专利名称：皮肤给药系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及用于皮肤给药的组分(如药物组分)给药，包括透过皮肤的透皮吸收。具体地说，本发明将过去不相关的给药技术和喷墨技术结合起来。
背景技术：
药物组分为各种疾病提供有效的治疗。遗憾的是，许多药物的有效治疗剂量给药存在许多障碍。例如，有些药物(特别是如胰岛素一类的肽基药物)口服后，由于胃内强酸环境而导致部分或全部失活。另一个问题是“第一通道(first pass)”效应，该效应指在口服药物已由胃肠系统吸收后，但在产生全部疗效之前，在肝内部分失活。即使克服了这些问题，病人经常不能按照正常规定的间隔，或按照所需要的时间进行药物治疗，以达到最佳治疗效果。
吸入性和鼻内给药已用作药物输送的可选择途径。吸入的药物能够直接通过呼吸道粘膜和上皮吸收，从而使肝脏对生物活性物质的初期灭活最小化。吸入性输药还可直接为治疗作用部位(如肺或窦房结)提供药物。这种给药模式对于肺部药物(如哮喘的治疗药物)和肽基药物(通常通过鼻内给药)的输送特别有效，其采用可计量剂量的吸入器(MDI)。但是，MDI通常需要与MDI的动作一致的吸气，而有些病人不能掌握这一技巧。此外，病人仍会经常忘记按照规定时间，或按照所需要的时间用药，以达到临床目的。其他病人的用药疏忽或不合适会导致住院治疗、发病甚至死亡。
为努力解决这些问题，有些药物通过被动皮肤途径给药，例如，从一片施加到皮肤上的贴片透皮输送药物。通常通过这种途径给药的药物实例有硝酸甘油、类固醇激素和一些镇痛药(如芬太奴)。透皮给药避免了胃肠道内的药物的初期失活，并且在无需病人主动参与的情况下，通常在较短时间内(如一天)提供持续的用药。持续给药提供了较佳的药物生物利用率，没有峰值和低谷，并且消除了病人忘记在一整天内进行多次用药的问题。但是，贴片必需定期更换(通常是每天)，以使贴片内具有所需药物浓度，从而建立通过皮肤输送合适药物剂量的恰当浓度梯度。
除透皮系统的药物输送外，皮肤表面的药物表面输送还用于治疗许多皮肤病。例如，通常在皮肤表面上施加抗生素以治疗感染，施加麻醉剂以治疗疼痛，施加类维生素A以治疗痤疮，以及施加长压定以治疗脱发。这些药物必需不断地施加到皮肤以达到它们的效果，而且大部分剂量由于应用部位的体液排泄或无意的擦拭而流失。此外，通常会向皮肤上施加过量药物，如果过量药物通过皮肤吸收，更会导致不希望的中毒结果。
发明内容
本文在此公开了通过采用进行透皮和其它皮肤药物输送的喷墨式加药器来改进皮肤药物输送的装置和方法。
图1是在此描述的一种透皮加药系统的分解部分透视图，该透皮加药系统具有一个分送器和一个施加于人手臂的透皮贴片。
图2是图1中透皮加药系统的放大侧面正视图，示出了其对透皮贴片施加药物时的位置。
图3是图1中分送器放大的前面正视图，示出了从分送器上取下的容器模块，以及在未使用期间放置在滴头上的保护盖。该图还示意性地示出了分送器如何与远处的控制装置(如计算机)相连。
图4为另一种透皮贴片的顶视图，这种透皮贴片可与图1的透皮加药系统联合使用。
图5是在此描述的透皮加药系统的另一种更紧凑形式的分解部分透视图，该系统具有一个紧凑的分送器，该分送器可与或不与在此示出为保持在人手臂上的贴片一起使用。
图6是图5中分送器的可取下模块的侧面横截面图。
图7是图7中模块的底面平面视图。
图8是一个可选实施例的示出部分截面的示意性视图，其中一种生物活性剂从热喷分送器施加到皮肤目标上，如垫片，以替代常规的生物活性剂的静脉内注射(“IV”)给药。
图9是图5中透皮加药系统沿线9-9剖开以示出部分截面的侧视图，示出将生物活性组分吸引剂，如乳霜、软膏或油膏施加到皮肤上，在此处是施加到皮肤的瑕疵上，如皮肤疣上。
具体实施例方式
除非另外说明，技术术语按照常规用法使用。药物学中普通术语的定义可在Remington的文章中查找到The Science and Practiceof Pharmacy，第19版，Mack出版公司出版，1995(ISBN0-912734-04-3)。透皮输送具体在743页和1577-1584页中进行详述。
单数形式的“a”，“an”和“the”指一个或多于一个，除非本文中另外明确说明。术语“包括”意思是“包含”。
“阵列”指预定图案，该图案可以是规则的，也可以是不规则的。阵列的实例为线性分布或二维矩阵。
“生物活性”组分、物质或试剂是一种影响给药对象生理功能的组分。生物活性组分的一个实例为药学物质，如药物，其施加到给药对象上以改变该对象的生理学状况，如疾病。生物活性物质、组分和试剂还包括其它生物分子，如蛋白质和核酸，或脂质体和其它携带生物活性物质的载体。
“皮”指皮肤，“皮肤输送”含义为施加到皮肤。这种形式的输送既可包括输送到皮肤表面以产生局部或表面效应，也可包括透皮输送，其中药物透过皮肤表面扩散并进入下面的微脉管系统，其经常用于全身给药。
本发明涉及一种采用喷射分送器(如压电或热喷射分送器)进行生物活性组分皮肤输送的加药器，喷射分送器的结构可以如喷墨打印技术中所采用的结构。该分送器包括一个用于容纳生物活性剂并将该活性剂输送到分送器的一个喷嘴或分送器喷嘴阵列中的容器。该热或压电喷射器将精确的滴数从分送器中推到皮肤目标上。在一个实施例中，在分送器喷嘴和皮肤目标之间还提供有一个隔离物，以在输送生物活性剂期间使分送器从皮肤目标离开所需距离。该隔离物可以固定到皮肤上或分送器上，或者仅仅放置在它们中间，以提供一个生物活性物质可从喷嘴或喷嘴阵列分发到皮肤目标上所穿过的界面。目标可以包括皮肤或皮肤贴片，如透皮药物输送贴片，该贴片用作随后长时间透皮输送药剂的贮存器。
在一些实施例中，分送器包括容器内的生物活性剂。可存放在容器内的活性剂的实例包括能够透皮输送的药物组分。这类活性剂包括具有足够的亲油性或亲水性以穿过皮肤表面和角质层的药物。某些这类活性剂设计成可到达皮肤的微脉管系统，以利于随后的全身性吸收和分送。适于透皮输送的活性剂实例包括东莨菪碱、硝酸盐(如硝化甘油)、抗高血压或抗肾上腺素药物(如可乐宁)、类固醇激素(如17-β-雌二醇和睾丸激素)、止痛剂(如鸦片止痛剂芬太奴)、以及戒除尼古丁的治疗药物(如尼古丁)。许多这类药物的类似物保持它们的生物活性，并还适合于透皮输送。虽然本发明公开的分送器特别适用于药物的透皮输送，该分送器还可用于局部表面的药物施加，如抗生素、皮质类固醇(corticosteroids)、长压定或类维生素A(retinoids)(如Retin A)。
该分送器还可包括一个用于手动或自动地按选定的时间从分送器分送生物活性物质的控制器。该控制器可采取启动器的形式，该启动器受到手动按下后启动分送器并分送活性剂。可选择地，控制器可以是一个微处理器，该微处理器编程为在预定间隔(例如每天几次)将生物活性物质直接分送到皮肤或贴片上。可选择地，控制器可用于调整用药剂量，例如，针对一天中的特定时间、事件(如将需要改变剂量的活动)，或检测到一种生理状况(如由于药物副作用而需要减少或停止用药)。当分送器与贴片一起使用时，分送器可用于补充贴片的药量并且无需经常更换贴片。无论是否与贴片一起使用，可接下来制定综合用药方案，例如，在全天或更长时间内(如一周、一个月或甚至更长时间)的不同时间施加不同的药物。
在某些实施例中，容器可携带多个容器模块，如容纳生物活性剂的可拆去和可替换模块。几个模块可容纳同一种或不同种药剂，例如，在分送前或分送时进行混合以使一种或两种不同药剂发生变化或产生所需要的生物活性效果的不同药剂。在喷射点混合的改良物质(modifying substance)的一个实例是用于增强其它生物活性物质的皮肤渗透性的渗透增强剂。在输送时可与生物活性剂混合的渗透增强剂包括溶剂，如水；酒精(如甲醇、乙醇和2-丙醇)；烷基甲基亚砜(如二甲基亚砜、乙酸甲基亚砜和十四基甲基亚砜)；吡咯烷酮(如2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮和N-(2-羟乙基)吡咯烷酮)；laurocapram；和混合溶剂，如丙酮、二甲基乙酰胺(dimethylacetamide)、二甲基甲酰胺(dimethyl formamide)和四氢化糠基(tetrahyrdofurfuryl)酒精。其它渗透增强剂包括两性分子物质，如L-氨基酸、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂、脂肪酸和酒精。其它渗透增强剂公开在Remington的如下文章中找到The Science and Practice ofpharmacy(1995年)第19版第1583页上。当然，象渗透增强剂这样的药剂也可在喷射点之前与生物活性剂进行预先混合，例如生物活性剂和改良物质可一起放入容器中。
生物活性剂可以是任何可流动的流体(例如液体、凝胶或粉末)，虽然在分送器中具体采用的是液体。在一些实施例中，至少一个容器模块可容纳粉状或其它干燥状态的生物活性剂。粉末或其它药剂从容器分送，并可在分送到皮肤输送部位的途中与一种液体(如渗透增强剂)混合。由喷嘴板和目标之间的隔离物提供的界面允许化学反应发生，以及使相变稳定(如从固体变成液态)。与从邻近目标的喷嘴施加药剂相比，该界面还可为药物在一个较大目标面积内的分送提供机动性。采用现有的喷墨技术，可以精细地控制药物向目标的分送，并且可以达到药物的精确剂量。控制器可用于分送简单或复杂的药物组合，这对于需要每天多次用药的病人是非常有利的。医药剂量的计算机控制可有助于避免因交互作用而药物中毒、过量和致死，该控制可通过医务人员编程以实现后续自动输送。
该加药器适用于各种情形。例如，该加药器可间歇地施加于皮肤以直接对皮肤进行透皮给药。可选择地，加药器可以施加于透皮贴片以给贴片补充药物，而无需更换贴片。在另一实施例中，加药器可有选择地与皮肤目标保持长久的接触，例如采用固定件(如绑带或粘合剂)将加药器固定到皮肤上。在这种方式中，活性剂可以从分送器长时间地施加到透皮贴片中，或直接施加到皮肤上。可拆卸的容器模块可从加药器上拆下并更换，从而无需将加药器从病人身上拆下。
在一些实施例中，加药器直接抵住皮肤形成一个大体密封的腔室，无需中间的透皮贴片，并有效地成为一个直接皮肤或透皮加药器。在具体的实际实施例中，在加药器和皮肤之间设有弹性密封(如连续的密条)以形成密封腔室，在该腔室中可以保存药物直到其被吸收。可改变密封腔室内的条件以增强药物的吸收，例如通过喷入水滴来增加腔室内湿度，或间歇地从分送器向皮肤施加渗透增强剂。
一个具体公开的本装置实施例包括一个压电或热喷分送器，该分送器包括多个与一个或多个流体喷嘴(如喷嘴阵列)进行流体交换的可拆卸模块，该喷嘴将模块中的药物流体喷射并引导到皮肤目标。分送器可带有一个隔离物，隔离物放置成当分送器喷射出药物流体时抵住皮肤目标。在分送器中的可编程微处理器可控制从喷嘴板按预选时间间隔，如每三或四个小时，或甚至每几分钟或几秒钟进行药物流体喷射，或者喷射可由传感器或其它反馈机构触发。
该装置还可包括一个程序模块，如用于输入剂量信息的键盘，用于显示已输入何种信息的显示屏和提供关于在该装置中还剩余多少药物的信息的指示器(如一个或多个灯或位于该装置外部的显示屏)。显示屏幕可提供关于该装置中的药物的信息，并提供一个界面，通过该界面可输入和/或获得其它关于药物或其给药的其它信息。
下面参照附图对该装置进行详细的说明和描述。
附图1-3的实施例在此公开的药物分送器可类似于已知在喷墨打印机构(如打印机、绘图仪、传真机等)中使用的称之为打印头的液体分送器，上述喷墨打印机构中的一些实例在Durbeck和Sherr所著的OutputHardcopy Devices，Academic Press Inc.，1987(ISBN0-12-225040-0)，第13章第311-370页中具体描述。这些技术共同之处在于从容器中抽取少量流体，将该流体转换为细滴，并通过施加适当的物理力使它们穿过空中输送到目标介质上。这种技术已通过多种不同方式实现，但是，常用的方法之一是热喷墨技术，在该技术中采用电阻加热液体使其形成小滴，并将小滴从腔室通过喷嘴推至目标上。另一种方法为压电喷墨技术，在该技术中，压电传感器的运动改变了腔室容积以产生小滴。已知其它的方法还包括硅静电启动器(“SEA”)喷墨技术，例如在授予Nakamura(转让给Seiko Epson公司)的美国专利No.5,739,831中就公开了这种技术。
典型的喷射打印机构采用将液体着色剂(通常称为“墨水”)射到纸上的墨盒(通常称为“笔”)。每个墨盒具有由非常小的喷嘴形成的打印头，墨滴通过该喷嘴射出。通常，打印头保持在墨盒上，该墨盒沿往复打印头系统中的导杆来回滑动，与此同时，目标或打印介质(如纸)在每次打印头扫过期间逐步前进。为在介质上打印图像，打印头在该页面上来回扫描，当其移动时在所需的图案上喷射墨滴。其它被称为“页宽阵列”打印机的打印系统是横跨整页地在固定位置伸出打印头，并随着介质在打印头下面前进进行打印。上述各种打印头内的具体液体喷射结构可以采用本领域技术人员公知的各种不同形式，如压电或热打印头技术。
例如，均已转让给本申请人-Hewleff-Packard公司的美国专利US5,278,584和US4,683,481中所示出的两种热喷墨机构。在热系统中，包含有流体通道和汽化室的阻挡层位于喷嘴板和底层之间。底层通常包含当加电时对汽化室内墨水进行加热的加热元件(如电阻)线性阵列。当加热时，墨滴从与加电电阻相连的喷嘴喷射出来。通过当打印头扫过页面时有选择地给电阻加电，墨水在打印介质上依据图案喷射，以形成所需的图像(例如图片、曲线或文字)。
在压电喷墨技术中，向压电板或与板相连的构件施加启动脉冲，压电板响应该脉冲而发生弯曲，从而将墨滴推出喷嘴。压电喷墨打印头的几个实例在专利US4,992,808；US6,186,619和US6,149,968(转让给Xaar Technology Ltd.)以及US6,193343和WO00/16981(转让给Seiko Epson公司)中进行了描述。
有些打印头的设计使用“卡扣”贮存器系统，其中永久性或半永久性打印头与携带新补充液体的可拆卸贮存器一起使用，该贮存器咬合在打印头的适当位置。另一个设计采用工业上已知的“离轴”打印机中的永久性或半永久性打印头。在离轴系统中，打印头仅携带少量补充液在打印区内不断地往返扫过，所携带的补充液由放置在打印头附近或内部的远处固定位置的“离轴主贮存器”通过管道输送液体进行补充。无论是在卡扣还是离轴系统中，消费者无需购买包括昂贵的新打印头在内的整个新的墨盒，而只需为主贮存器购买新的补充液。
为力求复制与照片相同质量的图像，喷墨产业主要关注于减小从喷嘴喷射出的墨滴的大小，以及精确地将这些墨滴放置到打印介质上。例如，一些新推出的喷墨打印盒能够输送0.5-6微微升级尺寸的小滴，虽然也可产生较大的小滴，例如10，50，100或更多微微升的小滴。目前市场上可获得的喷墨打印机将墨滴喷到纸上的分辨率属于每英寸1200至4800点(行业称之为“dpi”率)一类。因此，在力求获得图片打印质量的同时，人们对喷墨打印技术在精确测定和喷射流体方面已非常精通。分送非常小和精确量的流体(包括液体和粉末)的能力被应用于构建在此所述的透皮加药系统中。
虽然这些喷墨打印头可用于在此所述的皮肤加药系统，但此时不采用打印技术中的类似术语，而是将打印头称作具有更为通用属性的“分送头”或“加药头”。
图1-3示出了根据本发明构建的透皮加药系统20的一个实施例，该系统用于将生物活性物质通过皮肤24施加到对象上，如施加到动物或人的前臂22上。虽然通常作为流体进行分送的生物活性剂可直接施加到皮肤24上，所示出的实施例显示出将药剂施加到一个吸收件上，如粘到皮肤24上的由纤维或其它吸收材料制成的贴片25。贴片25具有暴露的上表面26，以及相对的与皮肤24接触的下表面27。一个可揭开的保护层28，如一层不透液体的薄聚酯，可有选择地揭开或覆盖到贴片25上。在一个具体实施例中，流体施加到贴片25上，其然后允许皮肤24逐渐从贴片25吸收该流体。
许多种类的透皮贴片中的任何一种均可使用或者改制以与分送器一起使用。例如Testoderm透皮系统(Alza Pharmaceuticals)采用柔性透明聚酯背衬，以及含有睾丸激素的乙烯-乙烯基醋酸纤维共聚薄膜，该薄膜与皮肤表面相接触并且控制系统的活性剂释放率。含药薄膜的表面部分覆盖有聚异丁烯和胶状二氧化硅制成的细粘结带，以使药物薄膜持久地与皮肤接触。在本系统中，粘合剂可涂在含药薄膜的两个表面上，例如在贴片25的上表面26和下表面27上，从而柔性聚酯背衬28可有选择地取下，以在不取下贴片的情况下提供到达含药层的通道。可在贴片和背衬28之间设置内部具有开口的防粘层，以当反复取下背衬28时，有助于保护贴片25的上表面26。可选择地，贴片可以取下，补充药物，然后再重新施加到皮肤上，在这种情况下，不渗透背衬28可永久地施加在贴片25上。在这种情况下，仅需在贴片25的下表面27上涂有粘合剂。但在另一个实施例中，在贴片25上可能没有象层28这样的不渗透背衬，这样，例如，在没有不渗透背衬的情况下，所选药物可连续地给药，或者贴片的吸收率足以使药物保持在贴片内。
可用于或改制用于本系统和方法的其它透皮贴片的实例包括Nicoderm和Duragesic贴片。
图1中示出的透皮加药系统20包括一个加药器或分送器30，所示出的分送器是用于将流体状的化学组分或直接分送到皮肤24，或分送到贴片25的加药器中。该加药器30包括主体32，该主体可以通过连接装置连接到一个矩形加药头34上，连接装置如中空球和承座连接装置35，该连接装置允许加药器头34相对于主体32绕枢轴转动。为确保均匀且可控制地将化学组分施加到皮肤24或贴片25上，示出的加药器头34在其相对的两端设置有一对隔离杆36和38。可选择地，可采用一系列离散的隔离突起或突块，或者辊子或轮子(未示出)。在另一个可选择实施例中，在贴片25上可形成一个或多个隔离物，或者在输送生物活性剂期间，可在分送器头34和贴片上表面26之间放置一个单独的隔离单元(未示出)。虽然示出的加药器30包括一个单独的主体32和加药器头34，显然在一些实施例中，更简单的设计可省去连接装置35，从而加药器成为一个整体件。
如图3所示，加药器头34包括一个或多个喷射头，如流体喷射头40、42、44和46。喷射头40-46可按照热喷墨技术的原理，采用压电喷射技术或其它喷墨技术领域的技术人员已知流体喷射技术的方式进行构造。实际上，有些化学药品的喷射可以得益于热喷墨技术，因为升高的温度可活化药剂。相反，另外一些药剂当在热系统内受热时可能会化学降解并失去部分或全部生物活性，而这些组分最好采用压电或其它非热喷射头技术进行分送。优选地，隔离杆36、38使喷射头40-46和贴片25的暴露的上表面26或皮肤24之间距离保持大于约30密尔(30×10-3英寸)，例如1-3毫米，或甚至3-5毫米或更大。当贴片由于吸收要施加的流体而膨胀后，0.2-2.0毫米的优选间隔可在贴片上实现平滑均匀的流体施加。此外，该喷射头到接收表面的间距有利于防止喷射头40-46与贴片25产生不必要的接触，从而保护喷射头，避免来自贴片表面的纤维或其它碎片进入打印头喷嘴。喷嘴和贴片之间适当的间隔还避免了喷嘴中药物的毛细管毛细作用，该毛细作用可导致无意的或不想要的向贴片给药。上述喷嘴中碎片或其它纤维可潜在地损伤喷射头的喷嘴，导致喷嘴全部或部分堵塞以至于不能分送所需的足够流体。这些碎片还可导致小滴方向错误，从而不能滴到贴片的目标区域内。加药器头34还可包括一个反馈机构，例如一个可由加药器30用于闭环系统(将在后面进行描述)的机械传感器或光学传感器48。
由喷射头40、42、44和46分送的流体可分别贮存在可更换的流体贮存器50，52，54和56中。如图3中特定实例所示，贮存器50-56可插进在主体32内形成的接收槽中。在将贮存器50-56插进主体32后，一个多导管流体管状系统58将来自贮存器50-56的流体通过中空球和承座连接装置35传送至加药器头34。如图3所示，多导管系统58可包括四个分离的流体导管，例如穿过加药器头34的管道装置，或在加药器头内通过模制、钻孔或者其它方式形成的导管，如导管60、62、64和66。在示出的实施例中，导管60、62、64和66将分别来自贮存器50、52、54和56的流体输送到它们各自相连的喷射头40、42、44和46中。
为在加药器未工作期间保持喷射40-46较湿润和通畅，加药系统20可以包括一个保护性喷射头存储和/或保养件68，在示出的实施例中，该件68为矩形，以与矩形加药器头34相配合。头存储件68具有四个喷射头密封件，例如弹性体或泡沫塑料帽70、72、74和76，这些密封件分别用于密封喷射头40、42、44和46，例如采用各种喷墨技术领域的技术人员已知的打印头帽设计。为保持帽70-76与其各自的喷射头40-46相对，存储件68可包括一个锁定装置，如一对与加药器头34相配合以有选择地将件68连接到加药器34上的夹子78。
在更复杂的实施例中，存储件68还可包括一个或多个喷射擦拭器，如弹性体擦拭器80、82和86。在一个只有帽70-76的存储件68实施例中，存储件68可通过沿平行于Z轴的方向移动定位在加药器头34的上面，锁定件78具有卡扣装置，以将件68稳定地保持在适当位置上，并使每个喷射头40-46稳定地抵住它们各自的帽70-76放置。这种具有泡沫塑料帽的加帽系统可以按照目前授予Hewlett-Packard公司的美国专利US5,635,965中所描述的进行制造。更复杂的复合存储和保养件68可具有这样的锁定件78结构该结构使得件68沿平行于负Y轴方向施加到加药头34上，且沿平行于正Y轴方向移开。这种在加药头34上横向施加存储和保养件68的方式使得弹性体擦拭器80-86能够在件68施加以及当摘下帽后移去保养件时，擦去喷射头40-46上的液体或其它残余物。当存储/保养件68具有擦拭功能时，需要有一个铰接的或另外的可缩回以向下折的保养件后壁部分88，这样，当件68安装时，头40-46首先与擦拭刮板80-86接触，且当件68移开时，与头40-46最后接触的接触物为擦拭器80-86。
如图1所示，加药器30包括一个随机携带的喷射头控制器100，其为方便起见仅示意性表示。控制100和喷射头40-46均由随机携带的电池存储系统供电，电池存储系统可放置在主体32内，或者加药器头34内，也或放置在两者内。可选择地，也可采用外部电源供电，如采用标准电源插座。当然，对于一些易于携带和使用的实施例而言，优选采用可充电或可更换电池。控制器100向喷射头40-46发出加药发射信号，喷射头40-46喷射分别来自贮存器50-56的流体以响应该信号。在一个简易实施例中，加药器30可包括一个ON/OFF电源开关102，控制器100响应该开关开始和/或结束流体喷射过程。可选择地，开关102可仅需起到开的作用，控制器100确定要从喷射头40-46喷射的流体准确量，而后当所选剂量已分送完后自动停止喷射。
在一个更复杂实施例中，加药器30可包括一个输入键区104，如一个字母或字母数字键区。利用键区104，医师、护士、药剂师或其他医务人员，或者流体将要施加的对象22可输入加药头34分送的各种流体的不同剂量。加药器39还可包括显示屏，如液晶显示器105，以显示采用键区104选定的哪一选项。可选择地，也可不设键区104，控制器100按照程序在屏幕105上显示各种选择。采用一对滚动键106和108可以在屏幕105上滚过指令或选项，或者沿屏幕105上下移动，在屏幕上包括如所需的剂量、用药频率和潜在的副作用等信息。
显示屏105还可显示沿屏幕上部邻近按钮102、110和/或112排列的各种选项，这使得用户能够通过按下一个或多个这种按钮就可选择具体药物或剂量。可选择地，按下其中一个按钮可显示一个具体情况的发生，如将会导致需要改变(例如减少)后续剂量的不良药物反应，或者显示表明需要改变药物剂量的情况(如进行体检)。控制器还能按照编制的程序防止未经许可的剂量改变，例如受控物质的剂量增加到超过处方医师所允许的剂量。可选择地，控制器可允许一定剂量范围的给药，例如根据疼痛的严重程度来施加各种剂量的鸦片疼痛缓解剂。
如图3所示，一种初始编程控制器100或提供剂量和其它信息的更方便的方法是采用一个计算机输入导线114，该导线可有选择地连接到主体32的插座上，以将外部计算机、微机或其它输入设备115与控制器100连接起来。很明显，在外部计算机设备115和控制器100之间的通信可采用其它连接装置，如采用红外信号、无线电波和调制解调器等。例如，病人可下载存储在该设备中关于自制剂量给药或常见症状(正如通过例如在该装置上按下哪个按钮，和/或所按按钮的模式和频率所指示)的信息。该信息可通过调制解调器传送到医师或其它医疗保健提供者的办公室，在那里该信息可显示(以电子或其它形式)给一位医疗保健专家，从而可采取适当的治疗措施。例如，如果注意到虽然进行了一种特定药物的治疗剂量的给药，症状还在加重，就会考虑采用一种新药或重新考虑已用药物的给药剂量。
可选择地，如图2所示，主体32可形成一个尺寸适于插入输入设备(如闪存卡118)的输入槽116，该输入设备存有控制器100的输入数据。实际上，闪存卡118与控制器100联合使用的结果是加药器30的其它输入设备只有ON/OFF开关102。可选择地，该开关可只是一个ON开关，控制器100在完成选择剂量给药后停止流体施加。
因此，在一加药器30的实施例中可仅有一个ON开关102，并且该加药器30在交付给病人之前，例如在医生的办公室或药房处，全部通过外部计算机115进行编程。在另一实施例中，加药器30可在出售时仅配置一个ON开关102，以及与医师或药师提供的一个或多个流体贮存器50-56一起成套提供的闪存卡118。在该实例中，该成套装置包括一个或多个贮存器50-56，一个闪存卡118，并且还可包括备用的贴片25，或者贴片可单独购买。可选择地，在该成套装置中可提供上述配件的任何形式的组合。
虽然每个流体贮存器50-56可携带不同的生物活性剂，但也可较为方便地在每个贮存器中携带同一种药剂，控制器100施加第一个贮存器50中的流体直至该贮存器排空，然后施加第二个贮存器52中的流体，一直这样继续下去。在该同种流体实施例中，最好是使加药器30向人22或陪同人员指示出何时流体从最后的贮存器(例如贮存器56)分送。该指示可以为在屏幕105上显示的方式，或者简单地采用在主体32上安装指示灯或一列指示灯的方式。例如，当容器50-56内活性剂的供给量较低时，开关102可由背景光照亮转换成红色。可选择地，指示器可以是声音信号，如嘟嘟声或蜂鸣声，或者触觉信号，如类似于寻呼机中所使用的振动或振荡信号。
如上面简要提到的，加药器头34也可包括一个构造成用于各种不同用途的光学传感器48。例如，光学传感器48可以确定存储/保养件68是否处于保护加药器头34的位置。当处于该位置时，就可能需要控制器100定期地清除喷射头40-46中的流体，保持帽70-76的湿润以及清除喷射头嘴中的干燥堵塞物或部分干燥流体，或者防止任何无意的或不需要的活性剂的给药。此外，光学传感器48可指示控制器100喷射头40-46是否位于裸露的皮肤24上，或者位于贴片25的暴露表面26上。在一些实施例中，为从衣物或其它织物中识别出贴片25，贴片25具有一个由可见指示物处理的暴露表面26，如一层可由传感器48检测到的红外或紫外墨水涂层。
图4的实施例进一步地，光学传感器48可与图4所示的分段垫片120一起使用。垫片120被分成若干区域，在此示出的为四个区域122、124、126和128，这些区域彼此由非吸收区130隔开，在该对称的实施例中非吸收区以加号(+)表示。四个吸收区122、124、126和128中的每一个分别有一个识别标记132、134、136和138。贴片120可涂覆一层防水层，如上面所描述的层28。光学传感器48可用于识别不同的确认标记132-138，并将从贮存器50-56中选定的对应流体施加到选定的带有各自标记132-138的区域122-128上。例如，美国专利US6,036,298中公开的可识别黑色、深蓝色、紫红色和黄色的光学传感器。每个标记132-138可采这些颜色中的一个不同颜色，控制器100识别每个不同的标记，并且将来自喷嘴40，42、44和46相应流体分送到与适当颜色相连的贴片的选定区域。此外，如果将色彩、颜料或其它着色剂添加到贮存器50-56的流体中，光学传感器48可用于分辨哪种药剂已预先由加药器30施加到贴片120上，从而允许控制器将更多的同种流体施加到该区域，而将不同的流体施加到另一区域，或者不再在预先施加的区域施加流体。可选择地，当药物离开贴片120时，底层中颜色的变化可由光学传感器48感应到，而且这种颜色变化可用于指示控制器100必需向贴片120分送另外的药物。
在贴片120的一些实施例中，如图4所示，贴片120可由无纺材料制成，其制成具有可吸收的选定区域和非吸收的其它区域。在示出的实例中，贴片120由非吸收分界区130分成四个吸收象限122、124、126和128。虽然示出的是圆形贴片，显然贴片120可具有其它形状，且每个区域122-128无需对称，而是可以为不同尺寸和/或形状。在无纺织物领域中制造吸收和非吸收区域的一种方法是将垫片120制成多层垫片，通过沿分界区130加热将多层粘合在一起。通常无纺织物，如聚乙烯和聚亚安酯织物，在制造时是防水的，而透水或吸收区通过在区域122、124、126和128内添加表面活性剂而形成。
在一些实施例中，最好在垫片120上设置不同的标记或记号，如分别在吸收象限122、124、126和128内出现的标记132、134、136和138。标记132-138可制成在向垫片120施加生物活性剂后改变颜色。这样，单一药剂系统的使用者可在同一天的不同时间施加药剂。无需不断揭下用过的贴片更换成新贴片这一烦人、耗时且引起刺激或疼痛的过程，在一整天中可只使用一片贴片120，流体按照不同时间间隔(如prescribed间隔)施加到不同象限122-128中。贴片120可每天或甚至更长时间更换，以延长贴片的有效寿命。在一些实施例中，一片贴片可保持在适当位置数天或甚至数月。
此外，通过在施加生物活性剂后使标记132-138改变颜色，或改变外形，病人22可得到清楚的视觉指示或提示，从而知道是否施加了某种剂量的药剂。可选择地，标记132-138可进行彩色编码，或者与显示在不同流体贮存器50-56上的标记一起提供。例如，每个标记可为一种与流体贮存器50、52、54或56的颜色对应的颜色，或为垫片120顶部防粘层的明显形状切刻，如字母A、B、C和D，每个字母可对应一个特定流体贮存器。每个贮存器的外表面也可设置标识，如条码，其可由分送器中光学传感器识别，以确保从每个贮存器中分送的是正确处方药剂。
进一步地，虽然示出的加药器30显示为一种较大的能够分送至少四种不同流体的装置，显然机箱的结构可以简化和改变以提供更紧凑的装置，特别是对于施加单一流体而言。这种更紧凑的装置可容易地藏在手掌中，适于更为零散地施加组分，如当在购物、会议或其它公共场合需要给药时，特别是如果贴片放置在宽松合适衣服下面的方便的位置处。
使用时，透皮给药贴片25或120贴到对象22的皮肤上。不透水背衬28从贴片25、120上揭下，而加药器20施加到贴片上，隔离件36、38放置在皮肤上。然后加药器20启动，通过按键102手动或者由加药器20中传感器自动地从加药器20向贴片25、120施加生物活性剂。这种加药可在一天内发生几次，或者间隔更长。加药器要通过编程提醒用户(例如通过可听见的蜂鸣声)使用加药器或在贴片25、120内补充药剂。
图5-7的实施例一个更紧凑的分送器200的实例如图5-7所示，其中，该分送器直接向对象的皮肤施加生物活性剂，无需中间的贴片。分送器200施加到待给药对象的前臂202上。在示出的实例中，分送器200安装在缠绕在前臂202的绑带204的合适位置上。弹性密封件205环绕延伸于分送器200的基底部，同时起到隔离件的作用，并且在喷射头和皮肤之间形成一个基本上封闭的腔室。虽然所示出的分送器200是贴在手臂202上，分送器200也可施加到具有足够渗透性以接收生物活性剂的身体其它部位(如躯干或腿部)。还可采用许多不同固定装置来替换绑带204，如吸力装置或粘合剂。例如，可在密封室205内产生相对的真空，以使分送器200保持在适当位置，例如如果所形成的密封是用作吸盘装置。
分送器200包括一个可拆卸、可更换、和/或可补充的模块206，该模块包括一个容器208和一个扩大的端板210(或其它利于拆卸的装置)，该端板适于抓握，以便在分送器200上操纵、插入和拆卸模块206。具体如图6中所示，容器208有一个用于容纳生物活性液体(如药物)的上部存储腔室212，和一个下部压电分送器部分214，该压电分送器部分214包括通过多个小孔216与存储室212相通的压电室215阵列。如图7所示，穿过分送器200的下表面设置有多个小滴喷嘴，以形成分送器喷嘴阵列218。每个腔室的一个或多个壁的至少一部分为当电流通过时可膨胀的压电元件。腔室215足够小，以使由存储室212供应到腔室215中的液体保持在每个腔室215中(例如通过表面张力或反向压力)，直到该液体由于压电元件的膨胀而射出。压电元件的膨胀减小了腔室215的容积以喷射出细微的规则的液体量。
在分送器200内壁上固定有一个控制器220，如可编程芯片形式的控制器。信息可预先编程存入到控制器220上，或者控制器220可由按下分送器200外部的键222来启动。可选择地，控制器220可由一个与控制器220通过分送器200的外部端口(未示出)通信的计算机进行编程。控制器220能够有选择地启动不同压电元件以从每个腔室中喷射液体，并且还可以通过调节流过压电元件的驱动信号来精确地改变喷射的液体量。控制器220还可以与一个或多个远处的监视对象状态的一个或多个参数的生物传感器(如图5中所示的夹在对象手指上的脉搏血氧计224)通信。脉搏血氧计224可通过导线(未示出)或其它远程通信设备，如红外或无线电通信，向控制器220提供关于脉搏率和血氧水平的信息。
操作时，模块206放入分送器200内，分送器200施加到对象皮肤上并由锁定带204缠绕固定到前臂202的合适位置上。弹性密封件205提供基本上不透水的密封，以有助于在分送器200和皮肤之间形成封闭腔室。然后，按下键222以启动控制器220，控制器220向选定的压电元件发出一个或多个电信号，以使压电元件按照选定的次数改变形状或其他特性，并产生振动，从而使相应压电腔室215射出一个或多个小液滴。射出模式可通过选择性地驱动不同压电元件来控制，但在一个实施例中，同时驱动全部压电元件以从全部分送器喷嘴218喷出小滴。非常小的液滴尺寸在分送时例如由于表面张力能够在皮肤附近产生细小的滴雾。施加的液体然后由于透皮流动(transdermalflux)而流进皮肤内，以传送生物活性剂。
液滴的排出每隔一段选定的时间重复一次，例如每几秒钟、几分钟、几小时或几天，以在皮肤表面提供药物浓度梯度，该浓度梯度足以提供穿过皮肤屏障的透皮流动。通常，所施加的液体量不足以导致皮肤表面上的液体淤积，虽然这种淤积在某些实施例中无疑是一种选择。在这种方式中，分送器可更换透皮贴片25、120，从而避免贴片老化和位置移动(如因洗澡或出汗)的问题。在一些实施例中，分送器200有效地变成一个能够在短时间内取下(如因为洗澡)后再贴回去的机电贴片，而不是象传统贴片那样随着长时间的使用或暴露在潮湿环境中而老化或变得失去粘性。分送器200还可提供长时间给药，数天、数周、数月、或甚至数年。全部所需要做的只是当模块206耗尽时进行更换或补充。
机电贴片还可编程以进行不同时间的多种不同药物的给药。在这种实施例中，模块206可包含多个容纳不同待给药药物的不同子分隔间。这些不同的子分隔间向不同压电腔室215提供不同液体，压电腔室215能够选择性地受到驱动以同时或者在不同时间分送不同药物。需要复合药物治疗的病人，例如在每天的多个不同时间用多种不同药物，将得益于控制器220进行药物跟踪和给药的能力。此外，当药物剂量治疗方案由于对象的病情改变而改变时，控制器220可以重新再编程。剂量方案甚至可以根据改变的临床参数(如实验室测量结果)而自动和/或远程改变。
机电贴片200因能够针对配带者变化的病情几乎立即作出反应而具有更为强大的多功能。施加到对象上的传感器，如脉搏血氧传感器224(图5)，可向控制器220提供实时反馈以改变剂量方案。例如，如果要分送的药物之一是克隆尼丁(其减少肾上腺素的刺激)，则传感器224提供常与肾上腺素的刺激程度有关的脉搏率的连续反馈。在临床校正情况下，克隆尼丁的给药剂量可与传感器224检测到的脉搏率相关，因此当脉搏率上升时剂量增加，当脉搏率下降时剂量减少。可选择地，如果分送的药剂为一种对呼吸率具有潜在副作用的鸦片止痛剂，则如果血氧水平下降到低于一预定值，如94％，将会停止进一步的给药。
虽然这里将机电贴片分送器200作为传统透皮贴片的替代进行描述，但其也可与贴片25、120这样的贴片一起使用。在这种实施例中，分送器200用于向贴片25或120施加药物，贴片25或120保持药物与皮肤接触直到药物的透皮流动发生。贴片中的药物可反复由分送器200进行补充。
在另一些实施例中，分送器可以是电离子透入分送器，其中离子化药物在所施加电流的作用下透过皮肤。可选择地，可通过超声透入法或声纳透入法来促进药物透过皮肤，其中药物分子在声波能量，如施加到皮肤目标上的超声波的作用下透过皮肤。电离子透入和超声透入药物输送在RemingtonThe Science and Practice of Pharmacy的第1584页中详细公开了。
虽然示出的加药器200显示的是由绑带204固定到对象上，在其它实施中，用胶带将加药器200(可能为较小或一次性类型)粘附到对象上更为便利，例如在宽松的上衣或衬衫下进行零散给药。如上所述，加药器200可以与一个远程传感器连接，或者可以包括一个传感器，如图3中的光学传感器，或者机械传感器，如上面简要提到的。例如，可采用象加速器225那样的机械传感器监视对象的身体参数，这种机械传感器用于监视心率、呼吸短缺/呼吸过快，或在日常应用中更为实用的，监视对象的活动。例如，那些慢跑或进行运动的人与进行书案工作、看电视或睡觉时相比，可能需要提高所用药物的剂量，此时机械加速器传感器225监测个体的惯性变化(当活动时反弹较大)。为响应机械传器225产生的增加的活动信号，控制器220立即在这些增加的活动期间进行更多给药。
在另一些实施例中，加药器200可通过按下按钮或开关222或另外的开关启动，例如响应需要额外剂量或增加剂量给药的活动情况。在这种实施中，按钮222可标记上需要增加剂量的情况或症状。例如，按钮222可标记为“疼痛”，以表示疼痛症状，如胸痛、头痛或恶心，或者标记为“缓解”可能更为乐观。上述活动情况的例子可以是吃饭、用劲的身体活动，如手工劳动、体育运动或慢跑。实际上，可设置几个按钮来指示各种活动情况，每个可进行不同剂量或不同药物种类的给药。在另一个实施例中，生物活性组分可能不是用于治疗一种症状，而是用于各种身体活动情况，该生物活性组分可以是一种体能增强组分，如一种设计用于提高能量的药剂。
图8的实施例图8示出了根据本发明所构造的透皮加药系统300的另一个实施例，该系统用于向对象或病人304的皮肤表面302施加生物活性物质或药剂301，其可优选采用与上述贴片25结构相同的贴片305。生物活性剂301存储在远处的贮存器内，在此显示为弹性袋306，如一个与在医院、救护车、疗养院等处用于对病人进行静脉输液(“IV”)的输液袋类似或相同的塑料袋。该示出的容器306最好包括一个固定结构，如孔眼308，其可用于将容器挂在传统的IV架上，使得系统300易于替换传统的IV。
图8中示出的透皮加药系统300包括一个加药器或分送器310，其可与上述加药器30和200的结构相同。图8中的加药器310显示了热流体喷射系统的内部工作方式的一种结构，类似于打印领域中热喷墨打印头所用的结构，例如在已转让给本受让人，Hewlett-Packard公司的美国专利US5,420,627中所描述的结构。加药器310包括一个限定馈送腔室314的主体312，该腔室通过流体导管(如图8中部分示意性示出的管315)接收来自墨水贮存器306的生物活性流体301(在图8中标记为“生物剂”)。流体喷射机构316优选在腔室314内居中，并通过粘合剂或其它粘结剂粘接到柔性聚合带318上以定位，带318可以是例如可从3M公司购得的Kapton带、Upilex带，或其它喷墨领域技术人员公知的等同材料。在带318内通过例如激光烧蚀技术形成至少一个，但最好是多个流体喷嘴孔或口320，这样所示出的带318起到喷嘴口板的作用。在主体312和带318之间的粘合剂可以是环氧树脂、热熔剂、硅树脂、紫外固化化合物(UV curable compound)、上述物质的混合物，或它们的结构等同物。
墨水喷射机构316包括一个硅树脂底层322，该底层含有为每个喷嘴320提供的分别加电的薄膜喷射电阻324，每个电阻通常位于其所相关的单独喷嘴320的后面。喷射电阻324当由一个或多个启动信号或喷射脉冲325有选择地加电时起到欧姆加热器的作用，启动信号或喷射脉冲由控制器326通过由聚合带318携带的导线(为清楚起见省略)传送。控制器326可如上述图1和5中的控制器100和220的描述进行工作。在示出的图8实施例中，控制器326从病人监视器330接收病人情况输入信号328，监视器330可以是一个监视对象情况的一个或多个参数的远程生物传感器，类似于图5中的脉搏血氧装置224，或采用收集关于病人血压、氧气水平、呼吸等信息的常规医院病人监视装置。
墨水喷射机构316还包括一个可采用常规光刻技术在底层322表面上形成的阻挡层332。阻挡层332可以是光阻材料层或其它聚合体层，其与带318一起形成一个围绕在相关喷射电阻324周围的蒸发室334。阻挡层332通过薄粘结层(如未固化的聚异戊二烯光阻材料层)粘结到带318上。来自馈送腔室314的流体301流过一个或多个馈送通道336，围绕底层322的边缘流入蒸发室334。当喷射电阻324加电时，蒸发室334内流体301喷射，如射出的生物活性流体小滴338所示。在示出的实施例中，所显示的流体小滴338穿过在喷嘴口板带318和贴片305之间的空气间隙，该空气间隙由间隔件，如所示出的从加药器体312伸出的隔板340和324形成，例如以上述图1-3中的隔板36和38的同样方式。可选择地，弹性边缘，如图5中的边缘205，可用于代替隔板340和342，不论是否采用贴片305。
在操作中，当使用时，分送器310在使用时通过管道315以一定时间间隔(如控制的或所选择的间隔)向贴片305提供准确、计量剂量的生物活性流体301。贴片305吸收流体301并使该流体保持与病人皮肤302接触，以实现生物活性液体301的透皮输送。在该方式中，可无需反复将分送器施加到贴片上，就可实现长期向贴片305输送药剂301。
图8中示出的透皮加药系统300更适用于在医院、诊所或其它卫生保健输送设施中进行给药，在这些场所中需要对对象进行长时间给药。而且任何进行过静脉内输液(IV)的人都知道将针插入他们的静脉内是很痛的，在IV输液中伴随有疼痛和要将针保持固定到手上的麻烦。急救医务人员经常要试图将IV针插入到低血压的创伤病人身体内，而在该病人身上找到活静脉常常是困难的。治疗老弱病人的医学人员经常遇到同样的困难，而且病人要遭受探查静脉的扎针痛苦。很明显，透皮加药系统300通过提供一种无创施加药物或其它生物活性剂而为病人和医务人员等缓解了这些问题。
图9的实施例图9示出了透皮加药系统的另一个实施例，该系统采用例如图5中加药器200，且与施加到对象404皮肤402上(这里是施加在皮肤的瑕疵上，如疣405上)的生物活性组分吸引剂，如乳霜、软膏或油膏400一起产生作用。加药器200是以举例说明的形式示出的，很明显加药器30和310也可与乳霜400一起使用，此处示出的是没有使用贴片25、120、305。这里，我们可以看到，加药器200向在喷射头上的喷嘴218(见图6和7)、病人皮肤402和密封边缘205之间形成的腔室408内喷射生物活性流体小滴406。小滴406聚集成水洼406’，其如箭头408、410所示由乳霜400的流体亲和力拉向疣405处。流体406’和乳霜400混合在一起，从而使该流体透过乳霜接触到并治疗疣405。在这种方式中，生物活性吸引乳霜400帮助将治疗流体408拉向被治疗位置，此处为疣405。生物活性吸引乳霜、软膏或油膏的实例包括以商标名Recepta-gel出售的产品，以及二甲基亚砜(“DMSO”)。这种生物活性组分吸引剂400还可增强生物活性组分406’的渗透性，例如，采用与DMSO或甘油作用以增强生物活性剂406’的透皮流动来输送到疣405上相同的方式。因此，当作为可补充的成套装置提供时，携带有治疗流体406的新模块可与乳霜400的容器一起供应，例如装在可分开容器中，类似于同时提供芥末和蕃茄酱的容器，或者装在可再封管中。
结论在本发明的范围内可有多种装置和方法的其它变形。例如作为从喷射分送器中喷射时将生物活性剂与另一种药剂(如另一种生物活性剂，例如象DMSO这样的渗透剂)混合的替换，这些药剂可在喷射前进行混合(例如，如授予索尼公司的美国专利US5,980,014中所示出的)。而且，作为在输送前混合生物活性剂的替换，生物活性剂中的一种可施加到皮肤表面，或者渗透剂可提供于垫片自身中。例如，DMCO或其它药剂可施加到皮肤上，或者可提供于贴片内，以增强要输送到皮肤或垫片上的生物活性剂的透皮流动。另一种变形为采用光学传感器48读取病人身份标识，如病人医院识别手镯上的条码，该病人信息而后可由控制器100用于调整给药剂量和/或种类。这种系统避免了对病人的意外错误给药。作为另一个举例，所给出的附图中显示的实施例解释说明了下面的权利要求书所涵盖的原理和概念，而且很明显，加药器可构造成比此处所示的更大或更小。
本说明书已描述了几个具体的实例，其不是限制性的。相反，这些实例是用于解释说明落在下面的权利要求书范围内的一些实施例。
权利要求
1.一种用于将生物活性组分透皮肤输入到皮肤目标(24)上的加药器(20)，包括一个喷射分送器(30)，该分送器包括一个喷嘴(40，42，44，46)和一个保持并输送所述生物活性组分至所述喷嘴(40，42，44，46)以通过该喷嘴进行喷射的容器(50，52，54，56)；以及一个在生物活性组分向目标(24)喷射期间位于分送器喷嘴(40，42，44，46)和目标(24)之间的隔离件(36，38)。
2.根据权利要求1所述的加药器(20)，其中隔离件(36，38)由分送器(30)支承或固定到皮肤目标(24)上。
3.根据权利要求1所述的加药器(20)，还包括用于向皮肤目标(24)加药的带粘性的加药器贴片(25)。
4.根据权利要求1所述的加药器(20)，其中加药器(20)是一个用于透皮输送能够透皮流动的生物活性组分的加药器。
5.根据权利要求1所述的加药器(20)，其中分送器(30)是一个热小滴喷射分送器或压电小滴喷射分送器。
6.根据权利要求1所述的加药器(20)，还包括一个在选定时间自动从分送器喷嘴喷射生物活性组分的控制器(100)，其中该控制器(100)由微处理器编程来在预定间隔分送生物活性组分。
7.根据权利要求1所述的加药器(20)，其中该容器包括多个可从分送器(30)上拆卸的容器模块(50，52，54，56)，且生物活性物质为液体或粉末状，而且生物活性物质可选择地包括渗透增强剂，如二甲基亚砜(DMS0)，该增强剂促进另一种生物活性物质的皮肤渗透。
8.根据权利要求4所述的加药器(20)，其中生物活性组分为硝酸盐，抗高血压药，止痛剂，激素或它们的相似物，或尼古丁或其相似物。
9.根据权利要求1所述的加药器(200)，还包括一个保持分送器与皮肤目标(202)长时间接触的连接件(204)。
10.根据权利要求1所述的加药器(200)，其中皮肤目标(202)包括覆盖作用对象的皮肤；以及隔离件包括一个密封件(205)，如一个连续弹性体密封，当分送器与皮肤接触时，该密封件有选择地使分送器基本上密封地抵住皮肤以形成基本上封闭的腔室。
11.根据权利要求1所述的加药器(20)，还包括指示分送器(30)内生物活性组分消耗程度的指示器灯(102)。
12.根据权利要求1所述的加药器(200)，其中皮肤目标(202)包括覆盖具有可测量参数的作用对象的皮肤；以及加药器还包括一个用于监视该作用对象的所述参数并响应该参数生成信号的生物传感器(224)；和一个响应所述信号从分送器喷嘴自动分送或停止分送生物活性组份的控制器(220)。
13.根据权利要求12所述的加药器(200)，其中生物传感器(224)包括一个测量脉搏率和/或血氧水平的脉搏血氧装置。
14.根据权利要求1所述的加药器(20)，还包括一个或多个显示关于所述组分信息的显示器(105)；接纳存有关于所述组分给药剂量信息的记忆存储器(118)的接口(116)；接收关于所述组分给药剂量信息的键盘输入区(104)；可编程控制器(100)。
15.根据权利要求1所述的加药器(20)，还包括支承所述容器(50，52，54，56)的主体(32)；支承所述一个喷嘴或多个喷嘴(40，42，44，46)的分送头(34)；和可选择地，将所述主体(32)和所述分送头(34)连接在一起的活动连接装置(35)。
16.根据权利要求1所述的加药器(20)，还包括一个光学传感器(48)和一个与所述光学传感器(48)通信的控制器(100)，其中所述目标(120)随着生物组分的输送改变颜色；以及所述光学传感器(48)检测所述颜色改变并且响应该颜色改变，控制器(100)停止喷射所述组分，或开始喷射所述组分。
17.根据权利要求1所述的加药器(20)，还包括一个位于所述喷嘴(40，42，44，46)和所述目标(24)之间的皮肤贴片(25)，其中该皮肤贴片由承担所述组分输送的吸收材料制成。
18.一种用于填充加药器(30)的成套装置，其含有喷射嘴(40，42，44，46)和通过从所述喷嘴向对象喷射进行皮肤输送的生物活性组分，该成套装置包括一个容纳生物活性物质的容器(32)，该容器具有一个接口(35)以使容器与加药器(34)流体连通，从而将所述组分输送至喷嘴；一个皮肤贴片(25)，其放置在对象上，以便当其与所述喷嘴处于所选间隔距离时接收来自所述喷嘴(40，42，44，46)的所述组分；以及可选择地，将生物活性组分从加药器(30)分送到贴片(25)上的指令和分送容器(32)内的生物活性组分。
19.根据权利要求18的成套装置，其中容器(32)包括一个具有喷嘴(40，42，44，46)的喷射分送器(34)，其中容器(32)将生物活性组分输送到所述喷嘴以通过喷嘴喷射。
20.一种向对象进行生物活性组分给药的方法，该方法包括向对象的皮肤表面(24)施加一个喷射分送器(30)，该分送器(30)包括一个装有生物活性物质的容器(32)；从分送器(30)通过至少一个喷嘴(40，42，44，46)向皮肤表面分送生物活性组分；和在保持在皮肤表面(24)上的皮肤贴片(25)上或在分送器(200)和皮肤表面(202)之间提供一个密封件(205)，以在分送器和皮肤表面之间形成基本的密封腔室，从而保持生物活性组分长时间地与皮肤表面(24)接触。
21.根据权利要求20所述的方法，其中皮肤贴片(25)是一种带粘性的皮肤贴片，该贴片在从分送器分送生物活性组分之前施加到皮肤表面(24)上，其中皮肤贴片(25)可选择地包括一个可选择性取下的盖(28)，该盖在将生物活性组分分送进贴片(25)前取下，并且可选择地随后盖回到贴片(25)上以提高贴片(25)内的生物活性组分的保持力。
22.根据权利要求20所述的方法，其中分送器(30)是喷射分送器。
23.根据权利要求22所述的方法，还包括间歇地向贴片(25)分送生物活性组分，以从贴片向对象提供持续的生物活性剂量，而且在分送时，生物活性物质可选择地与另一种生物活性物质或增强剂混合，即可在喷嘴和所述贴片(25)之间混合，也可在所述贴片(25)内混合。
全文摘要
本发明通过热或压电喷射分送器(30)向皮肤输送生物活性剂。分送器(30)向皮肤(24)推进精确量的小滴，这些小滴在皮肤上施加局部或表面影响，或透过皮肤(24)用于透皮全身输送。药物即可直接输送到皮肤(24)上，也可引入一个透皮贴片(25)。分送器(30)可用于向透皮贴片(25)补充药物而无需更换贴片。分送器中的控制器(100，200)能够准确地控制多种不同药物的输送，并且能够通过编程根据病人病情的变化改变药物治疗方案，例如根据传感器的信息。在一些实施例中，分送器用作机电贴片。
文档编号A01K13/00GK1561242SQ02819129
公开日2005年1月5日 申请日期2002年4月24日 优先权日2001年9月28日
发明者R·L·皮库普, C·C·罗, W·D·诺南 申请人:惠普公司