用于受控递送治疗剂的输注系统的制作方法
【专利说明】用于受控递送治疗剂的输注系统
【背景技术】 巧关申请
[0001] 本申请要求2013年3月13日提交的标题为"用于受控递送治疗剂的输注系统"的 美国专利申请号61/779, 817 (代理人案卷号92643-000600US-867913)的优先权；上述优先 权文件全文纳入本文W用于所有目的。本申请还同时设及标题为"用于受控递送治疗剂的 输注系统"的美国专利申请号14/_(代理人案卷号92643-000610US-903402)，其全文纳 入本文W用于所有目的。
[0002] 输注系统（包括流体和药物的静脉内（IV)递送）已使用了接近200年。今天，输 注系统保持了患者常规护理的基础和整体部分，特别是那些经历化疗、麻醉、输血、膜岛素 治疗和流体或电解质替换的患者。还常规使用控制治疗剂皮下或甚至透皮递送（特别是例 如控制慢性疼痛）的系统。然而，不适当的IV治疗是患者生病和死亡的显著病因，最常见原 因是给予不正确的体积（例如所需药物剂量的递送过量或不足）和/或给予不正确的流体 或药物。使用IV注射将药物非常快地递送至作用位点并通常在给药后少至10秒中起效。 因此，如果不正确地计算剂量，存在高风险的剂量过高。如果过快给予药物，还存在升高的 有害副作用风险。
[0003]给药期间，总是需要队直定和/或预定的流速给予治疗剂。除了给予基础输注速 率（即维持IV流体）外，还需要通过连续IV流使运些药物进入插管的静脉。给予过量IV 流体是浪费的、不需要的且通常是对患者有害的，导致诸如水肿的病症。除上述W外，需要 混合治疗剂与IV溶液还会引入人为误差，包括可能向患者提供不正确的药物混合物和/或 不正确的药物剂量。在多种手术和/或紧急医疗过程期间尤其如此，其中通常需要快速给 予多种药物和/或IV流体。
[0004]最通常使用的IV输注系统由充满流体的袋、滴注器、用于控制流动的漉夹(rollerclamp)(即可变阻力控制器（vari油leresistancecontroller))和连接至 IV导管的管道组成。抬高的IV袋在该系统中用作压力源，漉夹用作用户控制的阻力器 (resistor)，且IV导管用作固定阻力器。 阳〇化]最常见地，通过观察液滴通过滴注器下落的速度来测定IV流体流速。错误计算流 速可导致许多问题，包括外渗、输液性静脉炎、渗透甚至死亡。通过将溶液容器悬挂在患者 上方数英尺并将溶液容器通过一次性静脉给药套装（其包含滴注器和晓性递送管）连接至 静脉穿刺部位来实现胃肠道外溶液的重力输注。
[0006] 静脉流速通常表示为：1)液滴数目；2)每分钟立方厘米（cc/分钟）；或3)每分钟 毫升（ml/分钟），其通常通过使用漉夹来控制。美国专利号4, 175, 558描述了一种用于使 递送管塌陷来控制流速的漉夹。漉夹是一种简单、不昂贵、两片式塑料装置，其在管上的单 个点处逐步压紧静脉给药套装的塑料管，从而使管闭塞W建立跨限制点的压差和相应的流 速下降。由于流动的流体或限制点处塑料导管的蠕变，运类漉夹使用期间流速的恒定是不 确定的，其导致流速在设置后下降。另一个缺点是漉夹需要电力或电池来发挥功能。
[0007] 通过输注系统的连续流动通常是确保注射的药物正确递送至患者和避免IV管内 重复剂量的累积所必需的。然而，给予过量的IV流体是不需要的且通常是有害的。即使 在健康的患者中，非故意地给予大体积IV流体也会导致膀脫膨胀且手术期间需要导尿，或 手术后尿路梗阻，其都会导致患者住院时间增加。在患有屯、脏或肺疾病的患者中，给予过量 流体体积通常导致手术后肺或屯、血管功能失调。运可导致麻醉和手术后难W停止机械通气 (即呼吸机）、肺水肿（即肺肿胀）和充血性屯、力衰竭。
[0008] 历史上，输注系统难W控制且流速是难处理且不精确的。由于运些系统能够递送 高流速，无法使用漉夹频繁评估和调节流速可容易地导致给予过量IV流体。给予大流体体 积的风险存在的原因还在于运些系统中固有的缺陷。例如，已发现由于溫度、流体组成、喷 孔直径和喷孔形状的影响，液滴形成的速率无法精确测量流速。此外，漉夹下导管内的冷流 (即"蠕变"）可在45分钟内导致15%过量的流动差异。当静脉塌陷时，出现危险的高流 速，导致血管扭曲（由下游压力生成）和IV流的反常增加。
[0009] 静脉的特征为开启压力和对流动的阻力小。组织作为普通阻力器发挥作用，其阻 力高于静脉。组织的开启压力通常不超过静脉，至少在初始时是运样的。在组织中，不存在 外渗时也不存在阻碍压力。然而，随着流体的输注，开启组织压上升。为对运些流速变化进 行响应，临床医师不得不频繁检查和调节漉夹W适当地调节IV流，从而使流动是连续的， 保持静脉开放并确保所给予药物和麻醉剂的递送，但不应过量而导致流体超载或输注不适 当的大量IV流体。
[0010] 用于给予静脉内液体的系统描述于美国专利号3, 298, 367和5, 318, 515。运些专 利通常描述多种单独的流动路径，各流动路径都具有多种流动特征。在手术或递送IV流体 期间，运两项专利都需要耗时地从有限数目的管道和相关流动特征中进行选择。近年来已 引入了若干流速调节器（包括美国专利号3, 877, 428和5, 019, 055)W尝试克服前述使用 常规漉夹或输注方法相关的不利因素。 W11] 尝试解决运些或类似问题的信息可参见，例如，美国专利号3, 298, 367 ; 3, 877, 428 ;4, 175, 558 ;5, 019, 055 ;5, 106, 374 ;5, 318, 515 ;5, 348, 539 ;6, 428, 505 ;和 8,257,337W及美国专利申请公开号US2010/0076413和US2012/0267275W及外国专利 申请号CA1125134;EP0217940;EP0265261;和EP0462213。用于受控递送治疗剂的多 种类型的输注系统（包括本发明的一些实施方式）可W减轻或减少甚至利用一些或全部运 些潜在问题。
[0012] 出于至少前述理由，合理需要用于受控递送治疗剂的输注系统。提供改进常规液 滴监测技术（如上文所述）的输注系统是有利且需要的，并且将因此被医疗从业人员熟悉 并容易接受。提供制造费用不昂贵的用于给予静脉内流体的简单方法也是有利的。此外， 提供W下输注系统是特别有帮助的：该输注系统允许用户根据规定疗法快速开始恒定和/ 或预定流速，而无需混合药物、进行剂量计算或调节流速。特别对于战地医疗、远程医疗、第 =世界健康护理和自然灾难环境，提供不依赖电力或电池为递送所输注药物供能的输注系 统也是有利的。提供设备齐全、预包装、无菌的含有用于给予药物和/或流体的输注系统的 试剂盒也将提供便利的有利条件。
【发明内容】
[0013] 本发明的多个实施方式提供了输注系统，包括例如提供静脉内（IV)递送治疗剂 (如药物）的系统。运类系统的某些实施方式利用化学反应或其他压力生成手段来可预测 地驱动治疗剂流动通过一路径并进入患者。更具体地，本发明的一些实施方式利用基于酸 的反应或任何其他反应，其生成气态物质W扩张驱动气球（化ivebulloon)并进而在单独 包含的药物储器上施加压力进而将含有药物的溶液（后文中称作："药物溶液"）从储器推 入流动路径，该药物最终W受控和预定的方式被递送至患者。
[0014] 根据一个实施方式，本发明提供了一种用于治疗患者的输注系统，包含外壳、含 有治疗剂溶液的治疗剂溶液储器、用于提供驱动压力W递送治疗剂溶液的驱动气球、用于 治疗剂溶液的受控流动的流动路径、W及用于将治疗剂溶液递送至体内的递送位点的递送 体。该治疗剂溶液包含一种或多种溶解或W其它方式包含在液体（如液态水）中的治疗 剂。该外壳含有至少该储器和该驱动气球，且通常是刚性的（即其不会因驱动气球所施加 压力而明显扩张）。该外壳可W包含由透明材料制得的观察窗口，用于观察药物储器、驱动 气球W及与储器或驱动气球之一或两者连接的标志物或规（针规）中的一种或多种，从而 使用户知道储器中还剩余多少治疗剂溶液。