壓,導致內腔中的水電 解,形成氫氣和氧氣。電解可以引起圍繞粘膜的水的局部消耗,使該局部區域脫水。局部脫 水可以導致酶活性局部降低和/或膜滲透性增加。在顯著更高電壓(例如,約10 V或更高) 下,酶和/或膜本身可以參與電化學反應,導致局部直接物理破壞。
[0045] 在一些實施方案中,每個主動破壞元件26可以包括激光源,或用于將激光從激光 源引導到粘膜上,通過激光穿孔或激光燒蝕破壞粘膜阻擋層的鏡片。在實施方案中,當每個 主動破壞元件26包括鏡片時,可以引導一個或多個激光源穿過激光分光鏡或其它光學器 件,將激光以充足的強度引導到粘膜上,以燒蝕、穿孔或以其它方式破壞粘膜阻擋層。粘膜 的光學破壞可以利用光子能量來降解組織內的分子。在一個實例中,可以通過蛋白質分子 吸收能量實現降解,引起分子內的化學鍵解離。或者,能量可以被水分子吸收,引起水分子 的振動。在前一種情況下,激光器可以配置為提供7.5 eV來分解C=0鍵,提供3.6 eV來分解 C-0鍵,提供6.4 eV來分解C=C鍵,提供3.6 eV來分解C-C鍵,提供4.8 eV來分解0-H鍵,提供 3.5 eV來分解S-Η鍵,提供4.3 eV來分解C-H鍵,提供3.0 eV來分解C-N鍵,和提供4.1 eV來 分解N-H鍵。由激光器發射的光子能量可以根據公式1,通過控制光源波長來控制:
[0046] 在一些實施方案中,每個主動破壞元件26可以包括聲轉換器,用于向粘膜施加聲 能來破壞粘膜阻擋層。例如,可以由聲轉換器以可引起粘膜破壞的頻率發射超聲波。為了經 由空穴作用產生粘膜破壞,轉換器可以發射20-100 kHz范圍的聲波。例如,轉換器可以在轉 換器表面發射20 kHz和220 mW/cm2的聲波。可以使用各種轉換器,包括但不限于夾層轉換 器(例如金屬板之間的縱向模式陶瓷),彎張(flextensional)轉換器(例如具有鋼板的陶瓷 環)、彎曲轉換器(即新月(moonie)和鐃鈸(cymbal)轉換器),壓電管式轉換器,和靜電轉換 器(例如鐵電膜和電容微機械超聲轉換器)。
[0047] 如圖5和6中圖示的,可以在裝置的外殼33外部上提供或者集成多個孔口或噴嘴 34。孔口或噴嘴34可以由控制流體傳動部件47的控制模塊40在選定時間電力驅動。例如通 過將加壓流體輸送進入歧管49中或者在歧管49中抽吸,流體傳動部件47可以在歧管49中施 加負壓或正壓。在其中流體傳動部件47將加壓流體輸送進入歧管49中的實施方案中,流體 傳動部件47可以包括加壓流體源和用于將加壓流體輸送進入歧管49的可驅動閥門。在一些 實施方案中,流體傳動部件47可以包括適宜于將加壓流體輸送進入歧管49的栗,和任選一 個或多個在外殼33中的入口。在其中流體傳動部件47對歧管49施加真空力的實施方案中, 流體傳動部件47可以包括抽空容器和用于開放容器以允許將流體經由歧管49引入容器的 可驅動閥門。在一些實施方案中,流體傳動部件47可以包括配置為牽引流體穿過孔口或噴 嘴34進入歧管49的栗。
[0048] 在一些實施方案中,流體傳動部件47提供充足的驅動力,以從粘膜表面洗去阻擋 層流體。在一些實施方案中,流體傳動部件47可以提供充足的驅動力,以產生穿過孔口或噴 嘴34的流體速度,允許流體滲入粘膜并在粘膜中產生擴散通道。在任一實施方案中,孔口或 噴嘴34和流體傳動部件47可以配置為產生高速射流形式的流體流。高速射流的流體可以為 氣體、氣態氣溶膠、液體或液體乳液的形式。在某些實施方案中,給藥藥物可以與破壞粘膜 阻擋層基本同時進行。例如,可以將一種或多種藥物埋入經由孔口或噴嘴34排出的流體中, 使得流體傳動部件47經由噴射注射將藥物送入粘膜中。
[0049]在一些實施方案中,流體傳動部件47提供充足的驅動力或負壓力,以從粘膜表面 抽出阻擋層流體。抽出的粘膜流體可以存儲在裝置中,或者可以從裝置中排出離開藥物分 配噴嘴32。在一些實施方案中,流體傳動部件47可以提供充足的真空力,以吸附于組織,由 此減少粘膜的擴散長度規模。
[0050]可以提供一種藥物分配器,通過積極位移將藥物從藥物輸送裝置中主動分配。藥 物可以存儲在裝置中的貯藏室中,并在選定時間從外殼分配進入內腔或粘膜中。可以設置 該藥物分配器將藥物從外殼分配至被可電力驅動主動破壞元件破壞的粘膜阻擋層區域。 [0051 ]在一些實施方案中,藥物可以通過被動擴散從外殼釋放。在其它實施方案中,藥物 分配器可以使用各種積極位移元件用于從裝置分配藥物,包括機械位移、滲透溶脹位移、氣 體-體積位移、靜電-感應擠壓、壓電驅動、或熱/磁感應相變。積極位移元件可以包括與靜壓 頭結合的可驅動分配閥門。如在此使用的,術語"積極位移"泛指在由藥物輸送裝置內部提 供的力下從藥物輸送裝置分配藥物的任何方法。因此,術語"積極位移"不表示藥物從裝置 中被動的化學擴散。
[0052]在一些實施方案中,藥物存儲在外殼內的貯藏室中,并通過例如活塞或彈簧片的 機械位移元件,經由多個分配噴嘴從外殼主動分配。例如,如在圖8的實施方案中圖示的,集 成控制模塊40可以將電能或機械能有選擇地輸送至致動器53,推進活塞51穿過藥物藏室 46并經由分配噴嘴28分配藥物。致動器53可以為例如機械或氣壓傳動的線性致動器。
[0053]在一些實施方案中,通過氣體-體積位移分配藥物。例如,如圖9中圖示的,該裝置 可以包括含水或水溶液的栗儲罐50。可以在栗儲罐50內提供一對電極(陰極54和陽極56), 用于產生氣體,例如氧氣和氫氣。可以在電極之間提供通道52,以允許來自內腔16內的水與 栗儲罐50內的水或水溶液交換質子和電子。在其它實施方案中,可以省略與內腔的內部空 間流體連通的通道52,并且可以在裝置上提供電解質。例如,栗儲罐50可以包括例如硝酸鈉 的離子溶液。或者,栗儲罐50可以容納去離子水,并且可以提供固體電解質代替通道52,使 得固體電解質接觸朝向通道52的陰極54和陽極56的表面。
[0054] 可以向電極施加約1.0 V或更大的電勢,以在陽極產生02。陽極處的反應由公式2 描述。在水中,在帶負電陰極處發生還原反應,來自陰極的電子被賦予氫陽離子,形成氫氣, 如公式3所示。由產生的氧氣和氫氣施加的壓力引起活塞51前進進入藥物貯藏室46中,由此 弓丨起藥物經由分配噴嘴28分配到粘膜14上。可以由外殼中裝置上負載(on-board)提供的集 成控制模塊40控制氧氣和氫氣的產生。控制模塊40可以包括電源44,例如電池,和控制器 42,該控制器42被編程為在選定時間向陰極54和陽極56提供電勢: 2H20 (1) - 〇2 (g) + 4H+ (aq) + 4e- 公式2 2H+ (aq) + 2e- - H2 (g) 公式3。
[0055] 參考圖10可以更好地理解其它積極位移元件。在這些實例中,通過部件60的擴張 分配藥物貯藏室46中容納的藥物。部件60可以為例如可溶脹材料(例如可溶脹凝膠)或可膨 脹儲罐。在一些實施方案中,通過滲透溶脹位移分配藥物。任選地,可以提供閥門64,以有選 擇地控制水經由端口 66或半透膜進入貯藏室或可溶脹材料。來自內腔16的水可以被引入貯 藏室或可溶脹材料,引起貯藏室或可溶脹材料體積膨脹。儲罐或可溶脹材料的膨脹可以位 移外殼中容納的藥物的體積,引起藥物從裝置分配進入粘膜14。可以通過集成控制模塊40 控制閥門64的驅動。
[0056]在其它實施方案中,可以通過由感應相變提供的膨脹力分配藥物。例如,部件60可 以包括容納可相變材料的可膨脹儲罐。可相變材料可以為當受熱或經受電磁場時,將經歷 從固體或液體至氣體相變的任何液體或固體。當材料轉化為氣體時,該材料膨脹并前進穿 過藥物貯藏室46,將藥物從裝置中分配。可以通過負載控制模塊40控制相變的驅動。
[0057]在其它實施方案中,可以通過靜電感應擠壓或使用壓電致動器,從外殼積極位移 和分配藥物。例如,可以安裝介電彈性致動器或壓電致動器,使得送至致動器的電壓或電流 中的變化引起致動器對藥物貯藏室中的藥物施加擠壓力。這種擠壓力可以引起藥物從裝置 中分配。可以通過負載控制模塊控制致動器的驅動。
[0058] 在其它實施方案中,可以使用靜壓頭和可驅動閥門實現藥物的積極位移。閥門可 以例如以模擬方式工作,用于幅值調制劑量給藥(amplitude-modulated dosing),或者其 可以以數字方式工作,用于頻率/荷周調制劑量給藥(frequency/duty-cycle modulated dosing)。可以通過在壓力下將藥物載入裝置中來