Dispositivo MEMS para la administración de agentes terapéuticos.

Un dispositivo implantable (200) moldeado para encajar en el contorno curvo de un globo ocular y comprendiendo una bomba electrolítica,

la bomba comprendiendo:

una cámara de fármaco (390) para contener un líquido a administrar;

un puerto de inyección (410) configurado para recibir una aguja de inyección (420), el puerto de inyección (410) estando en comunicación fluida con la cámara de fármaco para facilitar la recarga del dispositivo mientras el dispositivo está implantado. una cánula (110) en comunicación fluida con la cámara, un extremo de la cánula estando formado para facilitar la inserción del mismo en el globo ocular;

un primer y segundo electrodo (320, 330); y

una membrana flexible (374, 376) dispuesta sobre los electrodos (320, 330), la membrana estando configurada para expandirse y contraerse al aumentar y disminuir la presión, la activación de los electrodos provocando una creación de gas dentro de la cámara para expandir así la membrana para que empujar el líquido desde la cámara hacia la cánula

donde el segundo electrodo (330) incluye al menos una parte alargada central (332) y una pluralidad de extensiones (334) que se extienden desde al menos una parte alargada central y que definen un perímetro dentro del perímetro del primer electrodo (320) y donde el dispositivo comprende una estructura impermeable al gas (370) entre el primer y el segundo electrodo.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11153615.

Solicitante: UNIVERSITY OF SOUTHERN CALIFORNIA.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 3740 McClintock Avenue, EEB 131 Los Angeles, CA 90089-2561 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: HUMAYUN, MARK, S., AGRAWAL,RAJAT, MENG,ELLIS, TAI,YU-CHONG, LO,RONALEE, SHIH,JASON, RODGER,DAMIEN, KUWAHARA,KENRICK, LI,PO-YING, CHEN,PO-JUI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61F9/00 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61F FILTROS IMPLANTABLES EN LOS VASOS SANGUINEOS; PROTESIS; DISPOSITIVOS QUE MANTIENEN LA LUZ O QUE EVITAN EL COLAPSO DE ESTRUCTURAS TUBULARES, P. EJ. STENTS; DISPOSITIVOS DE ORTOPEDIA, CURA O PARA LA CONTRACEPCION; FOMENTACION; TRATAMIENTO O PROTECCION DE OJOS Y OIDOS; VENDAJES, APOSITOS O COMPRESAS ABSORBENTES; BOTIQUINES DE PRIMEROS AUXILIOS (prótesis dentales A61C). › Métodos o dispositivos para el tratamiento de los ojos; Dispositivos para colocar las lentes de contacto; Dispositivos para corregir el estrabismo; Aparatos para guiar a los ciegos; >Dispositivos protectores de los ojos que se llevan sobre el cuerpo o en la mano (gorras con medios para la protección de los ojos A42B 1/06; viseras para cascos A42B 3/22; baños de ojos A61H 35/02; gafas de sol o de automovilista con las mismas características que las gafas normales G02C).
  • A61K9/00 A61 […] › A61K PREPARACIONES DE USO MEDICO, DENTAL O PARA EL ASEO (dispositivos o métodos especialmente concebidos para conferir a los productos farmacéuticos una forma física o de administración particular A61J 3/00; aspectos químicos o utilización de substancias químicas para, la desodorización del aire, la desinfección o la esterilización, vendas, apósitos, almohadillas absorbentes o de los artículos para su realización A61L;   composiciones a base de jabón C11D). › Preparaciones medicinales caracterizadas por un aspecto particular.
  • A61M31/00 A61 […] › A61M DISPOSITIVOS PARA INTRODUCIR AGENTES EN EL CUERPO O PARA DEPOSITARLOS SOBRE EL MISMO (introducción de remedios en o sobre el cuerpo de animales A61D 7/00; medios para la inserción de tampones A61F 13/26; dispositivos para la administración vía oral de alimentos o medicinas A61J; recipientes para la recogida, almacenamiento o administración de sangre o de fluidos médicos A61J 1/05 ); DISPOSITIVOS PARA HACER CIRCULAR LOS AGENTES POR EL CUERPO O PARA SU EXTRACCION (cirugía A61B; aspectos químicos de los artículos quirúrgicos A61L; magnetoterapia utilizando elementos magnéticos colocados dentro del cuerpo A61N 2/10 ); DISPOSITIVOS PARA INDUCIR UN ESTADO DE SUEÑO O LETARGIA O PARA PONERLES FIN. › Dispositivos para la introducción o la retención de agentes, p. ej. remedios, en las cavidades del cuerpo (A61M 25/00 tiene prioridad).
  • A61M37/00 A61M […] › Otros aparatos para introducir agentes en el cuerpo (para la reproducción o la fertilización A61B 17/425; aparatos para iontoforesis o cataforesis A61N 1/30 ); Percutanización, es decir, introducción de medicamentos en el cuerpo por difusión a través de la piel (baños de sales A61H 33/04).
  • A61M5/142 A61M […] › A61M 5/00 Dispositivos para introducir agentes en el cuerpo vía subcutánea, intravenosa o intramuscular; Accesorios correspondientes, p. ej. dispositivos de llenado o de limpieza, reposa-brazos (conectores o acoplamientos para tubos, válvulas o conjuntos de derivación, especialmente concebidos para uso médico A61M 39/00; recipientes especialmente adaptados para fines médicos o farmacéuticos A61J 1/00). › Perfusión por presión, p. ej. utilizando bombas.
  • A61M5/168 A61M 5/00 […] › Medios para controlar el flujo de los agentes hacia el cuerpo o para dosificar los agentes a introducir en el cuerpo, p. ej. contadores de gota a gota.
  • B81B3/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B81 TECNOLOGIA DE LAS MICROESTRUCTURAS.B81B DISPOSITIVOS O SISTEMAS DE MICROESTRUCTURA, p. ej. DISPOSITIVOS MICROMECANICOS (elementos piezoeléctricos, electroestrictivos o magnetoestrictivos en sí H01L 41/00). › Dispositivos que tienen elementos flexibles o deformables, p.ej. que tienen membranas o láminas elásticas (B81B 5/00 tiene prioridad).
  • B81C1/00 B81 […] › B81C PROCEDIMIENTOS O APARATOS ESPECIALMENTE ADAPTADOS PARA LA FABRICACION O EL TRATAMIENTO DE DISPOSITIVOS O SISTEMAS DE MICROESTRUCTURA (fabricación de microcápsulas o de microbolas B01J 13/02; procedimientos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de elementos piezoeléctricos o electroestrictivos o magnetoestrictivos en sí H01L 41/22). › Fabricación o tratamiento de dispositivos o de sistemas en o sobre un substrato (B81C 3/00 tiene prioridad).
  • F04B43/04 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04B MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS (bombas de inyección de combustible para motores F02M; máquinas de líquido, o bombas, de tipo pistón rotativo u oscilante F04C; bombas de desplazamiento no positivo F04D; bombeo de fluido por contacto directo con otro fluido o por utilización de la inercia del fluido a bombear F04F; cigüeñales, cabezas de biela, bielas F16C; volantes F16F; transmisiones para convertir un movimiento rotativo en movimiento alternativo y viceversa, en general F16H; pistones, vástagos de pistones, cilindros, en general F16J; bombas iónicas H01J 41/12; bombas electrodinámicas H02K 44/02). › F04B 43/00 Máquinas, bombas o instalaciones de bombeo con órganos de trabajo flexibles (bombas o instalaciones de bombeo especialmente adaptadas para fluidos compresibles F04B 45/00). › Bombas que tienen accionamiento eléctrico.
  • F15C3/04 F […] › F15 DISPOSITIVOS ACCIONADORES POR PRESION DE UN FLUIDO; HIDRAULICA O NEUMATICA EN GENERAL.F15C ELEMENTOS DE CIRCUITOS DE FLUIDO UTILIZADOS PRINCIPALMENTE PARA EL CALCULO O EL CONTROL (transductores F15B 5/00; dinámica de fluidos en general F15D; computadores que emplean elementos de fluido G06D, G06G). › F15C 3/00 Elementos de circuitos que tienen partes móviles (válvulas, estructura de las válvulas F16K). › utilizando diafragmas (uniones de válvulas a cuerpos elásticos inflables B60C 29/00).
  • F15C5/00 F15C […] › Fabricación de los elementos de circuito de fluido; Fabricación de los conjuntos de estos elementos.
  • F16K99/00 F […] › F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16K VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO; DISPOSITIVOS PARA VENTILAR O AIREAR.Materia no prevista en otros grupos de esta subclase.

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo MEMS para la administración de agentes terapéuticos ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la invención

[0001] Esta aplicación hace referencia en general a dispositivos para administrar agentes terapéuticos a un paciente y más específicamente a la administración de agentes terapéuticos a través de un dispositivo implantado.

Descripción de la técnica relacionada

[0002] El tratamiento médico suele requerir la administración de un agente terapéutico (p.ej., un medicamento, fármacos) en una parte del cuerpo en particular. La inyección intravenosa ha sido durante mucho tiempo un pilar en la práctica médica para la administración de fármacos de manera sistemática. Sin embargo, algunas enfermedades requieren la administración de fármacos sobre regiones o partes anatómicas a las que resulta más difícil acceder.

[0003] Los ojos son el ejemplo principal de región anatómica con un acceso limitado. Las patologías oculares como por ejemplo la retinopatía diabética y la degeneración macular son las mejor tratadas mediante la administración de fármacos al humor vitreo, que no tiene una comunicación fluida con la vasculatura. Dicha administración no sólo administra un fármaco directamente a donde es necesario, sino que también minimiza de manera significativa la exposición del resto del cuerpo a un fármaco y por lo tanto a los inevitables efectos secundarios.

[0004] La inyección en el cuerpo del paciente (p.ej., en el humor vitreo del ojo), siempre que sea médicamente factible, administra un bolo de fármaco. Sin embargo, muchas veces la administración de un bolo de fármaco es indeseable. Por ejemplo, los fármacos suelen tener efectos secundarios que dependen de la concentración y limitan la máxima concentración administrada al cuerpo de manera óptima. Ciertos fármacos ejercen su acción terapéutica sólo cuando su concentración excede un valor límite durante un periodo dado. Para tales fármacos, el deterioro exponencial en la concentración con tiempo de una inyección de bolo necesitaría inyecciones repetidas para mantener la concentración de fármaco deseada en el cuerpo. Las inyecciones repetidas no sólo implican el gasto y la molestia de repetidas visitas al médico, sino también la incomodidad de las propias inyecciones intraoculares además, en cuanto a los tratamientos intraoculares, las inyecciones repetidas aumentan el riesgo de dañar el ojo mediante una infección, hemorragia o un desprendimiento de retina.

[0005] Estos problemas son particularmente graves en el caso de dolencias crónicas que requieren una administración a largo plazo de un fármaco para el tratamiento y/o para el mantenimiento profiláctico. Otras enfermedades crónicas, como la diabetes, se tratan ahora con dispositivos que administran de manera gradual los medicamentos terapéuticos a lo largo del tiempo, evitando o al menos reduciendo el modelo "diente de sierra" asociado a la administración repetida de bolos.

[0006] GB 1452104 describe un dispositivo para suministrar medicamentos. El dispositivo comprende un contenedor de almacenaje para almacenar el medicamento y un recipiente de volumen variable dispuesto para que el aumento de su volumen reduzca el espacio de almacenaje del contenedor provocando así que el medicamento salga por una salida del contenedor hacia un cuerpo humano o animal. Se utilizan medios eléctricos para impulsar un aumento en la cantidad de fluido en el recipiente.

[0007] EP 0209677A1 describe un dispensador de fármaco comprendiendo una reserva de fluido para almacenar el fármaco, una bomba electroquímica para bombear fármaco desde la reserva y una válvula de bomba receptiva a la presión de la bomba. Cuando la presión de la bomba alcanza un valor predeterminado, la válvula de bomba libera la presión ejercida sobre el fármaco.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

[0008] En ciertos modos de realización, un dispositivo implantable para administrar un agente terapéutico a un paciente se proporciona según se describe en la reivindicación 1.

[0009] El dispositivo comprende una reserva configurada para contener un liquido que comprende el agente terapéutico. El dispositivo también comprende una cánula en comunicación fluida con la reserva. La cánula tiene una salida configurada para estar en comunicación fluida con el paciente. El dispositivo también comprende un primer electrodo y un segundo electrodo, al menos uno de entre el primer y el segundo electrodo es planar. El dispositivo también comprende un material en comunicación eléctrica con el primer y el segundo electrodo.

[0010] Un voltaje aplicado entre el primer y el segundo electrodo produce gas a partir del material, el gas empuja al líquido para que fluya desde la reserva hacia la salida.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0011]

La figura 1 muestra una vista despiezada de las tres capas que forman un ejemplo de dispositivo para administrar fármaco compatible con ciertos modos de realización aquí descritos.

La figura 2 muestra un ejemplo ensamblado del dispositivo de administración de fármaco compatible con ciertos modos de realización aquí descritos.

La figura 3 ilustra una ubicación de ejemplo para el implante de un dispositivo de administración de fármaco de ejemplo en el ojo.

La figura 4 muestra imágenes de microscopio óptico de una vista transversal del polidimetilsiloxano después de introducirse utilizando una (a) aguja estándar de calibre 20, 8b) aguja hueca de calibre 30 y (c) una aguja normal de calibre 30.

La figura 5 muestra una vista transversal del dispositivo mostrado en la figura 2.

[0012] Las figuras 6A y 6B muestran vistas transversales de la operación de una válvula de ejemplo compatible con ciertos modos de realización aquí descritos.

[0013] La figura 7 es un fotomicrografía de un modo de realización de una válvula ensamblada compatible con ciertos modos de realización aquí descritos,

[0014] La figura 8 consiste en una serie de fotomicrografías que ilustran la operación de una válvula de ejemplo de acuerdo con ciertos modos de realización aquí descritos.

[0015] La figura 9 muestra un ejemplo de un dispositivo de administración de fármaco intraocular ensamblado compatible con ciertos modos de realización aquí descritos.

[0016] La figura 10 ilustra de manera esquemática un dispositivo de ejemplo utilizando un bombeo electrolítico.

[0017] La figura 11 muestra la capa base de un dispositivo de ejemplo mostrando una cánula de administración de fármaco integrada y electrodos de electrólisis.

[0018] Las figuras 12A y 12B muestran un ejemplo de la capa base junto al tapón de la reserva y con una reserva ensamblada.

[0019] Las figuras 13A y 13B ilustran de manera esquemática un ejemplo de micro bomba de electrólisis compatible con ciertos modos de realización aquí descritos.

[0020] Las figuras 14A y 14B ilustran de manera esquemática las vistas superior y lateral recortadas de un ejemplo de micro bomba de electrólisis compatible con ciertos modos de realización aquí descritos.

[0021] Las figura 15A-15D muestran sucesivas vistas recortadas de una reserva de fármaco y una cámara de bomba compatible con ciertos modos de realización aquí descritos.

[0022] La figura 16 muestra un ejemplo de sistema de administración de fármaco con reserva de fármaco, cánula, válvula, bomba, puerto recargable y pestañas de sutura.

[0023] La figura 17 muestra la estructura interna de un tipo de puerto de inyección en la reserva compatible con ciertos modos de realización aquí descritos.

[0024] La figura 18 muestra un flujo de proceso de ejemplo para fabricar una máscara de silicio y elaborar una capa de polidimetilsiloxano moldeado.

[0025] La figura 19 muestra un flujo de proceso de ejemplo para fabricar la capa base de un dispositivo de administración de fármaco implantable que incluye electrodos para el bombeo electrolítico y una cánula integral de acuerdo con ciertos modos de realización aquí descritos.

[0026] La figura 20 ilustra ensayos ex vivo del dispositivo en un ojo porcino mostrando la administración activada por electrólisis de agua desionizada teñida en la cámara anterior.

[0027] La figura 21 ilustra (a) un flujo de corriente controlado tras la compensación de evaporación (media±SE, n=4) con la velocidad de evaporación de agua calibrada en la micro pipeta de aproximadamente 30 nL/min; (b) una operación de baja velocidad de flujo del dispositivo; (c) una eficacia de bomba calculada a partir de los datos de administración de flujo; (d) una recombinación de gas típica observada en el dispositivo. Se aplicó una corriente de 50 microamperios durante 10... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un dispositivo implantable (200) moldeado para encajar en el contorno curvo de un globo ocular y comprendiendo una bomba electrolítica, la bomba comprendiendo:

una cámara de fármaco (390) para contener un líquido a administrar;

un puerto de inyección (410) configurado para recibir una aguja de Inyección (420), el puerto de inyección (410) estando en comunicación fluida con la cámara de fármaco para facilitar la recarga del dispositivo mientras el dispositivo está implantado.

una cánula (110) en comunicación fluida con la cámara, un extremo de la cánula estando formado para facilitar la inserción del mismo en el globo ocular; un primer y segundo electrodo (320, 330); y

una membrana flexible (374, 376) dispuesta sobre los electrodos (320, 330), la membrana estando configurada para expandirse y contraerse al aumentar y disminuir la presión, la activación de los electrodos provocando una creación de gas dentro de la cámara para expandir así la membrana para que empujar el líquido desde la cámara hacia la cánula

donde el segundo electrodo (330) incluye al menos una parte alargada central (332) y una pluralidad de extensiones (334) que se extienden desde al menos una parte alargada central y que definen un perímetro dentro del perímetro del primer electrodo (320) y

donde el dispositivo comprende una estructura impermeable al gas (370) entre el primer y el segundo electrodo.

2. El dispositivo de la reivindicación 1 donde los electrodos y la membrana se contienen dentro de la cámara.

3. El dispositivo de la reivindicación 1, que también comprende una cámara de electrólisis separada, adyacente a la cámara de fármaco, para contener un fluido en movimiento sellado en su interior, estando dispuestos los electrodos en la cámara de electrólisis.

4. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la membrana es parileno corrugado.

5. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el primer electrodo y el segundo electrodo son ambos planares.

6. El dispositivo de la reivindicación 5 donde al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo está diseñado con extensiones o pestañas dentro de un plano definido por el electrodo.

7. El dispositivo de la reivindicación 5 o la reivindicación 6 donde el primer electrodo y el segundo electrodo son co-planares.

8. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el extremo de la cánula se

estrecha.

9. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 7 donde el extremo de la cánula tiene

esquinas redondas.

10. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la cánula comprende un regulador de flujo.

11. El dispositivo de la reivindicación 10 donde el regulador de flujo comprende una válvula.

12. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la estructura (370) es una barrera permeable al líquido.

13. El dispositivo de la reivindicación 12 donde la barrera de líquido permeable comprende una pared con al menos un pasaje de fluido que la atraviesa.


 

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