在腔室514中的整个耦合介质中。因此，仍然浪费相对较大量的药物。举例来说，在腔室514的漏斗状区域515外部的耦合介质中的药物在超声波促渗法期间不大可能传输通过皮肤。为了进一步减少药物浪费，在本发明的另一实施例中，药物在耦合介质中非均匀地分散，如现在将描述。

图11示出与第五容器600一起使用的变换器单元100。第五容器600与上文参考图10所述的第四容器500相同，例外为腔室514填充有三层的耦合介质。

包括不含药物耦合介质的第一层671安置在邻近于接触隔膜212的腔室514的近侧端部处。包括药物负载的耦合介质的第二层672邻近于第一层671安置并且在腔室514的漏斗状区域515内。同样包括不含药物耦合介质的第三层673邻近于第二层672安置并且延伸到在容器600的远侧端部处的孔隙517。

第二层672的位置大致对应于变换器元件108的聚焦区，并且因此为在超声波促渗法期间用于传输通过皮肤的材料的主要来源。第一层671和第三层673主要用以便于分别从变换器元件108的输出面110到第二层672和从第二层672到皮肤的声发射。因为仅第二层672含有药物，药物浪费大体上降低。

在一些变型中，第三层673可为自撑式。举例来说，与第二层672相比，第三层673可包括具有相对高粘度的耦合介质。以此方式，第三层673可充当阻隔以防止在第二层672中的药物负载的耦合介质泄漏通过孔隙517，使得不需要闭合隔膜。与第二层672相比，第一层671还可包括具有相对高粘度的耦合介质，以减少药物扩散离开第二层672。

图12示出与第六容器700一起使用的变换器单元100。第六容器700与第一容器200相同，例外为药物非均匀地分布在第六容器700的腔室214中。

在此情况下，腔室214的支撑部分771填充有具有相对高粘度的不含药物耦合介质。具有相对低粘度的药物负载的耦合介质的含药物体积772悬置于支撑部分771中。因此支撑部分771围绕含药物体积772填充腔室214并且将含药物体积772保持在腔室214内的适当位置。含药物体积772定位成与声振动的聚焦区对应。以此方式，第六容器700利用第一到第三容器的简单圆柱形腔室几何形状同时降低药物浪费。

可通过以下制造第六容器700：首先用支撑部分771的相对高粘度耦合介质填充腔室214，并且然后注入相对低粘度、投加药物的耦合介质的体积以形成在支撑部分771内的含药物体积772。

在图11和12中说明的示例中，示出具有明确限定的界面的耦合介质的层。在实践中，当存在具有不同组成和/或特性的耦合材料的层或区域时，在层或区域之间的界面可为扩散或逐渐的，这可进一步改进在层之间的声耦合。

图13示出与第七容器800一起使用的变换器单元100。第七容器800类似于第二容器300，并且因此包含超声波可渗透闭合隔膜340。

第七容器800的腔室214分成三层871、872、873。第一层871邻近于在容器的近侧端部处的接触隔膜212安置。第二中间层872邻近于第一层871安置并且通过第一分割隔膜881与第一层871分离。第三层873安置在第二层872和闭合隔膜340之间。第二层872和第三层873通过第二分割隔膜882分离。以此方式，第一分割隔膜881和第二分割隔膜882限定用于收纳耦合介质的室。

第一层871和第三层873填充有不含药物耦合介质。定位成与来自变换器元件108的声振动的聚焦区重合的第二层872填充有投加有药物的耦合介质。在第一层871和第三层873中的耦合介质可具有比在第二层872中投加药物的耦合介质较高的粘度。

在第一层871中的耦合介质用以将通过接触隔膜212接收的声能从变换器元件108的输出面110传递到其中发生超声诱导空化的第二层872。因此第一分割隔膜881可为与接触隔膜212(并且因此衬垫204)相同的透声材料。

在超声波促渗法期间，药物必须从第二层872传输通过在第三层873中的耦合介质以达到皮肤。因此，第二分割隔膜882可为与闭合隔膜340相同的超声波可穿透材料，如皮肤替代材料。

以此方式，在第七容器800中，药物同样非均匀地分布在容器800的腔室214内，以便使药物浪费降至最低。通过提供分割隔膜881、882，如果需要，在第七容器800中可利用具有不同物理和化学特性的耦合介质。

如上文所提到，除了确保从变换器元件的输出面通过接触隔膜到耦合介质的良好声发射之外，还期望确保通过接触隔膜的良好声发射和在耦合介质和皮肤之间的紧密接触，以允许药物传输到皮肤中。因此，重要的是避免在耦合介质和皮肤之间的界面处的空气截留，并且在耦合介质自身中形成气穴。

在上述示例中的每个中，容器的腔室填充有耦合介质并且在腔室中用密封膜密封以在容器递送到用户之前保持其无菌性。当制备用于使用的设备时，去除密封膜并且抵着皮肤放置容器的远侧端部。在此动作期间药物从腔室泄漏可导致在药物中形成气泡。然而，在上述示例中，通过提供闭合隔膜避免这类泄漏，或因为至少腔室的远侧端部填充有具有足够粘度的耦合介质以在去除密封膜和抵着皮肤放置之间的短时间内为自撑式。

然而，在一些情况下，可能需要使用具有相对低粘度的耦合介质并且在没有中间闭合隔膜的情况下具有与皮肤直接接触的耦合介质。

为这个目的，图14示出其中耦合介质可在设备已抵着皮肤定位之后传递到容器的腔室中的设备。

图14的设备包括对应于上文参考图1到7所述的变换器单元的变换器单元100，但是其中外壳102经修改以包含延伸通过与插口134在一起的外壳102的壁的狭槽152。变换器单元100与第八容器900一起使用，并且图14示出与变换器单元100完全接合的第八容器900。

第八容器900类似于上文所述的第一容器200。然而，第八容器900的腔室914最初未填充有耦合介质。相反，提供贮存器950用于将耦合介质盛放在腔室914外部直到设备已放置在用户的皮肤上。

贮存器950通过从贮存器穿过壳体902和容器900的衬垫904以通向腔室914的流体连接952连接到腔室914。在容器900插入插口134中时，在变换器单元100的外壳102中的狭槽152收容流体连接952。

贮存器950大体上为管状以限定用于存储耦合介质的腔室或圆筒954。在此示例中，存储在圆筒954中的耦合介质不含有药物。提供活塞956用于将耦合介质从圆筒954排出到容器的腔室914中。活塞956可通过任何合适构件，如耦合到活塞956的用户可操作按钮或滑件或通过合适驱动机构来驱动。

胶囊972通过多个网部件960悬置于腔室914中。网部件960优选地由与衬垫904相同的透声材料制成，使得网部件960不影响声发射通过腔室。网部件960可与衬垫共模制。胶囊972限定含有药物负载的耦合介质的体积并且由(例如，皮肤替代材料的)合适超声波可透膜囊封。胶囊972定位成与来自变换器元件108的超声输出的聚焦区的位置重合。

在使用时，抵着皮肤放置设备使得容器900的远侧端部与皮肤接触。然后驱动活塞956以将不含药物耦合介质从贮存器950传递到腔室914中。不含药物耦合介质填充腔室914的剩余体积971以包围胶囊972并且提供在接触隔膜212、胶囊972和皮肤之间的声耦合。

在耦合介质填充腔室914时，空气优选地借助于在容器900的衬垫904中的合适出口(未示出)从腔室914移位。

为了防止耦合介质从贮存器950无意流动到腔室914，可在贮存器950中、在流体连接952中，或在其中流体连接952通向腔室914的腔室914中提供合适阀(未示出)。阀防止耦合介质流动除非通过活塞956施加足够的压力。在一个示例中，阀包括以容器900的衬里904的柔性材料形成的合适阀结构，如裂缝型压力启动阀，其中裂缝孔隙通常通过衬里904的回弹性保持闭合并且在增加的流体压力下打开。还可提供类似阀结构以充当出口。

在图14的设备的简化变型中，没有提供含有投加药物的耦合介质的单独胶囊。相反，腔室最初为空的，并且贮存器含有在适当时间传递到腔室的投加药物的耦合介质。

图15示出图14的设备的变型，其中一旦设备已抵着皮肤定位，耦合介质就从贮存器950自动传递到容器950的腔室914中。在此情况下，腔室914最初为空的，并且贮存器954填充有药物负载的耦合介质。

图15的设备包括对应于上文参考图14所述的变换器单元的变换器单元100，但是其中添加安置在外壳102的远侧端部面上的两个或更多个感测垫160。感测垫160连接到监测在垫160之间的电阻的控制电路(未示出)以当垫160并且因此容器900的远侧端部与用户的皮肤接触时检测。

贮存器950的活塞956通过弹簧972偏置。活塞956通过被配置成操作合适卡持机构(未示出)的电磁线圈960最初锁定在适当位置。电磁线圈960优选地形成变换器单元100的一部分并且在容器900插入变换器单元100的插口134时与卡持机构接合。

当控制电路检测到垫160与皮肤接触时，电磁线圈960释放活塞956，并且活塞956通过弹簧972驱动以将耦合介质传递到腔室914中。从腔室914移位的空气可借助于合适出口离开腔室914。

在耦合介质从贮存器950传递到腔室914之后，控制电路可随后起始变换器元件108的超声激发。

应了解，图14和15的示例仅为说明性的，并且贮存器可处于说明的不同位置。更一般来说，可使用容器、贮存器和变换器单元的任何合适配置。也可想象，贮存器可作为用于随后附接到容器和/或变换器单元的独立组件供应到用户。在此情况下，容器可永久地附接到变换器单元或与变换器单元集成，因为耦合介质和药物的补充可通过更换贮存器来实现。

在图14和15中描述的布置中，耦合介质最初包括于在容器的腔室外的贮存器中。然而，在其它布置中，容器的腔室可分成其中最初含有耦合介质的贮存器部分，和操作部分，当设备准备好使用时耦合介质传递到所述操作部分中。在这类情况下，变换器单元的一部分，例如变换器元件，可充当活塞以将耦合介质从贮存器部分驱动传递到腔室的操作部分。

举例来说，第九容器1000，在图16(a)和16(b)中说明，包括大体上管状壳体1002。壳体的孔限定腔室1014，所述腔室1014被拆分成近侧贮存器部分1050和远侧操作部分1052。贮存器部分1050和操作部分1052通过分割隔膜1054分离。分割隔膜1054为优选地与耦合介质阻抗匹配的弹性体材料，如硅酮橡胶。分割隔膜1054为多孔的，并且选择穿孔的大小使得耦合介质可仅当在压力下时穿过分割隔膜1054。

贮存器部分1050的近侧端部通过接触隔膜1012闭合，这类似于先前所述容器的接触隔膜。然而，此第九容器1000的接触隔膜1012直接粘合附接到壳体1002，没有中间衬垫。在壳体1002的远侧端部面中提供出口通道1058。

虽然在图16中未示出，但是容器1000的壳体1002被配置成例如通过提供在容器1000上的接合轴环和在变换器单元上的闩锁部件与变换器单元接合，如参考图1到7所描述的。然而，在此情况下，变换器单元的圆柱形变换器元件1008被设计成充当活塞以将耦合介质从腔室1014的贮存器部分1050移位到腔室1014的操作部分1052。因此，当容器1000与变换器单元接合时，容器1000的壳体1002的一部分在变换器元件1008内滑动(例如到变换器单元的凹槽中)，使得变换器元件1008在容器1000的腔室1014中部分收纳。

在图16(a)中所示的初始状态中，接触隔膜1012为拱顶状，并且腔室1014的贮存器部分1050填充有药物负载的耦合介质。腔室1014的操作部分1052仍为空的，并且可用密封膜(在图16中未示出)密封以在使用之前保持其无菌性。

为了制备用于使用的设备，去除密封膜，并且抵着皮肤放置容器1000的远侧端部。然后变换器单元与容器1000接合。在将容器1000和变换器单元放在一起以从在输出面1010和接触隔膜1012之间的界面排除空气时，变换器元件1008的输出面1010进入拱顶接触隔膜1012并且使接触隔膜1012变平，如先前参考图7所描述的。同时，迫使耦合介质通过在分割隔膜1054中的穿孔以流入腔室1014的操作部分1052。从腔室1040的操作部分1052移位的空气可流出出口通道1058，以防止在耦合介质中形成气穴。

在变换器元件1008进一步滑动到容器1000中时，接触隔膜1012从壳体1002脱离并且支承在变换器元件1008的输出面1010上以允许变换器元件1008继续移动到腔室1014中。

图16(b)示出当容器1000已与变换器单元完全接合时的设备。在此状态下，变换器元件1008占据腔室1014的大部分贮存器部分1050，并且腔室1014的操作部分1052现在填充有耦合介质。通过变换器元件1008移位的耦合介质的体积大于腔室1014的操作部分1052的体积，以确保腔室1014的操作部分1052变得完全填充有耦合介质。过量耦合介质流出出口通道1058。然后可激励变换器元件1008以开始超声波促渗法工艺。

图16(a)和16(b)的设备的变型(包括第十容器1100)在图17(a)和17(b)中示出。第十容器1100在相对于先前所述的容器的相反位置示出，使得容器1100的远侧端部在图17(a)和17(b)中最上面。

容器1100包括限定用于耦合介质的腔室1114的大体上管状壳体1102。提供接合构件(未示出)(如接合轴环)以允许容器1100与变换器单元可释放地接合。在容器的远侧部分中，壳体1102的壁的厚度随着朝向容器的远侧端部移动而增加，以便限定腔室1114的截头圆锥形操作区域1152。腔室1114的操作区域1552通向容器1100的远侧端部面，并且通过可去除的密封膜1128闭合。

如在图16(a)和16(b)的设备中，腔室1114的近侧端部通过透声材料的拱顶状接触隔膜1112闭合，当容器1100与变换器单元接合时，所述近侧端部接触变换器元件1008的输出面1010。接触隔膜1112可拆卸地附连到壳体1102。

在图17(a)中所示的初始状态中，腔室1114仅部分填充有药物负载的耦合介质。因此，在初始状态中，耦合介质占据腔室1114的近侧贮存器部分1150。

为了制备用于使用的设备，去除密封膜1128，并且容器1100与变换器单元接合。在此情况下，将容器1100向下推动到变换器元件1008上以使接触隔膜1112与变换器元件1008的输出面1010接触。

如先前描述，输出面1010使最初拱顶接触隔膜1112变平，并且然后接触隔膜1112脱离壳体1102并且在容器1100进一步推动到变换器元件1008上时支承在输出面1010上。

在变换器元件1008移动到腔室1114中时，耦合介质移位到腔室1114的远侧操作部分1152中，在腔室1114中的空气移位离开容器的远侧端部。如在图17(b)中所示，当容器1100与变换器单元完全接合时，腔室1114的操作部分1152填充有耦合介质。然后容器1100的远侧端部可抵着皮肤放置以允许开始超声波促渗法。

通过变换器元件1008移位的耦合介质的体积大于在腔室1114中的空体积，并且推动过量耦合介质离开容器1100的远侧端部。在装置的远侧端部上的过量耦合介质可有助于在耦合介质和皮肤之间产生无空气界面。腔室的操作部分1152的截头圆锥形状降低药物的浪费，如上文参考图10和11所述。

容纳在图17的容器中的耦合介质可具有相对低粘度，使得容器以在最上面的远侧端部附接到变换器单元为优选的，如在图17中所说明。

在图16和17中示出的容器的变型中，容器包含将耦合介质与壳体分离的衬垫，并且接触隔膜为衬垫的一部分(如例如在参考图2、3和6描述的第一容器中)。在此情况下，通过变换器元件移位隔膜通过剥离衬垫远离壳体收容。

在一些情况下，可期望省略接触隔膜，以允许接触介质与变换器的输出面直接接触。为这个目的，图18(a)到18(c)示出与第十一容器250一起使用的上文参考图3和4所述的变换器单元100。

参照图18(a)，第十一容器250包括限定用于收纳耦合介质的大体上圆柱形腔264的大体上管状壳体252。如在较早所描述的本发明的实施例中，容器250的近侧端部提供有用于与变换器单元100的闩锁部件118接合的接合轴环216。

腔室264填充有具有相对低粘度的药物负载的耦合介质。在与在腔室264的剩余部分中的耦合介质接触的腔室264的近侧端部处安置较高粘度的耦合介质的薄近侧层261。耦合介质的近侧层261为半固体和自撑式的，并且因此防止较低粘度药物负载的耦合介质流出腔室264的近侧端部。

近侧层261的近端侧提供用于接触变换器元件108的输出面110的耦合表面262，如下文将解释。闭合层261例如通过模制形成为拱顶状。

提供可去除密封膜444以密封容器250的近侧端部并且防止在容器250传输和贮存期间污染耦合表面262和在腔室264中的耦合介质。

闭合隔膜340跨腔室264的远侧端部延伸以在腔室264中含有耦合介质。如上文参考图8所述，闭合隔膜340为当暴露于超声振动时可渗透的材料，如皮肤替代材料。还提供具有可去除密封膜228的容器250的远侧端部，以防止在使用之前污染闭合隔膜340。

为了制备用于使用的容器250，去除近侧密封膜444以暴露耦合介质的拱顶耦合表面262，如在图18(b)中所示。然后将容器250插入到变换器单元100的插口134中。

在容器250移动到插口134中时，变换器元件108的输出面110接触耦合表面262，引起耦合表面262的拱顶状逐渐变平以与参考上图7和8所述的类似的方式从界面排除空气。在耦合表面262变平时，移位在腔室264中的耦合介质以引起闭合隔膜340变形成凸面状。

图18(c)示出与变换器单元100接合的容器250，其中闩锁部件118与容器250的接合轴环216接合并且耦合介质的接触表面262抵着变换器元件108的输出面110平坦。现在闭合隔膜340在远侧方向上拱顶以在容器250的远侧端部处存在凸表面。然后可去除密封膜228以允许闭合隔膜340抵着皮肤放置。

在此布置的情况下，借助于在输出面110和变换器元件之间的直接接触在变换器元件108的输出面110和在腔室264中的耦合介质之间实现良好声耦合。具体来说，通过省略在耦合介质和变换器元件108的输出面110之间的接触隔膜，可进一步改进从输出面110到耦合介质的声发射。

在此示例中，第十一容器250的壳体252为固体壁管，并且不存在将在腔室264中的耦合介质与壳体252分离的衬垫。然而，在第十一容器的变型中，可提供衬垫。在此情况下，可提供类似于在图6中说明的那些的壳体和衬垫，其中省略接触隔膜。

在第十一容器的另一个变型中，闭合隔膜340可省略或用耦合介质的另一种自撑层替换。

应了解，本文所描述的其它容器的接触隔膜可想象地省略以允许在耦合介质和变换器输出面之间直接接触。

上文所述第一到第十一容器适合与参考图2到5描述的变换器单元一起使用，或与在图14和15中示出的修改的变换器单元一起使用。应了解，变换器单元的各种进一步修改和变化形式是可能的。举例来说，可修改变换器单元以收容信号发生器、控制电路、电源和/或其它组件。具体来说，变换器单元可被设计为在装配有容器时不需要连接到外部组件操作的可再用的、独立装置。可提供外部壳体以隐藏外壳和闩锁部件，并且支撑释放按钮。

变换器单元的闩锁部件和容器的接合轴环的替代配置是可能的。举例来说，图19说明用于变换器单元的替代外壳102a，其中提供三个闩锁部件118a。更一般来说，可提供任何合适数目的闩锁部件，并且作为释放按钮的替代方案，闩锁部件可通过不同机构，如可滑动轴环，或通过手动松开闩锁部件中的每个释放。

实现在容器和变换器单元之间的可释放接合的不同方式也是可能的。举例来说，容器可借助于推入配合、螺纹接合、卡口配合或通过任何其它合适的构件可附接到变换器单元。

还应了解，容器设计可在所说明的示例之间显著不同。大体来说，可选择上述套管、衬垫、接触隔膜、闭合隔膜、分割隔膜、密封膜、腔室形状和药物分布的任何合适组合用于给定应用。

在设备的另一个变型中，变换器单元包含变换器元件阵列，并且容器具有对应的腔室阵列以与变换器元件协作。这类布置的一个潜在优点在于，对于等效医治面积直径和输出强度，变换器阵列比单个变换器占据较小体积并且具有较低特性曲线。

一个示例在图20中说明，其中大致示出图2到5的变换器单元100的外壳102，以与包括布置成五边形阵列的五个较小变换器元件的等效能力的变换器单元的外壳1220在一起缩放。如可看出，变换器阵列的外壳1220的直径与单个变换器变型的外壳102大致相同。然而，阵列的外壳1220的高度和占据的体积大体上较小。

图21(a)到21(c)示出与对应容器1300一起使用的五元件变换器阵列单元1200。图21(a)分别示出变换器单元1200和容器1200。

变换器单元包括图20的外壳1220，其具有五个管状变换器支座(holder)段1222(在图21中仅其三个可见)。变换器支座段1222彼此并联布置并且围绕中心轮轴1224(hub)以相等角度隔开以形成五边形阵列。

每个变换器支座段1222具有与在图2到5中示出的单元件变换器单元的外壳主体102类似的内部形状，并且在变换器壳体1212中接受变换器元件1208。每个变换器壳体1212的肩部1214邻接对应的变换器支座段1222的轴环1216，以将壳体1212定位在管状段1222的孔中。

外壳的轮轴1224包括包含从外壳的近侧端部向远侧延伸的圆柱形按钮凹槽1226和在凹槽1226的远侧端部处安置的轴环1228的中心间隙。轴环1228与外壳1220的远侧端部面隔开并且形成接合构件的一部分以使容器1300与变换器单元1200接合。按钮凹槽1226容纳盖状释放按钮1204和被布置成在近侧方向上偏置释放按钮1242的偏置弹簧1242。

容器1300包括壳体1302和通过包覆模制、粘合剂或其它合适的构件附接到壳体1302的衬垫1304。容器1300包含围绕壳体1302的中心连接凸台1352布置的五个大体上管状子容器1350(仅其三个在图21中示出)。壳体还包含直立周边壁1354。

每个子容器1350类似于上文参考图2、3和6所述的第一容器200。衬垫1304为透声的并且成形以限定每个子容器1350的腔室1314。衬垫1303形成为闭合每个腔室1314的近侧端部的拱顶状接触隔膜1312。

每个腔室1314填充有药物负载的耦合介质。可打开每个腔室1314的远侧端部以允许在使用时在耦合介质和皮肤之间直接接触，如图21中所示，或替代地，每个腔室1314的远侧端部可通过闭合隔膜闭合，如在上文参考图8所述的第二容器中。在任一情况下，可去除密封膜(未示出)可附连到容器1300的远侧面以在使用之前保持容器1300的无菌性和其含量。

壳体1302的凸台1352包含呈闩锁臂1360形式的一对近侧延伸的闩锁部件。每个臂1360包含具有斜坡式近侧面1364和侧向延伸远侧面1366的头部部分1362。

每个变换器支座段1222包含用于收纳容器1300的相应子容器1350的插口1234。在使用时，容器1300可通过使子容器1350中的每个滑动到相应插口1234中与变换器单元1200接合，以使接触隔膜1312中的每个与变换器元件1208的相应输出面1210接触。输出面1210使最初拱顶接触隔膜1312变平以从相应界面消除空气。

在容器1300和变换器单元1200放在一起时，闩锁臂1360的斜坡式近侧面1364与变换器单元外壳1220的轮轴1224的轴环1228接触。这引起臂1360在轴环1228在斜坡式面1364内行驶时朝向彼此向内弯折。一旦闩锁臂1360的头部部分1362已穿过轴环1228，臂1360就朝外弹开。

图21(b)示出与变换器单元1200完全接合使得设备准备好抵着皮肤放置的容器1300。臂1360的头部部分1362的远侧面1366与轴环1228协作以防止容器1300与变换器单元1200分离。以此方式，轴环1228提供用于与闩锁臂1360协作的接合形成部。壳体1302的周边壁1354遮蔽变换器单元1200的远侧端部。

释放按钮1204被布置成与接合臂1360协作以在使用之后将容器1300从变换器单元1200释放。如图21(c)中所示，当释放按钮1204抵着弹簧1242的偏置力在远侧方向上移动时，按钮1204的管状轴环1244抵着臂1360的斜坡式面1364推动。这引起臂1360朝向彼此弯折，允许头部部分1362清洁轴环1228，并且还用以在远侧方向上推动臂1360以从变换器单元1300弹出容器1300。

可使用用于从变换器单元1200附接和释放容器1300的其它布置。举例来说，变换器单元和容器均可具有圆形外周边，和在变换器单元或容器上提供的栓住螺纹轴环，以与其它组件的螺纹部分接合。

应了解，可修改图21的设备以采纳参考图2到19描述的单个变换器变型的任何合适特征。

此外，虽然在图21中示出的设备利用五个变换器元件阵列，但是可提供任何合适数目的变换器元件。举例来说，可使用具有三、四或六个变换器元件的布置。

对于使用超声波促渗法的超声增强药物递送，设计上述示例。然而，应理解，相同原理可施加在需要定位在变换器和患者的皮肤之间的呈液体或凝胶的耦合介质的其它应用中。举例来说，变换器可为耦合介质和/或用于治疗或其它应用的皮肤提供光、热、声、机械、电或其它刺激。

上述布置仅为示例，并且在不脱离如所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下许多另外的变型和修改是可能的。

Claims (63)

1.一种用于含有使用变换器单元(100)经皮递送药物的耦合介质的容器(200)，所述变换器单元(100)具有带有输出面(110)的变换器(108)，所述容器包括：

用于收纳所述耦合介质的腔室(214)；和

用于接触所述变换器(108)的所述输出面(110)的接触表面(212)；

其中所述容器(200)可附接到所述变换器单元(100)并且被布置成使得在将所述容器(200)附接到所述变换器单元(100)后，在所述变换器(108)的所述输出面(110)和所述接触表面(212)之间形成用于超声发射的声耦合。

2.根据权利要求1所述的容器，其被布置成使得在将所述容器(200)附接到所述变换器单元(100)后，在所述变换器(108)的所述输出面(110)和所述接触表面(212)之间形成大体上无空气耦合。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的容器，其中所述接触表面(212)可变形以在将所述容器(200)附接到所述变换器单元(100)后与所述变换器(108)的所述输出面(110)一致。

4.根据任一项前述权利要求所述的容器，其中所述接触表面(212)被布置成使得在所述接触表面(212)和所述输出面(110)之间的接触面积逐渐增加以在将所述容器(200)附接到所述变换器单元(100)期间排除空气。

5.根据权利要求4所述的容器，其中所述接触表面(212)包括用于与所述变换器(108)的所述输出面(110)接触的凸表面。

6.根据任一项前述权利要求所述的容器，其包括接触隔膜(212)，其中所述接触表面包括所述接触隔膜(212)的表面。

7.根据权利要求6所述的容器，其中所述腔室(214)至少部分由所述接触隔膜(212)限定。

8.根据权利要求6或权利要求7任一项所述的容器，其中所述接触隔膜(212)属于弹性体材料。

9.根据权利要求8所述的容器，其中所述接触隔膜(212)包括硅酮材料。

10.根据权利要求6到9任一项所述的容器，其中所述接触隔膜(212)被布置成在将所述容器(200)附接到所述变换器单元(100)后弹性变形。

11.根据权利要求6到10任一项所述的容器，其中所述接触隔膜(212)与所述耦合介质阻抗匹配。

12.根据权利要求6到11任一项所述的容器，其包括接触介质(442)以在将所述容器(400)附接到所述变换器单元(100)后将所述接触隔膜(412)耦合到所述变换器(108)的所述输出面(110)。

13.根据权利要求12所述的容器，其包括布置成含有在所述接触隔膜(412)和密封件(444)之间的所述接触介质(442)的可移除密封件(444)。

14.根据权利要求1到5任一项所述的容器，其中所述腔室(264)含有耦合介质，并且其中所述接触表面(262)包括所述耦合介质的表面。

15.根据权利要求14所述的容器，其包括安置在所述腔室(264)的近侧端部处的耦合介质的自撑层(261)，并且其中所述接触表面(262)包括所述自撑层(261)的近侧表面。

16.根据任一项前述权利要求所述的容器，其包括在将所述容器(200)附接到所述变换器单元(100)之前布置成覆盖所述接触表面(212；262)的可移除密封件。

17.根据任一项前述权利要求所述的容器，其进一步包括壳体(202)。

18.根据权利要求17所述的容器，当从属于权利要求6到13中任一项时，其中所述接触隔膜(212)由所述壳体(202)支撑。

19.根据权利要求17或权利要求18所述的容器，其中所述壳体(202)属于刚性塑料材料。

20.根据权利要求17到19任一项所述的容器，其包括用于将所述耦合介质与所述壳体(202)分离的衬垫(204)。

21.根据权利要求20所述的容器，当从属于权利要求6到13中任一项时，其中所述接触隔膜(212)为所述衬垫(204)的一部分。

22.根据权利要求20或权利要求21所述的容器，其中所述壳体(202)的至少一个部分(210)延伸通过所述衬垫(204)以将所述衬垫(204)附接到所述壳体(202)。

23.根据任一项前述权利要求所述的容器，其中所述接触表面(212)安置在所述腔室(214)的近侧端部处，并且其中所述腔室(214)的远侧端部由闭合隔膜(340)闭合。

24.根据权利要求23所述的容器，其中所述闭合隔膜(340)包括皮肤替代材料。

25.根据权利要求1到22任一项所述的容器，其中所述接触表面(212)安置在所述腔室(214；514)的近侧端部处，并且其中所述腔室(214)的远侧端部通过所述耦合介质的自撑层闭合。

26.根据任一项前述权利要求所述的容器，其中所述腔室(514；1114)具有非均匀直径。

27.根据权利要求26所述的容器，其中所述腔室的所述直径随距在所述腔室(514；1114)的至少一部分(515；1152)上方的所述接触隔膜(212；1112)的距离减小。

28.根据任一项前述权利要求所述的容器，其中所述腔室(214)含有含药物耦合介质。

29.根据权利要求28所述的容器，其中含药物耦合介质大体上填充所述腔室(214)。

30.根据权利要求29所述的容器，其中所述含药物耦合介质含于在所述腔室(214；514；914)内的体积(672；772；872；972)中。

31.根据权利要求30所述的容器，其中所述腔室(214；514；914)的剩余体积含有不含药物耦合介质。

32.根据权利要求30或权利要求31所述的容器，其中所述含药物耦合介质含于悬置于所述腔室(214；914)中的胶囊(772；972)中。

33.根据权利要求30或权利要求31所述的容器，其中所述含药物耦合介质安置在所述腔室(214；514)中的层(672；872)中。

34.根据权利要求30到33任一项所述的容器，其包括用于在所述体积内含有所述含药物耦合介质(802)的至少一个分割隔膜(881、882)。

35.根据任一项前述权利要求所述的容器，其中将所述容器(1000；1100)附接到所述变换器单元使耦合介质从所述腔室(1014；1114)的贮存器部分(1050；1150)移位到所述腔室(1014；1114)的操作部分(1052；1152)。

36.根据权利要求35所述的容器，其中所述腔室的所述贮存器部分(1050)和所述腔室的所述操作部分(1052)由分离器隔膜(1054)分离。

37.根据权利要求35或权利要求36所述的容器，其中所述变换器单元的所述变换器(1008)将所述耦合介质从所述贮存器部分(1050；1150)移位到所述操作部分(1052；1152)。

38.根据权利要求1到34任一项所述的容器，其包括用于盛放耦合介质的在所述腔室(914)外部的贮存器(950)，和用于将所述耦合介质传递到所述腔室(914)的传递构件(956)。

39.根据权利要求38所述的容器，其中所述传递构件包括安置在所述贮存器中的活塞(914)。

40.根据权利要求38或权利要求39所述的容器，其中所述容器或所述变换器单元包括皮肤接触检测构件(160)，并且其中所述传递构件(956)在由所述皮肤接触检测构件(160)检测到皮肤接触后可操作。

41.根据任一项前述权利要求所述的容器，其进一步包括用于将所述容器(200；1300)锁定到所述变换器单元(100；1200)的接合构件(216、222；1360)。

42.根据权利要求41所述的容器，其中所述接合构件(216、222；1360)被布置成使得在将所述容器附接到所述变换器单元(100；1200)后，一旦在所述变换器(108)的所述输出面(110)和所述接触表面(212)之间已形成所述耦合，所述接合构件(216、222；1360)就将所述容器(200；1300)锁定到所述变换器单元(100；1200)。

43.根据权利要求41或权利要求42所述的容器，其中在将所述接合构件(216、222；1360)与所述容器(200；1300)接合后，抵着所述变换器(108)的所述输出面(110)按压所述接触表面(212)。

44.根据权利要求41到43任一项所述的容器，其中所述接合构件包括用于与所述变换器单元(100)的一个或更多个闩锁部件(118)接合的接合形成部(216、222)。

45.根据权利要求44所述的容器，其中所述接合构件包括用于与所述变换器单元(1200)的接合形成部(1228)接合的一个或更多个闩锁部件(1360)。

46.根据任一项前述权利要求所述的容器，其中所述容器(200)可释放地可附接到所述变换器单元(100)。

47.根据任一项前述权利要求所述的容器，其用于与包括多个变换器(1208)的变换器单元(1200)一起使用，其中所述容器(1300)包括对应的多个腔室(1314)，每个腔室(1314)具有布置成接触所述多个变换器(1208)中的相关联的一个的相应输出面(1210)的相应接触表面(1312)。

48.一种用于经皮递送药物的变换器单元(100)，所述变换器单元包括具有输出面(110)并且被布置以用于附接到根据任一项前述权利要求所述的容器(200)的至少一个变换器(108)。

49.根据权利要求48所述的变换器单元(100)，其进一步包括用于所述变换器(108)的控制电路和电源。

50.根据权利要求48或权利要求49所述的变换器单元(100)，其中所述变换器(108)的所述输出面(110)为平坦的。

51.根据权利要求48到50任一项所述的变换器单元，其中所述变换器(108)被布置以用于当将所述容器(200)附接到所述变换器单元(100)时插入到所述容器(200)中。

52.根据权利要求51所述的变换器单元，其包括用于接受所述容器(200)的一部分的围绕所述变换器(108)的凹槽(117)。

53.根据权利要求48到52任一项所述的变换器单元，其进一步包括用于接受所述容器(100)的插口(134)。

54.根据权利要求53所述的变换器单元，其中所述插口(134)包括用于将所述容器(100)导引到所述插口(134)中的导引区域(140)。

55.根据权利要求48到54任一项所述的变换器单元，其包括用于与所述变换器单元的闩锁部件(118；1360)或所述容器协作以将所述容器从所述变换器单元释放的释放构件(104；1204)。

56.一种根据权利要求48到55任一项所述的变换器单元与根据权利要求1到47任一项所述的容器的组合。

57.一种药物递送装置，其包括根据权利要求56所述的组合。

58.一种用于经皮递送药物通过患者的皮肤的药物递送装置，其包括

具有带有输出面(110；1010)的变换器(108；1008)的变换器单元(100；1000)，

用于收纳耦合介质的操作腔室(914；1052)；

用于在使用所述装置之前存储所述耦合介质的贮存器(950；1050)；和

可操作以将所述耦合介质从所述贮存器(950；1050)传递到所述操作腔室(914；1052)由此以在所述变换器(108；1008)的所述输出面(110；1010)和所述耦合介质之间形成声耦合的传递构件(956；1010)。

59.根据权利要求58所述的药物递送装置，其进一步包括用于容纳所述操作腔室(914；1052)的容器(900；1000)。

60.根据权利要求59所述的药物递送装置，其中所述容器(900；1000)附接或可附接到所述变换器单元(100；1000)。

61.根据权利要求59或权利要求60所述的药物递送装置，其中所述贮存器(950)在所述容器(900)外部。

62.根据权利要求59或权利要求60所述的药物递送装置，其中所述容器(1000)容纳所述贮存器(1050)。

63.根据权利要求58到62任一项所述的药物递送装置，其中所述传递构件(956)包括活塞(956)。