具有一两通阀和动态自我调节的流动通道的渗透供应设备制造技术

一种灌输的渗透驱动的供应系统具有一动态的两通阀和可自我调节的可变化几何形的流体流动通道。当试剂供应系统内的压力上升时流体通道变窄，由此限制流动。在额外高的压力下，阀可设计成孔或供应端完全地关闭，或它可提供最小的泄漏，以使最大流体流动绝不超过。在零或非常低的压力下，阀将在有用试剂容器处完全地关闭，将有用试剂成分与外部流体渗透隔绝，由此，消除外部流体流入有用试剂成分内的扩散。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Osmotic supply device having a one or two way valve and a dynamically self regulating flow passage

A penetration driven supply system with a dynamic two way valve and a self regulating, variable geometry fluid flow passage. As the pressure in the reagent supply system rises, the fluid channel narrows and thus restricts flow. At high additional pressure, the valve may be designed to be either fully closed or supplied, or it can provide minimal leakage so that the maximum fluid flow is never exceeded. At zero or very low pressure, the valve will be completely closed at the useful reagent container, isolating the useful reagent components from the external fluid, thereby eliminating the diffusion of the external fluid into the useful reagent components.

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及渗透控制灌输供应设备，具体来说，涉及这样一供应设备，它具有一两通微型阀，并动态地自我调节流动通道，以在渗透驱动的供应系统中控制反向扩散和流体供应速率。相关技术的描述有控制地供应诸如药物之类的有用试剂，在医学和兽医领域内已通过各种方法得到实现，包括诸如灌输渗透供应设备之类的灌输供应设备。渗透供应系统在一延长的时间(称之为控制时间)上非常可靠地供应一有用的试剂。一般来说，渗透供应系统通过从一外部环境吸收流体，并从供应系统释放有控制的有用试剂量。各种类型供应设备的代表性实例揭示在美国专利3,987,790、4,865,845、5,059,423、5,112,614、5,137,727、5,213,809、5,234,692、5,234,693、5,308,348、5,413,572、5,540,665、5,728,396、5,985,305、以及5,221,278中，本文援引所有这些专利以供参考。所有上述的专利一般包括某种类型的封套(capsule)，它具有诸壁或壁部分(例如，半渗透膜)，它们有选择地使水通入到封套内部。水被包含在封套内的吸水剂(water attracting agent)吸收，在封套内形成一渗透压力，然后，造成排出封套内的有用试剂。或者，吸水剂可以是供应给病人的有用的试剂。然而，在大多数情形中，特别地采用一独立的试剂，以能将水吸入到封套内。当使用一独立的渗透剂时，渗透剂通过一诸如活塞的可移动的驱动件可以与封套内的有用的试剂分离。封套的结构基本上是刚性的，这样，当渗透剂吸水和膨胀时封套本身并不膨胀。当渗透剂膨胀时，它致使可移动的驱动件移动，通过封套的一孔或出口通道排出有用试剂。有用试剂以相同的体积率通过出口通道排出，该体积率是水组合通过封套的半渗透壁的渗透剂。在某些已知的灌输供应设备中，封套的孔或出口通道是常开的，因此，允许有用试剂无阻碍地排出。这导致在有用试剂和病人组织周围的水之间直接的流体连通。因此，可造成水进入到有用试剂库的反向扩散。减小水的反向扩散的一种方法是提供一长的孔或出口通道，它可以呈各种形状，例如，直形或螺旋形。在其它已知的灌输供应设备中，封套的孔或出口通道用一可伸展的或弹性的部件或带覆盖，以减小水进入到有用试剂库的反向扩散。一旦克服阈值压力，可伸展的或弹性的带允许有用试剂排出。当装置内的压力小于阈值压力时，可伸展的或弹性的部件或带将孔关闭。然而，在这些类型的设备中，极少或没有压力控制，当设备调节到温度的变化和/或内部或外部压力时，会形成压力积累。在还有其它已知的灌输供应设备中，孔或出口通道至少部分地由可伸展的或弹性材料制成，它起到减小水进入到有用试剂库的反向扩散。一旦该设备内达到阈值压力，该可伸展的或弹性的材料发生变形，以允许有用试剂排出。当设备内的内部压力小于阈值压力时，可伸展孔的材料关闭。然而，在这些类型的设备中，极少或没有压力控制，当设备调节到温度的变化和/或内部或外部压力时，会形成压力积累。一般来说，渗透的供应系统依赖于孔隙体流体横贯一流量限制的膜(也称之为半渗透膜)的流动，以驱动渗透剂(osmotic agent)膨胀，这又驱动有用试剂的供应或排放。在就在灌输之后的时间过程中，孔隙流体也可通过一有用试剂供应通道(也称之为一孔或出口通道)扩散到有用试剂(benificial agent)内。这样的扩散是不理想的，因为它导致有用试剂成分的无控制的稀释。在现有技术的那些旨在限制或防止反向扩散而不覆盖孔或出口通道的已知的设计中，具有的局限性在于要求有相当长的扩散路径来防止或阻止流体流向有用试剂隔间内的反向扩散。通过在塑料中模制复杂花纹，或在金属中加工高公差的表面，形成这些已知设计中的长孔、扩散路径或出口通道。这些方法制造成本高，并占据相当大的体积，致使灌输具有一增加的尺寸。已知灌输供应设备的其它的缺点在于这些设备不能补偿温度和内压的变化，它们会导致灌输供应设备短暂地以高的或低的速率供应有用试剂。通常，一灌输的渗透的驱动供应系统，在灌输到病人体内之前，将在室温下(近似为20至22℃)进行储存。在灌输之后的几个小时内，系统将相继地与病人达到热平衡(近似为37℃)。这种温度的上升可造成灌输设备内有用试剂的成分膨胀，这可导致系统升压，以及快速地和短时间地供应有用试剂(通常称之为起动(start-up)“爆发(burst)”)。这种爆发通常跟随有一短时间的稍微低的试剂供应(通常持续小于1天至5天)，在此时间过程中，渗透压力增加到等于活塞摩擦的压力的程度。当灌输设备的内压增加时，有用试剂的供应率将上升，直到其获得一稳定状态。由于渗透供应系统的目的是以固定速率供应限定浓度的有用试剂，所以，起始的“爆发”和其后供应中的“滞后(lag)”均是不理想的。灌输的渗透驱动的有用试剂供应系统的另一方面在于它承受外压或温度变化(例如，水下呼吸器潜水、热水浴，或运输过程中的温度循环)，它又可导致有用试剂供应曲线中的瞬态尖峰。目前的设计可在灌输渗透供应设备内形成足够的高压，以使一个或多个灌输部件失效或逐出。在减小部件失效或逐出可能性的努力中，现有设计在容器壁内设置槽和/或在半渗透膜内的肋或在装置的壁内的孔，如果设备的部件移出位置，它们是敞开的。由于需要对零件额外的加工，所以这些方法增加了设备的成本。因此，本专利技术的一个目的是将起始的“爆发”减到最小，通过用一弹簧加载的阀来包含有用的试剂，直到内部的渗透诱发的压力足够大来克服施加的弹簧力，由此，打开阀和允许有控制地释放试剂。本专利技术的还有一目的在于，由于消除初始的试剂“爆发”，还可尽可能减小或消除有用试剂供应的后起动“滞后”。这种起动“爆发”的最小化和后起动“滞后”的另外的结果是系统可比已知灌输试剂供应设备显著快地达到理想的稳态特性。本专利技术的另一目的是以相当便宜的方式提供消除反向扩散，不要求相当大的或长的孔、扩散路径或出口通道。本专利技术的另一目的是提供一灌输的渗透供应设备，它能包含会形成在装置内的全部的渗透压力，而无需相当昂贵和复杂的流体流动旁路通道。专利技术概要根据本专利技术，一种用于哺乳动物(较佳地，用于人类)的灌输药物供应系统包括一具有一可渗透外层的封套。该封套具有一有用试剂供应端和一流体吸收端，它们彼此间隔，但不必位于所述封套的相对端。此外，封套包括一含有有用试剂的容器；一将该容器与渗透引擎(osmotic engine)分离的可移动的分隔件；以及，一渗透引擎。供应系统包括一用来控制有用试剂流过有用试剂供应端的装置，当封套内的压力高于预定的上压力时该装置基本上防止有用试剂流出封套，而当封套内的压力低于预定的下压力时该装置阻止流体通过有用试剂供应端流入到封套内。然而，当封套内的压力在预定的上压力与下压力之间时，基本上允许有用试剂通过有用试剂供应端流出封套。根据本专利技术的另一方面，一种用来动态地控制来自于加压的有用试剂供应系统的有用试剂的流动的设备包括一具有一下端口和上端口的中空本体。该设备还包括一装置，当有用试剂作用在该装置上以便控制流动的压力低于预定的下压力时，它用来控制孔隙流体流过中空本体的。该设备还包括一装置，当该设备内的压力高于预定的上压力时，该装置用来控制有用试剂流出装置。当设备内的压力在预定的下压力和上压力之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灌输渗透试剂供应系统包括：一具有一可渗透外层的封套；所述封套具有一有用试剂供应端和一流体吸收端，所述供应端和所述吸收端位于所述封套的相对端；以及用来控制流体流过所述有用试剂供应端的装置，当所述封套内的压力低于预定 的下压力而高于预定的上压力时所述控制装置基本上防止流体流动，然而，当所述封套内的所述压力在预定的所述下压力和上压力之间时基本上允许流体流动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JG斯科特，
申请(专利权)人：阿尔扎有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]