專利名稱：一種消化道藥物定點釋放裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種消化道藥物定點釋放裝置，特別涉及到一種藥丸式的可吞入的消化道藥物定點釋放裝置，用于在動物或人體的消化道釋放物質，如藥物、食物、標記物等。
背景技術：
在美國專利US 4425117中提出了一種在消化道指定位置釋放物質的裝置，該裝置分為兩個小室，第一室中有一個可在壓縮彈簧的壓力作用下運動的可移動機構，在可移動機構端部有一個針；第二個小室為周圍有小孔的儲藥倉，藥物封裝于小氣球中放入儲藥倉中；在該裝置的中間位置有一固定擋板將兩小室隔開。該裝置到達消化道指定位置時，外界發出電磁波信號，位于該裝置殼體中的線圈及振蕩電路感應外界信號并產生感應電流，釋放動作被所感應電流觸發，可移動機構在彈簧壓力作用下向前運動，在一定位置，針刺破擋板并刺破裝有藥物的氣球，在氣球的收縮作用下，藥物釋放。該裝置存在以下缺點，首先，藥物的釋放依賴于氣球被針刺破的小孔，如果氣球內部壓力不夠大，則藥物釋放速度較慢；其次，藥物從裝置內釋放出來的通道為外殼圓周壁上的小孔，藥物從儲藥倉釋放出依賴于小孔的泄漏，而這些小孔可能被消化道中的物質封堵住，沒有適當的外加壓力，藥物有可能無法通過小孔泄漏出，特別是儲藥倉的外壁與消化道緊密接觸時，藥液可能只能釋放道儲存倉中，釋放不徹底，可靠性較低；另外，該技術方案只適合液體藥物釋放，不適合粉末、固體顆粒的藥物釋放。
在中國專利ZL03233001.4中提出了一種微型釋放裝置，用于在人體或者動物體內的消化道定點釋放藥物，該裝置包括外殼、控制機構、活塞、驅動活塞運動的彈簧、藥液儲存容倉、尖銳物陣列；該裝置的主要特征在于藥液儲存倉為柔性彈性薄膜材料制作，待釋放的藥液密封在藥液儲存倉中，藥液儲存倉在充滿藥液后為彈性膨脹狀態；裝置的一端的底部具有尖銳物陣列，尖銳物指向裝置內部；藥液儲存倉置于活塞與尖銳物陣列之間。當裝置接收到體外遙控信號，活塞在彈簧的作用下向前運動，藥液儲存倉在活塞的驅動下向前運動并被位于端部的尖銳物刺破，藥液釋放出來，通過外殼上的小孔進一步釋放到消化道中。該裝置存在以下缺點，首先，膨脹的藥液儲存倉與外殼的內壁的摩擦力較大，彈簧的驅動力有可能無法推動藥液儲存倉運動，無法和尖銳物陣列作用，導致釋放失敗；其次，藥液儲存倉裝入藥物困難，裝藥后的藥液儲存倉在裝配過程中容易損壞。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、使用方便、可靠性高的消化道藥物定點釋放裝置。
本發明的技術方案是該裝置包括體外遙控機構與可吞入的電子膠囊，電子膠囊包含外殼、電池、遙控模塊、彈簧、活塞、儲藥倉、藥物釋放通道機構、定位標記源，活塞、外殼內壁與藥物釋放通道機構之間的空腔構成儲藥倉，遙控模塊包括一個微型發熱元件，一根低熔點的聚合物線將活塞固定在電子膠囊外殼內的一端，彈簧處于壓縮狀態并被約束于活塞與遙控模塊之間，聚合物線與微型發熱元件接觸。
本發明的工作過程為志愿者、或者患者吞入電子膠囊后，利用X射線透視機器、B超、ECT等現有醫療設備、或者專用的定位跟蹤系統監測電子膠囊在消化道中的位置，當到達指定區域時，體外遙控機構發出遙控信號，位于電子膠囊內部的遙控模塊接收到遙控信號后導通電路，微型發熱元件在電源作用下，溫度迅速升高并熔斷聚合物線，活塞在壓縮彈簧的驅動下向電子膠囊另外一端運動，在活塞運動產生的壓力作用下，藥物釋放通道機構打開，儲藥倉中的藥物通過已經被打開的藥物釋放通道機構釋放出來。
本發明與現有技術相比，具有以下技術效果1、結構簡單。本發明將電子膠囊模塊化，主要由電池、遙控模塊、彈簧、活塞、藥物釋放通道機構構成，結構簡單，使得裝配與制造更加容易。
2、使用方便。本發明中，儲藥倉由活塞、外殼內壁與藥物釋放通道機構之間的空腔構成，結構簡單，相對于柔性材料制作的氣球囊儲藥倉，藥物裝入更為簡單，使用方便。
3、釋放可靠性高。本發明中，藥物釋放通道機構的打開利用活塞驅動的壓力打開，驅動壓力可以通過藥物直接傳遞到藥物釋放通道機構，藥物釋放通道機構能夠及時打開，釋放可靠性得到提高。
圖1是本發明的系統組成圖；圖2是本發明的電子膠囊的第一種結構圖；圖3是本發明的電子膠囊的第二種結構圖；圖4是本發明的遙控模塊的第一種結構圖；圖5是本發明的遙控模塊的第二種結構圖；圖6是本發明的遙控模塊的第三種結構圖；圖7是本發明的體外遙控機構的第一種結構圖；圖8是本發明的第一種體外遙控機構的發射天線結構示意圖；圖9是本發明的體外遙控機構的第二種結構圖；圖10是本發明的體外遙控機構的第三種結構圖；在圖1至圖9中1-體外遙控機構，2-電子膠囊，3-外殼，4-電池，5-遙控模塊，6-彈簧，7-活塞，8-藥物釋放通道機構，9-定位標記源，10-微型發熱元件，11-聚合物線12-儲藥倉，13-接收天線，14-圓形通孔，15-圓形彈性密封塞，16-單向閥17-射頻接收解調電路，18-壓控開關模塊，19-諧振電路，20-整流電路，21-磁開關，22-功率發生器，23-阻抗匹配網絡，24-發射天線組，25-發射天線，26-開關脈沖產生電路，27-調制發射電路，28-射頻發射天線，29-磁場發生裝置具體實施方式
一種消化道藥物定點釋放裝置，包括體外遙控機構[1]與可吞入的電子膠囊[2]，電子膠囊[2]包含外殼[3]、電池[4]、遙控模塊[5]、彈簧[6]、活塞[7]、藥物釋放通道機構[8]、定位標記源[9]，活塞[7]與藥物釋放通道機構[8]之間的空腔構成儲藥倉[12]。
藥物釋放通道機構[8]包含一個圓形通孔[14]與圓形彈性密封塞[15]，圓形通孔[14]直徑在3mm到10mm之間、長度在1mm到5mm之間；圓形彈性密封塞[15]直徑在3mm到10mm之間、長度在1mm到5mm之間；圓形彈性密封塞[15]置于圓形通孔[14]中，呈密封配合狀態，圓形通孔[14]與圓形彈性密封塞[15]之間的摩擦力在0.5牛頓和10牛頓之間。為了增加密封塞的密封可靠性，圓形通孔[14]的內壁上可以加工為螺紋結構、或者其他增加摩擦力的刻紋結構。藥物釋放通道機構[8]也可以為單向閥[16]結構。
定位標記源[9]為永磁體、或者為醫用放射性示蹤劑；為了節約空間，定位標記源[9]可以被嵌入、或者被封裝在活塞[7]之中。
遙控模塊[5]包括接收天線[13]，射頻接收解調電路[17]、壓控開關模塊[18]；當接收天線[13]收到體外遙控機構[1]發射的該無線遙控信號時，由射頻接收解調電路[17]解調后，驅動壓控開關模塊[18]導通電路，負載得電工作。
遙控模塊[5]也可以包括接收天線[13]、諧振電路[19]、整流電路[20]、壓控開關模塊[18]。接收天線[13]感應的諧振電壓、或者經過整流后的諧振電壓直接控制壓控開關模塊[18]的導通與閉合。為提高空間利用率，接收天線[13]可以置入、或者纏繞在外殼[3]的內壁與外壁之間。壓控開關模塊[18]為金屬氧化半導體場效應晶體管、或者光耦合繼電器、或者微型機械電子開關。
遙控模塊[5]也可以包含一個微型的磁開關[21]，對應的體外遙控器[1]為磁場發生器[29]、或者為永磁體。
體外遙控機構[1]包括頻段為高頻、或者是射頻的功率發生器[22]、阻抗匹配網絡[23]及發射天線組[24]。發射天線組[24]包括三對互相垂直的、或者互相成為一定角度的發射天線[25]，三對發射天線[25]同時、或者按照一定的順序發射遙控信號。
體外遙控機構[1]也可以由開關脈沖產生電路[26]、調制發射電路[27]和射頻發射天線[28]組成；本實施例得工作過程如下志愿者、或者患者吞入電子膠囊[2]后，利用X射線透視機器、B超、ECT等現有醫療設備、或者專用的定位跟蹤系統監測電子膠囊[2]在消化道中的位置，當到達感興趣區域時，體外遙控機構[1]發出遙控信號，遙控模塊[5]接收到遙控信號后導通電路，微型發熱元件[10]在電源[4]的作用下，溫度迅速升高并熔斷聚合物線[11]，處于壓縮狀態的彈簧[6]被釋放，活塞[7]在彈簧[6]的驅動下向電子膠囊[2]另外一端運動，在活塞運動產生的壓力作用下，藥物釋放通道機構[8]打開，儲存倉[12]中的藥物通過已經被打開的藥物釋放通道機構[8]釋放出來。
圖1是本實施例的系統組成，系統包括體外遙控系統[1]和電子膠囊[2]。電子膠囊的尺寸一般為直徑小于12mm，長度一般小于35mm。
圖2給出了本實施例的電子膠囊[2]的第一種結構圖。電子膠囊[2]包括外殼[3]、電池[4]、遙控模塊[5]、壓縮彈簧[6]、活塞[7]、藥物釋放通道機構[8]、定位標記源[9]，活塞[7]與藥物釋放通道機構[8]之間的空腔構成儲藥倉[12]。藥物釋放通道機構[8]包含一個圓形通孔[14]與圓形彈性密封塞[15]，圓形彈性密封塞[15]置于圓形通孔[14]中，呈密封配合狀態。為了增加密封塞的密封可靠性，圓形通孔[14]的內壁加工為螺紋結構。定位標記源[9]為永磁體，為了節約空間，定位標記源[9]被嵌入在活塞[7]中。為了提高空間利用率，接收天線[13]可以置入在外殼[3]的內壁與外壁之間。當進行藥物釋放時，活塞[7]在彈簧[6]的驅動下向電子膠囊[2]另外一端運動，在活塞運動產生的壓力作用下，圓形彈性密封塞[15]從圓形通孔[14]中脫離，儲存倉[12]中的藥物通過已經被打開的圓形通孔[14]中釋放出來。本方案的突出優點在于藥物裝入非常方便，而且適合多種藥物劑型的釋放，例如液體、粉末、顆粒等。
圖3是本實施例的電子膠囊[2]的第二種結構圖。藥物釋放通道機構[8]為單向閥[16]。單向閥[16]在內部壓力作用下單向打開，該設計適合液體藥物、懸浮藥液的釋放。單向閥的加工可以利用微型機械電子系統(MEMS)技術進行加工。
圖4給出了遙控模塊的第一種結構圖。圖中，遙控模塊[5]包括接收天線[13]，射頻接收解調電路[17]、壓控開關模塊[18]；當接收天線[13]收到體外遙控機構[1]發射的該無線遙控信號時，由射頻接收解調電路[17]解調后，驅動壓控開關模塊[18]導通電路，微型發熱元件[10]得電工作，溫度迅速升高并熔斷聚合物線。
圖5給出了遙控模塊的第二種結構圖。圖中，遙控模塊[5]包括接收天線[13]、諧振電路[19]、整流電路[20]、壓控開關模塊[18]，接收天線[13]感應的諧振電壓直接控制壓控開關模塊[18]的導通與閉合。壓控開關模塊[18]為金屬氧化半導體場效應晶體管、或者光耦合繼電器、或者微型機械電子開關。
圖6給出了控模塊的第三種結構圖。圖中，遙控模塊[5]包含一個微型的磁開關[21]，該磁開關為微型常開磁簧管。
圖7給出了體外遙控機構的第一種結構圖。其中，體外遙控機構[1]包括頻段為高頻、或者是射頻的功率發生器[22]、阻抗匹配網絡[23]及發射天線組[24]。優化的頻率段一般為100KHz～30MHz之間。
圖8給出了第一種體外遙控機構的發射天線組[24]結構。發射天線組[24]包括三對互相垂直的、或者互相成為一定角度的發射天線[25]，三對發射天線同時、或者按照一定的順序發射遙控信號。該方案的優點在于從多個方向發射遙控信號，可以減少信號方向性對可靠性的影響，提高了成功觸發的可靠性。
圖9給出了體外遙控機構的第二種結構圖。其中，體外遙控機構[1]由開關脈沖產生電路[26]、調制發射電路[27]和射頻發射天線[28]組成。優化的頻率段一般為200MHz～450MHz之間。
圖10給出了體外遙控機構的第三種結構圖。其中，體外遙控器[1]為一對磁場發生器[29]，該磁場發生器可以為靜態電磁場發生器、或者為強磁場永磁體。
權利要求
1.一種消化道藥物定點釋放裝置，包括體外遙控機構與可吞入的電子膠囊，電子膠囊包含外殼、電池、遙控模塊、彈簧、活塞、儲藥倉、藥物釋放通道機構、定位標記源，其特征在于活塞、外殼內壁和藥物釋放通道機構之間的空腔構成儲藥倉，遙控模塊包括一個微型發熱元件，一根低熔點的聚合物線將活塞固定在電子膠囊外殼內的一端，彈簧處于壓縮狀態并被約束于活塞與遙控模塊之間，聚合物線與微型發熱元件接觸，遙控模塊接收到體外遙控機構發射的遙控信號后接通電路，微型發熱元件在電源作用下溫度迅速升高，熔斷聚合物線，處于壓縮狀態的彈簧得到釋放，活塞在彈簧的驅動下向電子膠囊另外一端運動，藥物釋放通道機構在活塞運動產生的壓力作用下打開，儲藥倉中的藥物通過已經被打開的藥物釋放通道機構釋放出來；
2.根據權利要求1所述的消化道藥物定點釋放裝置，其特征在于藥物釋放通道機構包含一個圓形通孔與圓形彈性密封塞，圓形通孔直徑在3mm到10mm之間、長度在1mm到5mm之間；圓形彈性密封塞直徑在3mm到10mm之間、長度在1mm到5mm之間；圓形彈性密封塞置于圓形通孔中，呈密封配合狀態，圓形通孔與圓形彈性密封塞之間的摩擦力在0.5牛頓和10牛頓之間；
3.根據權利要求2所述的消化道藥物定點釋放裝置，其特征在于圓形通孔的內壁上具有螺紋結構；
4.根據權利要求1所述的消化道藥物定點釋放裝置，其特征在于藥物釋放通道機構為一個單向閥；
5.根據權利要求1所述的消化道藥物定點釋放裝置，其特征在于定位標記源為永磁體、或者為醫用放射性示蹤劑；
6.根據權利要求1所述的消化道藥物定點釋放裝置，其特征在于定位標記源被嵌入、或者被封裝在活塞之中；
7.根據權利要求1所述的消化道藥物定點釋放裝置，其特征在于遙控模塊包括接收天線，接收天線置入、或者纏繞在外殼的內壁與外壁之間；
8.根據權利要求1所述的消化道藥物定點釋放裝置，其特征在于其遙控模塊包括接收天線、射頻接收解調電路、壓控開關模塊；
9.根據權利要求1所述的消化道藥物定點釋放裝置，其特征在于其遙控模塊包括接收天線、諧振電路、整流電路、壓控開關模塊，接收天線感應的諧振電壓、或者經過整流后的諧振電壓直接控制壓控開關模塊的導通與閉合，壓控開關模塊為金屬氧化半導體場效應晶體管、或者光耦合繼電器、或者微型機械電子開關；
10.根據權利要求1所述的消化道藥物定點釋放裝置，其特征在于體外遙控機構包括高頻、或者射頻功率發生器、阻抗匹配網絡及發射天線組；
11.根據權利要求10所述的消化道藥物定點釋放裝置，其特征在于發射天線組包括三對互相垂直的、或者互相成為一定角度的發射天線，三對發射天線同時、或者按照一定的順序發射遙控信號；
12.根據權利要求1所述的消化道藥物定點釋放裝置，其特征在于體外遙控機構由開關脈沖產生電路、調制發射電路和射頻發射天線組成；
13.根據權利要求1所述的消化道藥物定點釋放裝置，其特征在于其遙控模塊包括磁開關，體外遙控器包括永磁體、或者磁場發生器。
全文摘要
一種消化道藥物定點釋放裝置，涉及一種藥丸式的藥物定點釋放裝置，該裝置包括體外遙控機構與可吞入的電子膠囊，電子膠囊包含外殼、電池、遙控模塊、壓縮彈簧、活塞、儲藥倉、藥物釋放通道機構、定位標記源，活塞、外殼內壁和藥物釋放通道機構之間的空腔構成儲藥倉，遙控模塊包括一個微型發熱元件，一根低熔點的聚合物線將活塞固定在電子膠囊外殼內的一端，聚合物線與微型發熱元件接觸，當遙控模塊接收到體外遙控機構發射的遙控信號后，電路導通，微型發熱元件在電源作用下溫度迅速升高，熔斷聚合物線，活塞在壓縮彈簧的驅動下向電子膠囊另外一端運動，藥物釋放通道機構在活塞運動產生的壓力作用下打開，儲藥倉中的藥物通過藥物釋放通道機構釋放出來。本發明具有結構簡單、可靠性高的優點，主要用于在動物或人體的消化道釋放物質，如藥物、食物、標記物等。
文檔編號A61D7/00GK1600279SQ200410040809
公開日2005年3月30日 申請日期2004年9月29日 優先權日2004年9月29日
發明者鄭小林, 皮喜田, 彭承琳, 侯文生, 崔建國, 樊華, 吳旭東 申請人:重慶大學