順應(yīng)性的貼片泵的制作方法
【專利說明】順應(yīng)性的貼片泵
[0001 ]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)要求享有共同待審的、于2014年6月4日提交的、題名為“ConformablePatch Pump”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列N0.62/007，770和于2013年8月5日提交的、題名為“Flexible Thin Infus1n Pump With Self-Regulat1n Reservoir Arrays” 的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列N0.61/862，124的優(yōu)先權(quán)，上述兩個(gè)專利申請(qǐng)的整個(gè)公開內(nèi)容由此通過參考包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]通常，本發(fā)明的各實(shí)施例涉及用于將藥物輸送到患者的柔性貼片栗，并且具體地，本發(fā)明涉及一種貼片栗，所述貼片栗包括布置在柔性材料中的多個(gè)剛性儲(chǔ)器，所述多個(gè)剛性儲(chǔ)器能夠準(zhǔn)確地輸送精確量的藥物。
【背景技術(shù)】
[0004]許多醫(yī)療狀況的治療需要皮下輸送藥物。作為一個(gè)示例，糖尿病的治療需要皮下輸送胰島素。在某些實(shí)例中，皮下輸送的藥物必須在較長(zhǎng)的一段時(shí)間以隨時(shí)間變化的較小劑量連續(xù)地輸送。重要的是這種輸送是準(zhǔn)確的，如過度輸送或輸送不足可以導(dǎo)致嚴(yán)重的健康風(fēng)險(xiǎn)。例如，胰島素的皮下輸送可以要求準(zhǔn)確度低達(dá)每小時(shí)0.5微升。一種廣泛使用的用于皮下輸送藥物的技術(shù)是將藥物從較大的外部?jī)?chǔ)存容器通過較長(zhǎng)的管栗送到輸液器的插管，所述輸液器附裝到患者的皮膚。對(duì)該技術(shù)的改進(jìn)是使用貼片栗。貼片栗將藥物、栗送機(jī)構(gòu)和輸液器包含到附裝到患者的皮膚的貼片中，從而排除了對(duì)較長(zhǎng)的管的需要。然而，現(xiàn)有的貼片栗仍然具有多個(gè)缺點(diǎn)，并且與使用注射器和注射器筆相比現(xiàn)有的貼片栗的整體采用率較低。這種栗是剛性和笨重的，并且結(jié)果傾向于拆開和/或需要使用侵略性的粘結(jié)劑以粘附到皮膚，所述侵略性的粘結(jié)劑可以導(dǎo)致刺激。另外，因?yàn)楝F(xiàn)有的栗通常包含有單個(gè)儲(chǔ)器或至多兩個(gè)儲(chǔ)器(例如，用于胰島素的儲(chǔ)器和可能用于胰高血糖素的儲(chǔ)器)，所述儲(chǔ)器的輸送聯(lián)合治療的能力也是有限的，需要患者使用分離的貼片栗以輸送多種藥物。另外，單個(gè)儲(chǔ)器或兩個(gè)儲(chǔ)器的使用會(huì)難以控制準(zhǔn)確量的藥物的輸送。某些現(xiàn)有技術(shù)的栗需要流量計(jì)以確定所輸送的藥物的量，這可以導(dǎo)致不精確的測(cè)量。
[0005]因此，存在有對(duì)改進(jìn)的貼片栗的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]用于借助柔性栗機(jī)構(gòu)操作來可積極地控制皮下輸送一種或多種藥物的繃帶狀貼片栗包括嵌入柔性基底中的微通道和閥以及多個(gè)剛性藥儲(chǔ)器，所述多個(gè)剛性藥儲(chǔ)器通過由經(jīng)歷展開、拉伸或其它轉(zhuǎn)變的膜所產(chǎn)生的壓力變化來輸送設(shè)定在運(yùn)動(dòng)中的精確體積的液體。驅(qū)動(dòng)膜的轉(zhuǎn)變的機(jī)制可以是電解、熱氣泡、蠟(或其它熱敏材料)的熱膨脹或?qū)е麦w積變化的相變/同相膨脹和/或收縮。由本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的薄柔性繃帶狀形式因子允許用于更舒適的裝置，其可以配合人體的曲率并且被隱藏在患者的衣服下面以保護(hù)隱私。該裝置需要較少的侵略性的粘結(jié)劑，不太容易拆開，并且是更舒適的而比現(xiàn)有的裝置更不太刺激皮膚，同時(shí)不危及其輸送或吸收準(zhǔn)確性。該栗包括在一個(gè)裝置中同時(shí)地和/或順序地輸送多種藥物的潛能。本發(fā)明的實(shí)施例使用多個(gè)微小的剛性儲(chǔ)器的陣列，而不是使用單個(gè)較大的儲(chǔ)器，這允許用于準(zhǔn)確和安全輸送精確量的一種或多種藥物。借助嵌入柔性基底中的儲(chǔ)器，即使每個(gè)儲(chǔ)器都是剛性的，儲(chǔ)器之間的柔性空間也能夠使所述裝置維持高度柔性的總形狀因子。
[0007]通常，在一個(gè)方面中，本發(fā)明的實(shí)施例的特征在于一種用于將藥物輸送到患者的貼片栗。貼片栗包括柔性分層結(jié)構(gòu)，所述柔性分層結(jié)構(gòu)包括:儲(chǔ)器層，所述儲(chǔ)器層包括適于容納藥物的剛性儲(chǔ)器，所述剛性儲(chǔ)器布置在柔性材料中；柔性微流體層，所述柔性微流體層包括用于密封剛性儲(chǔ)器的元件、連接剛性儲(chǔ)器的微流體通道的網(wǎng)絡(luò)和連接到網(wǎng)絡(luò)的至少一個(gè)出口閥；和在微流體層下方的柔性-剛性電子電路層，其包括可單獨(dú)尋址的致動(dòng)器。
[0008]在各實(shí)施例中，剛性儲(chǔ)器可以布置在陣列中。在某些實(shí)施例中，每個(gè)剛性儲(chǔ)器的內(nèi)表面的至少一部分形成至少一個(gè)通道。栗可以包括至少三個(gè)剛性儲(chǔ)器。剛性儲(chǔ)器可以包括玻璃、聚合物和聚丙烯中的至少一個(gè)，并且柔性材料可以包括合成橡膠、蛋白水凝膠、聚氨酯和聚乙烯中的至少一個(gè)。每個(gè)剛性儲(chǔ)器都可以適于容納在從約10納升至約10000微升的范圍內(nèi)并且在某些實(shí)例中在從約6微升至約135微升的范圍內(nèi)的體積的藥物。密封材料可以是柔順膜，其可以包括彈性材料和折疊材料中的至少一個(gè)，并且在某些情況下可以包括聚乙烯。在某些實(shí)施例中，柔性微流體層具有層狀結(jié)構(gòu)，所述層狀結(jié)構(gòu)包括上層，所述上層粘附到中間層，所述中間層粘附到下層，所述層狀結(jié)構(gòu)可以形成與剛性儲(chǔ)器相對(duì)應(yīng)的入口和出口閥對(duì)。每個(gè)閥都可以是單向閥。入口和出口閥對(duì)可以由相對(duì)應(yīng)的孔口和彈性阻隔部分形成。在某些實(shí)施例中，中間層可以不粘附在每個(gè)閥處，允許加壓的流體流過每個(gè)閥。在一些實(shí)施例中，微流體通道的網(wǎng)絡(luò)包括內(nèi)部管材，所述內(nèi)部管材由柔性包裝物封裝。內(nèi)部管材和柔性包裝物可以包括不同的材料，例如，內(nèi)部管材可以包括聚乙烯，并且柔性包裝物可以包括聚氨酯。在某些實(shí)施例中，每個(gè)致動(dòng)器都適于容納電解材料、體積變化材料和形狀變化材料中的至少一個(gè)。致動(dòng)器可以基于以下技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)來操作:液體的電解，水凝膠的電解，壓電技術(shù)，熱力氣動(dòng)技術(shù)，靜電技術(shù)，氣動(dòng)技術(shù)，線性活塞驅(qū)動(dòng)機(jī)制，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)制，形狀變化機(jī)制，相變技術(shù)，電潤(rùn)濕/熱毛細(xì)技術(shù)，電流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)，電滲技術(shù)，磁流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)，電化學(xué)技術(shù)和選擇性滲透膜技術(shù)。柔性-剛性電子電路層可以由可拉伸的電子器件和/或柔性-剛性電路制成并且可以適于容許填充每個(gè)致動(dòng)器。在某些實(shí)施例中，可單獨(dú)尋址的致動(dòng)器可以包括可單獨(dú)尋址的電極對(duì)，所述電極對(duì)可以由不銹鋼、鐵、鎳、鈷、Fe-Ni合金、氧化銦錫、金、鉑、包括低表面能材料的涂膜、氟和合金以及它們的組合制成。在某些實(shí)例中，可單獨(dú)尋址的電極對(duì)可以包括工作周邊電極，所述工作周邊電極包圍反電極。在某些實(shí)例中，可單獨(dú)尋址的電極對(duì)可以適于接觸電解液(例如，水離子溶液)。在某些實(shí)施例中，栗可以具有多達(dá)約5毫米的厚度。栗還可以包括與儲(chǔ)器層流體連通的至少一個(gè)入口和/或出口。栗還可以包括連接到柔性電子電路層的控制器，其中控制器適于選擇性地對(duì)致動(dòng)器通電。栗還可以包括用于對(duì)控制器和/或致動(dòng)器供電的電源。
[0009]通常，在另一方面中，本發(fā)明的實(shí)施例的特征在于一種使用柔性貼片栗的方法。該方法可以包括以下步驟:提供柔性貼片栗，所述柔性貼片栗包括布置在柔性材料中的剛性儲(chǔ)器和相對(duì)應(yīng)的致動(dòng)器;將柔性貼片栗粘附到患者的皮膚表面；以及將柔性貼片栗控制成選擇性地對(duì)致動(dòng)器中的至少一個(gè)通電以將布置在相對(duì)應(yīng)的剛性儲(chǔ)器中的藥物輸送到患者。
[0010]在各實(shí)施例中，該方法還可以包括以下步驟:用藥物填充剛性儲(chǔ)器。該方法還可以包括以下步驟:皮下插入將柔性貼片栗與患者流體連接的插管。該方法還可以包括以下步驟:從皮膚表面去除柔性貼片栗。
[0011]通常，在又一方面中，本發(fā)明的實(shí)施例的特征在于一種制造柔性貼片栗的方法。該方法可以包括以下步驟:提供儲(chǔ)器層，所述儲(chǔ)器層包括適于容納藥物的多個(gè)剛性儲(chǔ)器，所述多個(gè)剛性儲(chǔ)器布置在柔性材料中；將柔性微流體層粘附到儲(chǔ)器層，所述柔性微流體層包括用于密封剛性儲(chǔ)器的元件、連接剛性儲(chǔ)器的微流體通道的網(wǎng)絡(luò)和在網(wǎng)絡(luò)中的至少一個(gè)出口閥；以及將柔性-剛性電子電路層粘附在柔性微流體層的下方，所述柔性-剛性電子電路層包括可單獨(dú)尋址的致動(dòng)器。
[0012]在各實(shí)施例中，該方法還可以包括以下步驟:將壓敏粘結(jié)層和水凝膠層中的至少一個(gè)粘附在柔性-剛性電子電路層的下方;用藥物填充剛性儲(chǔ)器;和/或?qū)㈦娊獠牧稀Ⅲw積變化材料和形狀變化材料中的至少一個(gè)布置在致動(dòng)器中。該方法還可以包括以下步驟:對(duì)柔性貼片栗的至少一部分消毒;將控制器連接到柔性-剛性電子電路層;將電源連接到柔性貼片栗;將輸液器連接到柔性貼片栗的出口；和/或驗(yàn)證柔性貼片栗的操作。在某些實(shí)施例中，微流體通道的網(wǎng)絡(luò)包括多種材料，所述多種材料在某些情況下可以包括聚乙烯通道，所述聚乙烯通道通過超音速或超聲波焊接而被封裝在另一種材料中來形成。
【附圖說明】
[0013]在附圖中，貫穿不同的視圖，相同的附圖標(biāo)記通常指的是相同的部件。而且，附圖不必按比例繪制，反而重點(diǎn)通常放在示出本發(fā)明的原理。在以下說明中，本發(fā)明的各實(shí)施例參照以下附圖來說明。
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