药物输送装置的制作方法

本发明涉及一种药物输送装置，并且特别的，涉及一种用于以可控的方式将药物输送给病人的药物输送装置。

背景

药物输送装置通常是已知的并且包括灌输型装置，其允许药物在长时间内缓慢地输送至病人。一些现有技术灌输装置的一个缺点在于它们需要电源或它们是大的并且笨重并且在持续很久的输送中抑制了病人的可动形。实际上，对于病人优选的是，在灌输输送期间尽可能地使病人能够处理日常事务。

在US-A-2008/0033359(Kazemzadeh)中描述了已知灌输装置的一个示例。该灌输装置包括控制机构，借助该控制机构药物输送注射器的柱塞的运动通过驱动注射器被控制，该驱动注射器具有活塞或柱塞，该活塞或柱塞用于流阻元件喷射可压缩或不可压缩的流体。提供联动装置以用于将驱动注射器的活塞联接至药物输送注射器的柱塞。

发明概述

本发明的某些优选的实施方案的目的是提供一种药物输送装置，其克服了与现有技术相关的至少一些缺点。特别地，本发明的某些优选的实施方案试图提供一种可控和可靠的药物输送装置，其还优选地可以形成为小的佩戴式装置使得在使用期间减少使用者的破坏。

根据本发明的方面提供了一种药物输送装置，包括：

第一容器，其具有在第一容器前端处的输出口和在第一容器中可轴向移动的第一塞子，第一塞子在第一容器中界定并隔开第一室和第二室，其中第一室在第一塞子的轴向前面并且第二室在第一塞子的轴向后面；以及

第二容器，其具有在第二容器中可轴向移动的第二塞子，第二塞子在第二容器中界定并隔开第三室和第四室，其中第三室在第二塞子的轴向前面并且第四室在第二塞子的轴向后面，并且其中第三室具有与排放室流体连通的排放口；

其中第一塞子通过张拉构件(tensile member)连接至第二塞子，使得由于张拉构件的张紧，第一塞子的轴向向前移动导致第二塞子的轴向向前移动；并且

其中第一塞子在轴向向前方向上是可驱动的，第一室构造成容纳用于当第一塞子轴向向前移动时穿过输出口输送的药物，第三室容纳当第二塞子轴向向前移动时穿过排放口进入排放室的粘性流体，并且第四室具有大体上等于或大于排放室压力的压力；

使得当第一塞子被轴向向前驱动时，张拉构件张紧并且导致第二塞子轴向向前移动并且穿过排放口进入到排放室的粘性流体的排放延迟了第二塞子和第一塞子的轴向向前移动。

因此，本发明的药物输送装置不需要电源，并且还能够在一段时间内提供可控和可靠的药物输送。考虑到张拉构件用于使作用在第一塞子的向前的力传达到第二塞子，张拉构件可以用轻的和薄的材料制成。特别地，这可以是可能的，因为张拉构件在压缩状态下不需要执行任何功能。因此，装置可以被制成是轻量的，从而还提高了它用作不抑制穿用者的移动或活动的佩戴式装置的合适性。

在一个实施方案中，第四室和排放室中的每一个可以构造成接纳推进剂，其中第四室中的推进剂具有与在排放室中的推进剂大体上相同的蒸汽压力。在这样的实施方案中，第四室可以是排放室，或者排放室可以是独立的室。更通常地，第四室可以是排放室，并且在某些实施方案中，排放口可以穿过或环绕第二塞子以将第三室流体地连接至第四室。例如，第二塞子可以包括穿过其中的针，使得针的孔将第三室流体地连接至第四室。排放口可以是或者包括孔口或装有阀的孔口或其它限制件。

在可选的实施方案中，在排放室中的蒸汽压力可可以大体上等于大气压，并且另外，排放室可以是外部环境。

装置应该构造成使得粘性流体的压力大于排放室的压力，以确保通过压力梯度将粘性流体驱动离开该室。此外，在一些实施方案中，粘性流体压力大于第二室中蒸汽压力(例如其中在第二室和第三室和较差质量的密封之间具有一个共有边界，或者其中第二室是排放室)。

在某些实施方案中，第一容器可以和第二容器一体地形成。

在某些优选的实施方案中，张拉构件可以是柔性栓绳。柔性栓绳可以在一个或多个转向元件(deflection element)上在第一塞子和第二塞子之间穿过。该一个或多个转向元件可以包括一个或多个可旋转的滑轮。由于第一容器和第二容器可以并排布置所以这些布置可以提供特别紧凑的装置。这是特别有利的，因为它还提高了用作减少了穿用者的破坏的紧凑的佩戴式装置的合适性。

粘性流体可以具有至少0.1帕·秒的粘度。在特别的实施方案中，粘性流体可以具有接近于1帕·秒的粘度，或者在0.1帕·秒和1帕·秒之间。在某些实施方案中，粘性流体可以是硅油或甘油与水的混合物。

在某些实施方案中，药物输送装置还可以包括与输出口流体连通的针。

根据一个实施方案，第二室可以构造成接收用于为第二室提供蒸汽压力并且驱动第一塞子轴向向前的推进剂。特别地，药物输送装置还可以包括用于提供所述推进剂(提供至第二室或第四室，或两者)的推进剂的源。推进剂可以是液化气体，该液化气体沸腾以提供蒸汽压力。推进剂可以是氢氟烷烃(HFA)，并且特别地，可以是HFA-134a或HFA-227。由于摒弃了机械装置或者气动弹簧的不存在允许装置具有所生产于小空间内的小的封装，所以使用推进剂特别有利。这样还提高了装置作为减少了穿用者的破坏的佩戴式装置的合适性。此外，推进剂提供持续的力，只要具有来自周围的足够热能以允许汽化(对于更长的输送，这更可能是这种情况)。然而从使用者/穿用者身体(例如身体温度)可获得的热能是一种用于使推进剂汽化的可能的源，身体温度的变化和周围环境的变化可以导致压力不一致，其可以使装置在使用中表现不一致。其中一种用于减少任何温度变化的影响的选择将是使用在明显低于操作温度时沸腾的推进剂。由本发明允许的这种可控性非常良好地适合于由推进剂所生成的力(特别是高压力的推进剂)，并且这对于较长的输送时间段变得更为相关。可以由推进剂生成的高的力具有另外的优势，在于第一塞子和第一容器(或第二塞子和第二容器)之间的摩擦力容易地被克服并且相比较而言大体上是可以忽略的。使用推进剂还允许装置以非应激状态储存(不同于弹簧动力装置)并且还允许相对于弹簧动力装置的更轻量的装置。与其中弹簧可以被再次压缩的弹簧装置相比，使用推进剂驱动第一塞子的另外的优势在于其增加了重复使用装置以用于多次输送的难度。在其中该装置旨在是单次性使用的一次性装置的情况中，这减小了重新使用或重新组合该装置的可能性。在第二室容纳推进剂的情况下，第二室也可以形成排放室。

在可选的实施方案中，第一塞子可以通过弹簧或压缩气体驱动。

第二塞子可以包括可形变本体和轴环，可形变本体具有一个或多个径向柔性部分，轴环具有邻近该一个或多个径向柔性部分的锥形部分，其中轴环连接至张拉构件并且轴环相对于可形变本体的轴向移动导致锥形部分将一个或多个径向柔性部分推靠在张拉构件上，并且大体上将可形变本体密封至张拉构件。

根据本发明的其它方面提供了一种用于在药物容器中使用的塞子组件，该塞子组件包括：

塞子；和

张拉构件，其用于当张拉构件张紧时使塞子在药物容器中轴向移动；

塞子，其包括可形变本体和轴环，可形变本体具有一个或多个径向柔性部分，轴环具有邻近该一个或多个径向柔性部分的锥形部分；

其中轴环连接至张拉构件，并且轴环相对于可形变本体的轴向移动导致锥形部分将一个或多个径向柔性部分推靠在张拉构件上，并且大体上将可形变本体密封至张拉构件。

塞子组件还可以包括在可形变本体中的流体通道，该流体通道用于允许从可形变本体的第一侧至可形变本体的第二侧的流体的受限流动。流体通道可以通过布置在可形变本体中的针的孔来形成。

附图说明

还在下文中参考附图描述了本发明的实施方案，在附图中：

图1是根据本发明的实施方案的药物输送装置的示意图；

图2是根据本发明的可选实施方案的药物输送装置的示意图，在其中粘滞流体从第三室排放到第二室；

图3是根据本发明的可选实施方案的药物输送装置的示意图，在其中粘滞流体从第三室排放到第四室；

图4是根据本发明的可选实施方案的药物输送装置的示意图，在其中粘滞流体从第三室排放到独立的室；

图5是根据本发明的可选实施方案的药物输送装置的示意图，在其中第一容器与第二容器是一体的；

图6是根据本发明的可选实施方案的药物输送装置的示意图，在其中第一容器与第二容器并排布置，连接构件在转向元件上方通过；

图7示出了根据本发明的特别实施方案的第二塞子。

发明详述

图1中示意性地示出了根据本发明实施方案的药物输送装置10。药物输送装置10包括第一容器12和第二容器20。第一容器12可以与第二容器20整体地形成(例如如图5中所示出的)或它们可以是单独地形成的部件。

第一容器12包含在其中轴向地滑动的第一塞子14。第一塞子14在第一容器12中界定第一室16和第二室18并密封地隔开第一室16和第二室18。特别的，第一室16轴向地定位在第一塞子14的前面并且第二室18轴向地定位在第一塞子14的后面。在第一容器12的前端，具有与第一室16流体连通的输出口16a。输出口16a可以流体地连接至针并且这可以是直接连接或者经由管道，例如软管。软管可以允许药物输送装置10的主体(即第一容器12和第二容器20)保持在或佩戴在远离输送位点的更方便或更舒适的位置处。

第二容器20包含可在其中轴向滑动的第二塞子22。第二塞子22在第二容器20中界定第三室24和第四室26并密封地隔开第三室24和第四室26。第三室24轴向地定位在第二塞子22的前面并且第四室26轴向地定位在第二塞子22的后面。第三室24具在与其流体连通的排放端口24a。在非限制的优选的示例中，排放端口24a布置在第三室24的前端处或者靠近第三室24的前端布置，如图1中所示出。

第一塞子14通过连接构件28连接至第二塞子22。连接构件28起作用使得第一塞子14在第一容器12中轴向地向前移动导致第二塞子22在第二容器20中轴向地向前移动。连接构件28是张拉构件并且在特定的实施方案中可以是栓绳，其还可以是柔性的。特别的，连接构件28没有必要是压缩构件(即，使得第二塞子22的轴向向前移动可以导致第一塞子14的轴向向前移动)。在连接构件28是柔性栓绳的实施方案中，栓绳可以在一个或多个转向构件34上方通过以便第二容器20可以布置在相对于第一容器12的非对齐的位置中。例如，图6示出了根据本发明实施方案的药物输送装置10，在其中第二容器20布置在第一容器12的旁边，其中连接构件在一对转向构件34上方通过。这样的布置为药物输送装置10提供了更紧凑的组件。该一个或多个转向构件34可以各自是静止的组件(例如具有低摩擦表面)，或是可移动的部件，例如可旋转的滑轮。

应注意的是，由于本发明的装置10可能的非线性的布置，向前方向应认为是朝向药物输送方向(即，第一塞子14必须移动以输送药物的方向)，并且向后方向与前端方向相反。与“轴向”方向相关的纵向轴，应认为是等同于连接构件28的路线。

连接构件28穿过第一容器12和第二容器20表面中的孔口。需要一个或多个密封以将第一容器12和第二容器20的表面密封至连接构件28，但是允许连接构件穿过其的移动。

第二室18构造成接纳推进剂，其中推进剂为第二室18提供蒸汽压力，该蒸汽压力导致第一塞子14在第一容器12中轴向地向前移动。在某些实施方案中，推进剂可以是氢氟烷烃(HFA)或含有氢氟烷烃，并且特别的，可以是HFA-134a或含有HFA-134a。在优选的实施方案中，液体推进剂可以提供给第二室18并且随后沸腾(例如由于其周围环境的热能)以产生蒸汽压力，该蒸汽压力能够促使第一塞子14在第一容器12中轴向地向前移动。

第一室16构造成接收药物，以用于输送给病人。特别的，容纳在第一室16中的药物在第一塞子14在第一容器12中轴向向前移动时被加压，从而导致药物穿过输出口16a离开第一室16。

第三室24容纳粘性的流体，在第二塞子22在第二容器20中轴向向前移动时，该粘性的流体被加压并且从第三室24被推出排放口24a。排放口24a流体地连接至假想排放室。如下文中更详细地描述的，排放室可以仅是外部环境(即排放到空气中)，其可以是第二室18或第四室26中的一个，或可以是单独自给的室。在优选的实施方案中粘性流体具有至少0.1帕·秒的粘度。粘性流体的示例包含硅油或甘油与水的混合物。从排放口24a流出的粘性流体将由穿过该出口的压降驱动。容积流率根据泊肃叶定律等式(Hagen-Poiseuille equation)确定。因此，流率(其决定阻尼效应)可以通过改变变化的粘性流体的粘度、压降的量值和排放口24a的尺寸以及任何另外的连接至其的管道)中的任何一个来控制。作为示例，如果穿过0.5×13毫米(mm)(25G×0.5〞)的排放口24a，具有0.1帕·秒的粘性流体可以提供约2分钟的药物输送。

第四室26需要具有蒸汽压力，该蒸汽压力大体上等于或大于排放室的蒸汽压力。例如，如果排放口24a排出至大气压，那么在第四室26中的蒸汽压力应大体上等于或大于大气压。

此外，粘性流体压力大于第二室18中的压力是优选的。这在一些其中第一容器12和第二容器20是一体的并且共用在第二室18和第三室24之间的共同壁(在下文参考图5提供了这样的实施方案的示例的详细讨论)的实施方案中特别重要。其中一种确保粘性流体压力大于第二室18(或排放室)中的压力的方法将是对第四室26加压。当加压的第四室26不存在时，第三室24中的压力将比第二室18中的压力低，如在等式中所示出：

其中P3是第三室24中的压力，P2是第二室18中的压力，Ffriction是通过移动第一塞子14和第二塞子22经历的摩擦力并且该摩擦力因穿过密封构件而引起，以及A是第一塞子14和第二塞子22的横截面面积。

向第二塞子22的后部(即向第四室26)增加另外的力将第三室24中的压力升高至：

通过确保第四室26被加压，在其中第三室24排放至加压的排放室(例如第二室18或加压的第四室26)的情况下，存在适当的压力梯度以将流体推动穿过排放口24a。

在使用中，药物容纳在第一室16中并且推进剂提供给第二室18。当推进剂为第二室18提供足够的蒸汽压力时，导致第一塞子14在第一容器12中轴向地向前移动并且加压第一室16中的药物，随后导致药物穿过输出口16a朝向输送位点离开。

当第一塞子14在第一容器12中轴向地向前移动时，由于连接构件28导致第二塞子22在第二容器20中轴向地向前移动。当第二塞子22在第二容器20中轴向地向前移动时，第三室24中的粘性流体被加压并且随后穿过排放口24a从第三室24中排出。考虑到第四室26中的蒸汽压力大体上等于或大于假想排放室的蒸汽压力，粘性液体经由排放口24a排放至该假想排放室，穿过排放口24a的压降减小，这进而降低了穿过排放口24a的粘性流体流率。

对从第三室24出来的粘性流体的流率的限制抑制了第二塞子22在第二容器20中的轴向地向前移动。考虑到第二塞子22通过连接构件28连接至第一塞子14，第二塞子22的延迟致使第一塞子14延迟，这进而降低了穿过输出口16a药物的输送率。因此，输送率被控制并且输送可以在所需要的一段时间内进行。实际的输送率将由数个因素确定，包括第一容器12和第二容器20的直径，输出口16a的尺寸，在第三室24中粘性流体的粘度，排放口24a的尺寸和排放口24a处的压差。这些参数可以被调整以提供所需要的输送率，并且因此提供用于给定容积药物的输送时间。

图2-4示出了本发明数个具体实施方案的示意图。在图2的药物输送装置10中，排放口24a经由管道30流体地连接至第二室18的排放入口18a。在该实施方案中，假想排放室是第二室18。因此在第四室26中的蒸汽压力应当大体上等于或大于第二室18中的蒸汽压力。考虑到在第二室中的蒸汽压力因推进剂而增加，第四室26也可以容纳相同的推进剂(或其它产生相同蒸汽压力的推进剂)。

在图3的药物输送装置10中，排放口24a经由管道30流体地连接至第四室26的排放入口26a。在该实施方案中，假想排放室是第四室26。显然，由于排放室是第四室26，在第四室26中的蒸汽压力符合其大体上等于或大于在排放室中的蒸汽压力的要求。实际上，在第四室26中的蒸汽压力将与排放室中的蒸汽压力完全相等。

在相关的但可选的实施方案中，排放口24a可以是穿过第二塞子22的孔口或装有阀的孔口，该孔口或装有阀的孔口流体地连接，或选择性流体地连接(在装有阀的孔口的情况下)第三室24和成为排放室的第四室26。

在图4的药物输送装置10中，排放口经由管道30流体地连接至单独排放室32的排放入口32a。单独排放室32是自给室，其未流体地连接至第二室18或第四室26中的任一室。在单独排放室32中的蒸汽压力可以是任何值，只要其低于粘性流体压力。另外，粘性流体将不能从第三室24流入到单独排放室32。在任何情况下，需要保持第四室26中的蒸汽压力大体上等于或大于在单独排放室32中的蒸汽压力。例如，单独排放室32可以容纳提供蒸汽压力的推进剂。在该情况下，第四室26也可以容纳推进剂，其向第四室26提供大体上等于或大于在单独排放室32中蒸汽压力的蒸汽压力。在特别的示例中，单独排放室32和第四室26可以容纳相同的推进剂，或它们都可以处在大气压下。

图5示出了根据本发明的方面的药物输送装置10的可选方案，其中第一容器12与第二容器20一体地形成。特别地，共同壁19充当第一容器12的后壁和第二容器20的前壁。该布置是优选的，因为它允许单一密封形成在第一容器12和第二容器20以及连接构件28之间。这与图1中的布置形成对照，例如，其中一个密封将第一容器12密封至连接构件28并且另一个密封将第二容器20密封至连接构件28。另外，通过允许第三室24和第二室18共用共同边界(即共同壁19)，穿过单一密封的压差可以减小；这减轻了推进剂穿过密封从第二室18泄漏的风险。当在第三室24和第二室18之间具有共同壁19时，对于粘性流体压力大于在第二室18中的压力，这可能是优选的，而与第二室18是否是排放室无关。否则，推进剂可以穿过密封从第二室18泄漏至第三室24。在这种不希望的情况下，第二塞子22可能轴向向后移动并且装置10可能不能输送药物。更糟糕的是，第二塞子22的向后移动可以导致病人体液从病人体内被抽吸至装置10中。当然，如果在第三室24和第二室18之间的密封足够好使得穿过密封泄漏被阻止，使粘性流体的压力值处于大于第二室18的压力就不那么重要。在另一方面，如果第二室18是假想排放室，排放口24a实际上可以是穿过第三室24和第二室18之间的密封的泄漏路径。在该实施方案中，在第三室24的表面中不需要形成专用出口。

其中第二室18、第四室26和单独排放室32中的任一个容纳推进剂，推进剂可以是氢氟烷烃(HFA)或者含有氢氟烷烃(HFA)，并且特别地，可以是HFA-134a或者含有HFA-134a。

在需要在一段很长的时间内进行可控的药物的输送的情况下，本发明的药物输送装置可以佩戴在病人身上。考虑到本发明提供了可以形成为方便紧凑的器械的可控的和可靠的药物输送装置，本发明药物输送装置可以由使用者佩戴并且减小了通常与佩戴式灌输装置相关的任何破坏和阻碍。

本发明的药物输送装置不限于药物的缓慢输送(即，一般与灌输装置相关的)。而是，本发明提供了可控合可靠的多用途装置，并且其可以以多种方式用于输送宽范围的药物种类。例如，本发明的药物输送装置可以连接至针，静脉注射导管(an intra-venous line)，或者另外其它种类的与药物输送相关的病人装置接口。

在可选的实施方案中，本发明的药物输送装置可以由除推进剂外的动力源来驱动。例如，第一塞子14可以通过弹簧或压缩气体来推动。

图7示出了根据本发明的实施方案的第二塞子22。第二塞子22包括可形变本体50和轴环52。可形变本体50抵靠第二容器20的壁形成密封并且具有一个或多个径向柔性部分50a，该一个或多个径向柔性部分50a环绕连接构件28穿过其通过的孔口。轴环52具有穿过其中的孔54，孔54用于接纳连接构件28，并且孔54沿着轴线方向径向地变宽以形成锥形开口54a，该锥形开口54a环绕一个或多个径向柔性部分50a。连接构件28附接至轴环52使得在连接构件28上的张力导致轴环52轴向移动。连接构件28可以通过任何合适的方式连接至轴环52，并且可以通过例如胶粘、焊接或压接被连接。

在图7中表示的由在D方向上所施加的力引起的连接构件28的张紧，导致轴环52抵着初始固定的可形变本体50移动。由于与锥形开口54a接触，轴环52相对于可形变本体50的初始移动导致纵向内部地推进该一个或多个径向柔性部分50a。因而，向内推进一个或多个径向柔性部分50a导致连接构件28抵着可形变本体50(并且可形变本体50抵着轴环52)大体上被密封使得流体大体上被阻止穿过轴环52上的孔54。普通技术人员将理解的是，轴环52抵着一个或多个径向柔性部分50a的力越大，一个或多个径向柔性部分50a抵着连接构件28的压力就越大。上文参照图7的描述呈现了一种用于将连接构件28连接至第二塞子22的特别有益的实施方案，特别是在其中将连接构件28连接至第二塞子22的连接部用不同的材料制成的实施方案中。

图7还示出了本发明的另外的可选特征的特征，其可以单独地被实施或除在如上文关于图7描述的第二塞子22的具体实施方案外而被实施。特别地，图7另外示出了针，该针用作管道30以穿过第二塞子22将排放口24a与第四室的放入口26a流体地连接在一起。形成管道30的针可以是具有紧密度容差的针，其模制地插入到第二塞子22内。

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本发明的特征、整体、特性、复合物、化学部分或结合特定方面所描述的组，实施方案或示例应理解为适用于本文中所描述的任何其它方面、实施方案或示例，除非与之矛盾。在该详述中公开出的所有特征(包括任任何所附的权利要求，摘要和附图)，和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以以任和组合来结合，除那些其中至少一些这样的特征和/或步骤是相互排斥的外。本发明不限于任何上述实施方案的细节。本发明扩展至该详述(包括任何所附的权利要求，摘要和附图)中所公开的特征中任何新颖性特征，或任何新颖性组合，或扩展至如此公开的任何方法或过程中的任何新颖性方法或过程之一或任何新颖性组合。

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