Dispositivo de suministro de fármaco controlable accionado por batería expansible.

Dispositivo de suministro de fármaco controlable para suministrar un fármaco inyectable líquido,

comprendiendo dicho dispositivo:

un depósito (22) de fármaco,

un dispositivo (28) de administración de fármaco,

una batería (20) de generación de desplazamiento que genera desplazamiento por la expansión de la célulade batería;

un sensor (81) de desplazamiento para producir una señal indicativa del desplazamiento real producido pordicha batería,

un circuito (85) de agotamiento de corriente,

un controlador (78) para aplicar una carga (80) variable a través de dicha batería; y

una unidad (77) de estado de batería acoplada a la batería para determinar al menos una propiedad dedicha batería que es indicativa de desplazamiento de batería;

en el que el desplazamiento generado por dicha batería bajo el control de dicho controlador a medida quese agota la corriente de la batería por el circuito de agotamiento de corriente desplaza una pared deldepósito de fármaco haciendo de ese modo que el depósito expulse fármaco inyectable líquido contenidoen el mismo a través de dicho dispositivo de administración de fármaco;

caracterizado porque:

las entradas a dicho controlador incluyen tanto el sensor de desplazamiento como la unidad de estado debatería, de manera que dos indicaciones independientes del desplazamiento logrado están disponibles paradicho controlador;

el controlador responde a una discrepancia entre dichas dos indicaciones para determinar que se haproducido un mal funcionamiento; y

el controlador proporciona un agotamiento de corriente sustancialmente constante de la batería y de esemodo hace que dicho dispositivo de suministro de fármaco suministre una tasa de suministro de fármacosustancialmente constante.

Dispositivo de suministro de fármaco controlable accionado por batería expansible

Campo de la invención La presente invención está en el campo de los dispositivos de suministro de fármaco. En particular, esta invención describe el uso de un dispositivo de suministro de fármaco controlable accionado por una batería de generación de desplazamiento.

Antecedentes de la invención Los dispositivos de suministro de fármaco tales como bombas de infusión normalmente requieren altos criterios de controlabilidad con el fin de garantizar que el suministro de fármaco sea fiable y preciso. El documento WO 2007/129317 de algunos de los presentes inventores enseña el uso de una batería de generación de desplazamiento para accionar un dispositivo de suministro de fármaco en miniatura. Sin embargo, esta solicitud no enseña los elementos de control de un dispositivo de este tipo requeridos para garantizar la precisión y fiabilidad. La intercalación es un proceso conocido por el que especies de intercalación dentro de una célula de batería penetran en un electrodo y se disponen por sí mismas en el mismo. Las especies de intercalación pueden incluir un ión, un protón, un metal alcalino o un metal alcalinotérreo. El electrodo puede experimentar expansión o contracción con la intercalación. Por ejemplo, las especies de intercalación pueden ser un ión litio, y el electrodo cuyo volumen se cambia puede contener estaño (Sn) o silicio (Si) . En estos ejemplos y otros, el cambio de volumen del electrodo puede hacer que la célula de batería sirva como actuador que puede aplicar movimiento a un objeto físico conectado al actuador. La gran expansión que puede proporcionarse mediante el uso de una reacción de intercalación de litioestaño se conoce en la técnica anterior. Por ejemplo, la investigación de la Universidad de Carolina del Sur ha notificado una expansión de volumen del 259%. La técnica anterior que describe el uso de intercalación para realizar accionamiento incluye la patente estadounidense n.º 6.577.039, el documento US 20060102455 así como referencias citadas por estas patentes.

El documento WO 2007/010522 a nombre del presente solicitante enseña un dispositivo de suministro de fármaco que utiliza la expansión de volumen para implementar un dispositivo de suministro de fármaco de infusión lenta.

El documento WO 2007/129317 también a nombre del presente solicitante y publicado el 15 de noviembre de 2007 (es decir tras la prioridad de la presente solicitud) enseña asimismo un dispositivo de suministro de fármaco que utiliza la expansión de volumen para implementar un dispositivo de suministro de fármaco de infusión lenta.

El documento US 2007/0062250 describe un mecanismo de control de tipo servo para una bomba de infusión controlada electrónicamente en el que un sensor de posición (magnético) es la fuente de retroalimentación posicional para el controlador de la bomba. La posición real, tal como se determina únicamente por este sensor, se compara con la posición deseada o esperada, y la bomba se impulsa en consecuencia con el fin de salvar cualquier diferencia entre la posición real y la teórica.

Sumario de la invención Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de control para un suministro de fármaco en miniatura basándose en una batería de generación de desplazamiento y que incorpora información posicional real proporcionada por un sensor de desplazamiento para obtener dos indicaciones de suministro de fármaco volumétrico (una basándose en el agotamiento de la célula de batería y una basándose en el desplazamiento medido) . Un algoritmo que combina ambas indicaciones puede servir para proporcionar datos más precisos acerca del suministro de fármaco real que una cualquiera sola. Adicionalmente, comparando estas dos indicaciones, puede detectarse mal funcionamiento del dispositivo y el controlador puede actuar entonces según el programa para tales condiciones, añadiendo de ese modo una característica de seguridad adicional al dispositivo.

La presente invención proporciona un dispositivo de suministro de fármaco, de tipo parche, de perfil bajo, que puede proporcionar infusión lenta controlada de fármacos a seres humanos. El dispositivo comprende al menos una célula de batería y al menos un depósito de fármaco, en el que un desplazamiento de al menos una pared de la célula de batería produce directa o indirectamente el desplazamiento de al menos una pared desplazable o flexible en dicho depósito de fármaco, accionando de ese modo la infusión del fármaco. El dispositivo de suministro de fármaco comprende además medios para determinar el desplazamiento logrado y medios de administración de fármaco tales como una cánula y un dispositivo de inserción de cánula, estando configurado este último para optimizar el perfil bajo del dispositivo en su conjunto. El mecanismo de inserción de cánula puede montarse al menos parcialmente en paralelo con la batería. En algunas realizaciones, la célula de batería se basa en el fenómeno de expansión/contracción debido a la intercalación de un ión, un protón, un metal alcalino o un metal alcalinotérreo en un electrodo tal como uno que contiene estaño o silicio o sus compuestos. La célula de batería puede configurarse para crear desplazamiento directamente o a través de amplificación hidráulica interna. Según la invención, el desplazamiento se produce descargando la célula de una manera controlada. Según la invención, se proporciona un

mecanismo de control de retroalimentación para determinar el grado del desplazamiento producido y por tanto el volumen del fármaco suministrado. La invención se define en la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos Con el fin de entender la invención y de ver cómo puede llevarse a cabo en la práctica, ahora se describirán realizaciones, a modo de ejemplo no limitativo únicamente, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

las figuras 1a a 1d son vistas isométricas y en sección transversal de una realización de una célula de batería de película delgada según la presente invención;

las figuras 2a a 2c muestran vistas en sección transversal de una realización de un dispositivo de suministro de fármaco de la presente invención que usa la célula de batería de película delgada mostrada en la figura 1;

las figuras 3a a 3c son vistas isométricas que muestran detalles de una realización del dispositivo de suministro de fármaco de la presente invención;

la figura 3d es una vista en sección transversal del dispositivo de inserción de cánula;

las figuras 4a y 4b son vistas isométricas que muestran el uso de un extensómetro dentro del dispositivo de suministro de fármaco;

las figuras 4c y 4d muestran respectivamente una vista en despiece ordenado y una vista en sección transversal del dispositivo mostrado en las figuras 4a y 4b;

la figura 5 es una vista en sección transversal de una realización de un depósito de estilo bolsa para su incorporación en el dispositivo de la presente invención;

las figuras 6a a 6f son vistas en sección transversal de una realización de la célula de batería que emplea amplificación hidráulica interna del cambio de volumen que resulta de la intercalación;

la figura 6g es una vista en sección transversal que muestra la integración de la célula en el dispositivo de suministro de fármaco; y

la figura 7 es un diagrama de bloques que muestra la funcionalidad de un sistema de control electrónico para controlar la tasa de infusión en respuesta a una medición del desplazamiento real; y

las figuras 8a y 8b son diagramas de circuito electrónico que muestran circuitos para generar un agotamiento de corriente constante a una tasa determinada de la batería de generación de desplazamiento.

Descripción detallada de las realizaciones El dispositivo de suministro de fármaco de la presente invención se presenta a continuación en el contexto de varias realizaciones.

Las figuras 1a y 1b muestran vistas en perspectiva y en sección transversal que muestran una realización de una configuración de película de múltiples capas de una batería de tipo bolsa que comprende un envase 10 de lámina metálica flexible que encierra una multiplicidad de pares de capas de cátodo-ánodo y un electrolito 13. Lengüetas 12 y 14 eléctricas entran en el envase 10 de lámina metálica flexible y se entrelazan entre los pares de electrodos. En esta figura, se muestra una configuración sencilla en la que el conector 14 para los cátodos se divide en la entrada al envase en una capa de contacto para los cátodos de la capa exterior, mientras que el conector 12 para los ánodos... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de suministro de fármaco controlable para suministrar un fármaco inyectable líquido, comprendiendo dicho dispositivo:

un depósito (22) de fármaco,

un dispositivo (28) de administración de fármaco,

una batería (20) de generación de desplazamiento que genera desplazamiento por la expansión de la célula de batería;

un sensor (81) de desplazamiento para producir una señal indicativa del desplazamiento real producido por dicha batería,

un circuito (85) de agotamiento de corriente,

un controlador (78) para aplicar una carga (80) variable a través de dicha batería; y

una unidad (77) de estado de batería acoplada a la batería para determinar al menos una propiedad de dicha batería que es indicativa de desplazamiento de batería;

en el que el desplazamiento generado por dicha batería bajo el control de dicho controlador a medida que se agota la corriente de la batería por el circuito de agotamiento de corriente desplaza una pared del depósito de fármaco haciendo de ese modo que el depósito expulse fármaco inyectable líquido contenido en el mismo a través de dicho dispositivo de administración de fármaco;

caracterizado porque:

las entradas a dicho controlador incluyen tanto el sensor de desplazamiento como la unidad de estado de batería, de manera que dos indicaciones independientes del desplazamiento logrado están disponibles para dicho controlador;

el controlador responde a una discrepancia entre dichas dos indicaciones para determinar que se ha producido un mal funcionamiento; y

el controlador proporciona un agotamiento de corriente sustancialmente constante de la batería y de ese modo hace que dicho dispositivo de suministro de fármaco suministre una tasa de suministro de fármaco sustancialmente constante.

2. Dispositivo de suministro de fármaco según la reivindicación 1, en el que las propiedades de la batería determinadas por la unidad de estado de batería incluyen resistencia interna y descarga.

3. Dispositivo de suministro de fármaco según la reivindicación 1 ó 2, en el que la tasa de suministro de fármaco se calcula según el agotamiento de carga acumulado de dicha batería.

4. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el circuito (85) de agotamiento de corriente está adaptado para variar un ciclo de trabajo de un conmutador (87) para variar una corriente media que se hace pasar de ese modo.

5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que:

el circuito (85) de agotamiento de corriente incluye un transistor (86) de unión bipolar que tiene un colector y un emisor acoplados a través de la batería, y

el controlador (78) está adaptado para aplicar una tensión de polarización controlada a una base del transistor de unión bipolar para variar una impedancia de salida efectiva del transistor de unión bipolar.

6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el sensor (81) de desplazamiento incluye un extensómetro (47’) o está adaptado para medir la capacitancia entre un par de placas eléctricamente conductoras dispuestas en lados opuestos del depósito de fármaco.

7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el circuito (85) de agotamiento de corriente puede ajustarse entre diferentes tasas de agotamiento con el fin de generar diferentes tasas de suministro de fármaco.

8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el controlador está adaptado para ajustar bloqueos entre bolos.

9. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la batería funciona basándose en la intercalación entre dos metales.

10. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la batería contiene una célula (61) electroquímica en conexión de fluido con un fuelle (62) y, con la expansión de la célula, se fuerza fluido (63) hidráulico hacia fuera de la célula y al interior del fuelle haciendo así que el fuelle se expanda.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, en el que el fluido (63) hidráulico es el electrolito (67) de la célula.

12. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la batería está configurada para proporcionar presión suficiente para suministrar fármacos en un intervalo de viscosidad de 20200 centipoises (0, 02 - 0, 2 Pa·s) .

13. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el depósito (22) de fármaco incluye una bolsa flexible.

14. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el dispositivo (30) de administración de fármaco comprende una cánula (28) y un mecanismo (30) de inserción asociado o al menos una microaguja.

15. Dispositivo según la reivindicación 13, en el que el dispositivo (30) de administración de fármaco comprende una cánula (28) y un mecanismo de inserción de cánula que está montado al menos parcialmente en paralelo con la batería.