CN106413774A - 用于流体传送装置的移动基础引擎 - Google Patents

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Abstract

一种流体传送装置包括用于容纳药物的流体储槽。流体储槽在一个末端附近被滑动的密封活塞所密封。传送路径配置成将流体储槽和穿戴流体传送装置的患者流通地联接起来。基础引擎机构配置成直接或间接地使滑动的密封活塞在流体储槽中以受控的基础速率移动。推注机构配置成使基础引擎相对于流体储槽移动，并且直接或间接地使滑动的密封活塞在流体储槽中一次移动离散的推注量。

Description

用于流体传送装置的移动基础引擎
相关专利的交叉引用
本申请要求享有于2014年1月31日提交的题名为“用于流体传送装置的移动基础引擎”的美国临时专利申请No.61/934,259的权益，其通过引用而整体结合在本文中。
技术领域
本发明大体涉及用于流体传送装置的移动基础引擎。
发明内容
在一个实施例中，一种流体传送装置包括：用于容纳药物的流体储槽，流体储槽在一个末端附近被滑动的密封活塞密封；传送路径，其配置成将流体储槽与穿戴流体传送装置的患者流通地联接起来；基础引擎机构，其配置成直接或间接地使滑动的密封活塞在流体储槽中以受控的基础速率移动；和推注机构，其配置成使基础引擎相对于流体储槽移动，并直接或间接地使滑动的密封活塞在流体储槽中一次移动某一离散的推注量。
在一个实施例中，基础引擎容纳在推注机构中。在一个实施例中，基础引擎包括储槽，其容纳来自储存的能源的处于压力下的液压流体，储槽包括孔，其配置成以某一速率释放液压流体，该速率由储存的能源的作用力、液压流体的粘性和孔的几何形状来确定。在一个实施例中，由储槽释放的液压流体挤压在滑动的密封活塞上。在一个实施例中，储存的能源包括一个或多个弹簧。在一个实施例中，储存的能源包括压缩气体或产生压缩气体的可燃材料。
在一个实施例中，基础引擎机构是电化学装置，其在充电或放电的同时至少在一个维度上膨胀。在一个实施例中，电化学装置连接在控制充电或放电的速率的电路上。在一个实施例中，电化学装置连接在用于用户接口和装置功能的电路上，其中该电路通过电化学装置的放电而获得功率。
在一个实施例中，推注机构在流体储槽中滑动。在一个实施例中，在基础引擎机构和滑动的密封活塞之间具有液压流体。在一个实施例中，滑动的密封活塞与基础引擎机构和药物相接触。在一个实施例中，基础引擎机构包括滑动的密封活塞。在一个实施例中，基础引擎机构包括滑动密封件，滑动密封件与液压流体相接触，液压流体与滑动的密封活塞相接触。在一个实施例中，流体储槽容纳在具有粘性垫片的外壳中，粘性垫片配置成粘附在患者的皮肤表面上。在一个实施例中，传送路径包括针。
附图说明
在结合典型实施例的附图阅读时，以下用于流体传送装置的移动基础引擎的实施例的详细说明将获得更好的理解。这些图聚焦于流体传送***。应该懂得，至少本发明的某些图和描述已经被简化，以聚焦于与清晰理解本发明有关的元件，同时出于清晰起见消除了本领域中的普通技术人员应理解的其它元件，其也可构成本发明的一部分。然而，因为这种元件在本领域中是众所周知的，并且因为它们不一定有利于更好地理解本发明，所以这里不提供这种元件的描述。例如，在图中未显示最终装置的其它部分，例如安装架、外壳或盖子、针或插管部署***、用于部署针的触发器、用于激励或储藏***的钥匙、皮肤附件以及支持药物产品传送的其它构件。在美国专利申请出版物No.2013/0046239、美国专利申请出版物No.2011/0306929和美国专利No.7,481,792中所公开的流体传送装置部分可结合本发明一起使用，并通过引用而整体地结合在本文中。
然而，应该懂得，本发明并不局限于所示的精确布置和仪器。
图中：
图1A是根据本发明的一个典型实施例的移动式基础驱动装置的侧视图；
图1B是图1A中所示的移动式基础驱动装置的透视图；
图1C是图1A中所示的移动式基础驱动装置的横截面侧视图；
图1D是图1A中所示的移动式基础驱动装置在某些基础传送之后的横截面侧视图；
图1E是图1A中所示的移动式基础驱动装置在某些基础传送和某些推注传送之后的横截面侧视图；
图2A是根据本发明的一个典型实施例的移动式基础驱动装置的横截面侧视图；
图2B是图2A中所示的移动式基础驱动装置在某些基础传送之后的横截面侧视图；
图2C是图2A中所示的移动式基础驱动装置在某些基础传送和某些推注传送之后的横截面侧视图；
图3A是根据本发明的一个典型实施例的移动式基础驱动装置在某些基础传送之后的横截面侧视图；
图3B是图3A中所示的移动式基础驱动装置在某些基础传送和某些推注传送之后的横截面侧视图；
图4A是根据本发明的一个典型实施例的移动式基础驱动装置的横截面侧视图，其具有极限受到控制的驱动器；
图4B是图4A中所示的移动式基础驱动装置在某些基础传送之后的横截面侧视图；且
图4C是图4A中所示的移动式基础驱动装置在某些基础传送和某些推注传送之后的横截面侧视图。
具体实施方式
用于传送基础剂量和推注剂量药物的便携式***已经售卖了许多年。电子驱动的药物泵是常见的，并可编制程序，以便供给稳定的低速率剂量(即，基础)，并受到控制，以便在用户要求下供给更高的剂量(即，推注)。许多公司售卖用于I型糖尿病的胰岛素泵的可穿戴版本。在最近十年来，粘附在皮肤上的可供给基础传送剂量和推注传送剂量的可穿戴垫片泵已经是可用的。这些电子泵的使用是相当复杂的，并且是非常昂贵的，所以主要局限于强烈依赖于至少日常药物传送的患者，例如I型糖尿患者。
更近些年来，已经发现了基础/推注治疗对于II型糖尿患者的极大好处。为了以更简单且更便宜的形式解决这种需求，已经研究出一次性的非电子驱动泵，其中已经利用了更简单且更便宜的储存的能源，例如弹簧。虽然显著便宜，这些装置仍然难以变得所需那样紧凑和有效。由于供给速率方面显著的差异，设计已经诉诸于用于基础供给和推注供给的单独驱动***。这可能增加了装置的尺寸，以及增加了复杂性。
参照图1A-4C，其显示了四个用于流体传送装置的典型的流体传送***190,290,390和490。在一个实施例中，流体传送装置是离散的能走动的药物传送泵。流体传送装置可为单次使用的，一次性的，并且不能重复使用。流体传送装置可以小的单次使用的一次性包装提供治疗能力，并可利用大批量制造(例如注塑模制方法)和装配工艺进行生产，从而达到廉价的货物。本发明的实施例可用于广泛的适用范围，包括但不局限于临床应用(药物给予等等)和生物医疗研究(例如细胞的显微注射、细胞核移植或细胞器移植、单细胞或杂交瘤细胞的隔离等等)。
在一个实施例中，流体传送装置是用于将流体或药剂分配、传送或给予用户或患者的装置。流体可为低粘度的凝胶剂和/或治疗剂。在一个实施例中，流体是镇痛药剂。在一个实施例中，流体是胰岛素。在一个实施例中，流体是U100胰岛素。在另一实施例中，流体是U200胰岛素。在另一实施例中，流体是U300胰岛素。在另一实施例中，流体是U500胰岛素。在另一实施例中，流体是任何胰岛素浓度。在另一实施例中，流体是高血糖素状肽-1(GLP-1)。在其它实施例中，流体可为(但不局限于)***制剂和/或其它止痛药或镇痛药、激素、精神治疗成分或连续剂量对于治疗患者适宜的或有效的任何其它药物或化学物。利用流体传送装置可传送单一流体和两种或多种流体的组合(掺合的或共同给予的)。这里使用的“患者”或“用户”可为人或非人的动物；流体传送装置的使用不仅仅受限于人的药物，而是可同等地应用于兽医药物。
流体传送装置可在持续的时间周期分配流体(即，基础传送)。在一个实施例中，流体传送速率是在持续的时间周期内连续或接近连续地传送给用户。除了基础数量之外，在需要时，在患者控制下，流体传送装置还能够分配补充量的流体(即，推注传送)。在一个实施例中，在单个可选给予中的推注数量是预定的。
在优选的实施例中，流体传送装置是部分电化学促动的(例如美国专利申请出版物No.2009/0028824中所述，其通过引用而整体地结合在本文中)，并且包括一个或多个容纳药物流体的储槽或室，药物流体通过电化学元件的膨胀或用户移动电化学元件而被迫从装置中流出。
在优选的实施例中，流体传送装置是部分电化学促动的，并包括一个或多个储槽或室，其容纳合适粘度的液压流体，用于将功率传递给药物流体，以便通过电化学元件的膨胀或用户移动电化学元件而迫使它从装置中流出。
在优选的实施例中，流体传送装置是液压促动的，并包括一个或多个储槽或室，其容纳合适粘度的液压流体，用于将功率从一个或多个储存的能源传递给药物流体，其中从储存的能源传送液压流体的速率通过受限的流体流动而受到控制，并且受限的流体流动源可通过用户移动，以提供额外的药物流量。
参照图1A-1E，其显示了流体传送装置的流体传送***190的第一典型实施例。玻璃瓶或储槽100可容纳可通过其远端处的传送路径140(包括例如插管、输液装置或针)进行传送的流体105，例如药物。在一个实施例中，流体105通过活塞110的运动而经由针140而被推出储槽100，活塞与储槽100的壁产生了可移动的密封。活塞110的运动可以两种方式来产生或促动。对于基础速率运动和传送，活塞110可通过基础引擎元件150在远端方向(即，朝向针140)的膨胀而移动，并且对于推注运动或传送，活塞110可通过整个基础引擎的远端运动而移动。
在一个实施例中，基础引擎元件150是一种电化学结构，其随着通过一个或多个引线155放电而膨胀。在一个实施例中，引线155的电输出连接在控制来自电化学基础引擎元件150的电流的电路上，从而建立起膨胀率和因而基础流速。在其它实施例中，基础引擎元件150使通过使用气体、可燃材料、液体、泡沫和/或弹簧而膨胀。
在一个实施例中，随着基础引擎元件150的膨胀，其挤压在活塞110和柱塞120上。在一个实施例中，柱塞120的运动通过柱塞120上的结构122与棘爪130的接合来限制，棘爪具有末端132，其防止柱塞120的反向或近端运动。对于推注传送，在一个实施例中，用户在远端方向上挤压柱塞120的近端124，在远端方向上压迫柱塞120、基础引擎元件150和活塞110，从而在柱塞120的远端124被压下时尽快地将推注量基本压出。在一个实施例中，用户对柱塞120的远端124的作用力的应用是间接地通过一种机构来应用的，该机构限制了其远端的行程。在一个实施例中，柱塞120在一次作用力的应用下可被压下的距离是受限的。在一个实施例中，每次促动释放机构时，柱塞120可被压下的距离是受限的。在一个实施例中，用户挤压棘爪元件130，其将作用力和运动传递给柱塞元件120，并且棘爪元件的行程在每次推动时是受限的，从而限制推注传送体积。
图1C显示了流体传送装置的流体传送***190在任何基础传送之前的横截面图。在这种配置下，柱塞120已经被压下若干个推注阶梯，使得基础引擎元件150和活塞110已经朝远端移动，迫使若干推注剂量的药物105从储槽100通过针140送入到患者身体中。
图1D显示了在某一时间周期之后的流体传送装置的流体传送***190，其中基础引擎元件150发生了部分膨胀。在这种配置下，因为柱塞120防止基础引擎元件150在近端方向上膨胀，所以基础引擎元件150的膨胀已经在远端方向上压迫活塞110。
图1E显示了在已经传送了基础传送和额外的推注传送之后的流体传送装置的流体传送***190的横截面图。在这种配置下，柱塞120已经被压下若干个额外阶梯，使得基础引擎元件150和活塞110已经移动，迫使更多推注剂量的药物105从储槽100通过针140送入到患者身体中。
参照图2A-2C，其显示了流体传送***290的第二典型实施例。除了基础引擎元件250形成了滑动密封件并省略了单独滑动的密封活塞之外，流体传送***290与上面的流体传送***190是相似的。
参照图3A-3B，其显示了流体传送***390的第三典型实施例。流体传送***390与上面的流体传送***190是相似的，除了提供了滑动密封元件315，并且在滑动的密封活塞310和滑动密封元件315之间具有流体通道370之外。在一个实施例中，在远端方向移动柱塞320和基础引擎元件350会迫使液压流体365通过通道370流出液压储槽360，从而移动滑动的密封活塞310。
在一个实施例中，在滑动的密封活塞310和滑动密封元件315(例如第二活塞或基础引擎元件350上的滑动密封件)之间用于液压流体的通道370不是笔直的。例如，通道370可为U形的，使得基础引擎大体平行于储槽300，从而减少装置的长度并容许更紧凑的***。在一个实施例中，用于液压流体370的通道370没有恒定的形状或横截面积，从而使流体通道的成型和制造变得更为简单。
参照图4A-4C，其显示了流体传送***490的第四典型实施例。流体传送***490与上面的流体传送***190是相似的，除了基础引擎470配置成在储槽400中滑动，同时在基础引擎470和储槽400之间创造密封之外。在一个实施例中，储槽400经过配置，使得活塞410与药物405相接触，并且与基础引擎470可在其中滑动的储槽并非相同的部件、尺寸或形状，但这些储槽彼此流通地连接在一起。
用于使滑动的密封活塞410移动的在空间476中的液压流体的运动可以两种方式来产生。对于基础传送，液压流体储槽474中的液压流体从基础引擎470移动到靠近第一活塞410的空间476中，从而在远端方向上压迫第一活塞410。基础引擎包括液压流体储槽474，其在储存的能源478例如压缩的弹性元件的作用力下被第二滑动的密封活塞475所密封。液压流体储槽474包括特别定制大小的节流开口472，其配置成将加压的液压流体以基础速率释放到基础引擎470和第一活塞410之间的空间476中。孔472的尺寸、来自能源478的压力、液压流体的粘性和滑动活塞475的摩擦可确定流出基础引擎470的流速和因而基础药物传送速率。在一个实施例中，储存的能源478包括一个或多个弹簧。在备选实施例中，压缩的弹性元件478包括压缩气体和/或可燃材料。
对于推注传送，整个基础引擎470可相对于药物储槽400移动，从在远端方向上迫使液压流体进入空间476中。在一个实施例中，用于液压流体穿过空间476的通道不是笔直的，从而容许更紧凑的装置配置。在一个实施例中，用于液压流体穿过空间476的通道没有恒定的形状或横截面积，从而容许更容易的成型和组装。
本领域中的技术人员应该懂得，在不脱离本发明的广泛概念的条件下可对上面所示和所述的典型实施例做出变化。因此，应该懂得本发明并不局限于所示和所述的典型实施例，而是其意图涵盖权利要求所限定的本发明的精神和范围内的修改。例如，典型实施例的具体特征可为或不为本发明所申明的部分，并且所公开的实施例的各种特征可组合起来。除非这里特别陈述，否则词语“一”、“一个”和“这个”并不局限于一个元件，而应理解为“至少一个”的涵义。
此外，就本发明方法不依赖于这里陈述的具体步骤顺序而言，具体的步骤顺序不应理解为对权利要求的限制。任何致力于本发明方法的权利要求不应局限于其按书写顺序执行步骤，并且本领域中的技术人员应很容易理解这些步骤可发生变化，并且仍保持在本发明的精神和范围内。

Claims (16)

1. 一种流体传送装置包括：
用于容纳药物的流体储槽，所述流体储槽在一个末端附近被滑动的密封活塞所密封；
传送路径，其配置成将所述流体储槽和穿戴所述流体传送装置的患者流通地联接起来；
基础引擎机构，其配置成直接或间接地使所述滑动的密封活塞在所述流体储槽中以受控的基础速率移动；和
推注机构，其配置成使所述基础引擎相对于所述流体储槽移动，并且直接或间接地使所述滑动的密封活塞在所述流体储槽中一次移动离散的推注量。
2. 根据权利要求1所述的流体传送装置，其特征在于，所述基础引擎容纳在所述推注机构中。
3. 根据权利要求2所述的流体传送装置，其特征在于，所述基础引擎包括储槽，其容纳来自储存的能源的处于压力下的液压流体，所述储槽包括孔，其配置成以某一速率释放液压流体，所述速率由所述储存的能源的作用力、所述液压流体的粘性和所述孔的几何形状来确定。
4. 根据权利要求3所述的流体传送装置，其特征在于，所述储槽所释放的液压流体挤压在所述滑动的密封活塞上。
5. 根据权利要求3所述的流体传送装置，其特征在于，所述储存的能源包括一个或多个弹簧。
6. 根据权利要求3所述的流体传送装置，其特征在于，所述储存的能源包括压缩气体或产生压缩气体的可燃材料。
7. 根据权利要求1所述的流体传送装置，其特征在于，所述基础引擎机构是电化学装置，其在充电或放电的同时在至少一个维度上膨胀。
8. 根据权利要求7所述的流体传送装置，其特征在于，所述电化学装置连接在控制充电或放电速率的电路上。
9. 根据权利要求7所述的流体传送装置，其特征在于，所述电化学装置连接在用于用户接口和装置功能的电路上，其中所述电路通过所述电化学装置的放电而获得功率。
10. 根据权利要求1所述的流体传送装置，其特征在于，所述推注机构在所述流体储槽中滑动。
11. 根据权利要求1所述的流体传送装置，其特征在于，在所述基础引擎机构和所述滑动的密封活塞之间存在液压流体。
12. 根据权利要求1所述的流体传送装置，其特征在于，所述滑动的密封活塞与所述基础引擎机构及所述药物相接触。
13. 根据权利要求1所述的流体传送装置，其特征在于，所述基础引擎机构包括所述滑动的密封活塞。
14. 根据权利要求1所述的流体传送装置，其特征在于，所述基础引擎机构包括滑动密封件，所述滑动密封件与液压流体相接触，所述液压流体与所述滑动的密封活塞相接触。
15. 根据权利要求1所述的流体传送装置，其特征在于，所述流体储槽容纳在具有粘性垫片的外壳中，所述粘性垫片配置成粘附在患者的皮肤表面上。
16. 根据权利要求1所述的流体传送装置，其特征在于，所述传送路径包括针。
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