用于離子導入透皮藥物遞送的電子組件及其設備的制作方法
【專利摘要】一種用于至少一種藥物的離子導入透皮遞送的電子組件，包括：輸入機構(gòu)，被配置用于接收用于所述至少一種藥物的離子導入透皮遞送的至少一個參數(shù)。所述電子組件進一步包括控制器，被配置用于基于所述至少一個參數(shù)選擇電流強度和電壓調(diào)制。所述控制器進一步被配置用于基于選擇的電流強度生成藥物遞送時段的電壓波形。
【專利說明】用于離子導入透皮藥物遞送的電子組件及其設備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及離子導入透皮藥物遞送設備，并且尤其涉及用于基于離子導入的透皮藥物遞送的電子組件以及包括該電子組件的基于離子導入的透皮藥物遞送設備。
【背景技術(shù)】[0002]透皮藥物遞送(transdermal drug delivery)用于將特定劑量的藥物遞送通過皮膚并且進入到血流。然而，此類藥物遞送的成功受限于皮膚的最外層的角質(zhì)層(SC)所造成的屏障。為了克服這種屏障，本領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)開發(fā)出了離子導入(iontophoresis)技術(shù)。離子導入是一種非侵入性技術(shù)，其用于使用低強度電流通過皮膚遞送藥物。通常，遞送到皮膚中的藥物的流量與電流成比例，并且因此，基于使用的電流可以遞送不同劑量的藥物。
[0003]正在利用基于離子導入的透皮藥物遞送用于藥物的透皮遞送。目前，通過基于離子導入的透皮藥物遞送設備，離子導入用于特定藥物的遞送，如利多卡因(Iidocaine)和芬太尼(fentanyl)。這樣的設備由受過訓練的操作員根據(jù)需求編程或預編程，通過調(diào)整使用的電流以用于受控的藥物遞送。離子導入設備通常是笨重的，并且涉及到達到約幾個小時的長持續(xù)時間的施用(administer)藥物。通常使用直流電(DC)來為離子導入提供電流。然而，由于能夠在不傷害皮膚的情況下遞送的電流總量的限制，在藥物遞送時段上遞送的藥物的速率和總量是有限的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]所提供的概要是為了介紹有關(guān)用于離子導入透皮藥物遞送(ITDD)的新穎的電子組件及其ITDD設備的概念，并且所述概念以下在詳細描述中進一步描述。本概要并非意在用于確定或限定所要求的主題的范圍。
[0005]在實施例中，一種電子組件被配置用于生成用于離子導入透皮藥物遞送(ITDD)的、對應于選擇的電流強度和選擇的電壓調(diào)制的電壓波形。選擇的電流強度和選擇的電壓調(diào)制對應于經(jīng)由輸入機構(gòu)接收的用于離子導入透皮遞送的藥物的至少一個參數(shù)。在另一實施例中，電子組件被包括在一種ITDD設備中，該ITDD設備用于通過該ITDD設備來離子導入透皮遞送藥物。該ITDD設備進一步包括至少一個電極對，被配置用于從電子組件接收電壓波形，并應用電壓波形以用于該藥物的離子導入透皮遞送。另外，電子組件包括反饋機構(gòu)，其被配置用于，基于在藥物遞送時段期間的皮膚阻抗來調(diào)控電流強度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]參考附圖描述了【具體實施方式】。在圖中，標號的最左邊的數(shù)字標識第一次出現(xiàn)該標號的圖。貫穿附圖，相同的標號用于表示相似的特征和部件。
[0007]圖1圖示了根據(jù)本主題的一個實施例的顯示包括電子組件的離子導入透皮藥物遞送設備的實現(xiàn)方式的網(wǎng)絡圖；
[0008]圖2示出了根據(jù)圖1的一個實施例的用于離子導入透皮藥物遞送的電子組件的框圖；
[0009]圖3示出了根據(jù)圖2的一個實施例的用于受控的電流輸出的電子組件中的電路的示意性圖示；
[0010]圖4示出了根據(jù)圖2的一個實施例的用于藥物的離子導入透皮遞送的方法。【具體實施方式】
[0011]透皮藥物遞送提供了優(yōu)于藥物遞送的其他常規(guī)途徑的許多優(yōu)勢，其他常規(guī)途徑如口服、以及注射。然而，由于皮膚屏障的原因，僅少數(shù)藥物被成功開發(fā)成適于透皮藥物遞送的制劑。有助于將藥物分子跨皮膚運輸?shù)膰L試包括使用用于流量增強的化學和物理方法。離子導入是一種在電場的協(xié)助下增強藥物跨皮膚屏障運輸?shù)募夹g(shù)。具有恒定電流的直流電(DC)離子導入方式是常規(guī)的離子導入透皮藥物遞送(ITDD)中最常用的形式。
[0012]DC離子導入方式已經(jīng)成功地應用于小極性分子的施用。然而，該方式導致DC-1TDD設備中的電極附近的離子團簇。離子團簇降低了通過皮膚的藥物滲透的比率，從而限制了高分子量化合物和需要以高劑量施用的治療藥物分子的遞送。正如本領(lǐng)域內(nèi)已知的，高劑量是適當藥物的大約> 500mg的劑量。由于能夠在不損害皮膚的情況下應用的電流總量的臨床限制，藥物劑量也受到限制。同樣，由于長時期的直流電的應用，通常可以觀察到在藥物施用部位的灼傷或刺激，并且因此，使得DC-1TDD設備不適于持續(xù)或重復使用。結(jié)果是DC-1TDD設備的使用限制在具有小的親水性化合物的特定藥物的施用，該化合物具有小于3000Da的分子量和一些強有力的生物治療部分。另外，這樣的DC-1TDD設備笨重并且不是用戶友好的，因為要求受過訓練的操作員來操作這樣的設備。
[0013]本主題公開了用于施用藥物的電子組件及其ITDD設備。電子組件被配置用于基于將要遞送的藥物，生成對應于選擇的電流強度和選擇的電壓調(diào)制的電壓波形。在一個實施例中，電子組件作為研究平臺使用以用于基于患者簡檔和藥物施用簡檔來識別特定藥物的適當電流強度、藥物遞送時段以及電壓波形。在另外的實施例中，電子組件被包括在ITDD設備中以用于藥物的離子導入透皮遞送。·ITDD設備包括電極對，用于接收由電子組件生成的電壓波形，并且跨患者的皮膚進行應用。ITDD設備進一步包括容納藥物的藥物遞送貯存器，以便使得藥物滲透用戶的皮膚。ITDD設備設計為便攜式，并且它的使用不要求受過訓練的操作員。同樣，相比較于常規(guī)的設備而言，該ITDD設備能夠在更短的時間內(nèi)遞送高劑量的藥物。
[0014]通過電子組件，ITDD設備可以被配置用于使用最適于相應藥物的電流強度、電壓波形和藥物遞送時段有效地遞送各種藥物。適當?shù)碾娏鲝姸取㈦妷翰ㄐ魏退幬镞f送時段可以基于患者簡檔和藥物施用簡檔來選擇，患者簡檔如體電阻、年齡、性別、種族等等，藥物施用簡檔諸如立即釋放藥物、延長或持續(xù)釋放藥物、定時釋放藥物等等。因此，ITDD設備準許多個藥物的離子導入技術(shù)的使用，包括具有高分子量的藥物，諸如生物治療分子。另外，因為電子組件可以生成不同的波形，諸如正弦波、方波、鋸齒波和不對稱波、以及任何其他希望的波形，與DC的使用相關(guān)聯(lián)的有害影響大體上被消除。
[0015]電子組件進一步被配置用于基于在藥物遞送時段期間的皮膚阻抗來維持選擇的電流強度。為此，電子組件包括反饋機構(gòu)，其有助于針對變化的皮膚阻抗維持基本上恒定的電流強度而沒有人工干預。因此，相較于常規(guī)的設備，該ITDD設備可以對將要遞送的藥物量提供更好的控制。對將要遞送的藥物量的控制還有助于降低灼傷或刺激的發(fā)生率，從而使得ITDD設備更適于持續(xù)或重復的使用。
[0016]根據(jù)本主題的一個實施例，ITDD設備易于操作，可重復使用，并且特別有利于用于目標藥物遞送的兒科、老年病、化療應用等等，以及用于提供即時緩解。
[0017]本主題結(jié)合以下附圖進行解釋說明。需要注意的是，描述和附圖僅說明本主題的原理。因此，可以認識到，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠想到體現(xiàn)本主題的原理并包含在其精神和范圍內(nèi)的各種布置，即使這些布置本文中沒有明確地描述或展示。此外，本文中引用的本主題的原理、方面和實施例的所有聲明，連同其具體示例，意在包含其等同。
[0018]本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以認識到，本文中用到的詞語在......期間、
在......時、以及當......的時候，并非意指在起始的動作之上立即發(fā)生的動作的精確術(shù)
語，而是可以由一些小量但合理的延遲 ，例如起始動作和由起始動作引發(fā)的反應之間的傳播延遲。此外，為了描述的清楚性，全部使用詞語“耦合”，其可以包括直接連接或間接連接。為了本描述的簡化，省略了眾所周知的元件的描述和細節(jié)。
[0019]圖1圖示了根據(jù)本主題的一種網(wǎng)絡圖100，其展示了用于藥物的離子導入透皮遞送的包括電子組件104的離子導入透皮藥物遞送(ITDD)設備102的實現(xiàn)方式。電子組件104被配置用于基于用戶輸入生成適當?shù)碾妷翰ㄐ危谙挛闹兄复鸀殡妷翰ㄐ危妷翰ㄐ尉哂羞x擇的電流強度和選擇的電壓調(diào)制以用于藥物的離子導入透皮遞送。在一個實施例中，工業(yè)用戶可以將電子組件104作為研究平臺使用，用于開展研究以及識別有效地遞送藥物到患者的皮膚所需的適當電流強度、電壓波形。根據(jù)一個實施例，工業(yè)用戶可以包括但不限于制藥研究部門、研究機構(gòu)、醫(yī)療設備制造公司等等。為了開展研究，電子組件可以作為獨立設備使用或者與其他適當?shù)脑O備結(jié)合使用。
[0020]在另一實施例中，電子組件104可以被包括在ITDD設備102內(nèi)以由用戶而不是工業(yè)用戶來使用，用戶諸如患者或行醫(yī)者。ITDD設備102進一步包括至少一個電極對106 (在下文中指代為電極對106)，以便于至少一個電極對106可以與患者的皮膚108上的藥物施用部位接觸，例如，通過捆綁ITDD設備102到患者的手部或者使用適當?shù)恼辰Y(jié)劑或帶子將ITDD設備102放置在皮膚108上。ITDD設備102可以被封裝在包裝(casing)內(nèi)，以便于ITDD設備102可以容易、牢固并且舒適地放置在患者身體所需的部分上。包裝可以具有類似于患者身體的部分的形狀，或者可以足夠靈活以吻合患者身體的部分，患者身體的部分如手臂、腿、腹部等等。
[0021]在一個實施例中，電子組件104的存儲器中預編程有查找表，其包括藥物名稱、電流強度、電壓波形、藥物遞送時段以及多個藥物的劑量的映射。查找表可以基于用于藥物的離子導入透皮遞送的患者簡檔和藥物施用簡檔填入(polulate)。在這樣的情況中，用戶輸入可以對應于用于藥物的離子導入透皮遞送的至少一個參數(shù)，諸如藥物名稱、電流強度、電壓波形、藥物劑量和藥物遞送時段。基于用戶輸入，電子組件104可以選擇適當?shù)碾娏鲝姸群碗妷赫{(diào)制，并且生成藥物遞送時段的電壓波形。以下表1指示了可以由ITDD設備102施用的各種藥物的示例。正如本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以認識到的，本主題的實現(xiàn)方式并不限于本文中提及的示例并且其他適當?shù)乃幬镆材軌蛴蒊TDD設備102施用。
[0022]藥物名稱__^_ 雙氣芬酸止痛藥
(Diclofmac )__
曱氨蝶呤風濕性關(guān)節(jié)炎、癌癥、兒科風濕
(Methotrexate ) _^_
卡巴拉汀阿茲海默氏癥
(Rivastagmine )__
生物治療藥物疫苗遞送、基因遞送
[0023]( Biotheraputics )__
肢島素(Insulin ) _糖尿病_
妥洛特羅哮喘透皮貼劑
(Tulobuterol) _
利多卡因麻醉劑、兒科
(Lidocaine )__
芬太尼(Fentanyl)__止痛藥_
化療藥物癌癥 (Chemotherapy _Durgs )__
[0024]在一個實現(xiàn)方式中，ITDD設備102可以經(jīng)由通信鏈接或云環(huán)境112從一個或多個
通信設備110-1、110-2.......1IO-M(統(tǒng)一指代為通信設備110)接收用戶輸入。可以理解
的是，通信設備110可以為有線或無線設備，并且據(jù)此，通信鏈接或云環(huán)境112可以為無線或有線。通信設備的示例包括移動計算設備，諸如個人電腦、個人數(shù)字助理(PDA)、平板電腦、智能手機、集成電路卡等等。有線通信鏈接的示例包括電纜連接，諸如USB連接、RS232電纜連接等等。無線通信鏈接包括近場通信(NFC)、射頻通信、藍牙、紅外線、ZigBee等等，以及遠距離通信協(xié)議，諸如 GSM、CDMA等等。在無線通信鏈接的另一個示例中，電子組件104包括天線和接收電子裝置。用戶輸入可以通過經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)、萬維網(wǎng)或基于云環(huán)境進行通信的通信設備來接收。用戶附近的本地發(fā)送器可以經(jīng)由通信鏈接112接收輸入，并且之后將其發(fā)送到電子組件104中的天線和接收器。
[0025]用戶輸入還可以通過使用電纜連接耦合到ITDD設備102的通信設備110來人工提供。在另一實現(xiàn)方式中，ITDD設備102可以額外或可替換地包括諸如操縱桿、觸摸屏、按鍵、鍵盤、條形碼識讀器之類的輸入設備以用于人工接收用戶輸入。輸入設備可以嵌入在ITDD設備102中作為ITDD設備102集成的部件，或者可以耦合到ITDD設備102，作為ITDD設備102的外部部件.[0026]另外，電子組件104連接到電極對106，并且可以向電極對106提供電壓波形以用于藥物的離子導入透皮遞送。電極對106可以使用防腐蝕導電材料制造，諸如銀、石墨碳等等。另外，還可以使用諸如金、鉬、鈦之類的電極。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認識到，為防止在藥物PH的改變，選擇用于制造電極的材料可以為本質(zhì)上惰性且非腐蝕性的，從而增強藥物的穩(wěn)定性并且防止皮膚刺激。[0027]在操作時，電極對106的第一電極可以放置在與皮膚108接觸的藥物貯存器116上，藥物貯存器116容納有將要施用的藥物。藥物可以是諸如凝膠基、水凝膠貼劑、納米顆粒、乳膏、洗劑、軟膏等等的藥品的形式，其具有離子電荷并且可以使用本領(lǐng)域已知的方法并入在藥物貯存器116中。藥物貯存器116可以與第一電極耦合以形成易應用的貼劑。第一電極可以直接放置在皮膚上進行皮膚上的藥物的局部應用，而無需藥物貯存器116。電極對106的第二電極放置在第一電極附近的皮膚108上，從而跨皮膚108和藥物貯存器116形成閉合電路。該電路可以由用戶使用ITDD設備102上的按鍵或任何其他輸入接口或者通過通信鏈接112使用通信設備110來進行激活，使得電壓波形由電子組件104生成并且應用到皮膚108，以及通過電極對106應用到藥物貯存器116。電壓波形應用的結(jié)果是，藥物有效地遞送到皮膚108內(nèi)。電極對106的多個第一電極可以與多個藥物忙存器I禹合，多個藥物貯存器可以在多個位置處放置在皮膚上以形成藥物遞送點的陣列，用于更有效地釋放藥物到皮膚內(nèi)。藥物遞送點的陣列還可以通過將多個電極對與多個藥物貯存器耦合來形成。在一個實現(xiàn)方式中，電路可以由ITDD設備102中的電池供電。電池可以為可再充電式以用于重復使用。ITDD設備102可以由任何適當?shù)哪芰吭垂╇姟＿@樣的能量源的示例包括AC/DC適配器、太陽能電池、超級電容、存儲電容器等等。
[0028]在ITDD設備102的一個示例性實現(xiàn)方式中，電極對106的第一電極放置在藥物貯存器116之上，并且電極對106的第二電極放置在藥物貯存器116附近的皮膚108上。電子組件104通過通信設備110經(jīng)由通信鏈接或云環(huán)境112接收關(guān)于用于藥物的離子導入透皮遞送的至少一個參數(shù)的用戶輸入。基于用戶輸入，電子組件104生成藥物遞送時段的具有選擇的電流強度的電壓波形以用于有效地釋放藥物到皮膚108中。
[0029]因此，ITDD設備102能夠生成波形形式的電流，該波形最適于施用特定藥物透皮地到體內(nèi)。另外，通過單個ITDD設備102的特定藥物的特定波形的形成使得準許施用具有較小的分子量的藥物以及具有較高的分子量的藥物。另外，相較于口服或注射藥物，由于該設備的小型尺寸和簡易使用，ITDD設備102可以容易用于向兒童和老年人施用藥物。
[0030]在一個實現(xiàn)方式中，ITDD設備102可重復使用。基于患者簡檔和藥物的藥物施用簡檔，可以對電子組件104進行編程以用于將要施用的多個藥物的立即釋放或延長釋放。由于標準的摩擦和磨損，電極對106可以根據(jù)需要更換。因此，ITDD設備102除了適于個人使用之外也適于在診所和醫(yī)院使用。
[0031]在另外一個實現(xiàn)方式中，對于僅特定的藥物，可以對ITDD設備102預編程，以便ITDD設備用于一次性使用。在又一實現(xiàn)方式中，對于僅特定的藥物，可以如要求和在要求時對ITDD設備102編程，以便于ITDD設備用于一次性使用或重復使用。
[0032]在又一實現(xiàn)方式中，ITDD設備102可以提供藥物的延長受控釋放，因為在藥物的施用時，在皮膚下方形成積存處(depot)。藥物可以從該積存處緩慢地釋放到血流中經(jīng)過延長的時間段。這還有助于實現(xiàn)藥物毒性的降低，因為相較于通過藥物的口服所降低的藥物毒性，施用的藥物立即到達血流的位置部位并且避免肝的轉(zhuǎn)流(h印atic bypass)。[0033]ITDD設備102是用戶友好的，因為患者可以獨自施用藥物而無需受過訓練的操作員。另外，ITDD設備102可以提供施用多于一個的藥物，因此使得ITDD設備102適用于持續(xù)或重復使用。當ITDD設備102描述為關(guān)于多個藥物的使用時，可以理解的是，正如本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以理解的，ITDD102還可以被配置用于以不同的劑量水平施用一種類型的藥物。
[0034]圖2圖示了根據(jù)本主題的一個實施例的圖1的電子組件104的框圖。如上所述，電子組件104生成所需的用于藥物的離子導入透皮遞送電壓波形。電子組件104包括控制器202以用于控制離子導入透皮藥物遞送。可以使用的控制器諸如微控制器、微處理器、或電子控制器等。控制器202進一步包括直接存儲器訪問(DMA)控制器204、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 206。在一個實現(xiàn)方式中，控制器202還可以包括定時器208。DMA控制器204、DAC206以及定時器208可以耦合到控制器或嵌入在控制器中。DAC206連接到緩存器210，其之后連接到電極對106。
[0035]如上所述，電子組件104可以經(jīng)由通信設備110和輸入設備接收對應于用于藥物的離子導入透皮遞送的至少一個參數(shù)的用戶輸入。用戶輸入通過輸入機構(gòu)212由電子組件104接收。輸入機構(gòu)212例如可以為人工輸入接口 212-1或無線通信接口 212-3或有線通信接口 212-2。在一個實現(xiàn)方式中，輸入機構(gòu)212可以通過輸入設備提供，輸入設備諸如操縱桿、按鍵、條形碼識讀器等等，其經(jīng)由人工輸入接口耦合到電子組件104。在另一實現(xiàn)方式中，輸入機構(gòu)212可以通過諸如NFC、藍牙、IR、射頻通信之類的無線通信接口提供，或者經(jīng)由諸如GSM、CDMA之類的遠距離通信協(xié)議提供。在這樣的實現(xiàn)方式中，諸如智能手機、平板電腦、PC之類的移動計算設備可以經(jīng)由無線通信接口通信地耦合到電子組件104。在這樣的實現(xiàn)方式的一個示例中 ，移動通信設備可以經(jīng)由基于云環(huán)境上的無線通信接口通信地耦合到電子組件104。在另外的實現(xiàn)方式中，輸入機構(gòu)212可以通過有線通信接口提供，諸如USB端口、RS232端口等等。在這樣的實現(xiàn)方式中，移動計算設備可以使用電纜連接通信地耦合到電子組件104，電纜連接諸如USB電纜、RS232電纜等等。
[0036]另外，顯示設備214，諸如TFT、IXD、LED顯示、OLED顯示、Ε-Paper等等，可以耦合到電子組件104，以出于監(jiān)測的目的而顯示各種參數(shù)。在一個實現(xiàn)方式中，諸如蜂鳴器，或者鬧鐘之類的音頻指示器可以與電子組件104耦合以用于指示在藥物的離子導入透皮遞送期間的各種階段。在另一個實現(xiàn)方式中，諸如LED之類的視覺指示器可以與電子組件104耦合以用于指示在藥物的離子導入透皮遞送期間的各個階段。
[0037]在一個實現(xiàn)方式中，用戶可以使用輸入機構(gòu)212，將用于藥物的離子導入透皮遞送的至少一個參數(shù)作為用戶輸入提供給電子組件104。用于藥物的離子導入透皮遞送的參數(shù)可以包括藥物名稱、藥物劑量、所需的電流強度、所需的電壓調(diào)制等等。在這樣的實現(xiàn)方式的一個示例中，移動應用可以被下載到用戶的移動計算設備上，并且用戶輸入可以通過移動應用經(jīng)由諸如藍牙之類的無線接口來直接提供給電子組件104。在實現(xiàn)方式的另一示例中，用戶可以通過輸入設備212來人工地提供用戶輸入，諸如鍵盤、操縱桿、觸摸屏之類的輸入設備經(jīng)由人工輸入接口耦合到電子組件104。在這樣的實現(xiàn)方式的另一示例中，用戶可以通過計算設備提供用戶輸入，計算設備經(jīng)由有線接口耦合到電子組件104，有線接口諸如USB端口、RS232端口等等。
[0038]基于作為用戶輸入接收的至少一個參數(shù)，DMA控制器204可以訪問存儲在存儲器216中的查找表。存儲器216可以被嵌入在控制器202中或者可以外部地耦合到控制器202。對于可以使用離子導入方式施用的多個藥物的每一個，查找表可以包括藥物名稱、藥物劑量、所需的將要生成的電流強度、所需的將要使用的電壓調(diào)制和將要生成的電壓波形的藥物遞送時段的映射。因此，控制器202基于作為用戶輸入接收的至少一個參數(shù)選擇電流強度、電壓調(diào)制和藥物遞送時段(也統(tǒng)一指代為從查找表中選擇的數(shù)據(jù))。控制器202基于選擇的數(shù)據(jù)生成所需的用于施用藥物的電壓波形。控制器202還可以為用于生成所需的電壓波形的藥物遞送時段設置定時器208。選擇的電壓波形可以使用本領(lǐng)域內(nèi)已知的方法由控制器202生成。
[0039]本主題不限于本文中描述的由電子組件內(nèi)的控制器生成所需的電壓波形。在電子組件內(nèi)生成用于基于離子導入的透皮藥物遞送的所需的電壓波形可以由任何本領(lǐng)域內(nèi)已知的適當數(shù)字電路、模擬電路、或數(shù)字和模擬電路的組合來獲得。
[0040]如上所述的電子組件104可以制造為片上系統(tǒng)(SoC)或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)，以便希望的功能可以由單個定制(customized)的集成電路(IC),而不是電路板上電子部件的組件來提供。因此，電子組件104可以為Soc、ASIC以及電路板上的電子元件的組件中的一種。[0041]在一個實現(xiàn)方式中，工業(yè)用戶可以將電子組件104作為研究平臺使用，工業(yè)用戶諸如制藥研究部門、醫(yī)療設備制造公司、研究機構(gòu)等等。使用電子組件104，工業(yè)用戶可以開展研究以及識別用于藥物的有效離子導入透皮遞送的適當電流強度和電壓波形。工業(yè)用戶可以將用于藥物的離子導入透皮遞送的至少一個參數(shù)作為用戶輸入提供到電子組件104，至少一個參數(shù)諸如藥物的電流強度、電壓調(diào)制、藥物遞送時段。基于用戶輸入，可以選擇所需的電流強度和所需的電壓調(diào)制。基于選擇的電流強度，電子組件104生成所需的電壓波形。在研究期間，可以監(jiān)測各種參數(shù)，諸如電流強度的臨床限制、藥物的滲透等等。另外，電流強度、電壓調(diào)制、藥物遞送時段可以調(diào)制，并且可以基于監(jiān)測的參數(shù)改變電壓波形。因此，通過將電子組件104作為研究平臺使用，工業(yè)用戶能夠基于患者簡檔和藥物施用簡檔，識別特定藥物的適當電流強度、藥物遞送時段和電壓波形。另外，工業(yè)用戶可以根據(jù)患者使用的特定藥物，對容納電子組件的ITDD設備102編程。
[0042]在另一實施例中，電子組件104可以包括在ITDD設備102內(nèi)。用戶諸如患者或行醫(yī)者可以使用輸入機構(gòu)212將用于藥物的離子導入透皮遞送的至少一個參數(shù)作為用戶輸入提供給電子組件104。用于藥物的離子導入透皮遞送的參數(shù)可以包括藥物名稱、藥物劑量、所需的電流強度、所需的電壓調(diào)制等等。基于用戶輸入，控制器202訪問至少一個查找表并且選擇所需的電流強度和電壓調(diào)制。之后，如之前所述，控制器202生成所需的電壓波形。DAC202之后生成對應于所需的電壓波形的模擬信號作為輸出，并且將該信號經(jīng)由緩存器電路210提供到電極對106以用于應用所需的電壓波形，如之前所述。因此，DAC是電壓生成電路，輸出對應于控制器生成的波形的模擬電壓。
[0043]在一個實現(xiàn)方式中，對于特定藥物和特定劑量模式，ITDD設備102內(nèi)的電子組件104可以被預編程，并且還可以由用戶諸如行醫(yī)者經(jīng)由輸入機構(gòu)212重新編程，以便于ITDD設備102用于遞送多個藥物。在示例中，行醫(yī)者可以基于患者簡檔決定藥物的藥物簡檔。藥物簡檔可以包括各種參數(shù)，諸如電流強度、電壓波形、所需的藥物遞送時段、藥物名稱、藥物劑量等等。行醫(yī)者還可以從網(wǎng)站下載藥物簡檔。行醫(yī)者可以經(jīng)由已下載到行醫(yī)者的移動計算設備的移動應用，將藥物施用簡檔上傳到電子組件104的存儲器。在又一實現(xiàn)方式中，可以基于諸如制藥或藥物公司、醫(yī)療電子公司、任何最終產(chǎn)品設計公司之類的工業(yè)用戶考慮各種商業(yè)和區(qū)域需求的特定要求，對ITDD設備102編程。為此，ITDD設備102可以使用上述方法與通信設備或輸入設備耦合。因此，使用本文中描述的方法，任何ITDD設備102可以被裁剪/縮放后以用于基于應用參數(shù)遞送單個藥物或多個藥物，應用參數(shù)諸如藥物、劑量、性別、年齡、種族以及藥物遞送需要的其他參數(shù)。
[0044]控制器202還耦合到感測器，以測量藥物施用部位處的電極對106兩端的可變負載218。可變負載218對應于在所需的電壓波形的應用持續(xù)時間上皮膚108的阻抗變化。如之前所述，控制器202耦合到緩存器210，使得DAC206的輸出耦合到緩存器210的輸入，以防止DAC206由于可變負載218而受到損壞。緩存器210進一步耦合到升壓轉(zhuǎn)換器(boostconverter) 2200升壓轉(zhuǎn)換器220有助于增加來自緩沖器210的輸出電壓信號。
[0045]在一個實現(xiàn)方式中，包括電流感測電路224和電壓放大器(圖中未示出)的反饋機構(gòu)222與DAC206耦合，以調(diào)控電流強度，以便于在可變負載218上提供基本上恒定的電流強度而無需人工干預。在一個示例中，在所需的電壓波形的應用期間持續(xù)地測量可變負載218，并且反饋輸入經(jīng)由總線223饋入到控制器202，控制器202基于反饋輸入調(diào)整輸出電壓幅度。總線203可以為雙向總線或單向總線。在另一實現(xiàn)方式中，在電壓波形的應用期間持續(xù)地測量可變負載218，并且基于測量的可變負載218例如使用電位器來人工地調(diào)整輸出電壓幅度。流經(jīng)可變負載218的電流也經(jīng)由總線223和電壓放大器通過電流感測電路224作為輸入給到模擬數(shù)字(ADC)轉(zhuǎn)換器226以用于在顯示設備214上顯示流經(jīng)ITDD設備102的實際電流值。緩存器210的輸出也是到ADC226的輸入。顯示設備214還可以顯示使用的調(diào)制，以及生成的所需的電壓波形的頻率和幅度。
[0046]因此，可以獲得低功率效益的ITDD設備102，其消耗較少的工作功率。在一個實現(xiàn)方式中，電子組件104和隨之的ITDD設備102由電池供電，電池可以持續(xù)連續(xù)幾個小時的長時間段。另外，可再充電式電池可以用來為ITDD設備102供電。用于為ITDD設備102供電的電池可以為本領(lǐng)域內(nèi)已知的·薄膜電池(film battery)、可再無電式電池等等。
[0047]圖3提供了包括升壓轉(zhuǎn)換器220、耦合到圖2的控制器202的緩存器210以及電流感測電路224的電路300的示意圖。電路300提供了對將要遞送的藥物量的更好控制。如圖2所述，控制器202基于用戶輸入生成所需的電壓波形，其具有選擇的電流強度和選擇的電壓調(diào)制。DAC206在302處提供對應于所需的電壓波形的模擬信號到緩存器210。另外，升壓轉(zhuǎn)換器220在304處提供升壓輸出，以及在306處將該升壓輸出作為附加輸入提供到緩存器210。之后，來自緩存器210的組合輸出饋給到電極對106。
[0048]在一個實現(xiàn)方式中，電流感測電路224測量可變負載218-1，開且在308處向ADC226提供反饋輸入以用于施加的電壓的自動控制。在另外的實現(xiàn)方式中，測量可變負載218-2，并且基于測量的可變負載218-2調(diào)整施加的電壓以用于人工控制施加的電壓。然后，控制器202在DAC206的輸出處生成所需的電壓幅度量。
[0049]本主題不限于本文中所描述的電路300的拓撲結(jié)構(gòu)。
[0050]在一個實現(xiàn)方式中，電路300為外部電路，其準許可變部件的定制(custom)選擇。在其他實現(xiàn)方式中，諸如放大器、齊納(Zener) 二極管以及電阻器中的某些之類的電路300的一個或多個部件是控制器202的部分，而其他部件處于控制器202外部。電路300可以包括適于提供對將要遞送的藥物量的更好控制的其他拓撲結(jié)構(gòu)，開且可以根據(jù)每個設計要求進行設計。
[0051]圖3所示的電路具有電阻器和電容器的組合以用于適當?shù)仄?bias)部件以及向放大器提供反饋。在沒有給定特定值時，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠選擇用于適宜的電路操作的適當值，以獲得本文中教導的目的。此外，為電路使用電感器、電容器和電阻器的特定組合不是必需的，并且尤其是，圖3的電路是給出為一種可接受的示例以實現(xiàn)本文中所稱的反饋，并且許多其他不同的特定電路可以實現(xiàn)到控制器202的這一反饋。例如，在一個實施例中，不需要可變負載感測器，而在其他的實現(xiàn)方式中，可以使用不同的技術(shù)來感測電路或阻抗。
[0052]參見圖4，圖示了用于藥物的離子導入透皮遞送的方法400。在方法400中描述的順序并非意在被理解為限定，并且描述的方法框的任何編號可以按照任何次序組合，以實現(xiàn)該方法或可替代的方法。此外，在不偏離本文中描述的主題的精神和范圍的前提下，個別框可以從方法400刪除。此外，該方法可以在任何適當?shù)挠布④浖⒐碳⒒蛏鲜龅慕M合中實現(xiàn)。
[0053]在框402處，由電子組件104的輸入機構(gòu)102接收用于離子導入透皮遞送的藥物的至少一個參數(shù)。藥物的至少一個參數(shù)從藥物名稱、電流強度、電壓調(diào)制、藥物劑量和藥物的藥物遞送時段中選擇。在一個實現(xiàn)方式中，經(jīng)由諸如近場通信、射頻通信、藍牙、紅外線、ZigBee, GSM、CDMA, USB和RS232之類的通信鏈路接收至少一個參數(shù)。
[0054]在框404處，基于至少一個參數(shù)來選擇用于藥物的離子導入頭皮遞送的電流強度和電壓調(diào)制。在一個實現(xiàn)方式中，訪問包括藥物名稱、電流強度、電壓調(diào)制的映射的表，以選擇電流強度和電壓調(diào)制。
[0055]在框406處，基于選擇的電流強度和電壓調(diào)制來生成選擇的電壓波形以用于至少一種藥物的離子導入透皮遞送。
[0056]在框408處，應用生成的電壓波形以用于藥物遞送時段上的至少一種藥物的離子導入透皮遞送。在一個實現(xiàn)方式中，基于在藥物遞送時段期間的皮膚阻抗的變化將選擇的電流強度維持在基本上恒定的值。
[0057]具體而言，可變負載感測器218和/或電流感測器224可以獲得關(guān)于電流幅度、電極的電壓和皮膚阻抗的數(shù)據(jù)。如果皮膚阻抗改變，則反饋總線223將攜帶數(shù)據(jù)到控制器202，使得電壓波形和/或施加的電流可以被改變。如果穿戴ITDD的患者開始出汗(如果運動或由于局部熱量可能會發(fā)生)則皮膚阻抗將下降，并且如果電壓保持不變，電流將增加。
[0058]電流感測電路將感測到這一改變，并且向控制器202提供反饋，以修改電壓波形、限制電流、或兩者均有。這僅為本實施例的權(quán)益的一個示例，根據(jù)該設計可以獲得其他示例。
[0059]盡管已經(jīng)針對結(jié)構(gòu)特征和/或方法，用語言描述了基于離子導入的透皮藥物遞送設備的實施例，可以理解的是，本文中描述的主題不必要限定于描述的具體特征或方法。相反，公開的具體特征和方法是作為基于離子導入的透皮藥物遞送設備的示例性實現(xiàn)方式。
[0060]可以組合上述各種實施例以提供另外的實施例。本說明書引用和/或列舉在申請數(shù)據(jù)頁中的全部美國專利、美國專利申請公開、美國專利申請、外國專利、外國專利申請和非專利公開均以引用的方式全部并入本文中。可以調(diào)整實施例的方面，如果必要可以采用各種專利、申請和公開的概念，以提供再另外的實施例。
[0061]依據(jù)上述詳細的描述，可以做出這些和其他改變。通常，在所附權(quán)利要求中，使用的術(shù)語不能被理解為將權(quán)利要求限定到說明書中公開的具體實施例，并且權(quán)利要求還應該被理解為包括權(quán)利要求聲稱的所有可能的實現(xiàn)方式以及等同物的全部范圍。據(jù)此，權(quán)利要求不限于本 公開內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種用于至少一種藥物的離子導入透皮遞送的電子組件，所述電子組件包括: 輸入，被配置用于接收用于所述至少一種藥物的所述離子導入透皮遞送的至少一個參數(shù)；以及 控制器，被配置用于: 基于所述至少一個參數(shù)選擇電流強度和電壓調(diào)制中的至少一個；以及 基于選擇的所述電流強度生成電壓波形，以用于一個藥物遞送時段的所述至少一種藥物的所述離子導入透皮遞送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子組件，進一步包括:反饋電路，被配置用于基于在所述藥物遞送時段期間的皮膚阻抗的變化，將選擇的所述電流強度維持在基本上恒定的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子組件，其中所述至少一個參數(shù)選自以下之一:所述至少一種藥物的名稱、所述至少一種藥物的劑量、所述藥物遞送時段、所述電流強度以及所述電壓調(diào)制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子組件，其中所述至少一個參數(shù)基于患者簡檔和藥物施用簡檔而被選擇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子組件，其中所述輸入包括來自以下至少一個的接口以用于接收所述至少一個參數(shù):近場通信、射頻通信、藍牙、紅外、Zigbee, GSM、CDMA, USB和RS232。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子組件，被實現(xiàn)為以下之一:片上系統(tǒng)，專用集成電路，以及電路板中具有電子部件的組件。
7.一種離子導入透皮藥物遞送設備，被配置用于至少一種藥物向患者的離子導入透皮遞送，所述離子導入透皮藥物遞送設備包括: 電子組件，其被配置用于: 接收用于所述至少一種藥物的所述離子導入透皮遞送的至少一個參數(shù)； 基于所述至少一個參數(shù)選擇電流強度和電壓調(diào)制；以及 基于選擇的所述電流強度生成電壓波形，以用于藥物遞送時段的所述至少一種藥物的所述離子導入透皮遞送；以及 至少一個電極對，被配置用于從所述電子組件接收生成的所述電壓波形，并且應用所述電壓波形以用于所述藥物遞送時段的所述至少一種藥物的所述離子導入透皮遞送。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的離子導入透皮藥物遞送設備，其中所述電子組件進一步被配置用于基于所述藥物遞送時段期間的皮膚阻抗的變化，將選擇的所述電流強度維持在基本上恒定的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的離子導入透皮藥物遞送設備，其中所述電子組件包括用于接收所述至少一個參數(shù)的輸入。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的離子導入透皮藥物遞送設備，其中所述輸入包括接口，所述接口包括以下至少一個:近場通信、射頻通信、藍牙、紅外線、Zigbee, GSM、CDMA, USB和RS232。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的離子導入透皮藥物遞送設備，其中所述電子組件包括用于選擇電流強度和電壓波形的至少一個查找表，其中所述至少一個查找表包括用于所述至少一種藥物的離子導入透皮遞送的藥物名稱、劑量、電流強度、電壓調(diào)制、電壓波形以及預定藥物遞送時段的映射。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的離子導入透皮藥物遞送設備，其中所述離子導入透皮藥物遞送設備被重配置用于基于由輸入機構(gòu)接收的、用于第二藥物的所述離子導入透皮遞送的多個參數(shù)的所述第二藥物的所述離子導入透皮遞送。
13.一種用于至少一種藥物向患者的離子導入透皮遞送的方法，所述方法包括: 接收用于所述至少一種藥物的所述離子導入透皮遞送的至少一個輸入?yún)?shù)； 基于所述至少一個輸入?yún)?shù)選擇電流強度和電壓調(diào)制； 基于選擇的所述電流強度生成電壓波形，以用于所述至少一種藥物的所述離子導入透皮遞送；以及 應用所述電壓波形以用于藥物遞送時段中的所述至少一種藥物的所述離子導入透皮遞送。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括:基于所述藥物遞送時段期間的皮膚阻抗的變化，將選擇的所述電流強度維持在基本上恒定的值。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述至少一個參數(shù)經(jīng)由來自以下之一的通信鏈接而被接收:近場通信、射頻通信、藍牙、紅外線、Zigbee, GSM、CDMA, USB和RS232。
16.一種設備，包括 輸入，被配置用于從用戶接收離子導入輸入?yún)?shù)； 控制器，耦合到所述輸入并且被配置用于從所述輸入接收所述輸入?yún)?shù)并且基于所述輸入?yún)?shù)選擇電流強度；以及 電壓生成電路，耦合到所述控制器并且被配置用于基于選擇的所述電流強度生成電壓波形，并且通過向至少一個電極應用所述電壓波形來實現(xiàn)藥物的離子導入透皮遞送。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設備，其中所述電壓生成電路包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設備，包括耦合到所述控制器的存儲器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設備，其中所述控制器被配置用于訪問存儲在所述存儲器中的數(shù)據(jù)庫，以基于所述輸入?yún)?shù)來選擇所述電壓波形。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設備，包括耦合到所述控制器的反饋電路，所述反饋電路被配置用于向所述控制器提供經(jīng)過所述至少一個電極的電流的指示。
【文檔編號】A61N1/30GK103566467SQ201310343677
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月7日
【發(fā)明者】S·阿南德, V·庫爾, N·阿加瓦爾, A·格普塔, A·K·米塔爾 申請人:意法半導體國際有限公司