用于流體傳送裝置的移動基礎引擎的制作方法

本申請要求享有于2014年1月31日提交的題名為“用于流體傳送裝置的移動基礎引擎”的美國臨時專利申請No.61/934,259的權益，其通過引用而整體結合在本文中。

技術領域

本發明大體涉及用于流體傳送裝置的移動基礎引擎。

技術實現要素：

在一個實施例中，一種流體傳送裝置包括：用于容納藥物的流體儲槽，流體儲槽在一個末端附近被滑動的密封活塞密封；傳送路徑，其配置成將流體儲槽與穿戴流體傳送裝置的患者流通地聯接起來；基礎引擎機構，其配置成直接或間接地使滑動的密封活塞在流體儲槽中以受控的基礎速率移動；和推注機構，其配置成使基礎引擎相對于流體儲槽移動，并直接或間接地使滑動的密封活塞在流體儲槽中一次移動某一離散的推注量。

在一個實施例中，基礎引擎容納在推注機構中。在一個實施例中，基礎引擎包括儲槽，其容納來自儲存的能源的處于壓力下的液壓流體，儲槽包括孔，其配置成以某一速率釋放液壓流體，該速率由儲存的能源的作用力、液壓流體的粘性和孔的幾何形狀來確定。在一個實施例中，由儲槽釋放的液壓流體擠壓在滑動的密封活塞上。在一個實施例中，儲存的能源包括一個或多個彈簧。在一個實施例中，儲存的能源包括壓縮氣體或產生壓縮氣體的可燃材料。

在一個實施例中，基礎引擎機構是電化學裝置，其在充電或放電的同時至少在一個維度上膨脹。在一個實施例中，電化學裝置連接在控制充電或放電的速率的電路上。在一個實施例中，電化學裝置連接在用于用戶接口和裝置功能的電路上，其中該電路通過電化學裝置的放電而獲得功率。

在一個實施例中，推注機構在流體儲槽中滑動。在一個實施例中，在基礎引擎機構和滑動的密封活塞之間具有液壓流體。在一個實施例中，滑動的密封活塞與基礎引擎機構和藥物相接觸。在一個實施例中，基礎引擎機構包括滑動的密封活塞。在一個實施例中，基礎引擎機構包括滑動密封件，滑動密封件與液壓流體相接觸，液壓流體與滑動的密封活塞相接觸。在一個實施例中，流體儲槽容納在具有粘性墊片的外殼中，粘性墊片配置成粘附在患者的皮膚表面上。在一個實施例中，傳送路徑包括針。

附圖說明

在結合典型實施例的附圖閱讀時，以下用于流體傳送裝置的移動基礎引擎的實施例的詳細說明將獲得更好的理解。這些圖聚焦于流體傳送系統。應該懂得，至少本發明的某些圖和描述已經被簡化，以聚焦于與清晰理解本發明有關的元件，同時出于清晰起見消除了本領域中的普通技術人員應理解的其它元件，其也可構成本發明的一部分。然而，因為這種元件在本領域中是眾所周知的，并且因為它們不一定有利于更好地理解本發明，所以這里不提供這種元件的描述。例如，在圖中未顯示最終裝置的其它部分，例如安裝架、外殼或蓋子、針或插管部署系統、用于部署針的觸發器、用于激勵或儲藏系統的鑰匙、皮膚附件以及支持藥物產品傳送的其它構件。在美國專利申請出版物No.2013/0046239、美國專利申請出版物No.2011/0306929和美國專利No.7,481,792中所公開的流體傳送裝置部分可結合本發明一起使用，并通過引用而整體地結合在本文中。

然而，應該懂得，本發明并不局限于所示的精確布置和儀器。

圖中：

圖1A是根據本發明的一個典型實施例的移動式基礎驅動裝置的側視圖；

圖1B是圖1A中所示的移動式基礎驅動裝置的透視圖；

圖1C是圖1A中所示的移動式基礎驅動裝置的橫截面側視圖；

圖1D是圖1A中所示的移動式基礎驅動裝置在某些基礎傳送之后的橫截面側視圖；

圖1E是圖1A中所示的移動式基礎驅動裝置在某些基礎傳送和某些推注傳送之后的橫截面側視圖；

圖2A是根據本發明的一個典型實施例的移動式基礎驅動裝置的橫截面側視圖；

圖2B是圖2A中所示的移動式基礎驅動裝置在某些基礎傳送之后的橫截面側視圖；

圖2C是圖2A中所示的移動式基礎驅動裝置在某些基礎傳送和某些推注傳送之后的橫截面側視圖；

圖3A是根據本發明的一個典型實施例的移動式基礎驅動裝置在某些基礎傳送之后的橫截面側視圖；

圖3B是圖3A中所示的移動式基礎驅動裝置在某些基礎傳送和某些推注傳送之后的橫截面側視圖；

圖4A是根據本發明的一個典型實施例的移動式基礎驅動裝置的橫截面側視圖，其具有極限受到控制的驅動器；

圖4B是圖4A中所示的移動式基礎驅動裝置在某些基礎傳送之后的橫截面側視圖；且

圖4C是圖4A中所示的移動式基礎驅動裝置在某些基礎傳送和某些推注傳送之后的橫截面側視圖。

具體實施方式

用于傳送基礎劑量和推注劑量藥物的便攜式系統已經售賣了許多年。電子驅動的藥物泵是常見的，并可編制程序，以便供給穩定的低速率劑量(即，基礎)，并受到控制，以便在用戶要求下供給更高的劑量(即，推注)。許多公司售賣用于I型糖尿病的胰島素泵的可穿戴版本。在最近十年來，粘附在皮膚上的可供給基礎傳送劑量和推注傳送劑量的可穿戴墊片泵已經是可用的。這些電子泵的使用是相當復雜的，并且是非常昂貴的，所以主要局限于強烈依賴于至少日常藥物傳送的患者，例如I型糖尿患者。

更近些年來，已經發現了基礎/推注治療對于II型糖尿患者的極大好處。為了以更簡單且更便宜的形式解決這種需求，已經研究出一次性的非電子驅動泵，其中已經利用了更簡單且更便宜的儲存的能源，例如彈簧。雖然顯著便宜，這些裝置仍然難以變得所需那樣緊湊和有效。由于供給速率方面顯著的差異，設計已經訴諸于用于基礎供給和推注供給的單獨驅動系統。這可能增加了裝置的尺寸，以及增加了復雜性。

參照圖1A-4C，其顯示了四個用于流體傳送裝置的典型的流體傳送系統190,290,390和490。在一個實施例中，流體傳送裝置是離散的能走動的藥物傳送泵。流體傳送裝置可為單次使用的，一次性的，并且不能重復使用。流體傳送裝置可以小的單次使用的一次性包裝提供治療能力，并可利用大批量制造(例如注塑模制方法)和裝配工藝進行生產，從而達到廉價的貨物。本發明的實施例可用于廣泛的適用范圍，包括但不局限于臨床應用(藥物給予等等)和生物醫療研究(例如細胞的顯微注射、細胞核移植或細胞器移植、單細胞或雜交瘤細胞的隔離等等)。

在一個實施例中，流體傳送裝置是用于將流體或藥劑分配、傳送或給予用戶或患者的裝置。流體可為低粘度的凝膠劑和/或治療劑。在一個實施例中，流體是鎮痛藥劑。在一個實施例中，流體是胰島素。在一個實施例中，流體是U100胰島素。在另一實施例中，流體是U200胰島素。在另一實施例中，流體是U300胰島素。在另一實施例中，流體是U500胰島素。在另一實施例中，流體是任何胰島素濃度。在另一實施例中，流體是高血糖素狀肽-1(GLP-1)。在其它實施例中，流體可為(但不局限于)鴉片制劑和/或其它止痛藥或鎮痛藥、激素、精神治療成分或連續劑量對于治療患者適宜的或有效的任何其它藥物或化學物。利用流體傳送裝置可傳送單一流體和兩種或多種流體的組合(摻合的或共同給予的)。這里使用的“患者”或“用戶”可為人或非人的動物；流體傳送裝置的使用不僅僅受限于人的藥物，而是可同等地應用于獸醫藥物。

流體傳送裝置可在持續的時間周期分配流體(即，基礎傳送)。在一個實施例中，流體傳送速率是在持續的時間周期內連續或接近連續地傳送給用戶。除了基礎數量之外，在需要時，在患者控制下，流體傳送裝置還能夠分配補充量的流體(即，推注傳送)。在一個實施例中，在單個可選給予中的推注數量是預定的。

在優選的實施例中，流體傳送裝置是部分電化學促動的(例如美國專利申請出版物No.2009/0028824中所述，其通過引用而整體地結合在本文中)，并且包括一個或多個容納藥物流體的儲槽或室，藥物流體通過電化學元件的膨脹或用戶移動電化學元件而被迫從裝置中流出。

在優選的實施例中，流體傳送裝置是部分電化學促動的，并包括一個或多個儲槽或室，其容納合適粘度的液壓流體，用于將功率傳遞給藥物流體，以便通過電化學元件的膨脹或用戶移動電化學元件而迫使它從裝置中流出。

在優選的實施例中，流體傳送裝置是液壓促動的，并包括一個或多個儲槽或室，其容納合適粘度的液壓流體，用于將功率從一個或多個儲存的能源傳遞給藥物流體，其中從儲存的能源傳送液壓流體的速率通過受限的流體流動而受到控制，并且受限的流體流動源可通過用戶移動，以提供額外的藥物流量。

參照圖1A-1E，其顯示了流體傳送裝置的流體傳送系統190的第一典型實施例。玻璃瓶或儲槽100可容納可通過其遠端處的傳送路徑140(包括例如插管、輸液裝置或針)進行傳送的流體105，例如藥物。在一個實施例中，流體105通過活塞110的運動而經由針140而被推出儲槽100，活塞與儲槽100的壁產生了可移動的密封。活塞110的運動可以兩種方式來產生或促動。對于基礎速率運動和傳送，活塞110可通過基礎引擎元件150在遠端方向(即，朝向針140)的膨脹而移動，并且對于推注運動或傳送，活塞110可通過整個基礎引擎的遠端運動而移動。

在一個實施例中，基礎引擎元件150是一種電化學結構，其隨著通過一個或多個引線155放電而膨脹。在一個實施例中，引線155的電輸出連接在控制來自電化學基礎引擎元件150的電流的電路上，從而建立起膨脹率和因而基礎流速。在其它實施例中，基礎引擎元件150使通過使用氣體、可燃材料、液體、泡沫和/或彈簧而膨脹。

在一個實施例中，隨著基礎引擎元件150的膨脹，其擠壓在活塞110和柱塞120上。在一個實施例中，柱塞120的運動通過柱塞120上的結構122與棘爪130的接合來限制，棘爪具有末端132，其防止柱塞120的反向或近端運動。對于推注傳送，在一個實施例中，用戶在遠端方向上擠壓柱塞120的近端124，在遠端方向上壓迫柱塞120、基礎引擎元件150和活塞110，從而在柱塞120的遠端124被壓下時盡快地將推注量基本壓出。在一個實施例中，用戶對柱塞120的遠端124的作用力的應用是間接地通過一種機構來應用的，該機構限制了其遠端的行程。在一個實施例中，柱塞120在一次作用力的應用下可被壓下的距離是受限的。在一個實施例中，每次促動釋放機構時，柱塞120可被壓下的距離是受限的。在一個實施例中，用戶擠壓棘爪元件130，其將作用力和運動傳遞給柱塞元件120，并且棘爪元件的行程在每次推動時是受限的，從而限制推注傳送體積。

圖1C顯示了流體傳送裝置的流體傳送系統190在任何基礎傳送之前的橫截面圖。在這種配置下，柱塞120已經被壓下若干個推注階梯，使得基礎引擎元件150和活塞110已經朝遠端移動，迫使若干推注劑量的藥物105從儲槽100通過針140送入到患者身體中。

圖1D顯示了在某一時間周期之后的流體傳送裝置的流體傳送系統190，其中基礎引擎元件150發生了部分膨脹。在這種配置下，因為柱塞120防止基礎引擎元件150在近端方向上膨脹，所以基礎引擎元件150的膨脹已經在遠端方向上壓迫活塞110。

圖1E顯示了在已經傳送了基礎傳送和額外的推注傳送之后的流體傳送裝置的流體傳送系統190的橫截面圖。在這種配置下，柱塞120已經被壓下若干個額外階梯，使得基礎引擎元件150和活塞110已經移動，迫使更多推注劑量的藥物105從儲槽100通過針140送入到患者身體中。

參照圖2A-2C，其顯示了流體傳送系統290的第二典型實施例。除了基礎引擎元件250形成了滑動密封件并省略了單獨滑動的密封活塞之外，流體傳送系統290與上面的流體傳送系統190是相似的。

參照圖3A-3B，其顯示了流體傳送系統390的第三典型實施例。流體傳送系統390與上面的流體傳送系統190是相似的，除了提供了滑動密封元件315，并且在滑動的密封活塞310和滑動密封元件315之間具有流體通道370之外。在一個實施例中，在遠端方向移動柱塞320和基礎引擎元件350會迫使液壓流體365通過通道370流出液壓儲槽360，從而移動滑動的密封活塞310。

在一個實施例中，在滑動的密封活塞310和滑動密封元件315(例如第二活塞或基礎引擎元件350上的滑動密封件)之間用于液壓流體的通道370不是筆直的。例如，通道370可為U形的，使得基礎引擎大體平行于儲槽300，從而減少裝置的長度并容許更緊湊的系統。在一個實施例中，用于液壓流體370的通道370沒有恒定的形狀或橫截面積，從而使流體通道的成型和制造變得更為簡單。

參照圖4A-4C，其顯示了流體傳送系統490的第四典型實施例。流體傳送系統490與上面的流體傳送系統190是相似的，除了基礎引擎470配置成在儲槽400中滑動，同時在基礎引擎470和儲槽400之間創造密封之外。在一個實施例中，儲槽400經過配置，使得活塞410與藥物405相接觸，并且與基礎引擎470可在其中滑動的儲槽并非相同的部件、尺寸或形狀，但這些儲槽彼此流通地連接在一起。

用于使滑動的密封活塞410移動的在空間476中的液壓流體的運動可以兩種方式來產生。對于基礎傳送，液壓流體儲槽474中的液壓流體從基礎引擎470移動到靠近第一活塞410的空間476中，從而在遠端方向上壓迫第一活塞410。基礎引擎包括液壓流體儲槽474，其在儲存的能源478例如壓縮的彈性元件的作用力下被第二滑動的密封活塞475所密封。液壓流體儲槽474包括特別定制大小的節流開口472，其配置成將加壓的液壓流體以基礎速率釋放到基礎引擎470和第一活塞410之間的空間476中。孔472的尺寸、來自能源478的壓力、液壓流體的粘性和滑動活塞475的摩擦可確定流出基礎引擎470的流速和因而基礎藥物傳送速率。在一個實施例中，儲存的能源478包括一個或多個彈簧。在備選實施例中，壓縮的彈性元件478包括壓縮氣體和/或可燃材料。

對于推注傳送，整個基礎引擎470可相對于藥物儲槽400移動，從在遠端方向上迫使液壓流體進入空間476中。在一個實施例中，用于液壓流體穿過空間476的通道不是筆直的，從而容許更緊湊的裝置配置。在一個實施例中，用于液壓流體穿過空間476的通道沒有恒定的形狀或橫截面積，從而容許更容易的成型和組裝。

本領域中的技術人員應該懂得，在不脫離本發明的廣泛概念的條件下可對上面所示和所述的典型實施例做出變化。因此，應該懂得本發明并不局限于所示和所述的典型實施例，而是其意圖涵蓋權利要求所限定的本發明的精神和范圍內的修改。例如，典型實施例的具體特征可為或不為本發明所申明的部分，并且所公開的實施例的各種特征可組合起來。除非這里特別陳述，否則詞語“一”、“一個”和“這個”并不局限于一個元件，而應理解為“至少一個”的涵義。

此外，就本發明方法不依賴于這里陳述的具體步驟順序而言，具體的步驟順序不應理解為對權利要求的限制。任何致力于本發明方法的權利要求不應局限于其按書寫順序執行步驟，并且本領域中的技術人員應很容易理解這些步驟可發生變化，并且仍保持在本發明的精神和范圍內。