KR20120017030A - 무밸브 약제 전달 장치 - Google Patents

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Abstract

약제 전달 장치(10)는 약제 저장조(13)와, 적어도 하나의 분배 홀(14)과, 액츄에이터 시스템(17)과, 배출 경로(15)를 포함한다. 약제 저장조(13)는 약제를 포함하도록 제공된다. 분배 홀(14)은 액츄에이터 시스템(17)이 약제를 약제 저장조(13)로부터 분배 홀(14)을 통해 압박할 때에 약제를 약제 전달 장치(10)의 환경으로 전달한다. 배출 경로(15)는 약제 저장조(13)를 분배 홀(14)에 연결한다. 배출 경로는 배출 경로(15)를 약제 저장조(13)에 연결하기 위한 적어도 하나의 진입점(16)을 포함하며, 약제 전달 장치(10)의 임의의 가능한 배향을 위해 배출 경로(15)의 적어도 일부가 약제 저장조의 중력 중심 위에 또는 분배 홀(14) 아래에 위치하도록 배치된다.

Description

무밸브 약제 전달 장치{VALVELESS DURG DELIVERY DEVICE}
본 발명은 약제를 포함하는 약제 저장조, 약제를 약제 전달 장치의 환경으로 전달하기 위한 분배 홀과, 분배 홀을 통해 약제 저장조로부터 약제를 압박하는 액츄에이터 시스템을 포함하는 약제 전달 장치에 관한 것이다.
그러한 약제 전달 장치는 위장관에서 약제의 해방을 제어할 수 있게 한다. 약제 전달은 예정된 전달 스케줄에 따라 일어나고/나거나 외부 신호 또는 환경 조건에 의해 트리거될 수 있다. 장치는 추가의 약제 전달을 제어하기 위한 전자 기기, 센서 및 통신 디바이스를 포함할 수 있다. 약제 전달 장치는 이식 가능하거나 복용 가능할 수 있다. 복용 가능한 약제 전달 장치에서, 약제 해방은 변위 기초 액츄에이터 시스템을 이용하여 달성된다. 예컨대, 피스톤이 전달 홀을 통해 예정된 양의 약제를 압박할 수 있다.
분배 홀은 개방 오리피스일 수 있다. 그러나, 개방 오리피스는 저장조와 외측 환경 간에 재료의 교환 가능성을 도입하여 예컨대 의도된 시간 전에 약제를 전달하여 의도할 때에 전달되는 양을 감소시킨다. 수반되는 메인 프로세스는 확산 및 환류이다. 확산은 캡슐의 내측과 외측 간에 개방 연결 때문이다. 환류는 캡슐에 저장된 물질의 비중량과 유체 외측의 작은 차이 때문이다. 예컨대, 캡슐 내의 유체가 창자 내의 유체보다 무겁고 홀이 하방을 향할 때, 캡슐 내의 유체는 밖으로 유동하여 창자의 유체에 의해 교체될 것이다. 양 프로세스는 배출 홀 단면 크기의 감소 만큼 느려질 수 있어, 배출 홀의 길이를 연장시키고 저장조 내의 재료의 점도를 증가시킨다. 그러나, 홀 크기 및 홀 길이는 액츄에이터가 재료를 분배하게 하도록 선택되어야 한다.
흔히, 약제 저장조를 외측 환경과 분리하는 데에 밸브가 사용된다. 작은 공간에서 작동하는 밸브는 양호한 밀봉성과 낮은 전력을 이용하지만, 실시하기가 매우 어렵다. 따라서, 밸브의 사용없이 약제의 확산 또는 환류를 피하는 것이 유리할 것이다.
본 발명의 목적은 서두에 따른 약제 전달 장치를 제공하는 것으로서, 이 장치는 원하는 해방 순간까지 내측에 약제를 유지하는 밸브를 필요로 하지 않는다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 이 목적은 서두에 따른 약제 전달 장치를 제공함으로써 달성되는데, 약제 전달 장치는 약제 저장조를 분배 홀에 연결하는 적어도 하나의 배출 경로를 더 포함하고, 배출 경로는 배출 경로를 약제 저장조에 연결하기 위한 적어도 하나의 진입점을 포함하며, 배출 경로는 약제 전달 장치의 임의의 가능한 배향을 위해 배출 경로의 적어도 일부가 상기 약제 저장조의 중력 중심 위에 또는 분배 홀 아래에 위치하도록 배치된다.
본 발명에 의해 실행되는 프로토타입(prototype) 환약 장치의 실험에 따르면, 중력에 기인한 환류가 중요한 문제일 수 있다. 위장관 내에서 캡슐의 배향이 변하고 제어될 수 없다. 분배 홀이 아래를 향하면, 즉 지구 중심을 향하면, 비교적 큰 비중량을 갖는 약제는 환경으로 빨리 손실될 수 있다. 이 문제는 본 발명에 따른 배출 경로에 의해 해결된다. 본 발명에 따른 배출 경로의 경우, 약제 전달 장치 밖으로 고의적으로 압박되기 전에 매우 소량의 약제만이 분배 홀을 통과할 수 있다. 약제 전달 장치의 배향은 중요하지 않고, 대부분의 약제는 배출 경로와 분배 홀을 통해 이동하기 위해서는 중력을 거슬러 이동해야 한다. 따라서, 의도된 해방 순간 전에 해방되는 약제의 양은 매우 작다.
바람직하게는, 분배 홀에 대한 진입점의 위치는 사이펀 효과(siphon effect)에 의해 유발된 약제 해방의 가능성이 작도록 되어 있다. 이는 예컨대 진입점과 분배 홀이 서로 매우 가깝게 되도록 배출 경로를 설계함으로써 달성될 수 있다. 진입점 및 분배 홀이 서로 매우 가까우면, 진입점과 분배 홀 간의 중력 포텐셜이 항상 작고 약제 전달 장치의 배향은 중요하지 않다. 중력 포텐셜이 보다 작으면 사이펀 효과가 보다 작게 된다. 바람직하게는, 약제와 배출 경로의 내벽 간의 마찰은 나머지 사이펀 효과로 인한 약제 해방을 방해하기에 충분히 크다.
본 발명에 따른 약제 전달 장치는 이식 가능하거나 복용 가능할 수 있다는 것을 유념해야 한다. 유저의 이동으로 인해, 또한 이식 가능한 약제 전달 장치는 중력에 기인한 환류를 방지하는 조치를 필요로 할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 양태는 이하에 설명되는 실시예로부터 명백하고 그 실시예를 참조하여 명료하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 약제 전달 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 약제 전달 장치용 배출 경로를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 나선형 배출 경로를 도시한 도면.
도 4는 2개의 분배 홀을 갖는 나선형 배출 경로를 도시한 도면.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 배출 경로를 갖는 단부 캡의 저부의 2개의 상이한 사시도.
도 6a 및 6b는 도 5a 및 5b의 단부 캡의 상부의 2개의 상이한 사시도.
도 1은 본 발명에 따른 약제 전달 장치(10)를 개략적으로 도시하고 있다. 이하에서, 약제 전달 장치(10)는 전자식 환약(10) 또는 환약(10)으로 칭할 것이다. 환약(10)은 전자 기기 격실(11), 액츄에이터 격실(12) 및 약제 저장조(13)를 포함한다. 약제 저장조(13)는 예컨대 용액, 현탁액(에컨대, 캐리어 유체에 분산된 분말 입자 또는 마이크로캡슐), 에멀션, 겔 또는 페이스트의 형태로 약제를 포함한다. 약제 저장조(13)는 분배 홀(14)을 통해 환약(10)의 환경으로 약제를 해방시키는 배출 경로를 더 포함한다. 액츄에이터 격실(12)의 변위 기초 액츄에이터 시스템(17)은 약제를 진입점(16)을 통해 배출 경로(15)로 압박한다. 액츄에이터 시스템(17)은 예컨대 공압 피스톤 또는 스텝퍼 모터 구동식 피스톤을 포함한다. 배출 경로(15)는 환약(10)의 임의의 가능한 배향을 위해 배출 경로(15)의 일부가 약제 저장조의 중력 중심 위에 또는 분배 홀(14) 아래에 위치하도록 배치된다. 이에 의해, 배출 경로(15)는 중략에 기인한 환류로 인한 약제의 과도한 손실을 방지한다. 본 발명에 따른 환약(10)의 배출 경로(15)의 예시적인 디자인이 도 2 내지 도 6을 참조하여 아래에 제공된다.
선택적으로서, 액츄에이터 시스템(17)은 가요성 멤브레인 또는 풍선과, 액츄에이터 격실(12)의 용적을 확장시키는 수단을 이용할 수 있다. 액츄에이터 격실(12)의 용적은 예컨대 화학 반응에 의해 생성된 가스를 이용하여 확장될 수 있다. 바람직하게는, 액츄에이터 시스템(17)은 전자 기기 격실(11) 내의 전자 회로(91)에 의해 제어된다. 전자 회로(91)는 예컨대 예정된 전달 스케줄에 따라 또는 수신기(92)에 의해 수신된 외부 트리거에 응답하여 약제 전달을 개시할 수 있다. 전자 기기 격실(11)은 전자 회로(91)를 트리거하여 약제 전달을 개시할 수 있는 환경 조건을 측정하기 위한 하나 이상의 센서(94)를 더 포함할 수 있다. 약제 해방은, 예컨대 특정한 pH 값 또는 온도에 의해 또는 특정 물질, 예컨대 바이오마커(biomarker)의 존재에 의해 트리거될 수 있다. 전자 기기 격실(11)은 작동 데이터 및/또는 센서 데이터를 외부 유닛으로 전달하기 위하여 별개의 유닛으로서 또는 수신기(92)와 조합하여 트랜스미터(92)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 약제 전달 장치(10)용의 배출 경로(15)를 개략적으로 도시하고 있다. 액츄에이터(17)가 약제 저장조(13) 상의 압력을 증가시킬 때, 약제(21)의 일부는 진입점(16)을 통해 배출 경로(15)로 압박된다. 배출 경로(15)는 상이한 방향으로 정렬되는 배출 경로(15)의 상이한 섹션을 초래하는 다수의 만곡부 또는 코너를 포함한다. 약제(21)가 분배 홀(14)을 통해 환약(10)에서 빠져나가기 전에, 약제(21)는 전체 배출 경로(15)를 통해 이동해야 한다. 배출 경로(15)는 상이한 방향으로 정렬되는 상이한 섹션을 포함하기 때문에, 약제(21)는 중력에 기인한 확산으로 인해 전체 배출 경로(15)를 횡단하는 매우 작은 기회만을 갖는다. 환약(10)의 모든 가능한 배향을 위해, 배출 경로(15)의 작은 부분만이 중력에 기인한 확산이 약제(21)가 분배 홀(14)을 향해 이동하게 하도록 정렬될 것이다. 더욱이, 환약(10)의 모든 가능한 배향을 위해, 항상 중력에 기인한 확산이 약제(21)가 분배 홀(14)로부터 멀어지게 이동하게 하도록 정렬되는 배출 경로(15)의 작은 부분이 있게 된다. 따라서, 약제(21)는 오직 전체 배출 경로(15)를 통해 압박될 때 환경으로 해방될 것이다.
도 3은 나선형 배출 경로(15)를 도시하고 있다. 도 3에 도시된 배출 경로(15)는 도 2에 도시된 배출 경로(15)와 유사한 방식으로 본 발명의 목적을 달성한다.
도 4는 2개의 분배 홀(14)을 갖는 나선형 배출 경로(15)를 도시하고 있다. 배출 경로(15)는 약제 저장조(13)를 폐쇄하는 단부 캡(41)에 통합된다. 액츄에이터 시스템(17)은 약제를 중앙 진입점(16)을 통해 배출 경로(15)로 압박한다. 진입점(16)으로부터, 약제의 일부는 하나의 분배 홀(14)을 향해 압박되고 약제의 일부는 다른 분배 홀(14)을 향해 압박된다. 분배 홀(14) 중 어느 하나에 도달하기 위하여, 약제는 다수의 상이한 방향으로 이동해야 한다. 따라서, 도 1 및 도 3과 같이, 중력에 기인한 환류 단독으로는 환경으로 약제의 상당량의 해방을 유도하지 못한다.
도 5a 및 5b는 이러한 단부 캡(41)의 저부(51)의 2개의 상이한 사시도를 도시하고 있다. 나선형 채널(15)을 갖는 이러한 단부 캡(41)은 2개의 피스로 구성될 수 있다. 저부(51)는 약제 저장조(13)를 향하는 중앙 홀(16)을 갖는다. 배출 경로(15)의 내벽은 표면 내로 절삭된 홈으로서 도시되어 있다. 저부(51)에서, 또한 분배 홀(14)의 위치에서 절삭이 제공된다.
도 6a 및 6b는 도 4의 단부 캡(41)의 상부(61)의 2개의 상이한 사시도를 도시하고 있다. 상부 피스(61)는 배출 경로(15)의 외벽과 외부 환경에 대한 배출 홀(14)을 갖는다. 상부(61)에서, 또한 진입 홀(16)의 위치에 절삭이 제공된다.
변경예에서, 캡의 상부만이 배출 경로(15)를 위해 절삭된 홈을 갖고 저부는 중앙 홀만을 갖는다. 이 실시예에서, 2개의 부분을 함께 정렬하기 위해 회전 정렬은 필요하지 않다. 동일한 유리한 효과가 저부에만 홈을 제공하고 상부에 중앙 홀을 제공함으로써 달성된다.
다른 실시예에서, 회전 정렬 문제는 상이한 방식으로 해결된다. 캡의 저부는 중앙 홀 다음에 제 2 홀을 갖고 캡의 상부는 대응하는 핀 구조를 갖는다. 상부 핀 및 하부 제 2 홀의 위치 및 구조는 저부와 상부가 핀이 제 2 홀 내에 삽입된 후에 함께 적절하게 유지되도록 정렬된다. 저부에 위치한 제 2 홀의 다른 기능은 약을 약제 저장조 내에 로딩시키는 중에 공기 환기를 위한 것일 수 있다.
바람직한 실시예에서, 분배 홀(14)에 대한 진입점의 위치는 사이펀 효과에 의해 유발된 약제 해방의 가능성이 작도록 되어 있다. 이는 예컨대 진입점(16)과 분배 홀(14) 간의 중력 포텐셜이 항상 작도록 배출 경로(15)를 설계함으로써 달성되는데, 환약(10)의 배향은 중요하지 않다. 이는 예컨대 진입점(16)과 분배 홀(14)을 서로 가깝게 놓음으로써 달성될 수 있다. 보다 작은 중력 포텐셜은 보다 작은 사이펀 효과를 초래한다. 바람직하게는, 약제와 배출 경로(15)의 내벽 간의 마찰은 사이펀 효과로 인한 약제 해방을 방해하기에 충분히 크다.
전술한 실시예들은 본 발명을 제한하기보다는 예시하고, 당업자라면 첨부된 청구범위에서 벗어남이 없이 많은 변경예를 설계할 수 있다는 것을 유념해야 한다. 청구범위에서, 괄호 안에 위치한 임의의 참조 부호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 않된다. "포함한다" 및 그 파생어의 사용은 청구범위에 기재된 것과 다른 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 요소 앞에 있는 관사는 그러한 요소들의 복수 개의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 여러 개의 별개의 요소들을 포함하는 하드웨어 수단에 의해 그리고 적절하게 프로그램된 컴퓨터에 의해 실시될 수 있다. 여러 개의 수단을 열거하는 장치 청구항에서, 여러 개의 이들 수단은 하나의 그리고 동일한 하드웨어 아이템에 의해 구현될 수 있다. 상호 상이한 종속 청구항들에 특정한 조치가 열거되어 있다는 단순한 사실은 이들 조치의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다.

Claims (11)

  1. 약제 전달 장치(10)로서,
    약제를 포함하기 위한 약제 저장조(13)와,
    약제를 상기 약제 전달 장치(10)의 환경으로 전달하기 위한 적어도 하나의 분배 홀(14)과,
    약제를 상기 분배 홀(14)을 통해 상기 약제 저장조(13)로부터 압박하기 위한 액츄에이터 시스템(17)과,
    상기 약제 저장조(13)를 상기 분배 홀(14)에 연결하기 위한 적어도 하나의 배출 경로(15)로서, 상기 배출 경로(50)를 상기 약제 저장조(13)에 연결하기 위한 적어도 하나의 진입점(16)을 포함하며, 상기 약제 전달 장치(10)의 임의의 가능한 배향을 위해 상기 배출 경로(15)의 적어도 일부가 상기 약제 저장조의 중력 중심 위에 또는 상기 분배 홀(14) 아래에 배치되는 방식으로 배열되는, 상기 배출 경로(15)를 포함하는 약제 전달 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 약제 전달 장치는 이식 가능한 약제 전달 장치인 약제 전달 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 약제 전달 장치(10)는 복용 가능한 약제 전달 장치인 약제 전달 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분배 홀(14)에 대한 상기 진입점(16)의 위치는 사이펀 효과에 의해 유발되는 약제 해방의 가능성이 작도록 되는 약제 전달 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배출 경로(15)는 나선형 형태를 갖는 약제 전달 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 약제를 상기 약제 전달 장치(10)의 환경으로 전달하기 위한 제 2 분배 홀(14)을 추가로 포함하고, 상기 제 2 분배 홀(14)은 또한 상기 배출 경로(15)에 연결되는 약제 전달 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 약제 저장조(13)를 폐쇄하기 위한 단부 캡(41)을 추가로 포함하고, 상기 배출 경로(15)는 상기 단부 캡(41)에 통합되는 약제 전달 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 단부 캡(41)은 상부 피스(61)와 하부 피스(51)로 구성되고, 상기 상부 피스(61)는 상기 분배 홀(14)을 포함하고 상기 하부 피스(51)는 상기 진입점(16)을 포함하며, 상기 상부 피스(61) 및/또는 상기 하부 피스(51)는 상기 배출 경로(15)를 형성하기 위한 홈을 포함하는 약제 전달 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 상부 피스(61)만이 상기 홈을 포함하고, 상기 진입점(16)은 상기 하부 피스(51)의 중앙에 위치하는 약제 전달 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 하부 피스(51)만이 상기 홈을 포함하고, 상기 분배 홀(14)은 상기 상부 피스(61)의 중앙에 위치하는 약제 전달 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배출 경로(15)는 상기 약제 저장조(13)를 상기 배출 경로(15)에 연결하기 위한 제 2 진입점을 추가로 포함하는 약제 전달 장치.
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