顺应性的贴片泵的制作方法
【专利说明】顺应性的贴片泵
[0001 ]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求享有共同待审的、于2014年6月4日提交的、题名为“ConformablePatch Pump”的美国临时专利申请序列N0.62/007，770和于2013年8月5日提交的、题名为“Flexible Thin Infus1n Pump With Self-Regulat1n Reservoir Arrays” 的美国临时专利申请序列N0.61/862，124的优先权，上述两个专利申请的整个公开内容由此通过参考包含于此。
技术领域
[0003]通常，本发明的各实施例涉及用于将药物输送到患者的柔性贴片栗，并且具体地，本发明涉及一种贴片栗，所述贴片栗包括布置在柔性材料中的多个刚性储器，所述多个刚性储器能够准确地输送精确量的药物。
【背景技术】
[0004]许多医疗状况的治疗需要皮下输送药物。作为一个示例，糖尿病的治疗需要皮下输送胰岛素。在某些实例中，皮下输送的药物必须在较长的一段时间以随时间变化的较小剂量连续地输送。重要的是这种输送是准确的，如过度输送或输送不足可以导致严重的健康风险。例如，胰岛素的皮下输送可以要求准确度低达每小时0.5微升。一种广泛使用的用于皮下输送药物的技术是将药物从较大的外部储存容器通过较长的管栗送到输液器的插管，所述输液器附装到患者的皮肤。对该技术的改进是使用贴片栗。贴片栗将药物、栗送机构和输液器包含到附装到患者的皮肤的贴片中，从而排除了对较长的管的需要。然而，现有的贴片栗仍然具有多个缺点，并且与使用注射器和注射器笔相比现有的贴片栗的整体采用率较低。这种栗是刚性和笨重的，并且结果倾向于拆开和/或需要使用侵略性的粘结剂以粘附到皮肤，所述侵略性的粘结剂可以导致刺激。另外，因为现有的栗通常包含有单个储器或至多两个储器(例如，用于胰岛素的储器和可能用于胰高血糖素的储器)，所述储器的输送联合治疗的能力也是有限的，需要患者使用分离的贴片栗以输送多种药物。另外，单个储器或两个储器的使用会难以控制准确量的药物的输送。某些现有技术的栗需要流量计以确定所输送的药物的量，这可以导致不精确的测量。
[0005]因此，存在有对改进的贴片栗的需要。
【发明内容】
[0006]用于借助柔性栗机构操作来可积极地控制皮下输送一种或多种药物的绷带状贴片栗包括嵌入柔性基底中的微通道和阀以及多个刚性药储器，所述多个刚性药储器通过由经历展开、拉伸或其它转变的膜所产生的压力变化来输送设定在运动中的精确体积的液体。驱动膜的转变的机制可以是电解、热气泡、蜡(或其它热敏材料)的热膨胀或导致体积变化的相变/同相膨胀和/或收缩。由本发明实现的薄柔性绷带状形式因子允许用于更舒适的装置，其可以配合人体的曲率并且被隐藏在患者的衣服下面以保护隐私。该装置需要较少的侵略性的粘结剂，不太容易拆开，并且是更舒适的而比现有的装置更不太刺激皮肤，同时不危及其输送或吸收准确性。该栗包括在一个装置中同时地和/或顺序地输送多种药物的潜能。本发明的实施例使用多个微小的刚性储器的阵列，而不是使用单个较大的储器，这允许用于准确和安全输送精确量的一种或多种药物。借助嵌入柔性基底中的储器，即使每个储器都是刚性的，储器之间的柔性空间也能够使所述装置维持高度柔性的总形状因子。
[0007]通常，在一个方面中，本发明的实施例的特征在于一种用于将药物输送到患者的贴片栗。贴片栗包括柔性分层结构，所述柔性分层结构包括:储器层，所述储器层包括适于容纳药物的刚性储器，所述刚性储器布置在柔性材料中；柔性微流体层，所述柔性微流体层包括用于密封刚性储器的元件、连接刚性储器的微流体通道的网络和连接到网络的至少一个出口阀；和在微流体层下方的柔性-刚性电子电路层，其包括可单独寻址的致动器。
[0008]在各实施例中，刚性储器可以布置在阵列中。在某些实施例中，每个刚性储器的内表面的至少一部分形成至少一个通道。栗可以包括至少三个刚性储器。刚性储器可以包括玻璃、聚合物和聚丙烯中的至少一个，并且柔性材料可以包括合成橡胶、蛋白水凝胶、聚氨酯和聚乙烯中的至少一个。每个刚性储器都可以适于容纳在从约10纳升至约10000微升的范围内并且在某些实例中在从约6微升至约135微升的范围内的体积的药物。密封材料可以是柔顺膜，其可以包括弹性材料和折叠材料中的至少一个，并且在某些情况下可以包括聚乙烯。在某些实施例中，柔性微流体层具有层状结构，所述层状结构包括上层，所述上层粘附到中间层，所述中间层粘附到下层，所述层状结构可以形成与刚性储器相对应的入口和出口阀对。每个阀都可以是单向阀。入口和出口阀对可以由相对应的孔口和弹性阻隔部分形成。在某些实施例中，中间层可以不粘附在每个阀处，允许加压的流体流过每个阀。在一些实施例中，微流体通道的网络包括内部管材，所述内部管材由柔性包装物封装。内部管材和柔性包装物可以包括不同的材料，例如，内部管材可以包括聚乙烯，并且柔性包装物可以包括聚氨酯。在某些实施例中，每个致动器都适于容纳电解材料、体积变化材料和形状变化材料中的至少一个。致动器可以基于以下技术中的一个或多个来操作:液体的电解，水凝胶的电解，压电技术，热力气动技术，静电技术，气动技术，线性活塞驱动机制，旋转驱动机制，形状变化机制，相变技术，电润湿/热毛细技术，电流体动力学技术，电渗技术，磁流体动力学技术，电化学技术和选择性渗透膜技术。柔性-刚性电子电路层可以由可拉伸的电子器件和/或柔性-刚性电路制成并且可以适于容许填充每个致动器。在某些实施例中，可单独寻址的致动器可以包括可单独寻址的电极对，所述电极对可以由不锈钢、铁、镍、钴、Fe-Ni合金、氧化铟锡、金、铂、包括低表面能材料的涂膜、氟和合金以及它们的组合制成。在某些实例中，可单独寻址的电极对可以包括工作周边电极，所述工作周边电极包围反电极。在某些实例中，可单独寻址的电极对可以适于接触电解液(例如，水离子溶液)。在某些实施例中，栗可以具有多达约5毫米的厚度。栗还可以包括与储器层流体连通的至少一个入口和/或出口。栗还可以包括连接到柔性电子电路层的控制器，其中控制器适于选择性地对致动器通电。栗还可以包括用于对控制器和/或致动器供电的电源。
[0009]通常，在另一方面中，本发明的实施例的特征在于一种使用柔性贴片栗的方法。该方法可以包括以下步骤:提供柔性贴片栗，所述柔性贴片栗包括布置在柔性材料中的刚性储器和相对应的致动器;将柔性贴片栗粘附到患者的皮肤表面；以及将柔性贴片栗控制成选择性地对致动器中的至少一个通电以将布置在相对应的刚性储器中的药物输送到患者。
[0010]在各实施例中，该方法还可以包括以下步骤:用药物填充刚性储器。该方法还可以包括以下步骤:皮下插入将柔性贴片栗与患者流体连接的插管。该方法还可以包括以下步骤:从皮肤表面去除柔性贴片栗。
[0011]通常，在又一方面中，本发明的实施例的特征在于一种制造柔性贴片栗的方法。该方法可以包括以下步骤:提供储器层，所述储器层包括适于容纳药物的多个刚性储器，所述多个刚性储器布置在柔性材料中；将柔性微流体层粘附到储器层，所述柔性微流体层包括用于密封刚性储器的元件、连接刚性储器的微流体通道的网络和在网络中的至少一个出口阀；以及将柔性-刚性电子电路层粘附在柔性微流体层的下方，所述柔性-刚性电子电路层包括可单独寻址的致动器。
[0012]在各实施例中，该方法还可以包括以下步骤:将压敏粘结层和水凝胶层中的至少一个粘附在柔性-刚性电子电路层的下方;用药物填充刚性储器;和/或将电解材料、体积变化材料和形状变化材料中的至少一个布置在致动器中。该方法还可以包括以下步骤:对柔性贴片栗的至少一部分消毒;将控制器连接到柔性-刚性电子电路层;将电源连接到柔性贴片栗;将输液器连接到柔性贴片栗的出口；和/或验证柔性贴片栗的操作。在某些实施例中，微流体通道的网络包括多种材料，所述多种材料在某些情况下可以包括聚乙烯通道，所述聚乙烯通道通过超音速或超声波焊接而被封装在另一种材料中来形成。
【附图说明】
[0013]在附图中，贯穿不同的视图，相同的附图标记通常指的是相同的部件。而且，附图不必按比例绘制，反而重点通常放在示出本发明的原理。在以下说明中，本发明的各实施例参照以下附图来说明。
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