BG63000B1 - Устройство и метод за презкожно доставяне на частици в жива тъкан - Google Patents

Abstract

Устройството и методът намират приложение за атравматично безиглено въвеждане на частици от терапевтично средство или на генетичен материал в тъкан на жив организъм през покривния му слой кожа. С тяхсе постига стерилност на доставяните частици и намаляване на загубите им. Устройството се състои отгорно цилиндрично тяло с резервоар (10) за газ под налягане и еднопосочен клапан (25). Горното цилиндрично тяло е свързано разглобяемо с първа тръбначаст (11), в която е оформена камера (12), чието долно дъно е изпълнено като разкъсваема мембрана (20), закрепена неподвижно по периметъра си към дюза. Последната е монтирана разглобяемо към първата тръбна част (11) и съдържа предварително приготвена капсула с доза частици. Капсулата е образувана от периферно свързани еластично неразрушимо блистерно гнездо (21) и покривен слой (22), между които са поместени частиците (23). Капсулата е установенав дюзата, свързана с камерата (12). По метода предварително установените в капсулата и намиращи севсъстояние на покой частици (23) се задвижват и регулируемо се ускоряват чрез газ под налягане и се изхвърлят към повърхностния слой на живата тъкан. Задвижването на частиците (23) се осъществява чрезударна вълна, създадена от ударно въздействие на газа под налягане върху външната повърхнина на блистерното гнездо (21) на капсулата, при което тази повърхнина преминава от първа вдлъбната във втораизпъкнала стабилна позиция.

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до устройство и метод за презкожно доставяне на частици в жива тъкан и намира приложение за безиглено въвеждане на частици от терапевтично средство в контролирани дози в тъкан на тяло през незасегната кожа или за доставяне на генетичен материал в жива тъкан както за лечение на живи организми, така и за лабораторни научни изследвания.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е устройство за презкожно доставяне на частици в жива тъкан, включващо горно цилиндрично тяло с резервоар за газ под налягане, присъединен към източник на газ под налягане, имащо и еднопосочен клапан. Горното цилиндрично тяло е свързано разглобяемо с първа тръбна част, в която е оформена камера. Долното дъно на камерата е изпълнено като разкъсваема мембрана, закрепена неподвижно по периметъра си към дюза. Дюзата е монтирана разглобяемо към първата тръбна част и съдържа предварително приготвена капсула с частици терапевтично средство или генетичен материал. Капсулата е оформена от две дистанцирани една от друга мембрани, между които са установени частиците. При прилагане на газ под налягане мембраните на капсулата се разкъсват и частиците, разположени помежду им, се изхвърлят вън от устройството, увлечени от газовия поток, с ултразвукова скорост /1/.

Недостатъците на известното устройство са, че капсулата, оформена от разкъсваемите мембрани, служи само за съхранение на частиците, и след подаване на газовия поток под налягане се разкъсва. Прахообразното лекарствено средство и газовият поток се смесват и има отрицателни последствия от контакта на газа с обстрелваната повърхност, например човешка кожа. Неприятен е и силният шум, предизвикан от газовия поток, излизащ с ултразвукова скорост от устройството. За да се заглуши този силен шум устройството се усложнява поради монтиране на допълнителни шумозаглушители.

Известен е метод за презкожно доставяне на частици в жива тъкан, при който предварително установени в капсула и намиращи се в състояние на покой частици от медикамент или генетичен материал се задвижват и ускоряват регулируемо чрез газ под налягане, и се нанасят в повърхностния слой на живата тъкан. Задвижването на частиците се осъществява чрез подаване на газ под налягане с ултразвукова скорост към капсулата, чиито мембрани се разкъсват и освободените частици, увлечени с ултразвуковия газов поток, ударно попадат върху повърхността на живата тъкан /1/.

Недостатъците на известния метод са, че под директното въздействие на газовия поток частиците се смесват с него и така получената смес се доставя презкожно в живата тъкан, при което терапевтичното прахообразно лекарство или генетичният материал не могат да бъдат доставени в чист вид в живата тъкан.

Известно е и друго устройство за презкожно доставяне на частици от генетичен материал, наречено газов пистолет за генетичен материал. Това известно устройство е съставено от цилиндрично тяло с резервоар и оформена камера под него. Горният край на резервоара е свързан с източник на газ под налягане, а долният край завършва с челна част, преградена с порьозна стопираща плоча. Изстрелващ макроелемент е разположен свободно пред порьозната стопираща плоча. Долната страна на изстрелващия макроелемент, по посока на газовия поток, е запълнена с бомбардиращи микрочастици от генетичен материал. Изстрелващият макроелемент представлява найлонова гилза или куршум с предна кухина, запълнена с частици/2/.

Известен е и друг метод за презкожно доставяне на частици от генетичен материал, включващ следната последователност от операции. Прилагане на газ под налягане върху предварително установен в покой изстрелващ макроелемент, чиято долна страна, по посока на газовия поток, е покрита с бомбардиращи микрочастици, преминаващи под въздействието на бързия газов поток през порьозна стопираща плоча и изхвърлянето им върху повърхността на кожата на живата тъкан /2/.

Недостатъците на описаните метод и устройство са, че изстрелващият макроелемент е сравнително тежък, поради което трудно се постига необходимото ускорение на частиците за презкожно доставяне на генетичния материал в живата тъкан. Свободното разположение и дви жение на изстрелващия макроелемент в тръбовидното тяло изискват специалното му насочване така, че долният край, запълнен с генетичен материал, винаги да е насочен по посока на бързия газов поток.

Техническа същност на изобретението

Проблемът, който трябва да се реши, е да се създадат устройство и метод за презкожно доставяне на частици в жива тъкан, чрез които да се осигури стерилност на доставяните частици и да се намалят загубите им чрез индиректно предаване на енергия върху доставяните частици.

Проблемът се решава чрез устройство за презкожно доставяне на частици в жива тъкан, включващо горно цилиндрично тяло с резервоар за газ под налягане и еднопосочен клапан, свързано разглобяемо с първа тръбна част, в която е оформена камера, долното дъно на която е изпълнено като разкъсваема мембрана, закрепена неподвижно по периметъра си към дюза, монтирана разглобяемо към първата тръбна част и съдържаща капсула с частици.

Съгласно изобретението капсулата е образувана от периферно свързани еластично неразрушаемо блистерно гнездо и покривен слой, между които са поместени частиците. Капсулата е установена в дюзата, свързана с камерата.

Еластичното блистерно гнездо, от своя страна, има две стабилни позиции - вдлъбната позиция и изпъкнала позиция.

Съответната стабилна позиция на еластичното блистерно гнездо е определена от въздействието на газа под налягане върху външната му повърхност.

Вдлъбнатата стабилна позиция на еластичното блистерно гнездо е позиция на зареждане и съхранение на частиците, а изпъкналата стабилна позиция е позиция на изстрелване на частиците чрез ударна вълна.

Камерата е изпълнена като разширителна камера за газ под налягане, зареден в резервоара.

Газът под налягане е инертен газ, по-лек от въздуха.

Покривният слой на капсулата е лесно разкъсващ се слой.

Дюзата е изпълнена от съосни на камерата, последователно свързани чрез разглобяема връзка, втора, трета и челна тръбна част, като на изхода на осевия отвор на челната тръбна част и съосно на него, е монтирана капсулата така, че блистерното гнездо да е разположено диаметрално в осевия отвор.

Челната тръбна част е снабдена в свободния си край с дистанцираща втулка.

В едно вариантно изпълнение дюзата е изпълнена като катетър.

Капсулата е монтирана в стената на катетъра така, че блистерното гнездо да е разположено тангенциално-аксиално спрямо осевия отвор на катетъра.

Във вариантно изпълнение покривният слой на капсулата е оформен като подвижен слой.

Проблемът се решава и чрез капсула за частици за презкожно доставяне в жива тъкан чрез устройството съгласно изобретението, и включва периферно свързани помежду си блистерно гнездо и покривен слой, между които са установени частиците.

Съгласно изобретението блистерното гнездо е куполообразно и еластично с две стабилни позиции - вдлъбната и изпъкнала, като вдлъбнатата позиция е позиция на зареждане и съхранение на частиците, а изпъкналата позиция е позиция на изстрелване на частиците чрез въздействие на ударна вълна при отстранен покривен слой.

Покривният слой на капсулата е неподвижно свързан с блистерното гнездо по цялата му периферия.

Проблемът се решава и чрез метод за презкожно доставяне на частици в жива тъкан, при който предварително установени в капсула съгласно изобретението и намиращи се в състояние на покой частици се задвижват и ускоряват регулируемо чрез газ под налягане и се изхвърлят към повърхностния слой на живата тъкан.

Съгласно изобретението задвижването на частиците се осъществява от ударна вълна, създадена при ударен контакт между газа под налягане и външната повърхнина на блистерно гнездо на капсулата, при преминаването му от първа вдлъбната стабилна позиция във втора изпъкнала стабилна позиция.

Предимствата на изобретението са, че благодарение на конструкцията, разположението и закрепването на капсулата с частиците, бързият газов поток предава енергията си индиректно на частиците. Предварителното херметизиране на частиците в капсулата гарантира тяхната стерилност. Блистерното гнездо е куполообразно и еластично с две стабилни позиции - вдлъбната позиция на зареждане и съхранение на частиците и изпъкнала позиция на изстрелване на частиците при въздействието на ударна вълна. Това позволява частиците да се изстрелват в повърхностния слой на кожата на живата тъкан и след разкъсване на повърхностния слой на капсулата те се доставят в чисто състояние директно презкожно в живата тъкан. По този начин се избягва контакт на частиците с газовия поток, гарантира се отново стерилността им и намаляването на загубите на ценно вещество.

Пояснение на приложените фигури

Устройството и методът за презкожно доставяне на частици в жива тъкан съгласно изобретението са показани на приложените фигури, от които:

фигура 1 показва надлъжен разрез на устройството съгласно изобретението;

фигура 2 - общ вид на устройството от фигура 1 съгласно изобретението;

фигура 3 - частичен разрез на челната част от фигура 1 съгласно изобретението;

фигура 4 - общ вид на вариантно изпълнение на дюзата към устройството във вид на артериален катетър съгласно изобретението;

фигура 5 - общ вид на следващо вариантно изпълнение на устройството, където дюзата е оформена като катетър;

фигура 6 - общ вид на вариантното изпълнение на дюзата на устройството от фигури 4 и 5 при отстранен покривен слой;

фигура 7 - общ вид на вариантното изпълнение на дюзата на устройството от фигури 4 и 5 преди изстрелване на частиците.

Примери за изпълнение на изобретението

Устройството за доставяне на частици в жива тъкан, изобразено на фигури 1, 2 и 3, е съставено от горно цилиндрично тяло с резервоар 10 за газ под налягане, под който разглобяемо е монтирана първа тръбна част 11, в която е оформена камера 12. Под първата тръбна част lie закрепена разглобяемо дюза, изпълнена от съосни на камерата 12, последователно свързани чрез резбова връзка втора тръбна част 13 с централен отвор 14, трета тръбна част 17 и челна част 19 с осов отвор 18. Долното дъно на камерата 12 е изпълнено като разкъсваема мембрана 20, закрепена неподвижно по периметъра си между пър вата тръбна част 11 и втората тръбна част 13 от дюзата. В дюзата е установена капсула 21, 22, 23, запълнена с терапевтичното вещество или генетичен материал. Капсулата 21,22,23 е образувана от периферно свързани еластично неразрушаемо блистерно гнездо 21 и покривен слой 22, между които са поместени частиците 23. В резервоара 10 е монтирано бутало 24, в долния край на което има клапан 25. Към челната част 19 е завита къса дистанцираща втулка 26, показана на фигура 3. Еластичното блистерно гнездо 21 е куполообразно и има две стабилни позиции вдлъбната позиция и изпъкнала позиция. Съответната стабилна позиция се определя от въздействието на газа под налягане върху външната му повърхност. Вдлъбнатата стабилна позиция на еластичното блистерно гнездо 21 е позиция на зареждане и съхранение на частиците 23, когато те са в покой, а изпъкналата стабилна позиция е позиция на изстрелване на частиците 23 с ударна вълна. Камерата 12 е оформена като разширителна камера за газа под налягане, зареден предварително в резервоара 10. Газът под налягане е инертен газ, по-лек от въздуха. Покриващият слой 22 на капсулата 21, 22, 23 е лесно разкъсващ се слой.

Методът за презкожно доставяне на частиците 23 в жива тъкан включва задвижване и регулируемо ускоряване чрез газ под налягане на предварително установени в капсулата 21, 22, 23 и намиращи се в състояние на покой частици и изстрелването им към повърхностния слой на живата тъкан. Задвижването на частиците се осъществява чрез ударна вълна, създадена от ударен контакт между газа под налягане и външната повърхност на блистерното гнездо на капсулата, при което то преминава от първа вдлъбната стабилна позиция във втора изпъкнала стабилна позиция.

На фигури 4, 5, 6 и 7 са изобразени вариантни изпълнения на дюзата като артериални катетри.

Както е показано на фигура 4, дюзата е изпълнена като артериален катетър, в който са обособени три кухини. Първата служи за обичайния водещ проводник, втората - за доставяне на газ за напомпване на позициониращ балон 27, изтласкващ тялото на катетъра 28, в близост до водещия край на катетъра 28, срещу стената на артерия 29, а третата кухина служи за път за разпространение на ударната вълна към върха на катетъра 28. Върху отвор 31 в страничната стена на тялото на катетъра 28 е позиционирана странично капсулата с блистерно гнездо 32, запълнено с частици 33 от терапевтично вещество или генетичен материал. Блистерното гнездо 32 има две стабилни крайни положения, едното от които е ограничено от стената на артерията 29. Блистерното гнездо 32 може да бъде покрито с еластична бариера, за да се предотврати отмиваното на частиците при въвеждане на катетъра.

На фигура 5 е показано вариантно изпълнение на устройството съгласно изобретението, в което е закрепена дюза, изпълнена като артериален катетър 28. Резервоарът 10 е запълнен с газ под налягане. Към буталото 24, монтирано в разширителната камера 12, е поставен клапан 25, а долното дъно на камерата 12 е затворено с разкъсваема мембрана 20. Дюзата е закрепена към първата тръбна част 11.

На фигура 6 е изобразено вариантно изпълнение, при което тялото на катетъра 28 не е ограничено от артериална стена и блистерното гнездо 32 осигурява по-голяма ударна вълна поради възможност за по-висока изпъкнала стабилна позиция.

На фигура 7 е показано тялото на катетъра 28, поставено в покривния слой, оформен като подвижен ръкав 35, покриващ блистерното гнездо 32.

Приложение на изобретението

Частиците 23 от терапевтичното средство предварително са заредени в капсулата 21, 22, 23, образувана от еластичното блистерно гнездо 21 и покривния слой 22. Еластичното блистерно гнездо 21 има две стабилни позиции - вдлъбната и изпъкнала позиция, като съответната му стабилна позиция се определя от въздействието на инертния газ под налягане върху външната му повърхност. Вдлъбнатата стабилна позиция на еластичното блистерно гнездо 21 е позиция на зареждане и съхранение на частиците 23 в покой, а изпъкналата стабилна позиция е позиция на изстрелване на частиците 23 от ударната вълна, въздействаща върху външната повърхност на блистерното гнездо.

Предварително частиците 23 от капсулата 21,22,23 могат да бъдат обработени чрез електростатични сили, чрез естествените им сили на прилепване или чрез изпаряване на суспензия от етинол, в която те са били разпръснати. Поради изискването за стерилност за предпочитане е еластичното блистерно гнездо 21 да бъде покрито и запечатано по периферията си с покривния слой 22, като по този начин капсулата 21, 22, 23 е предварително херметизирана. Тънкият покривен слой 22 може да бъде предварително изтънен в определени линии или надраскан, чрез което да се улесни разкъсването му под въздействието на ударната вълна, създадена от газа под налягане. Използва се газ хелий, който е по-лек от въздуха.

При употреба на първия вариант на изпълнение на изобретението разширителната камера е запълнена с хелий, чието налягане е близко до атмосферното, а челната част 19 на дюзата е разположена в близост до или в контакт с кожата, върху която трябва да се въздейства. При осъществяването на презкожното доставяне на частици 23 в живата тъкан, буталото 24 се натиска, при което се отваря клапанът 25. Тогава хелият от резервоара 10 се освобождава в разширителната камера 12. Клапанът 25 е оразмерен така, че челната му повърхност да бъде по-голяма в посока към изхода, в резултат на което той се отваря бързо. Когато налягането в разширителната камера 12 е достигнало определена стойност, например 23 bar, благодарение на бързото изтичане на газа горната мембрана 20 се разкъсва, създавайки ударна вълна. Тази ударна вълна се разпространява през обема на вертикалните осеви отвори 14,18 и предизвиква мигновено преобръщане на еластичното блистерно гнездо 21 надолу, по посока на бързия газов поток, т.е. еластичното блистерно гнездо 21 преминава от вдлъбната стабилна позиция в изпъкнала стабилна позиция, която е позиция на изстрелване на частиците към третираната повърхност. Това ударно изстрелване на частиците 23 напред и извън дюзата се осъществява едновременно с разкъсването на покривния слой 22.

Другото вариантно изпълнение на изобретението, където дюзата е оформена като катетър, се използва аналогично на първото, показано на фигури 1, 2 и 3. Освобождаването на хелия от резервоара 10 в разширителната камера 12 предизвиква разкъсване на мембраната 20 и възникване на ударната вълна. Тази ударна вълна се разпространява по дължината на обема 30 и предизвиква мигновеното преобръщане на блистерното гнездо 32 до позицията, показана с прекъсната линия на фигура 6, т.е. блистерното гнездо преминава от вдлъбната стабилна позиция в изпъкнала стабилна позиция, при което частиците се изстрелват и проникват навън през еластичната бариера или след прибирането на ръкава 35 в стената на артерията 29.

Както е показано на фигура 7, блистерното гнездо 32 може да бъде оформено върху периферната обвивка на катетьрното тяло 28, а покривният слой на капсулата е оформен от еластичния ръкав 35 за по-лесно въвеждане на катетъра, но също така, за да се избегнат потенциално опасни удари със стената на артерията 29.

Благодарение на индиректното предаване на енергия на презкожно доставяните частици 23 от терапевтично средство или от генетичен материал, се постига необходимата стерилност на частиците 23, както и намаляване на загубите им от разсейване или от допира им с други части от устройството, както и от смесването им с газовия поток.

Claims (15)

1. Устройство за презкожно доставяне на частици в жива тъкан, включващо горно цилиндрично тяло с резервоар за газ под налягане и еднопосочен клапан, свързано разглобяемо с първа тръбна част, в която е оформена камера, долното дъно на която е изпълнено като разкъсваема мембрана, закрепена неподвижно по периметъра си към дюза, монтирана разглобяемо към първата тръбна част и съдържаща капсула с частици, характеризиращо се с това, че капсулата (21, 22,23) е образувана от периферно свързани еластично неразрушаемо блистерно гнездо (21) и покривен слой (22), между които са поместени частиците (23), която капсула (21, 22, 23) е установена в дюзата, свързана с камерата (12).

2. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че еластичното блистерно гнездо (21) има две стабилни позиции вдлъбната позиция и изпъкнала позиция.

3. Устройство съгласно претенции 1 и 2, характеризиращо се с това, че съответната стабилна позиция на еластичното блистерно гнездо (21) е определена от въздействието на газа под налягане върху външната му повърхност.

4. Устройство съгласно претенции от 1 до 3, характеризиращо се с това, че вдлъбнатата стабилна позиция на еластичното блистерно гнездо (21) е позиция на зареждане и съхранение на частиците (23), а изпъкналата стабилна позиция е позиция на изстрелване на частиците (23) от ударна вълна.

5. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че камерата (12) е изпълнена като разширителна камера за газа под налягане, зареден в резервоара (10).

6. Устройство съгласно претенции от 1 до 5, характеризиращо се с това, че газът под налягане е инертен газ, по-лек от въздуха.

7. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че покривният слой (22) на капсулата (21, 22, 23) е лесно разкъсващ се слой.

8. Устройство съгласно претенции от 1 до 7, характеризиращо се с това, че дюзата е изпълнена от сьосни на камерата (12), последователно свързани чрез разглобяема връзка, втора (11), трета (15) и челна тръбна част (19), като на изхода на осовия отвор (18) на челната тръбна част (19) и съосно на него е монтирана капсулата (21,22,23) така, че блисгерното гнездо (21) да е разположено диаметрално в осовия отвор (18).

9. Устройство съгласно претенция 8, характеризиращо се с това, че челната тръбна част (19) е снабдена в свободния си край с дистанцираща втулка (25).

10. Устройство съгласно претенции 1 и 8, характеризиращо се с това, че дюзата е изпълнена като катетър (28).

11. Устройство съгласно претенция 10, характеризиращо се с това, че капсулата е монтирана в стената на катетъра (28) така, че блистерното гнездо (32) да е разположено тангенциалноаксиално спрямо осовия отвор на катетъра (28).

12. Устройство съгласно претенции 1 и 11, характеризиращо се с това, че покривният слой (22) на капсулата е оформен като подвижен слой (35).

13. Капсула за частици за презкожно доставяне в жива тъкан чрез устройство съгласно претенции от 1 до 12, включваща периферно свързани помежду си блистерно гнездо и покривен слой, между които са установени частиците, характеризираща се с това, че блисгерното гнездо (21) е купслообразно и еластично с две стабилни позиции - вдлъбната и изпъкнала, като вдлъбнатата позиция е позиция на зареждане и съхранение на частиците (23), а изпъкналата позиция е позиция на изстрелване на частиците (23) чрез въздействие на ударна вълна при отстраняване на покривния слой (22).

14. Капсула съгласно претенция 13, характеризираща се с това, че покривният слой (22) е неподвижно свързан с блисгерното гнездо (21) по цялата му периферия.

15. Метод за презкожно доставяне на частици в жива тъкан, при който предварително установени в капсула съгласно претенция 13 и намиращи се в състояние на покой частици се 5 задвижват и ускоряват регулируемо чрез газ под налягане и се изхвърлят към повърхностния слой на живата тъкан, характеризиращ се с това, че задвижването на частиците (23) се осъществява от ударна вълна, създадена при ударен контакт 10 между газа под налягане и външната повърхнина на еластичното блистерно гнездо (21) на капсу лата (21,22, 23) при преминаването му от първа вдлъбната стабилна позиция във втора изпъкнала стабилна позиция.