具有用于流动路径修饰的可生物降解材料的持续释出部件及相应的药物输送装置的制作方法

技术领域及

背景技术：

本发明涉及药物输送装置以及，特别是，其涉及一种持续释出部件以及一种相应的药物输送装置，其中可生物降解材料被使用以修饰一药物释放流动路径，且从而影响所述药物的释放速率。

用于持续释出一药物的各种装置通过一限流器达成一药物的缓慢释放，其限制了所述药物沿所述流动路径的扩散速率或所述药物沿所述流动路径的流动速率。各种药物，尤其是基于蛋白质或肽分子的药物，具有黏附到的所述流动路径的内壁的倾向，从而减小所述流动路径的截面，并且逐渐减慢药物的释放速率。此使得在持续的药物释出所需的时间内获得相对均匀或理想的药物释放速率数据图形成了障碍。

技术实现要素：

本发明是一种持续释出部件及一相应的药物输送装置。

根据本发明的一实施例的教导，提供一种持续释出部件，用于在一段时间内从一储液槽释放一药物，其特征在于，所述持续释出部件包括：(a)一入口，用以与所述储液槽的流体相连；以及(b)一流量调节配置，从所述入口到至少一个出口定义一流动路径的至少一部份，所述流量调节配置包括布置在所述流动路径内及/或所述流动路径附近的一定量的可生物降解材料，从而所述可生物降解材料的分解导致至少一流体流动通道的扩张，所述至少一流体流动通道最初被所述可生物降解材料限制，及/或导致至少一流体流动通道的打开，所述至少一流体流动通道最初被所述可生物降解材料阻塞。

根据本发明的一实施例的再一特征，所述流量调节配置包括一流量限制体积，含有多个紧密堆积的颗粒，且其中所述多个颗粒包覆有所述可生物降解材料。

根据本发明的一实施例的再一特征，所述多个紧密堆积的颗粒包括多个多孔颗粒。

根据本发明的一实施例的再一特征，包覆有所述可生物降解材料的所述多个颗粒包括一第一组颗粒和一第二组颗粒，所述第一组颗粒具有一第一厚度的一涂层，所述第二组颗粒具有一第二厚度的一涂层，所述第二厚度大于所述第一厚度。

根据本发明的一实施例的再一特征，所述可生物降解材料有进行分解的一第一平均时间，且其中包覆有所述可生物降解材料的所述多个颗粒是所述多个紧密堆积的颗粒的一第一子集，且其中所述多个紧密堆积的颗粒的一第二子集包覆有一第二可生物降解材料，所述第二可生物降解材料有进行分解的一第二平均时间，进行分解的所述第二平均时间较长于进行分解的所述第一平均时间。

根据本发明的一实施例的再一特征，所述流量调节配置包括一流量限制体积，含有多个紧密堆积的颗粒，且其中多个所述颗粒是由所述可生物降解材料制成的。

根据本发明的一实施例的再一特征，所述流量调节配置包括一迷宫限流器，且其中所述可生物降解材料被布置成减小所述迷宫的至少一部分中的一初始流动截面，使得当所述可生物降解材料分解时，所述至少一部分的所述迷宫的所述流动截面增加。

根据本发明的一实施例的教导，也提供一种药物输送装置，包括：(a)一储液槽，含有一定量的一药物；以及(b)如前述的持续释出部件，具有与所述储液槽的流体相连的所述入口。

根据本发明的一实施例的再一特征，所述药物包括倾向于粘附到所述流动路径的表面且减小所述流动路径的一截面的多个分子，以及其中所述可生物降解材料被布置以在所述可生物降解材料的分解上扩张或打开至少一个流体流动通道，至少部分补偿由于所述流动路径的所述减小的截面所造成的所述药物释放的一速率的下降。

根据本发明的一实施例的再一特征，所述储液槽是一加压的储液槽，其沿着所述流动路径从所述储液槽到所述至少一个出口产生一液体药物的一净流量。

根据本发明的一实施例的再一特征，所述储液槽是一可弹性扩张的储液槽。

根据本发明的一实施例的再一特征，所述储液槽是一非加压的储液槽，其中所述药物沿着所述流动路径从所述储液槽到所述至少一个出口的通过是利用扩散发生。

根据本发明的一实施例的再一特征，所述药物输送装置是一眼用植体。

附图说明

这里仅通过举例的方式，参考附图描述本发明，其中：

图1是一药物输送装置的示意图，所述药物输送装置包括一持续释出部件，根据本发明的一第一实施方式构造及操作。

图2a是一药物输送装置的示意图，所述药物输送装置包括一持续释出部件，根据本发明的一第二实施方式构造及操作。

图2b是一示意图，说明图2a的装置的一变体实施方式。

图3a是根据本发明的一进一步的实施方式的一药物输送装置的一核心元件的一示意侧视图。

图3b及3c是一药物输送装置的示意、局部剖开的侧视图，分别显示所述储液槽的填充前及填充后。

图4是一剖面示意图，显示图3c的所述药物输送装置布置为一眼用植体，锚定于巩膜的一或多层内。

图5是图3a的核心的一更详细的侧视图，示出了由于可生物降解材料的存在而被阻塞或限制的各种通道。

图6是图5的核心的一局部放大图。

图7是相似于图6的视图，绘示所述可生物降解材料消除所生成的附加或扩大的流动路径，同时显示视图中的圆圈部份的放大图；以及

图8是说明在使用可生物降解材料的测试装置中治疗剂随时间释放的实验结果的曲线图，衰减的一平均时间大约22天。

具体实施方式

本发明是一持续释出部件以及一相应的药物输送装置。

参照附图和所附说明，可以更好地理解根据本发明的一持续释出部件和一相应的药物输送装置的原理和操作。

现在以通用术语参考附图，本发明的一个方面提供一持续释出部件100，以及一相应的药物输送装置102，布置此一持续释出部件100，用以在一段时间内释放一药物。所述药物输送装置102一般包括一储液槽104，用以储存一定量的所述药物，以通过所述持续释出部件100释出。所述持续释出部件100优选的实施方式为一流量调节配置，其自与所述储液槽104相联的一入口106到至少一个出口108定义一流动路径的至少部份。所述流量调节配置合并一定量的可生物降解材料110，布置在所述流动路径内及/或所述流动路径附近，使得可生物降解材料110的分解导致至少一流体流动通道的扩张，所述至少一流体流动通道最初被所述可生物降解材料限制。附加或可选地，所述可生物降解材料110的分解导致至少一流体流动通道的打开，所述至少一流体流动通道最初被所述可生物降解材料阻塞。

通过所述持续释出部件(或“流量调节配置”)100，当可生物降解材料110被移除时，各种机制可能有助于修饰所述流动路径的特性，如图1、2a及2b的非限制性实例中示意说明。在图1的状况中，所述流量调节配置100配置为一迷宫流动路径，即，通过一细长的流动路径的累积流阻发生流量调节之处，显示此处于一弯曲的流动路径的一非限制性实例中来回传递。最初限定所述迷宫流动路径的所述壁的至少部份是由可生物降解材料110制得的，此处以示例的方式显示为沿着所述弯曲的流动路径的每条路径的一侧的一层。当移除可生物降解材料110，所述流动路径的所述截面的面积增加，从而减小所述流量调节配置100的整体流阻。这将倾向于在所述流量调节配置100的操作时间内增加药物释放速率(或通过一液体药物的扩散或净流量，如下文进一步讨论)，从而至少部份补偿由于药物黏附到所述流动路径的壁上可能发生的任何流量降低。

在图2a及2b的状况中，流量调节配置100由多个平行的(即可替代的)流动路径分段112a至112d，每个定义了一限制性(狭窄)流动通道。这些流动路径分段112a的至少一个最初是打开的，当一或多个其他流动路径分段112b-112d最初被可生物降解材料110的栓塞堵住。在所述流量调节配置100操作期间，所述可生物降解材料的栓塞逐步被移除，打开了额外的流动路径分段，因此整体有效流动路径截面增加且整体流阻减小。可选地，如图2a所示，所述可生物降解材料的所述栓塞的厚度可以各不相同，从而改变移除充分材料以打开相应的流动路径分段所需要的时间长度。这将导致每过一段时间间隔依次打开新的流动路径分段。作为获得类似结果的其他可选替代方案，所述栓塞可以由具有不同衰减速率的(如下面进一步讨论的)不同的可生物降解材料110a、110b、110c形成，使其需要不同的时间量以打开不同的新的流动路径分段。

虽然在图1、2a及2b中说明独特的机制，必须注意的是，在很多本发明的实际实施方式中，特别是当利用具有微通道或纳米通道的各种多孔结构，这些机制通常共存，且可能无法清楚区别。在每种情况下，从所述储液槽到所述出口至少有一个连续打开的流动路径来启动药物输送，且随时间的推移，可生物降解材料的移除导致所述流动路径的修饰，通过扩大及/或添加额外的流动路径，因此减小整体流阻，增加有效流动路径截面及/或倾向于通过所述流量调节配置来增加流量及/或扩散速率。通过适当选择布置相对于多个流动路径的所述可生物降解材料以及具有特别的衰减速率的材料的选择，随时间推移实现各种所需的流阻特性变化及/或至少部份补偿操作期间可能发生的流速变化是可能的，例如一药物的多个分子对所述流动路径的内表面的黏性。

术语“可生物降解的”(或“可降解的”)在本文中一般是指在经过一定时间后在一过程中逐渐去除该材料，从而使其最终在没有干预的情况下消失的任何材料。如此定义的术语包括经过所述过程的任何和所有材料，无论所述过程是一物理过程、一生物过程还是一化学过程，以及无论所述材料是从人体消失，或被人体使用或吸收，并且涵盖了在体内称为一生物可再吸收、生物可吸收以及所有其他形式的逐步分解的材料。在医疗设备领域中，一系列合适的可生物降解材料是众所周知的，且可以根据所需的各种物理或机械性能，以及根据它们在预期操作条件下的衰减速率选择。一种特别相关的材料是形成家族为聚乳酸-乙醇酸共聚物(poly(lactic-co-glycolicacid))的聚合物，可以使用不同比例的乳酸和乙醇酸提供选定的体内物质衰减速率。用于实现本文所述的装置的所述可生物降解的部份的广范围适当的组合物可从各种来源购得，如polyscitechdivisionofakina,inc.(in,usa)。

术语“药物”在本文中用于泛指要释放到体内以实现一治疗功能的任何物质，在疾病的治疗中，减少不良症状、改善健康状况、用于预防性保健目的或达到任何其他物理、医学或美学效果。

本发明的某些实施方式本质上涉及所述流量调节配置，可以实现为带有一入口106的独立的持续释出部件100，所述入口可连接到一储液槽104，可以是一通用储液槽，以形成一药物输送装置。如此，在图1、2a及2b中，储液槽104示意性地显示为一外部储液槽，且具有一流体与入口106互相连接的示意图，可以是直接连接，也可以是通过导管。在其他优选实施方式中，如下面所说明，特别是紧凑的药物输送装置可以通过将一储液槽和所述流量调节装置集成到一个单元中来实现。

本发明的应用根据药物从所述储液槽到所述出口的传输机制可以分类为两个族群。在多个应用的一第一族群中，一定量的药物可以以液态形式提供，且从所述储液槽到所述出口的所述药物的传输主要通过所述液态药品的一净流量发生。在此状况中，储液槽有利地是一加压的储液槽，其沿着所述流动路径从所述储液槽到至少一个出口产生一液态药物的一净流量。所述储液槽的加压可以通过使用一可弹性扩展的储液槽达成。其他形式的加压储液槽也可以使用，例如一弹簧偏置活塞或一气体加压容器。

多个应用的一第二族群采用扩散效应以沿着所述流动路径释放所述药物而没有流体的显着净流量沿着所述流动路径。在此状况中，所述储液槽优选是一非加压的储液槽。在这种情况下，应注意到此处使用的术语“流动路径”是指提供在所述储液槽与所述出口之间连续液态连接的一路径，并且允许药物分子的“流量”从所述储液槽沿着所述流动路径流到所述出口。所述“流动路径”因此是可支撑液体流量也适合通过扩散传输的一路径，但并不意味着在正常使用过程中沿所述流动路径一定有液体的一净流量。

现在转向其他示例，但并不限于，本发明的实施方式，本发明某些特别优选的实施方式采用一流量调节配置，其包括一流量限制体积，含有多个紧密堆积的颗粒，在颗粒之间形成细小通道。在某些情况下，一些或全部颗粒自身是多孔颗粒，使得所述多条细小通道也可以包括通过所述多个颗粒的细小通道。根据本发明的一方面，一些或全部的颗粒都包覆有所述可生物降解材料。可选地，所述颗粒的不同子集可以包覆有不同厚度的涂层，或具有提供不同衰减速率的不同组合物的涂层(或“进行分解的平均时间”)。

附加地，或可替代的，可以将完全由可生物降解材料形成的颗粒混合物添加到非可生物降解材料的颗粒中。此处也是，可以选择颗粒尺寸及/或颗粒的材料的选择以提供不同时间段直到所述多个可生物降解的颗粒被移除。

如同在前述示例中，这些紧密堆积的颗粒的各种选择提供具有一定程度的流阻(或扩散阻抗)的一初始结构，并且所述可生物降解材料的逐步去除改变了流阻性能，随着时间的流逝倾向于增强流动性。优选地，这至少部分地补偿了所述药物由于多个分子黏附到所述流动路径的内表面时所述离动路径的所述减小的截面造成的释放速率的下降。

在某些优选实施例中，所述通道形成在由颗粒的混合物制得的一多孔区内例如，0.5至50微米尺寸的多孔二氧化硅颗粒。此混合物是由包覆有具有一定降解时间的可生物降解材料的颗粒以及包覆有具有另一降解时间的可生物降解材料的颗粒所组成。因此，所述多孔区永远保留一定数量的开放通道。

所述多孔区可以采用任何所需的形状，例如，一圆柱形，以在一液体药学药物的一储液槽的出口孔中形成一盖体，或者为一环形环形状，以适合一结构芯与一储液槽出口的一壁之间的一环形导管。所述多孔区可以实现为片、箔或表面之间的一层。

在其他实施例中，一多孔区由各种涂层和未涂层的颗粒的一组合物形成，其中每种颗粒都位在所述多孔区的一不同的几何面积。例如，具有各种不同降解时间的可生物降解涂层的颗粒以多条纵向条带的形式被涂布在一储液槽植体的一圆柱芯周围，这样每种类型的颗粒都位于单独的条带上。在此示例中，通道将在不同的时间分别形成或阻塞在每个条带中。

本发明的实施方式提供了一种治疗装置，所述治疗装置将控制量的治疗剂在一延长的时间段内递送至目标人体组织，例如3-6个月的一延长的时间段。所述装置构成一弹性植入物，具有包覆有纳米或微米颗粒9(例如，二氧化硅颗粒)的一核心1，如图3a所示，以及一套3包围所述核心，如图3b所示。所述颗粒紧密排列于所述核心上，且固定在所述核心与所述套13之间，在颗粒/核心/套的复合体之间的空间中省略微观通道。当填充时，所述套形成用于图3c所示的一治疗剂的一储液槽104。所述试剂将从所述储液槽流到入口点106，再到颗粒的网产生的微通道。图4中所示的是定位在人体组织8内的所述植体，使得从所述植体的所述试剂的出口点108在目标组织7处。在一种特别优选但非限制性实例中，人体组织8是眼的巩膜，并且所述药物输送装置被实现为将一药物释放到眼睛的一内部容积中的一眼用植体。固定在所述核心和所述套之间的颗粒形成微通道的一网络，通过所述网络，治疗剂可从所述储液槽104流入所述所需的人体组织7。在所有其他方面中，这里描述的植体结构是根据美国专利号us8,821,474，并且通过参考所述专利可以更好地理解植体的结构和功能。

随着时间的流逝，药物和基于蛋白质的分子聚集并黏附在表面上的性质会导致微通道被堵塞。根据本发明的一方面，可生物降解材料，如聚乳酸-乙醇酸被用来阻塞或限制所述微通道11的一部份(例如通过所述可生物降解的颗粒涂层及/或所述可生物降解的颗粒的存在)，因此减小初始微通道的可用性如图5所示。随着时间的流逝，由于分子聚集和对微通道表面的黏附，开启的微通道变成被堵塞的通道12的可能性增加了，其可能导致所述试剂的释放速率的减少，如图6中所证明的。随着材料的降解，可生物降解的堵塞物或收缩物至少部分补偿了这种减少，并允许新的微通道打开14，因此提供所述药物试剂新的可用的途径，如图7所示从所述储液槽流向人体组织。通过采用具有一定范围的降解时间的各种不同的可生物降解材料，可以控制新的微通道打开的时间。此外，可以组合使用多种类型的可生物降解材料，以允许微通道在不同时间打开，防止将来的通道阻塞，因此延长了所述治疗剂释放的时间。

图8显示一图表，说明在试用示例中，从一储液槽释放的一治疗剂的比例作为时间(天)的函数。这里的药物释放速率对应于图表所示的梯度。在此所示的情况中，一初始快速流动速率在最初的1-2天迅速减小，因为微粒周围的微通道被堵塞了，由于多个分子与所述流动路径内表面的黏附，减小所述流动速率到一低水平。但是，在所述可生物降解部件衰减的时期(在这种情况下，大约是22天)结束时，额外的流动通道打开了，并且所述流动速率再次增加，从而弥补了堵塞所述流动路径的分子的堆积。

虽然此处以具有一平均衰减时间超过20天的一单一可生物降解材料进行说明，所述早期堵塞效应可通过实行一些或全部所述可生物降解材料使用带有一明显短平均衰减时间的一组合物清楚被计数。此外，其中采用几何形状的地方，部份衰减已经对部分扩大现有的流道有效，通常可以实现更渐进的流量增强。

应当理解，以上描述仅旨在用作示例，并且在所附权利要求书所限定的本发明的范围内，许多其他实施例也是可能的。