專利名稱：經(jīng)皮藥物輸送設備的制作方法
對相關申請的交叉參考本申請涉及與此同時提交的名為“Method For Dispensing MaterialInto A Drug Delivery Device”的共同轉讓且共同待決的美國專利申請No 11/001587(律師案號200403784-1)，在此通過參考將它完整地合并。
背景技術：
已知用于向人和動物體內輸送藥物的多種技術。這些技術的更通用的組包括口服輸送的藥物，例如藥丸或膠囊，經(jīng)皮輸送的藥物，例如注射器或導管和經(jīng)皮貼片。雖然這些技術對于藥物輸送典型地是有效的，但它們具有某些缺點。例如，口服輸送的藥物的有效性經(jīng)常因消化系統(tǒng)導致的降解而被降低。注射器或導管的使用典型地要求對它們的使用受訓的人員執(zhí)行且伴隨有疼痛和對皮膚的局部損壞。經(jīng)皮貼片因為較大的分子不能穿透真皮層而具有有限的應用能力。
另一個新近開發(fā)的技術包括使用具有形成為陣列的微加工針的貼片。這些貼片典型地制造為包括非常大量的構造為穿透真皮屏障的微針。雖然這些貼片已被發(fā)現(xiàn)有效地使得能相對地無痛的藥物輸送，但它們確實具有一些缺點。例如，包含在這些貼片中的藥物在這些貼片施加到使用者皮膚時輸送。更特定地，這些貼片經(jīng)常設計為使得通過在放置這些設備期間施加力將藥物釋放到使用者皮膚內。如此，則典型地要求使用者每天期間在不同時間施加許多不同類型的這些貼片以接收規(guī)定量的包含在貼片內的藥物。這可能被證明對于某些人是困難的，因為他們可能忘記將藥物的某些給藥。
因此，具有能以規(guī)定的藥物輸送時間表輸送相對地寬范圍的多種藥物的更靈活的藥物輸送設備是有益的。

發(fā)明內容
在此描述了經(jīng)皮藥物輸送設備。經(jīng)皮藥物輸送設備包括盒和可接附到盒的蓋。盒包括用于包含藥物的第一容器和用于輸送藥物的微針。微針的至少一個與第一容器流體連通。蓋包括電源和構造為接收由電源生成的電能的電子設備。藥物輸送設備也包括構造為選擇地控制電能向電子設備的輸送的邏輯設備，以此電能的輸送導致電子設備輸送包含在第一容器內的藥物。


從結合附圖的如下描述中本發(fā)明的特征將對于本領域技術人員變得顯見，其中圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的經(jīng)皮藥物輸送設備的簡化的截面?zhèn)纫晥D；圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的經(jīng)皮藥物輸送設備的簡化的截面?zhèn)纫晥D；圖1C圖示了在圖1B中圖示的經(jīng)皮藥物輸送設備的盒的簡化的俯視圖；圖1D圖示了在圖1B中圖示的經(jīng)皮藥物輸送設備的蓋的簡化的底視圖；圖2圖示了用于控制經(jīng)皮藥物輸送設備，例如在圖1A至圖1D中描繪的根據(jù)本發(fā)明的實施例的經(jīng)皮藥物輸送設備的控制系統(tǒng)的方框圖；圖3A和圖3B圖示了根據(jù)本發(fā)明的兩個實施例的輸送機構的簡化的示意性截面圖示；圖4圖示了用于以根據(jù)本發(fā)明的實施例的經(jīng)皮藥物輸送設備輸送至少一個藥物的操作模式的流程圖；和圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的可以用于實現(xiàn)多種在此描述的功能的計算機系統(tǒng)。
具體實施例方式
為簡化和圖示的目的，本發(fā)明通過主要地參考其典型實施例來描述。在如下的描述中，闡明了數(shù)個特定的細節(jié)，以提供對本發(fā)明的完全的理解。然而，對本領域技術人員將顯見的是，本發(fā)明可以以不限制于這些特定的細節(jié)實踐。在其他例子中，未詳細描述已熟知的方法和結構，以不會不必要地使本發(fā)明模糊。
如在下文中更詳細地描述，經(jīng)皮藥物輸送設備包括用于提供電力和/或電流到藥物輸送設備的一個或多個部件的電源。邏輯設備例如構造為當藥物輸送設備內包含的藥物待預定釋放時確定可以控制電源。另外，邏輯設備也可以控制構造為導致釋放藥物的電氣設備，例如輸送機構、促動器、開關、多路結構等。例如，邏輯設備可以接收來自一個或多個例如定時器、傳感器等的輸入源的輸入，且可以提供輸出到電氣設備。另外，邏輯設備可以控制從電源到電氣設備的電能輸送。
經(jīng)皮藥物輸送設備也包括構造有容器的盒。容器可以單獨地保持一個或多個類型的藥物，使得包含在容器的一個內的藥物可以保持為與包含在其他容器內的藥物分開。另外，容器可以與微針陣列流體連通，通過微針可將一個或多個類型的藥物從容器釋放。微針可以具有在大約1μm至1mm之間的長度。更特定地，微針可以定尺寸且構造為將包含在容器內的藥物通過使用者皮膚的真皮層輸送給使用者。另外，擴散屏障材料可以定位在容器和微針之間的界面處，以大體上防止藥物的損失直至藥物被有意地釋放。
藥物輸送設備進一步包括構造為實現(xiàn)藥物輸送設備內的多個功能的蓋。一方面，蓋構造為覆蓋盒的容器以因此密封單獨的容器。蓋因此可以例如包括密封件，以大體上防止藥物從容器的泄漏和在不同的容器內的藥物的混合。另一方面，蓋可以容納邏輯設備、電源和電氣設備。另外，蓋可以包括用于在邏輯設備、電源和電氣設備之間傳送信號和電力的傳導路徑。
蓋可以可移除地接附到盒，使得容器可以容易地被訪問。在這點上，在移開蓋后，可以添加或移除包含在容器內的例如藥物、電解質或其他材料的材料。在一個例子中，材料可以通過任何合理地合適的已知方式存放在其各自的容器內。在另一個例子中，材料可以以材料分配設備，例如在名為“Method For Dispensing Material Into A DrugDelivery Device”的美國專利申請No XX/XXX,XXX(律師案號No200403784-1)中描述的分配設備存放。如在此專利申請中描述，多個不同類型的藥物可以存放在容器內用于輸送到使用者的皮膚。
如在上文中陳述，電氣設備可以包括輸送機構。如一般地限定，輸送機構包括當它由邏輯設備激活時構造為導致包含在容器內的藥物通過微針釋放的設備或促動器。例如，輸送機構運行以通過在藥物上施加力移動包含在容器內的藥物且導致藥物被排出。
如果使用擴散屏障以防止過早地通過微針藥物輸送，則輸送機構可以包括用于撕開或另外地去活擴散屏障的裝置。例如，如果擴散屏障是薄膜，則輸送機構可以施加足夠的力以撕開薄膜。如果屏障是對環(huán)境敏感的水凝膠，則輸送機構可以提供環(huán)境刺激以使水凝膠收縮以允許釋放藥物。在此例子中，水凝膠可以包括負熱敏性的水凝膠且輸送機構可以構造為施加熱到水凝膠以因此導致水凝膠收縮。在水凝膠收縮后，水凝膠可以從容器排出且藥物可以相對地自由地從容器排出。另外地，藥物可以繞水凝膠通過以從容器排出。
如另一個例子，輸送機構可以包括構造為汽化液體的加熱器，液體的汽化導致藥物通過微針排出。由液體汽化造成的力可以足以撕開定位在容器和微針之間的界面處的薄膜。在此例中液體可以包含在彈性膜內，或彈性屏障層可以定位在液體和藥物之間以大體上防止液體和藥物混合。
如進一步的例子，輸送機構可以包括構造為使得能初始化造成足以導致藥物從容器排出的力的化學反應的器械。例如，輸送設備可以包括允許多種化學品結合的激活機構?；瘜W品例如可以包括碳酸氫鈉和醋酸，它們的結合產生了二氧化碳。由化學反應造成的力可以足以撕開定位在容器和微針之間的界面處的薄膜。另外，化學反應可以在彈性膜中發(fā)生，或彈性屏障層可以定位在化學品和藥物之間以大體上防止化學品和藥物混合。
在任何方面，電源可以包括能提供足夠的電力和/或電流的任何合理地合適的形式，以使藥物輸送設備的傳感器和電氣設備運行。合適的電源的例子可以包括合并到盒的蓋內的薄膜電池。另一個例子是板載電池，它由多個包含電解質的容器形成，用于向多個構造在輸送設備上的電氣設備提供電能。端子或電極繞電解質提供以形成用于電氣設備的電源。一方面，電源可以在電極相互接觸時變成有效，這可以當將蓋放置在盒上時發(fā)生。
通過實施在此描述的多個例子，從裝配了微針的盒輸送藥物的定時可以控制為使得規(guī)定量的藥物可以在一天或多天期間在不同的時間給藥到使用者。另外，多個不同類型的藥物可以在不同的時間輸送到使用者。一方面，使用者因此可以通過應用在此描述的經(jīng)皮藥物輸送設備接收他們在特定的時間周期所要求的所有藥品。此外，藥物輸送設備可以通過在相對地更短的時間間隔上輸送相對地小的劑量而將一個或多個藥物維持在藥動力學治療區(qū)域內。也可以使用藥物輸送設備以精確地定時一個或多個藥物的藥物輸送，以大體上防止對某些藥物的混合的不利的反應，以大體上防止意外的超或欠劑量等級等。
參考圖1A，圖中圖示了經(jīng)皮藥物輸送設備100的簡化的截面?zhèn)纫晥D。應容易地顯見的是，在圖1A中描繪的經(jīng)皮藥物輸送設備100代表了一般性的圖示，且可以添加其他元件或去除或修改現(xiàn)有的元件而不偏離經(jīng)皮藥物輸送設備100的范圍。例如，經(jīng)皮藥物輸送設備100可以包括另外的層、另外的容器和微針等。
經(jīng)皮藥物輸送設備100一般地構造為接收和存儲藥物102，藥物102可以包括多種已知的或迄今為止已知的藥品或其他藥劑。藥物102也可以包括已知為經(jīng)皮或通過其他方式，例如通過口服、皮下、肺部等給藥的藥品。經(jīng)皮藥物輸送設備100也構造為放置在使用者皮膚上，使得包含在藥物輸送設備100內的藥物102可以經(jīng)皮藥物輸送。在這點上，經(jīng)皮藥物輸送設備100可以選擇地裝配有粘合劑等以使得能將設備100保持為貼附到使用者皮膚上一段時間。如在下文中更詳細地描述，經(jīng)皮藥物輸送設備100裝配有設計為控制在規(guī)定時間將藥物102釋放到使用者皮膚內的機構。
經(jīng)皮藥物輸送設備100在圖1A中圖示為包括盒104和蓋106。盒104包括具有多個容器110、112的底板108，容器形成為通過底板108。底板108可以由任何合理地合適的材料構造。合適的材料可以包括例如硅、金屬、陶瓷、聚合物、復合物等。另外，底板108可以由柔性或剛性材料形成。
多個微針116形成在底板108的下表面上。微針116形成為使得它們與容器110的一個或多個通過各自的開口118流體連通。然而，如在圖1A中示出，微針116每個與容器110的相應的一個流體連通。在任何方面中，微針116定尺寸為且成形為穿透使用者皮膚的角質層。另外，微針116包括具有足以允許包含在容器110內的藥物102通過微針116的直徑的通道120。在一個例子中，微針116的長度范圍可以從大約1μm至1mm，且底板108可以包括100個或更多的微針116的陣列。
在容器110和微針116之間的界面處的開口118可以覆蓋有各自的膜122。膜122的合適的材料的例子包括聚合物、陶瓷、金屬、玻璃、水凝膠等。膜122構造為提供容器110的液體密封，且構造為大體上防止包含在容器100內的藥物102的污染。膜122也構造為撕開或另外地使得包含在容器110內的藥物102能在希望時流動通過開口118。在一個例子中，膜122構造為當至少預先確定的量的力施加在膜122上時被撕開。在此點上，在膜122上施加壓力的定時可以被控制，因此控制藥物102的釋放，如在下文中更詳細地描述。
盒104和蓋106可以由任何個數(shù)合理地合適制造技術形成。例如包括容器110、112和微針116的盒104可以使用標準MEMS(微機電系統(tǒng))制造技術形成。另外，盒104和蓋106可以使用其他本領域技術人員已知的方法形成。
蓋106可以接附到盒104上，以提供對包含在容器110內的藥物102的液體密封。在此點上，蓋106可以通過使用粘合劑(未示出)結合到盒104。粘合劑例如可以是壓力激活的、熱激活的等。另外，粘合劑可以選擇為在蓋106和盒104之間的界面處提供足夠的密封，使得可以大體上防止任何已從容器110釋放的藥物102泄漏出經(jīng)皮藥物輸送設備100。蓋106也可以大體上防止包含在不同的容器110內的藥物102的混合。
作為粘合劑的使用的替代，蓋106可以通過其他合適的方式接附到盒104。例如，蓋106或盒104可以由設計為通過施加熱、光或其他類型的能量結合到盒104的材料形成。作為另一個例子，蓋106和盒104可以形成有構造為相互匹配且提供了在蓋106和盒104之間的互鎖連接的互補的結構。
在任何方面，在將藥物102插入到容器110后，蓋106可以接附到盒104。另外，雖然蓋106示出為與盒104分開，但蓋106可以與盒104整體地形成。在此例中，蓋106可以通過使用鉸鏈(未示出)接附到盒104，這使得能訪問容器110。
如在圖1A中示出，蓋106包括具有多個形成在其內的腔132、134的底板130。腔132、134可以通過本領域技術人員已知的任何合理地合適方式形成。例如，腔132、134可以通過MEMS制造技術、蝕刻、光刻等形成。在任何方面，腔132、134容納了經(jīng)皮藥物輸送設備100的多種部件。
在圖1A中示出的例子中，第一腔132容納了邏輯設備136及其輸入源150。合適的輸入源150的例子例如包括時鐘、定時器、傳感器、開關等。輸入源150一般地作為邏輯設備136的輸入源運行。更特定地，在控制包含在藥物輸送設備100內或上的各種電子設備的運行中，邏輯設備136可以使用從輸入源150接收的信息。雖然邏輯設備136和輸入源150已圖示為位于第一腔132內，但應理解的是，邏輯設備136和輸入源150可以定位在蓋106外而不偏離在此描述的藥物輸送設備100的范圍。
電子設備例如可以包括輸送機構138，它在圖1A中圖示為容納在第二腔134內。又應理解的是，輸送機構138的部分或全部可以定位在蓋106外而不偏離在此描述的藥物輸送設備100的范圍。輸送機構138的定位可以基于輸送機構138的構造。
在任何方面中，輸送機構138一般地運行以使得能輸送藥物102，且輸送機構138可以包括多種如在下文中更詳細描述的構造。如示出，輸送機構138每個包括構造為通過形成在或包含在底板130內的傳導路徑142接收電能的促動機構140。電能可以從電源144供給到傳導路徑142內。電源144可以包括可以容納在藥物輸送設備100內的任何合理地合適的電源。因此，在圖1A中圖示的電源144是為了圖示的用途，且不意圖于在任何方面限制藥物輸送設備100。在此方面中，電源144例如可以位于蓋106內或上的任何位置。
一般地，電源144可以包括能提供充足的電力和/或電流以運行藥物輸送設備100的傳感器和電氣設備的任何合理地合適的形式。合適的電源144的例子可以包括合并在藥物輸送設備100的蓋106內或定位在藥物輸送設備100的蓋106上的薄膜電池。另一個在圖1B至圖1D中示出的例子是由多個包含了電解質114的容器112造成的板載電池以用于提供電能。
特別地參考圖1B，圖中示出了根據(jù)第二例子的經(jīng)皮藥物輸送設備100’的簡化的截面?zhèn)纫晥D。最初，應理解的是，在圖1B內具有與那些在圖1A中描繪的元件相同的參考數(shù)字的元件對應于圖1A中的相同的元件，反之亦然。因此，對那些相同的元件的詳細描述被省略，因為已經(jīng)參考圖1A描述。
如所示出，盒104的底板108包括包含了電解質114的容器112。另外，端子或電極146、148繞電解質114提供以形成用于藥物輸送設備100的電源。在一個方面中，電源可以在電極146、148相互接觸時變得有效，這可能在將蓋放置在盒上時發(fā)生。另外，由電解質114和電極146、148生成的電能可以通過傳導路徑142輸送到多種電子設備，例如輸送機構138。
電解質114和電極144、146可以包括本領域技術人員一般地已知的用于生成電能的任何合理地合適的材料。在此點上，關于通過使用電解質和電極生成電能的一般機制的詳細描述被省略。
如另外地示出，容器112已圖示為不帶相應的微針116，因為電解質114不意圖于從盒104排出。然而，如果微針116形成在容器112下方，則在容器112和微針116之間的開口可以被加蓋以防止電解質114的泄漏。
現(xiàn)在轉到圖1C，圖中示出了在圖1B中圖示的盒104的簡化俯視圖。應容易地顯見的是，在圖1C中圖示的盒104代表了一般性的圖示且可以添加其他元件或去除或修改現(xiàn)有的元件而不偏離盒104的范圍。也應理解的是，在圖1C中描繪的容器110、112的個數(shù)不意味著在任何方面限制盒104，而是這樣地圖示以提供對根據(jù)一個例子的盒104的完全的理解。
如在圖1C中示出，多個容器110、112以陣列定位在盒104上，使得盒104可以包括相對地大量的容器110、112。容器110可以保持不同類型的藥物102。例如，包含在輪廓區(qū)124內的容器110可以構造為保持第一類型的藥物102，而位于輪廓區(qū)124外的容器110可以保持第二類型的藥物102。另外，容器110可以以任何合理地合適的布置保持任何合理地合適的個數(shù)的藥物102。在此點上，單個的盒104可以用于向使用者經(jīng)皮輸送任何合理地合適的個數(shù)的藥物102。另外，多種藥物102輸送到使用者的時間或頻率也可以被控制。因此，要求在一天期間在多種時間接收多種藥品的使用者例如可以通過使用單個的盒104實現(xiàn)這樣的要求。
電解質114也示出為布置為分開地形成的容器112。應理解的是，包含電解質114的容器112的個數(shù)是為了圖示的目，且不意味著在任何方面限制經(jīng)皮藥物輸送設備100。作為替代，可以使用任何合理地合適的容器112的個數(shù)以包含電解質114。另外，包含電解質114的容器112的個數(shù)可以例如根據(jù)運行藥物輸送設備100所要求的電能的量選擇。
現(xiàn)在參考圖1D，圖中圖示了在圖1B中圖示的蓋106的簡化的底視圖。應容易地顯見的是，在圖1D中圖示的蓋106代表了一般性的圖示且可以添加其他元件或去除或修改現(xiàn)有的元件而不偏離在此描述的藥物輸送設備100的范圍。也應理解的是，在圖1D中描繪的部件的個數(shù)不意味著在任何方面限制蓋106，而是這樣地圖示以提供對根據(jù)一個例子的蓋106的完全的理解。
如在圖1D中示出，多個腔132、134以陣列定位在蓋106上，使得腔132、134大體上與盒104中的容器110、112的各自的一個對齊。另外，定位在蓋106上的電極148構造為接觸定位在盒104上的電極146的各自的一個。在此點上，當蓋106定位在盒104的頂上時，電極146、148和電解質114構造為生成電能且因此作為用于藥物輸送設備100的電源運行。如在下文中更詳細地描述，電能可用于在向使用者輸送藥物102中驅動一個或多個電氣設備、輸入源、邏輯設備等。
雖然在圖1C中圖示了單個的邏輯設備136和輸入源150，但另外的邏輯設備136和輸入源150可以提供在剩余的腔132的至少一個內而不偏離蓋106的范圍。另外，腔132的個數(shù)可以降低，以因此造成更大的腔132，例如在邏輯設備136和輸入源150的至少一個要求附加的空間的情況中。此外，圖示在蓋106內的邏輯設備136以及其他部件，例如輸入源150、輸送機構138、傳導路徑142等可以定位在蓋106外。
圖2描繪了用于控制例如經(jīng)皮藥物輸送設備100的經(jīng)皮藥物輸送設備的控制系統(tǒng)202的方框圖200。應理解的是，如下的方框圖200的描述是多種不同的方式中的一個方式，其中可以運行這樣的控制系統(tǒng)202以控制經(jīng)皮藥物輸送設備100的運行。另外，應理解的是，控制系統(tǒng)202可以包括另外的部件，且所描述的部件的一些可以去除和/或修改而不偏離控制系統(tǒng)202的范圍。此外，雖然特定地參考了在圖1A至圖1D中描繪的經(jīng)皮藥物輸送設備100，應理解的是，控制系統(tǒng)202可以用于控制具有不同于關于經(jīng)皮藥物輸送設備100圖示的構造的藥物輸送設備。
控制系統(tǒng)202包括構造為控制藥物輸送設備100的多種運行的邏輯設備136。邏輯設備136例如可以包括如計算設備、微處理器、微控制器、專用集成電路(ASIC)等控制器。一般地，邏輯設備136可以編程以接收輸入、處理輸入且控制何時促動多種輸送機構以因此控制何時將一個或多個藥品102向使用者給藥。邏輯設備136可以進一步編程為確定存儲在藥物輸送設備100內的一個或多個藥品102是否可能導致與一個或多個其他藥物102的不利的反應。如果邏輯設備136進行此確定，則它可以保證以大體上防止?jié)撛诘牟焕磻妮斔吐瘦斔退幬?02，或提供對潛在的不利反應的指示。
邏輯設備136包括構造為從輸入源150接收指令以及其他信息的輸入/輸出模塊204。輸入源150可以例如包括時鐘、定時器、傳感器等。輸入/輸出模塊204可以一方面用作用于邏輯設備136的適配器以接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。在此點上，輸入/輸出模塊204可以包括構造為執(zhí)行這樣的功能的硬件和/或軟件。另外，雖然輸入/輸出模塊204已圖示為形成邏輯設備136的部分，但輸入/輸出模塊204可以包括存儲在可由邏輯設備136訪問的存儲器208內的算法。存儲器208也可以一般地構造為提供軟件的存儲，該軟件提供了邏輯設備136的功能性。存儲器208可以例如實施為易失存儲器和非易失存儲器的組合，例如DRAM、MRAM、EEPROM、閃速存儲器等。
輸入設備210可以用于輸入指令到輸入/輸出模塊204。輸入設備210可以例如包括使用者接口終端，例如計算設備、手持計算機、個人數(shù)字助理等。輸入設備210可以與邏輯設備136通過接口212通信，接口212可以包括構造為能使信息至少在從輸入設備210到邏輯設備136的一個方向上傳遞的硬件和/或軟件。輸入設備210和邏輯設備136之間的通信可以通過任何合理地合適的有線或無線協(xié)議實現(xiàn)。
指令例如可以包括何時包含在經(jīng)皮藥物輸送設備100內的藥品將給藥、藥品給藥的頻度如何、給藥的藥品的量如何、哪些容器內包含的哪些藥品在特定的時間將給藥等。輸入設備210也可以提供關于由包含在藥物輸送設備100內的一個或多個藥物的組合導致的潛在的不利反應的指令給邏輯設備136。如果邏輯設備136接收了這些指令，則邏輯設備136可以保證以大體上防止?jié)撛诘牟焕磻妮斔吐瘦斔退幬?02，或提供對潛在的不利反應的指示。
從輸入設備210發(fā)送的指令可以類似于對于被要求服用一個或多個藥物的人的處方。這些指令可以被編程到存儲器208內且可以作為算法、查表等存儲。在經(jīng)皮藥物輸送設備100運行期間，邏輯設備136可以訪問此信息來控制通過經(jīng)皮藥物輸送設備100的藥物輸送的多種方面。
邏輯設備136可以在供給至少一個藥物102到容器110內之后編程。替代地，邏輯設備136可以在經(jīng)皮藥物輸送設備100制造前或制造期間編程。因此，例如用于控制邏輯設備136的算法可以預編程。
邏輯設備136可以包括控制模塊214，控制模塊214可以包括構造為執(zhí)行邏輯設備136的多種控制功能的硬件和/或軟件。雖然控制模塊214圖示為邏輯設備136的形成部分，但控制模塊214可以包括存儲在由邏輯設備136訪問的存儲器208內的算法。在任何方面，廣泛地講，控制模塊214可以運行以接收輸入、處理輸入和傳遞控制信號以作用在已處理的輸入上。
在第一個例子中，輸入源150可以包括時鐘和定時器的至少一個且可以將定時信息傳送到控制模塊214?？刂颇K214可以處理定時信息以確定是否激活輸送機構138a至138n的一個或多個以輸送包含在一個或多個容器110內的藥物102。更特定地，例如控制模塊214可以編程為在特定的時間時或在經(jīng)歷了特定的時間量后輸送包含在容器110的一個或多個內的藥物102。在此點上，控制模塊214可以跟蹤由輸入源150確定的時間的經(jīng)過以確定何時輸送藥物102。另外，控制模塊214可以運行以選擇地控制電能向輸送機構138a至138n的特定的一些的輸送，以導致與這些輸送機構138a至138n有關的藥物102被輸送。
在第二個例子中，輸入源150可以包括構造為檢測至少一個情況的傳感器。在一個例子中，輸入源150可以定位為檢測使用者血流中的至少一個情況。例如，輸入源150可以定位且構造為檢測血中的葡萄糖水平。輸入源150也可以定位且構造為監(jiān)測任何合理地合適的藥物或生物學標記數(shù)據(jù)。在此例子中，控制模塊214可以處理檢測到的情況信息且選擇地基于檢測到的情況信息控制藥物輸送。例如，如果檢測到的情況信息指示葡萄糖水平過高，則控制模塊214可以確定要求胰島素以降低葡萄糖水平。
在另一個例子中，輸入源150可以構造為檢測一個或多個環(huán)境情況。例如，輸入源150可以構造為檢測在空氣中的懸浮顆粒，例如神經(jīng)藥劑和其他潛在地有害的化學品。在此例子中，控制模塊214可以辨別藥劑且可以確定對于此藥劑的適當?shù)慕舛緞?。在此點上，經(jīng)皮藥物輸送設備100可以存儲對于多個不同藥劑的多個不同解毒劑。
在以上的例子的任一個中，控制模塊214可以跟蹤由輸入源150檢測到的一個或多個情況，以確定何時輸送藥物102。另外，控制模塊214可以運行以選擇地控制電能向輸送機構138a至138n的特定的一些的輸送，以導致與這些輸送機構138a至138n有關的藥物102被輸送。
電能可以從電源216供給到邏輯設備136、輸入源150和多種其他電氣設備。電源216可以包括能提供足夠的電力和/或電流以運行藥物輸送設備100的傳感器和電氣設備的任何合理地合適形式。合適的電源216的例子可以包括合并到藥物輸送設備100的蓋106內或定位在蓋106上的薄膜電池，如在圖1A中圖示。如在圖1B至圖1D中示出的另一個例子是由多個包含電解質114的容器112造成的用于提供電能的板載電池。
控制模塊214可以控制電能向輸送機構138a至138n的多種輸送機構的輸送。在一個例子中，輸送機構138a至138n的每個可以通過使用多路器/多路分離器被尋址。多路器/多路分離器的使用一般地是已知的，例如以通過行和列指示尋址格陣上的特定的位置，且因此在此未詳細地描述。然而，在任何方面，控制模塊214可以確定何時輸送機構138a至138n將選擇地接收電能以因此導致包含在相關的容器110內的藥物102被釋放。如以上所描述，確定可以基于由輸入源150接收到的信息進行。
輸送機構138a至138n可以包括多種形式。一般地限定，輸送機構138a至138n可以包括構造為導致當輸送機構138a至138n被邏輯設備136激活時包含在容器110內的藥物102被通過微針釋放的設備或促動器。例如，輸送機構138a至138n可以運行以通過在藥物102上施加力移動包含在容器110內的藥物102且導致藥物102被排出。
在第一例子中，膜122可以包括構造為在多種環(huán)境情況中收縮的水凝膠。在此例子中，輸送機構138a至138n可以包括構造為提供必需的環(huán)境刺激以收縮水凝膠以允許藥物102的釋放的元件。例如，輸送機構138a至138n可以包括構造為足以增加水凝膠的溫度以導致水凝膠收縮且因此使藥物能從容器110排出的加熱元件302(圖3A)。
在另一個例子中，輸送機構138a至138n可以包括構造為汽化液體304的加熱元件302，液體304的汽化導致藥物102通過微針116排出。圖3A以截面描述了包括加熱元件302的輸送機構300的簡化的示意性圖示。加熱元件302可以一般地包括構造為當電能流過設備時變得被加熱到規(guī)定的水平的任何合理地合適的設備。
在圖3A圖示的例子中，當邏輯設備136確定了輸送機構300將變得被激活時，邏輯設備136導致通過傳導路徑142向加熱元件302供給電能。由加熱元件302生成的熱導致液體304被汽化且在第二腔134內膨脹。液體304的汽導化致在箭頭306示出的方向的膨脹。在一個方面中，第二腔134和藥物102之間的界面308可以包括構造為當液體304汽化時變形的彈性材料。替代地，液體304可以大體上裝入彈性材料。在任何方面中，通過液體304的汽化造成的力可以提供足夠的膨脹以促使藥物102通過微針116排出。
如進一步的例子，輸送機構128a至138n可以包括構造為使得能初始化造成足夠的力以導致藥物102從容器110排出的化學反應的器械。圖3B以截面描繪了包括這些器械的輸送機構310的簡化的示意性圖示。為簡化且非限制的目的，輸送機構310圖示為帶有第一化學品312和第二化學品314。因此，應理解的是，可以使用任何個數(shù)的化學品而不偏離輸送機構310的范圍。在圖3B中也圖示了定位在第一化學品312和第二化學品314之間的激活機構316。激活機構316可以包括構造為通過接收電能能使得第一化學品312和第二化學品314結合的任何合理地合適的設備。另外，第一化學品312和第二化學品314可以從其結合造成膨脹且施加足夠的力以導致藥品102從容器110排出的任何合理地合適的元素中選擇。合適的化學品312和314的例子例如包括碳酸氫鈉和醋酸，它們的結合產生了二氧化碳。
在圖3B中圖示的例子中，當邏輯設備136確定輸送機構310將變得被激活時，邏輯設備316導致通過傳導路徑142向激活機構316供給電能。電能被激活機構316的接收導致去除了第一化學品312和第二化學品314之間的屏障，因此使得第一化學品312和第二化學品314混合。第一化學品312和第二化學品314的混合導致在箭頭306示出的方向的膨脹。在一個方面中，第二腔134和藥物102之間的界面308可以包括構造為當混合物膨脹時變形的彈性材料。替代地，混合物可以大體上裝入到彈性材料內。在任何方面，通過第一化學品312和第二化學品314之間的化學反應造成的力可以提供足夠的膨脹以促使藥物312通過微孔116排出。
現(xiàn)在將參考如下流程圖更詳細地描述控制系統(tǒng)302使用的多種方式，以從經(jīng)皮藥物輸送設備100向使用者輸送至少一個藥物102。
參考圖4，圖中示出了用于以經(jīng)皮藥物輸送設備100輸送至少一個藥物102的運行模式400。要理解的是，如下的對運行模式400的描述只是其中至少一個藥物102可以以經(jīng)皮藥物輸送設備100輸送的多種不同的方式的一個方式。對本領域一般技術人員也應顯見的是，運行模式400代表一般性圖示且可以添加其他步驟或去除或修改現(xiàn)有步驟而不偏離運行模式400的范圍。參考圖2中圖示的方框圖200且因此參考圖2中引用的元件描述運行模式400。
在初始化運行模式400前，經(jīng)皮藥物輸送設備100的容器110可以填充以一個或多個藥物102。容器110可以通過使用能將容器110填充以一個或多個藥物102的任何合理地合適的設備填充。替代地，在名為“Method For Dispensing Material Into A Drug Delivery Device”美國專利申請No.XX/XXX,XXX(律師案號No 200403784-1)中披露的分配設備可以用于將一個或多個藥物102分配到容器110內。另外，在該專利申請中披露的分配設備可以用于將電解質114分配到容器112內。
如在圖4中示出，邏輯設備136可以在步驟402處被編程。一般地，邏輯設備136可以編程為控制何時促動多種輸送機構138a至138n，以因此控制何時將包含在多種容器110內的藥物102給藥到使用者。在此方面，邏輯設備136可以編程為在第一時間激活第一輸送機構138a且在第二時間促動第二輸送機構138b。另外，邏輯設備136可以在將經(jīng)皮藥物輸送設備100放置在使用者皮膚的步驟404前、期間或后的任何時間被編程。
在步驟406處，可由邏輯設備136從由輸入源150接收的信息跟蹤至少一個情況。該至少一個情況可以包括例如來自時鐘或定時器的定時信息。附加地或替代地，該至少一個情況可以包括由傳感器檢測到的情況。在輸入源150包括定時設備的情況中，邏輯設備136可以將接收到的定時信息與規(guī)定的時間比較，以在步驟408處確定是否達到了規(guī)定的時間。如果尚未達到規(guī)定的時間，則邏輯設備136可以在步驟406處繼續(xù)跟蹤時間的經(jīng)過，直至在步驟408處達到規(guī)定的時間。如果在步驟408處已達到規(guī)定的時間，則邏輯設備136可以導致向輸送機構138a至138n的一個或多個輸送電能，以在步驟410處將包含在容器110的至少一個內的藥物102輸送到使用者的皮膚內。
在輸入源150包括傳感器的情況中，邏輯設備136可以將第二情況與規(guī)定的情況比較以在步驟408處確定是否達到了規(guī)定的情況。如果尚未達到規(guī)定的時間，則邏輯設備136可以在步驟406處繼續(xù)跟蹤感測的情況，直至在步驟408處已達到規(guī)定情況。如果在步驟408處已達到規(guī)定情況，邏輯設備136可以導致向輸送機構138a至138n的一個或多個輸送電能，以在步驟410處輸送包含在容器110的至少一個內的藥物102。
在任何情況中，在步驟412處可以確定是否繼續(xù)運行模式400。運行模式400可以繼續(xù)，例如如果要向使用者輸送另外劑量的藥物102或另外的藥物102。如果確定運行模式400繼續(xù)，則可以再次在步驟406處跟蹤至少一個情況，且可以大體上連續(xù)地重復步驟408至412直至確定運行模式400停止。在此例子中，運行模式400可以如在步驟414處指示終止，且經(jīng)皮藥物輸送設備100可以從使用者皮膚移開。
通過實施運行模式400，經(jīng)皮藥物輸送設備100可以用于將一個或多個藥物在多種規(guī)定的時間向使用者給藥。在此點上，例如使用者可以應用單個的經(jīng)皮藥物輸送設備100且可以在規(guī)定的時間接收規(guī)定量的一個或多個藥物。因此，使用者僅需要記住應用經(jīng)皮藥物輸送設備100且不需要負擔記住在多種規(guī)定的時間服用一個或多個藥物。
在運行模式400內圖示的一些或全部運行可以作為實用程序、程序或子程序而包含在任何希望的計算機可訪問介質內。另外，運行模式400可以由計算機程序實施，該程序可以以多種活性的和非活性的形式存在。例如，它們可以作為包括以源代碼、目標代碼、可執(zhí)行代碼或其他格式的程序指令的軟件程序(多個程序)存在。以上的任何可以在包括存儲設備和信號的計算機可讀取介質上以壓縮或未壓縮形式實施。
典型的計算機可讀存儲設備包括常規(guī)計算機系統(tǒng)RAM、ROM、EPROM、EEPROM和磁盤或磁帶，或光盤或光帶。典型的計算機可讀取信號，無論是否使用載體調制，是寄宿或運行計算機程序的計算機系統(tǒng)被構造為訪問的信號，包括通過國際互聯(lián)網(wǎng)或其他網(wǎng)絡下載的信號。前述的具體的例子包括在CD ROM上的程序的發(fā)行或通過國際互聯(lián)網(wǎng)下載。在某種意義上，國際互聯(lián)網(wǎng)自身作為抽象實體是計算機可讀取介質。一般的計算機網(wǎng)絡也是計算機可讀取介質。因此要理解的是，任何能執(zhí)行以上所述的功能的電子設備可以實現(xiàn)以上列舉的這些功能。
圖5圖示了計算機系統(tǒng)500，它可以用于實現(xiàn)多種在此描述的功能。計算機系統(tǒng)500例如可以包括控制器輸入設備210和/或邏輯設備136。在此方面中，計算機系統(tǒng)500可以用作用于執(zhí)行以上關于控制系統(tǒng)202的多種部件描述的一個或多個功能的平臺。
計算機系統(tǒng)500包括一個或多個控制器，例如處理器502。處理器502可以用于執(zhí)行在運行模式400中描述的步驟的一些或全部。來自處理器502的命令和數(shù)據(jù)通過通信總線504通信。計算機系統(tǒng)500也包括主存儲器506，例如隨機存取容器(RAM)，其中例如用于邏輯設備136和/或輸入設備210的程序代碼可以在運行時間期間被執(zhí)行，計算機系統(tǒng)500還包括次級存儲器508。次級存儲器508例如包括一個或多個硬盤驅動器510和/或可移除存儲驅動器512，代表了軟盤驅動器、磁帶驅動器、光盤驅動器等，其中可以存儲用于控制系統(tǒng)202的程序代碼的拷貝。
可移除存儲驅動器510以已知的方式讀取可移除存儲單元514和/或寫入可移除存儲單元514。使用者輸入和輸出設備可以包括鍵盤516、鼠標518和顯示器520。顯示適配器522可以與通信總線504和顯示器520形成接口，且可以接收來自處理器502的顯示數(shù)據(jù)且將顯示數(shù)據(jù)轉化為用于顯示器520的顯示命令。另外，處理器502可以通過網(wǎng)絡適配器524與網(wǎng)絡，例如國際互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)等通信。
對本領域一般技術人員將顯見的是，可以在計算機系統(tǒng)500內添加或替代以其他已知的電子部件。另外，計算機系統(tǒng)500可以包括在數(shù)據(jù)中心內在架內使用的系統(tǒng)板或刀片、常規(guī)的“白箱”服務器或計算設備等。圖5中的部件的一個或多個也可以是光學部件(例如使用者輸入設備、次級存儲器等)。
在此描述和圖示的是本發(fā)明的優(yōu)選實施例與其變體。在此使用的術語、描述和附圖僅通過圖示方式被闡明且不意味著限制。本領域技術人員將認識到在本發(fā)明的精神和范圍內許多變化是可以的，這意圖于由如下權利要求書及其等價物限定，其中所有術語意味其最寬泛的可能的意義，除非另外指出。
權利要求
1.一種經(jīng)皮藥物輸送設備(100，100′)，其包括盒(104)，其包括用于包含藥物(102)的第一容器(110)；微針(116)，其中微針(116)的至少一個與第一容器(110)流體連通；用于覆蓋第一容器(110)的蓋(106)，其中蓋(106)可接附到盒(104)，所述的蓋(106)包括電源(112、144)；構造為接收由電源(114、144)生成的電能的電子設備(138)；和構造為選擇地控制電能向電子設備(138)輸送的邏輯設備(136)，其中電能的輸送導致電子設備(138)輸送包含在第一容器(110)內的藥物(102)。
2.根據(jù)權利要求1所述的經(jīng)皮藥物輸送設備(100，100′)，其中電源(144)包括與蓋(106)形成整體的電池(144)。
3.根據(jù)權利要求1所述的經(jīng)皮藥物輸送設備(100，100′)，其中電源(144)包括包含了電解質材料(114)的容器(112)、第一和第二電極(146，148)，且其中第一電極(146)定位在盒(104)上且第二電極(148)定位在蓋(106)上，且其中第一電極(146)和第二電極(148)相對于電解質材料(114)定位以使得當蓋(106)放置在盒(104)上時能生成電能。
4.根據(jù)權利要求1至3的任何項所述的經(jīng)皮藥物輸送設備(100，100′)，進一步包括構造為向邏輯設備(136)提供以定時信息和情況信息的至少一個的輸入源(150)。
5.根據(jù)權利要求1至4的任何項所述的經(jīng)皮藥物輸送設備(100，100′)，其中電子設備(138)包括構造為響應于電能的接收在藥物(102)上施加壓力的輸送機構，所述的壓力施加足以導致藥物(102)從第一容器(110)排出。
6.一種用于以具有邏輯設備(136)的經(jīng)皮藥物輸送設備(100，100′)輸送至少一個藥物(102)的方法(400)，所述的方法(400)包括將邏輯設備(136)編程(402)以選擇地輸送至少一個藥物(102)；將經(jīng)皮藥物輸送設備(100，100′)放置(404)在使用者皮膚上；跟蹤(406)至少一個情況；確定(408)是否已達到規(guī)定的情況；和響應于達到規(guī)定的情況以經(jīng)皮藥物輸送設備(100，100′)將至少一個藥物(102)輸送(410)到使用者皮膚內。
7.根據(jù)權利要求6所述的用于輸送的方法(400)，其中跟蹤(406)至少一個情況的步驟包括跟蹤定時情況和感測到的情況的至少一個。
8.根據(jù)權利要求6和7的任何項所述的方法(400)，其中在經(jīng)皮藥物輸送設備(100，100′)上提供電源(114，144)，該方法(400)進一步包括將由電源(114，144)生成的電能供給到用于跟蹤時間經(jīng)過的定時設備(150)和用于檢測情況的傳感器(150)的至少一個。
9.一種經(jīng)皮藥物輸送設備(100，100′)，其包括用于生成電能的裝置(114，144)；用于將壓力施加到藥物(102)上以因此導致藥物(102)被輸送的裝置(138)，其中用于施加壓力的裝置(138)構造為接收由用于生成電能的裝置(114，144)生成的電能；用于控制電能向用于施加壓力的裝置(138)的輸送的裝置(136)；和用于跟蹤情況的裝置(150)，其中用于控制的裝置(136)接收來自用于跟蹤的裝置(136)的情況信息、處理信息和基于處理的信息控制電能的輸送。
10.根據(jù)權利要求9所述的經(jīng)皮藥物輸送設備(100，100′)，其中用于生成電能的裝置(114、144)包括薄膜電池(144)和電解質材料(114)的至少一個。
全文摘要
經(jīng)皮藥物輸送設備(100，100′)包括盒(104)和可接附到盒(104)的蓋(106)。盒(104)包括用于包含藥物(102)的第一容器(110)和微針(116)。微針(116)的至少一個與第一容器(110)流體連通。蓋(104)包括電源(114、114)和構造為接收由電源(114、144)生成的電能的電子設備(138)。藥物輸送設備(100，100′)也包括構造為選擇地控制電能向電子設備(138)輸送的邏輯設備(136)，以此電能的輸送導致電子設備(138)輸送包含在第一容器(110)內的藥物(102)。
文檔編號A61M37/00GK101068591SQ200580041356
公開日2007年11月7日 申請日期2005年10月31日 優(yōu)先權日2004年12月2日
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