專利名稱：可植入藥物輸送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及一種可植入裝置。
更具體而言，本發(fā)明涉及一種帶有儲器機(jī)構(gòu)的高精度可植入藥物輸送 裝置。
背景技術(shù)：
外周血管疾病(PVD)由動脈粥樣硬化的形成產(chǎn)生，在下肢中其導(dǎo)致 腿組織的不良循環(huán)和不良灌注，；陂稱為危急性肢體缺血(CLI)的一種狀 況。在嚴(yán)重的情況下CLI自身表現(xiàn)為腿疼，不能行走，腳和腳趾中的缺血 性潰瘍，動脈栓子，并且在晚期表現(xiàn)為壞疽。危險因素包括抽煙，糖尿病， 肥胖癥，高血膽固醇，高脂飲食，和有心臟病的個人或家族史。在美國外 周血管疾病的患病率為3%,糖尿病引起的PVD的患病率升高到2.8%。 每年在糖尿病患者中執(zhí)行82,000例非創(chuàng)傷性下肢截肢。顯然，需要改善狀 況的方案和CLI的治療選4奪，尤其鑒于糖尿病相關(guān)PVD的發(fā)病率的不斷 增多。
如果足夠的血流通過病變血管則可以停止PVD的演進(jìn)。血流的增加可 以通過鍛煉實現(xiàn)，這已表明對疾病的結(jié)果是有利的?；蛘?，或許可以通過 將某些藥物連續(xù)或定期地施予到血流中來增加血流，所述藥物將局部地或 在遠(yuǎn)端起作用。這可以通過血管遺傳或舒血管物質(zhì)的動脈內(nèi)釋放實現(xiàn)。
適合于輸送藥物的可植入醫(yī)療裝置本身在本領(lǐng)域中是已知的。Swiss 專利N。 688 224公開了一種用于在人體中輸送液體醫(yī)療用藥的可植入裝 置。類似裝置的其他例子也在US 2004/0249365， WO 02/08233， WO 02/083207, DE 4123091 ， WO 03/089034, GB 2174218和WO 96/41080中 被公開，上述所有專利在本申請中被引用作為參考。在上述Swiss專利N。 688 224中，公開的裝置包括軸向活塞泵?；钊?在控制下被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)和軸向平移。流體儲器連接泵的抽吸側(cè)。泵優(yōu)選地具 有陶瓷汽缸和活塞。用于儲器的再填充連接器是可釋放的。整體旋轉(zhuǎn)傳動 器具有獨立控制單元。泵、儲器和傳動器在圓柱形殼體中是共軸的。備選 地傳動器是將旋轉(zhuǎn)運動傳遞到活塞的外部、非接觸耦合器。汽缸的端面具 有凸輪輪廓。產(chǎn)生軸向運動的偏心凸輪隨動栓附連到活塞。該系統(tǒng)相當(dāng)復(fù) 雜，原因是它包含活塞的至少兩種移位，即旋轉(zhuǎn)與平移結(jié)合。根據(jù)該幾何 形狀，必須使用特定機(jī)構(gòu)將電機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成平移。公開的機(jī)構(gòu)使結(jié) 構(gòu)復(fù)雜化，具有功能障礙的風(fēng)險并且消耗能量。
另 一現(xiàn)有沖支術(shù)的泵可從美國專利申請2004/0044332獲知。該文獻(xiàn)公開 了一種用于以液體形式輸送藥物的可植入裝置，其包括帶有入口和出口 的儲器，所述儲器適于排出所述液體；帶有入口和出口的體積可變室，所 述體積可變室的體積特別小于所述儲器的體積；第一管道，其使所述儲器 的出口與所述體積可變室的入口連通以填充后者；第二管道，其末端之一
連接到所述體積可變室的出口 。
在該現(xiàn)有技術(shù)中，實際上使用兩個體積可變室(一個是儲器)，由閥分 離，并且通過使用它們各自的恢復(fù)力排出預(yù)期量的液體(例如藥物)來起 作用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目標(biāo)是改進(jìn)已知的裝置的方法。
本發(fā)明還有一個目標(biāo)是提供一種可靠的簡單可植入裝置。
本發(fā)明的另 一 目標(biāo)是提供一種允許更好地計量被排出液體的系統(tǒng)。
本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)是提供一種允許小動物研究和腹腔鏡植入的小尺 寸系統(tǒng)。
本發(fā)明還有一個目標(biāo)是提供一種適合用于目前的泵的儲器。 這些目標(biāo)由于在權(quán)利要求中限定的裝置而被實現(xiàn)。上述技術(shù)方案的結(jié)果是提供一種非常好的方案，其中思想是使用高精 度、遙測控制、可植入動脈內(nèi)藥物輸注裝置將特定藥物直接輸注到動脈、 鞘內(nèi)隙、顱內(nèi)或其他身體部位中。高濃度藥物被儲存在植入物內(nèi)并且定量 給藥低使得藥物輸送可以長時期發(fā)生(從數(shù)星期到數(shù)月或數(shù)年)。備選的 設(shè)計可以包含用于經(jīng)皮藥物再填充。由于藥物被局部施予而沒有系統(tǒng)效 應(yīng)，該技術(shù)探尋一種用戶定義的、低劑量的、高精度的和高效率的藥物輸 送系統(tǒng)。
本發(fā)明的其他優(yōu)點包括
1. 緊湊小尺寸便于周邊植入、顱內(nèi)植入、心臟應(yīng)用、腹腔鏡插入和小 動物研究。
2. 高精度推注施予。
3. 定量給藥與負(fù)荷(即動脈壓或在輸送導(dǎo)管的遠(yuǎn)端的顱內(nèi)壓)無關(guān)。
4. 外部可編程/啟動以用于連續(xù)的、定期的或用戶定義的藥物施予。
5. MRI安全和兼容。
本發(fā)明的有利實施例是從屬權(quán)利要求的主題。


通過閱讀本發(fā)明的實施例的以下詳細(xì)描述將更顯而易見本發(fā)明的其他 特征和優(yōu)點，所述實施例僅僅作為非限定性例子給出并且由附圖示出，其
中
圖1A-1H顯示了根據(jù)第 一實施例的本發(fā)明的剖視詳圖。 圖2A-2H顯示了根據(jù)第二實施例的本發(fā)明的剖視詳圖。 圖3-7顯示了根據(jù)第三實施例的本發(fā)明的詳圖。 圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的泵的剖視總圖。
圖9A-9C示出了適合用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的釋放室的例子。 圖10A-10D示出了適合用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的儲器的例子。圖11A-11D顯示了偏心軸的特定實施例。
具體實施例方式
圖1A顯示了根據(jù)本發(fā)明的泵的第一實施例的橫向剖視圖。
泵包括帶有入口 2和出口 3的外部主體1。所述入口 2和所述出口 3 以已知的方式，例如如US 2004/0044332中所公開的方式連接到管道或?qū)?管，以便將液體(例如藥物)從儲器轉(zhuǎn)移到待治療的部位。為了簡化起見 這些管道未在圖1中呈現(xiàn)，但是類似于在上述的美國文獻(xiàn)中公開的管道。 這樣的導(dǎo)管的例子的詳細(xì)描述在本申請中參考圖9A-9C和10A-10D給出。
在主體1內(nèi)部有圍繞汽缸軸5旋轉(zhuǎn)的汽缸4。在汽缸4內(nèi)部進(jìn)一步有 活塞6,所述活塞由汽缸4驅(qū)動旋轉(zhuǎn)并且圍繞活塞軸7旋轉(zhuǎn)。軸7相對于 軸5偏心，因此當(dāng)所述汽缸正在旋轉(zhuǎn)時導(dǎo)致活塞6在汽缸4內(nèi)部側(cè)向移動。
在主體1中，入口 2終止于具有可變體積的入口室8中。在該實施例 中，該室8主要由汽缸4中活塞6的相對位置和主體1的內(nèi)壁限定。
該系統(tǒng)另外包括第一和第二臨時室9和10，其用途將在下面進(jìn)一步進(jìn) 行描述。
最后，為了保持密封，活塞6具有兩個密封件11和12，例如O形圈。
在圖1B中，該系統(tǒng)-故顯示成汽缸4和活塞6相對于外部主體1順時 針旋轉(zhuǎn)大約30°。在該位置，室8現(xiàn)在被關(guān)閉，即不再與入口2聯(lián)接，并 且由活塞6的末端B，汽缸4的內(nèi)壁13, 14，和外部主體1的內(nèi)壁15限 定出體積8。
在圖1C中，汽缸4和活塞6進(jìn)一步相對于外部主體1順時針旋轉(zhuǎn)大 約90° (從圖1A的位置獲得的值)。在該位置，由于汽缸4和活塞6圍繞 相對于彼此偏心的軸旋轉(zhuǎn)的事實，活塞6相對于汽缸4側(cè)向移動，因此減 小了室8的體積。同時， 一旦汽缸和活塞離開圖1B中所示的位置，室8 聯(lián)接到臨時室9并且因此聯(lián)接到出口 3 。因此，存在于室8中的液體通過 汽缸4中活塞6的相對運動通過出口 3被排出。同時，在圖1C的右手側(cè)可以看到，入口室8'在活塞6的側(cè)面A通過 它相對于汽缸4的側(cè)向運動產(chǎn)生，該室8'連接到第二臨時室10和入口 2 。
如圖1D中所示汽缸4和活塞6相對于外部主體1進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)顯示室8 最后通過活塞6的位移被完全抑制，但同時位移在活塞6的末端A產(chǎn)生另 一室8',形成室8'的活塞4的位移同時產(chǎn)生填充室8'的抽吸力。
在活塞6和汽缸4從圖1A中呈現(xiàn)的位置順時針旋轉(zhuǎn)180°之后，該系 統(tǒng)處于圖1E中呈現(xiàn)的位置，活塞6的末端A和B處于顛倒位置。
圖1F-1H顯示了與圖1A-1D中呈現(xiàn)的系統(tǒng)完全相同的運動并且上面給 出的解釋相應(yīng)地適用。最后在圖1H中呈現(xiàn)的位置之后，活塞6和汽缸4 的進(jìn)一步順時針旋轉(zhuǎn)終止于圖1A中呈現(xiàn)的位置并且循環(huán)再次開始。
從上面的描述可以容易地理解，該系統(tǒng)允許通過活塞和偏心系統(tǒng)的使 用形成體積可變室(8或8')，所述偏心系統(tǒng)將純旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)和側(cè) 向相對位移的組合。
圖2A-2H顯示了主體、汽缸和活塞的系統(tǒng)的第二實施例。在該情況下， 不使用偏心軸(如第一實施例的軸5和7)，但是該系統(tǒng)使用壓力差。更準(zhǔn) 確地說，它使用這樣的原理根據(jù)該原理液體(例如藥物)的壓力在入口 處比在出口處更高。
如圖2A中所示，液體通過主體16中的入口 17進(jìn)入室22并且在圖2A 的圖示中向上推動汽缸21 ，原因是在入口側(cè)17的壓力高于在出口 18側(cè)的 壓力。液體也填充臨時室23并且在活塞21上上設(shè)置密封件25和26，例 如O形圏。
在圖2B中，汽缸19和活塞21圍繞主體16中的軸20順時針旋轉(zhuǎn)大 約30。的角，并且室22現(xiàn)在未關(guān)閉，由活塞21的末端B,汽缸的內(nèi)壁27 和28,和主體16的內(nèi)壁29界定。
汽缸19和活塞21進(jìn)一步順時針旋轉(zhuǎn)大約90。(從圖2A的位置獲取的 值)使該系統(tǒng)處于圖2C中呈現(xiàn)的位置。當(dāng)考慮圖2B和2C時可以理解， 汽缸19和活塞21從圖2B的位置順時針旋轉(zhuǎn)允許連接到入口 17的臨時室 24連接到活塞21的末端A,因此允許入口 17中在壓力下的液體將壓力在活塞的末端A施加到活塞21上。由于在入口 17的壓力高于在出口 18的 壓力，活塞將沿著末端B的方向側(cè)向移動并且室22的體積減小，因此通 過出口 18排空存在的液體，同時室22'形成于活塞21的末端。該位置在圖 2C中呈現(xiàn)。
汽缸19和活塞21進(jìn)一步順時針旋轉(zhuǎn)大約卯°，終止于圖2D中呈現(xiàn)的 位置，與圖2E中顯示的元件的相同位置重復(fù)。
然后，可以如圖2F-2H中所示開始新的循環(huán)，這實際上類似于圖2C-2D 中呈現(xiàn)的循環(huán)并且上面給出的描述相應(yīng)地適用。唯一區(qū)別在于活塞的末端 A和B 一皮顛倒。
圖2H中呈現(xiàn)的最后位置與圖2A中呈現(xiàn)的位置相同，汽缸19作360。 旋轉(zhuǎn)，如圖2A-2H中連續(xù)所示。
圖3-7顯示了本發(fā)明的另一實施例，其中臨時室相對于第一第二實施 例不同地被;故置。
在圖3和4中，該第三實施例的第一透視分解圖被呈現(xiàn)。該實施例包 括籠狀件30，汽缸31,活塞32，和第一圓盤33。汽缸31另外包括接收 活塞32的室34,兩個通道35， 36和開口37?；钊?2也包括開口38和 優(yōu)選兩個密封件39例如0形圏。
圓盤33進(jìn)一步包括在與活塞相對的圓盤33的一側(cè)的兩個香蕉形室 40， 41和在圓盤33的活塞側(cè)開》丈并且終止于香蕉形室40, 41內(nèi)部的兩個 開口42， 43。最后，圓盤33也包括中心開口 44。
籠狀件30，汽缸31和圓盤33附連在一起以形成第一組件，圓盤33 和汽缸相對放置成使得圓盤的開口 42， 43分別與汽缸31的通道35， 36 對準(zhǔn)，并且該組件由電機(jī)(未顯示)旋轉(zhuǎn)，活塞32垂直于該組件的旋轉(zhuǎn) 軸移動。
在一個變型中，可以預(yù)見將汽缸31和圓盤33形成一個整體而不是兩 個獨立部分，用于選擇整體還是兩個獨立部分的構(gòu)造的準(zhǔn)則可以是用于圓 盤和用于活塞的材料。
泵也包括第二組件并且攜帶第二圓盤48,所述第二組件包括帶有入口46和出口 47的主體45。第二圓盤48包括分別連4妻到入口 46，出口 47的 兩個開口 49, 50，和第一軸51,當(dāng)兩個組件安裝在一起時所述第一軸延 伸通過圓盤33的開口 44和汽缸31的開口 37。也有相對于第一軸51偏心 布置的第二軸52,當(dāng)兩個組件被安裝在一起時所述第二軸延伸通過活塞 32的開口 38。該狀態(tài)在圖5-7中呈現(xiàn)，圖6 了顯示了沿著圖5的軸A-A 的組件的剖視圖，而圖7示出了沿著圖5的軸B-B的前視圖，其中相同的 元件由相同的附圖標(biāo)記。
該系統(tǒng)以以下方式起作用。當(dāng)活塞32在全沖程時，圓盤48的開口 49 和50在兩個香蕉形室40， 41之間并且沒有液體的轉(zhuǎn)移。當(dāng)包括籠狀件30, 汽缸31,活塞32和圓盤33的第一組件開始相對于包括主體45,圓盤48 和軸51和52的第二組件旋轉(zhuǎn)時，軸51和52是偏心地側(cè)向(例如在圖6 中向下)移位活塞32,這因此減小了室53的體積。在活塞32移動的同時， 開口 49和50連接到香蕉形室40, 41,允許存在于室53中的液體通過通 道35或36轉(zhuǎn)移到香蕉形室40或41中。為了清楚起見，讓我們^^設(shè)它是 由通過活塞32的位移從室53排出的液體填充的香蕉形室40。這因此通過 通道35和開口43完成。然而，由于香蕉形室也連4姿到開口 50，通過活塞 32的位移從室53轉(zhuǎn)移到香蕉形室40中的液體的相應(yīng)體積通過開口 50和 出口 47排出。
同時，在活塞的另一端，發(fā)生相反的情況。當(dāng)在活塞32的一端的室 53 (圖6)的體積通過活塞32的位移被減小時， 一個室在活塞32的另一 端通過它的運動形成(參見關(guān)于圖1A-1H和2A-2H的實施例揭示的原理)。 該室經(jīng)由通道36通過開口 42連接到另一香蕉形室41。因此形成室的活塞 的位移將"吸入"存在于香蕉形室41中的液體，并且由于該室進(jìn)一步通過開 口 49連接到入口 46,香蕉形室41將被填充從儲器獲取的液體的相應(yīng)體積。
從上面的描述可以容易地理解，每旋轉(zhuǎn)180°將允許系統(tǒng)排出對應(yīng)于室 53 (參見圖6)的體積的液體的體積，并且同時使該室填充相同的液體體 積。也可以容易地理解被排出液體的體積可以取決于旋轉(zhuǎn)的程度和通過在 旋轉(zhuǎn)期間在中間位置選擇性地停止活塞6的旋轉(zhuǎn)。以該方式可以輸送一定 的液體體積，所述體積是在180。旋轉(zhuǎn)期間被排出的沖程體積的已知分?jǐn)?shù)。在該第三實施例中感興趣的是圓盤的使用，通過相對旋轉(zhuǎn)，所述圓盤 允許回路的打開和關(guān)閉。另外，這樣的圓盤具有大接觸表面，這提高了系 統(tǒng)的防漏性。
本發(fā)明也可以用于將藥物輸送到其他器官/組織。 一個應(yīng)用是脊柱中的 疼痛緩解藥物。可以直接用于不同惡性腫瘤中動脈內(nèi)化療的輸送。該方法 似乎對肝(肝細(xì)胞和轉(zhuǎn)移性結(jié)腸直腸)癌特別有效，但是對子宮、胃、頭 和頸以及大腦內(nèi)惡性腫瘤也有效。在這方面可以由本發(fā)明施予的藥物可以
包括順柏(cisplatin)和氟尿嘧咬(fluorouracil )。其他應(yīng)用可以包括為了 復(fù)發(fā)性腦血管痙攣施予血管舒張藥例如罌粟堿(papaverine )和為了特別防 止感染長期施予抗真菌劑。
從上面的描述可以容易地理解，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)相當(dāng)簡單。另外， 它是無岡的，這明顯優(yōu)于已知系統(tǒng)。在入口和出口之間也沒有流體連通， 使得即使該系統(tǒng)被阻塞，也沒有儲器在攜帶系統(tǒng)的主體中清空自身的風(fēng)險。
典型地，該裝置可以由塑料或金屬(例如不銹鋼)或兩者的組合制造。 圓盤可以由塑料、金屬、硅或陶瓷制造。在一個變型中，如上所迷，圓盤 33可以與汽缸31 —體地;故制造。
圖8以示意的方式與圖3-7對應(yīng)地顯示了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的 完整泵的剖視側(cè)視圖。所示的泵包括帶有電池56的外部主體55,電子電 路57，電才幾58，籠狀件30，兩個圓盤33和48,入口 46，出口 47和軸 51，如參考圖3-7所述。圍繞入口 46另外有儲器49，待輸送的液體被保 持在所述儲器中并且所述液體可以通過開口 60被引入所述入口 46中。圖 8的圖示是包括上面公開的第三實施例的示圖并且圖4-7關(guān)于該實施例的 描述相應(yīng)地適用。如上所述，這僅僅是例子并且第一和第二實施例的原理 經(jīng)過相應(yīng)修改和適應(yīng)也可以用于圖8的組裝泵中。
而且，圖8呈現(xiàn)了一個優(yōu)選實施例，其中整個可植入系統(tǒng)被嵌入相同 主體55中，包括電機(jī)58，能量源56，電子電路57和儲器59。當(dāng)然可以 預(yù)見不包括相同主時間之后實際電池必須被更換并且該操作將意味著被植入裝置的取出。為 了克服該特殊問題，外部源可以用于遙測地或通過其他合適的手段將能量
傳遞到電機(jī)58和電路57。其他變型在本說明書的末尾給出。
可以用于本系統(tǒng)中的輸送室的非限定性例子參考圖9A-9C進(jìn)行描述。
該輸送室的主要特征是它是彈性順應(yīng)的，所以泵在每個沖程用液體填 充彈性室。彈性室彈回然后將所述室返回到它的初始體積，并且通過這樣 做在所述室的出口端逐漸清空液體。使用這樣的室的優(yōu)點在于液體不在單 一沖程中被輸送到攜帶系統(tǒng)的主體中，而是隨著時間緩慢地(取決于所述 室的特性)被輸送。
因此，彈性輸送室70 (圖9A)包括例如通過圖1A-1H的出口 3,或 圖2A-2H的出口 18,或圖3-6和8的出口 47連接到泵(未在圖9A中顯 示)的入口 71和采用輸送被泵送到室70中的液體的導(dǎo)管的形狀的出口 71。 通過它的順應(yīng)性，當(dāng)恢復(fù)到它的初始體積時，室70通過出口 72/導(dǎo)管排出 液體。
圖9B和9C示出了用后止擋實現(xiàn)導(dǎo)管72的末端的兩個典型方式。在 圖9B中，后止擋具有后流到停止閥73的形狀并且在圖9C中導(dǎo)管72的末 端的變形74用于相同效杲。這些構(gòu)造保持導(dǎo)管72的末端閉合，除非由活 塞6 (參見圖1A-1H)或活塞21 (參見圖2A-2H)或活塞32 (參見圖3-6) 的運動產(chǎn)生的正壓力梯度迫使導(dǎo)管末端打開使得流體被排出。閉合導(dǎo)管末 端用于阻止細(xì)胞、體液或組織進(jìn)入導(dǎo)管，由此引起管道的堵塞。當(dāng)然，可 以預(yù)見用于相同目的的其他等效手段。
在圖IOA-IOD中，適合用于本發(fā)明中的液體儲器的幾個非限定性例子 被公開。特別地，這樣的儲器追求的特征是小尺寸(尤其當(dāng)清空時)以允 它們通過套管針或類似裝置插入身體中。
第一實施例在圖IOA中被示出，該圖顯示了帶有隔膜81的儲器80， 所述隔膜用于以已知的方式從外部填充儲器。泵82 (對應(yīng)于上述的泵)被 結(jié)合在儲器80中。進(jìn)一步結(jié)合在儲器中的元件是電源83 (例如電池)，用 于控制系統(tǒng)的電子裝置84和用于接收來自外部例如來自醫(yī)生所使用的無線發(fā)射器的指令的天線85。這例如允許電子裝置的遠(yuǎn)距離編程。出口導(dǎo)管
86連接到泵，例如對應(yīng)于圖9A-9C的入口導(dǎo)管71以填充如這些圖中公開 的輸送室。
第二實施例在圖IOB中呈現(xiàn)。在該實施例中，儲器87與圖IOA的儲 器相同仍然包括隔膜，但是帶有電源和電子控制機(jī)構(gòu)的泵88未結(jié)合在儲 器87中。確切地說，泵88通過給送導(dǎo)管89連接到儲器。在泵88的出口 側(cè)，出口導(dǎo)管86被連接，所述出口導(dǎo)管例如對應(yīng)于圖9A-9C中呈現(xiàn)的入 口導(dǎo)管以填充如這些圖中公開的輸送室。
第三實施例在圖10C中^皮示出。在該實施例中，儲器90具有細(xì)長形 狀，使得它可以通過套管針被插入人體中。部分或全部儲器90由可膨脹 材料制造。流體或藥物可以經(jīng)由進(jìn)入端口 91被輸送到儲器中，所述進(jìn)入 端口攜帶用于填充儲器的隔膜92，例如商業(yè)上發(fā)現(xiàn)用于治療癌癥或在可調(diào) 節(jié)胃環(huán)中發(fā)現(xiàn)的那些。所述液體通過經(jīng)皮注射到端口 91中被引入儲器中， 所述端口經(jīng)由撓性給送導(dǎo)管93連接到儲器。當(dāng)所述液體被引入儲器90中 時，所述儲器膨脹以容納預(yù)期體積的液體。與先前實施例中相同，該實施 例也使用從儲器到泵88和出口導(dǎo)管86的給送導(dǎo)管89。在另 一執(zhí)行方式中， 帶有它的隔膜92的進(jìn)入端口 91被結(jié)合到可膨脹儲器90中，不需要給送 導(dǎo)管93。
在一個變型中，圖8中呈現(xiàn)的儲器59具有圖10C的儲器的可膨脹性 的相同特征。在該變型中，不需要呈現(xiàn)在圖10C中的儲器90和泵88之間 的給送導(dǎo)管89。
儲器的第四實施例在圖IOD中一皮示出。在該實施例中，儲器90具有 細(xì)長形狀，使得它可以通過套管針被插入人體中。儲器94的外殼是剛性 的。該儲器通過活塞97被分離成兩個體積可變部分95和96?；钊梢栽?儲器內(nèi)以防漏方式滑動，所述防漏通過材料的選擇和表面的質(zhì)量或者通過 O形圈99的添加得到保證。活塞連接到彈簧98，所述彈簧又連接到儲器 90的壁。彈簧98總是處于壓縮，因此經(jīng)由活塞傳遞作用在可變室95中的 流體上的正壓力。當(dāng)所述液體被引入儲器90中時，所述可變室95通過進(jìn) 一步壓縮彈簧而膨脹以容納預(yù)期體積的液體。將會理解可以對上文所述的實施例進(jìn)行本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的各 種修改和/或改進(jìn)而不脫離由附帶權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍。
例如，在圖2A-2H中呈現(xiàn)的實施例中使用的壓力差的原理可以應(yīng)用于 圖3-7中呈現(xiàn)的實施例，相應(yīng)的結(jié)果是在入口 46的更高壓力將相應(yīng)地用 于移位活塞32和通過出口 47排出流體。在這樣的實施例中，軸52可以 被去除。這樣的更高壓力可以通過如上所述的儲器的使用產(chǎn)生，所述儲器 是彈性順應(yīng)的并且保持一定的壓力作用在它們包含的流體上。
在圖11A-11D中，偏心軸的特定實施例在剖視圖中被呈現(xiàn)，所述軸對 應(yīng)于圖1A-1H的軸7或圖3-7的軸52。從上面的描述并且例如從圖1B可 以容易地理解，在汽缸的該位置所有室被關(guān)閉。然而，汽缸必須如圖1C 中所示進(jìn)一步被旋轉(zhuǎn)，如果在偏心軸7和它被接收在其中的活塞的開口之 間沒有游隙則旋轉(zhuǎn)是不可能的，原因是液體不能被壓縮。
為了克服該問題，有以下備用選擇要么使用所述部分(在該情況下 為偏心軸和活塞的開口 )之間的相對游隙以避免系統(tǒng)的阻塞，要么限定偏 心軸的特定輪廓以在汽缸的某些位置避免活塞的移位，同時仍然旋轉(zhuǎn)汽 缸。
游隙的缺點當(dāng)然在于這樣的事實，即，它在有效輸送的液體量方面使 系統(tǒng)不太精確。
因此，令人感興趣的是開發(fā)如圖11A-11D中所示的另一方案。該方案 基于例如用于凸輪軸的原理，其中偏心軸不是純圓柱形，而是具有如下文 解釋的不同周邊形狀。
在圖11A中，呈現(xiàn)了偏心軸100 (對應(yīng)于軸7或52),該偏心軸接收 在活塞的開口 101中。呈現(xiàn)在軸100上的是三個旋轉(zhuǎn)中心，作為汽缸的旋 轉(zhuǎn)中心的中心102 (例如對應(yīng)于圖1A-1H的軸5 ),以及第一偏移旋轉(zhuǎn)中心 103和第二偏移旋轉(zhuǎn)中心104。
這些旋轉(zhuǎn)中心允許限定軸100的不同扇區(qū)，所述扇區(qū)具有相同半徑。 在圖11B中具有帶恒定半徑的兩個扇區(qū)105和106，所述扇區(qū)圍繞旋轉(zhuǎn)中 心102纟皮限定。然后在圖11C中具有鄰近扇區(qū)105/106的兩個另外扇區(qū)107, 108，所 迷扇區(qū)具有不同半徑并且它們圍繞偏移旋轉(zhuǎn)中心104被限定。
最后在圖11D中具有更多的兩個扇區(qū)109， 110，所述扇區(qū)具有另一半 徑并且圍繞偏移中心103被限定。
應(yīng)當(dāng)理解每個半徑(即扇區(qū)105/106或107/108或109/110的半徑)的 總和等于汽缸的開口 101的寬度。
當(dāng)然，顯然帶有恒定半徑的不同扇區(qū)的位置必須相對于汽缸中的室的 位置適當(dāng)?shù)乇环胖靡员銓崿F(xiàn)它們的目標(biāo)。
在上述所有實施例中，泵可以包括遙測系統(tǒng)，例如RFID或藍(lán)牙模塊， 其允許泵接收并且也發(fā)送信號和信息到外部控制單元。外部控制單元可以 用于編程植入物功能(即，藥物釋放速度，推注輸送的時間曲線等)，但 是它也可以用于收集來自植入物的功能數(shù)據(jù)，例如劑量的歷史，電池狀態(tài)， 裝置工作良好的狀態(tài)等。遙測系統(tǒng)也可以用于以類似于其他遙測賦能可植 入裝置的方式，例如在專利US5,820,589中所述的那些方式將能量輸送到 植入物。
進(jìn)一步地，在上述所有實施例中的泵可以物理地或無線地連接到生理 信號感測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)提供關(guān)于某些生理變量的狀態(tài)的信息(即，壓力、 溫度、電活動等)。信號然后可以由泵，例如由它的計算機(jī)構(gòu)(包含在適 當(dāng)?shù)某绦蛑?判讀并且用于判定(基于嵌入式判定算法)是否輸送治療劑 量。 一個這樣的具體例子是泵連接到測量ECG或其他腦活動信號的系統(tǒng)， 當(dāng)需要時(例如基于預(yù)定參數(shù))所述系統(tǒng)可以允許泵顱內(nèi)地輸送藥物。另 一個例子是泵用于心力衰竭患者中，其中心臟舒張末期壓或體積被測量并 且該信號由泵使用以將變力性或其他適當(dāng)?shù)乃幬锕δ苷{(diào)節(jié)藥物輸送到腔 靜脈中，系統(tǒng)地或直接地輸送到心腔。以類似方式，泵可以耦合到ECG 測量系統(tǒng)并且使用該信號判定何時將心節(jié)律調(diào)節(jié)藥物輸送到腔靜脈中或 直接輸送到心肌或心腔中。
對于小動物應(yīng)用，對于顱內(nèi)、周邊或其他人體應(yīng)用，必需的是泵是緊 湊的，帶有微小的重量和體積。 一個這樣的例子在圖11中給出。為了進(jìn)一步減小重量和體積，也有可能去除電池和在藥物填充期間通過附連到儲器 的彈簧或薄膜的彈性變形將能量儲存在植入物中。該能量可以在儲器的清 空期間逐漸釋放并且因此用于操作電機(jī)。使用類似于自動(無電池)表的 系統(tǒng)，能量儲存也可以通過人或動物的自然運動實現(xiàn)。
從上面的描述可以容易地理解，該系統(tǒng)優(yōu)選地通過套管針或類似裝置 ^皮植入。因此，尺寸(直徑)不應(yīng)當(dāng)超過對應(yīng)于這樣的裝置的尺寸的某些
值。典型地，最大橫截面直徑為大約18mm，但是可以預(yù)見其他尺寸，這 取決于應(yīng)用和裝置的待植入位置。
11 外部主體
2 入口
3 出口
4 汽缸
5 汽缸軸
6 活塞
7 活塞軸 8,8' 入口室
9 第一臨時室
10 第二臨時室 11密封件
12密封件
13 汽缸4的內(nèi)壁
14 汽缸4的內(nèi)壁
15 主體l的內(nèi)壁
16 外部主體
17 入口
18 出口
19 汽缸
20 汽缸軸
21 活塞 22,22' 入口室 23 第一臨時室25 密封件 26密封件
27 汽缸21的內(nèi)壁
28 汽缸21的內(nèi)壁
29 主體16的內(nèi)壁 30籠狀件
31 汽缸
32 活塞
33 第一圓盤
34 汽缸的室
35 通道
36 通道
37 汽缸開口
38 活塞開口
39 活塞的密封件
40 香蕉形室
41 香蕉形室
42 圓盤的開口
43 圓盤的開口
44 中心開口
45 主體
46 入口
47 出口48笫二圓盤
49開口
50開口
51第一軸
52第二軸
53在活塞前面的室
54
55外部主體
56電池
57電子電路
58電機(jī)
59流體儲器
60開口
70彈性輸送室
71室70的入口
72室70的出口
73停止閥
74變形
80儲器(第一實施例)
81隔膜
82泵
83電源
84電子裝置
85天線
2086 泵82的出口
87儲器(第二實施例)
88 泵
89 給送導(dǎo)管
90 可膨脹主體
91 環(huán)
92 環(huán)的隔膜
100 偏心軸
101 開口
102 汽缸的旋轉(zhuǎn)中心
103 第一偏移旋轉(zhuǎn)中心
104 第二偏移旋轉(zhuǎn)中心
105 圍繞中心102的第一扇區(qū)
106 圍繞中心102的第二扇區(qū)
107 圍繞中心104的第一扇區(qū)
108 圍繞中心104的第二扇區(qū)
109 圍繞中心103的第一扇區(qū)
110 圍繞中心103的第二扇區(qū)
2權(quán)利要求
1.一種可植入輸送裝置，其包括至少一個主體(1)，入口(2；17；46)和出口(3；18；47)以及致動機(jī)構(gòu)，其中所述致動機(jī)構(gòu)包括至少一個致動器，所述致動器在形成至少一個體積可變室(8，8′；22，22′；53)的旋轉(zhuǎn)汽缸(4；19；31)中移位活塞(6；21；32)，所述體積可變室的體積通過所述汽缸的旋轉(zhuǎn)被改變，由此將來自儲器的液體，例如藥物，泵送通過所述入口(2；17；46)，并且通過所述體積的改變，將來自所述體積可變室的所述泵送液體，通過至少第一臨時室(9，10；23，24；40，41)和所述出口(3；18；47)排出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述臨時室(9， 10; 23, 24) 位于所述汽缸(4; 19)和所述活塞(6; 21)之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2之一所述的裝置，其中所述臨時室(40， 41) 在所述活塞(32)之上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3之一所述的裝置，其中所述致動機(jī)構(gòu)包括偏心 系統(tǒng)，在所述偏心系統(tǒng)中，所述汽缸(6; 31)圍繞第一軸(5; 51)旋轉(zhuǎn)， 并且所述活塞(4; 32)圍繞第二軸(7; 52)旋轉(zhuǎn)，所迷兩個軸是共軸的 并且側(cè)向偏移。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 - 4之一所述的裝置，其中裝置包括兩個臨時室(9， 10; 23， 24; 40， 41)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其中包括在所述活塞的每一端 的體積可變室(8, 8'; 22， 22'; 53)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5-6之一所述的裝置，其中包括第一圓盤(33)，所 述臨時室(40，41 )形成于所述第一圓盤中，所述圓盤附連到所述汽缸(31)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中包括帶有開口 (49， 50)的第二 圓盤(48)，所述開口連接到所述入口 (46)和所述出口 (47)，所述第一 圓盤(33)相對于所述第二圓盤(48)旋轉(zhuǎn)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述圓盤(33， 48)由塑料、金 屬、硅或陶瓷制造。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其中所述活塞(6; 21; 32) 包括至少一個密封件(11, 12; 25， 26; 39)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4-IO之一所述的裝置，其中所述第二軸不是圓柱 形的并且具有帶不同半徑的扇區(qū)(105/106,107/108, 109/110 )。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1 - 11之一所述的裝置，其中所述致動器以這樣的 方式通過壓力實現(xiàn)使得所述入口 (17; 46)中的液體的壓力高于所述出 口 (18; 47)中的液體的壓力，由此通過該壓力差移位所述活塞(21; 32)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l-12之一所述的裝置，其中所述致動機(jī)構(gòu)包括聯(lián) 接到能量源(56)和計算機(jī)構(gòu)(57)的電機(jī)(58)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所迷的裝置，其中所述電機(jī)和/或所述能量源和/ 或所述計算機(jī)構(gòu)在所述裝置內(nèi)部。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述電機(jī)和/或所述能量源和/ 或所述計算機(jī)構(gòu)在所述裝置外部。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的裝置，其中所述能量源在所述裝置 外部，所述電機(jī)在所述裝置內(nèi)部，并且能量被遙測地傳輸?shù)剿鲭姍C(jī)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中裝置能夠在由感測系統(tǒng)輸送的 預(yù)定參數(shù)的基礎(chǔ)上通過裝置的計算機(jī)構(gòu)(57)判定輸送治療劑量。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述參數(shù)是生理參數(shù)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的裝置，其中無線地或經(jīng)由物理連接 進(jìn)行所述感測系統(tǒng)到所述計算機(jī)構(gòu)的輸送。
20. —種用于前述權(quán)利要求之一所述的裝置的輸送室，其中包括至少 一個彈性順應(yīng)室(70),入口導(dǎo)管(71)和連接到所述室(70)的出口導(dǎo) 管(72 )。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的輸送室，其中所述出口導(dǎo)管(72)包括停 止閥(73)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所迷的輸送室，其中所述停止閥具有變形(74) 的形狀。
23. —種用于權(quán)利要求1-19之一所述的裝置的儲器，其中所述儲器 (80)與用于填充所述儲器的隔膜(81)配合。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的儲器，其中儲器是彈性順應(yīng)的。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的儲器，其中所述儲器(95)包含與彈簧(98) 配合的活塞(97)，所述活塞在所述儲器中界定兩個體積可變部分(95， 96 ),所述彈簧處于壓縮以便通過所述活塞傳遞作用在存在于所述體積可 變室之一 中的流體上的正壓力。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23 -25之一所述的儲器，其中通過導(dǎo)管與權(quán)利要求 1 - 12之一所述的輸送裝置配合。
27. —種可植入系統(tǒng)，其包括權(quán)利要求1-19之一所述的裝置，權(quán)利 要求20 - 22之一所述的輸送室和權(quán)利要求23 - 26之一所述的儲器。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的可植入系統(tǒng)，其中所述裝置和/或所述室 和/或所述儲器可以通過套管針被植入。
全文摘要
一種可植入輸送裝置，其包括至少一個主體(1)，入口(2；17；46)和出口(3；18；47)以及致動機(jī)構(gòu)，其中所述致動機(jī)構(gòu)包括在形成至少一個體積可變室(8，8′；22，22′；53)的旋轉(zhuǎn)汽缸(4；19；31)中移位活塞(6；21；32)的致動器，所述室的體積通過所述汽缸的旋轉(zhuǎn)被改變，由此將來自儲器的液體例如藥物泵送通過所述入口(2；17；46)并且通過所述體積的改變將來自所述體積可變室的所述泵送液體通過至少第一臨時室(9，10；23，24；40，41)和所述出口(3；18；47)排出。
文檔編號A61M5/142GK101541358SQ200680055629
公開日2009年9月23日 申請日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月18日
發(fā)明者M·巴克曼, N·斯特喬普洛斯 申請人:洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院