專利名稱：膠囊式消化道藥物釋放及采樣裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可吞服的消化道微型裝置，尤其涉及一種膠囊式消化道藥物釋放及采樣裝置，可用于在人體或動物的消化道內同時實現藥物釋放及液體采樣。
背景技術：
在消化道內進行定點釋放藥物及液體采樣用途廣泛，特別是在研究藥物在消化道不同位置的吸收特性，研究消化道的代謝狀況及相關生化特性都具有重要價值。它為新藥研發奠定了堅實的基礎，為消化道疾病檢測提供了輔助手段，因此膠囊式消化道藥物釋放及采樣裝置的研究自然成為一個熱點。
美國專利US 4425117提出了一種消化道指定位置釋放物質的裝置，該裝置分為兩個小室，第一室中有個可在壓縮彈簧的壓力作用下運動的可移動機構，在可移動機構端部有一個針；第二個小室為周圍有小孔的儲藥倉，藥物封裝于小氣球中植入儲藥倉中；在該裝置中間位置有一固定擋板將兩小室隔開，在擋板中間與針對應的位置可以被針刺破。該裝置到達消化道指定位置時，由外界信號觸發釋放動作，可移動機構在彈簧壓力作用向前運動到一定位置，針刺破擋板并刺破裝有藥物的氣球，氣球自身收縮擠壓所裝容的藥物往外釋放。該裝置存在以下問題首先，藥物釋放情況依賴于在儲藥倉中間位置的儲藥氣球被針刺破的小孔大小及氣球內部壓力，如果裝有藥物的氣球內部壓力不夠大，則藥物釋放速度緩慢；藥物粘稠則可能會導致無法釋放；其次，由于藥物從裝置內釋放出來的通道為外殼壁上的小孔，而裝有藥物的氣球由于良好的變形性會將這些小孔堵住；另外，即使氣球刺破后能夠迅速收縮，其收縮力作用只保證了將藥物釋放到儲藥倉，而藥物從儲藥倉釋放出來依賴于小孔的泄漏，這些小孔會被消化道物質封住，沒有適當的外壓力藥物就無法通過小孔泄漏出來。
美國專利US 5395366研發了一種藥丸式采樣裝置，包括一個用于儲藥采樣液體的采樣倉，一個用于產生局部真空的活塞，一個用于驅動活塞運動的彈簧，一個用于控制活塞運動的控制機構，該裝置用于在動物消化道采樣液體。該裝置利用壓縮彈簧的能量驅動活塞向另一端運動，在運動時產生局部真空將裝置外的液體吸入采樣倉。該裝置存在以下問題首先，該裝置最大的缺點是結構復雜。由于該裝置利用活塞運動產生局部真空來采樣，活塞在向一端運動時，必須排出氣體，因此在所述裝置中特別設計了一個排氣孔，該排氣孔用一可脫離的塞子堵住，在采樣時，活塞利用空氣壓力將塞子擠出，在動作進行時，如果塞子不能脫離，則無法進行采樣，可靠性降低。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種釋放藥物效果好，采樣可靠性高，能耗低，工作時間長，結構簡單的消化道藥物釋放及采樣裝置。
本發明的技術方案如下本膠囊式消化道藥物釋放及采樣裝置，包括可密封連接后構成封閉空腔的膠囊外殼、磁開關、電源、電源管理及信號控制單元、驅動單元和活塞。其中磁開關、電源、電源管理及信號控制單元和驅動單元的一部分由密封層密封于后部殼體的內部，活塞與驅動單元連接并位于前部殼體內，活塞在移動前后端與密封層緊密接觸，活塞前部的殼體內腔為儲液倉，在殼體前端設置至少一個與儲液倉內部連通的外向型單向閥(只能向外打開)，在殼體的側壁上設置至少一個與殼體內部相連的內向型單向閥(只能向內打開)，活塞處于緊貼密封層位置(即未移動前)正好堵住該內向型單向閥，以避免消化道內部壓力較大時，消化道液體強行進入膠囊內部。
所述驅動單元可采用多種結構形式，其中一種是可由發熱電阻、可熔斷絲和彈簧組成，活塞與壓縮狀態的彈簧通過可熔斷絲固定連接在發熱電阻上，使活塞在未移動前其后端與密封層緊密接觸。
本發明的工作過程如下該微型膠囊在體外裝配好后，攜帶藥物從口腔進入人體消化道，由體外定位裝置(例如醫院X光機等)跟蹤其位置，在到達預期位置(或時間)后由體外便攜式遙控裝置發出動作指令，當外部觸發器發出觸發信號后，由體內微型膠囊的信號控制單元接收，解調后向驅動單元發出動作信號。驅動單元接到動作命令后，由發熱電阻熔斷可熔斷絲，釋放預先存儲的機械能，彈簧(耐腐材料或具有防腐涂層)推動活塞向膠囊頂部運動，進而使儲液倉的壓力加大，迫使外向型單向閥打開，藥物通過外向型單向閥排出并進入消化道，這時儲液倉容積相應減小。在活塞運動后，其與密封層之間產生局部真空，形成新的儲液倉，使原本關閉的內向型單向閥打開，外部消化道液體被吸入儲液倉。在活塞到達外殼頂部后，彈簧行程結束，儲液倉內外壓力相等，由于兩種單向閥閥片自身彈性力作用使單向閥自動關閉，儲液倉內采集的液體與外界隔絕。
本發明與現有技術相比，具有以下的技術效果1、將藥物釋放與消化道液體采樣雙重功能積于一身。
2、結構簡單、采樣可靠性高。
3、裝置空間利用率高。
4、能耗低，工作時間長，通過電源管理模塊的高質量控制延長工作時間，減小裝置攜帶電池數量。
圖1是膠囊式消化道藥物釋放及采樣裝置動作前的結構圖。
圖2是膠囊式消化道藥物釋放及采樣裝置動作過程中的結構圖。
圖3是膠囊式消化道藥物釋放及采樣裝置的動作后結構圖。
圖4是膠囊式消化道藥物釋放及采樣裝置的驅動單元部分示意圖。
其中1、后部殼體2、磁開關3、電源4、電源管理及信號控制單元5、驅動單元6、密封層7、彈簧8、橡膠活塞9、儲液倉10、前部殼體11、外向型單向閥12、內向型單向閥13、高強度熔斷絲14、發熱電阻具體實施方式
下面結合實施例對本發明進一步說明。
本發明的實施例如圖1所示，整體外型尺寸約為φ11×30毫米。
本發明的外殼由前部殼體10和后部殼體1兩段密封連接而成，控制機構包括電源3、電源管理和信號控制單元4、磁開關2和驅動單元5，驅動單元5由發熱電阻14、高強度可熔斷絲13和彈簧7構成，其中電源3、電源管理和信號控制單元4、磁開關2和驅動單元5的發熱電阻14由密封層6密封于后部殼體1的內。電源3為紐扣電池。前部殼體10內裝有活塞8和彈簧7，在活塞運動前，參見圖1和圖4，活塞8與壓縮狀態的彈簧7通過可熔斷絲13與驅動單元5的發熱電阻14固定連接，活塞與外殼內壁滑動配合。在前部殼體10的前端設置有一個與儲液倉9內部連通的外向型單向閥11，在前部殼體的側壁上設置有兩個內向型單向閥12，當活塞8處于緊貼密封層位置時正好將這兩個內向型單向閥12堵住。動作前，活塞8的前端與殼體內壁構成儲液倉(容積可變)用于儲存藥物；動作后，活塞后端、密封層6與前部殼體內壁構成新的儲液倉，用于存儲采集的消化道液體。在觸發前，活塞8的后端與密封層6緊密接觸，觸發后，電源管理與信號控制單元4接到體外遙控機構的動作指令，通過驅動單元5控制彈簧7釋放機械能，活塞8在彈簧7的作用下向前運動，參見圖2，將儲液倉中預置的藥物通過外向型單向閥11排出，同時活塞8與密封層6間由于活塞的位移產生局部真空，在內外壓力差的作用下內向型單向閥12打開，消化道液體被吸入儲液倉中。在活塞8到達膠囊內部頂部后，彈簧7行程結束，參見圖3，膠囊內外壓力相等，兩種單向閥的閥片在自身彈性力的作用下，使單向閥自動關閉，保證采集了液體的儲液倉有效密封。其后膠囊在新陳代謝作用下隨糞便自行排出體外。
權利要求
1.一種膠囊式消化道藥物釋放及采樣裝置，包括膠囊外殼和控制機構，其特征在于膠囊外殼由前部殼體(1)和后部殼體(10)兩部分密封連接而成，控制機構包括磁開關(2)、電源(3)、電源管理及信號控制單元(4)和驅動單元(5)，其中磁開關(2)、電源(3)、電源管理及信號控制單元(4)和驅動單元(5)的一部分由密封層(6)密封于后部殼體(1)的內；驅動單元(5)穿過密封層(6)與前部殼體(10)內的活塞(8)連接，活塞(8)前端的殼體內腔為儲液倉(9)，并在前部殼體的前端設置至少一個與儲藥倉(9)內部連通的外向型單向閥(11)，在前部殼體的側壁上設置至少一個內向型單向閥(12)，活塞(8)處于前部殼體(10)底端位置時正好堵住該內向型單向閥(12)。
2.根據權利要求1所述的膠囊式消化道藥物釋放及采樣裝置，其特征在于所述驅動單元包括發熱電阻(13)、可熔斷絲(14)和彈簧(7)，活塞(8)與壓縮狀態的彈簧(7)通過可熔斷絲(14)固定連接在發熱電阻(13)上，使活塞(8)后端與密封層(6)緊密接觸。
全文摘要
本發明涉及一種可吞服膠囊式消化道藥物釋放及采樣裝置。該裝置包括可密封連接后構成封閉空腔的殼體。在殼體前端有與殼體內部連通的內向型單向閥。在殼體內部有磁開關、電源、電源管理及信號控制單元、驅動單元、密封層、橡膠活塞。活塞在移動前與密封層緊密接觸，并將內向型單向閥關閉。外部觸發器發出觸發信號，由信號控制單元接收，處理后向驅動單元發出動作信號。驅動單元接收命令后，釋放預先存儲的機械能推動活塞向膠囊頂部運動，將儲液倉內的藥物通過外向型單向閥排出并進入消化道。在活塞運動后，其與密封層之間產生真空，使原本關閉的內向型單向閥打開，外部消化道液體進入儲液倉。在活塞到達外殼頂部后，行程結束，儲液倉內外壓力相等，兩種單向閥自動關閉，儲液倉內采集的液體與外界隔絕。該裝置施藥及采樣可靠性高、能耗低、待機時間長、結構簡單。
文檔編號A61K9/52GK1820798SQ20061005406
公開日2006年8月23日 申請日期2006年1月28日 優先權日2006年1月28日
發明者崔建國, 鄭小林, 侯文生, 羅蘭 申請人:重慶大學