用于釋放活性物質的方法和活性物質釋放系統的制作方法

用于釋放活性物質的方法和活性物質釋放系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于釋放流體活性物質的裝置，其包括容納流體活性物質的至少一個中空空間，由此該裝置容納水和還原劑，它們處于或能夠被做成處于連通，使得水和還原劑的化學反應在裝置中產生氣體，并且該氣體有效地與流體活性物質連通，使得如此產生的氣體壓力將流體活性物質壓迫到中空空間(2，14)的至少一個開口(22)之外從而到所述裝置之外。本發明還涉及包括所述裝置的醫用植入物，由此醫用植入物優選是髖間隔器或膝間隔器，以及一種用于從醫用植入物的中空空間釋放流體活性物質的方法，其中通過液體水和還原劑的化學反應產生氣體，并且產生的氣體壓力用于將流體活性物質排出到中空空間的至少一個開口之外。
【專利說明】用于釋放活性物質的方法和活性物質釋放系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于釋放活性物質的裝置，以及用于釋放活性物質的方法和包括所述裝置的醫用植入物。
【背景技術】
[0002]該裝置和方法被設計用于活性物質的活性連續釋放，特別是用于抗生素制劑的局部釋放。活性物質釋放系統能夠以間隔器(spacer)的形式使用，作為間隔器的活性成分，并且還作為植入物。作為一個原則問題，所述方法和裝置不是被設計用以被攝取的，而是借助于具有被植入體內的活性物質用容器的裝置來實施的。更具體地，本發明涉及被用作體內的內假體的中間更換以對抗周圍組織的感染的所謂間隔器。
[0003]骨水泥型和非骨水泥型的總關節內用假體(TEP)是目前骨科最先進的技術。不幸的是，TEP與少數的早期和晚期感染相關聯。受感染的TEP通常需要修正手術。所述修正手術可以被劃分為單階段和兩階段操作。兩階段修正手術涉及首先移除受感染的TEP，接著是對受感染的骨與軟組織的清創術，隨后插入作為臨時占位器的間隔器。在此背景中，通常使用工業上預先制作的間隔器，其可能含有抗生素，或使用由PMMA骨水泥制成的定制間隔器，其由外科醫生自由地或通過使用鑄造模具來成形。所述間隔器能夠以患者特定的方式通過PMMA骨水泥的定制摻雜來制造，在它們中使用有根據感染下的病原體的抗生素屬性的抗生素。
[0004]間隔器通常停留在患者體內數周的時間，通常為6至8周，直到感染消退。隨后，在第二次手術中移除間隔器，周圍的組織再次受到清創術，然后插入骨水泥型或非骨水泥型的修正假體。
[0005]除了可能含有一種或多種抗生素的工業上預先制作的PMMA間隔器和定制的PMMA間隔器之外，本身不包含抗生素的間隔器也已經被提出。所述間隔器含有腔體，所述腔體能夠被醫療用戶填充抗生素溶液。`
[0006]US2010/042214A1公開了間隔器，其包含借助于通道與間隔器外部連通的至少一個中空空間。活性物質溶液能夠被引入到中空空間中，然后通過間隔器外側上的通道開口流出。
[0007]在US2011/015754A1中描述了一種類似的間隔器，其包含至少兩個用于容納活性物質溶液的罐。所述罐具有開口，活性物質溶液能夠通過所述開口被分配到周圍。
[0008]US2010/217401A1提出了多孔螺釘，在其內部具有與孔連通的活性物質貯存器。從US7, 794，484B2.US7, 255，713B2和US7, 300, 439B2的說明書已經公知了再一些十分相似的
>j-U ρ?α裝直。
[0009]在所述可填充間隔器和活性物質溶液能夠填充到其中的其它活性物質載體中，活性物質以液體、溶解的形式呈現，并通過簡單的擴散流出。
[0010]這是不利的，原因在于:它可能導致活性物質的釋放的波動，活性物質的釋放被過早地終止，以及在活性物質的釋放中可能存在漸進減少。
【發明內容】

[0011]因此，本發明的目的在于克服了現有技術的缺點。具體而言，本發明提供一種裝置和方法，其中活性物質能夠被連續地釋放，并且如果可能的話，在多到數周的時間內均勻地釋放。
[0012]本發明的目的通過一種用于釋放流體活性物質的裝置得以實現，該裝置包括容納流體活性物質的至少一個中空空間，由此該裝置容納水和還原劑，它們處于或能夠被做成處于連通，使得水和還原劑的化學反應在裝置中產生氣體，并且該氣體有效地與流體活性物質連通，使得如此產生的氣體壓力將流體活性物質壓迫到中空空間(2，14)的至少一個開口(22)之外從而到所述裝置之外。
[0013]在此背景中，優選的是如此產生的氣體是氫。
[0014]根據一種改進，本發明能夠提供:用于化學反應的水是形成所述流體活性物質的液體水溶液的一部分，由此所述流體活性物質優選是包含至少一種藥學活性物質的水溶液，特別優選是包含至少一種抗生素的水溶液。
[0015]這使得設計特別容易且廉價地實現，因為流體活性物質同時提供用于從裝置排出流體活性物質的推進物(氣體)。
[0016]而且，本發明能夠提供:所述還原劑是金屬表面，由此所述金屬表面優選具有負標準電勢，由此所述金屬表面特別優選含有由鎂、鐵或包含鎂和/或鐵的合金，或由鎂、鐵或包含鎂和/或鐵的合金構成。
[0017]所述表面緩慢地腐蝕，使得通過所述設計能夠確保活性物質的均勻并持久的釋放。
`[0018]在此背景中，本發明能夠提供:所述還原劑是形成電化學電池的貴金屬和鎂，或者所述還原劑是快腐蝕金屬和慢腐蝕金屬的混合物。
[0019]該變型允許氣體的釋放被尤其良好和精確地調節，包括在很長一段時間內。
[0020]本發明的一特別優選的改進能夠提供:在所述裝置中布置有至少足夠質量的還原劑和/或水，用以產生一定量的氣體，其占據所述中空空間容積的至少30 %，優選為所述中空空間容積的至少50%，特別優選為所述中空空間容積的至少80%。
[0021]所述量確保活性物質的足夠部分從裝置被排出。特別優選地，本發明提供:在裝置中布置有足夠質量的還原劑，用以產生與中空空間容積的70%至90%相對應的氣體量。在這些條件下，還原劑的恰好正確的量得以存在，使得沒有不必要的多余氣體被產生，并必須重新被人體吸收，即使該裝置保持留置在體內達相當長的一段時間內。
[0022]本發明的另一特別優選的變型能夠提供:所述至少一個中空空間至少在其一些區域內由所述裝置中的一個或多個毛細管狀管形成，其在一側上延伸至所述裝置的表面中的開口，由此所述中空空間優選地至少在其一些區域內由平行的且毛細管狀的多個管形成。
[0023]所述設計非常簡單且非常安全。毛細管狀管確保其中所含的水溶液的表面張力實現首先將水溶液從毛細管狀管排出，因為氣體不能被壓迫穿過毛細管而經過水溶液。此外，本發明特別優選地提供:毛細管狀管是毛細管。毛細管的直徑優選小于500μπι，特別優選小于200 μ m。
[0024]在此背景中，本發明能夠提供:所述還原劑被布置在一個毛細管狀管或多個毛細管狀管的與對應開口相對的端部上，由此所述還原劑被布置在所述中空空間中并且僅通過所述管的開口連接到所述裝置的表面，由此所述流體活性物質優選作為水溶液接觸所述還原劑。
[0025]因此，在毛細管狀管的所需側上產生氣體。此外，毛細管狀管能夠優選地在管的背離朝向外部的開口的一側被涂覆有還原劑。
[0026]根據一替代的特別優選的實施例，本發明能夠提供:柱塞被布置在所述中空空間中，所述柱塞能夠朝所述中空空間的至少一個開口偏移，并且所述柱塞將所述中空空間劃分成第一部分和第二部分，所述第一部分包括所述至少一個開口，所述第二部分是封閉的或能夠被封閉，由此所述流體活性物質被布置在所述第一部分中，并且所述還原劑和水被布置在所述第二部分中，使得在所述中空空間的封閉的第二部分中所產生的氣體壓力驅動所述柱塞朝向所述至少一個開口，從而壓迫所述流體活性物質穿過所述至少一個開口到所述中空空間的第一部分之外并到所述裝置之外。
[0027]所述設計允許甚至更大量的活性物質被緩慢地釋放在使用毛細管時可能達到的相同空間中，因為中空空間作為可使用空間相對于裝置的外部尺寸來說明顯更大。
[0028]在此背景中，本發明能夠提供:溢流通道被布置在所述中空空間的內壁中，所述溢流通道在所述柱塞的起始位置連接所述中空空間的第一部分和第二部分，并且所述中空空間的第二部分包括封閉開口(closure opening)，所述封閉開口借助于或能夠借助于封閉件來被封閉，使得所述中空空間的兩個部分能夠通過所述封閉開口被填充相同的水溶液，所述水溶液形成活性物質，并提供用于化學反應的液體水，由此所述封閉件被設計成使得它在所述封閉開口被封閉時推動所述中空空間中的柱塞朝向所述至少一個開口經過所述溢流通道，使得當所述封閉件被完全插入時，所述溢流通道不再連接中所述空空間的第一部分和第二部分，并且所述柱塞以不透氣方式使所述中空空間的第一部分和第二部分彼此分離。
[0029]所述設計允許流體活性物質還被用作氣體的源。
[0030]本發明進而能夠提供:至少一個鰭狀物和/或至少一個中空圓筒被布置在所述封閉件上，并且當所述封閉件被插入并在封閉時推動所述柱塞朝向所述至少一個開口經過所述溢流通道時，延伸到所述中空空間的第一部分中。
[0031]這允許兩個中空空間部分在第二中空空間被封閉時可容易地且自動地彼此分離。
[0032]根據一種改進，本發明能夠提供:螺紋優選為外螺紋被布置在所述封閉件上，并且所述中空空間在所述封閉開口上包括反螺紋優選為內螺紋，使得當所述封閉件被螺接時，所述封閉件推動所述柱塞朝向所述至少一個開口經過所述溢流通道。
[0033]這允許柱塞通過封閉件(或封閉帽和/或螺帽，視情況而定)的受控推進。此外，螺紋能夠發揮密封功能。
[0034]此外，本發明能夠提供:用于在存在過壓時進行氣體排放的至少一個閥元件被布置在所述中空空間的第二部分上，優選是安全隔膜(burst disc)或過壓閥被布置在所述中空空間的第二部分上，由此所述閥元件優選被布置在所述柱塞中，使得在存在足夠的過壓時在所述柱塞中產生朝向所述中空空間的第二部分的開口。
[0035]這增加裝置的安全性，因為能防止任何不期望的過壓。
[0036]根據本發明的裝置還能夠特征在于:所述至少一個中空空間特別是所述毛細管狀管由合成聚合物和/或部分合成聚合物組成。
[0037]所述材料能夠被特別良好地使用，并特別適合根據本發明的裝置。
[0038]根據一優選改進，本發明能夠提供:所述至少一個開口借助于有孔體被封閉，優選借助于有孔橡膠體被封閉，由此所述有孔體被布置在所述至少一個開口的區域中。
[0039]這允許防止流體活性物質過早無意地從裝置泄漏。
[0040]本發明的目的還通過包括所述裝置的醫用植入物得以實現，由此所述醫用植入物優選是髖間隔器或膝間隔器。
[0041]本發明的目的還通過用于從醫用植入物的中空空間釋放流體活性物質的方法來得以實現，其中通過液體水和還原劑的化學反應產生氣體，并且產生的氣體壓力用于將所述流體活性物質排出到所述中空空間的至少一個開口之外。
[0042]根據本發明的方法優選使用根據本發明的裝置來得到實施。
[0043]該方法能夠提供:作為所述氣體產生氫。
[0044]使用氫作為所述氣體是有利的，原因在于:水溶液的水能夠用作氣體的源，從而無需額外的氣體源。
[0045]本發明還提出:使用金屬表面作為所述還原劑，優選使用具有負標準電勢的金屬表面，特別優選為鎂、鐵或包含鎂和/或鐵的合金被用作金屬表面，由此所述氣體特別是氫通過所述金屬表面的腐蝕而產生。
[0046]所述表面緩慢地腐蝕，使得通過所述設計能夠確保活性物質的均勻并持久的釋放。
`[0047]在此背景中，本發明能夠提供:使用鎂和貴金屬作為還原劑，并通過電化學反應產生所述氣體。
[0048]所述金屬被水足夠強烈地而且足夠緩慢地腐蝕，用以確保流體活性物質的持久釋放。此外，從醫學角度來看，就它們在人體中的使用而言，所述金屬是沒有異議的。
[0049]替代地，本發明能夠提供:快腐蝕金屬和慢腐蝕金屬的混合物被用作所述還原劑。
[0050]這允許流體活性物質的腐蝕從而流量被甚至更準確地調節。
[0051]最后，根據本發明的方法提出:用于化學反應的液體水是形成所述流體活性物質的水溶液的一部分，由此優選的是使用含水的藥學活性溶液作為所述流體活性物質，特別優選的是包含至少一種抗生素的水溶液。
[0052]本發明的范圍還包括一種用于釋放活性物質的方法，其特征在于:借助于通過至少一種金屬或金屬合金與含水電解質溶液接觸時的腐蝕所產生的氫，從中空空間排出含水活性物質溶液，由此至少一種金屬或至少一種金屬合金被布置在中空空間的至少一個部分中。
[0053]本發明基于意外的發現:根據本發明的方法和根據本發明的裝置能夠被成功地使用，用以借助于活性輸送機構(transport mechanism)在數周的時間內連續地釋放活性物質，由此所述輸送機構在體溫處是活性的，而無需用于此目的的外部或內部能量源。本發明基于意外的發現:鎂、鎂合金、鐵和鐵合金在暴露于電解質溶液和體液比如血液時會發生腐蝕，由此釋放氫作為副產物，并且所述化學反應的產物(即氫氣)能夠被用作用于從中空空間分配活性物質的推進物(propellant)。腐蝕速率是所使用的金屬或所使用的金屬合金、金屬或金屬合金的表面-體積比的函數，并且如果設計得當的話高達數周的時間。這意味著氫在腐蝕過程中被不斷地釋放，并被用于將活性物質排出中空空間。鎂的腐蝕產生氫氧化鎂，它是無毒的并且絕對沒有異議的。鎂是人體的天然成分。鐵腐蝕形成鐵的氧化鐵。這些也被認為在醫學上是沒有異議的。鐵是人體的天然成分，并且對人至關重要。因此，所述兩種金屬特別優選地用于根據本發明的裝置以及根據本發明的方法。
[0054]本發明的基本原理是基于使用氫，它在金屬腐蝕過程中必然釋放，用以驅動藥學活性物質溶液的連續釋放。過多的可溶于水的活性物質以鹽的形式存在，并在溶解于水中時形成電解質溶液。有關的例子包括抗生素、硫酸慶大霉素、硫酸妥布霉素、鹽酸克林霉素和鹽酸萬古霉素。提到可溶于水或至少懸浮于水中并且不以鹽的形式存在的活性物質，活性物質也可以被溶解或懸浮于常規醫療電解質溶液比如生理鹽水或林格(Ringer)溶液中。
[0055]本發明的范圍包括一種裝置的實施方式變型，其是用于釋放活性物質的裝置，其特征在于:
[0056]a)在裝置中布置有具有至少一個開口的至少一個毛細管狀中空空間；
[0057]b)由此所述中空空間被至少部分地填充含水活性物質溶液；
[0058]c)由此所述含水活性物質溶液至少在一個部位處接觸金屬或金屬合金；
[0059]d)由此所述金屬或金屬合金通過不透氣的外殼被封閉；并且
[0060]e)由此所述金屬或金屬合金通過外殼中的至少一個開口以不透液體和不透氣的方式連接到所述至少一個毛細管狀中空空間，使得通過金屬或金屬合金和含水活性物質溶液的腐蝕產生的氫能夠僅通過所述至少一個毛細管狀中空空間排出。
[0061]這意味著:流`體活性物質，其能夠是含水活性物質溶液或活性物質懸浮液，首先被引入毛細管狀中空空間中，例如通過吸入。活性物質溶液接觸金屬或金屬合金。腐蝕過程開始，并在此過程中連續地釋放氫。這使得活性物質溶液或活性物質懸浮液連續地從毛細管狀中空空間排出。
[0062]本發明的一有利完善包括:至少足夠質量的金屬或金屬合金，用以由于金屬或金屬合金的腐蝕而釋放一定體積的氫，其占據在裝置中布置的毛細管狀中空空間的按體積計的至少50%。
[0063]即使是微量的金屬也足以釋放足夠體積的氫。相應地，Img鎂在標準條件下釋放約
0.9ml氫。為了連續的活性物質釋放，僅數毫升的氫體積就絕對足夠了。因此，毫克級的金屬就足以驅動根據本發明的釋放系統。
[0064]本發明的范圍還包括:存在至少兩個毛細管狀中空空間，由此毛細管的束是特別優選的。毛細管的束或毛細管形管的束能夠有利地被布置在管狀容器或任意形狀的容器中，由此毛細管的束的至少一端需要對液體和氣體打開。特別有利的是，毛細管的束以不透氣方式與容器中的塑料材料鑄造在一起。容器能夠在一側通過具有螺紋的帽或通過可借助于咬合器件鎖定的帽來被封閉，由此金屬或金屬合金位于螺帽的內部。同樣可行的是:將毛細管的束的兩個容器組合在一起，由此兩個容器彼此以不透氣方式在各自的一個端部處彼此聯接，由此金屬/金屬合金被布置在兩束毛細管之間的過渡部位處。本發明的范圍還能夠提供:毛細管狀中空空間的內部被涂覆有作為還原劑的金屬或金屬合金。
[0065]此外，本發明能夠提供:毛細管由合成聚合物和/或部分由合成聚合物組成。
[0066]本發明的范圍還包括一種用于釋放活性物質的裝置，其特征在于:[0067]a)布置在裝置中的中空體，由此所述中空體包括至少一個開口 ；
[0068]b)至少一個溢流通道，其在中空空間的內部被布置在中空體的遠端部分；
[0069]c)能夠在中空體的軸向方向上偏移的柱塞被布置在所述中空空間中；
[0070]d)封閉件，其被布置在中空體的遠端端部，并在其近端側被提供作為杵(pestle)，并且能夠通過旋轉或偏移朝中空空間的近端端部移動；
[0071]e)由此所述柱塞最初被布置為使得近端中空空間以液體可透過的方式與遠端中空空間連通，該遠端中空空間位于柱塞與封閉件之間；并且
[0072]f)由此由金屬或金屬合金制成的至少一個體位于遠端中空空間中，并在其接觸水溶液時腐蝕同時釋放氫。
[0073]根據本發明，優選使用含水電解質溶液作為水溶液。
[0074]所述裝置進行工作使得完全被組裝的裝置首先借助于裝置的至少一個開口(封閉開口)被填充含水活性物質溶液或活性物質懸浮液，視情況而定，在所述完全被組裝的裝置中所述柱塞被布置在溢流通道的兩個開口或端部之間，視情況而定。溢流通道的兩個開口連接近端中空空間到遠端中空空間。溢流通道能夠被提供為簡單的軸向溝槽。在此背景中，含水活性物質溶液或含水活性物質懸浮液，視情況而定，從近端中空空間流動穿過溢流通道，經過柱塞進入遠端中空空間中。金屬或金屬合金位于遠端中空空間中。活性物質溶液或活性物質懸浮液，視情況而定，接觸金屬或金屬合金。然后，用戶通過旋轉和偏移封閉件，而朝向裝置 的近端端部移動封閉件。封閉件的近端端部被提供為杵。所述杵在近端方向上移動柱塞。在該過程中，柱塞行進經過溢流通道的近端開口。遠端因此，遠端中空空間以不透氣方式從近端中空空間被封閉。至少一小部分的活性物質溶液或活性物質懸浮液(視情況而定)以及金屬或金屬合金位于不透氣的遠端中空空間。這開始腐蝕過程。氫然后在遠端中空空間中連續地產生，并使柱塞朝向裝置的近端端部移動，從而將位于近端中空空間中的活性物質溶液或活性物質懸浮液(視情況而定)連續地壓迫到至少一個開口(近端開口)之外。
[0075]實施例的一有利的變型包括:用于在存在過壓時排放氣體的至少一個開口元件被布置在裝置中，由此安全隔膜或過壓閥是優選的，其優選以適當的方式被布置在柱塞中，使得在存在過壓時建立遠端中空空間到近端中空空間的連接。
[0076]此外，本發明能夠有利地提供:近端中空空間具有軸向布置在彼此之后的兩個開口，由此兩個開口的軸向距離大于柱塞的高度。這允許柱塞在壓出運動的結束時行進經過第一開口，由此剩余的活性物質溶液或活性物質懸浮液(視情況而定)通過第二開口被壓出。一旦柱塞已行進超過第一開口，氫能夠逸出，并且能夠安全地防止在裝置中形成過壓。
[0077]此外，本發明能夠提供:在裝置中布置至少足夠質量的金屬和/或金屬合金，用以通過金屬或金屬合金的腐蝕來釋放出一定體積的氫，其在室溫占據近端中空空間按體積計的至少30%，優選為近端中空空間按體積計的至少50%，特別優選為近端中空空間的至少80%。近端中空空間對應于中空空間的第二部分。
[0078]根據本發明的兩種活性物質釋放系統能夠被用作例如髖間隔器、膝間隔器、局部抗菌支持、以及髖間隔器、膝間隔器和局部抗菌支持的部件。
[0079]除此之外，能夠使用根據本發明的能夠呈任何形狀的活性物質釋放系統，來釋放能夠在水中溶解或懸浮的所有其它活性物質。【專利附圖】

【附圖說明】
[0080]在不限制本發明的范圍的情況下，本發明的示例性實施例在下面基于5個示意圖被示出。在附圖中:
[0081]圖1:示出了根據本發明的裝置的示意性截面圖；
[0082]圖2:示出了根據本發明的一替代裝置的示意性截面圖；
[0083]圖3:示出了根據本發明的又一裝置的示意性截面圖；
[0084]圖4:示出了根據本發明的醫用植入物的示意性截面圖；并且
[0085]圖5:示出了根據本發明的間隔器的示意性截面圖。
【具體實施方式】
[0086]圖1示出了根據本發明的裝置的示意性截面圖。該裝置包括由聚合物制成的基體1，其包括多個毛細管2。毛細管2可以由合成的或部分合成的聚合物制成，其或是鑄入基體I中，或是由與基體I相同的材料制成，并被制造在基體I中或與基體I共同制造。基體I被布置在由生物相容性材料制成的殼體4中。
[0087]外螺紋6被提供在殼體4的一端上，并且帽8的內螺紋7螺接于其上。帽8也由生物相容性材料構成。由鎂和/或鐵制成的金屬板10布置在帽8的蓋子上，并通過彈性連接器12連接到帽8的蓋。螺紋6、7被設計為使得用于將帽8完全螺接到殼體4上的限制止擋被適當地選擇成使得在基體I和帽8之間形成內部空間14。代替具有彈性連接器12，內部空間14能夠同樣進一步延伸到此處，使得金屬板10在很大程度上被內部空間14和/或其內含物所環繞，視情況而定。內部空間14和毛細管2形成裝置中的中空空間2、14。裝置中的所述中空空間2、14，即毛細管2和內部空間14，容納含水抗生素溶液。
`[0088]圖2示出了類似設計的示意性截面圖。該設計包括兩個具有毛細管2的基體1，所述毛細管被布置在第一殼體4和第二殼體5中。第一殼體4包括外螺紋6而第二殼體5包括內螺紋7，并且兩個殼體4、5彼此螺接。由鎂和/或鐵或它們的合金制成的金屬板10被布置在兩個殼體4、5之間，并且能夠是兩個殼體4、5中任一個的一部分，或者能夠是在殼體
4、5被螺接在一起之前布置在殼體4，5之間的單獨的金屬板10。內部空間14被形成在每個殼體4、5中處于基體I和金屬板10之間。優選地,金屬板10緊緊地閉靠在殼體4、5的至少一個的壁上，使得內部空間14是彼此分離的。然而，同樣可行的是:借助于金屬板10或通過位于殼體4、5上或中的通道使內部空間14彼此連接。然后，在每個內部空間14中開始建立相同的氣壓(參見該背景中的隨后描述中的說明)。
[0089]毛細管2和內部空間14形成裝置的中空空間2、14，其被填充至少一種藥學活性物質的水溶液。根據本發明的相同的方法然后在根據圖1和2的兩個示例性實施例的任一個中被實施。
[0090]含水抗生素溶液或藥學活性物質的水溶液中的水與金屬板的金屬表面處的鎂和/或鐵發生化學反應，由此一種金屬或多種金屬發生腐蝕，其產生金屬氧化物和氣態氫。這樣產生的氫氣在標準條件下具有明顯地較大的體積，使得其在內部空間14中膨脹，從而將水溶液壓到毛細管2和裝置之外。在此背景中金屬板10的腐蝕的化學反應進行得足夠緩慢，使得水溶液僅緩慢地被壓出毛細管2，因此裝置在相當長的一段時間內均勻地釋放活性物質。可以通過還原劑的適當選擇，即合金的金屬及其表面性質的選擇，來調節裝置的氫析出從而調節活性物質釋放的持續時間和速率。
[0091]下面基于圖1和圖2來討論在本發明的范圍內的進一步的修改。例如，毛細管2的束或毛細管狀管2的束(視情況而定)被布置在管狀的容器4、5中，由此毛細管2的束的至少一端被打開至液體和氣體。特別有利的是，毛細管2的束以不透氣方式與容器4、5中的塑料材料鑄造在一起。容器4能夠在一側通過具有螺紋7的帽8或通過可借助于咬合器件鎖定的帽8來被封閉，由此用作還原劑的金屬或金屬合金10位于螺帽8和/或封閉帽8的內部。同樣可行的是:將毛細管2的束的兩個容器4、5組合在一起，由此兩個容器4、5彼此以不透氣方式在各自的一個端部處彼此聯接，由此金屬和/或金屬合金10被布置在兩束毛細管2之間的過渡部位處。本發明的范圍還能夠提供:毛細管狀中空空間2的內部被涂覆有金屬或金屬合金。因此，產生作為用于排出水溶液的推進物的氫的化學反應并不一定必須只在一個內部空間14或多個內部空間14中進行，還可以在毛細管2中進行。
[0092]圖3至圖5以示例方式呈現本發明實施例的第二變型。圖3示出根據本發明的另一裝置的示意性截面圖，其包括具有圓筒狀中空空間的中空體20。多個開口 22在中空體20—端處布置在中空體20的壁中，并將中空體20的中空空間連接到中空體20的周圍。有孔橡膠套管24被布置在開口 20內側的前面，并防止流體介質不受控地流出中空空間。
[0093]溢流通道26被布置在中空體20的內壁中。柱塞28被布置在中空體20的中空空間中，處于溢流通道26的水平處，并借助于O形圈密封件30緊緊地閉靠在中空體20的中空空間的內壁上，從而將中空體20的中空空間劃分成第一部分(圖3中的左側)和第二部分(圖3中的右側)。在圖中所示柱塞28的起始位置借助于溢流通道26，中空體20的中空空間的兩個部分被彼此連接。
[0094]借助于具有內螺紋的封閉開口，中空體20在開口 22的相對側是打開的。螺帽32被布置在封閉開口中并包`括外螺紋，借助于該外螺紋，螺帽32能夠被螺接到中空體20的封閉開口中。密封件33被布置在螺帽32的前端，并在螺帽32被螺接到封閉開口時，相對于外部密封螺帽32和封閉開口，從而密封中空體20的中空空間的第二部分。
[0095]杵34被布置在螺帽32的正面，并用于在螺帽32被完全螺接到中空體20中時，將柱塞28按壓到中空體20的中空空間的內部中。作為結果,柱塞28被更深入地推進到中空空間的內部中，使得溢流通道26于是被完全布置在中空空間的第二部分中，因而不再相互連接兩個中空空間。海綿36被布置圍繞杵34，并且在其下方布置由鎂和/或鐵制成的或者由它們制成的合金或是包括它們的合金制成的小金屬板38。
[0096]圖4示出了根據本發明的與圖3的裝置具有類似設計的醫用植入物的示意性截面圖。根據圖4的醫用植入物與根據圖3的裝置的不同之處在于:額外的開口 22被布置在醫用植入物的和/或醫用植入物的中空體20的前端處的正面處(圖4中的左側)，并且也借助于有孔橡膠套管24被密封。該醫用植入物包括板40，其位于中空體20與開口 22相對的端部處。
[0097]十字凹槽被布置在圖4中所示的醫用植入物的螺帽32中，并且能夠用于使用十字尖(Phillips-tip)螺絲刀將螺帽32螺接到中空空間中。除了這些差別，根據圖4的醫用植入物與根據圖3的裝置具有相同的設計。醫用植入物能夠是例如被插入到骨、植入物或間隔器中的銷、螺釘或螺栓，用于穩定目的。[0098]圖5示出了根據本發明的與根據圖3的裝置和/或根據圖4的醫用植入物具有類似設計的間隔器的示意性截面圖。間隔器及其中空體20復制在股骨頭44中終止的股骨(上部大腿骨)。間隔器的目的是要被插入到體腔中作為最終假體的替換，用以對抗在該部位處的感染。
[0099]根據圖3、圖4和圖5的實施例都按照相同的功能原理來工作。最初，柱塞28處于所示的起始位置。封閉帽32沒有被插入，因此封閉開口(圖3至圖5中的右側)是打開的。已經由醫師混合用以滿足手上應用的含有合適活性物質組合的水溶液被填充到中空體20的中空空間中，并流動穿過溢流通道26也進入中空空間的前(第一)部分中。隨后，螺帽32被螺接到封閉開口中。這將柱塞28更深入地推到中空空間的內部中，經過溢流通道26，中空空間從而被分為兩個部分。
[0100]根據圖3的裝置、根據圖4的醫用植入物和/或根據圖5的間隔器然后準備好使用，并且能夠在外科手術介入的范圍內被插入到患者體內。水溶液的水，其也存在于中空空間的第二部分中，與小金屬板38的金屬反應。作為結果，產生氫。海綿36的目的是確保小金屬板38被含水活性物質溶液潤濕。為了這個目的，海綿36吸收水溶液直到它被填滿。
[0101]氫氣在中空空間的第二部分(在圖3至5中的右側)中膨脹，從而驅動柱塞28朝向開口 22。這使在開口 22和柱塞28之間的中空空間(圖3至圖5中的左側)的第二部分中的水溶液被按壓穿過有孔橡膠套筒24和開口 22到裝置、醫用植入物和/或間隔器之外。這在患者體內連續和均勻地釋放流體活性物質。
[0102]含水活性物質溶液或藥學活性物質的溶液中的水與小金屬板38的金屬表面處的鎂和/或鐵發生化學反應，由此一種金屬或多種金屬發生腐蝕，其產生金屬氧化物和氣態氫。產生的氫氣在標 準條件下具有明顯地較大的體積，使得它在中空空間的第二部分中膨脹，從而驅動活塞28朝向開口 22，并穿過有孔橡膠套筒24和開口 22將水溶液從中空空間的第一部分壓出。在此背景中小金屬板38的腐蝕的化學反應進行得足夠緩慢，使得水溶液只被緩慢地壓出開口 22，因此裝置、醫用植入物和/或間隔器在較長的一段時間內均勻地釋放活性物質。可以通過還原劑的適當選擇，即合金的金屬及其表面性質的選擇，來調節裝置的氫析出從而調節活性物質釋放的持續時間和速率。
[0103]代替僅提供一個小金屬板38，第二中空空間的內壁、柱塞28的面對中空空間的第二部分的側面和/或螺帽32的整個正面能夠由具有負標準電勢的金屬或金屬合金組成或涂覆有具有負標準電勢的金屬或金屬合金。
[0104]優選地，柱塞28包含過壓閥(未示出)，使得當中空空間的第二部分中存在過大的過壓時，借助于柱塞28產生與中空空間的第一部分的連接。
[0105]在本發明的一替代實施例中，可以不設置溢出通道26。中空空間的兩個部分于是總是彼此分離的。為了這個目的，流體活性物質被引入到中空空間的第一部分中。接著，將柱塞28插入。然后，水或理論上任何其它氣體產生推進物能夠被填充到中空空間的第二部分中。然后中空空間的第二部分也被封閉。在本實施例中省去杵34是可行的。雖然該設計和/或其使用略微更復雜，但是它的有利之處在于:不同物質能夠被容納在中空空間的兩個部分中，其被特別定制用于手上的應用(一方面是活性物質的效果，而另一方面是氣體產生)，從而是尤其適合的。
[0106]在前面的描述中以及在權利要求書、附圖和示例性實施例中公開的本發明的特征，對單獨和以任意組合實施本發明的各種實施例來說是根本的。
[0107]附圖標記列表
[0108]1:基體
[0109]2:毛細管
[0110]4、5:殼體
[0111]6:外螺紋
[0112]7:內螺紋
[0113]8 -M
[0114]10:金屬板
[0115]12:彈性連接
[0116]14:內部空間
[0117]20:中空體
[0118]22:開口
[0119]24:有孔橡膠套管
[0120]26:溢流通道
`[0121]28:柱塞
[0122]30、33:0 形密封環
[0123]32:螺帽/封閉件
[0124]34:杵
[0125]36:海綿
[0126]38:小鎂/鐵板
[0127]40:板
[0128]42:十字凹槽
[0129]44:股骨間隔器的頭
【權利要求】
1.用于釋放流體活性物質的裝置，包括容納所述流體活性物質的至少一個中空空間(2，14)，由此所述裝置容納水和還原劑(10，38)，它們處于或能夠被做成處于連通，使得所述水和還原劑(10，38)的化學反應在所述裝置中產生氣體，并且所述氣體有效地與所述流體活性物質連通，使得如此產生的氣體壓力將所述流體活性物質壓迫到所述中空空間(2，14)的至少一個開口(22)之外從而到所述裝置之外。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于 所產生的氣體是氫。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于 用于化學反應的水是形成所述流體活性物質的流體水溶液的一部分，由此所述流體活性物質優選是包含至少一種藥學活性物質的水溶液，特別優選是包含至少一種抗生素的水溶液。
4.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于 所述還原劑(10，38)是金屬表面(10，38)，由此所述金屬表面(10，38)優選具有負標準電勢，由此所述金屬表面(10，38)特別優選含有由鎂、鐵或包含鎂和/或鐵的合金，或由鎂、鐵或包含鎂和/或鐵的合金構成。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于 所述還原劑(10，38)是形成電化學電池的貴金屬和鎂，或者所述還原劑(10，38)是快腐蝕金屬和慢腐蝕金屬的混合物。
6.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于 在所述裝置中布置有至少足夠質量的還原劑(10，38)和/或水，用以產生一定量的氣體，其占據所述中空空間(2，14)容積的至少30%，優選為所述中空空間(2，14)容積的至少50%，特別優選為所述中空空間(2，14)容積的至少80%。
7.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于 所述至少一個中空空間(2，14)至少在其一些區域內由所述裝置中的一個或多個毛細管狀管(2)形成，其在一側上延伸至所述裝置的表面中的開口，由此所述中空空間(2)優選地至少在其一些區域內由平行的且毛細管狀的多個管(2)形成。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于 所述還原劑(10，38)被布置在一個毛細管狀管(2)或多個毛細管狀管的與對應開口相對的端部上，由此所述還原劑(10，38)被布置在所述中空空間(2，14)中并且僅通過所述管(2)的開口連接到所述裝置的表面，由此所述流體活性物質優選作為水溶液接觸所述還原劑(10，38)。
9.根據權利要求1至 6中任一項所述的裝置，其特征在于 柱塞(28)被布置在所述中空空間(2，14)中，所述柱塞能夠朝所述中空空間(2，14)的至少一個開口(22)偏移，并且所述柱塞(28)將所述中空空間(2，14)劃分成第一部分和第二部分，所述第一部分包括所述至少一個開口(22)，所述第二部分是封閉的或能夠被封閉，由此所述流體活性物質被布置在所述第一部分中，并且所述還原劑(10，38)和水被布置在所述第二部分中，使得在所述中空空間(2，14)的封閉的第二部分中所產生的氣體壓力驅動所述柱塞(28)朝向所述至少一個開口(22)，從而壓迫所述流體活性物質穿過所述至少一個開口(22)到所述中空空間(2，14)的第一部分之外并到所述裝置之外。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于 溢流通道(26)被布置在所述中空空間(2，14)的內壁中，所述溢流通道在所述柱塞(28)的起始位置連接所述中空空間(2，14)的第一部分和第二部分，并且所述中空空間(2，14)的第二部分包括封閉開口，所述封閉開口借助于或能夠借助于封閉件(32)來被封閉，使得所述中空空間(2，14)的兩個部分能夠通過所述封閉開口被填充相同的水溶液，所述水溶液形成活性物質，并提供用于化學反應的液體水，由此所述封閉件(32)被設計成使得它在所述封閉開口被封閉時推動所述中空空間(2，14)中的柱塞(28)朝向所述至少一個開口(22)經過所述溢流通道(26)，使得當所述封閉件(32)被完全插入時，所述溢流通道(26)不再連接中所述空空間(2，14)的第一部分和第二部分，并且所述柱塞(28)以不透氣方式使所述中空空間(2，14)的第一部分和第二部分彼此分離。
11.根據權利要求10的裝置，其特征在于 至少一個鰭狀物(34)和/或至少一個中空圓筒被布置在所述封閉件(32)上，并且當所述封閉件(32)被插入并在封閉時推動所述柱塞(28)朝向所述至少一個開口(22)經過所述溢流通道(26)時，延伸到所述中空空間(2，14)的第一部分中。
12.根據權利要求10或11的裝置，其特征在于 螺紋優選為外螺紋被布置在所述封閉件(32)上，并且所述中空空間(2，14)在所述封閉開口上包括反螺紋優選為內螺紋，使得當所述封閉件(32)被螺接時，所述封閉件(32)推動所述柱塞(28)朝向所述至少一個開口(22)經過所述溢流通道(26)。
13.根據權利要求9至12中任一項所述的裝置，其特征在于 用于在存在過壓時進行氣體 排放的至少一個閥元件被布置在所述中空空間(2，14)的第二部分上，優選是安全隔膜或過壓閥被布置在所述中空空間(2，14)的第二部分上，由此所述閥元件優選被布置在所述柱塞(28)中，使得在存在足夠的過壓時在所述柱塞(28)中產生朝向所述中空空間(2，14)的第二部分的開口。
14.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于 所述至少一個中空空間(2，14)特別是所述毛細管狀管(2)由合成聚合物和/或部分合成聚合物組成。
15.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于 所述至少一個開口(22)借助于有孔體(24)被封閉，優選借助于有孔橡膠體(24)被封閉，由此所述有孔體(24)被布置在所述至少一個開口(22)的區域中。
16.包括根據前述權利要求中任一項所述的裝置的醫用植入物，由此所述醫用植入物優選是髖間隔器或膝間隔器。
17.用于從醫用植入物的中空空間(2，14)釋放流體活性物質的方法，其中通過液體水和還原劑(10，38)的化學反應產生氣體，并且產生的氣體壓力用于將所述流體活性物質排出到所述中空空間(2，14)的至少一個開口之外。
18.根據權利要求17所述的方法，其特征在于 作為所述氣體產生的氫。
19.根據權利要求17或18所述的方法，其特征在于 使用金屬表面(10，38)作為所述還原劑(10，38)，優選使用具有負標準電勢的金屬表面(10，38)，特別優選為鎂、 鐵或包含鎂和/或鐵的合金被用作金屬表面(10，38)，由此所述氣體特別是氫通過所述金屬表面(10，38)的腐蝕而產生。
20.根據權利要求19所述的方法，其特征在于 使用鎂和貴金屬作為還原劑(10，38)，并通過電化學反應產生所述氣體。
21.根據權利要求19所述的方法，其特征在于 將快腐蝕金屬和慢腐蝕金屬的混合物用作所述還原劑(10，38)。
22.根據權利要求17至21中任一項所述的方法，其特征在于 用于化學反應的液體水是形成所述流體活性物質的水溶液的一部分，由此優選的是使用含水的藥學活性溶液作為所述流體活性物質，特別優選的是包含至少一種抗生素的水溶液。
【文檔編號】A61L27/54GK103800100SQ201310669585
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2012年11月7日
【發明者】S·福格特 申請人:赫羅伊斯醫療有限責任公司