用于释放活性物质的方法和活性物质释放系统的制作方法

用于释放活性物质的方法和活性物质释放系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于释放流体活性物质的装置，其包括容纳流体活性物质的至少一个中空空间，由此该装置容纳水和还原剂，它们处于或能够被做成处于连通，使得水和还原剂的化学反应在装置中产生气体，并且该气体有效地与流体活性物质连通，使得如此产生的气体压力将流体活性物质压迫到中空空间(2，14)的至少一个开口(22)之外从而到所述装置之外。本发明还涉及包括所述装置的医用植入物，由此医用植入物优选是髋间隔器或膝间隔器，以及一种用于从医用植入物的中空空间释放流体活性物质的方法，其中通过液体水和还原剂的化学反应产生气体，并且产生的气体压力用于将流体活性物质排出到中空空间的至少一个开口之外。
【专利说明】用于释放活性物质的方法和活性物质释放系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于释放活性物质的装置，以及用于释放活性物质的方法和包括所述装置的医用植入物。
【背景技术】
[0002]该装置和方法被设计用于活性物质的活性连续释放，特别是用于抗生素制剂的局部释放。活性物质释放系统能够以间隔器(spacer)的形式使用，作为间隔器的活性成分，并且还作为植入物。作为一个原则问题，所述方法和装置不是被设计用以被摄取的，而是借助于具有被植入体内的活性物质用容器的装置来实施的。更具体地，本发明涉及被用作体内的内假体的中间更换以对抗周围组织的感染的所谓间隔器。
[0003]骨水泥型和非骨水泥型的总关节内用假体(TEP)是目前骨科最先进的技术。不幸的是，TEP与少数的早期和晚期感染相关联。受感染的TEP通常需要修正手术。所述修正手术可以被划分为单阶段和两阶段操作。两阶段修正手术涉及首先移除受感染的TEP，接着是对受感染的骨与软组织的清创术，随后插入作为临时占位器的间隔器。在此背景中，通常使用工业上预先制作的间隔器，其可能含有抗生素，或使用由PMMA骨水泥制成的定制间隔器，其由外科医生自由地或通过使用铸造模具来成形。所述间隔器能够以患者特定的方式通过PMMA骨水泥的定制掺杂来制造，在它们中使用有根据感染下的病原体的抗生素属性的抗生素。
[0004]间隔器通常停留在患者体内数周的时间，通常为6至8周，直到感染消退。随后，在第二次手术中移除间隔器，周围的组织再次受到清创术，然后插入骨水泥型或非骨水泥型的修正假体。
[0005]除了可能含有一种或多种抗生素的工业上预先制作的PMMA间隔器和定制的PMMA间隔器之外，本身不包含抗生素的间隔器也已经被提出。所述间隔器含有腔体，所述腔体能够被医疗用户填充抗生素溶液。`
[0006]US2010/042214A1公开了间隔器，其包含借助于通道与间隔器外部连通的至少一个中空空间。活性物质溶液能够被引入到中空空间中，然后通过间隔器外侧上的通道开口流出。
[0007]在US2011/015754A1中描述了一种类似的间隔器，其包含至少两个用于容纳活性物质溶液的罐。所述罐具有开口，活性物质溶液能够通过所述开口被分配到周围。
[0008]US2010/217401A1提出了多孔螺钉，在其内部具有与孔连通的活性物质贮存器。从US7, 794，484B2.US7, 255，713B2和US7, 300, 439B2的说明书已经公知了再一些十分相似的
>j-U ρ?α装直。
[0009]在所述可填充间隔器和活性物质溶液能够填充到其中的其它活性物质载体中，活性物质以液体、溶解的形式呈现，并通过简单的扩散流出。
[0010]这是不利的，原因在于:它可能导致活性物质的释放的波动，活性物质的释放被过早地终止，以及在活性物质的释放中可能存在渐进减少。
【发明内容】

[0011]因此，本发明的目的在于克服了现有技术的缺点。具体而言，本发明提供一种装置和方法，其中活性物质能够被连续地释放，并且如果可能的话，在多到数周的时间内均匀地释放。
[0012]本发明的目的通过一种用于释放流体活性物质的装置得以实现，该装置包括容纳流体活性物质的至少一个中空空间，由此该装置容纳水和还原剂，它们处于或能够被做成处于连通，使得水和还原剂的化学反应在装置中产生气体，并且该气体有效地与流体活性物质连通，使得如此产生的气体压力将流体活性物质压迫到中空空间(2，14)的至少一个开口(22)之外从而到所述装置之外。
[0013]在此背景中，优选的是如此产生的气体是氢。
[0014]根据一种改进，本发明能够提供:用于化学反应的水是形成所述流体活性物质的液体水溶液的一部分，由此所述流体活性物质优选是包含至少一种药学活性物质的水溶液，特别优选是包含至少一种抗生素的水溶液。
[0015]这使得设计特别容易且廉价地实现，因为流体活性物质同时提供用于从装置排出流体活性物质的推进物(气体)。
[0016]而且，本发明能够提供:所述还原剂是金属表面，由此所述金属表面优选具有负标准电势，由此所述金属表面特别优选含有由镁、铁或包含镁和/或铁的合金，或由镁、铁或包含镁和/或铁的合金构成。
[0017]所述表面缓慢地腐蚀，使得通过所述设计能够确保活性物质的均匀并持久的释放。
`[0018]在此背景中，本发明能够提供:所述还原剂是形成电化学电池的贵金属和镁，或者所述还原剂是快腐蚀金属和慢腐蚀金属的混合物。
[0019]该变型允许气体的释放被尤其良好和精确地调节，包括在很长一段时间内。
[0020]本发明的一特别优选的改进能够提供:在所述装置中布置有至少足够质量的还原剂和/或水，用以产生一定量的气体，其占据所述中空空间容积的至少30 %，优选为所述中空空间容积的至少50%，特别优选为所述中空空间容积的至少80%。
[0021]所述量确保活性物质的足够部分从装置被排出。特别优选地，本发明提供:在装置中布置有足够质量的还原剂，用以产生与中空空间容积的70%至90%相对应的气体量。在这些条件下，还原剂的恰好正确的量得以存在，使得没有不必要的多余气体被产生，并必须重新被人体吸收，即使该装置保持留置在体内达相当长的一段时间内。
[0022]本发明的另一特别优选的变型能够提供:所述至少一个中空空间至少在其一些区域内由所述装置中的一个或多个毛细管状管形成，其在一侧上延伸至所述装置的表面中的开口，由此所述中空空间优选地至少在其一些区域内由平行的且毛细管状的多个管形成。
[0023]所述设计非常简单且非常安全。毛细管状管确保其中所含的水溶液的表面张力实现首先将水溶液从毛细管状管排出，因为气体不能被压迫穿过毛细管而经过水溶液。此外，本发明特别优选地提供:毛细管状管是毛细管。毛细管的直径优选小于500μπι，特别优选小于200 μ m。
[0024]在此背景中，本发明能够提供:所述还原剂被布置在一个毛细管状管或多个毛细管状管的与对应开口相对的端部上，由此所述还原剂被布置在所述中空空间中并且仅通过所述管的开口连接到所述装置的表面，由此所述流体活性物质优选作为水溶液接触所述还原剂。
[0025]因此，在毛细管状管的所需侧上产生气体。此外，毛细管状管能够优选地在管的背离朝向外部的开口的一侧被涂覆有还原剂。
[0026]根据一替代的特别优选的实施例，本发明能够提供:柱塞被布置在所述中空空间中，所述柱塞能够朝所述中空空间的至少一个开口偏移，并且所述柱塞将所述中空空间划分成第一部分和第二部分，所述第一部分包括所述至少一个开口，所述第二部分是封闭的或能够被封闭，由此所述流体活性物质被布置在所述第一部分中，并且所述还原剂和水被布置在所述第二部分中，使得在所述中空空间的封闭的第二部分中所产生的气体压力驱动所述柱塞朝向所述至少一个开口，从而压迫所述流体活性物质穿过所述至少一个开口到所述中空空间的第一部分之外并到所述装置之外。
[0027]所述设计允许甚至更大量的活性物质被缓慢地释放在使用毛细管时可能达到的相同空间中，因为中空空间作为可使用空间相对于装置的外部尺寸来说明显更大。
[0028]在此背景中，本发明能够提供:溢流通道被布置在所述中空空间的内壁中，所述溢流通道在所述柱塞的起始位置连接所述中空空间的第一部分和第二部分，并且所述中空空间的第二部分包括封闭开口(closure opening)，所述封闭开口借助于或能够借助于封闭件来被封闭，使得所述中空空间的两个部分能够通过所述封闭开口被填充相同的水溶液，所述水溶液形成活性物质，并提供用于化学反应的液体水，由此所述封闭件被设计成使得它在所述封闭开口被封闭时推动所述中空空间中的柱塞朝向所述至少一个开口经过所述溢流通道，使得当所述封闭件被完全插入时，所述溢流通道不再连接中所述空空间的第一部分和第二部分，并且所述柱塞以不透气方式使所述中空空间的第一部分和第二部分彼此分离。
[0029]所述设计允许流体活性物质还被用作气体的源。
[0030]本发明进而能够提供:至少一个鳍状物和/或至少一个中空圆筒被布置在所述封闭件上，并且当所述封闭件被插入并在封闭时推动所述柱塞朝向所述至少一个开口经过所述溢流通道时，延伸到所述中空空间的第一部分中。
[0031]这允许两个中空空间部分在第二中空空间被封闭时可容易地且自动地彼此分离。
[0032]根据一种改进，本发明能够提供:螺纹优选为外螺纹被布置在所述封闭件上，并且所述中空空间在所述封闭开口上包括反螺纹优选为内螺纹，使得当所述封闭件被螺接时，所述封闭件推动所述柱塞朝向所述至少一个开口经过所述溢流通道。
[0033]这允许柱塞通过封闭件(或封闭帽和/或螺帽，视情况而定)的受控推进。此外，螺纹能够发挥密封功能。
[0034]此外，本发明能够提供:用于在存在过压时进行气体排放的至少一个阀元件被布置在所述中空空间的第二部分上，优选是安全隔膜(burst disc)或过压阀被布置在所述中空空间的第二部分上，由此所述阀元件优选被布置在所述柱塞中，使得在存在足够的过压时在所述柱塞中产生朝向所述中空空间的第二部分的开口。
[0035]这增加装置的安全性，因为能防止任何不期望的过压。
[0036]根据本发明的装置还能够特征在于:所述至少一个中空空间特别是所述毛细管状管由合成聚合物和/或部分合成聚合物组成。
[0037]所述材料能够被特别良好地使用，并特别适合根据本发明的装置。
[0038]根据一优选改进，本发明能够提供:所述至少一个开口借助于有孔体被封闭，优选借助于有孔橡胶体被封闭，由此所述有孔体被布置在所述至少一个开口的区域中。
[0039]这允许防止流体活性物质过早无意地从装置泄漏。
[0040]本发明的目的还通过包括所述装置的医用植入物得以实现，由此所述医用植入物优选是髋间隔器或膝间隔器。
[0041]本发明的目的还通过用于从医用植入物的中空空间释放流体活性物质的方法来得以实现，其中通过液体水和还原剂的化学反应产生气体，并且产生的气体压力用于将所述流体活性物质排出到所述中空空间的至少一个开口之外。
[0042]根据本发明的方法优选使用根据本发明的装置来得到实施。
[0043]该方法能够提供:作为所述气体产生氢。
[0044]使用氢作为所述气体是有利的，原因在于:水溶液的水能够用作气体的源，从而无需额外的气体源。
[0045]本发明还提出:使用金属表面作为所述还原剂，优选使用具有负标准电势的金属表面，特别优选为镁、铁或包含镁和/或铁的合金被用作金属表面，由此所述气体特别是氢通过所述金属表面的腐蚀而产生。
[0046]所述表面缓慢地腐蚀，使得通过所述设计能够确保活性物质的均匀并持久的释放。
`[0047]在此背景中，本发明能够提供:使用镁和贵金属作为还原剂，并通过电化学反应产生所述气体。
[0048]所述金属被水足够强烈地而且足够缓慢地腐蚀，用以确保流体活性物质的持久释放。此外，从医学角度来看，就它们在人体中的使用而言，所述金属是没有异议的。
[0049]替代地，本发明能够提供:快腐蚀金属和慢腐蚀金属的混合物被用作所述还原剂。
[0050]这允许流体活性物质的腐蚀从而流量被甚至更准确地调节。
[0051]最后，根据本发明的方法提出:用于化学反应的液体水是形成所述流体活性物质的水溶液的一部分，由此优选的是使用含水的药学活性溶液作为所述流体活性物质，特别优选的是包含至少一种抗生素的水溶液。
[0052]本发明的范围还包括一种用于释放活性物质的方法，其特征在于:借助于通过至少一种金属或金属合金与含水电解质溶液接触时的腐蚀所产生的氢，从中空空间排出含水活性物质溶液，由此至少一种金属或至少一种金属合金被布置在中空空间的至少一个部分中。
[0053]本发明基于意外的发现:根据本发明的方法和根据本发明的装置能够被成功地使用，用以借助于活性输送机构(transport mechanism)在数周的时间内连续地释放活性物质，由此所述输送机构在体温处是活性的，而无需用于此目的的外部或内部能量源。本发明基于意外的发现:镁、镁合金、铁和铁合金在暴露于电解质溶液和体液比如血液时会发生腐蚀，由此释放氢作为副产物，并且所述化学反应的产物(即氢气)能够被用作用于从中空空间分配活性物质的推进物(propellant)。腐蚀速率是所使用的金属或所使用的金属合金、金属或金属合金的表面-体积比的函数，并且如果设计得当的话高达数周的时间。这意味着氢在腐蚀过程中被不断地释放，并被用于将活性物质排出中空空间。镁的腐蚀产生氢氧化镁，它是无毒的并且绝对没有异议的。镁是人体的天然成分。铁腐蚀形成铁的氧化铁。这些也被认为在医学上是没有异议的。铁是人体的天然成分，并且对人至关重要。因此，所述两种金属特别优选地用于根据本发明的装置以及根据本发明的方法。
[0054]本发明的基本原理是基于使用氢，它在金属腐蚀过程中必然释放，用以驱动药学活性物质溶液的连续释放。过多的可溶于水的活性物质以盐的形式存在，并在溶解于水中时形成电解质溶液。有关的例子包括抗生素、硫酸庆大霉素、硫酸妥布霉素、盐酸克林霉素和盐酸万古霉素。提到可溶于水或至少悬浮于水中并且不以盐的形式存在的活性物质，活性物质也可以被溶解或悬浮于常规医疗电解质溶液比如生理盐水或林格(Ringer)溶液中。
[0055]本发明的范围包括一种装置的实施方式变型，其是用于释放活性物质的装置，其特征在于:
[0056]a)在装置中布置有具有至少一个开口的至少一个毛细管状中空空间；
[0057]b)由此所述中空空间被至少部分地填充含水活性物质溶液；
[0058]c)由此所述含水活性物质溶液至少在一个部位处接触金属或金属合金；
[0059]d)由此所述金属或金属合金通过不透气的外壳被封闭；并且
[0060]e)由此所述金属或金属合金通过外壳中的至少一个开口以不透液体和不透气的方式连接到所述至少一个毛细管状中空空间，使得通过金属或金属合金和含水活性物质溶液的腐蚀产生的氢能够仅通过所述至少一个毛细管状中空空间排出。
[0061]这意味着:流`体活性物质，其能够是含水活性物质溶液或活性物质悬浮液，首先被引入毛细管状中空空间中，例如通过吸入。活性物质溶液接触金属或金属合金。腐蚀过程开始，并在此过程中连续地释放氢。这使得活性物质溶液或活性物质悬浮液连续地从毛细管状中空空间排出。
[0062]本发明的一有利完善包括:至少足够质量的金属或金属合金，用以由于金属或金属合金的腐蚀而释放一定体积的氢，其占据在装置中布置的毛细管状中空空间的按体积计的至少50%。
[0063]即使是微量的金属也足以释放足够体积的氢。相应地，Img镁在标准条件下释放约
0.9ml氢。为了连续的活性物质释放，仅数毫升的氢体积就绝对足够了。因此，毫克级的金属就足以驱动根据本发明的释放系统。
[0064]本发明的范围还包括:存在至少两个毛细管状中空空间，由此毛细管的束是特别优选的。毛细管的束或毛细管形管的束能够有利地被布置在管状容器或任意形状的容器中，由此毛细管的束的至少一端需要对液体和气体打开。特别有利的是，毛细管的束以不透气方式与容器中的塑料材料铸造在一起。容器能够在一侧通过具有螺纹的帽或通过可借助于咬合器件锁定的帽来被封闭，由此金属或金属合金位于螺帽的内部。同样可行的是:将毛细管的束的两个容器组合在一起，由此两个容器彼此以不透气方式在各自的一个端部处彼此联接，由此金属/金属合金被布置在两束毛细管之间的过渡部位处。本发明的范围还能够提供:毛细管状中空空间的内部被涂覆有作为还原剂的金属或金属合金。
[0065]此外，本发明能够提供:毛细管由合成聚合物和/或部分由合成聚合物组成。
[0066]本发明的范围还包括一种用于释放活性物质的装置，其特征在于:[0067]a)布置在装置中的中空体，由此所述中空体包括至少一个开口 ；
[0068]b)至少一个溢流通道，其在中空空间的内部被布置在中空体的远端部分；
[0069]c)能够在中空体的轴向方向上偏移的柱塞被布置在所述中空空间中；
[0070]d)封闭件，其被布置在中空体的远端端部，并在其近端侧被提供作为杵(pestle)，并且能够通过旋转或偏移朝中空空间的近端端部移动；
[0071]e)由此所述柱塞最初被布置为使得近端中空空间以液体可透过的方式与远端中空空间连通，该远端中空空间位于柱塞与封闭件之间；并且
[0072]f)由此由金属或金属合金制成的至少一个体位于远端中空空间中，并在其接触水溶液时腐蚀同时释放氢。
[0073]根据本发明，优选使用含水电解质溶液作为水溶液。
[0074]所述装置进行工作使得完全被组装的装置首先借助于装置的至少一个开口(封闭开口)被填充含水活性物质溶液或活性物质悬浮液，视情况而定，在所述完全被组装的装置中所述柱塞被布置在溢流通道的两个开口或端部之间，视情况而定。溢流通道的两个开口连接近端中空空间到远端中空空间。溢流通道能够被提供为简单的轴向沟槽。在此背景中，含水活性物质溶液或含水活性物质悬浮液，视情况而定，从近端中空空间流动穿过溢流通道，经过柱塞进入远端中空空间中。金属或金属合金位于远端中空空间中。活性物质溶液或活性物质悬浮液，视情况而定，接触金属或金属合金。然后，用户通过旋转和偏移封闭件，而朝向装置 的近端端部移动封闭件。封闭件的近端端部被提供为杵。所述杵在近端方向上移动柱塞。在该过程中，柱塞行进经过溢流通道的近端开口。远端因此，远端中空空间以不透气方式从近端中空空间被封闭。至少一小部分的活性物质溶液或活性物质悬浮液(视情况而定)以及金属或金属合金位于不透气的远端中空空间。这开始腐蚀过程。氢然后在远端中空空间中连续地产生，并使柱塞朝向装置的近端端部移动，从而将位于近端中空空间中的活性物质溶液或活性物质悬浮液(视情况而定)连续地压迫到至少一个开口(近端开口)之外。
[0075]实施例的一有利的变型包括:用于在存在过压时排放气体的至少一个开口元件被布置在装置中，由此安全隔膜或过压阀是优选的，其优选以适当的方式被布置在柱塞中，使得在存在过压时建立远端中空空间到近端中空空间的连接。
[0076]此外，本发明能够有利地提供:近端中空空间具有轴向布置在彼此之后的两个开口，由此两个开口的轴向距离大于柱塞的高度。这允许柱塞在压出运动的结束时行进经过第一开口，由此剩余的活性物质溶液或活性物质悬浮液(视情况而定)通过第二开口被压出。一旦柱塞已行进超过第一开口，氢能够逸出，并且能够安全地防止在装置中形成过压。
[0077]此外，本发明能够提供:在装置中布置至少足够质量的金属和/或金属合金，用以通过金属或金属合金的腐蚀来释放出一定体积的氢，其在室温占据近端中空空间按体积计的至少30%，优选为近端中空空间按体积计的至少50%，特别优选为近端中空空间的至少80%。近端中空空间对应于中空空间的第二部分。
[0078]根据本发明的两种活性物质释放系统能够被用作例如髋间隔器、膝间隔器、局部抗菌支持、以及髋间隔器、膝间隔器和局部抗菌支持的部件。
[0079]除此之外，能够使用根据本发明的能够呈任何形状的活性物质释放系统，来释放能够在水中溶解或悬浮的所有其它活性物质。【专利附图】

【附图说明】
[0080]在不限制本发明的范围的情况下，本发明的示例性实施例在下面基于5个示意图被示出。在附图中:
[0081]图1:示出了根据本发明的装置的示意性截面图；
[0082]图2:示出了根据本发明的一替代装置的示意性截面图；
[0083]图3:示出了根据本发明的又一装置的示意性截面图；
[0084]图4:示出了根据本发明的医用植入物的示意性截面图；并且
[0085]图5:示出了根据本发明的间隔器的示意性截面图。
【具体实施方式】
[0086]图1示出了根据本发明的装置的示意性截面图。该装置包括由聚合物制成的基体1，其包括多个毛细管2。毛细管2可以由合成的或部分合成的聚合物制成，其或是铸入基体I中，或是由与基体I相同的材料制成，并被制造在基体I中或与基体I共同制造。基体I被布置在由生物相容性材料制成的壳体4中。
[0087]外螺纹6被提供在壳体4的一端上，并且帽8的内螺纹7螺接于其上。帽8也由生物相容性材料构成。由镁和/或铁制成的金属板10布置在帽8的盖子上，并通过弹性连接器12连接到帽8的盖。螺纹6、7被设计为使得用于将帽8完全螺接到壳体4上的限制止挡被适当地选择成使得在基体I和帽8之间形成内部空间14。代替具有弹性连接器12，内部空间14能够同样进一步延伸到此处，使得金属板10在很大程度上被内部空间14和/或其内含物所环绕，视情况而定。内部空间14和毛细管2形成装置中的中空空间2、14。装置中的所述中空空间2、14，即毛细管2和内部空间14，容纳含水抗生素溶液。
`[0088]图2示出了类似设计的示意性截面图。该设计包括两个具有毛细管2的基体1，所述毛细管被布置在第一壳体4和第二壳体5中。第一壳体4包括外螺纹6而第二壳体5包括内螺纹7，并且两个壳体4、5彼此螺接。由镁和/或铁或它们的合金制成的金属板10被布置在两个壳体4、5之间，并且能够是两个壳体4、5中任一个的一部分，或者能够是在壳体
4、5被螺接在一起之前布置在壳体4，5之间的单独的金属板10。内部空间14被形成在每个壳体4、5中处于基体I和金属板10之间。优选地,金属板10紧紧地闭靠在壳体4、5的至少一个的壁上，使得内部空间14是彼此分离的。然而，同样可行的是:借助于金属板10或通过位于壳体4、5上或中的通道使内部空间14彼此连接。然后，在每个内部空间14中开始建立相同的气压(参见该背景中的随后描述中的说明)。
[0089]毛细管2和内部空间14形成装置的中空空间2、14，其被填充至少一种药学活性物质的水溶液。根据本发明的相同的方法然后在根据图1和2的两个示例性实施例的任一个中被实施。
[0090]含水抗生素溶液或药学活性物质的水溶液中的水与金属板的金属表面处的镁和/或铁发生化学反应，由此一种金属或多种金属发生腐蚀，其产生金属氧化物和气态氢。这样产生的氢气在标准条件下具有明显地较大的体积，使得其在内部空间14中膨胀，从而将水溶液压到毛细管2和装置之外。在此背景中金属板10的腐蚀的化学反应进行得足够缓慢，使得水溶液仅缓慢地被压出毛细管2，因此装置在相当长的一段时间内均匀地释放活性物质。可以通过还原剂的适当选择，即合金的金属及其表面性质的选择，来调节装置的氢析出从而调节活性物质释放的持续时间和速率。
[0091]下面基于图1和图2来讨论在本发明的范围内的进一步的修改。例如，毛细管2的束或毛细管状管2的束(视情况而定)被布置在管状的容器4、5中，由此毛细管2的束的至少一端被打开至液体和气体。特别有利的是，毛细管2的束以不透气方式与容器4、5中的塑料材料铸造在一起。容器4能够在一侧通过具有螺纹7的帽8或通过可借助于咬合器件锁定的帽8来被封闭，由此用作还原剂的金属或金属合金10位于螺帽8和/或封闭帽8的内部。同样可行的是:将毛细管2的束的两个容器4、5组合在一起，由此两个容器4、5彼此以不透气方式在各自的一个端部处彼此联接，由此金属和/或金属合金10被布置在两束毛细管2之间的过渡部位处。本发明的范围还能够提供:毛细管状中空空间2的内部被涂覆有金属或金属合金。因此，产生作为用于排出水溶液的推进物的氢的化学反应并不一定必须只在一个内部空间14或多个内部空间14中进行，还可以在毛细管2中进行。
[0092]图3至图5以示例方式呈现本发明实施例的第二变型。图3示出根据本发明的另一装置的示意性截面图，其包括具有圆筒状中空空间的中空体20。多个开口 22在中空体20—端处布置在中空体20的壁中，并将中空体20的中空空间连接到中空体20的周围。有孔橡胶套管24被布置在开口 20内侧的前面，并防止流体介质不受控地流出中空空间。
[0093]溢流通道26被布置在中空体20的内壁中。柱塞28被布置在中空体20的中空空间中，处于溢流通道26的水平处，并借助于O形圈密封件30紧紧地闭靠在中空体20的中空空间的内壁上，从而将中空体20的中空空间划分成第一部分(图3中的左侧)和第二部分(图3中的右侧)。在图中所示柱塞28的起始位置借助于溢流通道26，中空体20的中空空间的两个部分被彼此连接。
[0094]借助于具有内螺纹的封闭开口，中空体20在开口 22的相对侧是打开的。螺帽32被布置在封闭开口中并包`括外螺纹，借助于该外螺纹，螺帽32能够被螺接到中空体20的封闭开口中。密封件33被布置在螺帽32的前端，并在螺帽32被螺接到封闭开口时，相对于外部密封螺帽32和封闭开口，从而密封中空体20的中空空间的第二部分。
[0095]杵34被布置在螺帽32的正面，并用于在螺帽32被完全螺接到中空体20中时，将柱塞28按压到中空体20的中空空间的内部中。作为结果,柱塞28被更深入地推进到中空空间的内部中，使得溢流通道26于是被完全布置在中空空间的第二部分中，因而不再相互连接两个中空空间。海绵36被布置围绕杵34，并且在其下方布置由镁和/或铁制成的或者由它们制成的合金或是包括它们的合金制成的小金属板38。
[0096]图4示出了根据本发明的与图3的装置具有类似设计的医用植入物的示意性截面图。根据图4的医用植入物与根据图3的装置的不同之处在于:额外的开口 22被布置在医用植入物的和/或医用植入物的中空体20的前端处的正面处(图4中的左侧)，并且也借助于有孔橡胶套管24被密封。该医用植入物包括板40，其位于中空体20与开口 22相对的端部处。
[0097]十字凹槽被布置在图4中所示的医用植入物的螺帽32中，并且能够用于使用十字尖(Phillips-tip)螺丝刀将螺帽32螺接到中空空间中。除了这些差别，根据图4的医用植入物与根据图3的装置具有相同的设计。医用植入物能够是例如被插入到骨、植入物或间隔器中的销、螺钉或螺栓，用于稳定目的。[0098]图5示出了根据本发明的与根据图3的装置和/或根据图4的医用植入物具有类似设计的间隔器的示意性截面图。间隔器及其中空体20复制在股骨头44中终止的股骨(上部大腿骨)。间隔器的目的是要被插入到体腔中作为最终假体的替换，用以对抗在该部位处的感染。
[0099]根据图3、图4和图5的实施例都按照相同的功能原理来工作。最初，柱塞28处于所示的起始位置。封闭帽32没有被插入，因此封闭开口(图3至图5中的右侧)是打开的。已经由医师混合用以满足手上应用的含有合适活性物质组合的水溶液被填充到中空体20的中空空间中，并流动穿过溢流通道26也进入中空空间的前(第一)部分中。随后，螺帽32被螺接到封闭开口中。这将柱塞28更深入地推到中空空间的内部中，经过溢流通道26，中空空间从而被分为两个部分。
[0100]根据图3的装置、根据图4的医用植入物和/或根据图5的间隔器然后准备好使用，并且能够在外科手术介入的范围内被插入到患者体内。水溶液的水，其也存在于中空空间的第二部分中，与小金属板38的金属反应。作为结果，产生氢。海绵36的目的是确保小金属板38被含水活性物质溶液润湿。为了这个目的，海绵36吸收水溶液直到它被填满。
[0101]氢气在中空空间的第二部分(在图3至5中的右侧)中膨胀，从而驱动柱塞28朝向开口 22。这使在开口 22和柱塞28之间的中空空间(图3至图5中的左侧)的第二部分中的水溶液被按压穿过有孔橡胶套筒24和开口 22到装置、医用植入物和/或间隔器之外。这在患者体内连续和均匀地释放流体活性物质。
[0102]含水活性物质溶液或药学活性物质的溶液中的水与小金属板38的金属表面处的镁和/或铁发生化学反应，由此一种金属或多种金属发生腐蚀，其产生金属氧化物和气态氢。产生的氢气在标 准条件下具有明显地较大的体积，使得它在中空空间的第二部分中膨胀，从而驱动活塞28朝向开口 22，并穿过有孔橡胶套筒24和开口 22将水溶液从中空空间的第一部分压出。在此背景中小金属板38的腐蚀的化学反应进行得足够缓慢，使得水溶液只被缓慢地压出开口 22，因此装置、医用植入物和/或间隔器在较长的一段时间内均匀地释放活性物质。可以通过还原剂的适当选择，即合金的金属及其表面性质的选择，来调节装置的氢析出从而调节活性物质释放的持续时间和速率。
[0103]代替仅提供一个小金属板38，第二中空空间的内壁、柱塞28的面对中空空间的第二部分的侧面和/或螺帽32的整个正面能够由具有负标准电势的金属或金属合金组成或涂覆有具有负标准电势的金属或金属合金。
[0104]优选地，柱塞28包含过压阀(未示出)，使得当中空空间的第二部分中存在过大的过压时，借助于柱塞28产生与中空空间的第一部分的连接。
[0105]在本发明的一替代实施例中，可以不设置溢出通道26。中空空间的两个部分于是总是彼此分离的。为了这个目的，流体活性物质被引入到中空空间的第一部分中。接着，将柱塞28插入。然后，水或理论上任何其它气体产生推进物能够被填充到中空空间的第二部分中。然后中空空间的第二部分也被封闭。在本实施例中省去杵34是可行的。虽然该设计和/或其使用略微更复杂，但是它的有利之处在于:不同物质能够被容纳在中空空间的两个部分中，其被特别定制用于手上的应用(一方面是活性物质的效果，而另一方面是气体产生)，从而是尤其适合的。
[0106]在前面的描述中以及在权利要求书、附图和示例性实施例中公开的本发明的特征，对单独和以任意组合实施本发明的各种实施例来说是根本的。
[0107]附图标记列表
[0108]1:基体
[0109]2:毛细管
[0110]4、5:壳体
[0111]6:外螺纹
[0112]7:内螺纹
[0113]8 -M
[0114]10:金属板
[0115]12:弹性连接
[0116]14:内部空间
[0117]20:中空体
[0118]22:开口
[0119]24:有孔橡胶套管
[0120]26:溢流通道
`[0121]28:柱塞
[0122]30、33:0 形密封环
[0123]32:螺帽/封闭件
[0124]34:杵
[0125]36:海绵
[0126]38:小镁/铁板
[0127]40:板
[0128]42:十字凹槽
[0129]44:股骨间隔器的头
【权利要求】
1.用于释放流体活性物质的装置，包括容纳所述流体活性物质的至少一个中空空间(2，14)，由此所述装置容纳水和还原剂(10，38)，它们处于或能够被做成处于连通，使得所述水和还原剂(10，38)的化学反应在所述装置中产生气体，并且所述气体有效地与所述流体活性物质连通，使得如此产生的气体压力将所述流体活性物质压迫到所述中空空间(2，14)的至少一个开口(22)之外从而到所述装置之外。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于 所产生的气体是氢。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于 用于化学反应的水是形成所述流体活性物质的流体水溶液的一部分，由此所述流体活性物质优选是包含至少一种药学活性物质的水溶液，特别优选是包含至少一种抗生素的水溶液。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于 所述还原剂(10，38)是金属表面(10，38)，由此所述金属表面(10，38)优选具有负标准电势，由此所述金属表面(10，38)特别优选含有由镁、铁或包含镁和/或铁的合金，或由镁、铁或包含镁和/或铁的合金构成。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于 所述还原剂(10，38)是形成电化学电池的贵金属和镁，或者所述还原剂(10，38)是快腐蚀金属和慢腐蚀金属的混合物。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于 在所述装置中布置有至少足够质量的还原剂(10，38)和/或水，用以产生一定量的气体，其占据所述中空空间(2，14)容积的至少30%，优选为所述中空空间(2，14)容积的至少50%，特别优选为所述中空空间(2，14)容积的至少80%。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于 所述至少一个中空空间(2，14)至少在其一些区域内由所述装置中的一个或多个毛细管状管(2)形成，其在一侧上延伸至所述装置的表面中的开口，由此所述中空空间(2)优选地至少在其一些区域内由平行的且毛细管状的多个管(2)形成。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于 所述还原剂(10，38)被布置在一个毛细管状管(2)或多个毛细管状管的与对应开口相对的端部上，由此所述还原剂(10，38)被布置在所述中空空间(2，14)中并且仅通过所述管(2)的开口连接到所述装置的表面，由此所述流体活性物质优选作为水溶液接触所述还原剂(10，38)。
9.根据权利要求1至 6中任一项所述的装置，其特征在于 柱塞(28)被布置在所述中空空间(2，14)中，所述柱塞能够朝所述中空空间(2，14)的至少一个开口(22)偏移，并且所述柱塞(28)将所述中空空间(2，14)划分成第一部分和第二部分，所述第一部分包括所述至少一个开口(22)，所述第二部分是封闭的或能够被封闭，由此所述流体活性物质被布置在所述第一部分中，并且所述还原剂(10，38)和水被布置在所述第二部分中，使得在所述中空空间(2，14)的封闭的第二部分中所产生的气体压力驱动所述柱塞(28)朝向所述至少一个开口(22)，从而压迫所述流体活性物质穿过所述至少一个开口(22)到所述中空空间(2，14)的第一部分之外并到所述装置之外。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于 溢流通道(26)被布置在所述中空空间(2，14)的内壁中，所述溢流通道在所述柱塞(28)的起始位置连接所述中空空间(2，14)的第一部分和第二部分，并且所述中空空间(2，14)的第二部分包括封闭开口，所述封闭开口借助于或能够借助于封闭件(32)来被封闭，使得所述中空空间(2，14)的两个部分能够通过所述封闭开口被填充相同的水溶液，所述水溶液形成活性物质，并提供用于化学反应的液体水，由此所述封闭件(32)被设计成使得它在所述封闭开口被封闭时推动所述中空空间(2，14)中的柱塞(28)朝向所述至少一个开口(22)经过所述溢流通道(26)，使得当所述封闭件(32)被完全插入时，所述溢流通道(26)不再连接中所述空空间(2，14)的第一部分和第二部分，并且所述柱塞(28)以不透气方式使所述中空空间(2，14)的第一部分和第二部分彼此分离。
11.根据权利要求10的装置，其特征在于 至少一个鳍状物(34)和/或至少一个中空圆筒被布置在所述封闭件(32)上，并且当所述封闭件(32)被插入并在封闭时推动所述柱塞(28)朝向所述至少一个开口(22)经过所述溢流通道(26)时，延伸到所述中空空间(2，14)的第一部分中。
12.根据权利要求10或11的装置，其特征在于 螺纹优选为外螺纹被布置在所述封闭件(32)上，并且所述中空空间(2，14)在所述封闭开口上包括反螺纹优选为内螺纹，使得当所述封闭件(32)被螺接时，所述封闭件(32)推动所述柱塞(28)朝向所述至少一个开口(22)经过所述溢流通道(26)。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的装置，其特征在于 用于在存在过压时进行气体 排放的至少一个阀元件被布置在所述中空空间(2，14)的第二部分上，优选是安全隔膜或过压阀被布置在所述中空空间(2，14)的第二部分上，由此所述阀元件优选被布置在所述柱塞(28)中，使得在存在足够的过压时在所述柱塞(28)中产生朝向所述中空空间(2，14)的第二部分的开口。
14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于 所述至少一个中空空间(2，14)特别是所述毛细管状管(2)由合成聚合物和/或部分合成聚合物组成。
15.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于 所述至少一个开口(22)借助于有孔体(24)被封闭，优选借助于有孔橡胶体(24)被封闭，由此所述有孔体(24)被布置在所述至少一个开口(22)的区域中。
16.包括根据前述权利要求中任一项所述的装置的医用植入物，由此所述医用植入物优选是髋间隔器或膝间隔器。
17.用于从医用植入物的中空空间(2，14)释放流体活性物质的方法，其中通过液体水和还原剂(10，38)的化学反应产生气体，并且产生的气体压力用于将所述流体活性物质排出到所述中空空间(2，14)的至少一个开口之外。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于 作为所述气体产生的氢。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于 使用金属表面(10，38)作为所述还原剂(10，38)，优选使用具有负标准电势的金属表面(10，38)，特别优选为镁、 铁或包含镁和/或铁的合金被用作金属表面(10，38)，由此所述气体特别是氢通过所述金属表面(10，38)的腐蚀而产生。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于 使用镁和贵金属作为还原剂(10，38)，并通过电化学反应产生所述气体。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于 将快腐蚀金属和慢腐蚀金属的混合物用作所述还原剂(10，38)。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，其特征在于 用于化学反应的液体水是形成所述流体活性物质的水溶液的一部分，由此优选的是使用含水的药学活性溶液作为所述流体活性物质，特别优选的是包含至少一种抗生素的水溶液。
【文档编号】A61L27/54GK103800100SQ201310669585
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2012年11月7日
【发明者】S·福格特 申请人:赫罗伊斯医疗有限责任公司