药物输送装置
1.本技术是国际申请号为pct/ep2018/052179、中国申请号为 201880009059.3、申请日为2018年01月29日、名称为“药物输送装置
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的中国专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及用于透皮输送药物的药物输送装置。特别地，药物输送 装置可以是用于药物输送的贴片泵的形式，该贴片泵结合了泵系统和透 皮输送系统。
背景技术：
3.在诸如糖尿病、生长激素缺乏、疼痛治疗和化学疗法后的治疗等许 多病症的控制或治疗中，需要定期透皮施用多剂量的药物。例如，糖尿 病患者可能需要每天数次注射胰岛素。糖尿病患者所需的胰岛素剂量方 案取决于许多因素，包括例如糖尿病的类型、所施用的胰岛素的类型、 病症的实际严重程度、患者的生活方式、以及患者的日常和饮食。因此， 糖尿病患者经常需要在医院或医疗中心以外的地方一天数次自己施用多 剂量的胰岛素。
4.已经开发了许多药物输送装置以便于自己施用药物。这些装置通常 是贴片泵的形式，其结合了包含待施用药物的药筒，用于从药筒泵送预 定体积药物的微型泵和包括用于透皮插入套管从而将药物输送给患者的 针致动机构的透皮输送系统。
5.用于透皮插入套管的针致动机构的示例在wo2008/024810和 us7846132中给出。这些机构具有单独的偏压元件，以实现针插入运动 和针缩回运动，这可能对这些机构的可靠性产生不利影响。此外，使用 根据wo2008/024810的构造成被刺穿以使药物输送装置的贮存器与套 管流体连通的隔膜，增加了污染的风险以及确保无菌条件的难度。
6.在ep2992916中给出了开发成易于结合到贴片泵中的微型泵的一个 示例。该泵适于连续输送诸如用于治疗糖尿病的胰岛素的液体药物并且 包括活塞，该活塞设置有与马达的小齿轮啮合的齿条，并且安装成在浮 动活塞内部来回移动，浮动活塞通过与泵壳体的内表面摩擦接合而保持 固定。浮动活塞包括通道，该通道构造成当由马达产生的扭矩克服浮动 活塞的摩擦接合时使活塞腔室与泵壳体的入口和出口流体连通。该系统 的缺点包括泵送体积和泵尺寸之间的非最佳比率。而且，泵送体积是不 变的并且由固定的活塞行程限定，然而对于某些应用，期望的是能够改 变泵送体积。
技术实现要素：
7.根据第一方面，本发明的目的是提供一种药物输送装置，其具有对 患者可靠、安全和舒适的透皮输送系统。
8.有利的是提供一种透皮输送系统，其构造成与细规格的针和套管一 起工作。
9.有利的是提供一种透皮输送系统，其在贮存器和套管之间提供安全 的流体连接。
10.有利的是提供一种透皮输送系统，其制造成本低廉。
11.有利的是提供一种透皮输送系统，其易于操作和使用。
12.有利的是提供一种透皮输送系统，其能够兼容标准粘度药物和高粘 度药物这两种药物的注射。
13.根据另一方面，本发明的目的是提供一种可靠、通用和紧凑的用于 医疗应用的泵系统。
14.有利的是提供一种泵系统，其制造成本低廉。
15.有利的是提供一种泵系统，其是精确的，尤其对于泵送小体积来说。
16.有利的是提供一种泵系统，其能耗低。
17.有利的是提供一种泵系统，其可用于不同医疗应用。
18.有利的是能够泵送具有不同特性(尤其是具有不同粘度)和不同体 积的液体。
19.根据第三方面，本发明的目的是提供一种药物重组装置，其是可靠 的，特别地，其能够以紧凑的结构较好地重组药物。
20.有利的是提供药物重组装置，其是通用的，特别地，其可以用于不 同的医疗应用或者能够重组具有不同特性(尤其是具有不同粘度)和不 同体积的液体的药物重组装置。
21.有利的是提供一种药物重组装置，其制造成本低廉。
22.有利的是提供一种药物重组装置，其易于操作和使用。
23.有利的是提供一种药物重组装置，其功效高。
24.本发明的目的通过根据权利要求1的药物输送装置的透皮输送系统 实现。
25.根据本发明的第一方面，本文公开了一种药物输送装置，其包括透 皮输送系统，所述透皮输送系统具有构造成用于透皮插入套管的针致动 机构和用于引导针和套管的轴向位移的针引导元件。针致动机构包括凸 轮构件，该凸轮构件具有凸轮壳体和容纳在凸轮壳体内部的弹簧，以便 向凸轮构件施加相对于针引导元件的旋转运动。引导元件对固定到针保 持器的针和固定到套管保持器的套管进行引导。针保持器和套管保持器 各自包括接合部分，其中针保持器的接合部分构造成与第一和第二凸轮 表面接合，并且套管保持器的接合部分构造成与锁定表面接合。第一和 第二凸轮表面沿第一部分并且随后沿第二部分围绕凸轮壳体的外表面的 圆周布置(第一部分具有构造成用于针插入运动的第一梯度并且第二部 分具有构造成用于针缩回运动的第二梯度)，使得当凸轮构件旋转通过第 一预定角度时，针和套管从缩回位置移动到伸出位置，并且使得当所述 凸轮构件进一步旋转通过第二预定角度时，针回到缩回位置，其中，在 旋转通过所述第二预定角度期间，套管保持器的接合部分抵靠锁定表面 以将套管保持在伸出位置。
26.在一个实施例中，第一和第二凸轮表面可有利地对应于针保持器引 导件的每一侧，该针保持器引导件沿构造成用于针插入运动的第一梯度 部分并且随后沿构造成用于针缩回运动的第二梯度部分围绕凸轮构件的 圆周设置。
27.针保持器引导件可以例如是突出部分或凹槽。
28.在一个实施例中，凸轮构件可以有利地包括凸轮壳体，该凸轮壳体 包含弹簧元件，该弹簧元件构造成向凸轮构件施加角运动，以便提供自 驱动凸轮构件。
29.在一个实施例中，在使用之前的位置，凸轮构件可以与凸轮接合元 件接合，以防止凸轮构件的旋转。
30.输送系统可以有利地进一步包括针插入释放机构，该针插入释放机 构构造成使凸轮接合元件脱离，以使得能够由弹簧元件造成凸轮构件旋 转。
31.在一个实施例中，针引导元件包括针壳体，用于使针保持器和套管 保持器在针壳体内部滑动。针壳体的横向横截面的形状可以对应于针保 持器和套管保持器的横向横截面的形状。
32.在一个实施例中，针保持器可以有利地安装在套管保持器的顶部上 并与针引导元件配合，以确保在凸轮构件旋转时针和套管的轴向位移， 其中套管保持器包括用于接收针的通孔。
33.在一个实施例中，套管保持器可包括用于接收入口管的入口孔，以 及从入口孔延伸到通孔的入口通道。针可以有利地适于在入口通道和套 管之间执行密封功能，以避免在使用输送系统之前的任何泄漏。
34.在一个实施例中，套管保持器的入口孔可有利地构造成一旦在透皮 输送系统的针致动机构致动之后针移回缩回位置中，则该入口孔与套管 流体连通。
35.根据本发明的第二方面，本文还公开了一种药物输送装置，其包括 透皮输送系统，该透皮输送系统包括构造成用于透皮插入针的针致动机 构，以及用于针的轴向位移的针引导元件。针致动机构包括凸轮构件， 该凸轮构件可相对于针引导元件围绕远离针轴线的轴线旋转。凸轮构件 包括凸轮壳体，该凸轮壳体包含偏压元件，该偏压元件构造成向凸轮构 件施加角运动。引导元件包括连接到针保持器的针。针保持器包括接合 部分，该接合部分构造成与针保持器引导件的第一和第二凸轮表面接合(针保持器引导件的第一和第二凸轮表面沿具有负梯度的第一部分并且 然后沿具有正梯度的第二部分围绕凸轮壳体的圆周设置)，使得当凸轮构 件旋转通过预定的旋转角度时，针在缩回位置和伸出位置之间移动，并 且当凸轮构件进一步旋转时，针回到缩回位置。
36.在一个有利的实施例中，当针已到达伸出位置时，通过锁定元件停 止凸轮壳体的旋转。在完成药物注射后，针插入释放机构使锁定元件与 凸轮壳体脱离，以使凸轮壳体能够进一步旋转，以使针安全地移动到缩 回位置中，从而避免针伤。
37.本发明的目的通过根据权利要求10的药物输送装置的泵系统实现。
38.根据本发明的第三方面，本文公开了一种用于药物输送装置的泵系 统，其包括泵驱动器和泵。该泵包括泵壳体，该泵壳体具有入口端口和 出口端口，并形成包含泵活塞和阀活塞的泵室。该泵包括阀通道，该阀 通道构造成根据阀活塞的位置将泵壳体的入口端口和出口端口中的至少 一个与泵室选择性地连接和断开。泵活塞和阀活塞可沿泵室内的公共轴 线(a)线性滑动，并且其中阀活塞和泵活塞独立地致动。
39.在一个有利的实施例中，泵驱动器包括联接到阀活塞的阀马达和联 接到泵活塞的活塞马达，阀马达和活塞马达可独立控制。
40.在一个实施例中，泵驱动器包括将阀马达联接到阀活塞的第一传动 联接装置，以及将泵马达联接到泵活塞的第二传动联接装置。
41.在一个有利的实施例中，第一和第二传动装置中的每一个包括固定 到相应活塞的齿条，以及在相应的马达和齿条之间的减速齿轮组件。
42.泵驱动器可以构造成线性地致动阀活塞而没有任何角运动。
43.在一个实施例中，阀活塞可以是密封地装配在泵壳体内部的单体件。 阀通道可构造成从泵壳体的内表面通过阀活塞延伸到泵的泵室中。
44.在一个有利的实施例中，泵系统的阀活塞包括包覆成型部件，该包 覆成型部件包
括阀通道部分，该阀通道部分构造成接合泵壳体的内表面， 以便与所述阀通道的内表面一起形成。
45.在一个有利的实施例中，包覆成型部件构造成选择性地从泵室将入 口端口和出口端口密封。
46.根据本发明的第四方面，本文还公开了一种药物重组装置，其包括 根据第三方面的如上所述的泵系统，其中泵壳体包括附加端口，该附加 端口和入口端口对应于第一和第二药物重组端口。药物重组装置构造成 用于联接包含第一组分的第一组分容器和包含第二组分的第二组分容 器，其中泵壳体的出口端口构造成输送包含第一组分和第二组分的重组 药物。
47.在一个有利的实施例中，药物重组装置还包括对接接口，该对接接 口包括第一和第二容器对接接口，该第一和第二容器对接接口构造成分 别使第一和第二组分容器与泵壳体的第一和第二药物重组端口流体地互 连。
48.在一个有利的实施例中，阀活塞的包覆成型部分构造成选择性地从 泵室使第一和第二药物重组端口以及出口端口密封。
49.在一个有利的实施例中，药物重组装置的泵的阀活塞可以与包覆成 型的密封部件形成为单体件，使得阀活塞密封地装配在泵壳体内部。
50.在一个有利的实施例中，药物重组装置的泵的阀活塞的阀通道可以 构造成从泵壳体的内表面通过阀活塞延伸到泵室中。
51.根据本发明的第五方面，本文还公开了一种使用泵系统重组药物的 方法，所述泵系统包括泵驱动器和泵，所述泵具有泵壳体，所述泵壳体 包括第一和第二药物重组端口和出口端口。泵壳体形成包含泵活塞和阀 活塞的泵室，其中泵包括阀通道，阀通道构造成根据阀活塞的位置将第 一和第二重组端口中的至少一个与泵室选择性地连接和断开，并且其中， 泵活塞和阀活塞可沿泵室内的泵轴线(a)线性滑动，并且其中，阀活塞 和泵活塞独立地致动。
52.该方法可包括以下步骤：i.)将阀活塞设置在第一轴向位置，在所述 第一轴向位置中，泵壳体的药物重组端口流体连通；ii.)将包含在第一 容器中的第一组分通过泵的阀通道推入含有物质的第二组分的第二容器 中，以便在药物重组阶段期间在第二容器内部重组药物；iii.)在泵室填 充阶段期间沿泵轴线驱动泵活塞远离阀活塞以将重组的药物从第二容器 吸入泵室；iv.)在泵室填充阶段完成后，将阀活塞驱动到第二轴向位置 中，在所述第二轴向位置，阀通道与出口端口对准，同时药物重组端口 由阀活塞关闭；以及v.)沿泵轴线朝向活塞阀驱动泵活塞，以在药物施 用阶段通过阀通道和出口端口将重组的药物从泵通道排出。
53.在一个实施例中，在药物重组阶段期间，包含在第一容器中的稀释 剂或溶剂被连续地推动通过第一药物重组端口、阀通道、泵室和第二药 物重组端口而进入第二容器。
54.在一个实施例中，在药物重组阶段期间，包含在第一容器中的稀释 剂或溶剂被连续地推动通过第二药物重组端口、泵室、阀通道和第一药 物重组端口而进入第二容器。
55.在一个有利的实施例中，在步骤i.)之前，阀活塞可以设置在安全 位置，在所述安全位置中，药物重组端口和泵壳体的出口端口由阀活塞 关闭。
56.在一个实施例中，可以对第一容器加压，从而在药物重组阶段期间 在不需要驱动
泵系统的情况下将溶剂从第一容器推入第二容器中。
57.在一个实施例中，第一容器是注射器的形式。当在药物重组阶段推 动注射器的柱塞以清空注射器时，可以将溶剂从注射器推到第二容器。
58.根据本发明的第六方面，本文还公开了一种贴片泵，其包括根据本 发明的第一方面的药物输送装置、根据本发明的第三方面的泵系统或根 据本发明的第四方面的药物重组装置、药筒、电源和控制系统。
59.本文的各种特征可以与以上方面中的一个或多个组合，以提供除具 体示出和描述的组合之外的组合。从权利要求、具体实施方式和附图中， 本发明的其他目的和有利特征将变得显而易见。
附图说明
60.为了更好地理解本发明，并且为了示出如何实现本发明的实施例， 现在将通过示例的方式参照附图，其中：
61.图1是根据本发明的示例性实施例的呈贴片泵形式的药物输送装置 的透视图；
62.图2是图1的贴片泵的一部分的透视图(没有盖子)，其尤示出了贴 片泵的泵系统、药筒和电源；
63.图3是图1的贴片泵的一部分的另一个透视图(没有盖子)；
64.图4a是图2的贴片泵的一部分的透视图，该贴片泵具有根据本发明 的实施例的包括透皮输送系统和泵的泵系统(示出了剖视图)；
65.图4b是泵系统的图4a的泵的放大图；
66.图5a至5e是根据本发明的实施例的泵系统的一部分的透视剖视图， 其中，图5a至5e示出了根据本发明的实施例的泵送顺序的不同步骤；
67.图6a和图6b至6n是根据本发明的另一实施例的用于重组药物的泵 系统的一部分的透视剖视图、相应的平面剖视图，其中，图6b至6n示 出了根据本发明的实施例的用于药物重组的泵送顺序的不同步骤；
68.图7a至7g是泵系统的一部分的剖视图，其示出了根据本发明的另 一实施例的用于药物重组的泵送顺序的不同步骤；
69.图8是根据本发明的另一实施例的阀活塞的透视图；
70.图9a至9e是包括图8的阀活塞的泵系统的透视局部剖视图，其示 出了处于不同轴向位置的阀活塞。
71.图10a至10c是根据本发明的实施例的药物输送装置的透皮输送系 统的透视图和局部剖视图。
72.图10d是图10c的透皮输送系统的剖视图；
73.图11a和11b分别是根据本发明的实施例的在使用之前和使用期间 的针引导元件的剖视图；
74.图12a至12e是根据本发明的实施例的图10a至10c的透皮输送系 统的剖视图，其示出了用于透皮插入套管的不同顺序；并且
75.图13a和13b分别是在针插入释放机构致动之前和之后的泵和透皮 输送系统的透视图。
具体实施方式
76.参照附图，特别是图1-3，根据本发明的实施例的呈贴片泵2形式的 药物输送装置包括贴片泵壳体，该贴片泵壳体包括具有盖部3和限定皮 肤结合表面5b的基部5、包含待施用药物的药筒4、电源(例如呈电池 6的形式)、包括泵14和通过传动装置52，54联接到泵的泵驱动器16 的泵系统、透皮输送系统10和控制系统12(图3)，该控制系统12特别 构造成操作泵系统的泵驱动器16并释放透皮输送系统，用于随后将描述 的套管的透皮插入。盖部3包括激活按钮3c和状态显示器3d。基部5 的皮肤结合表面5b可以设置有本领域自身已知的粘合剂层，用于将贴片 泵结合到患者的皮肤。
77.如图4a至5e中最佳所示，泵14包括设置有入口端口和出口端口32， 34的泵壳体22、泵室24、往复泵活塞26和阀活塞28，该阀活塞28构 造成在没有围绕阀轴线的任何角运动的情况下沿轴向方向a被驱动。阀 活塞28密封且可滑动地安装在泵壳体22内部并包括阀通道44，该阀通 道44构造成将入口端口32与泵室24连接，以便在泵活塞26的泵室填 充行程期间将流体从入口端口32抽吸通过阀通道44而进入泵室24，并 且将出口端口34与泵室24连接，以便在泵活塞26的泵室排空行程期间 通过出口端口34将流体从泵室24排出。特别如图5a和5b所示，阀活 塞28的阀通道44包括第一部分44a和第二部分44b，该第一部分44a 从阀活塞的邻近泵壳体22的内表面23的侧向引导表面25延伸，该第二 部分44b延伸到阀活塞的面向泵室24的腔室侧面27。阀活塞28的侧向 引导表面25和腔室侧表面27之间的阀通道可以构造为各种形状、尺寸 和位置。
78.在所示实施例中，入口端口32通过第一液体导管(例如以管33的 形式)流体连接到药筒4，而出口端口34通过第二液体导管(例如，以 管35的形式(图4a和4b)，这将在下文中更详细地讨论)连接到透皮 输送系统10。然而，可以理解的是，泵14可以用于其中入口端口和出口 端口32，34不一定如所示的那样与药筒和透皮输送系统流体连通的其他 医疗应用中。各种构造的流体源可以连接到入口端口，并且各种构造的 流体输送系统可以连接到出口端口，同时受益于根据本发明的实施例的 泵系统的优点。
79.阀活塞28包括与泵壳体22的内表面23接合的密封件46。阀活塞 28和泵活塞26可通过各种模制和其他制造技术制造。例如，密封件可以 与活塞分开形成(例如o形环)并组装到活塞上，或者形成活塞的一体 部分，例如通过两部件注塑成型制造。
80.泵活塞26和阀活塞28通过相应的第一和第二传动装置52，54联接 到泵驱动器16。在所示的示例性实施例中，传动装置包括分别固定到泵 活塞26和阀活塞28的第一和第二齿条40、48，该第一和第二齿条40、 48与联接到泵驱动器16的减速齿轮链的小齿轮50、42接合。
81.有利地，如图2中最佳所示，泵驱动器16包括通过第一传动装置52 联接到阀活塞的阀马达31，以及通过第二传动装置54联接到泵活塞26 的活塞马达30。活塞马达和阀马达30，31构造成彼此独立地驱动泵活塞 和阀活塞。每个马达具有两相并且包括第一线圈30a，31a和第二线圈 30b，31b。根据该驱动构造，可以有利地调节待泵送的体积，以根据可 变剂量设置输送准确体积的药物。这对于例如准确地完成药物的单次施 用可能是特别有利的。
82.泵驱动器16可以由控制系统12操作，以便使阀活塞28相对于泵活 塞26轴向移动，以便改变泵活塞的行程长度，从而根据要求调节泵室的 容积。
83.尽管已经描述了用于马达和活塞之间的传动的减速齿轮和齿条，但 是应当理解，
根据本发明的其他实施例，可以使用其他形式的传动装置 来将驱动马达联接到活塞，该传动装置包括蜗轮、皮带驱动传动装置和 线性致动器，它们自身就是已知的驱动和传动系统。
84.特别地参照图5a至5e，示出了根据本发明的实施例的泵送循环。在 泵室填充步骤开始时，如图5a中最佳所示，阀活塞28与泵活塞26相邻， 泵室24基本上为零容积。阀通道44与泵壳体22的入口端口32对准， 而出口端口34由位于阀活塞28周围的密封件46b、46c密封。可以注意 到，在一个变型中，密封件也可以成形为在不环绕阀活塞的情况下围绕 出口端口34。
85.在泵室填充步骤中，如图5b中最佳所示，泵活塞26被驱动远离阀 活塞28，该阀活塞28保持固定在泵壳体22内部。因此，流体从入口端 口32抽吸通过阀通道44而进入泵室24。
86.如图5c所示，在完成活塞腔室填充行程后，泵活塞26和阀活塞28 在相同的轴向方向上被驱动相同的距离，以打开出口端口34并关闭入口 端口32。通过使阀活塞28移动远离出口端口34以使得出口端口与泵室 流体连通、并使阀通道44移动以与入口端口32不对准来实现这一点。 阀活塞和泵室壳体内表面23之间的密封件46c防止泵室中的液体与入口 通道连通。
87.然后，如图5d和5e所示，在药物施用阶段期间，泵活塞26朝向阀 活塞28移动，以通过出口端口34将流体从泵室24排出。
88.当需要新的或随后的泵循环时，泵室排空阶段结束之后，阀活塞28 和泵活塞被驱动回到填充开始位置，如图5a所示。
89.因为泵活塞和阀活塞在从泵室排出液体之前沿相同方向移动，然后 当从排出步骤结束移动到新填充步骤开始时也在相同的相反方向上移 动，在泵室填充之前和泵室排空之前，在相应的活塞和马达之间的传动 装置中的任何游隙(公差)被占据，从而减少由于在驱动泵活塞和阀活 塞时可能发生的反向间隙引起的泵送体积的改变。而且，可以通过改变 泵活塞26的行程来改变要泵送的液体的体积。因此，泵具有以紧凑和简 单的构造输送精确的可调节体积的药物的优点。而且，根据本发明的泵 构造非常适合于需要低能耗的应用。此外，阀活塞28可以在多个轴向安 全位置(具体参见图6e、6l和7d)进行调节，以防止在阀活塞28轴向 位移期间泵室24与泵壳体22的任何端口32、34之间的任何流体连通。 阀活塞28进一步构造成根据阀活塞的轴向位置使得泵室24与泵的仅一 个端口之间进行流体连通。
90.该泵的驱动构造也非常适合于如图6a至6n所示的根据本发明的另 一实施例的药物重组装置。泵14的结构类似于刚刚描述的泵。然而，泵 壳体22的入口端口由两个药物重组端口代替。更具体地，药物重组装置 可以包括如图6a中特别示出的泵，该泵包括设置有两个药物重组端口 32、36和出口端口34的泵壳体22，以及构造成用于联接第一和第二组 分容器的对接接口(未示出)，该第一和第二组分容器分别含有溶剂或稀 释剂以及活性物质，所述活性物质可以优选为冻干物质的形式。对接接 口可包括第一和第二容器对接接口，该第一和第二容器对接接口构造成 分别通过第一和第二通道以流体方式将第一和第二组分容器分别与泵14 的第一和第二药物重组端口32、36互连，用来溶解冻干物质，从而在第 二组分容器内部重组合适形式的药物，该药物被泵入泵室24并通过出口 端口34排
出，以便向患者施用。
91.在有利的实施例中，药物重组装置可以使用通过液体导管(例如用 于向患者施用重组的药物的管的形式)连接到透皮输送系统10的泵的出 口端口34来替换贴片泵2中的药筒4。然而，药物重组装置不必一体地 形成到贴片泵中，并且可以例如结合到根据本发明实施例的任何类型的 流体输送装置中。重组药物还可以通过连接到泵的出口端口34的输注管 向患者施用，同时受益于根据本发明的实施例的泵系统的优点。
92.现在，特别地参照图6b至6n，示出了根据本发明的实施例的药物 重组装置的泵的泵送循环。在泵室填充步骤开始时，如图6b所示，阀活 塞28与泵活塞26相邻，泵室24的体积基本为零。阀通道44与泵的第 一药物重组端口32对准，而第二药物重组端口36和出口端口34通过位 于阀活塞28的定制密封件密封。
93.在泵室填充步骤中，如图6c中最佳所示，泵活塞26被驱动远离阀 活塞28，而阀活塞28保持固定在泵壳体22内部。因此，溶剂或稀释剂 连续地通过对接接口的第一通道、第一药物重组端口32、和阀通道44 从第一容器抽出而进入泵室24。
94.在完成活塞腔室填充行程(图6d)后，泵活塞26和阀活塞28在相 同的轴向方向上被驱动相同的距离，如图6e所示，以使阀通道44与第 二药物重组端口36(图f)对准，从而使第二容器与泵室24流体连通， 并通过位于阀活塞28上的密封件密封第一药物重组端口32和出口端口 34。
95.然后，如图6g所示，在药物重组阶段期间，泵活塞26朝向阀活塞 28移动，以将流体从泵室24排出，通过阀通道44、第二药物重组端口 36、对接接口的第二通道而进入第二容器，从而溶解第二容器内部的冻 干药物。
96.如图6i所示，在完成活塞药物重组行程(图h)后，泵活塞26被驱 动远离阀活塞28，而阀活塞28保持固定在泵壳体22内。因此，在腔室 填充步骤期间，重组药物从第二容器抽出，通过对接接口的第二通道、 第二药物重组端口36、和阀通道44而进入泵室24。
97.如图6k所示，在完成活塞腔室填充行程(图6j)后，泵活塞26和 阀活塞28在相同的轴向方向上被驱动相同的距离，以打开出口端口34 并关闭第二个药物重组端口36，而第一个重组端口32保持关闭(图6l)。
98.然后，在药物施用阶段期间，如图6m和6n所示，泵活塞26朝向 阀活塞28移动，以通过出口端口34将重组的药物从泵室24排出。
99.在一个有利的实施例中，如图7a至7g所示，泵构造成用于根据泵 送顺序的连续步骤进行自动药物重组。泵壳体22的第一和第二药物重组 端口32、36可以例如分别连接到第一和第二容器(未示出)，该第一和 第二容器分别包含加压溶剂或稀释剂以及活性物质，该活性物质可以是 冻干药物的形式。在药物重组阶段期间，如图7a所示，阀活塞28与泵 活塞26相邻。阀活塞28的阀通道44与泵的第一药物重组端口32对准， 并且第二药物重组端口36与第二容器流体连通，使得加压溶剂或稀释剂 被从第一容器连续地通过第一重组端口32、阀通道44、泵室24、和第二 药物重组端口36推入第二容器中，在第二容器中，稀释剂溶解活性物质， 从而在第二容器内部重组合适形式的药物，以便向患者施用。
100.在泵室填充步骤中，如图7b所示，泵活塞26被驱动远离阀活塞28， 而阀活塞28保持固定在泵壳体22内部。重组的药物从第二容器抽出， 通过第二药物重组端口36进入泵室24。泵室填充步骤优选在第一容器的 全部内容物已经清空之后开始，使得在该步骤的过程
中不再有溶剂被抽 出进入泵室。然而，出于安全原因，可以将防回流阀安装在第一药物重 组端口32上。
101.在完成活塞腔室填充行程(图7c)后，如图7d所示，泵活塞26和 阀活塞28在相同的轴向方向上被驱动相同的距离，以使阀通道44与出 口端口34对准(图7e)并通过位于阀活塞28上的密封件关闭第一和第 二药物重组端口32、36。
102.然后，在药物施用阶段期间，如图7f和7g所示，泵活塞26朝向阀 活塞28移动，以通过阀通道44和出口端口34将重组的药物从泵室24 排出。
103.根据药物重组过程的上述顺序，泵系统构造有利地仅需要泵活塞的 两个行程，从而使得以低功耗进行快速药物重组。
104.在一个变型中，溶剂/稀释剂可以通过刺穿布置在入口端口中的隔膜 并且推动注射器的柱塞进行注射，以将溶剂/稀释剂推入第二容器中，于 是阀系统如上所述进行操作。
105.在如图8所示的有利实施例中，阀活塞28包括在阀活塞芯28a的外 表面的一部分上的包覆成型部件49。包覆成型部件49包括密封凸起，该 密封凸起构造成与泵壳体22的内表面23接合(图9a)，以便形成阀通道 44，该阀通道44构造成选择性地使端口32、34与泵的泵室24连接和断 开，该泵适用于药物重组装置或用于从多个药物容器输送药物。阀通道 44根据阀活塞的轴向位置从泵室24延伸到端口32、34。
106.更特别地，包覆成型部分49包括阀通道部分49a、49b，该阀通道 部分49a、49b由密封凸起围绕，该密封凸起与泵壳体22的内表面23接 合，以形成阀通道44。阀通道部分49a、49b包括阀凹槽49a和阀凹槽 49b，该阀凹槽49b与阀凹槽49a和泵室24流体连通。阀凹槽49a周向 延伸一定的角距离，以便根据阀活塞28的轴向位置与泵的端口32或端 口34流体连通。包覆成型部分49包括由围绕阀通道部分49a、49布置 的密封凸起围绕的附加凹槽49c、49d、49e、49f，该密封凸起根据泵的 泵送顺序有利地选择性地密封至少两个端口，并且当包覆成型部件49在 被平移地致动时，在泵壳体22的内表面23与包覆成型部件49之间具有 最小的摩擦。
107.阀活塞28的包覆成型部分49可以由诸如热塑性弹性体(tpe)或 硅橡胶的软部件制成，以实现端口32、端口34、端口36以及与泵室24 流体连通的阀通道之间的密封功能。因为阀通道和密封件由相同的材料 制成，根据该实施例的阀活塞28有利地减少了与泵送流体接触的部件的 数量，从而减少了在泵内产生颗粒的风险。它还便于通过减少待测材料 的数量来实现与药物相容性的一致性。而且，阀活塞芯28a的尺寸公差 可以增大而不会对泵的密封性能产生不利影响，从而简化了生产过程。
108.如图9a所示，泵室24通过包覆成型部件49而被从端口32和端口 34密封，并且与端口36流体连通。因此，根据泵送顺序和泵构造，流体 可以从端口36直接泵送到泵室24中或通过端口36从泵室24排出。
109.如图9b所示，阀活塞28朝向泵活塞(未示出)的轴向位移使泵处 于安全构造，其中所有端口32、34、36通过围绕(形成)包覆成型部分 49的凹部49d、49f和49c(图8)的相应密封环从泵室24密封。
110.如图9c所示，阀活塞28朝向泵活塞(未示出)的进一步轴向位移 使端口32通过阀通道部分49a、49b与泵室24流体连通，由此其他端口 34、36通过围绕(形成)包覆成型部分49的凹槽49f和49c的密封环从 泵室24密封。因此，根据泵送顺序和泵构造，流体可以从端
口32泵送 通过阀通道(未示出)并进入泵室24，或者通过阀通道和端口32从泵室 24排出。
111.阀活塞28朝向泵活塞(未示出)的进一步轴向位移使泵首先处于其 中所有端口32、34、36通过围绕包覆成型部分49的凹槽49e、49f和49d 的相应的密封环从泵室24密封的安全构造(图9d)，然后处于其中端口 34通过阀通道部分49a、49b与泵室24流体连通的构造(图9e)，由此 端口32、36通过围绕包覆成型部件49的凹槽49e和49d的相应密封环 从泵室24密封。
112.泵的端口32、34、36中的任何一个可以根据泵的构造用作入口端口 或出口端口。还可以提供更多的端口，例如四个、五个、六个或更多个 端口。端口可以被连接到待重组的药物的组分(例如粉末药物和溶剂)， 或者连接到两种或更多种液体药物，或连接到用于重组的药物组分和液 体药物的组合。因此，可以通过从连接到第一药物接收器的第一端口将 液体药物抽入泵室、移动阀活塞以使阀通道44、49a、49b与出口端口 34对准并排出第一药物、然后使用连接到第二入口端口的第二容器中的 第二种药物重复该操作而进行多药物治疗，用于顺序输送药物。其他药 物可以连接到第三或更多端口并以类似方式输送。也可以通过顺序抽入 两种或更多种药物而在泵室中混合两种或更多种药物，在随后将阀活塞 移动到排出口以进行排出阶段之前，阀活塞在泵活塞的进气行程之间从 连接到第一药物的一个端口移动到连接到另一药物的另一端口。
113.将两个或更多个药物容器连接到相应的两个或更多个入口端口还可 以用于在医疗装置中提供增加体积的药物。例如，具有更大体重的患者 可能需要输送装置中的更大体积的药物，这可以通过将多于一个的药物 容器连接到药物输送装置来提供。
114.在一个实施例中，可以修改包覆成型部件49以执行用于图5a至5e 中所示类型的泵的入口端口/出口端口和阀通道之间的密封功能。
115.现在参照图10a至10d，根据本发明的另一实施例的透皮输送系统 10包括针致动机构和用于针和套管轴向位移的针引导元件20。针致动机 构包括可相对于针引导元件20旋转的凸轮构件56。凸轮构件56具有凸 轮壳体58，该凸轮壳体58可以例如是大致圆柱形的并且包括用于凸轮构 件56围绕支承轴67旋转的支承轴接收部分66以及环形隔室68，该环形 隔室68容纳构造成向凸轮部件56施加旋转运动的偏压元件60(优选呈 预加载的扭转弹簧的形式)。支承轴可以固定到贴片泵壳体的基部和/或 盖子。然而，可以实现其他旋转引导构造。例如，凸轮壳体可以包括在 其轴向端部处的一体轴，其在形成在贴片泵的基部和/或盖子中或固定到 贴片泵的基部和/或盖子的支承腔中接合。
116.如图10a中特别示出的，凸轮构件56包括凸轮锁定部分65，该凸轮 锁定部分65可以呈设置在凸轮壳体58的下部上的着陆(land)部分的 形式，以接合凸轮接合元件从而在使用贴片泵2之前防止凸轮部件旋转。 如图13a所示，凸轮接合元件可以是杆47的形式，其一端抵靠凸轮壳体 的着陆部分而杆的另一端连接到阀活塞。如图13b所示，在设置在贴片 泵2的盖部分3上设置的按钮3c启动时，控制系统12操作针插入释放 机构，控制系统12驱动阀马达31，以使阀活塞28移动远离凸轮壳体， 从而使杆47与着陆部分65脱离。然而，可以设想其他凸轮接合构造。 杆47的端部可以例如容纳在形成于凸轮壳体中的孔内部。
117.在一个变型中，针插入释放机构可以被手动地操作。例如，凸轮接 合元件可以从形成在贴片泵壳体上的孔中突出并且可以安装在弹簧上以 在第一轴向位置和第二轴向位置之间平移，在第一轴向位置，凸轮接合 元件阻止凸轮构件的旋转，在第二轴向位置，凸轮
接合元件与凸轮构件 脱离。
118.图12a显示了使用前的透皮输送系统10。针72和套管76处于缩回 位置。引导元件20优选地呈圆柱形壳体70的形式，其包含分别连接到 圆柱形针保持器74的针72和套管76，该圆柱形针保持器74安装在圆柱 形套管保持器78顶部。针保持器74包括接合部分82a、82b，该接合部 分82a、82b优选为垂直于针/套管轴线延伸的凸出部分的形式，以与设 置在针保持器引导件63的每一侧上的第一和第二凸轮表面62a、62b接 合，该针保持器引导件63为突出部分的形式，设置在凸轮构件56的凸 轮壳体58的圆周周围。套管保持器78包括锁定部分84(例如呈横向于 针/套管轴线延伸的凸起形式)，所述锁定部分构造成与互补的锁定部分 接合，所述互补的锁定部分例如为设置在凸轮构件56的下部并且围绕凸 轮壳体58的圆周的一部分设置的锁定肩部64。
119.针引导件63和锁定表面64围绕凸轮构件56的圆柱形壳体58的圆 周布置，使得在凸轮构件56旋转通过预定角度时针72和套管76在缩回 位置和伸出位置之间一起移动，并且使得在凸轮构件56进一步旋转时针 72被带回到缩回位置并且同时套管保持器78的锁定部分84抵靠锁定表 面64以将套管保持在伸出位置。因此，在针72插入期间针引导件向下 推动套管保持器78，通过在针引导件驱动下的针保持器74的运动而施加 套管76的轴向插入，于是套管保持器78的锁定部分84抵靠锁定表面64 以将套管76牢固地保持在伸出位置。
120.针保持器引导件63优选地沿具有向下的插入梯度的第一部分并且接 着沿具有向上的缩回梯度的第二部分围绕凸轮壳体58的圆周布置，以形 成类似于椭圆的倾斜突出部分，以便向针72施加上述运动。然而，应当 理解，针保持器引导件63可以遵循略微不同的轨迹以实现相同的功能。 例如，倾斜突出部分的第一部分和第二部分的梯度可以更高或更低，以 便根据使用的舒适性和透皮套管放置的可靠性的需要来最佳地控制针的 插入速度和/或缩回速度。
121.针致动机构具有通过凸轮壳体58旋转而向针72施加轴向插入和缩 回运动的优点，该凸轮壳体58可以旋转小于360
°
或者在一个变型(未示 出)中超过360
°
。
122.在一种变型(未示出)中，针保持器引导件63的突出部分可以由相 应的凹槽代替，该凹槽构造成接收针保持器的突出部分以实现相同的功 能。
123.根据本发明的一个替代实施例(未示出)，透皮输送系统构造成用于 在不使用套管的情况下插入针。在该替代实施例中，当针已到达伸出位 置时，通过锁定元件停止凸轮壳体的旋转。在完成药物注射后，针插入 释放机构用于使锁定元件与凸轮壳体脱离，以使凸轮壳体能够进一步旋 转，进而将针安全地移动到缩回位置，从而避免针伤。
124.如图11a和11b中最佳所示，套管保持器78包括用于接收针72的 通孔88，并且包括用于接收入口管35的入口孔86，该入口管35对应于 连接到上面描述的泵的出口端口的第二导管。针引导元件20的针壳体70 包括竖直凹槽80(图10b)，用于在套管保持器78沿其轴线移动时容纳 入口管35的一部分。有利地，针72执行密封功能，以避免在使用贴片 泵之前发生任何泄漏。为此，套管保持器78包括从入口孔86延伸到通 孔88的入口通道87。因此，套管保持器78的入口孔86构造成在透皮输 送系统启动之后一旦针72移回缩回位置(图10c)则与套管76流体连通。
125.参照图12a至12e，现在将描述根据本发明的一个实施例的透皮输送 系统的工作原理。
126.图12a显示了使用前的透皮输送系统10。针72和套管76处于缩回 位置。在致动针插入释放机构时，凸轮构件56的凸轮壳体58沿弹簧偏 压方向(图12b的图示中的逆时针方向)旋转，从而向针保持器74和套 管保持器78施加向下运动，从而将针72和套管76移动到伸出位置中。
127.图12c示出了在凸轮壳体58旋转大约180
°
之后当针72和套管76都 透皮插入时的透皮输送系统10。可以注意到，针保持器引导件63可以构 造有不同的轮廓，使得通过旋转不到180
°
或相反地旋转超过180
°
来实现 针完全插入。在一个变型中，针保持器引导件在其行程部分结束时可以 在起始位置上方螺旋，从而使得凸轮壳体旋转超过360
°
。
128.图12d示出了在凸轮壳体58进一步旋转之后的透皮输送系统10， 其中套管保持器78的锁定部分84抵靠锁定表面64，从而将套管76固定 在伸出位置。凸轮壳体58的进一步旋转使针保持器74向上与针保持器 引导件63接合，以使针72处于缩回位置，于是入口管35不再被密封， 从而如图11b和12e所示允许注射药物。
129.上述透皮输送系统构造成以用于注射标准粘度药物(高达10cst) 的0.2mm的针直径和0.4mm的套管直径工作，从而减轻患者的不适。
130.对于需要高粘度药物的应用，可以使用更高的流体路径直径适配透 皮输送系统，以使得注射在泵和针的端部之间的压力损失较低。
131.虽然已经参照若干实施例描述了本发明，但是应该理解，在不脱离 本发明的范围的情况下，可以对本发明进行一些改变。例如，如根据本 发明的若干实施例所示，根据本技术的入口端口、出口端口和泵的药物 重组端口(如果适用)的布置可以互换并且/或者流动方向可以反转。
132.附图标记部件列表
133.药物输送装置
134.贴片泵2
135.贴片泵壳体
136.盖部3
137.激活按钮3c
138.状态显示器3d
139.基部5
140.皮肤结合表面5b
141.药筒4
142.电源(电池)6
143.泵系统
144.泵14
145.泵壳体22
146.壳体内表面23
147.端口32、34、36
148.入口/第一药物重组入口端口32
149.出口端口34
150.第二药物重组端口36
151.内表面23
152.泵室24
153.泵活塞26
154.密封件38
155.o形环
156.阀活塞28
157.阀活塞芯28a
158.侧向引导表面25
159.腔室侧面27
160.阀通道44
161.第一部分44a
162.第二部分44b
163.密封件46、46a、46b、46c
164.包覆成型部分49
165.阀通道部分49a、49b
166.阀凹槽49a
167.阀凹槽49b
168.凹槽49c、49d、49e、49f
169.第一导管33
170.第二导管35
171.泵驱动器16
172.活塞马达30
173.两个线圈30a、30b
174.阀马达31
175.两个线圈31a、31b
176.传动装置52、54
177.齿条40、48
178.减速齿轮系53
179.小齿轮42、50
180.凸轮接合元件47
181.杆
182.透皮输送系统10
183.针/套管致动机构
184.凸轮构件56
185.凸轮壳体58
186.圆柱形外壳
187.轴接收部分66
188.支承轴67
189.环形隔室68
190.偏压元件60
191.预加载的扭转弹簧
192.针凸轮表面62a、62b
193.针保持器引导件63
194.套管锁定表面64
195.针插入释放机构65
196.凸轮锁定部分
197.针/套管引导元件20
198.针壳体70
199.竖直凹槽80
200.针72
201.针保持器74
202.凸轮接合部分
203.突出部分82a、82b
204.套管76
205.套管保持器78
206.凸轮接合部分84
207.入口孔86
208.入口通道87
209.针接收装置88
210.通孔
211.入口管35
212.控制系统12
213.电子线路板90