用于至少一種藥物的離子導入透皮遞送的電子組件以及離子導入透皮藥物遞送設備的制作方法

用于至少一種藥物的離子導入透皮遞送的電子組件以及離子導入透皮藥物遞送設備的制作方法
【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和設備，該電子組件包括：輸入機構，被配置用于接收用于至少一種藥物的離子導入透皮遞送的至少一個參數。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選擇電流強度和電壓調制。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】用于至少一種藥物的離子導入透皮遞送的電子組件以及離 子導入透皮藥物遞送設備

【技術領域】
[0001] 本實用新型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】
[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層（SC)所造成 的屏障。為了克服這種屏障，本領域內已經開發出了離子導入（iontophoresis)技術。離 子導入是一種非侵入性技術，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（lidocaine)和 芬太尼（fentanyl)。這樣的設備由受過訓練的操作員根據需求編程或預編程，通過調整使 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。 實用新型內容
[0004] 所提供的概要是為了介紹有關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] 現有的基于離子導入的透皮藥物遞送設備通常是笨重并且由于需要操作員而不 是用戶友好的，并且在藥物遞送時段上遞送的藥物的速率和總量有限。
[0006] 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制的電壓波形。選擇的電流強度和選擇的電壓 調制對應于經由輸入機構接收的用于離子導入透皮遞送的藥物的至少一個參數。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，其被配置用于，基于在藥物遞送時段期間的皮膚阻抗來調控電流強度。
[0007] 根據實施例，提供了一種用于至少一種藥物的離子導入透皮遞送的電子組件，其 特征在于電子組件包括：輸入機構，被配置用于接收用于至少一種藥物的離子導入透皮遞 送的至少一個參數；以及控制器，被配置用于：基于至少一個參數選擇電流強度和電壓調 制中的至少一個，以及基于選擇的電流強度生成電壓波形，以用于一個藥物遞送時段的至 少一種藥物的離子導入透皮遞送。
[0008] 根據實施例，提供了一種離子導入透皮藥物遞送設備，其特征在于被配置用于至 少一種藥物向患者的離子導入透皮遞送，離子導入透皮藥物遞送設備包括：電子組件，其被 配置用于：接收用于至少一種藥物的離子導入透皮遞送的至少一個參數；基于至少一個參 數選擇電流強度和電壓調制；以及基于選擇的電流強度生成電壓波形，以用于藥物遞送時 段的至少一種藥物的離子導入透皮遞送；該離子導入透皮藥物遞送設備還包括至少一個 電極對，至少一個電極對被配置用于從電子組件接收生成的電壓波形，并且應用電壓波形 以用于藥物遞送時段的至少一種藥物的離子導入透皮遞送。
[0009] 根據實施例，還提供了一種設備，其特征在于包括輸入機構，被配置用于從用戶接 收離子導入輸入參數；控制器，耦合到輸入機構并且被配置用于從輸入機構接收輸入參數 并且基于輸入參數選擇電流強度；以及電壓生成電路，耦合到控制器并且被配置用于基于 選擇的電流強度生成電壓波形，并且通過向至少一個電極應用電壓波形來實現藥物的離子 導入透皮遞送。
[0010] 根據實施例的設備具有較便攜、不需要操作員而簡易使用，并且其能夠在更短的 時間內遞送高劑量的藥物的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 參考附圖描述了【具體實施方式】。在圖中，標號的最左邊的數字標識第一次出現該 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。
[0012] 圖1圖示了根據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 遞送設備的實現方式的網絡圖；
[0013] 圖2示出了根據圖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；
[0014] 圖3示出了根據圖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；
[0015] 圖4示出了根據圖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】
[0016] 透皮藥物遞送提供了優于藥物遞送的其他常規途徑的許多優勢，其他常規途徑如 口服、以及注射。然而，由于皮膚屏障的原因，僅少數藥物被成功開發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的嘗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助下增強藥物跨皮膚屏障運輸的技術。具有恒定電流的直流電 (DC)離子導入方式是常規的離子導入透皮藥物遞送（ITDD)中最常用的形式。
[0017] DC離子導入方式已經成功地應用于小極性分子的施用。然而，該方式導致 DC-ITDD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。正如本領域內已知 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-ITDD設備不適于持續或重復使用。 結果是DC-ITDD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-ITDD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。
[0018] 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，相比較于常規的設備而言，該ITDD設備能夠在更短的時間內遞送高劑量 的藥物。
[0019] 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。適當的電流強度、電壓波形和藥物遞送時段可 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的使用相關聯的有害影響大體上被消除。
[0020] 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，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生率，從而 使得ITDD設備更適于持續或重復的使用。
[0021] 根據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。
[0022] 本主題結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，本領域內的技術人員能夠想到體現本主題的原理并包含在其精神 和范圍內的各種布置，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。
[0023] 本領域內的技術人員可以認識到，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生的動作的精確術語，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。
[0024] 圖1圖示了根據本主題的一種網絡圖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的實現方式。電子組件 104被配置用于基于用戶輸入生成適當的電壓波形，在下文中指代為電壓波形，電壓波形具 有選擇的電流強度和選擇的電壓調制以用于藥物的離子導入透皮遞送。在一個實施例中， 工業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。根據一個實施例，工業用戶可以包括但不限 于制藥研究部門、研究機構、醫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的設備結合使用。
[0025] 在另一實施例中，電子組件104可以被包括在ITDD設備102內以由用戶而不是工 業用戶來使用，用戶諸如患者或行醫者。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的粘結劑或帶子將 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，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。
[0026] 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，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可以選擇適當的電流強度 和電壓調制，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。正如本領域內的技術人員可以認識到的，本主題的實現方式并不限 于本文中提及的示例并且其他適當的藥物也能夠由ITDD設備102施用。
[0027]表 1
[0028]

【權利要求】
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，其特征在于，所述電子組 件包括： 輸入機構，被配置成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；以及 控制器，耦合到所述輸入機構，并且被配置成基于所述至少一個參數選擇電流強度和 電壓調制中的至少一個，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. 根據權利要求1所述的電子組件，其特征在于，進一步包括： 反饋電路，耦合到所述控制器，并且被配置成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. 根據權利要求1所述的電子組件，其特征在于，所述至少一個參數選自以下之一：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 所述電壓調制。
4. 根據權利要求3所述的電子組件，其特征在于，所述至少一個參數基于患者簡檔和 藥物施用簡檔而被選擇。
5. 根據權利要求1所述的電子組件，其特征在于，所述輸入機構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：近場通信、射頻通信、藍牙、紅外、Zigbee、GSM、 〇0麻、舊8和1?232。
6. 根據權利要求1所述的電子組件，其特征在于，其被實現為以下之一：片上系統，專 用集成電路，以及電路板中具有電子部件的組件。
7. -種離子導入透皮藥物遞送設備，其特征在于，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，被配置成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；基于所述至少一個參數選擇電流強度和電壓調制；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，耦合到所述電子組件，并且被配置成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. 根據權利要求7所述的離子導入透皮藥物遞送設備，其特征在于，所述電子組件進 一步被配置成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. 根據權利要求8所述的離子導入透皮藥物遞送設備，其特征在于，所述電子組件包 括用于接收所述至少一個參數的輸入機構。
10. 根據權利要求9所述的離子導入透皮藥物遞送設備，其特征在于，所述輸入機構 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. 根據權利要求7所述的離子導入透皮藥物遞送設備，其特征在于，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、電壓調制、電壓波形以 及預定藥物遞送時段的映射。
12. 根據權利要求7所述的離子導入透皮藥物遞送設備，其特征在于，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 遞送的多個參數的所述第二藥物的所述離子導入透皮遞送。
13. -種設備，其特征在于，包括： 輸入機構，被配置成從用戶接收離子導入輸入參數； 控制器，耦合到所述輸入機構，并且被配置成從所述輸入機構接收所述輸入參數并且 基于所述輸入參數選擇電流強度；以及 電壓生成電路，耦合到所述控制器，并且被配置成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藥物的離子導入透皮遞送。
14. 根據權利要求13所述的設備，其特征在于，所述電壓生成電路包括數字模擬轉換 器。
15. 根據權利要求13所述的設備，其特征在于，包括耦合到所述控制器的存儲器。
16. 根據權利要求15所述的設備，其特征在于，所述控制器被配置成訪問存儲在所述 存儲器中的數據庫，以基于所述輸入參數來選擇所述電壓波形。
17. 根據權利要求13所述的設備，其特征在于，包括耦合到所述控制器的反饋電路，并 且所述反饋電路被配置成向所述控制器提供經過所述至少一個電極的電流的指示。
【文檔編號】A61N1/30GK204182020SQ201320480112
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年8月6日 優先權日:2012年8月7日
【發明者】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