ES2333414T3 - Dispositivo y metodo para la entrega precisa de un agente activo. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo que se puede implantar para la entrega precisa de un agente, dicho dispositivo comprende: un alojamiento (2) que incluye un depósito (3) para contener el agente; un mecanismo (10) de control y válvula fijado al menos parcialmente dentro de dicho alojamiento (2) y capaz de asumir una configuración abierta y una configuración cerrada, en el que dicho mecanismo (10) de control y válvula cierra dicho depósito (3) cuando está en dicha configuración cerrada, evitando por tanto las fugas del agente activo durante el almacenamiento en dicho dispositivo; y en el que dicho mecanismo (10) de control y válvula abre dicho depósito (3) a un recorrido de flujo cuando está en dicha configuración abierta, permitiendo por tanto la entrega controlada del agente activo.
Description
Dispositivo y método para la entrega precisa de
un agente activo.
La presente invención se refiere en general a
dispositivos de entrega que se pueden implantar y, más
particularmente, a controlar con precisión la entrega de un agente
desde un dispositivo, además de evitar la liberación de un agente
desde un dispositivo durante el almacenamiento en estanterías.
La entrega controlada de agentes beneficiosos
tales como fármacos en los campos médico y veterinario se ha
conseguido con una variedad de métodos que pueden emplear varios
tipos de dispositivo de entrega de fármaco. Una gama de
dispositivos y métodos de ejemplo se describen bien en el documento
"Enciclopedia de Entrega Controlada de Fármacos" de 1999,
publicada por John Wiley e Hijos, Inc, editada por Edith Mathiowitz.
Los dispositivos de entrega de fármacos que incluyen un
dispositivo que se puede implantar, cuyo dispositivo puede basarse
en, por ejemplo, sistemas convectivos, erosionables o difusivos, por
ejemplo bombas, tales como bombas osmóticas, que pueden estar
conectados o no a un catéter, implantes biodegradables, sistemas de
electro-difusión, sistemas de electroósmosis,
bombas de vapor a presión, bombas electrolíticas, bombas
efervescentes, bombas piezoeléctricas, bombas electromecánicas,
sistemas basados en erosión, sistemas electromecánicos, liposomas,
depósitos o micro-esferas. Cada dispositivo en un
recipiente requiere un orificio de un tipo u otro, y dicho
dispositivo debe atender las necesidades particulares de entrega de
fármaco en una determinada situación, tal como la necesidad de bajo
régimen de flujo, régimen de flujo estable y predecible y la
necesidad de mantener el orificio cerrado hasta que se requiera
flujo.
Una solución para entregar un agente beneficioso
implica el uso de sistemas de difusión que se pueden implantar. Por
ejemplo, implantes subdérmicos para contracepción son descritos por
Philip D. Darney en el documento Opinión Actual (Current Opinion)
sobre Obstetricia y Ginecología, 1991, 3:470-476.
Norplant. RTM, requiere la colocación de 6 cápsulas de silastic
rellenas con levonorgestrel bajo la piel. Se consigue la protección
contra la concepción durante hasta 5 años. Los implantes funcionan
por difusión simple, es decir, el agente activo se difunde a través
del material polimérico con un régimen que es controlado por las
características de la formulación del agente activo y el material
polimérico.
Otro método para la entrega controlada
prolongada de un agente beneficioso implica el uso de un sistema de
entrega osmótico que se puede implantar. Los sistemas de entrega
osmóticos son muy fiables para entregar el agente beneficioso
durante un largo periodo de tiempo. La presión osmótica generada
por una bomba osmótica produce también un régimen de entrega del
agente beneficioso dentro del cuerpo que es relativamente constante
comparado con otros tipos de sistemas de entrega.
En general, los sistemas de entrega osmóticos
funcionan absorbiendo fluido desde el entorno externo y liberando
cantidades correspondientes de los agentes beneficiosos. Los
sistemas de entrega osmóticos, a los que comúnmente se hace
referencia como "bombas osmóticas", incluyen generalmente algún
tipo de cápsula que tiene paredes que hacen pasar selectivamente
agua adentro del interior de la cápsula que contiene un agente
atrayente de agua. La absorción de agua por el agente atrayente de
agua dentro del depósito de la cápsula crea una presión osmótica
dentro de la cápsula que provoca que el agente beneficioso sea
entregado desde la cápsula. El agente atrayente de agua puede ser
el agente beneficioso entregado al paciente, sin embargo, en la
mayoría de casos, se usa un agente separado específicamente por su
capacidad de atraer agua dentro de la cápsula.
Cuando se usa un agente osmótico separado, el
agente osmótico puede estar separado del agente beneficioso dentro
de la cápsula por un pistón o miembro separador movible. La
estructura de la cápsula es tal que la cápsula no se expande cuando
el agente osmótico coge el agua. Cuando el agente osmótico se
expande, provoca que el pistón o miembro separador movible se
mueva, lo que a su vez provoca que el agente beneficioso sea
descargado a través de un orificio con el mismo régimen volumétrico
con el que el agua entra en el agente osmótico por osmosis.
Otro método para la entrega controlada
prolongada de un agente beneficioso implica el uso de un sistema de
entrega que se puede implantar electroquímico o químico. Un
dispositivo de entrega controlada para contener y administrar un
agente biológicamente activo incluye un alojamiento que incluye un
miembro que se desplaza, una celda química o electroquímica que
genera presión, y puede incluir un circuito de control y
accionamiento. La celda química o electroquímica genera gas dentro
del alojamiento y obliga al miembro que se desplaza contra los
agentes beneficiosos contenidos dentro del alojamiento y obliga a
los agentes beneficiosos a través de una lumbrera de salida y
dentro del entorno de uso con un régimen predeterminado.
El orificio en cualquiera de los dispositivos
anteriores controla la interacción del agente beneficioso con el
entorno de fluido externo. El orificio proporciona la importante
función de aislar al agente beneficioso del entorno fluido externo,
ya que cualquier contaminación del agente beneficioso por fluidos
externos puede afectar adversamente a la utilidad del agente
beneficioso. Por ejemplo, el flujo hacia dentro de materiales del
entorno fluido externo debido a la difusión u osmosis puede
contaminar el interior de la cápsula, desestabilizando, diluyendo o
alterando de otra forma la formulación del agente beneficioso. Otra
función importante del orificio es controlar o limitar el flujo de
difusión del agente beneficioso a través del orificio dentro del
entorno de fluido externo.
En dispositivos de entrega conocidos, estas
funciones se han realizado típicamente con moderadores de flujo. Un
moderador de flujo puede consistir en una galería tubular que tiene
una longitud y un área en sección transversal particulares. La
longitud y el área en sección transversal del moderador de flujo son
elegidas de manera que la velocidad lineal promedio del agente
beneficioso saliente es mayor que la del flujo lineal hacia dentro
de materiales en el entorno externo debido a difusión u osmosis, por
tanto atenuando o moderando la difusión hacia atrás y sus efectos
deletéreos de contaminación del interior de la bomba de difusión u
osmótica.
Además, las dimensiones del moderador de flujo
pueden ser elegidas de manera que el flujo difusivo del agente
beneficioso afuera del orificio sea pequeño en comparación con el
flujo convectivo. Un problema con moderadores de flujo, sin
embargo, es que la galería puede atascarse u obstruirse con
partículas suspendidas en el agente beneficioso o en el fluido
desde el entorno externo. Dicho atascamiento puede ser reducido o
eliminado, por ejemplo aumentando el diámetro de la galería hasta 5
mm o más. Sin embargo, este aumento da lugar a un mayor régimen de
difusión del agente beneficioso fuera de la bomba. Un aumento
correspondiente ocurre también en la difusión hacia atrás del
fluido externo dentro de la bomba que puede contaminar al agente
beneficioso y afectar adversamente al régimen de entrega deseado
del agente beneficioso. Las tolerancias durante la fabricación
también dictaminan frecuentemente que el diámetro del orificio sea
mayor de aproximadamente 5 mm.
Sistemas con un moderador de flujo recto y largo
también son poco prácticos para aplicaciones de implantación ya que
aumentan el tamaño del implante haciendo significativamente que el
sistema sea difícil de implantar.
Pueden ocurrir fugas del agente beneficioso
desde la bomba o dispositivo, antes de implantar el mismo, debido a
cambios de presión en el depósito que contiene el agente beneficioso
provocados por cambios en la temperatura del entorno en el que está
almacenada la bomba. La pérdida de agente beneficioso hacia el
entorno por evaporación es otra situación común en varios grados
durante la vida en el estante o almacenamiento de diversas bombas
que se pueden implantar.
Otro problema asociado con dispositivos de
entrega de fármacos que se pueden implantar accionados por presión
es conocido como el efecto de estallido, en el que, debido a la
expansión térmica de un fármaco u otro agente beneficioso tras
retirar el dispositivo que se puede implantar de un entorno de
estantería a temperatura ambiente e implantarlo en un entorno a
temperatura corporal, un volumen inicial o bolo de fármaco o agente
beneficioso es entregado desde el dispositivo que a menudo es mucho
mayor que una dosis medida predeterminada requerida. Este fenómeno
puede ser un problema crítico, provocando daños severos o incluso la
muerte al paciente en los peores escenarios.
Los moduladores de flujo actuales provocan
también la separación de agentes beneficiosos que contienen
suspensiones de macromoléculas bioactivas (proteínas, genes, etc.).
Cuando dichas suspensiones pasan por una restricción en los
moduladores de flujo actuales, la suspensión se separa y varía la
concentración de entrega de macromoléculas bioactivas.
Adicionalmente, si se permite que una
formulación de fármaco se asiente en un canal de salida de entrega
durante el almacenamiento, entonces la precipitación de solutos
fuera de la solución (debido a efectos de superficie y evaporación)
puede provocar que el canal de salida de entrega se bloquee con
soluto precipitado.
Los problemas anteriores son particularmente
graves cuando el fármaco a entregar es altamente potente, cuando el
volumen a entregar es pequeño y cuando la entrega se hace durante un
periodo de tiempo prolongado.
Por tanto, existe la necesidad de métodos y
dispositivos que resuelvan los problemas de mantener el sistema
cerrado hasta que se necesite, controlando el estallido de fármaco
debido a expansión por diferencial térmico del fármaco y el
recipiente, reduciendo la precipitación de fármaco que provoca el
bloqueo del canal de salida de flujo y proporcionando un flujo
predecible, uniforme y regular de fármaco fuera del dispositivo de
entrega de fármaco. La invención actual lleva a cabo estas
necesidades.
La invención es una válvula accionada positiva o
manualmente en el orificio de salida del depósito de un dispositivo
de bombeo que se puede implantar. La válvula permite que el sistema
esté cerrado durante su vida en estanterías y evita por tanto la
salida de fluido fuera del depósito del sistema durante el
almacenamiento. Antes de la operación del sistema, la válvula es
accionada positivamente (esto puede ser un accionamiento manual
realizado por el usuario por medio de empujar, estirar o girar un
componente de la válvula) por el usuario. Ejemplos de diseños de
válvula que incorporan cada uno de los tres mecanismos se describen
en las figuras adjuntas.
Los diseños de válvula deben contener varias
características importantes. La primera característica es que la
válvula debe permitir espacio para la expansión térmica de los
contenidos de la bomba después de que haya sido accionada. Esto es
importante para controlar la liberación de sustancia de fármaco que
está contenida en la bomba debido al aumento de la temperatura de
los contenidos de la bomba desde la temperatura ambiente a la
temperatura del cuerpo. La siguiente característica que es
importante para la válvula es que sea accionada manual o
positivamente para permitir que un orificio de salida o de ruta de
flujo de salida sea completamente patente una vez que es accionada.
Esto es importante para permitir un flujo uniforme de los
contenidos de la bomba durante el funcionamiento. Los sistemas que
están cargados por resorte o que usan la acumulación de presión en
el sistema como medios para accionar la válvula se ha mostrado que
proporcionan un comportamiento errático de bombeo debido a la
acumulación y liberación de presión en el depósito de la bomba
durante el funcionamiento. Un orificio completamente patente que es
producido por el accionamiento manual positivo de la válvula no
permite esta acumulación y liberación de presión en el depósito y la
consecuente liberación errática de formulación de fármaco a la que
da lugar. La siguiente característica que la válvula necesita tener
es la capacidad de ser producida con materiales sustancialmente
bio-compatibles si se usan en una aplicación de
implante. Además, la válvula necesita ser capaz de soportar la
acumulación de presión que sucede en el depósito del sistema
cerrado durante los ciclos de presión atmosférica y temperatura del
sistema en almace-
namiento.
namiento.
Éstos y otros objetos, ventajas y rasgos de la
invención se harán claros a los expertos en la técnica tras leer
los detalles de los dispositivos y métodos que se describen más
completamente más adelante.
La presente invención se entenderá más
fácilmente tras leer la siguiente descripción detallada junto con
los dibujos, una breve descripción de los cuales está
continuación.
La figura 1 ilustra una parte de un dispositivo
de entrega que emplea una disposición de control de flujo acorde
con la presente invención en una posición en la que se evita el
flujo.
La figura 2 ilustra el dispositivo de entrega de
la figura 1, pero con la disposición de control de flujo situada
para permitir el flujo desde el dispositivo de entrega.
La figura 3 ilustra una parte de un dispositivo
de entrega que emplea otra disposición de control de flujo acorde
con la presente invención en una posición en la que se evita el
flujo.
La figura 4 ilustra una parte de un dispositivo
de entrega que emplea todavía otra disposición de control de flujo
acorde con la presente invención en una posición en la que se evita
el flujo.
La figura 5 ilustra el dispositivo de entrega de
la figura 4, pero con la disposición de control de flujo situada
para permitir el flujo desde el dispositivo de entrega.
La figura 6 ilustra una parte de un dispositivo
de entrega que emplea una variación del dispositivo de control de
flujo mostrado en las figuras 4-5, en una posición
en la que se evita el flujo.
La figura 7 ilustra una parte de un dispositivo
de entrega que emplea una variación de la disposición de control de
flujo mostrada en la figura 1, en una posición en la que se permite
el flujo.
La figura 8 ilustra una parte de un dispositivo
de entrega que emplea todavía otra disposición de control de flujo
acorde con la presente invención, en una posición en la que se evita
el flujo.
La figura 9 ilustra una parte de un dispositivo
de entrega que emplea una disposición de control de flujo que es
giratoria para permitir o evitar el flujo a través de ella.
La figura 10 ilustra una parte de un dispositivo
de entrega que emplea una variación de la disposición de control de
flujo mostrada en la figura 9 con la disposición de control de flujo
situada para permitir el flujo desde el dispositivo de entrega.
Antes de que se describan las actuales
disposiciones de control de flujo, dispositivos de entrega y métodos
para controlar el flujo, se ha de entender que esta invención no
está limitada a los mecanismos particulares descritos, ya que por
supuesto pueden variar. También se ha de entender que la
terminología usada en esta memoria tiene la finalidad de describir
sólo realizaciones particulares, y no está destinada a ser
limitativa, ya que el alcance de la presente invención sólo está
limitado por las reivindicaciones adjuntas.
Cuando se proporcione un intervalo de valores,
se entiende que cada valor que interviene, hasta la décima de
unidad del límite inferior, a menos que el contexto dictamine
claramente otra cosa, entre el límite superior e inferior del
intervalo se describe también específicamente. Cada intervalo más
pequeño entre cualquier valor establecido o valor que interviene en
un intervalo establecido y en cualquier otro valor que interviene o
establecido en ese intervalo establecido está incluido dentro de la
invención. Los límites superior e inferior de estos intervalos más
pequeños pueden ser incluidos o excluidos independientemente en el
intervalo, y cada intervalo en el que cualquiera, ninguno o ambos
límites están incluidos en los intervalos menores está también
incluido dentro de la invención, sujeto a cualquier límite
específicamente excluido en el intervalo establecido. Cuando el
intervalo establecido incluye un límite o ambos límites, los
intervalos que excluyen cualquiera o ambos de estos límites
incluidos también están incluidos de la invención.
A menos que se defina de otra forma, todos
términos técnicos y científicos usados en esta memoria tienen el
mismo significado que es entendido comúnmente por un experto
ordinario en la técnica a la que pertenece esta invención. Aunque
se puede usar cualquier método o material similar un equivalente a
los descritos en esta memoria, en la práctica o ensayos de la
presente invención, los materiales y métodos preferidos se
describirán ahora.
Se debe observar que tal como se usa en esta
memoria y las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares
"un", "y" y "el" incluyen referentes plurales a menos
que el contexto dictamine claramente otra cosa. Por tanto, por
ejemplo, la referencia a "un anillo" o "una junta tórica"
incluye una pluralidad de dichos anillos o juntas tóricas y la
referencia a "el recorrido de flujo" incluye referencia a uno o
más recorridos de flujo y equivalentes suyos conocidos por los
expertos en la técnica, y así sucesivamente.
Las publicaciones descritas en esta memoria se
proporcionan solamente por su descripción anterior a la fecha de
edición de la presente solicitud. Nada en esta memoria debe ser
construido como una admisión de que la presente invención no tiene
derecho a anteceder a dicha publicación en virtud de la invención
anterior. Además, las fechas de publicaciones proporcionadas pueden
ser diferentes de las fechas actuales de publicación que deben ser
confirmadas independientemente.
El término "agente" incluye agua, un
electrolito y cualquier sustancia o sustancias fisiológica y
farmacológicamente activas, o combinaciones de ellos. Un agente
puede incluir además opcionalmente otros portadores
farmacéuticamente aceptables y/o ingredientes adicionales tales
como antioxidantes, agentes estabilizadores, potenciadores de
permeabilidad, etcétera.
El término "depósito" se refiere a una
cámara o espacio contenedor dentro de un dispositivo de entrega para
almacenar un agente que ha de ser entregado desde el dispositivo de
entrega.
El término "recorrido de flujo" se refiere
al camino tomado por un agente cuando es dispensado desde un
depósito de un dispositivo de entrega hacia el exterior del
dispositivo de entrega.
La presente invención incluye métodos y
dispositivos para proporcionar un dispositivo de entrega de fármaco
que se puede implantar que tiene un depósito cerrado de sistema que
evita sustancialmente fugas o evaporación de los contenidos del
depósito durante la vida en estanterías del dispositivo. La
presente invención absorbe también la expansión térmica del fármaco
o agente beneficioso además de cualquier medio conductor contenido
dentro del dispositivo que se experimenta tras un cambio de
temperatura en el entorno en el que reside el dispositivo. Un
ejemplo de dicho cambio de temperatura es el experimentado cuando un
dispositivo es movido desde un entorno en "estanterías" a
aproximadamente temperatura ambiente, hacia un entorno a temperatura
corporal tras la implantación del dispositivo en el paciente animal
o humano. Sin embargo pueden suceder otros cambios de temperatura
significativos, incluso durante el almacenamiento de un dispositivo
(es decir durante su vida en estanterías). Dicha absorción evita
efectos de deterioro por estallido tras la implantación de un
dispositivo acorde con la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 1, se muestra un
ejemplo de un dispositivo 1 de entrega de fármaco que exhibe todas
las características descritas antes. El dispositivo incluye un
alojamiento o cuerpo 2 de bomba que aloja un depósito 3 para
contener un fármaco o agente beneficioso a entregar desde el
dispositivo 1. La fuerza de accionamiento para conducir el fármaco
fuera del depósito 3 y el dispositivo y hacia un lugar de entrega
puede ser osmosis, difusión, electro-difusión,
electroósmosis, electroquímica por ejemplo, aunque la presente
invención no está limitada sólo a dispositivos que se pueden
implantar accionados por estas modalidades, sino que puede incluir
también dispositivos accionados activamente (por ejemplo accionados
por motor) por ejemplo, o por cierto otro dispositivo modulado por
membrana que entrega fármaco a un lugar de tratamiento.
El alojamiento o cuerpo 2 de bomba puede estar
hecho de titanio, por ejemplo, u otros materiales estructurales
relativamente rígidos y/o biocompatibles tales como aleaciones de
platino, tungsteno, oro, acero inoxidable de grado médico u otras
aleaciones o metales inertes, plásticos tales como polietileno,
nailon, PETS, etcétera. El alojamiento 2 rodea al depósito 3 que
está dispuesto para contener un fármaco o agente beneficioso que
será entregado desde el dispositivo 1 hacia un entorno de uso. En
un extremo inferior del dispositivo 1 (no mostrado), el alojamiento
2 contiene además un pistón u otro activador, que separa el fármaco
y el depósito 3 de otra cámara que aloja un mecanismo de
accionamiento para el dispositivo. Como se observa, el mecanismo
de accionamiento puede ser una disposición de bomba osmótica,
disposición de bomba por difusión, disposición de bomba química o
electroquímica u otra modalidad. Ejemplos de alguna de estas
modalidades se pueden encontrar en las patentes de Estados Unidos
números 5.169.383; 5.951.538; 5.567.287; 4.886.514; 5.593.552;
5.538.605; 5.454.922; 5.707.499; y 5.855.761, por ejemplo.
En el extremo superior del dispositivo hay
fijado un mecanismo 10 de control y válvula al menos parcialmente
dentro del alojamiento 2 para formar un depósito 3 de sistema
cerrado para el almacenamiento del dispositivo 1 y para la entrega
controlada de fármaco/agente beneficioso tras el accionamiento del
mecanismo 10 de control y válvula. Un conjunto de anillo inferior
está asegurado junto al depósito 3 con un extremo inferior del
conjunto de anillo inferior haciendo contacto en el fármaco/agente
beneficioso contenido dentro del depósito 3. El conjunto de anillo
inferior en este ejemplo incluye un miembro 12 de asiento de válvula
fijado dentro del anillo inferior 16 y al menos una junta tórica 14
que forma una obturación entre el miembro 12 de asiento de válvula
y las paredes internas del alojamiento 2. El miembro 12 de válvula
puede estar formado de polietileno de ultra alto peso molecular
(UHMWPE), o polietileno, u otro polímero biocompatible que exhiba
suficiente resistencia y características de baja fluencia para
servir con un asiento de válvula con el émbolo 18 que actúan contra,
por ejemplo (aunque no está limitado a los siguientes):
fluoroelastómero (Viton^{TM}), polietileno de alta o baja
densidad, polietileno lineal de baja densidad, etcé-
tera.
tera.
El conjunto de anillo inferior está fijado a
presión (por ejemplo con aproximadamente 667 N (150 fbr) en este
ejemplo) o fijado con seguridad de otra forma dentro del alojamiento
2 de forma que el fondo del miembro 12 de asiento de válvula hace
contacto con el contenido del depósito 3. Cuando el conjunto de
anillo inferior está situado contra el depósito 3 cualquier aire
que haya entremedio es arrastrado fuera por una línea de vacío
retirable (no mostrada) insertada a través de un cuello 12c de
válvula y el miembro de asiento de válvula está situado en forma
que un menisco 13 formado en la parte superior del agente
beneficioso/fármaco se forma en la parte superior del cono inferior
12d formado en el miembro 12 de asiento de válvula. El cono
inferior 12d actúa para concentrar o canalizar el fármaco/agente
beneficioso dentro del cuello 12 de válvula del miembro 12 de
asiento de válvula.
El anillo inferior 16 está bloqueado dentro de
los escalones 12a, 12b del miembro 12 de asiento de válvula para
proporcionar estabilidad adicional a la colocación del miembro 2 de
asiento de válvula y proporcionar integridad del conjunto de anillo
inferior durante la inserción dentro del alojamiento 2. El anillo
inferior 16 puede estar formado de titanio, por ejemplo, u otros
materiales estructurales relativamente rígidos y biocompatibles
tales como aleaciones de platino, tungsteno, oro, acero inoxidable
de grado médico u otras aleaciones o metales inertes, plásticos
tales como polietileno, nailon, PETS, etc., y proporciona una
función de anclaje superior debido a la mayor área de superficie de
contacto entre el anillo inferior 16 y las paredes internas del
alojamiento 2 (con relación al área de superficie de contacto entre
el miembro 12 de asiento de válvula y el alojamiento 2) y/o
haciendo que el anillo inferior 16 tenga un diámetro externo
ligeramente mayor que el diámetro externo mayor del miembro 12 de
válvula para desarrollar fuerzas comprensivas relativamente mayores
cuando se inserta en el alojamiento 2. El interbloqueo con los
escalones 12a, 12b evita el movimiento del miembro de asiento de
válvula bien hacia arriba o hacia abajo con respecto al alojamiento
2, situándolo por tanto con seguridad en contacto con el fármaco o
agente beneficioso en el depósito 3.
La junta o juntas tóricas 14 proporcionan una
seguridad adicional de que no aparecerá fuga/evaporación del
fármaco/agente beneficioso entre el miembro 12 de asiento de
válvula/conjunto de anillo inferior y el alojamiento 2. La junta o
juntas tóricas inferiores 14 pueden estar hechas de VITON^{TM} o
cualquier otro caucho o polímero biocompatible adecuados para
realizar la función de obturación indicada, por ejemplo (aunque no
está limitado a lo siguiente): caucho de silicona, caucho de butil,
C-flex^{TM}, fluoroelastómero, polietileno de
alta o baja densidad, polietileno lineal de baja densidad,
etcétera.
Un conjunto de anillo superior está asegurado al
extremo abierto del alojamiento 2 con un extremo inferior del
conjunto de anillo superior haciendo tope en el extremo superior del
conjunto de anillo inferior para completar el mecanismo 10 de
control y válvula. El conjunto de anillo superior en este ejemplo
incluye un émbolo 18, colocado dentro de un anillo superior 20 y al
menos una junta tórica 22 que forma una obturación entremedio.
Como el émbolo 18 está diseñado para deslizarse dentro del anillo
superior 20, la junta tórica 22 puede estar situada entre un par de
escalones 18a, 18b para mantener la junta tórica 22 en la misma
posición con relación al émbolo 18 cuando el émbolo 18 se desliza.
Los escalones 18a, 18b mantienen la posición relativa de la junta o
juntas tóricas 22 a la vez que permiten que la junta o juntas
tóricas 22 se deslicen o rueden a lo largo de las paredes internas
del anillo superior 20, teniendo todo el tiempo la obturación entre
el émbolo 18 y el anillo superior 20.
El émbolo 18 se apoya también contra el escalón
20a del anillo superior 20 durante la inserción del conjunto de
anillo superior dentro del dispositivo 1. El émbolo 18 y el anillo
superior 20 están dimensionados de forma que tras la colocación
dentro del alojamiento 2, el tope 20a, 18a de escalón asegura que el
cierre 18c de émbolo del émbolo 18 esté situado apropiadamente
dentro del cuello 12c de válvula de la válvula 12 donde se asienta
con la válvula, cuando el extremo inferior del tapón superior 20 se
apoye contra el extremo superior del tapón inferior 16. El
conjunto de anillo superior está situado con seguridad dentro del
alojamiento 2, por fijación a presión (por ejemplo con
aproximadamente 222 N (50 lbf)) o por otro método hermético al vapor
y a fluidos de seguridad, de forma que el depósito 3 se vuelva un
sistema cerrado para el almacenamiento en estanterías. Al colocar
a presión los componentes como se ha descrito, el conjunto 10 puede
soportar presiones de retorno (es decir, presiones proporcionadas
por el fármaco conducido por el sistema de bombeo) de hasta
aproximadamente 3,45 10^{7} Pa (5000 psi). Como la mayoría de
sistemas de bombeo están diseñados para retornar a aproximadamente
6,89 10^{6} Pa (1000 psi), esta disposición proporciona más que un
margen adecuado de seguridad. La obturación formada entre el
cierre 18c de émbolo y el cuello 12c de válvula forma una obturación
hermética a fluidos y vapores, mientras que la junta o juntas
tóricas 22 proporcionan un seguro adicional de que no hay
fuga/evaporación de fármaco/agente beneficioso fugan o evaporan
entre el émbolo 18 y el anillo superior 20 hacia el entorno. El
anillo superior 20 y el émbolo 18 pueden estar hechos de titanio,
por ejemplo, u otro material estructural relativamente rígido y
biocompatible tal como los descritos anteriormente. La junta o
juntas tóricas superiores 22 pueden estar hechas de VITON^{TM} u
otros materiales biocompatibles descritos antes para el uso en la
fabricación de juntas tóricas 14.
Una ranura 18d de colocación está dispuesta en
el émbolo 18 para asegurar la colocación apropiada del émbolo 18
con relación al anillo superior 20, lo que en último lugar asegura
la obturación y colocación apropiada del cierre 18c del émbolo en
el cuello 12c de válvula tras el montaje. Como el émbolo 18 se
puede deslizar con relación al anillo superior 20, es posible que
el émbolo 18 pueda ser presionado involuntariamente, o deslizado
hacia abajo, al menos parcialmente con relación al anillo superior
20 durante el montaje. Esto posiblemente podría dar lugar a la
distensión del cierre 18c de émbolo por debajo del cuello 12c de
válvula de forma que no se formaría una obturación apropiada para
el almacenaje en estanterías. La ranura 18d de colocación está
formada en una ubicación a lo largo del émbolo 18 que asegura que,
siempre que la ranura 18d de colocación sea visible, se asegure que
el émbolo 18 está situado con el escalón 18a apoyado contra el
escalón 20a, o el émbolo 18 está al menos suficientemente alto con
relación al anillo superior 20 de forma que el cierre 18c de émbolo
se asienta con el asiento 12 de válvula en el cuello 12c de
válvula.
válvula.
Al ensamblar ambas partes de anillo superior e
inferior como se ha descrito antes, el mecanismo 10 de control y
válvula convierte el depósito 3 en un depósito de sistema cerrado,
obturando por tanto los contenidos del depósito 3 (fármaco/agente
beneficioso) para el almacenamiento en estantes del dispositivo 1 y
evitar las fugas o evaporación del fármaco/agente beneficioso desde
el dispositivo 1 durante el almacenamiento y siempre y cuando el
mecanismo 10 de control y válvula se mantenga en la configuración
mostrada en la figura 1.
Cuando llega el momento de implantar el
dispositivo 1 o colocarlo de otra forma en un entorno de uso, el
mecanismo de control y válvula es accionado hasta una posición de
uso como se muestra en la figura 2, abriendo por tanto el depósito
3 hacia un recorrido de flujo que lleva fuera del dispositivo 1 para
la entrega de fármaco/agente beneficioso al entorno de uso. En el
ejemplo de las figuras 1 y 2, el émbolo 18 es presionado con
relación al alojamiento 2 hacia una posición en la que la parte
superior del émbolo 18 está sustancialmente a nivel con el extremo
superior del anillo superior 20. El accionamiento/opresión del
émbolo 18 requiere aproximadamente 13,3-17,8 N
(3-4 lbf), por ejemplo, y una vez oprimido, la junta
tórica superior 22 mantiene el émbolo en la posición oprimida
contra fuerzas de hasta aproximadamente 2,2 N (0,5 lbf). Estas
fuerzas de accionamiento obligan al cierre 18c de émbolo fuera del
cuello 12c de válvula y dentro del volumen definido por el cono
inferior 12d, rompiendo por tanto la obturación formada en el cierre
18c de émbolo y el asiento de válvula (es decir, el cuello 12c de
válvula) abriendo por tanto un recorrido de flujo a través del
miembro 12 de asiento de válvula entre el cuello 12c de válvula y
el émbolo 18. Este recorrido de flujo se conecta además con un
espacio definido entre el émbolo 18 y el cono superior 12e formado
en el miembro de asiento de válvula, que a su vez fluye dentro del
canal 12e que conecta con el recorrido 20 de flujo de anillo
superior formado en el anillo superior 20 y bordeado por las
paredes internas del alojamiento 2. El camino de flujo definido
así forma un canal de salida abierto o ampliamente patente que
permite el flujo uniforme de fármaco/agente beneficioso desde el
depósito 3 hacia el entorno de uso durante el funcionamiento del
sistema de bombeo ya que proporciona una fuerza de accionamiento
hacia el depósito 3.
Cuando se describe el canal de salida como
"ampliamente patente" se quiere decir que el canal está
claramente abierto y sin obturación con un tamaño continuo
suficiente para permitir el flujo claro, uniforme y sin obstrucción
de fluido a través de él. Esto es una ventaja importante del
presente sistema sobre otros determinados diseños que emplean una
acumulación de presión dentro del dispositivo para obligar a estar
abierta a una válvula (tal como una válvula cargada por resorte).
El problema con dichos diseños abiertos por presión es que se
vuelven brevemente abiertos cuando la presión dentro se ha
acumulado hasta un grado suficiente, una vez que la presión es
liberada tras la apertura, la válvula tiende a cerrarse de nuevo, y
aunque los cálculos teóricos indicarían que una presión constante
se alcanzaría para producir un flujo uniforme, esto no ha probado el
caso experimentalmente, dichos diseños de liberación por presión
producen un flujo intermitente y/o no uniforme que puede ser
altamente no deseado cuando se entrega fármaco potente.
En el ejemplo mostrado, el recorrido de flujo de
anillo superior está formado como un camino en espiral, lo que
proporciona una capacidad de volumen relativamente mayor que la que
proporcionaría un recorrido de flujo recto, dadas las mismas
dimensiones en sección transversal de los caminos. Los caminos de
flujo descritos antes (incluyendo el recorrido 20b de flujo de
anillo superior y los caminos que lo conectan con el agente
beneficioso/fármaco) proporcionan una capacidad o espacio de
expansión térmica para que el fármaco/agente beneficioso fluya
dentro después del accionamiento del mecanismo de control de flujo y
válvula (figura 2) para evitar un efecto de estallido tras la
implantación del dispositivo 1 dentro del organismo u otro entorno
de uso que tenga una temperatura significativamente mayor que
provocaría que el volumen del fármaco/agente beneficioso se
expandiera y llevara así una cantidad de fármaco/agente beneficioso
desde el depósito antes de cualquier acción de bombeo por el
mecanismo de bombeo. Por ejemplo, una formulación de fármaco en un
dispositivo como se muestra podría expandirse aproximadamente 2
microlitros en un dispositivo 1 con un alojamiento 2 de titanio
después de la estabilización de la temperatura del dispositivo
después de haber sido movido desde un entorno de temperatura
ambiente a un entorno de temperatura corporal humana. En dicho
caso, los caminos de flujo estarían diseñados para tener un volumen
de aproximadamente 3 microlitros para tener un margen extra de
seguridad para asegurar que un estallido de fármaco no se entregaría
inicialmente al paciente tras la implantación. Por supuesto, los
volúmenes descritos son sólo un ejemplo, y el volumen actual de los
caminos de flujo para evitar el estallido variará dependiendo del
volumen total del fármaco en el depósito, el área o áreas en sección
transversal de los caminos de flujo, el cambio de temperatura desde
el primer al segundo entorno, etcétera. Generalmente, sin embargo,
el volumen de los caminos de flujo estarán diseñados de forma que,
tras la expansión térmica del fármaco/agente beneficioso en el
entorno de uso, el fármaco/agente beneficioso se extenderán
aproximadamente dos tercios del recorrido a lo largo de la longitud
del recorrido 20b de flujo de anillo superior.
La figura 3 es una vista parcial del dispositivo
1 de entrega de fármaco que emplea otro ejemplo de un mecanismo de
control de flujo y válvula de acuerdo con la presente invención.
Componentes que son los mismos o sustancialmente similares en
diseño y función a los equivalentes descritos en el ejemplo de las
figuras 1 y 2 no se describen ahora. En este ejemplo, el miembro
12 de asiento de válvula puede estar formado de titanio u otro
material similar rígido biocompatible, ya que no funciona para
formar una obturación con el émbolo 18 en la posición de
almacenamiento mostrada en la figura 3, pero de reformar un ajuste a
presión con las paredes internas del alojamiento 2 que es
sustancialmente equivalente al proporcionado tanto por el miembro 12
de asiento de válvula como el anillo inferior 16 en el ejemplo
mostrado en las figuras 1 y 2.
Un disco o septo 24 que se puede perforar se
superpone al miembro 12 de asiento de válvula de una manera
amoldable y está emparedado entre el miembro de asiento de válvula
y el anillo superior 20 que está ajustado a presión haciendo tope
con el septo 24, en cuyo momento el septo 24 obtura con efectividad
el depósito 3 formando un sistema cerrado adecuado para el
almacenamiento sin fugas/evaporación del fármaco/agente beneficioso
contenido dentro del depósito 3. El septo o disco 24 que se puede
perforar puede estar hecho de caucho de silicona, fluoroelastómero,
polietileno, PET, u otro caucho biocompatible, polímero o metal
frangible delgado que puede ser perforado fácilmente.
El conjunto de anillo superior está asegurado en
el extremo abierto del alojamiento 2 similarmente al descrito antes
con el ejemplo de la figura 1, con un extremo inferior del conjunto
de anillo superior apoyando en el septo y obturándolo entre el
anillo superior 20 y el miembro 12 de asiento de válvula. El
conjunto de anillo superior en este ejemplo incluye un émbolo 18,
colocado dentro de un anillo superior 20 y al menos una junta
tórica 22 formando una obturación entre ellos. El émbolo 18 en este
ejemplo, no forma una obturación con el miembro 12 de asiento de
válvula, ya que esa función está proporcionada por el septo 24.
Aunque no se muestra, una ranura 18d de colocación puede estar
provista también en el émbolo 18 de este ejemplo, para proporcionar
la misma función que se ha descrito antes con respecto al ejemplo de
las figuras 1 y 2.
El accionamiento del mecanismo 10 de control y
válvula abre el depósito 3 a un recorrido de flujo que lleva fuera
del dispositivo 1 para la entrega de fármaco/agente beneficioso
hacia el entorno de uso. El accionamiento se realiza presionando
manual o positivamente de otra forma el émbolo 18 con relación al
alojamiento 2 hacia una posición en la que la parte superior del
émbolo 18 está sustancialmente a nivel con la el extremo superior
del anillo superior 20. El accionamiento/opresión del émbolo 18
conduce un extremo afilado 18i del émbolo 18 a través del septo 24,
proporcionando por tanto una abertura a través del septo 24 y
rompiendo la obturación del depósito 3. Una muestra, ranura, hueco
u otro rasgo 18d de desvío es proporcionado por encima del punto
18i en una ubicación de atraviesa el septo perforado 24 cuando el
émbolo 18 está en la posición oprimida, proporcionando por tanto un
recorrido de flujo abierto o más patente para el fármaco/agente
beneficioso entre el septo 24 y el émbolo 18. El recorrido de
flujo continúa fuera del recorrido 20b de flujo de anillo superior
similarmente al descrito antes.
Volviendo a la figura 4, una parte del
dispositivo 1 de entrega de fármaco es mostrada empleando una
válvula de extracción o un tipo de acción de estirada para accionar
el mecanismo 10 de control de flujo y válvula. En este ejemplo, el
miembro 12 de asiento de válvula es similar al de la figura 3 en que
puede estar hecho de titanio u otro material rígido biocompatible y
proporciona las funciones tanto del miembro de asiento de válvula
como del anillo inferior de la figura 1. Una junta tórica 14 está
dispuesta para evitar las fugas/evaporación del fármaco/agente
beneficioso entre el miembro 12 de asiento de válvula y las paredes
internas del alojamiento 2. Un retén 26 de válvula de elastómero
(hecho de materiales adecuados, por ejemplo, pero no limitado a los
siguientes: fluoroelastómero (VITON^{TM}), polietileno de alta o
baja densidad, polietileno lineal de baja densidad, etc.) se
superpone a la superficie superior del miembro 12 de asiento de
válvula de una forma adaptada para obturar el depósito 3, haciendo
por tanto un sistema cerrado para el almacenamiento. Un recorrido
21 de flujo que conectaba el cuello 12c de válvula con el recorrido
20b de flujo de anillo superior puede verse claramente en la figura
4, y está obturado desde el cuello 12c de válvula en la posición
cerrada por el asiento 26 de válvula.
El émbolo 18 en este ejemplo puede estar hecho
de nuevo de titanio u otro material rígido biocompatible y
estructuralmente fuerte capaz de ejercer una fuerza requerida para
obturar con pequeña o sin distensión del material del émbolo (por
ejemplo: desde aproximadamente 8,9-22,2N
(2-5 lbf)). El émbolo 18 incluye una punta roma
18e que asegura un ajuste por fuerza directa del retén 16 de válvula
contra los recorridos de flujo y pueden incluso distorsionar
parcialmente el retén 16 de válvula para asumir una posición
parcialmente dentro del cuello 12c de válvula como se muestra en la
figura 4.
El anillo superior 20 es similar a realizaciones
anteriores en las que contiene el recorrido 20b de flujo de anillo
superior y en que está colocada a presión o fijada con seguridad de
otra forma dentro del alojamiento 2. Sin embargo, la parte
superior del anillo superior 20 está diseñada para contener del
émbolo 18 y proporcionar topes 20c contra los que los escalones
superiores del émbolo 18 se apoyan cuando es accionado el mecanismo
10 de control de flujo y válvula, como se muestra en la figura 5.
Tras el montaje, el émbolo 18 es situado en la posición cerrada
mostrada en la figura 4. Puede ser bloqueado hacia abajo por medio
de un tapón con rosca que, cuando está roscado dentro del cuello
del anillo (20), mantiene el émbolo hacia abajo. El tapón también
puede ser presionado dentro del anillo (20) como un tapón simple sin
rosca, y mantenerse ahí por fricción.
El accionamiento del mecanismo 10, en oposición
a ejemplos anteriores, es tirando hacia atrás del émbolo (18) para
volver a colocar el émbolo 18 de manera que el escalón 18a se apoya
contra los topes 20c, abriendo por tanto el depósito 3 a los
caminos 12c, 21, 20b de flujo como se muestra en la figura 5. Las
figuras 4 y 5 no muestran los medios por los que el émbolo (18) es
extraído, pero dichos medios pueden usar la elasticidad del cierre
26 de válvula para empujar el émbolo fuera y abrir la válvula. En
dicha realización, en la posición cerrada, el émbolo sería empujado
hacia abajo contra la resistencia elástica del cierre de válvula y
sería mantenido en su sitio por un dispositivo apropiado que tal
como un pasador una disposición simple (no mostrada) de muesca y
espiga por medio del cual el émbolo es oprimido y girado de forma
que una espiga, que sobresale del émbolo 18, se desliza dentro de
una ranura de muesca, cortado la superficie interna del anillo 20,
para mantener el émbolo en su sitio. Cuando está liberado, la
fuerza del cierre de válvula empuja el émbolo hacia atrás hacia su
posición por defecto (abierta). Otro diseño simple para abrir y
cerrar la válvula sería usar una rosca de tornillo entre el émbolo
18 y el anillo 20. Alternativamente, se puede proporcionar un medio
para extraer el émbolo por una lengüeta de la que se puede tirar
manualmente o una parte que sobresale unida al émbolo, o puede ser
provista por una ranura de tipo de simple bloqueo y llave en la
parte superior del émbolo que permitiría que el émbolo fuera
extraído hacia atrás usando una herramienta muy simple. Durante la
operación de extracción hacia atrás, el miembro 26 de cierre de
elastómero, convierte la energía potencial en energía cinética para
proporcionar una fuerza de accionamiento para volver a colocar el
émbolo 18. Adicionalmente, este ejemplo tiene la posibilidad de
volver a obturar el depósito 3 si se desea. El volver a obturar
puede ser efectuado presionando hacia abajo en el anillo superior
20 para devolver el émbolo 18 a la posición mostrada en la figura
4. Opcionalmente, el mecanismo de bloqueo (no mostrado) puede estar
dispuesto para bloquear el émbolo en la posición abierta mostrada
en la figura 5. Dicho mecanismo de bloqueo puede ser pasivo y puede
emplear las roscas del tornillo mencionadas antes.
La figura 6 muestra otro ejemplo de un mecanismo
10 de control y válvula que actúa por medio de la acción de mover
el émbolo lejos del miembro 12 de obturación de válvula y el cierre
elastomérico 26. En este ejemplo, las roscas 28 están dispuestas
entre el émbolo 18 y el anillo superior 20, de forma que el émbolo
18 puede ser girado o apretado para trasladar su posición con
relación al anillo superior 20. Por tanto para cerrar el mecanismo
(figura 6), el émbolo 18 es girado bien en el sentido de las agujas
del reloj o en sentido contrario a las agujas del reloj
(dependiendo de la mano de las roscas 28) hacia la posición mostrada
en la figura 6 para ejercer una presión de obturación en el cierre
elastomérico 26 y para obligarlo a conformarse al cono superior 12e
del miembro 12 de cierre de válvula, cerrando por tanto el cuello
12c de válvula y el depósito 3 y convertir el depósito 3 en un
sistema cerrado para el almacenamiento.
El miembro 26 de cierre está interbloqueado con
el émbolo 18 en los escalones 18f y 18g con las partes 26a y 26b de
escalón, respectivamente, para asegurar el movimiento directo
positivo del miembro de cierre con los movimientos del émbolo 18 en
ambas direcciones. Una ranura 18h u otra configuración de
acoplamiento de herramienta (por ejemplo, ranura de cabeza
Phillips, receptáculo Allen, o similar) puede estar dispuesto en el
émbolo 18 para recibir una herramienta que puede ser usada para
girar el émbolo 18. Alternativamente, una extensión, u otra
conformación de agarre (no mostrada) puede estar formada para
extenderse desde el émbolo 18 para su rotación manual.
El mecanismo 10 de control y válvula del
dispositivo 1 mostrado parcialmente en la figura 7 funciona
similarmente a lo que se ha descrito antes con relación a las
figuras 1 y 2, y se muestra en una posición accionada o abierta. En
este ejemplo, el miembro 12 de asiento de válvula puede estar
formado de titanio u otro material compatible rígido similar, ya
que forma un ajuste a presión con las paredes internas del
alojamiento 2 que es sustancialmente equivalente al que se
proporciona tanto por el miembro 12 de asiento de válvula como el
anillo inferior 16 en el ejemplo mostrado las figuras 1 y 2. Como
el émbolo 18 está formado también de titanio u otro material
biocompatible rígido similar, una junta tórica 30 u otro miembro de
obturación está colocado en el cierre 18c de émbolo, para asegurar
una obturación positiva con el cuello 12c de válvula en la
configuración cerrada. La junta tórica 30 puede estar situada entre
un par de escalones 18k, 18l para mantener la junta tórica 30 en la
misma posición con relación al cierre 18c de émbolo cuando el cierre
18c de émbolo se desliza con respecto al cuello 12c de válvula.
La figura 8 muestra otro ejemplo de un mecanismo
10 de control de flujo y válvula y un dispositivo 1 (mostrado
parcialmente) de entrega de fármaco que es accionado empujando o
presionando del émbolo 18 más allá dentro del dispositivo. En esta
disposición, el miembro 12 de asiento de válvula está formado de
titanio u otro material similar biocompatible y rígido que puede
ser ajustado a presión dentro del alojamiento 2. Un agujero 12f
está formado en el miembro 12 de asiento de válvula para recibir una
parte del émbolo 18 tras el accionamiento del mecanismo 10 de
control de flujo y válvula. Un recorrido 12g de flujo, que en este
ejemplo es un recorrido de flujo en espiral, pero no necesariamente
tiene que serlo (por ejemplo se puede usar una configuración de
recorrido de flujo recta u otra), está dispuesto en el miembro 12 de
asiento de válvula y formado con las paredes internas del
alojamiento 2. (La ventaja del recorrido en espiral es que es fácil
de mecanizar y que proporciona un volumen global mayor para el
recorrido de fármaco en el depósito y el exterior, proporcionando
por tanto más estabilidad (más "juego") del sistema cuando se
rellena y se trata con expansión térmica). El recorrido 12g de
flujo conecta un canal 12h que lleva desde el depósito 3 con un
canal 12i que lleva a un agujero 12f.
En la configuración de almacenamiento o cerrada
mostrada en la figura 8, el émbolo 18 se extiende desde el extremo
superior del dispositivo 1 y el anillo superior 20. Aunque no se
muestra, la ranura 18d de colocación puede estar dispuesta también
en el émbolo 18 en este ejemplo, para proporcionar la misma función
que se ha descrito antes con respecto al ejemplo de las figuras 1 y
2. El émbolo 18 puede estar formado de titanio u otro material
biocompatible rígido y substancialmente estructural, excepto que la
punta inferior 18j está formada de polietileno, fluoroelastoméro,
UHMWPE u otro polímero biocompatible capaz de formar una obturación
aceptable con el cuello 12c de válvula en la posición cerrada. Como
se muestra, la punta inferior 18j está interbloqueada mecánicamente
con el extremo de titanio del émbolo 18 y puede ser moldeada sobre
el titanio en esta configuración. Adicional o alternativamente, la
punta inferior 18j puede ser unida al extremo del émbolo de titanio
y/o ser fijada adicionalmente mecánica o químicamente tal como
enroscando, pegando, uniendo por fusión o fijándolo de otra forma.
Una junta tórica 32 otro miembro de obturación está dispuesto entre
el miembro 12 de cierre de válvula y el alojamiento 2 para asegurar
que no hay fugas fuera del sistema o no sucede evaporación de
fármaco/agente beneficioso entre estos dos componentes.
En la posición cerrada la punta inferior 18j del
émbolo 18 se cierra con el cuello 12c de válvula para evitar el
flujo, fugas o evaporación de fármaco/agente beneficioso más allá de
los caminos 12h, 12g, 12i del flujo. Tras presionar el émbolo 18
para accionar el mecanismo 10 de una manera que se ha descrito
antes, la punta inferior 18j es recolocada en el agujero 12f hacia
una posición intermedia de los caminos 12h y 12i de flujo. Las
fuerzas de fricción entre la punta inferior 18j y el agujero 12f son
suficientes para mantener el émbolo en la posición abierta, siendo
capaces de soportar fuerzas de hasta aproximadamente 3,3 N (0,5
lbf), por ejemplo. Esta acción abre los caminos 12h, 12g, 12i de
flujo a los recorridos 21 y 20b de flujo y así al exterior del
dispositivo 1 abriendo por tanto el depósito 3 para la entrega de
fármaco/agente beneficioso hacia el entorno de uso.
La figura 9 es otro ejemplo de un mecanismo 10
de control y válvula que se puede accionar giratoriamente en un
dispositivo 1 de entrega de fármaco. En este ejemplo, el miembro 12
de asiento de válvula puede estar formado como un tapón de polímero
biocompatible, de polietileno, UHMWPE u otro polímero biocompatible
que tenga una rigidez estructural adecuada junto con una capacidad
para formar una obturación adecuada con el alojamiento 2 y otros
componentes de titanio o estructuralmente rígidos en el mecanismo
10. El anillo superior 20 está ajustado a presión o fijado con
seguridad de otra forma en el alojamiento 2 y se apoya contra el
miembro de cierre de válvula para ayudar a mantener su posición.
Una tapa superior 34 que puede estar formada de titanio u otro
material biocompatible estructuralmente rígido está fijada con
seguridad al miembro de asiento de válvula dentro del anillo
superior 20. La fijación puede ser por pegado, soldando por calor u
otros medios de fijación químicos o mecánicos. Adicionalmente, la
tapa 34 puede estar interbloqueada mecánicamente con el miembro de
asiento de válvula con relación a movimientos giratorios alrededor
del eje longitudinal L del dispositivo 1, para asegurar la
colocación giratoria positiva del miembro 12 de asiento de válvula
cuando la tapa 34 es girada. Aunque no se muestra, la tapa 34
puede tener una ranura u otra configuración de acoplamiento de
herramienta (por ejemplo una ranura de cabeza Phillips, un
receptáculo Allen, o similares) para recibir una herramienta que
puede ser usada para tirar la tapa 34, similar al descrito antes con
relación al émbolo 18 (figura 6). Alternativamente, una extensión,
u otra conformación de agarre (no mostrada) puede estar formada para
extenderse desde el émbolo 18 para su giro manual.
El miembro 12 de asiento de válvula está
provisto con un agujero 12 que lleva dentro del interior del cuerpo
de patilla del miembro 12 de asiento de válvula y conecta el
depósito 3 con el recorrido seleccionable 12j de flujo. El
recorrido seleccionable 12j de flujo se extiende radialmente fuera
del agujero 12f hacia el exterior o circunferencia externa del
miembro 12 de asiento de válvula. El accionamiento desde la
posición cerrada a la posición accionada, o "uso" mostrada en
la figura 9, se efectúa girando la tapa 34 que a su vez gira el
miembro 12 de asiento de válvula junto con ella, hasta que el
recorrido seleccionable 12 de flujo se alinea con un recorrido de
flujo o agujero 20d que se extiende a través del anillo superior 20
y conecta con el recorrido 20b de flujo de anillo superior que
lleva al exterior del dispositivo en 20c. De esta forma, un
recorrido 12f, 12j, 20d, 20b, 20e de flujo patente o abierto es
establecido entre el depósito 3 y el entorno de uso.
Este ejemplo permite que el mecanismo de control
y válvula sea cerrado u obturado, incluso después del accionamiento,
si se desea, por un giro inverso (o por giro adicional en la misma
dirección) para colocar el recorrido seleccionable 12j de flujo sin
alineamiento con el agujero 20d. Opcionalmente, el mecanismo 10
puede estar provisto con un tope (no mostrado) para evitar un giro
excesivo del miembro 12 de asiento de válvula en el mismo sentido
de giro una vez que el alineamiento se ha alcanzado durante el
accionamiento. Adicional o alternativamente opcional (tampoco
mostrado) se puede proporcionar un mecanismo de bloqueo para
bloquear el dispositivo en la configuración accionada, para evitar
el cierre accidental parcial o total del recorrido de flujo durante
el uso.
La figura 10 muestra un ejemplo de un mecanismo
10 de control de flujo y válvula, en una posición accionada, en un
dispositivo 1 de entrega de fármaco (parcialmente mostrado) que es
similar al mecanismo 10 mostrado en la figura 9. En este ejemplo,
sin embargo, el agujero 12f se conecta con un agujero 34 en la tapa
superior 34 que tiene además un recorrido seleccionable 34b de
flujo que se extiende radialmente (y en este caso sustancialmente
en perpendicular, aunque no es necesario) desde el agujero 34a.
Así, en este ejemplo, la tapa superior 34 es giratoria
selectivamente para el alineamiento del recorrido seleccionable de
flujo con el recorrido 12j de flujo en el miembro 12 de asiento de
válvula, y el miembro 12 de asiento de válvula está fijado dentro
del alojamiento 2 (es decir, no gira con el giro de la tapa 34, ni
se traslada). El recorrido 12j de flujo está conectado al
recorrido 12l de flujo que lleva al exterior del miembro de asiento
de válvula, por el recorrido 12k de flujo extendiéndose entre las
superficies del miembro 12 de asiento de válvula y el anillo
superior 20. El recorrido 12l de flujo conecta con el recorrido
20b de flujo de anillo superior que lleva fuera del dispositivo 1
en 20e.
Similar al ejemplo descrito y mostrado en la
figura 9, este ejemplo permite que el mecanismo 10 de control y
válvula sea cerrado y obturado incluso después de el accionamiento,
si se desea, por giro inverso (o giro adicional en el mismo
sentido) de la tapa 34 para colocar el recorrido seleccionable 34b
de flujo sin alineación con el recorrido o canal 12j.
Opcionalmente, el mecanismo 10 puede estar provisto con un tope (no
mostrado) para evitar el giro adicional de la tapa 34 en el mismo
sentido de giro una vez que se ha alcanzado el alineamiento durante
el accionamiento. Adicional o alternativamente opcional (tampoco
mostrado) se puede proporcionar un mecanismo de bloqueo para
bloquear el dispositivo en la configuración accionada, para evitar
el cierre accidental parcial o total del recorrido de flujo durante
el uso.
Adicionalmente la tapa 34 puede ser
interbloqueada mecánicamente con el miembro de asiento de válvula
con relación a movimientos giratorios alrededor del eje
longitudinal L del equipo 1, para asegurar la colocación giratoria
positiva del miembro 12 de asiento de válvula cuando la tapa 34 es
girada. Aunque no se muestra, la tapa 34 puede tener una ranura u
otra configuración de acoplamiento de herramienta (por ejemplo
ranura de cabeza Phillips, receptáculo Allen, o similares) para
recibir una herramienta que puede ser usada para girar la tapa 34,
similar a lo descrito antes con relación al émbolo 18 (figura 6).
Alternativamente, una extensión, u otra conformación de agarre (no
mostrada) puede estar formada para extenderse desde el émbolo 18
para su giro manual.
Aunque la presente invención ha sido descrita
con referencia a las realizaciones específicas suyas, debe
entenderse por los expertos en la técnica que se pueden hacer
varios cambios y equivalentes pueden ser sustituidos sin apartarse
de la invención. Además, se pueden hacer muchas modificaciones para
adaptarse a una situación, material, composición de material,
proceso, etapa o etapas de proceso particular, al objetivo de la
presente invención. Todas dichas modificaciones están destinadas a
estar dentro del alcance de la presente invención.
Claims (28)
1. Un dispositivo que se puede implantar para la
entrega precisa de un agente, dicho dispositivo comprende:
un alojamiento (2) que incluye un depósito (3)
para contener el agente;
un mecanismo (10) de control y válvula fijado al
menos parcialmente dentro de dicho alojamiento (2) y capaz de
asumir una configuración abierta y una configuración cerrada, en el
que dicho mecanismo (10) de control y válvula cierra dicho depósito
(3) cuando está en dicha configuración cerrada, evitando por tanto
las fugas del agente activo durante el almacenamiento en dicho
dispositivo; y en el que dicho mecanismo (10) de control y válvula
abre dicho depósito (3) a un recorrido de flujo cuando está en dicha
configuración abierta, permitiendo por tanto la entrega controlada
del agente activo.
2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dicho recorrido de flujo tiene capacidad suficiente para
adaptarse a la expansión térmica del agente debido a un cambio de
temperatura desde la temperatura ambiente a la temperatura corporal
de un paciente y tras cambiar dicho mecanismo (10) de control y
válvula desde dicha configuración cerrada a dicha configuración
abierta.
3. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dicho mecanismo (10) de control y válvula se puede accionar
positivamente entre dicha configuración cerrada y dicha
configuración abierta.
4. El dispositivo de la reivindicación 3, en el
que dicho mecanismo (10) de control y válvula se puede accionar
manualmente.
5. El dispositivo de la reivindicación 1, que
comprende además medios para aplicar una fuerza de accionamiento al
agente en dicho depósito para llevar el agente a través del
recorrido de flujo y fuera del dispositivo cuando dicho mecanismo
de control y válvula está en dicha configuración abierta.
6. El dispositivo de la reivindicación 5, en el
que dichos medios para aplicar una fuerza de accionamiento están
seleccionados del grupo que consiste en bombas osmóticas, bombas de
difusión, bombas de electro-difusión, bombas
electro-osmóticas y bombas electroquímicas.
7. El dispositivo de la reivindicación 5, en el
que dichos medios para aplicar una fuerza de accionamiento
comprenden un dispositivo de accionamiento accionado
activamente.
8. El dispositivo de la reivindicación 5, que
comprende además un actuador que separa dichos medios para aplicar
una fuerza de accionamiento desde el agente.
9. El dispositivo de la reivindicación 8, en el
que dicho actuador comprende un pistón.
10. El dispositivo de la reivindicación 3, en el
que dicho mecanismo (10) de control y válvula es accionado desde
dicha configuración cerrada hasta dicha configuración abierta
empujando una parte suya de accionamiento.
11. El dispositivo de la reivindicación 3, en el
que dicho mecanismo (10) de control y válvula es accionado desde
dicha posición cerrada a dicha configuración abierta estirando de
una parte de accionamiento suya.
12. El dispositivo de la reivindicación 3, en el
que dicho mecanismo (10) de control y válvula es accionado desde
dicha configuración cerrada hacia dicha configuración abierta
girando una parte de accionamiento suya.
13. El dispositivo de la reivindicación 3, en el
que dicho mecanismo (10) de control y válvula se puede accionar
adicionalmente de forma positiva desde dicha configuración abierta
hacia atrás hacia dicha configuración cerrada.
14. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dicho mecanismo (10) de control y válvula comprende un miembro
(12) de asiento de válvula obturado periféricamente con respecto a
dicho depósito y un émbolo (18) adaptado para deslizarse con
respecto a dicho miembro (12) de asiento de válvula, dicho miembro
de asiento de válvula tiene una abertura a través suya e incluye un
cuello (12c) de válvula adaptado para asentarse con una parte (18c)
de dicho émbolo (18) cuando dicho mecanismo de control y válvula
está situado en dicha configuración cerrada, y en el que tras el
deslizamiento de dicho émbolo para empujar dicha parte (18c) fuera
de dicho cuello de válvula, dicho mecanismo (10) de control y
válvula está en dicha configuración abierta y dicho depósito está
abierto hacia el recorrido de flujo por medio de dicho cuello (12c)
de válvula.
15. El dispositivo de la reivindicación 14, en
el que dicho miembro (12) de asiento de válvula está contenido
dentro de un anillo inferior (16) que se apoya en dicho alojamiento
(2), dicho dispositivo comprende además un anillo superior (20) que
se apoya con dicho anillo inferior (16), dicho émbolo (18) está
situado de forma deslizante dentro de dicho anillo superior (20) y
dicho recorrido de flujo se extiende entre dicho alojamiento (2) y
dicho anillo superior (20).
16. El dispositivo de la reivindicación 15, en
el que dicho recorrido de flujo es en espiral alrededor de dicho
anillo superior (30).
17. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dicho mecanismo (10) de control y válvula comprende un miembro
(12) de asiento de válvula obturado periféricamente con respecto a
dicho depósito (3) y que tiene un pasadizo que se extiende a través
para conectar dicho depósito (3) con el camino de flujo; un septo
(24) que se superpone a dicho pasaje y obtura el depósito (3)
cuando dicho dispositivo está en dicha configuración cerrada; y un
émbolo (18) adaptado para deslizarse con respecto dicho miembro (12)
de asiento de válvula y para perforar dicho septo (24) tras empujar
dicho émbolo para perforar dicho septo (24) en el que dicho
mecanismo (10) de control y válvula asume la configuración abierta
y el depósito (3) es abierto por tanto hacia el recorrido de
flujo.
18. El dispositivo de la reivindicación 17, que
comprende además un anillo superior (20) fijado dentro de dicho
alojamiento (2), dicho émbolo (18) está situado de forma deslizante
dentro de dicho anillo superior (20) y dicho recorrido de flujo se
extiende entre dicho alojamiento (2) y dicho anillo superior
(20).
19. El dispositivo de la reivindicación 18, en
el que dicho recorrido de flujo es en espiral alrededor de dicho
anillo superior (20).
20. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dicho mecanismo (10) de control y válvula comprende un miembro
(12) de asiento de válvula obturado periféricamente con respecto a
dicho depósito (3) y que tiene un pasadizo que se extiende a través
para conectar dicho depósito (3) con el camino de flujo; un cierre
(26) de válvula que se superpone a dicho pasadizo y obtura el
depósito (3) cuando dicho dispositivo está en dicha configuración
cerrada; y un émbolo (18) adaptado para deslizarse con respecto a
dicho miembro (12) de asiento de válvula y para comprimir dicho
cierre (26) de válvula contra dicho miembro (12) de asiento de
válvula para obturar el depósito (3) cuando dicho mecanismo (100)
de control y válvula está en dicha configuración cerrada; y en el
que, tras tirar de dicho émbolo (18) lejos de dicho cierre (26) de
válvula, dicho cierre (26) de válvula abre dicho recorrido de flujo
hacia dicho depósito (3) en el que dicho mecanismo (10) de control y
válvula adopta la configuración abierta.
21. El dispositivo de la reivindicación 20, que
comprende además un anillo superior (20) colocado dentro de dicho
alojamiento (2), dicho émbolo (18) está situado de forma deslizante
dentro de dicho anillo superior (20) y dicho recorrido de flujo se
extiende entre dicho alojamiento (2) y dicho anillo superior
(20).
22. El dispositivo de la reivindicación 21, en
el que dicho recorrido de flujo es en espiral alrededor de dicho
anillo superior (20).
23. El dispositivo de la reivindicación 20, en
el que dicho émbolo (18) es extraído lejos trasladando dicho émbolo
(18).
24. El dispositivo de la reivindicación 20, en
el que dicho émbolo (18) es extraído lejos haciendo girar dicho
émbolo (18).
25. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dicho mecanismo (10) de control y válvula comprende un miembro
(12) de asiento de válvula obturado periféricamente con respecto a
dicho depósito (3) y que tiene un pasadizo que se conecta con dicho
depósito (3) con una abertura periférica en dicho miembro (12) de
asiento de válvula; un anillo superior (20) que rodea una parte
superior de dicho miembro (12) de asiento de válvula y colocado
dentro de dicho alojamiento (2), en el que dicho miembro (12) de
asiento de válvula es giratorio con respecto a dicho anillo
superior (20), dicho anillo superior (20) tiene además una abertura
que se extiende a través de una pared suya y que conecta con dicho
recorrido de flujo que se extiende entre dicho anillo superior (20)
y dicho alojamiento (2); en el que, con el giro de dicho miembro
(12) de asiento de válvula de forma que dicho mecanismo de control
y válvula asume dicha configuración abierta, dicha abertura
periférica se alinea con dicha abertura que se extiende a través de
la pared de dicho anillo superior (20), conectando por tanto dicho
depósito (3) con dicho recorrido de flujo.
26. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dicho mecanismo (10) de control y válvula comprende un miembro
(12) de asiento de válvula obturado periféricamente con respecto a
dicho depósito (3) y una tapa (34) dispuesta para el giro con
respecto a dicho miembro (12) de asiento de válvula, dicho miembro
(12) de asiento de válvula tiene un agujero (12) que conecta de
forma fluida dicho depósito (3) con dicha tapa (34) y una abertura
periférica (12j) que conecta de manera fluida dicha tapa con dicho
recorrido de flujo; dicha tapa (34) tiene un pasadizo (34a, 34b)
que se conecta de manera fluida con dicho agujero (12f) y se
extiende periféricamente fuera de dicha tapa (34), en la que, con
el giro de dicha tapa (24) de manera que dicho mecanismo (10) de
control y válvula adopta dicha configuración abierta, dicho
pasadizo (34b) se alinea con dicha abertura periférica (12j),
conectando por tanto dicho depósito (3) con dicho recorrido de
flujo.
27. Un método para almacenar un agente en un
dispositivo de entrega que se puede implantar substancialmente libre
de fugas, y para entregar de forma controlable el agente desde el
dispositivo, dicho método comprende las etapas de:
proporcionar un dispositivo de entrega que tiene
un alojamiento (2) que rodea un depósito (3) que contiene el
agente; medios para accionar el agente desde el depósito (3); y un
mecanismo (10) de control y válvula junto al orificio de salida del
depósito y que se puede accionar positivamente entre una
configuración cerrada, en la que se evita que el agente sea
entregado desde el depósito, y una configuración abierta, en la que
se permite que el agente pase desde el depósito (3) a través de un
recorrido de flujo y fuera del dispositivo;
colocar el mecanismo (10) de control y válvula
en la configuración cerrada durante el almacenamiento del
dispositivo para evitar el flujo fuera del agente; y
accionar el mecanismo (10) de control y válvula
para adoptar la configuración abierta para permitir que el agente
fluya fuera del depósito.
28. El método de la reivindicación 27, que
comprende además:
proporcionar suficiente capacidad de volumen en
el recorrido de flujo para evitar la liberación por efecto de
estallido del agente desde el dispositivo, debido a la expansión
térmica del agente, tras accionar el mecanismo (10) de control y
válvula desde la configuración cerrada hasta la configuración
abierta.
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