CN110167614A - 微递送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微递送装置(100)，其包含一基板(112)、一刚性外壳(114)、一隔膜(106)、一导管(118)、一电极(108)与一电子装置腔室(110)。该基板(112)具有一第一侧(1122)与一第二侧(1124)。该第二侧(1124)是相对于该第一侧(1122)。该刚性外壳(114)设置在该基板(112)第一侧(1122)上。由该刚性外壳(114)与该基板(112)定义一腔室(103)。该隔膜(106)被配置于该腔室(103)内，以将该腔室(103)划分为一上贮槽(102)与一下贮槽(104)。该导管(118)贯穿通过该刚性外壳(114)并与该上贮槽(102)流体连通。该电极(108)设置在该基板(112)第一侧(1122)上。该电子装置腔室(110)电性连接至该电极(108)。

Description

微递送装置

技术领域

本发明与一递送装置有关，具体而言是与一种用于递送治疗剂至活体组织内的一标靶位置的微递送装置有关。

背景技术

最近，治疗剂小型化递送泵已经被提出以改善医药产业中的问题。然而，对于传统治疗剂递送泵的设计而言，某些缺点仍等着被改进。举例而言，因为薄形储存区刚性外壳的永久材料变形、由于因该永久刚性外壳材料膨胀的气体逸出/重组使该薄形储存区刚性外壳的低泵能效率、当通过传统设计的两填充端口重新填充该治疗剂至该储存区之中的交叉污染、当递送空气至对于血流中气体耐受性较差的小型动物时所形成可能造成某些考量的残余气泡、当控制该治疗剂剂量的精确性程度、以及当一导管从该储存区递送治疗剂至该欲被治疗的标靶时该导管的脱离等等，所形成的剂量不精确与泵可靠性问题。

因此存在改进并解决以上所待解问题的装置与方法的需求。

发明内容

在各种具体实施例中，本发明与一种改进及简化的微递送装置有关，用于递送一治疗剂至活体组织内的标靶位置。

据此，本发明的一方面属于一微递送装置。该微递送装置包括一基板、一刚性外壳、一隔膜、一导管、包含至少一电极的一电化学泵与一电子装置腔室。该基板具有一第一侧与一第二侧。该第二侧是相对于该第一侧。该刚性外壳设置在该基板第一侧上。由该刚性外壳与该基板定义一腔室。该隔膜被配置于该腔室内，以将该腔室划分为一上贮槽与一下贮槽。该导管贯穿通过该刚性外壳并与该上贮槽流体连通。该电极设置在该基板第一侧上。该电子装置腔室电性连接至该电极。

在本发明一具体实施例中，该微递送装置进一步包含一端口，其贯穿该刚性外壳并与该上贮槽流体连通。

在本发明一具体实施例中，该腔室可被划分为复数个子腔室。

在本发明一具体实施例中，该电极包括不少于三个电极，所述电极的两个用作为正极与负极，所述电极的一个用作为一参考电极以避免电压衰退，而其它电极则被用于冗余电极，以避免一电极发生突然失效时不便修复。

在本发明一具体实施例中，该电极为亲水性。

在本发明一具体实施例中，一超吸收材料被附贴至该电极表面。

在本发明一具体实施例中，该超吸收材料是从聚乙烯醇(PVA)、聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯酸、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、PLA/PGA共聚物和聚己内酯(PCL)所选择的材料制成。

在本发明一具体实施例中，该电子装置腔室被配置于该基板第二侧上。

在本发明一具体实施例中，该电子装置腔室被配置于该基板第一侧上。

在本发明一具体实施例中，该电子装置腔室包含一印刷电路板、一电源供应器、一触发装置与一弹性接触器，该弹性接触器将该印刷电路板电性连接至该基板，该电源供应器电性连接至该印刷电路板，而该触发装置电性连接至该印刷电路板。

在本发明一具体实施例中，该电子装置腔室为一可拆卸电子装置腔室。

在本发明一具体实施例中，该刚性外壳为透明的。

在本发明一具体实施例中，该基板为透明的。

在本发明一具体实施例中，该刚性外壳是从聚二醚酮(PEEK)、聚碳酸酯、聚对二甲苯、聚丙烯、聚乙烯(PE)、环氧树脂、聚苯乙烯(PS)、聚胺基甲酸酯(PU)、丙烯腈(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)、铁氟龙、酚醛树脂(PF)、聚酰亚胺、聚乳酸(PLA)、硅氧烷、金属与其合金(钛、不锈钢、金、铂、银、铝)及玻璃所选的材料所制成。

在本发明一具体实施例中，该基板是从二氧化硅、金属与其合金(钛、不锈钢、金、铂)、硅氧烷、聚对二甲苯及塑胶(聚二醚酮(PEEK)、聚碳酸酯、聚对二甲苯、聚丙烯、聚乙烯(PE)、环氧树脂、聚苯乙烯(PS)、聚胺基甲酸酯(PU)、丙烯腈(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)、铁氟龙、酚醛树脂(PF)、聚酰亚胺、聚乳酸(PLA))与玻璃所选的材料所制成。

在本发明一具体实施例中，该基板为可挠的。

在本发明一具体实施例中，该基板为刚性的。

在本发明一具体实施例中，该隔膜具有螺旋波纹结构。

在本发明一具体实施例中，该隔膜进一步包含一伸缩囊。

在本发明一具体实施例中，该隔膜为扁平化并以超弹性材料制成。

在本发明一具体实施例中，该隔膜包含一伸缩囊与一推进板。

在本发明一具体实施例中，该微递送装置以一凝胶状涂层涂布。

在本发明一具体实施例中，该电极制成为倒梯形的形状。

在本发明一具体实施例中，该电子装置腔室进一步包含一填块，且该填块填满该电子装置腔室的空的空间。

在本发明一具体实施例中，该导管的一侧壁具有波浪结构，用以释放来自该微递送装置移动所引致的应力。

在本发明一具体实施例中，该微递送装置进一步包含于该导管或该刚性外壳中的一止回阀。

在本发明一具体实施例中，该微递送装置包含一单一端口。

在本发明一具体实施例中，该弹性接触器为一弹簧针(Pogo pin)。

通过参考以下叙述、附图与权利要求，本发明具体实施例的这些与其它目的，以及其优点与特征将变得更加明显。此外应该了解的是，于此叙述的各种具体实施例的特征并非互相排斥，而是可以各种组合与排列的方式存在。

附图说明

前述发明内容以及以下对于本发明的详细叙述，在结合所述附图阅读下将可获得更佳了解。在所述附图中：

图1为根据本发明一具体实施例的一无端口微递送装置的横截面图。

图2为根据本发明一具体实施例的具有一端口的微递送装置的横截面图。

图3为在本发明一具体实施例中一导管的示意图。

图4为在本发明一具体实施例中一透明微递送装置的示意横截面图。

图5为在本发明一具体实施例中一隔膜的示意图。

图6为在本发明另一具体实施例中一隔膜的示意图。

图7为在本发明一进一步具体实施例中一隔膜的示意横截面图。

图8为在本发明一具体实施例中一电子装置腔室的示意横截面图，其强调一弹性接触器的部分。

图9为在本发明一具体实施例中一电子装置腔室的示意图，在该腔室空的空间中填满有多个填块。

图10为在本发明一具体实施例中一模组化微递送装置的示意图。

图11为在本发明一具体实施例中一微递送装置的示意图。

具体实施方式

除非另外定义，否则于此使用的所有技术与科学用词具有本发明所属的领域中的技术人员所一般了解的相同意义。

一个体可为人类、像是小鼠、大鼠、兔子、猪、狗或其他的动物(不限制于在此提到的项目)。

在此使用的用字“一”或“一个”意指“至少一个”。

一个体的身体部位可为皮下、眼内、内耳与颅内(这些仅为一些示例，而并不限制于这些情况)。

一般而言，本发明的多数具体实施例属于一种微递送装置，用以递送治疗剂至一个体的该身体部位。

图1提供如本发明的一具体实施例的无端口微递送装置的横截面图。

本发明的一优选具体实施例揭示一种微递送装置100。该微递送装置主要包括一基板112、一刚性外壳114、一隔膜106、一导管118、包含一电极108的一电化学泵以及一电子装置腔室110。该基板112具有一第一侧1122与一第二侧1124，其中该第二侧1124相对于该第一侧1122。该基板112可由生物相容性材料制成，像是于此具体实施例中的玻璃。该刚性外壳114设置于该基板112的第一侧1122上，由此该刚性外壳114与该基板112定义一腔室103。

该隔膜106被配置于该腔室103内以将该腔室103划分为一上贮槽102与一下贮槽104。在此优选具体实施例中，该上贮槽102为一经配置以储存一治疗剂的特定剂量的储存区102。在一优选具体实施例中，该微递送装置100足够微小以被植入至一个体的该身体部位之中，使该剂量于其体积中为微升规模。

在此优选具体实施例中，该导管118贯穿通过该刚性外壳114并与该上贮槽102流体连通。该导管118用于从该上贮槽102递送该治疗剂至该治疗标靶(例如，人体或动物中的皮下组织、耳蜗内疾病位置等等)。

在此优选具体实施例中，该电极108设置于该基板112的第一侧1122上，由此该电极108是于该下贮槽104内。该电子装置腔室110电性连接至该电极108。据此，在此优选具体实施例中该下贮槽104可被视作为一电解腔室，其中该电解腔室可充满电解液109。于此使用的该电解液109可为水或盐溶液，但不应受限于此。

在一特定具体实施例中，该微递送装置100的电子装置腔室110进一步包括一印刷电路板120、一电源供应器124、一触发装置125与一弹性接触器122。该弹性接触器122将该印刷电路板120电性连接至该基板112。该电源供应器124电性连接至该印刷电路板120。该触发装置125电性连接至该印刷电路板120并进一步电性连接至该电源供应器124，以控制该电源供应器124的开关。

在一优选具体实施例中，该电极108包括不少于三个电极。特定来说，所述电极的两个用作为正极(+)与负极(-)。为了有较佳的电解效能，该正极(+)与负极(-)布置于一格栅的几何中。该第三电极扮演参考电极的角色，以避免电压衰退(因为在像是稀酸液、盐水等离子电解质中的电流流过所产生的欧姆电压。电压衰退是不被希望的性质，其必须被消弭以获得精确的电位测量)。这些剩余电极则被用于冗余电极，像是一第四电极与一第五电极。这些冗余电极可以避免一电极发生突然失效时的修复的不便。在本发明中所设计的电极数量可依据实际应用而客制化。

参考图1，其提供一优选具体实施例，该电子装置腔室110被配置于该基板第一侧1122上，其通过该基板112电性连接至该下贮槽104中的电极108。除此之外，该电子装置腔室110与该下贮槽104渗透隔离，也与该上贮槽102渗透隔离。

此外，根据此具体实施例，该微递送装置100并不具有端口116。以一治疗剂重新填充该微递送装置100的方法包含：将一注射器通过该导管118插入至该上贮槽102之中；将该上贮槽102内侧的剩余治疗剂与空气排出；及接着从该上贮槽102取回该注射器；以该治疗剂预先填充一重新填充注射器；将该重新填充注射器通过该导管118插入至该上贮槽102之中，并接着将该治疗剂填充至该上贮槽102之中，并在填充该治疗剂之后，从该上贮槽102通过该导管118取回该重新填充注射器。

图2提供一微递送装置设计的横截面图，其具有一端口，以做为本发明另一具体实施例。

参考图2，此具体实施例相比于先前具体实施例下，提出具有一端口116的一微递送装置。该微递送装置主要包括一基板112、一刚性外壳114、一隔膜106、一端口116、一导管118、包含一电极108的一电化学泵以及一电子装置腔室110。该基板112具有一第一侧1122与一第二侧1124，其中该第二侧1124相对于该第一侧1122。该基板112可由生物相容性材料制成，像是于此具体实施例中的玻璃。该刚性外壳114设置于该基板112第一侧1122上，由此该刚性外壳114与该基板112定义一腔室103。

该上贮槽102、该下贮槽104与该电子装置腔室110被配置为由一单一刚性外壳114所形成(其中该三个空间仅由该刚性外壳114与该基板112所定义)。该独特的结构设计提供许多优点。举例而言，其为一种用以结合该微递送装置100主要组件的低成本设计。此外，因为此简单结构具有较少组件而因此容易制造。

在另一具体实施例中，该微递送装置的基板为可挠的。该微递送装置包括一刚性外壳、一可挠基板、一可挠电极与一可挠电路板，但不应受限于此。该可挠电极208可由像是塑胶或橡胶的可挠材料制成。在此具体实施例中，该可挠微递送装置可以符合该被植入组织表面的形状，因此可以避免像是疤痕组织生长、刺激或发炎的不期望的组织反应。此外，病人或动物将可更舒适于该植入的可挠微递送装置。

在本发明为一可挠微递送装置的具体实施例中，可以在电极上使用不同的表现方式，而也可以利用涂布传导聚合物的方式制造可挠电极。该微递送装置包含多个与一可挠基板结合的可挠电极，变得更加可挠。因为大多数的传导聚合物形式为透明的，这也可以强化本发明的优点。

根据本发明，该微递送装置100特征为该单一端口116(单一端口设计)，其经配置以重新填充和/或排出该剩余治疗剂与空气，并接着排空该上贮槽102。通过本发明该微递送装置的该单一端口重新填充治疗剂的方法包含以下步骤：(1)将一注射器通过该端口116插入至该储存区102以排出该上贮槽102内侧的剩余治疗剂与空气；(2)在该上贮槽102被完全排空后，从该上贮槽102取回该注射器；(3)以一治疗剂预先填充一重新填充注射器(直到该针头尖端端部为止)；(4)将该重新填充注射器通过该端口116插入至该上贮槽102之中以填充该治疗剂一特定剂量，及(5)在填充该治疗剂之后，从该上贮槽102取回该重新填充注射器。

在另一具体实施例中，整合一双向阀的注射器可以取代在上述单一端口微递送装置中的注射器。在此配置中，可以实行该治疗剂的排出与重新填充而不需要更换注射器。该双向阀的一向是用于从该上贮槽102通过该单一端口排出该治疗剂/空气并重新填充该治疗剂至该上贮槽102之中，而该另一向则同时用于以该治疗剂预先填充该注射器。

以上所提及以单一端口填充该治疗剂的新颖策略系被设计为对于残余气泡大小能有明显改善(几近为零的重新填充气泡，其中气泡体积可利用施加的真空程度加以控制)并可完全排出剩余的治疗剂，因此该剩余的治疗剂可被完全移除以降低变化，其相比于传统的具有两端口(一者用于将治疗剂进行装填，而另一者用于将治疗剂移除至外)的软性储存区或刚性储存区相比之下提供改善的功效。此设计也节省了由端口所占去储存区的一半空间。此外，在此单一端口重新填充程序中，可以改善当同时将两注射器刺入该储存区102时的交叉污染问题。

在另一具体实施例中，可将多个储存区与电解腔室整合至一单一泵设计中。该泵的导管可根据治疗剂递送的需要而为独立或串连/并连连接。这些整合泵可以根据治疗剂递送的需要而被独自或一起启动。

参考图3，提供在本发明一具体实施例中一导管的示意图，该导管118的侧壁1182被建构为具有波浪结构。于此的这些波浪结构可以释放因该微递送装置100移动所引致的应力，因此避免该导管118于该导管118与该刚性外壳114之间的接点位置处脱落。在此于该导管118上使用的材料应具有生物相容性及药剂稳定性，像是橡胶(例如，硅橡胶、天然橡胶)、聚合物(例如，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对二甲苯)、玻璃、金属与合金(例如，不锈钢、钛、金)。然而在另一具体实施例中，该导管也可以显现为软性管件，于上具有平滑表面。该导管的材料与形状不应受限于此。

参考图2，一止回阀126进一步安装于该导管的通路中或于该刚性外壳中，以避免体液回流至该上贮槽102中而污染该治疗剂。比起该上贮槽102与该微递送装置100外侧体液部分之间的最大压差而言，该止回阀126的反向破坏压力被选择为高的多，使其不造成回流风险。

参考图4，提供于本发明一具体实施例中，一透明微递送装置的示意横截面图，该微递送装置400可由透明或半透明材料制成，呈现出透明的刚性外壳414、透明的基板412及甚至透明的隔膜406。这些透明/半透明组件可由玻璃(例如石英、熔融二氧化硅、碱石灰、硅酸盐及硼硅酸盐)、聚合物/塑胶(例如聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚乳酸(PLA)、热塑性弹性体(TPE)及聚对二甲苯)、橡胶(天然橡胶与硅橡胶)、胶体(环氧树脂、硅凝胶和丙烯酸树脂)与传导聚合物(聚芴、聚联苯化合物、聚芘、聚薁、聚萘、聚吡咯(PPY)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PT)、聚(3、4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)、聚对苯硫(PPS)、聚乙炔(PAC)及聚苯并乙烯(PPV))制成。

通过使用上述透明/半透明材料(但不应限制于此)，可即时完全了解一微递送装置(刚性或可挠性)的效能。此外，像是发光二极体(LED)的指示器411可被安装于该透明微递送装置400中。该指示器可以提供信号(例如，照明)以协助医师找出通常埋于皮下的端口(像是图2中的端口116)的位置。此外，该透明/半透明外观使得特别的光源可被安装于一微递送装置中，以进行生理信号感测或测量，而一组织/疾病成像也可以在体内(例如，动物与人体)取得。

因为在组件组合时与许多粘结程序有关，透明的外观因为可以利用简单检视该粘结位置以及粘胶流动至粘结线段/间隙之中的方式，观察粘结结果，因此使其更容易制造。此外，在植入之前与之后时治疗剂的填充状态可被验证及比较，以更加了解该微递送装置是如何运作以及该活体对于该治疗剂注入的反应。最后，通过与该治疗剂标记的整合(例如，萤光)，该治疗剂便可通过活体的皮肤加以观察与量测。

回到该优选具体实施例，在该微递送装置100中的隔膜106可由热塑性弹性体(TPE)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物(SEPS)及聚对二甲苯(但不限制于这些材料)所组成的群组所选择的生物相容材料制成。图5及图6提供在本发明两具体实施例中，两种隔膜设计的示意图。参考图5所提供的优选具体实施例，该隔膜106具有一种螺旋波纹结构。该螺旋波纹隔膜的波纹是于该完整隔膜上制成为一体，而在传统设计中，该波纹结构是以分离的同心圆制成。

该具有制成为一体的多个波纹的螺旋波纹隔膜与其上具有设计为多个同心结构的波纹的传统隔膜相比之下，可以形成最小化的失效体积。当该隔膜被推向该上贮槽102顶部时，此差异变得特别显著。该最小化的失效体积也可以使得在该治疗剂递送结束时所剩余的治疗剂为最小量。因此，相比于传统设计而言，该微递送装置100的生命期可被延长。值得提到的是，如果螺旋波纹进一步与其上的伸缩囊组合，该调整的隔膜1062在此具体实施例中于使失效体积最小化上可以形成更佳的效果。在另一具体实施例中，所述螺旋波纹也可以与具有不同形状的其它波纹混合使用。

在以上所提到该隔膜上的所述螺旋波纹于实际应用上为关键的，因为该失效体积可能严重地缩短该上贮槽102(亦即在此具体实施例中一治疗剂的储存区)的生命期。其原因为由于失效体积的因素，剩余的治疗剂将保持在该储存区内侧，且其无法在该重新填充循环期间被排出，因此对于该整体微递送装置100而言将造成无菌与长期安全性的严重问题，特别是在慢性疾病的治疗期间。

在另一改变的具体实施例中，该隔膜106以超弹性材料制成。举例而言，超弹性材料包括金属合金(例如，铜-锌-铝、铜-铝与镍-钛)、超弹性橡胶(例如，合成橡胶、天然橡胶、硅橡胶)与超弹性聚合物。应用超弹性材料做为隔膜的优点为该隔膜的平坦几何性在扩张上有良好效能并因此节省像是制造先前具体实施例中所提到的波纹形状的繁复步骤。此外，由于超弹性隔膜的极度可挠能力，与使用一般平坦隔膜的传统方式相比之下，用于触发该隔膜扩张的电解能可被大大降低。因此，利用具有超弹性本质的新颖材料，在此具体实施例中的隔膜即使在与对传统平坦隔膜所施加的气压相比之下以较低的气压施加时，仍可以在扩张上具有良好性能。于此揭示的该超弹性隔膜为容易制造、低成本，并可方便整合于该微递送装置100之中。

参考图1与图7，提供在本发明一具体实施例中另一种隔膜设计的示意横截面图，该隔膜506可以包括一伸缩囊5062与一推进板5064。该伸缩囊5062密封连接至该推进板，且该伸缩囊5062与该推进板5064封闭该电极108与该电解液109，以定义该下贮槽104(在此具体实施例中为电解腔室)。由于该设计的几何性质，如果一刚性外壳的形状是对应于该推进板5604的形状所设计，此组合式隔膜506的结构可以具有更少(接近于零)的失效体积，造成接近为零的治疗剂/电解质交叉污染。

考量活体(例如，动物或病人)的舒适感受，于此引入一微递送装置上的涂层。一经涂布微递送装置可于其上以一凝胶状涂层涂布。该微递送装置的配置可为在本揭示发明中其它段落所提到的任何结构。该凝胶状涂层可以生物相容性材料制成，像是硅橡胶，但不应限制于此。沉积的方法可为浸涂、喷涂、真空沉积(例如，化学气相沉积(CVD))和气化涂布。

利用该经涂布微递送装置，在该微递送装置上的尖锐角、粗糙边缘与坚硬表面可因为该涂层因素而平滑化。当该经涂布微递送装置被植入并留在组织内时，该平滑化的几何与材质可使活体觉得舒服。此设计也可以造成在活体内部对于组织的较少摩擦与擦刮。

在又另一具体实施例中，该电极108与其基板可经涂布以改进在抽汲周期期间的电解效率。特定来说，像是聚乙烯苯酚(PVP)、聚丙烯酸(PAA)、聚环氧乙烷(PEO)、多醣类、全氟磺酸(nafion)、纳米结构金属与环氧树脂的亲水材料对于涂层来说是较佳的。在该电极108与其基板表面上涂布亲水性涂层的理由是确保该电极108的可湿性，以具有连续的气体产生，因为与传统未处理的电极相比之下，该经涂布电极可以提供较佳的气体可溶性。

为了进一步强化该电解效率，有效的是改变电极的几何。在某些具体实施例中，倒梯形的电极是通过与改良氧电浆处理的改良标准电子射束微影术或改良光微影术程序、改良反应离子蚀刻(RIE)、改良深反应离子蚀刻(DRIE)或改良感应耦合电浆(ICP)的方式制成。制造处理的细节为该领域所知悉并于此省略。另一方面，该电解效率可通过改变该电极的形状而加强。在本发明一具体实施例中，该电极制成为倒梯形的形状，以产生强烈电场并引起更大量的气体产生(与真空中的电晕放电类似)。

在本发明一具体实施例中，亲水性电极与基板可利用亲水处理达成，像是氧电浆处理、化学蚀刻与力学摩擦。此亲水处理可提升抽汲功率效率，确保该电极表面的可湿性，并提供气体产生的良好气体可溶性。在另一具体实施例中，一超吸收材料被附加至该电极表面并利用从聚乙烯醇(PVA)、聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯酸、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、PLA/PGA共聚物和聚己内酯(PCL)所选择的材料制成。

回到该优选具体实施例并再次参考图1，该触发装置125可为一按压按钮，其具有对于该微递送装置100中所述电子设备的简单开关控制机制。在另一具体实施例中，该触发装置125可为一种射频辨识(RFID)、光学感测器、声学感测器、磁性感测器、板上定时器、拨号器或无线计时器连接。任何可以触发该电源供应器124的装置与方法都可做为该触发装置125，而不应被限制于此。因此，利用以上叙述的触发装置125，便可视需求进行治疗剂的递送。

在仍另一具体实施例中，该触发装置125可被设计为具有预先编程的治疗剂释放机制。通过对于每一递送程序进行固定治疗剂体积的预先编程，使用者(像是病人或医师)可以在一天中接取该触发装置125多次，以具有固定体积的治疗剂。如果对于该疾病治疗而言固定的推注体积是足够的，那么该递送策略对于由医师所嘱咐的简单投药方案便特别有帮助。于此叙述的递送方案也可以降低该微递送装置100的成本。

参考图8，提供在本发明一具体实施例中，一电子装置腔室的示意截面图，其强调一弹性接触器，该弹性接触器122做为所述电子设备(包括该印刷电路板120、该触发装置125与该电源供应器124)与该电极108之间的电桥。该弹性接触器122可为一种微型连接器，像是弹簧装载探针或弹簧针(Pogo pin)(一种以简单快速方式达到连接的新颖方法)。

以弹簧针(Pogo pin)为例，此低成本与小型组件为一种表面安装的规模，并即使在手动组装程序中也能容易操作。图8绘示当该基板112连接至该电子装置腔室110时，该弹性接触器122将按压于一接触垫片123上，并固定于该基板112上，因此由于位于该弹性接触器内侧的一弹性元件(像是弹簧)可以给予推力以进行固定接触，而能达到良好的接触。电能可以通过该接触垫片123并经过该基板112以抵达该下贮槽104中的电极108。

因此，在此具体实施例中该弹性接触器122并不只能够进行简单组装及容易制造，也可以获得良好的电接触。此外，在此具体实施例中该弹性接触器122的组装方式也可以降低成本。

在本发明另一具体实施例中，该电子装置腔室110可以进一步包括一填块113，其填满该电子装置腔室110中的空的空间。参考图9，提供在本发明一具体实施例中一电子装置腔室的示意图，其具有填满其空的空间中的多个填块。在此具体实施例中，该填块113可为多氯联苯(PCB)间隔器。该填块113可以固定电子组件(像是如该附图中绘示的该印刷电路板120、该电源供应器124与该弹性接触器122)。以此方式固定组件可以取代传统像是螺丝和夹具的固定元件，以在组装该完整装置时快速且简单。

于此绘示该优选具体实施例的某些改变，以给予更多的实际应用示例，以满足客制化需求。

在一改进具体实施例中，说明一模组化的微递送装置800。图10说明一可拆卸电子装置腔室810的组件配置。参考图10，提供在本发明一具体实施例中，一模组化微递送装置的示意图，每当在其中的电源供应器用尽电力(或失效)时，便只有该可移除式电子装置腔室810被更换，其延长该整体装置的生命期，并为像是慢性疾病治疗的应用提供可重复使用的方便条件。

在另一改变的具体实施例中，所述腔室的布置可被调整，因此一基板做为一分隔板。参考图11，提供在本发明一具体实施例中一微递送装置的示意图，一微递送装置900包含一上贮槽902、一下贮槽904、一电子装置腔室910与一基板912。该上贮槽902与该下贮槽904位于该基板912的一第一侧9122上，而该电子装置腔室910则位于该基板912的第二侧9124上。该基板912的第一侧9122与该第二侧9124之间的电性连接可以通过使用在互补式金属氧化物半导体(CMOS)制造方法与积体电路(IC)封装技术中广泛使用的馈通(贯通孔)技术完成。在此布置中，可达成“湿”结构与“干”结构的完全分隔，以强化该整体装置的可靠性。

应该提到的是，所有以上提及的具体实施例都可以标准的互补式金属氧化物半导体(CMOS)制造方法整合，因为在本发明具体实施例中所使用的微机电系统(MEMS)微型电极微加工程序可适用于标准的互补式金属氧化物半导体(CMOS)制造方法。总结来说，本发明的优点如以下所叙述。

第一，于此揭示的本发明具体实施例可以大大改善以电解为基础的微型泵体装置的剂量精确性及泵体结构可靠性，使该整体泵体系统具有较长的生命期、较小的泵体底面积、简单的制造以及较低的制造成本。首先，药剂递送泵体装置以软性储存区刚性外壳材料所制成，利用一单一端口结构使重新填充程序变得容易。此软性刚性外壳材料设计也已经被应用在先前的微型电解基础泵体的情况。然而对于这些微型泵体装置而言，该薄形软性储存区刚性外壳具有小于30um(0.03mm)的刚性外壳厚度，其在重新填充程序期间如果将稍微过量的治疗剂推入至该储存区之中可能容易扩张，产生该刚性外壳的永久变形。由于该治疗剂预计是使用于人体之中因此对于剂量控制精确性具有严格监控要求，因此此永久性材料变形对于医药产业而言造成严重的安全性问题。对于目标为长期植入应用的装置而言，所述材料的缓慢扩张可能在重新填充循环的数年后，最后总结为大量的剂量不精确。在最糟的情况下，可能发生来自于重新填充机器系统错误或是因有意/无意医疗人员操作者的人为错误，而发生的储存区破坏的致命错误。因此，在本发明中的刚性外壳设计使该泵体结构更加强健，且该刚性外壳无疑地在与传统方式中所使用的软性刚性外壳相比之下，对于治疗剂的药剂总量的验证更加精确。

第二，本发明对于此刚性外壳设计而言具有功率效率。对于该软性刚性外壳电解泵体而言，在从该泵体的气体缓慢逸散或重组期间，在任一方法中，消失的气体将于该泵体储存区中形成真空。在该连续的递送循环中，在该药剂可被递送出该储存区之前，该泵体必须克服此先前产生的真空情形。需要额外的能量供应，因而造成较低的泵体能量效率以及较短的电池生命期。此较低的泵体能量效率在该薄形刚性外壳具有如先前讨论的缓慢永久变形时将变的更糟。因此，刚性外壳设计可以完全的去除这项问题，并利用具有优良功率效率刚性外壳进行更加精确的泵体递送。

第三，采用一种单一端口设计的刚性外壳微型泵体递送装置，并利用一种改进的治疗剂重新填充方法。该刚性外壳对于治疗剂的排出/重新填充而言，提供该微递送装置有效性的简易确定方式。然而，在现有技术中，具有刚性外壳设计的药剂递送泵体都具有两个重新填充端口：一者用于排出在该储存区中的剩余/旧治疗剂与气泡，另一者用于重新填充该新的治疗剂。本发明与其它早先的刚性泵体相比之下节省一个重新填充端口，其利用的是一种新的治疗剂重新填充方法，此方法包括：将连接至一排空装置的注射器通过该端口插入至该上贮槽之中；开启该排空装置以排出在该上贮槽内侧于先前药剂中的剩余治疗剂与空气；在该上贮槽被完全排空之后从该上贮槽取回该注射器；以该治疗剂预先填充一重新填充注射器，并将该重新填充注射器通过该端口插入至该上贮槽之中；及利用该重新填充注射器将一特定剂量的治疗剂填充至该上贮槽之中；及在该治疗剂填充之后通过该端口从该上贮槽取回该重新填充注射器。通过在本发明刚性设计中节省一重新填充端口的方式，便可节省整体装置的底面积，简化制造步骤，且更重要的降低制造成本。

第四，一种无端口泵体可在特定的可植入泵体应用中使用(像是单次使用的动物泵体)，在此情况只需要一次最初的填充步骤。在不具有该端口下，该最初的治疗剂填充方法包括将(安装在一排空装置中的)注射器针头附加至该导管的端部，该导管则连接至上贮槽；启动该排空装置以排出在该上贮槽内侧于先前药剂中的剩余治疗剂与空气；在该上贮槽被完全排空之后从该上贮槽的导管松脱该注射器；利用该治疗剂预先填充一重新填充注射器并将(安装在一排空装置中的)注射器针头附加至该导管的端部，该导管则连接至上贮槽；及利用该重新填充注射器将一特定剂量的治疗剂填充至该上贮槽之中，并在填充该治疗剂之后从该上贮槽的导管松脱该重新填充注射器。以完全移除该端口的方式，该泵体的底面积、制造步骤与成本都可被最小化。

第五，此对于无端口泵体的最初治疗剂填充方法可以由医疗人员在最小量的训练要求下容易手动操作。

尽管本说明书包含许多特定规格，但这些内容不应被建构为对于本发明范围或所主张的权利要求的限制，而是做为对于本发明特定具体实施例的特有特征的叙述。于此说明书中，在多个不同具体实施例背景下所叙述的某些特征，也可以被组合于一单一具体实施例中实施。相反的，于一单一具体实施例的背景中所叙述的多个不同特征也可被分别实施于多个具体实施例中，或以任何适宜的适当次组合方式实施。此外，虽然多个特征可以如以上描述为以某些组合方式或如其最初主张方式所作用，但来自一主张组合方式的一或多个特征也可以在某些情况中从该组合方式中删除，且所主张的组合方式可以被引导成为一种次组合或次组合的变化。

Claims (27)

1.一种微递送装置，其包含：

一基板，具有一第一侧与一第二侧，其中该第二侧相对于该第一侧；

一刚性外壳，设置在该基板的该第一侧上，以及一腔室，其是由该刚性外壳与该基板所定义；

一隔膜，配置于该腔室内，以将该腔室划分为一上贮槽与一下贮槽；

一导管，贯穿通过该刚性外壳并与该上贮槽流体连通；

一电化学泵，包含至少一电极，其中该电极设置在该基板的该第一侧上；及

一电子装置腔室，电性连接至该电极。

2.根据权利要求1所述的微递送装置，进一步包含一端口，其贯穿该刚性外壳并与该上贮槽流体连通。

3.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该腔室可被划分为复数个子腔室。

4.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该电极包括不少于三个电极，所述电极的两个用作为正极与负极，所述电极的一个用作为一参考电极以避免电压衰退，而其它电极则用作为冗余电极，以避免一电极发生突然失效时不便修复。

5.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该电极为亲水性。

6.根据权利要求1所述的微递送装置，其中一超吸收材料被附贴至该电极表面。

7.根据权利要求6所述的微递送装置，其中该超吸收材料是从聚乙烯醇(PVA)、聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯酸、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、PLA/PGA共聚物和聚己内酯(PCL)所选择的材料所制成。

8.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该基板为亲水性。

9.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该电子装置腔室配置于该基板的该第一侧或该第二侧上。

10.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该电子装置腔室包含一印刷电路板、一电源供应器、一触发装置与一弹性接触器，该弹性接触器系将该印刷电路板电性连接至该基板，该电源供应器电性连接至该印刷电路板，而该触发装置电性连接至该印刷电路板。

11.根据权利要求11所述的微递送装置，其中该弹性接触器为一弹簧针。

12.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该电子装置腔室为一可拆卸式电子装置腔室。

13.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该刚性外壳为透明的。

14.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该基板为透明的。

15.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该刚性外壳是从聚二醚酮(PEEK)、聚碳酸酯、聚对二甲苯、聚丙烯、聚乙烯(PE)、环氧树脂、聚苯乙烯(PS)、聚胺基甲酸酯(PU)、丙烯腈(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)、铁氟龙、酚醛树脂(PF)、聚酰亚胺、聚乳酸(PLA)、硅氧烷及玻璃所选的材料所制成。

16.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该基板是从二氧化硅、金属与其合金(钛、不锈钢、金、铂)、硅氧烷、聚对二甲苯及塑胶(聚二醚酮(PEEK)、聚碳酸酯、聚对二甲苯、聚丙烯、聚乙烯(PE)、环氧树脂、聚苯乙烯(PS)、聚胺基甲酸酯(PU)、丙烯腈(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)、铁氟龙、酚醛树脂(PF)、聚酰亚胺、聚乳酸(PLA))与玻璃所选的材料所制成。

17.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该基板为可挠的。

18.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该基板为刚性的。

19.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该隔膜具有螺旋波纹结构。

20.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该隔膜为扁平化并以超弹性材料制成。

21.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该隔膜包含一伸缩囊与一推进板。

22.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该微递送装置以一凝胶状涂层涂布。

23.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该电极制成为倒梯形的形状。

24.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该电子装置腔室进一步包含一填块，且该填块填满该电子装置腔室的空的空间。

25.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该导管的一侧壁具有波浪结构，用以释放来自该微递送装置移动所引致的应力。

26.根据权利要求1所述的微递送装置，进一步包含于该导管或该刚性外壳中的一止回阀。

27.根据权利要求1所述的微递送装置，其中该微递送装置包含一单一端口。