閉環藥物釋放系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種閉環藥物釋放系統，包括：傳感標簽，埋置在皮下，該傳感標簽中具有涂有生物酶的磁質彈性材料，所述生物酶用于與皮下的分析物反應分解出對應的衍生物質，所述磁質彈性材料的振動頻率隨所述衍生物質的濃度發生改變；磁質檢測器對所述磁質彈性材料施加磁感應，并檢測所述磁質彈性材料的振動頻率，根據預存的振動頻率值與分析物濃度水平的對應關系，確定對應的分析物濃度水平；藥物釋放設備根據所述分析物濃度水平確定欲釋放的藥量，按照所述所確定的藥量釋放藥物。利用本發明，可以根據體內分析物濃度水平自動調整所釋放的藥量，提高對體內分析物濃度水平的控制的精確度，提升健康水平。
【專利說明】閉環藥物釋放系統【技術領域】
[0001]本發明涉及醫療器械領域，尤其涉及一種閉環藥物釋放系統。
【背景技術】
[0002]目前，藥物釋放裝置已經被廣泛應用到疾病治療當中。例如，目前出現了一種胰島素藥物釋放筆，就是一種筆型的藥物釋放器，其中主要包括:針頭、胰島素筆芯、藥物釋放機構等。更進一步的是現在還出現了一種胰島素泵，其中包括存儲藥物并向外釋放藥物的藥物釋放機構，該藥物釋放機構中包括推送機構、儲藥器、導管和針頭，所述推送裝置將儲藥器中的胰島素推送到導管，胰島素沿著導管被送入針頭，所述針頭埋置到患者皮下，胰島素從針頭被送入患者皮下，從而可以實現向患者體內釋放藥物的功能。
[0003]目前的藥物釋放裝置都是開環的藥物釋放裝置，其所要釋放的藥量通常都是由醫生或者患者人為估計得到，例如患者需要進餐了，患者就會根據當前的血糖值，以及就餐的種類和重量估計出需要注射的胰島素劑量，然后利用胰島素泵將所述劑量的胰島素注入體內；再例如，如果患者通過血糖儀測得當前血糖值超過目標范圍，則需要向體內注射相應劑量的胰島素以降血糖。但是，患者的血糖值是隨時變化的，患者如果想要利用藥物釋放裝置保持血糖平穩，需要時常檢測血糖值，然后再用藥物釋放裝置釋放胰島素進行矯正。這種方式不但費時費力，操作效率低下，而且會遺漏掉許多時刻的高血糖值，使得患者高血糖無法得到及時矯正，導致患者高血糖值的次數更多，且一次用大劑量胰島素矯正過高的血糖會引起血糖劇烈降低，形成了血糖的長期劇烈波動，嚴重影響患者的身體健康。

【發明內容】

[0004]有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種閉環藥物釋放系統，以根據體內分析物濃度水平自動調整所釋放的藥量，提高對體內分析物濃度水平的控制的精確度，提升健康水平。
[0005]為了實現上述發明目的，本發明的主要技術方案為:
[0006]一種閉環藥物釋放系統，該系統包括:
[0007]傳感標簽101，埋置在皮下，該傳感標簽101中具有涂有生物酶112的磁質彈性材料111，所述生物酶112用于與皮下的分析物反應分解出對應的衍生物質，所述磁質彈性材料111的振動頻率隨所述衍生物質的濃度發生改變；
[0008]磁質檢測器102，用于對所述磁質彈性材料111施加磁感應，并檢測所述磁質彈性材料111的振動頻率，根據預存的振動頻率值與分析物濃度水平的對應關系，確定對應的分析物濃度水平；
[0009]藥物釋放設備103，該藥物釋放設備103具有藥物用量模塊132和藥物釋放機構133，該藥物用量模塊132用于獲取所述磁質檢測器102檢測到的分析物濃度水平，根據所述分析物濃度水平確定欲釋放的藥量，所述藥物釋放機構133中存儲有藥物，用于按照所述藥物用量模塊132所確定的藥量釋放藥物。[0010]優選的，所述磁質檢測器102內側具有膠粘材質121，用于粘附皮膚。
[0011]優選的，所述藥物用量模塊132具體用于:預存分析物濃度水平取值范圍與藥量的對應關系，判斷所述輸入的分析物濃度水平所落入的取值范圍，將該取值范圍所對應的藥量確定為欲釋放的藥量。
[0012]優選的，所述磁質檢測器102具體包括:
[0013]定時模塊121，用于按照預定的時間間隔觸發磁感應發生模塊122 ；
[0014]磁感應發生模塊122，用于按照所述定時模塊121的觸發指令對所述磁質彈性材料111施加磁感應；
[0015]檢測模塊123，用于檢測所述磁質彈性材料111的振動頻率，根據預存的振動頻率值與分析物濃度水平的對應關系，確定對應的分析物濃度水平。
[0016]優選的，所述藥物用量模塊132中具體包括:
[0017]記錄模塊311，用于記錄歷史釋放的藥量；
[0018]第一計算模塊312，用于根據歷史釋放的藥量、從釋放到當前的時間和預設的藥物活性參數計算當前體內殘留的活性藥量；
[0019]第二計算模塊313，用于根據當前分析物濃度水平、目標值、以及當前體內殘留的活性藥量計算得到欲釋放的藥量，計算方式是:
[0020][(當前分析物濃度水平一目 標值)/預設的藥物敏感系數]一當前體內殘留的活
性藥量。
[0021]優選的，所述藥物釋放設備103中具體包括:
[0022]記錄模塊311，用于記錄歷史釋放的胰島素劑量；
[0023]第一計算模塊312，用于根據歷史釋放的胰島素劑量、從釋放到當前的時間和預設的胰島素活性參數計算當前體內殘留的活性胰島素劑量；
[0024]第二計算模塊313，用于根據當前血糖值、目標值、以及當前體內殘留的活性胰島素劑量計算得到欲釋放的胰島素劑量，計算方法是:
[0025][當前血糖值一目標值)/預設的胰島素敏感系數]一當前體內殘留的活性胰島素劑量。
[0026]優選的，所述分析物為葡萄糖；所述生物酶為葡萄糖氧化酶，所述葡萄糖氧化酶與皮下的葡萄糖反應分解出酸性物質。
[0027]優選的，該閉環藥物釋放系統為閉環胰島素泵。
[0028]優選的，該系統進一步包括顯示器，用于顯示所述檢測到的所述分析物濃度水平。
[0029]優選的，該系統進一步包括與無線網絡通信的無線通信接口，用于將所述分析物濃度水平上傳到互聯網的云端。
[0030]與現有技術相比，本發明中，所述生物酶可以與皮下的分析物反應分解出對應的衍生物質，該衍生物質可以使磁質彈性材料的質量和/或體積發生膨脹或縮小等變化，從而改變磁質彈性材料的振動頻率，使得磁質彈性材料的振動頻率隨所述衍生物質的濃度發生改變。所述磁質檢測器可以本身具備磁場，如果需要檢測人體的分析物濃度水平，則將所述磁質檢測器靠近埋置有所述傳感標簽的皮膚，那么所述磁質檢測器就會將自身的磁場施加到所述傳感標簽上，使得傳感標簽發生振動，進而檢測該磁質彈性材料的振動頻率，最終確定出對應的分析物濃度水平；所檢測出的分析物濃度水平又傳輸給所述藥物釋放設備，藥物釋放設備根據所述分析物濃度水平自動計算欲釋放的藥量，由藥物釋放機構將對應的藥量釋放到患者體內。因此，本發明可以根據體內分析物濃度水平自動調整所釋放的藥量，該藥量可以及時對患者體內的分析物濃度水平做出反應，從而實現閉環的向患者體內釋放藥物，提高對體內分析物濃度水平的控制的精確度，提升健康水平。
[0031]例如，在糖尿病治療領域，所述傳感標簽和磁質檢測器可以實時或以非常短的間隔如30秒檢測出患者體內的葡萄糖濃度水平(如血糖值)，藥物釋放設備根據該葡萄糖濃度水平計算出所需要釋放的胰島素劑量，如果葡萄糖濃度水平超過了正常范圍，則可以及時向患者體內釋放相應的胰島素劑量來降低葡萄糖濃度水平，從而可以非常精確地將患者體內的葡萄糖濃度水平控制在正常范圍內，降低葡萄糖濃度水平的波動，提升患者的健康水平。[0032]另外，由于所述生物酶可以與皮下的分析物反應分解出對應的衍生物質，該衍生物質可以使磁質彈性材料的質量和/或體積發生膨脹或縮小等變化，從而改變磁質彈性材料的振動頻率，使得磁質彈性材料的振動頻率隨所述衍生物質的濃度發生改變。所述磁質檢測器可以本身具備磁場，如果需要檢測人體的分析物濃度水平，則將所述磁質檢測器靠近埋置有所述傳感標簽的皮膚，那么所述磁質檢測器就會將自身的磁場施加到所述傳感標簽上，使得傳感標簽發生振動，進而檢測該磁質彈性材料的振動頻率，最終確定出對應的分析物濃度水平。因此本發明的傳感標簽不需要電源驅動就可以工作，更不需要電纜給傳感標簽供電，非常方便佩戴，患者只需要將傳感標簽埋置在皮下，而磁質檢測器貼在皮膚外側即可，磁質檢測器和藥物釋放設備可以通過無線通信，因此佩戴者佩戴好所述傳感標簽、磁質檢測器和藥物釋放設備后活動自如，不必擔心線纜阻礙行動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為本發明所述閉環藥物釋放系統的一種實施例的組成示意圖；
[0034]圖2為本發明所述閉環藥物釋放系統的又一種實施例的組成示意圖；
[0035]圖3為本發明所述閉環藥物釋放系統的又一種實施例的組成示意圖；
[0036]圖4為本發明所述閉環藥物釋放系統的再一種實施例的組成示意圖；
[0037]圖5為某種藥物在體內剩余的活性藥物劑量隨時間變化的一種變化參數示意圖。
【具體實施方式】
[0038]下面通過具體實施例和附圖對本發明做進一步詳細說明。
[0039]圖1為本發明所述閉環藥物釋放系統的一種實施例的組成示意圖。參見圖1，該閉環藥物釋放系統具體包括:
[0040]傳感標簽101，埋置在皮下，所述皮下是指佩戴者的皮膚之下，如圖1所示傳感標簽101被埋置與皮膚100之下。該傳感標簽101中具有涂有生物酶112的磁質彈性材料111，所述生物酶112用于與皮下的分析物反應分解出對應的衍生物質，所述磁質彈性材料111的振動頻率隨所述衍生物質的濃度發生改變；
[0041 ] 磁質檢測器102，用于對所述磁質彈性材料111施加磁感應，并檢測所述磁質彈性材料111的振動頻率，根據預存的振動頻率值與分析物濃度水平的對應關系，確定對應的分析物濃度水平。[0042]藥物釋放設備103，該藥物釋放設備103具有藥物用量模塊132和藥物釋放機構133，該藥物用量模塊132用于獲取所述磁質檢測器102檢測到的分析物濃度水平，根據所述分析物濃度水平確定欲釋放的藥量，所述藥物釋放機構133中存儲有藥物，用于按照所述藥物用量模塊132所確定的藥量釋放藥物。
[0043]例如藥物釋放機構103可以是胰島素釋放筆或胰島素釋放泵等，所述釋放方式例如可以是注射方式，也可以是噴射方式等等。本圖1以注射方式為例進行說明，其中包括埋置在患者皮下的注射針頭105，藥物釋放機構133可以通過導管106將藥物輸入針頭105，通過針頭105將藥物注射入患者體內。當然，所述藥物釋放機構133也可以直接粘附在患者的皮膚110上，或者可以埋置在患者皮膚之下。
[0044]為了方便佩戴，所述的磁質檢測器102可以用非本發明的部件諸如膠布粘貼在患者的皮膚上，以對磁質檢測器102起固定作用。所述磁質檢測器102和所述藥物釋放設備103之間可以采用線纜的有線通信方式，也可以采用沒有線纜的無線通信方式。
[0045]在另一種優選實施例中，如圖2所示的實施例中，為了進一步方便患者佩戴所述磁質檢測器102，所述磁質檢測器102內側具有膠粘材質121，用于粘附皮膚。這樣就可以不必使用外界的膠布來粘貼所述磁質檢測器102。
[0046]本發明中，所述分析物可以是皮下的任一種分析物，如葡萄糖水平、酮體水平、酸或堿水平等等。
[0047]在一種典型的應用實施例中，所述分析物為葡萄糖；所述生物酶可以為葡萄糖氧化酶，所述葡萄糖氧化酶與皮下的葡萄糖反應分解出酸性物質。所述酸性物質可以使所述磁質彈性材料發生膨脹，導致其振動頻率發生改變。一般來講體內的葡萄糖濃度越高，則分解出的酸性物質越多，則所述磁質 彈性材料發生膨脹越大，相應的其振動頻率改變越大。那么該振動頻率就和所述體內的葡萄糖濃度值具有對應關系，而皮下的葡萄糖濃度值與血糖值有具有直接的對應關系，那么預先將這個對應關系存儲在磁質檢測器102中，磁質檢測器102不必與所述傳感標簽101連接就可以檢測到傳感標簽101的振動頻率，然后就可以根據檢測到的振動頻率得到對應的葡萄糖濃度值以及血糖值，因此實現了對人體血糖值的檢測。
[0048]在一種優選實施例中，所述藥物用量模塊132具體用于:預存分析物濃度水平取值范圍與藥量的對應關系，判斷所述輸入的分析物濃度水平所落入的取值范圍，將該取值范圍所對應的藥量確定為欲釋放的藥量。
[0049]例如，對于糖尿病患者，所述傳感標簽101可以每隔30秒檢測一次患者體內的葡萄糖濃度水平，得到血糖值，對于血糖值所述藥物用量模塊132可以預存如下表1所述的對應關系:
[0050]
輸入的血糖值I對應的胰島素劑量
小于6.2O
大于等于6.2，小于7~Ο?
【權利要求】
1.一種閉環藥物釋放系統，其特征在于，該系統包括: 傳感標簽(101)，埋置在皮下，該傳感標簽(101)中具有涂有生物酶(112)的磁質彈性材料(111)，所述生物酶(112)用于與皮下的分析物反應分解出對應的衍生物質，所述磁質彈性材料(111)的振動頻率隨所述衍生物質的濃度發生改變； 磁質檢測器(102)，用于對所述磁質彈性材料(111)施加磁感應，并檢測所述磁質彈性材料(111)的振動頻率，根據預存的振動頻率值與分析物濃度水平的對應關系，確定對應的分析物濃度水平； 藥物釋放設備(103)，該藥物釋放設備(103)具有藥物用量模塊(132)和藥物釋放機構(133)，該藥物用量模塊(132)用于獲取所述磁質檢測器(102)檢測到的分析物濃度水平，根據所述分析物濃度水平確定欲釋放的藥量，所述藥物釋放機構(133)中存儲有藥物，用于按照所述藥物用量模塊(132 )所確定的藥量釋放藥物。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述磁質檢測器(102)內側具有膠粘材質(121)，用于粘附皮膚。
3.根據權利要求1所述的閉環藥物釋放系統，其特征在于，所述藥物用量模塊(132)具體用于:預存分析物濃度水平取值范圍與藥量的對應關系，判斷所述輸入的分析物濃度水平所落入的取值范圍，將該取值范圍所對應的藥量確定為欲釋放的藥量。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于， 所述磁質檢測器(102)具體包括: 定時模塊(121)，用于按照預定的時間間隔觸發磁感應發生模塊(122); 磁感應發生模塊(122)，用于按照所述定時模塊(121)的觸發指令對所述磁質彈性材料(111)施加磁感應； 檢測模塊(123)，用于檢測所述磁質彈性材料(111)的振動頻率，根據預存的振動頻率值與分析物濃度水平的對應關系，確定對應的分析物濃度水平。
5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于， 所述藥物用量模塊(132)中具體包括: 記錄模塊(311)，用于記錄歷史釋放的藥量； 第一計算模塊(312)，用于根據歷史釋放的藥量、從釋放到當前的時間和預設的藥物活性參數計算當前體內殘留的活性藥量； 第二計算模塊(313)，用于根據當前分析物濃度水平、目標值、以及當前體內殘留的活性藥量計算得到欲釋放的藥量，計算方式是: [(當前分析物濃度水平一目標值)/預設的藥物敏感系數]一當前體內殘留的活性藥量。
6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于， 所述藥物釋放設備(103)中具體包括: 記錄模塊(311)，用于記錄歷史釋放的胰島素劑量； 第一計算模塊(312)，用于根據歷史釋放的胰島素劑量、從釋放到當前的時間和預設的胰島素活性參數計算當前體內殘留的活性胰島素劑量； 第二計算模塊(313)，用于根據當前血糖值、目標值、以及當前體內殘留的活性胰島素劑量計算得到欲釋放的胰島素劑量，計算方法是:[(當前血糖值一目標值)/預設的胰島素敏感系數]一當前體內殘留的活性胰島素劑量。
7.根據權利要求1至6任一項所述的系統，其特征在于， 所述分析物為葡萄糖； 所述生物酶為葡萄糖氧化酶，所述葡萄糖氧化酶與皮下的葡萄糖反應分解出酸性物質。
8.根據權利要求1至6任一項所述的系統，其特征在于，該閉環藥物釋放系統為閉環胰島素泵。
9.根據權利要求1至6任一項所述的系統，其特征在于，該系統進一步包括顯示器，用于顯示所述檢測到的所述分析物濃度水平。
10.根據權利要求1至6任一項所述的系統，其特征在于，該系統進一步包括與無線網絡通信的無線通信接口，用 于將所述分析物濃度水平上傳到互聯網的云端。
【文檔編號】A61M5/14GK103520797SQ201310538672
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月4日 優先權日:2013年11月4日
【發明者】李秀 申請人:李秀