KR20060121890A - 이식형 삼투 펌프와 함께 사용하기 위한 모듈식 흡수율감소기 - Google Patents

이식형 삼투 펌프와 함께 사용하기 위한 모듈식 흡수율감소기 Download PDF

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plug
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루팔 에이. 에이어
스코트 디. 라우텐바크
마이클 에이. 데스자르딘
아드린 티. 히가
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알자 코포레이션
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Abstract

삼투 펌프 시스템은 적어도 하나의 전달 포트, 전달 포트로부터 이격된 캡슐의 개방 단부에 유지된 막 플러그 및 캡슐에 부착가능한 제거가능한 흡수율 감소기를 포함하며, 막 플러그는 캡슐의 내부와 외부 사이의 유체 투과성 배리어를 제공한다. 흡수율 감소기는 막 플러그의 표면적 보다 작은 선택된 크기를 가지는 오리피스와, 선택된 두께, 표면적, 반경방향 압축 및 투과성을 갖는 막으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 흐름 제어기를 포함한다. 흡수율 감소기는 약물의 맞춤형 전달을 가능하게 한다.
삼투 펌프, 플러그, 흡수율, 감소기, 반투막, 배리어.

Description

이식형 삼투 펌프와 함께 사용하기 위한 모듈식 흡수율 감소기{MODULAR IMBIBITION RATE REDUCER FOR USE WITH IMPLANTABLE OSMOTIC PUMP}
본 발명은 일반적으로 유익한 약물(beneficial agent)을 전달하기 위한 이식형 삼투 펌프에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 유익한 약물의 전달율을 제어하기 위한 반투막(semipermeable membrane)을 갖는 이식형 삼투 펌프에 관한 것이다.
환자의 체내에 유익한 약물을 전달하기 위한 이식형 삼투 펌프는 본 기술 분야에 알려져 있다. 예시의 목적으로, 도 1은 이식형 캡슐(capsule: 102)을 갖는 전형적인 이식형 삼투 펌프(100)의 단면을 도시한다. 전달 포트(port: 104)는 캡슐(102)의 폐쇄 단부(106)에 형성되어 있으며, 반투막 플러그(plug: 108)가 캡슐(102)의 개방 단부(110)에 수용되어 있다. 반투막 플러그(108)는 캡슐(102)의 외부와 내부 사이의 유체 투과성 배리어(barrier)를 형성한다. 피스톤(112)이 캡슐(102)내에 배치되어 캡슐(102)내에 두 개의 챔버(chamber: 114, 116)를 형성한다. 챔버(114)는 삼투 약물(118)을 포함하고, 챔버(116)는 유익한 약물(120)을 포함한다. 삼투 펌프(100)가 환자에게 이식되었을 때, 환자의 신체로부터의 유체가 반투막 플러그(108)를 통해 챔버(114)에 진입하고, 삼투 약물(118)을 투과하며, 삼투 약물(118)이 팽창하게 한다. 팽창된 삼투 약물(118)은 반투막 플러그(108)로부터 멀어지는 방향으로 피스톤(112)을 추진하여 챔버(116)의 체적을 감소시키고, 전달 포트(104)를 통해 환자의 체내로 소정량의 유익한 약물을 캡슐(102) 외부로 밀어낸다.
삼투 펌프(100)가 환자에게 유익한 약물을 전달하는 비율은 반투막 플러그(108)를 통해 유체가 흡수되는 비율에 의존한다. 유체가 흡수되는 비율은 반투막 플러그(108)의 투과성, 두께, 노출 표면적 및 반경방향 압축에 의존한다. 따라서, 삼투 펌프(100)가 조립되고 나면, 유익한 약물(120)이 환자에게 전달되는 비율은 이미 설정되게 된다. 이는 건강관리인이 비표준 투여 섭생법을 사용하여 환자에게 단위 투여량을 투약하는 유연성을 필요로 하는 개인화된 건강관리 같은 응용분야에서의 삼투 펌프의 사용을 제한한다. 이들 응용분야에 대하여, 제조후, 그리고, 이식전 삼투 펌프의 전달율을 조절할 수 있는 기능이 유리하다. 조절 수단은 유익한 약물을 전달하는 삼투 펌프의 기능에 부정적 영향을 갖지 않는 것이 바람직하다.
하나의 양태에서, 본 발명은, 적어도 하나의 전달 포트를 가지는 캡슐, 이 캡슐의 내부와 외부 사이에 유체 투과성 배리어를 제공하고, 전달 포트로부터 이격된 캡슐의 개방 단부에 유지된 막 플러그, 및 캡슐에 부착할 수 있는 제거가능한 흡수율 감소기를 포함하는 삼투 펌프 시스템에 관한 것이다. 상기 흡수율 감소기는 막 플러그의 표면적 보다 작은 선택된 크기를 가지는 오리피스(orifice), 및, 선택된 두께, 표면적, 반경방향 압축 및 투과성을 갖는 막으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 흐름 제어기를 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은, 제1 단부에 있는 막 플러그와 제1 단부로부터 이격된 제2 단부에 있는 전달 포트를 구비하는 이식형 삼투 펌프를 포함하는 삼투 펌프 시스템에 관한 것이다. 상기 막 플러그는 삼투 펌프의 내부와 외부 사이의 유체 투과성 배리어를 형성한다. 삼투 펌프 시스템은 삼투 펌프에 부착가능한 제거가능한 흡수율 감소기를 추가로 포함한다. 흡수율 감소기는 선택된 크기를 갖는 오리피스 모듈(module)과, 선택된 두께, 표면적, 반경방향 압축 및 투과성을 갖는 막을 구비한 막 모듈 및 그 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 오리피스와 막은 선택된 양만큼 삼투 펌프의 흡수율을 감소시키도록 구성된다.
다른 양태에서, 본 발명은 삼투 펌프의 외부와 내부 사이의 유체 투과성 배리어를 형성하는 막 플러그를 구비한 삼투 펌프의 사전규정된 전달율을 조절하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 유체가 흡수율 감소기를 통해 막 플러그에 진입하도록 삼투 펌프에 흡수율 감소기를 부착함으로써 삼투 펌프의 흡수율을 감소시키는 단계를 포함한다. 흡수율 감소기는 선택된 크기를 갖는 오리피스와, 선택된 두께, 표면적, 반경방향 압축 및 투과성을 갖는 막으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 흐름 제어기를 포함한다. 오리피스는 막 플러그의 유효 표면적을 감소시키도록 구성되고, 막은 막 플러그의 유효 흐름 경로를 증가시키도록 구성된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 삼투 펌프 키트(kit)에 관한 것으로서, 이 삼투 펌프 키트는 삼투 펌프의 내부와 외부 사이의 유체 투과성 배리어를 형성하는 반투막 플러그를 포함하는 이식형 삼투 펌프, 막 플러그의 유효 흐름 경로를 증가시키기 위한 막 모듈, 및 막 플러그의 유효 표면적을 감소시키기 위한 오리피스 모듈을 포함하고, 막 모듈 및 오리피스 모듈은 개별적으로, 그리고, 독립적으로, 삼투 펌프에 부착하거나 그로부터 분리될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 하기의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 종래 기술의 삼투 펌프의 단면도.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 삼투 펌프의 흡수율을 감소시키기 위한 오리피스 모듈의 단면도.
도 3A는 본 발명의 한 실시예에 따른 삼투 펌프의 흡수율을 감소시키기 위한 막 모듈을 도시하는 도면.
도 3B는 본 발명의 다른 실시예에 따른 막 모듈 스택을 형성하기 위해 함께 결합된 두 개의 막 모듈을 도시하는 도면.
도 3C 내지 도 3E는 도 3A의 막 모듈의 가능한 변형의 예를 도시하는 도면.
도 3F는 본 발명의 다른 실시예에 따른 삼투 펌프의 흡수율 감소를 위해 막 모듈에 결합된 오리피스 모듈을 도시하는 도면.
도 4A는 본 발명의 한 실시예에 따른 삼투 펌프에 설치된 모듈식 흡수율 감소기를 포함하는 삼투 펌프 시스템을 도시하는 도면.
도 4B는 본 발명의 다른 실시예에 따른 삼투 펌프에 설치된 모듈식 흡수율 감소기를 포함하는 삼투 펌프 시스템을 도시하는 도면.
이제, 첨부 도면에 예시된 바와 같은 소수의 양호한 실시예를 참조로 본 발명을 상세히 설명한다. 하기의 설명에서, 본 발명의 전반적 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항이 기술되어 있다. 그러나, 본 기술의 숙련자는 본 발명이 이들 특정 세부사항 중 일부 또는 전부 없이도 실시될 수 있다는 것을 명백히 알 수 있을 것이다. 다른 예에서, 잘 알려진 특징 및/또는 처리 단계는 본 발명을 불필요하게 가리지 않도록 상세히 설명하지 않는다. 하기의 설명 및 도면을 참조로 본 발명의 특징 및 장점을 보다 양호하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 흡수율 감소기는 제조후에 삼투 펌프에 부착 또는 그로부터 분리될 수 있다. 흡수율 감소기가 삼투 펌프에 부착되었을 때, 이는 삼투 펌프의 흡수율을 감소시키도록 기능한다. 본 발명의 실시예에 따라서, 흡수율 감소기는 반투막 플러그의 노출된 표면적을 감소시키기 위한 오리피스를 포함하며, 이는 상투 펌프의 외부와 내부 사이의 유체 투과성 배리어 및/또는 막 플러그의 유효 흐름 경로 길이를 증가시키기 위한 하나 이상의 막을 형성한다. 흡수율 감소기는 삼투 펌프의 흡수율의 감소에 대응하는 양 만큼 삼투 펌프의 전달율이 감소될 수 있게 한다. 한가지 실용적 응용에서, 건강관리인은 특정 환자에게 필요할 수 있는 것 보다 많은 양의 약물을 전달하도록 설계된 삼투 펌프와 함께 시작할 수 있다. 건강관리인이 필요로 하는 실제 전달율에 기초하여, 필요한 흡수율을 제공하는 노출된 표면적의 감소 및/또는 유효 흐름 경로 길이의 증가가 결정될 수 있고, 흡수율 감소기를 구성하는데 사용될 수 있다.
흡수율 감소기는 오리피스 모듈 및/또는 하나 이상의 막 모듈을 사용하여 제 조후 그리고, 이식전에 구성될 수 있다. 예시의 목적을 위해, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 오리피스 모듈(200)의 단면을 도시한다. 오리피스 모듈(200)은 캡형 단부(204) 및 개방 단부(206)를 구비한다. 개방 단부(206)는 삼투 펌프(미도시)의 단부 부분 위에 끼워지는 크기로 설정된다. 캡형 단부(204)는 오리피스(208)를 구비하며, 이 오리피스를 통해 유체가 하우징(202)의 내부(210)로 흐를 수 있다. 오리피스 모듈(200)이 삼투 펌프에 부착되었을 때, 오리피스(208)는 삼투 펌프의 반투막 플러그(미도시)에 선행한다. 이 방식으로, 삼투 펌프 외부로부터의 유체는 오리피스(208) 및 반투막 플러그를 통해 삼투 펌프 내부로 흐른다. 오리피스(208)는 반투막 플러그의 노출 표면적을, 그리고, 따라서, 삼투 펌프의 흡수율을 효과적으로 감소시키는 크기로 설정된다.
본 발명은 반투막 플러그내로의 흐름을 제어하기 위해 단일 오리피스(208)를 사용하는 것에 한정되지 않는다는 것을 주의하여야 한다. 예로서, 구멍들의 클러스터(cluster)가 단일 오리피스(208)를 대체할 수 있으며, 구멍의 조합된 흐름 면적은 흡수율의 원하는 감소를 달성하도록 선택된다. 오리피스 모듈(200)의 사용을 통한 흡수율의 감소는 이에 대응하여 삼투 펌프에 의해 유익한 약물이 전달되는 비율의 감소를 초래한다.
하우징(202)은 반투막 플러그를 포함하는 삼투 펌프의 단부 부분에 부착될 수 있도록 구성된다. 하우징(202)은 삼투 펌프에 스냅 끼워맞춤(snap-fit)이 될 수 있는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 환형 립(lip: 212)이 하우징(202)의 내부면(214)상에 제공된다. 환형 립(212)은 삼투 펌프의 외부면상에 제공된 환형 홈(미도 시)과 결합할 수 있다. 대안적으로, 환형 립은 삼투 펌프의 외부면상에 제공될 수 있고, 환형 립과의 결합을 위한 환형 홈은 하우징(202)상에 제공될 수 있다. 기본적으로, 나사식 연결부 같은 관형 부재를 결합하는 임의의 수단이 하우징(202)을 삼투 펌프에 고정하기 위해 사용될 수 있다. 삼투 펌프를 무균 상태로 유지하기 위해, 하우징(202)은 무균 기술을 사용하여 삼투 펌프에 부착되어야 한다. 일반적으로, 하우징(202)의 단면은 삼투 펌프의 단부 부분상에 또는 그 위에 끼워질 수 있도록 선택되어야 한다. 일반적으로, 생체유체 경로(biofluidic path)가 삼투 펌프의 단부 부분과 하우징(202)의 접합부 사이에 형성될 수 없게하는 임의의 구성이 사용될 수 있다. 예로서, 반투막 플러그를 포함하는 삼투 펌프의 단부 부분이 원형 단면을 가지는 경우, 하우징(202)은 원형 단면을 갖는 것이 바람직하다.
하우징은 불활성, 그리고, 바람직하게는 생체친화성 재료로 형성된다. 이 재료는 사용 동안 접촉하는 재료와 반응하지 않는 의미에서 "불활성"이다. 예시적인 불활성, 생체친화성 재료는 티타늄, 스테인레스 강, 백금 및 그 합금들과, 코발트-크롬 합금 등 같은 금속을 포함하고 이를 제한하지 않는다. 다른 호환성 재료는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등 같은 고분자를 포함한다.
도 3A 내지 도 3F는 막 모듈의 다양한 실시예를 도시한다. 도 3A에서, 막 모듈(300)은 슬리브(sleeve: 302) 및 이 슬리브(302)에 삽입된 막(304)을 포함한다. 막(304)의 두께는 삼투 펌프(미도시)의 외부로부터, 삼투 펌프의 한 단부의 반투막 플러그(미도시)를 통해, 삼투 펌프 내부로의 유효 흐름 경로 길이를 증가시키도록 선택된다. 유효 흐름 경로 길이의 증가는 흡수율의 감소를 초래하며 이에 대응하여 삼투 펌프의 전달율의 감소를 초래한다. 막(304) 제조시 사용되는 재료는 삼투 펌프의 반투막 플러그 제조시 사용되는 재료와 동일하거나 서로 다를 수 있다. 막(304) 제조시 사용되는 재료는 바람직하게는 반투과성이며, 바람직하게는 습윤되어 슬리브(302)의 내부면에 부착시 슬리브(302)의 내부 형상에 합치될 수 있다. 적절한 반투과성 재료는 통상적으로, 가소화된 셀룰로스 재료와, 하이드록시에틸메타크릴레이트(HEMA) 같은 강화 PMMA와, 폴리우레탄 및 폴리아미드 같은 엘라스토머 재료와, 폴리에스터-폴리아미드 공중합체, 열가소성 코폴리에스터 등을 포함하고 이를 제한하지 않는 중합성 재료이다.
막(304)의 노출 표면적은 삼투 펌프의 반투막의 노출 표면적과 동일하거나, 서로 다를 수 있다. 즉, 유체 흡수는 막(304)의 두께에 의해서 뿐만 아니라, 막(304)의 노출 표면적에 의해서도 제어될 수 있다. 슬리브(302)는 막(304)을 반경방향으로 속박하여 막(304)상에 소정량의 반경방향 압축을 작용한다. 막(304)의 두께, 투과성 및 노출 표면적과 함께 이 반경방향 압축은 삼투 펌프의 흡수율의 원하는 감소를 달성하도록 선택될 수 있다.
막 모듈(300)은 제조후, 그리고, 이식전, 삼투 펌프에 부착될 수 있도록 구성된다. 막 모듈(300)은 삼투 펌프에 스냅 끼워맞춤이 될 수 있는 것이 바람직하다. 한 실시예에서, 이 스냅 끼워맞춤은 반투막 플러그를 포함하는 삼투 펌프의 단부 부분상에 환형 홈(미도시)과 결합할 수 있는 슬리브(304)의 내부면(308)상의 환형 립(306)을 제공함으로써 달성될 수 있다. 대안적으로, 환형 립은 삼투 펌프상에 제공될 수 있고, 환형 홈과 결합할 수 있는 환형 홈은 슬리브(304)상에 제공될 수 있다. 그러나, 본 발명은 삼투 펌프에 막 모듈(300)을 결합시키기 위한 환형 립/환형 홈의 사용에 한정되지 않는다. 일반적으로, 나사형 연결부 같은 관형 부재를 결합시키는 임의의 수단이 막 모듈(300)을 삼투 펌프에 고정시키기 위해 사용될 수 있다. 바람직하게, 사용되는 임의의 결합 구조는 삼투 펌프의 단부 부분과 슬리브(302)의 접합부 사이에 생체 유체 경로가 형성될 수 없도록 하는 것이다. 막 모듈(300)은 무균 기술을 사용하여 삼투 펌프에 부착되어야 한다.
막 모듈(300)은 또한 복수의 막 모듈이 함께 결합되어 막 스택(stack)을 형성할 수 있도록 구성된다. 도 3B에서, 예로서, 막 스택(312)은 막 모듈(300, 300a)을 연결함으로써 형성된다. 모듈내의 막의 두께, 투과성, 노출 표면적 및 반경방향 압축 같은 스택내의 막 모듈의 특성은 동일하거나 서로 다를 수 있다. 도 3A로 돌아가면, 한 실시예에서, 다른 막 모듈의 내부면상의 환형 립(환형 립(306)과 유사)과 결합하여 원하는 흐름 경로를 제공하도록 다수의 막 모듈이 적층될 수 있게 하기 위해 막 모듈(300)의 외부면(310)상에 환형 홈(314)이 제공된다. 나사식 연결부 같은 관형 부재를 연결하는 다른 수단도 다수의 막 모듈을 함께 결합하기 위해 사용될 수 있다. 사용되는 임의의 결합 구조는 다수의 슬리브(302)의 접합부 사이에 생체 유체 경로가 형성될 수 없도록 하는 것이다. 슬리브(302)의 외경은 막 모듈(300)이 삼투 펌프에 끼워질 때, 슬리브(302)의 외부면(310)이 삼투 펌프의 외부면과 동일한 평면상에 있도록 선택된다.
슬리브(302)는 불활성, 바람직하게는, 생체친화성 재료로 형성된다. 예시적 인 불활성, 생체친화성 재료는 티타늄, 스테인레스 강, 백금 및 그 합금들과, 코발트-크롬 합금 등 같은 금속을 포함하고 이를 제한하지 않는다. 다른 호환성 재료는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등 같은 고분자를 포함한다.
막 모듈(300)은 다양한 방식으로 변형될 수 있다. 예로서, 도 3C에 도시된 바와 같이, 막(304)의 외부면은 막(304)과 슬리브(302) 사이의 밀봉부를 형성하는 리브(rib: 316)(또는 나사, 요철 등)를 포함할 수 있다. 도 3D에서, 슬리브(302)는 그를 통해 유체가 슬리브(302)내로 흐르거나, 압력이 슬리브(302) 외부로 배출될 수 있게 하는 구멍(318)을 포함한다. 구멍(318)은 또한 미국 특허 제6,270,787호에서 러팔 에이어(Rupal Ayer)에 의해 고려된 바와 같이, 막(304)을 위한 유지 수단으로서 병용될 수 있다. 도 3E에서, 슬리브(302)는 오리피스 모듈(도 2의 200)상의 환형 립(도 2의 212) 같은 대응 정합면(mating surface)과의 결합을 위해 환형 홈(320) 같은 정합면을 포함한다. 도 3F에 도시된 바와 같이, 오리피스 모듈(200)의 하우징(202)상의 환형 립(212)은 막 모듈(300)의 슬리브(302)상의 환형 홈(320)에 끼워진다. 이 구조가 삼투 펌프상에 설치될 때, 삼투 펌프의 흡수율은 오리피스 모듈(200)의 오리피스(208) 및 막 모듈(300)의 막(304) 양자 모두에 의해 감소될 수 있다.
실제로, 흐름율 감소기는 도 2 및 도 3A 내지 도 3F에 설명된 임의의 모듈식 구조를 사용하여 구성될 수 있다. 상술된 바와 같이, 오리피스 모듈 및 막 모듈은 이들이 별개로, 그리고, 독립적으로 삼투 펌프에 부착될 수 있도록 설계된다. 부가 적으로, 막 모듈의 스택이 형성되고, 삼투 펌프에 부착될 수 있다. 또한, 오리피스 모듈이 막 모듈에 결합될 수 있고, 이것이 그후 삼투 펌프에 부착될 수 있다. 흡수율 감소기는 제조후, 그리고, 이식전, 선택된 양 만큼 삼투 펌프의 흡수율을 감소시키도록 삼투 펌프에 설치될 수 있으며, 흡수율의 감소는 대응하는 삼투 펌프의 전달율의 감소를 생성한다.
예시의 목적을 위해, 도 4A는 흡수율 감소기, 예로서, 오리피스 모듈(200)이 본 발명의 실시예에 따라 삼투 펌프(402)상에 설치되어 있는 삼투 펌프 시스템(400)을 도시한다. 삼투 펌프(402)의 내부 구조는 단지 예시의 목적을 위해 제시되어 있으며, 본 발명을 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명은 일반적으로, 임의의 수의 형상을 갖는 모든 삼투 펌프에, 그리고, 이식형 삼투 전달 기술로 투약하는 모든 이런 펌프에 적용할 수 있다.
삼투 펌프(402)는 도 4A에 예시된 바와 같이, 긴 원통형 캡슐(404)을 포함한다. 캡슐(404)은 체내에 이식될 수 있는 크기로 설정될 수 있다. 도 4A에서, 캡슐(404)의 한 단부(406)는 폐쇄되고, 캡슐(404)의 다른 단부(408)는 개방된다. 폐쇄 단부(406)는 전달 포트(410)를 포함한다. 대안 실시예에서, 폐쇄 단부(406)는 미국 특허 제6,524,305호에서 패터슨(Peterson) 등에 의해 고려된 바와 같이 흐름 변조기(미도시)를 포함하도록 변경될 수 있다. 반투막 플러그(412)가 캡슐(404)의 개방 단부(408)에 삽입될 수 있다. 전자의 경우에, 반투막 플러그(412)는 확장된 단부 부분을 포함할 수 있으며, 이는 캡슐(404)의 단부와 결합하는 정지 부재로서 작용한다. 반투막 플러그(412)의 외부면은 리브, 나사, 요철 등을 가질 수 있으며, 이 는 미국 특허 제6,113,938호에서 첸(Chen) 등에 의해 고려된 바와 같이 캡슐(404)의 내부면과 막(412) 사이의 밀봉부를 형성한다.
반투막 플러그(412)는 캡슐 외부로 캡슐내의 조성물이 통과하는 것을 방지하면서, 캡슐(404)의 외부로부터 캡슐(404) 내부로 물이 통과하는 것을 허용하는 반투과성 재료로 이루어진다. 본 발명에 사용하기에 적합한 반투과성 재료는 본 기술 분야에 잘 알려져 있다. 막 플러그를 위한 반투과성 재료는 캡슐의 내부면에 부착할 수 있으며, 습윤시 캡슐의 형상에 부합할 수 있는 것들이다. 통상적으로, 이들 재료는 펌핑율 및 시스템 구성 요구조건에 기초하여 선택될 수 있는 고분자 재료이며, 가소화된 셀룰로스 재료와, 하이드록시에틸메타크릴레이트(HEMA) 같은 강화 PMMA와, 폴리우레탄 및 폴리아미드 같은 엘라스토머 재료와, 폴리에스터-폴리아미드 공중합체, 열가소성 코폴리에스터 등을 포함하고 이를 제한하지 않는다.
두 개의 챔버(414, 416)가 캡슐(404) 내부에 형성된다. 챔버(414, 416)는 활주가능한 피스톤 또는 가요성 다이아프램(diaphragm) 같은 격벽(418)에 의해 분리되며, 이는 캡슐내에서 종방향으로 이동하도록, 그리고, 밀봉식으로 캡슐(404)내에 끼워지도록 구성된다. 바람직하게는 격벽(418)은 불투과성 탄성 재료로 형성된다. 예로서, 격벽(418)은 캡슐(404)의 내부면과 밀봉부를 형성하는 환형 링 형상 돌출부를 포함하면서, 불투과성 탄성 재료로 형성된 활주가능한 피스톤일 수 있다. 삼투 약물(420)은 반투막 플러그(412)에 인접하게 챔버(414)내에 배치되고, 신체에 전달될 유익한 약물(422)은 전달 포트(410)에 인접하게 챔버(416)내에 배치된다. 격벽(418)은 환경적 액체로부터 유익한 약물(422)를 격리시키며, 이 환경적 액체는 사용시, 정상 유동에서, 사용 환경으로부터 액체가 오리피스 모듈(200) 및 반투막 플러그(412)를 통해 삼투 약물(420)내로 흐르는 비율에 대응하는 비율로 유익한 약물(422)이 전달 포트(410)를 통해 축출되도록 반투막을 통해 캡슐(404)로 진입하는 것이 허용된다.
삼투 약물(420)은 도시된 바와 같이 정제의 형상일 수 있거나, 다른 형상, 구조(texture), 밀도 및 경도를 가질 수 있다. 예로서, 삼투 약물(420)은 분말 또는 입자 형태일 수 있다. 삼투 약물은 예로서, 불휘발성 수용성 오스마젠트(osmagent), 물과 접촉시 팽창하는 오스모폴리머(osmopolymer) 또는 둘의 혼합물일 수 있다.
일반적으로, 본 발명은 임의의 생리학적 또는 약리학적 활성 물질을 포함하는 유익한 약물의 투약에 적용된다. 유익한 약물(422)은 의약(medicament), 비타민, 영양제 등과 같은 인간 또는 동물의 신체에 전달되는 것으로 알려진 약물 중 임의의 것일 수 있다. 본 발명에 의해 전달될 수 있는 약제(drug agent)는 말초신경, 아드레날린 수용체, 콜린 수용체, 뼈 근육, 심혈관계, 평활근, 혈액 순환계통, 시놉틱 사이트(synoptic sites), 신경효과기 접합부(neuroeffector junctional sites), 내분비 및 호르몬 계통, 면역계통, 생식계통, 뼈대계통, 오타코이드(autacoid) 계통, 소화 및 배설 계통, 히스타민 계통, 및 중추 신경계에 작용하는 약(drug)을 포함한다. 적절한 약물은 예로서, 단백질, 효소, 호르몬, 폴리뉴클레오타이드, 뉴클레오프로테인, 폴리사카라이드, 글리코프로테인, 리포프로테인, 폴리펩타이드, 스테로이드, 진통제, 국소 마취제, 항생제, 소염 코르티코스테로이드, 안약 및 이들 종의 합성 유사체로부터 선택될 수 있다. 삼투 펌프 시스템(400)을 사용하여 전달될 수 있는 약물의 예시적 목록은 미국 특허 제6,270,787호에 개시되어 있다. 이 목록은 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
유익한 약물(422)은 고체, 액체 및 슬러리(slurry) 같은 광범위하게 다양한 화학적 및 물리적 형태로 존재할 수 있다. 분자 레벨에서, 다양한 형태는 비하전 분자(uncharged molecule), 분자 복합체 및 하이드로클로라이드와 하이드로브로미드와 설페이트와 라우릴레이트와, 올레에이트와, 살리실레이트 같은 약리학적으로 허용가능한 산 첨가물 및 염기 첨가물 염을 포함할 수 있다. 산성 화합물에 대하여, 금속 염, 아민 또는 유기 카티온(cation)이 사용될 수 있다. 에스테르, 에테르 및 아미드 같은 유도체도 사용될 수 있다. 유익한 약물은 단독으로 또는 다른 유익한 약물과 혼합하여 사용될 수 있다. 유익한 약물은 선택적으로 약리학적으로 허용가능한 캐리어(carrier) 및/또는 항산화제, 안정화제 및 침투 강화제 같은 부가적인 성분을 포함할 수 있다.
캡슐(404)을 위해 사용될 수 있는 재료는 그 형상 또는 크기의 변경 없이 삼투 약물(420)의 팽창을 견디기에 충분히 강해야만 한다. 또한, 재료는 캡슐(404)이 동작중에 생성되는 압력으로 인한 응력하에서 또는 이식 동안 받을 수 있는 응력하에서 캡슐이 누설, 균열, 파괴 또는 왜곡되지 않는 것을 보장하여야 한다. 캡슐(404)은 본 기술 분야에 공지되어 있는 화학적으로 불활성, 생체친화성, 천연 또는 합성 재료로 형성될 수 있다. 캡슐 재료는 티타늄 같이 사용 이후 환자내에 잔류하는 비-생물분해성 재료인 것이 바람직하다. 그러나, 캡슐의 재료는 대안적으로 유 익한 약물의 소진 이후 환경내에서 생물분해하는 생물분해성 재료일 수 있다. 일반적으로, 캡슐(404)을 위해 양호한 재료는 인체 이식에 적합한 것들이다.
일반적으로, 본 발명에 따른 캡슐(404)을 위해 적합한 전형적인 구성 재료는 비반응성(non-reactive) 고분자 또는 생체친화성 금속 또는 합금이다. 고분자는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 테르폴리머 등 같은 아크릴로니트릴 고분자; 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 공중합체 테트라플루오레에틸렌 및 헥사플루오로프로필렌 같은 할로겐화 고분자; 폴리이미드; 폴리설폰; 폴리카보네이트; 폴리에틸렌; 폴리프로필렌; 폴리비닐클로라이드-아크릴릭 공중합체; 폴리카보네이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌; 폴리스티렌 등을 포함한다. 캡슐(404)을 위해 유용한 금속성 재료는 스테인레스 강, 티타늄, 백금, 탄탈륨, 금 및 그 합금과, 금 도금된 철함유 합금, 백금 도금된 철함유 합금, 코발트- 크롬 합금 및 티타늄 니트라이드 코팅된 스테인레스 강을 포함한다.
크기가 가장 중요한 응용분야, 높은 유료하중 능력 및 긴 지속시간의 응용분야, 신체가 제제(formulation)에 민감하거나, 이식 부위의 신체 화학물에 대해 제제가 민감한 응용분야에 대하여, 60% 초과, 종종, 85% 초과의 티타늄을 갖는 티타늄 합금 또는 티타늄으로 제조된 캡슐(404)이 특히 바람직하다. 특정 실시예에서, 그리고, 불안정한 유익한 약물 제제, 특히, 단백질 및/또는 펩타이드 제제가 캡슐내에 존재하는, 구체적으로 설명된 유체 흡수 장치 이외의 응용분야에 대하여, 제제가 노출되게 되는 금속성 부품은 상술된 바와 같이 티타늄 또는 그 합금으로 형성되어야만 한다.
오리피스 모듈(200)은 예로서, 캡슐(404)의 외부면상의 환형 홈(424)내로 하우징(202)상의 환형 립(212)을 스냅 결합함으로써 설치된다. 전술된 바와 같이, 나사 연결부 같이 오리피스 모듈(200)을 설치하는 다른 수단이 사용될 수 있다. 스크린 또는 망사(mesh) 같은 선택적인 다공성 기판(426)이 오리피스(208)와 반투막 플러그(412) 사이에 삽입되어 막(412)의 변형을 방지할 수 있다. 즉, 반투막 플러그(412)는 캡슐(404) 내측의 압력 때문에 융기할 수 있다. 반투막 플러그(412)는 융기가 제어되지 않는 경우 오리피스(208)내로 확장할 수 있다. 필요시, 하우징(202)은 챔버(미도시)가 반투막 플러그(412)와 하우징(202)의 캡형 단부(204) 사이에 형성되는 크기로 설정될 수 있으며, 이는 캡슐(404) 내부의 압력의 결과로서 하우징(202)내로 반투막 플러그(412)가 어느 정도 이동할 수 있게 한다. 캡형 단부(204)는 삼투 펌프(402)로부터 반투막 플러그(412)가 분리되는 것을 방지하기 위한 정지부로서 작용할 수 있다.
도 4B는 삼투 펌프(402)상에 설치된 막 모듈(300)을 도시한다. 전술한 바와 같이, 임의의 설명된 오리피스 모듈(도 2의 200)과 막 모듈(도 3A 내지 도 3D의 300) 및 기타 변형이 삼투 펌프상에 설치되어 선택된 양 만큼 삼투 펌프의 흡수율을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 통상적으로 하기의 장점을 제공한다. 본 발명은 제조후 삼투 펌프의 전달율을 조절하는 수단을 제공한다. 다양한 전달 프로파일(profile)이 삼투 펌프의 동작에 부정적인 영향을 미치지 않고 달성될 수 있다. 이는 건강관리인에게 치료 옵션의 융통성을 제공한다.
본 발명을 제한된 수의 실시예에 관하여 설명하였지만, 본 내용을 참조한 본 기술의 숙련자는 본 명세서에 기술된 바와 같은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 다른 실시예를 안출할 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 삼투 펌프 시스템에 있어서,
    적어도 하나의 전달 포트를 가지는 캡슐;
    캡슐의 내부와 외부 사이에 유체 투과성 배리어를 제공하며, 전달 포트로부터 이격된 캡슐의 개방 단부에 유지된 막 플러그; 및
    캡슐에 부착할 수 있는 제거가능한 흡수율 감소기를 포함하고,
    상기 흡수율 감소기는 막 플러그의 표면적 보다 작은 선택된 크기를 가지는 오리피스와, 선택된 두께, 표면적, 반경방향 압축 및 투과성을 갖는 막으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 흐름 제어기를 포함하는 삼투 펌프 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 오리피스는 하우징의 캡형 단부에 형성되고, 상기 막은 슬리브에 의해 반경방향으로 규제되며, 하우징과 슬리브는 개별적으로 및 독립적으로 캡슐의 대응 정합면과 결합하거나 그로부터 분리될 수 있는 정합면을 가지는 삼투 펌프 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 슬리브는 막의 스택이 형성될 수 있도록 막을 수납하는 다른 슬리브상의 대응 정합면과 결합하거나 또는 그로부터 분리될 수 있는 정합면을 추가로 포함하는 삼투 펌프 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 슬리브는 하우징에 결합하거나 또는 그로부터 분리될 수 있도록 하우징상의 대응 정합면과 결합하거나 또는 그로부터 분리될 수 있는 정합면을 추가로 포함하는 삼투 펌프 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 막은 슬리브의 내부면과 결합하거나 또는 그로부터 분리될 수 있는 복수의 이격된 돌출부를 막의 외부면상에 형성하고 있는 삼투 펌프 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 슬리브는 슬리브의 내부와 외부 사이의 소통을 가능하게 하는 하나 이상의 구멍을 포함하는 삼투 펌프 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 삼투 약물와 유익한 약물을 각각 수납하기 위해 캡슐내에 형성된 제1 및 제2 챔버를 추가로 포함하는 삼투 펌프 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 챔버와 제2 챔버 사이에 배치된 가동성 격벽을 추가로 포함하는 삼투 펌프 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 막 플러그 또는 막의 변형을 방지하기 위해 막 플러그와 오리피스 사이에, 또는 오리피스와 막 사이에 삽입될 수 있는 다공성 기판을 추가로 포함하는 삼투 펌프 시스템.
  10. 삼투 펌프 시스템에 있어서,
    제1 단부의 막 플러그와 제1 단부로부터 이격된 제2 단부의 전달 포트를 구비하고, 막 플러그가 삼투 펌프의 내부와 외부 사이의 유체 투과성 배리어를 형성하는 이식형 삼투 펌프; 및
    상기 삼투 펌프에 부착가능하며, 선택된 크기를 갖는 오리피스 모듈과, 선택된 두께, 표면적, 반경방향 압축 및 투과성을 갖는 막을 구비한 막 모듈과 그 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 제거가능한 흡수율 감소기를 포함하고,
    상기 오리피스와 막은 선택된 양만큼 삼투 펌프의 흡수율을 감소시키도록 구성되는 삼투 펌프 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 오리피스 모듈 및 막 모듈은 개별적으로 또는 독립적으로 삼투 펌프와 결합하거나 또는 그로부터 분리될 수 있는 삼투 펌프 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서, 복수의 막 모듈은 삼투 펌프에 제거가능하게 부착될 수 있는 막의 스택을 형성하도록 제거가능하게 부착될 수 있는 삼투 펌프 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 오리피스 모듈은 막 모듈에 제거가능하게 부착될 수 있는 삼투 펌프 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서, 막 모듈의 막의 변형을 방지하도록 막 모듈과 오리피스 모듈 사이에 삽입하기 위한 다공성 기판을 추가로 포함하는 삼투 펌프 시스템.
  15. 제 10 항에 있어서, 막 플러그의 변형을 방지하도록 막 플러그와 오리피스 모듈 사이에 삽입하기 위한 다공성 기판을 추가로 포함하는 삼투 펌프 시스템.
  16. 삼투 펌프의 외부와 내부 사이의 유체 투과성 배리어를 형성하는 막 플러그를 구비한 삼투 펌프의 사전규정된 전달율을 조절하는 방법에 있어서,
    유체가 흡수율 감소기를 통해 막 플러그에 진입하도록 삼투 펌프에 흡수율 감소기를 부착함으로써 삼투 펌프의 흡수율을 감소시키는 단계를 포함하고;
    상기 흡수율 감소기는 선택된 크기를 갖는 오리피스와, 선택된 두께, 표면적, 반경방향 압축 및 투과성을 갖는 막으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 흐름 제어기를 포함하며;
    상기 오리피스는 막 플러그의 유효 표면적을 감소시키도록 구성되고, 막은 막 플러그의 유효 흐름 경로를 증가시키도록 구성되는 전달율 조절 방법.
  17. 삼투 펌프 키트에 있어서,
    삼투 펌프의 내부와 외부 사이의 유체 투과성 배리어를 형성하는 반투막 플러그를 포함하는 이식형 삼투 펌프;
    막 플러그의 유효 흐름 경로를 증가시키기 위한 막 모듈; 및
    막 플러그의 유효 표면적을 감소시키기 위한 오리피스 모듈을 포함하고;
    상기 막 모듈 및 오리피스 모듈은 개별적으로, 그리고, 독립적으로, 삼투 펌프에 부착하거나 그로부터 분리가능한 삼투 펌프 키트.
  18. 제 17 항에 있어서, 막 플러그 또는 막 모듈의 변형을 각각 방지하기 위해 막 플러그와 오리피스 모듈 사이 또는 오리피스 모듈과 막 모듈 사이에 삽입될 수 있는 다공성 기판을 추가로 포함하는 삼투 펌프 키트.
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