用于药物递送的具有二氧化钛纳米管膜的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种装置，其包括在钛基材上具有多个二氧化钛纳米管的二氧化钛纳米管膜，其中所述二氧化钛纳米管在两个末端均为开放的且能使液体或固体从所述膜的一侧经过所述二氧化钛纳米管扩散至另一侧。还提供了制备所述二氧化钛纳米管膜的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于药物递送的具有二氧化钛纳米管膜的装置相关申请的交叉引用本申请要求于2011年12月5日提交的第61/566，810号美国临时申请的优先权，该申请以整体形式并入本文用于所有目的。专利技术背景当前可注射的药物递送疗法具有使人衰弱的副作用，其显著降低患者的生活质量。举例而言，接受用于肝炎C(HCV)的干扰素-a (IFN-a)治疗的患者报告了他们的治疗的副作用如此严重，以至于他们通常不能工作。由于许多包含IFN-a的注射疗法使人衰弱的作用，因此患者通常未按规定进行治疗，直至疾病的损伤作用变得严重，例如患有HCV的患者的急性肝脏炎症。患者被要求向其注射他们已知会使其数日内感到病得很重的物质。因此，患者不愿按规定进行他们的治疗，并且一些患者过早停止治疗，负面影响他们的治疗。来自干扰素疗法的许多副作用与注射后即刻的药物浓度迅速上升有关。理想地，IFN-α会以恒定速率进入患者，由此减少副作用。在可植入的二氧化钛纳米多孔膜方面的最新进展已产生用于控制大分子释放的新颖方法，消除了与注射相关的浓度迅速上升。此外，皮下植入装置可以增加患者的依从性，由此增加治疗效能，同时降低副作用。令人惊讶地，本专利技术满足此类及其他需求。专利技术简述在一实施方案中，本专利技术提供了具有适于植入的胶囊的装置。所述装置还包括由所述胶囊封装的储库，其中所述储库适于包含治疗剂。所述装置还包括在钛基材上的二氧化钛纳米管膜，其中所述 钛基材与所述胶囊连接，以使所述钛基材与所述储库接触，其中所述二氧化钛纳米管膜包括与所述储库流体接触的多个二氧化钛纳米管。所述装置使所述多个二氧化钛纳米管为所述治疗剂从所述储库离开的唯一扩散路径。在另一实施方案中，本专利技术提供了制备二氧化钛纳米管膜的方法，所述方法包括在阳极氧化条件下于钛基材的第一侧面上生长多个二氧化钛纳米管，以使每一纳米管的第一末端闭合并与所述钛基材连接，并且每一纳米管的第二末端是开放的。所述方法还包括在足以打开第一组所述二氧化钛纳米管的所述第一末端的条件下于与所述第一侧面相对的侧面上蚀刻所述钛基材，由此制备所述二氧化钛纳米管膜。在另一实施方案中，本专利技术提供了通过以上方法制备的二氧化钛纳米管膜。在另一实施方案中，本专利技术提供了在钛基材上具有多个二氧化钛纳米管的二氧化钛纳米管膜，其中每一纳米管具有第一末端和第二末端，以使第一组所述二氧化钛纳米管的所述第一末端和第二末端均为开放的。附图简述图1示出本专利技术装置的一个实施方案，所述装置具有胶囊(100)、由胶囊封装的储库(110)、与储库接触的二氧化钛纳米管膜(120)，其中二氧化钛纳米管膜在钛基材(130)上，并且其中二氧化钛纳米管膜包括多个二氧化钛纳米管(121)。图2示出在固定装置底座上的用于纳米管制造的室。图3示出室，其中阴极插入该室的凹槽中。图4示出室，其中阳极插入该室底座的孔中且阳极的衬垫侧留在该室中。图5示出室，其中放置盖子，使圆柱排列特征在该室内。图6示出本专利技术方法的示意图，包括准备钛基材(CP等级I或2)，从其中生长二氧化钛纳米管，然后蚀刻该钛基材以暴露二氧化钛纳米管膜。图7示出本专利技术装置的另外细节，包括在钛基材上的二氧化钛纳米管膜，以及钛基材与储库的激光焊接，以使用于释放储库内含物的唯一通道是经由二氧化钛纳米管膜。图8示出在本专利技术方法中制造的二氧化钛纳米管，包括纳米管底部(A)，示出约60微米长度的纳米管的侧视图(B)和纳米管顶部(C)。专利技术详述1.概述本专利技术提供了用于递送治疗剂的药物递送装置，其具有在钛基材上形成二氧化钛纳米管膜的多个二氧化钛纳米管。首先通过在钛基材上生长二氧化钛纳米管，然后蚀刻钛基材的背侧、即没有纳米管的侧面，直至暴露第一组二氧化钛纳米管的纳米管内部，从而制造该二氧化钛纳米管膜。二氧化钛纳米管膜可以还包括第二组二氧化钛纳米管，其中二氧化钛纳米管的第一末端保持闭合。二氧化钛纳米管的窄直径控制药物递送装置中治疗剂的释放，因为二氧化钛纳米管是用于从该装置扩散出去的唯一路径。治疗剂的释放速率可以为零级。I1.定义“治疗剂”是指能提供治疗反应的任何作用剂，例如药物或生物制品。“二氧化钛纳米管膜”是指在钛基材上的二氧化钛纳米管的阵列，其中至少一部分的二氧化钛纳米管在两末端均是开放的，并且能够使液体或固体从膜的一侧经过二氧化钛纳米管扩散至另一侧。“流体接触”是指储库的内含物能够从储库扩散至二氧化钛纳米管。储库的内含物可以为液体形式的，但还可以是粉末或固体形式的。“纵横比”是指二氧化钛纳米管的长度与直径的比，包括内直径和外直径。“零级释放速率”是指与储库中治疗剂的浓度无关的释放速率。“接触”是指使至少两种不同物质接触以使它们可以反应的过程。然而，应认识到，可以由添加的试剂之间的反应直接生成所得的反应产物，或由可在反应混合物中生成的来自一种或多种添加的试剂的中间体生成所得的反应产物。“卤离子”是指氟离子、氯离子、溴离子和碘离子。卤离子可以与合适的抗衡离子如铵离子配对。“水混溶性溶剂”是指至少部分可与水混溶的溶剂，以及可以完全与水混溶的溶剂。II1.装置本专利技术提供了药物递送装置，其具有在钛基材上的二氧化钛纳米管膜，所述二氧化钛纳米管膜提供用于使任何治疗剂从装置离开的唯一扩散路径。 在一些实施方案中，本专利技术提供了具有适于植入的胶囊的装置。所述装置还包括由胶囊封装的储库，其中储库适于包含治疗剂。所述装置还包括在钛基材上的二氧化钛纳米管膜，其中钛基材与胶囊连接，以使钛基材与储库接触，其中二氧化钛纳米管膜包括与储库流体接触的多个二氧化钛纳米管。所述装置使多个二氧化钛纳米管为治疗剂从储库离开的唯一扩散路径。图1的胶囊(100)可以是与身体生物相容的任何胶囊。胶囊可以由任何合适的材料制成，例如金属、聚合物及其组合。可用的金属可以是纯金属或合金，并且包括但不限于钛和钢。可用于本专利技术的聚合物包括任何天然或合成的与身体生物相容的聚合物。在一些实施方案中，胶囊包含钛。胶囊可以具有任何合适的形状或尺寸。胶囊可以是球形的、椭圆形的、长方形的、圆形的或圆柱形的，等等。该装置还包括图1的储库(110)，其包含治疗剂。任何治疗剂可用于本专利技术的装置。可用的治疗剂包括药物和生物制品。合适的治疗剂包括生物活性大分子，如肽、蛋白药物或多聚核酸。合适的肽或蛋白生物药物包括:激素，激素激动剂，激素拮抗剂，生长因子如CSF、ΕΡ0，以及生长激素，细胞因子如白介素，免疫调节剂如干扰素Y和干扰素β，抗感染药如干扰素a 2b，抗炎药，免疫抑制剂/抗排斥药物，抗体，抗关节炎药物以及抗肿瘤剂。合适的多聚核酸包括:DNA、RNA、质粒分子、反义DNA以及核酶。小分子量分子也适用于本专利技术。合适的小分子量分子包括但不限于止痛药或抗神经病药。优选地，与在储库内包含的治疗剂共同配制的稳定剂包括水混溶性溶剂或者聚合物。合适的稳定剂包括但不限于碳水化物、糖、葡聚糖、聚乙烯吡咯烷酮、阿拉伯胶、聚乙二醇、白蛋白、树枝状聚合物、交联聚合物基质以及表面活性剂。代表性的糖包括海藻糖、葡萄糖和蔗糖。在一些实施方案中，治疗剂可以是葡糖脑苷脂酶、干扰素α、干扰素β、agasidase a、agasid ase β、艾塞那肽、纽托品(nutropin) / 索玛多托品(somatropin)、因子VII1、磺达肝素、aldesl本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备二氧化钛纳米管膜的方法，所述方法包括：在阳极氧化条件下于钛基材的第一侧面上生长多个二氧化钛纳米管，以使每一纳米管的第一末端闭合并与所述钛基材连接，并且每一纳米管的第二末端是开放的；以及在足以打开第一组所述二氧化钛纳米管的所述第一末端的条件下于与所述第一侧面相对的侧面上蚀刻所述钛基材，由此制备所述二氧化钛纳米管膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.05 US 61/566,8101.制备二氧化钛纳米管膜的方法，所述方法包括: 在阳极氧化条件下于钛基材的第一侧面上生长多个二氧化钛纳米管，以使每一纳米管的第一末端闭合并与所述钛基材连接，并且每一纳米管的第二末端是开放的；以及 在足以打开第一组所述二氧化钛纳米管的所述第一末端的条件下于与所述第一侧面相对的侧面上蚀刻所述钛基材，由此制备所述二氧化钛纳米管膜。2.如权利要求1所述的方法，其中第二组所述二氧化钛纳米管的所述第一末端保持闭口 ο3.如权利要求1所述的方法，其中所述生长步骤包括: 使所述钛基材 的第一侧面与包含卤离子、水和水混溶性溶剂的阳极氧化溶液接触。4.如权利要求3所述的方法，其中所述阳极氧化溶液包含氟化铵。5.如权利要求3所述的方法，其中所述水混溶性溶剂选自乙醇、乙二醇、丙二醇和1，3-丙二醇。6.如权利要求3所述的方法，其中所述阳极氧化溶剂包含量为约0.01wt%至约5wt%的氟化铵。7.如权利要求3所述的方法，其中所述阳极氧化溶剂包含量为约0.lwt%至约50wt%的水。8.如权利要求3所述的方法，其中所述阳极氧化溶剂包含量为约50wt%至约99wt%的水混溶性溶剂。9.如权利要求3所述的方法，其中所述阳极氧化溶剂包含: 量为约0.1wt %至约Iwt %的氟化铵； 量为约Iwt %至约5wt%的水；以及 量为约95wt%至约99被％的所述水混溶性溶剂。10.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括退火在所述钛基材上的所述多个二氧化钛纳米管。11.如权利要求10所述的方法，其中所述退火步骤包括: 在约200°C至约1000°c的温度下加热在所述钛基材上的所述多个二氧化钛纳米管。12.如权利要求11所述的方法，其中所述加热的温度为约450°C。13.如权利要求1所述的方法，其中使用深反应离子蚀刻来进行所述蚀刻。14.二氧化钛纳米管膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚当·D·孟德尔索恩，凯瑟琳·E·菲舍尔，彭浩怡，威廉·G·菲舍尔，
申请(专利权)人：纳诺精密医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US