MX2014014788A - Control de corriente para administracion de farmacos por electrotransporte. - Google Patents

Abstract

Dispositivos, sistemas y métodos para controlar la aplicación de corriente y/o voltaje para administrar fármaco desde contactos de paciente de un dispositivo de administración de fármacos por electrotransporte al controlar y/o monitorizar de manera indirecta la corriente aplicada sin medir directamente desde el cátodo de la terminal del paciente. En particular, se describen en la presente sistemas de administración de fármacos por electrotransporte que incluyen sistemas de distribución de corriente constante que tienen un módulo de control de voltaje y corriente de retroalimentación que está aislado de los contactos de paciente (por ejemplo, ánodos y cátodos). EL módulo de retroalimentación se puede aislar por un transistor de los contactos de paciente; se pueden realizar medición de control de voltaje y/o corriente de retroalimentación en el transistor en lugar de en el contacto de paciente (por ejemplo, cátodo).

Description

CONTROL DE CORRIENTE PARA ADMINISTRACION DE FARMACOS POR ELECTROTRANSPORTE Campo de la Invención La presente invención se refiere en general a un dispositivo de administración de fármacos por electrotransporte . En particular, la invención se dirige a un circuito de alimentación de corriente constante que tiene seguridad mejorada.

Antecedentes de la Invención Se conocen una variedad de sistemas de administración de fármacos, que incluyen sistemas de administración de fármacos automáticos. Debido a las consecuencias de administrar una dosis inapropiada (por ejemplo, demasiada o muy poca) de un fármaco que puede poner en riesgo la vida, es de importancia crítica que los sistemas de administración de fármacos sean extremadamente precisos. Los sistemas de administración de fármacos que se configuran para suministrar medicamentos a los pacientes se deben configurar para impedir incluso eventos poco probables de administración accidental. En particular, se puede impedir que los sistemas de administración de fármacos que administran fármacos eléctricamente a un paciente, que incluyen transdérmica u otros dispositivos de administración de fármacos por electrotransporte, proporcionen de manera REF.:252941 accidental fármaco al paciente.

El término "electrotransporte" como se usa en la presente, se refiere en general a la administración de un agente (por ejemplo, un fármaco) a través de una membrana, tal como la piel, membrana mucosa, o las uñas. La administración se induce o se auxilia por la aplicación de un potencial eléctrico. Por ejemplo, un agente terapéutico benéfico se puede introducir en la circulación sistémica de un cuerpo humano por administración por electrotransporte a través de la piel. Un proceso de electrotransporte ampliamente usado, electromigración (también llamado iontoforesis), involucra el transporte inducido de manera eléctrica de iones cargados. Otro tipo de electrotransporte, la electro-osmosis, involucra el flujo de un líquido. El líquido contiene el agente que se va a administrar, bajo la influencia de un campo eléctrico. Aun otro tipo de proceso por electrotransporte, la electroporación, involucra la formación de poros de existencia transitoria en una membrana biológica por la aplicación de un campo eléctrico. Un agente se puede administrar a través de los poros ya sea de forma pasiva (es decir, sin asistencia eléctrica) o de forma activa (es decir, bajo la influencia de un potencial eléctrico). Sin embargo, en un proceso de electrotransporte dado, más de uno de estos procesos se puede presentar de manera simultánea a una cierta medida. En consecuencia, el término "electrotransporte", como se usa en la presente, se debe entender en su interpretación más amplia posible de tal manera que incluye el transporte eléctricamente inducido o mejorado de al menos un agente, que se puede cargar, descargar, o una mezcla de las mismas, independientemente del mecanismo o mecanismos específicos por los cuales se transporta en realidad la agente.

En general, los dispositivos de electrotransporte utilizan al menos dos electrodos que están en contacto eléctrico con alguna porción de la piel, uñas, membrana mucosa, u otra superficie del cuerpo. Un electrodo, comúnmente llamado "donante" o electrodo "activo", es el electrodo del cual se administra el agente en el cuerpo. El otro electrodo, convencionalmente llamado el "contador" o electrodo de "regreso", sirve para cerrar el circuito eléctrico a través del cuerpo. Por ejemplo, si el agente que se va a administrar se carga de manera positiva, es decir, un catión, entonces el ánodo es el electrodo activo o donador, en tanto que el cátodo sirve para completar el circuito. De manera alternativa, si un agente se carga de manera negativa, es decir, un anión, el cátodo es el electrodo donador. De manera adicional, tanto el ánodo como el cátodo se deben considerar electrodos donadores si tanto los iones aniónicos como los catiónicos, o si los agentes disueltos no cargados, se van a administrar.

Además, los sistemas de administración por electrotransporte requieren en general al menos un depósito o fuente del agente que se va a administrar al cuerpo. Ejemplos de estos depósitos donadores incluyen una bolsa o cavidad, una esponja o almohadilla porosa, y un polímero hidrofílico o una matriz de gel. Estos depósitos donadores se conectan eléctricamente a, y se posicionan entre, el ánodo o cátodo y la superficie corporal, para proporcionar una fuente fija o renovable de uno o más agentes o fármacos. Los dispositivos de electrotransporte también tienen una fuente de alimentación eléctrica como una o más baterías. Convencionalmente, un polo de la fuente de alimentación se conecta eléctricamente al electrodo donador, en tanto que el polo opuesto se conecta eléctricamente al electrodo contador. Además, algunos dispositivos de electrotransporte tienen un controlador eléctrico que controla la corriente aplicada a través de los electrodos, regulando por lo tanto la velocidad de la administración de agente. Además, las membranas, adhesivos de control de flujo pasivo para mantener el dispositivo en contacto con una superficie corporal, los miembros aislantes y los miembros de respaldo impermeables son algunos otros componentes potenciales de un dispositivo de electrotransporte.

Se han propuesto pequeños dispositivos autónomos de administración de fármacos por electrotransporte, adaptados para usarse en la piel durante períodos largos de tiempo. Ver, por ejemplo, la patente de los Estados Unidos No. 6171294, patente de los Estados Unidos No.6881208, patente de los Estados Unidos No. 5843014, patente de los Estados Unidos No. 6181963, patente de los Estados Unidos No. 7027859, patente de los Estados Unidos No.6975902, y patente de los Estados Unidos No.6,216,033. Estos dispositivos de administración de agentes por electrotransporte utilizan convencionalmente un circuito eléctrico para conectar eléctricamente la fuente de alimentación (por ejemplo, una batería) y los electrodos. Los componentes eléctricos en estos sistemas de administración de fármacos iontoforéticos miniaturizados también son de manera preferente miniaturizados, y pueden estar en la forma de ya sea circuitos integrados (es decir, microchips) o pequeños circuitos impresos. Los componentes electrónicos, tal como baterías, resistores, generadores de impulsos, capacitores, etcétera se conectan eléctricamente para formar un circuito electrónico que controla la amplitud, polaridad, forma de onda de temporización, etcétera de la corriente eléctrica suministrada por la fuente de alimentación. Se describen otros ejemplos de pequeños dispositivos de administración por electrotransporte, autónomos en US 5,224,927; patente de los Estados Unidos No.5,203,768; patente de los Estados Unidos No. 5,224,928; y patente de los Estados Unidos No.5,246,418.

Se han descrito de manera previa los suministros de corriente constante para cargas de resistencia variable, tal como aquellos apropiados para el uso con un dispositivo de administración de fármacos por electrotransporte, sin embargo, estos sistemas requieren el uso del cátodo para determinar el voltaje y/o la corriente en el cátodo. Por ejemplo, US 5.804.957 a Coln describe un sistema de suministro de corriente constante para una carga de resistencia variable. Este sistema incluye un circuito de corriente constante conectado a una segunda terminal de salida (por ejemplo, ánodo) para proporcionar una corriente predeterminada a la carga (paciente) y un circuito de control constante. Un circuito de control de suministro de voltaje monitoriza el voltaje en la segunda terminal a través del circuito de corriente constante y ajusta el suministro de voltaje para mantener la segunda terminal a un voltaje preseleccionado para mantener la corriente predeterminada a la carga de resistencia variable. Ver, por ejemplo, la Figura 1, que ilustra un sistema de la téenica anterior que incluye un circuito de control de voltaje que monitoriza directamente el cátodo (mediante un elemento comparador "regulador" 140).

Sin embargo, en algunas variaciones, puede ser benéfico controlar y monitorizar la corriente aplicada sin monitorizar directamente la segunda terminal de paciente (por ejemplo, cátodo). Esta configuración permite la separación del aspecto de control del circuito del aspecto de la gestión de riesgos de la circuítería.

Por ejemplo, en la presente se describen métodos, dispositivos y sistemas para monitorizar y controlar dispositivos de administración de fármacos por electrotransporte que incluyen monitorizar y controlar indirectamente el circuito no conectado de manera directa a la terminal de paciente (por ejemplo, cátodo) usando un elemento de conmutación.

Breve Descripción de la Invención En general, en la presente se describen dispositivos y métodos para controlar la aplicación de corriente y/o voltaje para administrar fármaco de contactos de paciente de un dispositivo de administración de fármacos por electrotransporte al controlar y/o monitorizar indirectamente la corriente aplicada sin medir directamente del cátodo de la terminal paciente. En particular, en la presente se describen sistemas de administración de fármacos por electrotransporte, que incluyen sistemas de administración de corriente constante que tienen una corriente de retroalimentación y/o módulo de control de voltaje que se aíslan de los contactos de paciente (por ejemplo, ánodos y cátodos). En algunas variaciones el módulo de retroalimentación se aísla por un transistor de los contactos de paciente; las mediciones de control de corriente y/o voltaje de retroalimentación se realizan en el transistor en lugar del contacto de paciente (por ejemplo, cátodo).

Por ejemplo, se describen en la presente sistemas de administración de fármacos por electrotransporte que tienen un suministro de corriente constante. En algunas variaciones el sistema incluyen: una fuente de alimentación; un primer contacto de paciente conectado a una fuente de alimentación; un segundo contacto de paciente conectado a un transistor de control de corriente; y un circuito de detección para medir la voltaje en el transistor, en donde el segundo contacto de paciente se conecta al circuito de detección sólo a través del transistor de control de corriente de tal manera que el segundo contacto de paciente se aísla eléctricamente del circuito de detección. En algunas variaciones, el primer contacto de paciente también se puede conectar indirectamente a la fuente de alimentación.

El transistor de control de corriente se puede controlar por un amplificador que recibe entrada de un microcontrolador. Se puede utilizar cualquier transistor apropiado. Por ejemplo, el transistor puede ser un transistor FET o bipolar. En algunas variaciones en el transistor de control de corriente es un FET, el segundo contacto de paciente se puede conectar al drenador del transistor.

En algunas variaciones, el circuito de detección se configura para comparar el voltaje en el transistor con un voltaje de umbral. El circuito de detección puede proporcionar entrada a un circuito de retroalimentación. En algunas variaciones, el circuito de retroalimentación puede proporcionar una alarma con base en la comparación entre el voltaje en el transistor (por ejemplo, la compuerta del transistor cuando el drenador se conecta al paciente) y el voltaje de umbral para indicar que no se puede mantener corriente constante. El circuito de retroalimentación puede controlar automáticamente la fuente de alimentación con base en la comparación entre el voltaje en el transistor y el voltaje de umbral para mantener la corriente constante en tanto que se reduce al mínimo el consumo de potencia. Por ejemplo, en algunas variaciones, la corriente se puede mantener a aproximadamente 170 mA.

También se describen en la presente sistemas de administración de fármacos por electrotransporte que tienen un suministro de corriente constante, el sistema que comprende: una fuente de alimentación; un primer contacto de paciente conectado a la fuente de alimentación; un segundo contacto de paciente conectado a un transistor (por ejemplo, un drenador de un transistor); un circuito de retroalimentación de control de corriente para proporcionar una señal de control al transistor cuando se cierra la conexión entre el primer contacto de paciente y el segundo contacto de paciente; en donde el transistor se conecta al segundo contacto de paciente; y un circuito de detección para medir un voltaje aplicado en el transistor cuando está cerrada la conexión; en donde el segundo contacto de paciente se conecta al circuito de retroalimentación de control de corriente y el circuito de detección solamente a través del transistor. Por ejemplo, el segundo contacto de paciente se puede conectar al drenador del transistor, que se separa del circuito de retroalimentación/detección que se puede conectar a la compuerta del transistor.

Como se mencionó anteriormente, el transistor puede ser cualquier transistor apropiado, que incluye un transistor bipolar y/o un transistor de efecto de campo (FET, por sus siglas en inglés). Por ejemplo, si el transistor es un FET, el segundo contacto de paciente se puede conectar a un drenador del transistor, y la señal de control puede comprender un voltaje aplicado a una compuerta del transistor. En algunas variaciones el transistor es un transistor bipolar, y el segundo contacto de paciente se conecta a un colector, en tanto que la señal de control comprende una corriente aplicada a la base del transistor bipolar. En general, la señal de control puede ser un voltaje y/o una corriente aplicada al transistor.

En algunas variaciones, la señal de control provista al transistor se puede controlar por un amplificador que recibe entrada de un microcontrolador.

El circuito de retroalimentación puede controlar el voltaje aplicado a la fuente de alimentación. Por ejemplo, en algunas variaciones, el circuito de retroalimentación compara el voltaje de transistor (por ejemplo, compuerta) con un voltaje de referencia. El circuito de retroalimentación controla la fuente de alimentación con base en la comparación entre el voltaje de compuerta del transistor y el voltaje de referencia. El circuito de retroalimentación puede proporcionar una fuente de alimentación suficiente para suministrar una corriente constante. Por ejemplo, el circuito de retroalimentación puede proporcionar una fuente de alimentación suficiente para suministrar una corriente constante de aproximadamente 170 mA. El circuito de retroalimentación puede incluir un convertidor digital a analógico para proporcionar una corriente constante.

En general, el circuito de detección se puede aislar (por ejemplo, eléctricamente aislado) del primero y segundo contacto de paciente por el transistor. El transistor se puede colocar entre el segundo contacto de paciente y un resistor de detección.

El primero contacto de paciente puede ser un ánodo y el segundo contacto de paciente puede ser un cátodo. La conexión entre el primer contacto de paciente y el segundo contacto de paciente se configura convencionalmente para ser cerrada (por ejemplo, conectada) por la piel del paciente.

También se describen en la presente métodos para operar un sistema de administración de fármacos por electrotransporte que incluyen un suministro de corriente constante, el método que comprende: poner en contacto la piel del paciente con un ánodo y un cátodo para formar una conexión entre el ánodo y el cátodo; aplicar un voltaje de ánodo al cátodo; proporcionar una señal de control a un transistor (por ejemplo, compuerta) conectado al cátodo (por ejemplo, en el drenador); detectar un voltaje en el transistor, en donde el cátodo se aísla de la detección de voltaje por el transistor; comparar el voltaje de transistor con un voltaje de umbral; y controlar el voltaje de ánodo aplicado al ánodo con base en la comparación entre el voltaje de transistor y el voltaje de umbral.

Los métodos pueden incluir el uso de cualquier transistor apropiado. Por ejemplo, el transistor puede ser un FET y la señal de control comprende un voltaje aplicado a una compuerta del transistor. El voltaje de ánodo se puede aplicar al ánodo en respuesta a una entrada. La señal de control aplicada al transistor se puede proporcionar al transistor por un amplificador, el amplificador se aísla del ánodo y el cátodo por el transistor. Como se mencionó anteriormente, se puede utilizar cualquier señal de control apropiada, en particular, un voltaje y/o una corriente eléctrica .

En cualquiera de estas variaciones, la corriente provista del transistor es una corriente constante. Por ejemplo, la corriente provista se puede controlar para ser aproximadamente 170 mA.

En algunas variaciones, el método incluye ajustar el voltaje aplicado al ánodo con base en la comparación del voltaje de transistor al voltaje de umbral.

Breve Descripción de las Figuras Las características novedosas de la invención se exponen con particularidad en las reivindicaciones que siguen. Se obtendrá un mejor entendimiento de las características y ventajas de la presente invención con referencia a la siguiente descripción detallada, que expone modalidades ilustrativas, en las cuales se utilizan los principios de la invención y las figuras anexas de las cuales: La Figura 1 es un esquema de un sistema iontoforético de administración transdérmica de fármacos.

La Figura 2 es un diagrama de bloques de un circuito de administración de fármacos por electrotransporte de ejemplo para uso con un sistema de administración de fármacos por electrotransporte que incluye un controlador, un circuito de administración de fármacos, un circuito de retroalimentación, y un ánodo y un cátodo.

La Figura 3 es un diagrama esquemático del circuito de retroalimentación de la Figura 2.

La Figura 4 es un diagrama esquemático del circuito de administración de fármacos por electrotransporte de la Figura 2.

La Figura 5 es un diagrama de flujo de un método de operación de un circuito de administración de fármacos por electrotransporte de ejemplo.

Descripción Detallada de la Invención Se hará ahora referencia en detalle a modalidades de ejemplo de la invención, los ejemplos de las cuales se ilustran en las figuras anexas. En tanto que la invención se describirá conjuntamente con las modalidades de ejemplo, se entenderá que no se propone que la invención se limite a aquellas modalidades. Por el contrario, la se propone que la invención cubra las alternativas, modificaciones y equivalencias, que se puedan incluir dentro del espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones anexas.

Un método para la administración transdérmica de agentes activos involucra el uso de corriente eléctrica para transportar activamente el agente activo en el cuerpo a través de la piel intacta por electrotransporte. Las téenicas de electrotransporte pueden incluir iontoforesis, electro-osmosis, y electroporación. Se conocen en la técnica los dispositivos de electrotransporte, tal como dispositivos iontoforáticos. Un electrodo, que puede ser referido como el electrodo activo o donador, es el electrodo del cual se administra el agente activo en el cuerpo. El otro electrodo, que puede ser referido como el contador o electrodo de regreso, sirve para cerrar el circuito eléctrico a través del cuerpo. Conjuntamente con el tejido corporal del paciente, por ejemplo, la piel, el circuito se completa por la conexión de los electrodos a una fuente de energía eléctrica, y por lo general a circuitería capaz de controlar la corriente que pasa a través del dispositivo cuando el dispositivo está "encendido" administrando corriente. Si la sustancia que se va a accionar en el cuerpo es iónica y se carga positivamente, entonces el electrodo positivo (el ánodo) será el electrodo activo y el electrodo negativo (el cátodo) servirá como el electrodo contador. Si la sustancia iónica que se va a administrar se carga negativamente, entonces el electrodo catódico será el electrodo activo y el electrodo anódico será el electrodo contador.

Un dispositivo de administración de agentes terapéuticos operado por conmutador puede proporcionar una o múltiples dosis de un agente terapéutico a un paciente al activar un conmutador. Después de la activación, este dispositivo administra un agente terapéutico al paciente. Un dispositivo controlado por el paciente ofrece al paciente la capacidad de auto-administrarse un agente terapéutico en caso de necesidad. Por ejemplo, el agente terapéutico puede ser un agente analgésico que un paciente puede administrarse cada vez que siente dolor suficiente.

Como se describe en más detalle más adelante, se puede administrar cualquier fármaco apropiado (o fármacos) por los dispositivos descritos en la presente. Por ejemplo, el fármaco puede ser un analgésico tal como fentanilo (por ejemplo, HCL de fentanilo) o sufentanilo.

En algunas variaciones, las diferentes partes del sistema de electrotransporte se almacenan de manera separada y se conectan juntas para su uso. Por ejemplo, ejemplos de dispositivos de electrotransporte que tienen partes que se conectan juntas antes de su uso incluyen aquellos descritos en Patente de los Estados Unidos No.5,320,597 (Sage, Jr. et al); Patente de los Estados Unidos No.4,731,926 (Sibalis), Patente de los Estados Unidos No. 5,358,483 (Sibalis), Patente de los Estados Unidos No.5,135,479 (Sibalis et al.), Publicación de Patente del Reino Unido GB2239803 (Devane et al), Patente de los Estados Unidos No. 5,919,155 (Lattin et al.), Patente de los Estados Unidos No.5,445,609 (Lattin et al.), Patente de los Estados Unidos No.5,603,693 (Frenkel et al.), W01996036394 (Lattin et al.), Y US 2008/0234628 Al (Dent et al).

En general, los sistemas y dispositivos descritos en la presente incluyen un ánodo y el cátodo para el electrotransporte de un fármaco o fármacos en el paciente (por ejemplo, a través de la piel u otra membrana) y un controlador para controlar la administración (por ejemplo, encender o apagar la administración); todas las variaciones descritas en la presente también pueden incluir un módulo de corriente apagada para monitorizar el ánodo y el cátodo cuando el dispositivo está apagado (pero sigue energizado) para determinar si existe un potencial y/o corriente (por encima de un valor umbral) entre el ánodo y el cátodo cuando el controlador para el dispositivo ha de otra forma "apagado" el dispositivo de tal manera que no debe administrar fármaco al paciente. El controlador puede incluir un controlador de activación (por ejemplo, un módulo de activación o circuitería de activación) para regular cuando el dispositivo está encendido, aplicar corriente/ voltaje entre el ánodo y el cátodo y administrando por lo tanto el fármaco.

A lo largo de esta descripción, a menos que se indique de otro modo, las formas singulares "un", "una" y "el" se propone que incluyan referentes plurales. Por lo tanto, por ejemplo, la referencia a "un polímero" incluye un solo polímero así como una mezcla de dos o más polímeros diferentes, "un contacto" se puede referir a contactos múltiples, "un borne" puede indicar bornes múltiples, etcétera.

Como se utiliza en la presente, el término "usuario" indica cualquiera que utilice el dispositivo, ya sea un profesional de la salud, un paciente u otro individuo, con el propósito de administrar un agente terapéutico a un paciente.

En general, los dispositivos descritos en la presente pueden incluir lógica y/o circuitería de control para regular la aplicación de corriente por el dispositivo. Por ejemplo, la Figura 2 ilustra un esquema para controlar la aplicación de corriente para administrar el fármaco. Un circuito de retroalimentación se puede controlar o regular por un controlador y ser parte de (o separado de) el circuito de administración de fármacos. El controlador y el circuito pueden incluir hardware, software, firmware, o alguna combinación de los mismos (incluyendo lógica de control). Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 2, un sistema puede incluir un ánodo, cátodo y circuito de retroalimentación. El circuito de retroalimentación puede formar parte (o usarse por) el módulo de administración de fármacos para proporcionar corriente entre el ánodo y el cátodo y administrar el fármaco. El dispositivo también puede incluir un controlador que controla la operación del dispositivo. El controlador puede incluir un procesador o ASIC.

En general, el circuito de retroalimentación puede ser referido como un tipo de auto-prueba que se realiza por el dispositivo. La Figura 3 ilustra una variación de un circuito de retroalimentación para controlar la corriente y/o voltaje aplicado a través de los electrodos de paciente (ánodo y cátodo), y se incluye y describe en más detalle más adelante en el contexto de la Figura 4.

La Figura 4 ilustra una variación de un diagrama que ilustra el circuito que controla la aplicación de corriente para administrar fármaco a un paciente. En este ejemplo, la dosis de fármaco se regula por el control de la corriente a través de los electrodos (ánodo a cátodo). La corriente en este ejemplo es programable (por ejemplo, usando un DAC de 10 bits), pero se puede pre-ajustar. Por ejemplo, la corriente objetivo puede pre-ajustarse para suministrar una dosis usando una corriente de 170 mA, como se ilustra.

En la Figura 4, la línea punteada indica esquemáticamente componentes de ASIC; este circuito integrado puede estar separado del resistor Rsense. El tejido del paciente ("tejido") completa el circuito entre los elementos de ánodo y cátodo. En algunas variaciones Rsense está en la placa de circuito impreso. La Rsense puede estar en la placa de circuito (por ejemplo, pero no dentro de los ASIC). Por ejemplo, la Rsense y todo dentro del cuadro punteado pueden estar en la placa de circuito impreso. El ánodo y el cátodo se pueden conectar al paciente.

En la Figura 4, por encima del ánodo está una VHV, que es la fuente de voltaje que aplica el voltaje para suministrar una corriente y por lo tanto accionar la administración de fármaco. En algunas variaciones, también se puede incluir una Vboost como parte de (en conexión con) la VHV. Además, un conmutador, SI, se puede incluir como un conmutador basado en software para controlar la aplicación del voltaje al ánodo. El conmutador SI puede actuar como una característica de seguridad para controlar (mediante software) cuando no se administra corriente. El voltaje se puede apagar completamente y el conmutador se puede abrir de tal manera que incluso si existiera algún otro voltaje presente, el ánodo estaría flotando. Por lo tanto, la corriente no se puede extraer a través del ánodo al cátodo, debido a que el ánodo es flotante (y no existe ninguna fuente de electrones para extraer corriente a través de, ya que es un circuito completamente abierto).

En este ejemplo, cuando el conmutador SI está cerrado, la corriente entonces puede fluir del ánodo, a través del tejido, y regresar a través del cátodo al conmutador M2 (transistor). En este ejemplo, el conmutador M2 es un transistor (por ejemplo, un transistor de efecto de campo) que actúa como una válvula para controlar el flujo de corriente. El conmutador M2 puede ser referido como una válvula o regulador de control de corriente que regula el flujo de corriente al resistor Rsense, donde se pone a tierra. De manera esquemática, la corriente se regula por el conmutador M2, que puede permitir el control de la corriente en varios niveles. Por ejemplo, en la Figura 4, el nivel de corriente se ajusta para ser aproximadamente 170uA. En este ejemplo, Rsense se puede usar para ajustar el intervalo de corriente, y/o el valor máximo. Se puede administrar una onda cuadrada de corriente.

Además, M2 se puede regular por un amplificador (por ejemplo, Ampl). En este ejemplo, Ampl es un amplificador analógico; la entrada a Ampl es un convertidor digital a analógico (DAC, por sus siglas en inglés), que se ajusta con el nivel objetivo de 170 mA. Por lo tanto, se puede utilizar un microcontrolador para ajustar una señal digital usando un convertidor analógico a digital, que corresponde a la corriente de administración objetivo (por ejemplo, 170mA).

Por lo tanto, en la operación, el controlador (por ejemplo, microcontrolador) se puede configurar de tal manera que cuando no se administra ninguna corriente el DAC se puede ajustar a 0 y cuando se administra corriente, se puede ajustar a 170uA, proporcionando una salida analógica a AMP1 que permite que la corriente fluya a Rsense. Por lo tanto, la entrada a M2 (compuerta) se puede utilizar para monitorear el voltaje en la compuerta del transistor utilizando un comparador, por ejemplo, CMP1. En algunas variaciones el voltaje en la compuerta se compara con un umbral (Vumbral). Si es bajo el voltaje en la compuerta de M2, se puede incrementar, y si es alto, se puede disminuir. Esta retroalimentación se puede utilizar para ajustar VHV, como se ilustra en la Figura 4.

Debido a que se conecta el cátodo solamente al transistor de control de corriente y no se conecta directamente al circuito de detección, las fallas potenciales en el circuito de detección se aíslan del segundo contacto de paciente y no puede dar por resultado un flujo de corriente adicional de ánodo a cátodo, y por lo tanto no puede dar por resultado fármaco administrado al paciente.

El voltaje se puede cambiar para ajustar la corriente con ese DAC y AMP1. Por ejemplo, la corriente se puede ajustar a 170uA, y el sistema de control descrito en la presente impide que pase de 170uA, proporcionando una fuente de corriente constante. Aquellos DAC, AMP1 y M2 limitan la cantidad máxima de corriente que puede fluir a través de M2. El ajuste del DAC a 170uA impide que la corriente exceda 170uA independientemente del voltaje. En esta configuración, si el voltaje es mayor de lo que tiene que ser, entonces, por la lcy de Ohm, V = IR, donde R es la resistencia de la piel e I es la 170uA objetivo, el voltaje se puede limitar. El M2 regula la cantidad máxima de corriente para limitarla a 170uA, permitiendo que se ajuste el voltaje. Ya que la potencia es igual a la corriente por el voltaje, cuando la corriente se fija (por ejemplo, a 170 mA) la cantidad de potencia se puede reducir al mínimo al proporcionar solo la cantidad mínima de voltaje. Esto puede ayudar a conservar la energía de la batería utilizando solo la cantidad mínima de voltaje requerida. En práctica, circuito de control y monitoreo puede hacer esto al ajustar el voltaje para descender automáticamente el voltaje como se necesite. El monitoreo de la compuerta en M2 para mantener la saturación de tal manera que el valor de voltaje de la fuente VHV se mantenga por encima del nivel suficiente para suministrar corriente en el valor ajustado (por ejemplo, 170 mA). Por debajo del nivel de saturación, la compuerta puede administrar menos de 170uA. Para impedir esto, se permite que el voltaje descienda hasta que alcance un límite en el cual se satura; y tan pronto como se alcance este umbral, el comparador puede detectar esa saturación y puede ajustar el voltaje una vez más. Esta retroalimentación (retroalimentación de voltaje) toma lugar en el nivel de la puerta M2 (regulador) y proporciona un bucle de retroalimentación constante donde se compara de manera constante la compuerta de M2 con un valor umbral.

Debido a que este bucle de retroalimentación se presenta en el regulador, por ejemplo, en lugar del cátodo (al, por ejemplo, monitorizar el voltaje en el cátodo), se pueden realizar beneficios adicionales. El monitoreo del voltaje en aquella compuerta (M2) para controlar la VHV permite el control del voltaje de elevación sin alterar (por ejemplo, tocar) el cátodo en absoluto, por ejemplo, mantenimiento los aspectos de monitoreo y control del sistema en aislamiento eléctrico. Esto permite la separación del aspecto de control de un aspecto de gestión de riesgos del dispositivo, impidiendo que el dispositivo aplique corriente inapropiada y por lo tanto el fármaco. En operación, se pueden realizar auto-comprobaciones que miden que el voltaje de ánodo-cátodo independientemente del control del voltaje y/o corriente a través del ánodo y el cátodo, ya que el cátodo (y/o ánodo) no se utiliza para monitorizar. En su lugar, el cátodo se utiliza para administrar el fármaco.

Esta configuración permite el control del voltaje para reducir el consumo de potencia, y/o el monitoreo y control del voltaje sin tener que monitorizar en el cátodo, dando por resultado una eficiencia del sistema al monitorizar en el punto de regulación donde el sistema puede satisfacer objetivos de seguridad en tanto que solo se hacen mediciones en el ánodo y cátodo que se relacionan al flujo de corriente a través del ánodo-cátodo. Por lo tanto, el cátodo no requiere conexión de una línea de medición al electrodo (por ejemplo, cátodo). El control del voltaje es por lo tanto independiente de características de seguridad, tal como detección de errores (por ejemplo, detección de corriente de fuga). Por lo tanto, esta arquitectura separa el mecanismo de control de voltaje de este mecanismo de detección de errores. Los mecanismos de detección de errores pueden incluir (por ejemplo, dentro de los ASIC) un convertidor analógico a digital y el convertidor analógico a digital multiplexado para medir el voltaje en el ánodo, el cátodo, el voltaje de VHV, o similares. Sin embargo, la detección y control de la retroalimentación del voltaje y corriente se puede regular del cátodo (por ejemplo, compuerta M2) en lugar del nivel del cátodo.

La ventaja de esta separación lógica puede incluir realizar sólo mediciones en ese ánodo y cátodo que se relacionan a si existe o no corriente de fuga presente (si existe o no un problema de seguridad). Las mediciones en la compuerta M2 pueden estar en curso de manera constante (por ejemplo, cada par de ciclos de reloj); y no necesariamente para medir en el cátodo en esta configuración, de tal manera que el cátodo permanece aislado circuito de retroalimentación a través de la compuerta M2. La medición de ánodo-cátodo es verificación independiente de que no existe corriente fluyendo allí. Al configurar el sistema de esta manera, el cátodo se aísla de la retroalimentación que controla el voltaje. La separación permite que el mecanismo de retroalimentación se separe de la conexión de paciente real administrando la corriente. Por lo tanto, el voltaje es menos crítico para seguridad del paciente y el monitoreo y control del voltaje se configuran para proporcionar eficiencia del sistema y la energía de batería. La corriente puede fluir a través del drenador a la fuente del transistor sin requerir circuitería adicional entre el cátodo y tierra, reduciendo la posibilidad de funcionamiento defectuoso (por ejemplo, flujo de corriente adicional) a través de esta ruta de corriente adicional. La seguridad del paciente se puede afectar de manera drástica por incluso pequeños errores en la circuitería. Por lo tanto, en algunas variaciones, el sistema se limita, de tal manera que las únicas conexiones al ánodo/cátodo son aquellas que deben estar allí, como se muestra y se describe en la presente.

En algunas variaciones, los sistemas y métodos descritos en la presente utilizan una compuerta (por ejemplo, transistor M2) para aislar las conexiones de paciente, por ejemplo, ánodo y cátodo, del módulo de retroalimentación utilizado para controlar el voltaje aplicado y para regular la corriente entre las conexiones de paciente. En este ejemplo, el módulo de retroalimentación se configura como un circuito que incluye un comparador que compara el voltaje en el transistor con un voltaje de umbral.

En algunas variaciones este circuito regula la corriente entre las conexiones de paciente de tal manera la monta en o por debajo del nivel de corriente objetivo (por ejemplo, 170 mA). El circuito puede detectar cuando la corriente está por encima de 170uA.

La Figura 5 ilustra esquemáticamente una variación de un método para regular el voltaje y/o la corriente a través de las conexiones de paciente (por ejemplo, ánodo y cátodo) de un sistema de administración de fármacos por electrotransporte. En este ejemplo, se configuran un par de conexiones de paciente para ponerlas en contacto con un tejido de paciente (por ejemplo, piel) para completar el circuito de paciente. La primera conexión de paciente (en algunas configuraciones de ánodo, en otras configuraciones, el cátodo) se conecta a una fuente de voltaje impulsora. La conexión entre la fuente de voltaje impulsora y la primera conexión de paciente se pueden regular por un conmutador o compuerta, que se puede regular o controlar (por ejemplo, por un microcontrolador). La segunda conexión de paciente (por ejemplo, en algunas variaciones un cátodo, en otras variaciones un ánodo) entones se conecta en serie con drenador del transistor (u otro elemento de regulación), y un módulo de retroalimentación para monitorizar y controlar la corriente y voltaje aplicados entre la primera y segunda conexión de paciente se aíslan de la segunda conexión de paciente por esta compuerta del transistor.

En la operación, un voltaje se aplica primero a la primera conexión de paciente (por ejemplo, ánodo) antes o después de que se haga una conexión por contacto con la piel entre la primera y segunda conexión de paciente. Entonces se proporciona la corriente al drenador de transistor corriente abajo del segundo contacto de paciente, y un módulo de retroalimentación determina el voltaje en la compuerta del transistor en el aislamiento del primer y segundo contactos de paciente. El voltaje en la compuerta del transistor se compara con un voltaje de umbral y esta comparación se utiliza para ajustar el voltaje aplicado en la primera conexión de paciente. En el mismo ejemplo, se puede proporcionar una corriente objetivo (por ejemplo, de un microcontrolador) al transistor para regular la corriente entre la primera y segunda conexión de paciente.

El suministro de corriente constante descrito anteriormente se puede utilizar para regular la dosis del sistema para administrar una corriente objetivo (por ejemplo, corriente de administración de fármacos) a un bajo voltaje, incluso con resistencias de paciente variables. Por ejemplo, el circuito mostrado en las Figuras 3 y 4 se pueden utilizar para proporcionar una dosis de fármaco al administrar una corriente de administración de fármacos de 170 mA predeterminada durante un periodo de dosis (por ejemplo, una dosis de 10 minutos). El circuito que controla el ánodo y cátodo mostrado en la Figura 3 y 4 incluye una circuitería que contiene bloques de control para conectar la salida del convertidor elevador de voltaje (VHV) al electrodo ánodo (EL_A) a través del conmutador SI. Se utiliza un DAC de 10 bits para configurar la salida de corriente a un valor ajustado proporcional a la corriente de dosis deseada. El DAC acciona el AMP1 que controla la corriente que fluye a través de EL_A y EL_C al accionar la compuerta de M2. La fuente de M2 determina el flujo de corriente a través Rsense lo que provoca la caída de voltaje que se retroalimenta en AMP1. Puesto que varía la resistencia de la piel entre EL_A y EL_C, también lo hace la corriente a través Rsense, que dispara un cambio en la salida de AMP1. AMP1 llega a saturarse y no existe suficiente voltaje para administrar la corriente programada con la resistencia entre EL_A y EL_C. Las funciones de accionamiento están disponibles para controlar y monitorizar varios de los puntos de este circuito.

Las descripciones anteriores de modalidades específicas de la presente invención se han presentado para propósitos de ilustración y descripción. No se propone que sean exhaustivas o que limiten la invención a las formas precisas descritas, y evidentemente son posibles muchas modificaciones y variaciones teniendo en cuenta la enseñanza anterior. Las modalidades se eligieron y describieron a fin de explicar mejor los principios de la invención y su aplicación práctica, para permitir por lo tanto que otras personas expertas en la téenica utilicen mejor la invención y varias modalidades con varias modificaciones que sean adecuadas al uso particular contemplado. Se propone que el alcance de la invención se define por las reivindicaciones anexas a la misma y sus equivalencias.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la presente invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.

Claims (23)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un sistema de administración de fármacos por electrotransporte que tiene un suministro de corriente constante, caracterizado porque comprende: una fuente de alimentación; un primer contacto de paciente conectado a la fuente de alimentación; un segundo contacto de paciente conectado a un transistor de control de corriente; y un circuito de detección configurado para medir el voltaje en el transistor, en donde el circuito de detección se configura para proporcionar retroalimentación que controla la energía en el primer contacto de paciente, en donde el segundo contacto de paciente se conecta al circuito de detección solo a través del transistor de control de corriente de tal manera que el segundo contacto de paciente se aísla eléctricamente del circuito de detección.

2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el transistor de control de corriente se controla por un amplificador que recibe entrada de un microcontrolador.

3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de detección se configura para comparar el voltaje aplicado al transistor con un voltaje de umbral.

4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de detección proporciona entrada a un circuito de retroalimentación.

5. El sistema de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el circuito de retroalimentación controla automáticamente la fuente de alimentación con base en la comparación entre el voltaje en el transistor y el voltaje de umbral para mantener la corriente constante en tanto que se reduce al mínimo el consumo de potencia.

6. Un sistema de administración de fármacos por electrotransporte que tiene un suministro de corriente constante, caracterizado porque comprende: una fuente de alimentación; un primer contacto de paciente conectado a la fuente de alimentación; un segundo contacto de paciente conectado a un transistor; un circuito de retroalimentación de control de corriente para proporcionar una señal de control al transistor cuando está cerrada la conexión entre el primer contacto de paciente y el segundo contacto de paciente; en donde el transistor se conecta al segundo contacto de paciente; y un circuito de detección configurado para medir un voltaje aplicado en el transistor cuando está cerrada la conexión, en donde el circuito de detección se configura para proporcionar retroalimentación que controla la energía en el primer contacto de paciente; en donde el segundo contacto de paciente se conecta al circuito de retroalimentación de control de corriente y al circuito de detección solo a través del transistor.

7. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el transistor comprende un FET, y además en donde el segundo contacto de paciente se conecta a un drenador del transistor y la señal de control comprende un voltaje aplicado a una compuerta del transistor.

8. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la señal de control provista al transistor se controla por un amplificador que recibe entrada de un microcontrolador.

9. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el circuito de retroalimentación controla el voltaje aplicado a la fuente de alimentación.

10. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el circuito de retroalimentación compara el voltaje de transistor con un voltaje de referencia.

11. El sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el circuito de retroalimentación controla la fuente de alimentación con base en la comparación entre el voltaje de compuerta del transistor y el voltaje de referencia.

12. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el circuito de detección se aísla del primer y segundo contacto de paciente por el transistor.

13. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el primer contacto de paciente es un ánodo y el segundo contacto de paciente es un cátodo.

14. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el circuito de retroalimentación proporciona una fuente de alimentación suficiente para suministrar una corriente constante.

15. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el circuito de retroalimentación proporciona una fuente de alimentación suficiente para suministrar una corriente constante de aproximadamente 170 mA.

16. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la conexión entre el primer contacto de paciente y el segundo contacto de paciente se configuran para que cerrarse por la piel del paciente.

17. El circuito de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el transistor se coloca entre el segundo contacto de paciente y un resistor de detección.

18. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el circuito de retroalimentación incluye un convertidor digital a analógico para proporcionar una corriente constante.

19. Un método para operar un sistema de administración de fármacos por electrotransporte que incluye un suministro de corriente constante, caracterizado porque comprende: poner en contacto la piel del paciente con un ánodo y cátodo para formar una conexión entre el ánodo y el cátodo; aplicar un voltaje de ánodo al ánodo; proporcionar una señal de control a un transistor conectado al cátodo; detectar un voltaje en el transistor con un circuito de detección que se configura para controlar la energía en el ánodo, en donde el cátodo se aísla de la detección de voltaje por el transistor; comparar el voltaje de transistor con un voltaje umbral; y controlar el voltaje de ánodo aplicado en el ánodo con base en la comparación entre el voltaje de transistor y el voltaje de umbral.

20. El método de conformidad la reivindicación 19, caracterizado porque el transistor es un FET y la señal de control comprende un voltaje aplicado a una compuerta del transistor.

21. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el voltaje de ánodo se aplica al ánodo en respuesta a una entrada.

22. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la señal de control aplicada al transistor se proporciona al transistor por un amplificador, el amplificador se aísla del ánodo y el cátodo por el transistor.

23. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la corriente provista del transistor es una de corriente constante.