CN1304070C - 一种消化道药物定点释放装置 - Google Patents

Abstract

一种消化道药物定点释放装置，包括体外遥控机构与可吞入的电子胶囊，电子胶囊包含外壳、电池、遥控模块、弹簧、活塞、储药仓、药物释放通道机构、定位标记源，其活塞、外壳内壁和药物释放通道机构之间的空腔构成储药仓，该装置的遥控模块包括接收天线、谐振电路、整流电路、压控开关模块，接收天线感应的谐振电压、或者经过整流后的谐振电压直接控制压控开关模块的导通与闭合，压控开关模块为金属氧化半导体场效应晶体管、或者光耦合继电器、或者微型机械电子开关，接收天线置入、或者缠绕在外壳的内壁与外壁之间。本发明具有结构简单、可靠性高的优点，主要用于在动物或人体的消化道释放物质，如药物、食物、标记物等。

Description

一种消化道药物定点释放装置

技术领域：

本发明涉及一种消化道药物定点释放装置，特别涉及到一种药丸式的可吞入的消化道药物定点释放装置，用于在动物或人体的消化道释放物质，如药物、食物、标记物等。

背景技术：

在美国专利US 4425117中提出了一种在消化道指定位置释放物质的装置，该装置分为两个小室，第一室中有一个可在压缩弹簧的压力作用下运动的可移动机构，在可移动机构端部有一个针；第二个小室为周围有小孔的储药仓，药物封装于小气球中放入储药仓中；在该装置的中间位置有一固定挡板将两小室隔开。该装置到达消化道指定位置时，外界发出电磁波信号，位于该装置壳体中的线圈及振荡电路感应外界信号并产生感应电流，释放动作被所感应电流触发，可移动机构在弹簧压力作用下向前运动，在一定位置，针刺破挡板并刺破装有药物的气球，在气球的收缩作用下，药物释放。该装置存在以下缺点，首先，药物的释放依赖于气球被针刺破的小孔，如果气球内部压力不够大，则药物释放速度较慢；其次，药物从装置内释放出来的通道为外壳圆周壁上的小孔，药物从储药仓释放出依赖于小孔的泄漏，而这些小孔可能被消化道中的物质封堵住，没有适当的外加压力，药物有可能无法通过小孔泄漏出，特别是储药仓的外壁与消化道紧密接触时，药液可能只能释放道储存仓中，释放不彻底，可靠性较低；另外，该技术方案只适合液体药物释放，不适合粉末、固体颗粒的药物释放。

在中国专利ZL03233001.4中提出了一种微型释放装置，用于在人体或者动物体内的消化道定点释放药物，该装置包括外壳、控制机构、活塞、驱动活塞运动的弹簧、药液储存容仓、尖锐物阵列；该装置的主要特征在于药液储存仓为柔性弹性薄膜材料制作，待释放的药液密封在药液储存仓中，药液储存仓在充满药液后为弹性膨胀状态；装置的一端的底部具有尖锐物阵列，尖锐物指向装置内部；药液储存仓置于活塞与尖锐物阵列之间。当装置接收到体外遥控信号，活塞在弹簧的作用下向前运动，药液储存仓在活塞的驱动下向前运动并被位于端部的尖锐物刺破，药液释放出来，通过外壳上的小孔进一步释放到消化道中。该装置存在以下缺点，首先，膨胀的药液储存仓与外壳的内壁的摩擦力较大，弹簧的驱动力有可能无法推动药液储存仓运动，无法和尖锐物阵列作用，导致释放失败；其次，药液储存仓装入药物困难，装药后的药液储存仓在装配过程中容易损坏。

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便、可靠性高的消化道药物定点释放装置。

本发明的技术方案是如下：该装置包括体外遥控机构与可吞入的电子胶囊，电子胶囊包含外壳、电池、遥控模块、弹簧、活塞、储药仓、药物释放通道机构、定位标记源，活塞、外壳内壁与药物释放通道机构之间的空腔构成储药仓，遥控模块包括一个微型发热元件，一根低熔点的聚合物线将活塞固定在电子胶囊外壳内的一端，弹簧处于压缩状态并被约束于活塞与遥控模块之间，聚合物线与微型发热元件接触。遥控模块包括接收天线、谐振电路、整流电路、压控开关模块。其中压控开关模块为金属氧化半导体场效应晶体管、或者光耦合继电器、或者微型机械电子开关。接收天线置入、或者缠绕在外壳的内壁与外壁之间，接收天线直接耦合体外遥控机构发射出的遥控信号而形成较大电压值的谐振电压，该谐振电压、或者经过整流后的谐振电压直接控制压控开关模块的导通与闭合。

本发明的工作过程为：志愿者、或者患者吞入电子胶囊后，利用X射线透视机、B超、ECT等现有医疗设备、或者专用的定位跟踪系统监测电子胶囊在消化道中的位置，当到达指定区域时，体外遥控机构发出遥控信号，位于电子胶囊内部的遥控模块接收到遥控信号后导通电路，微型发热元件在电源作用下，温度迅速升高并熔断聚合物线，活塞在压缩弹簧的驱动下向电子胶囊另外一端运动，在活塞运动产生的压力作用下，药物释放通道机构打开，储药仓中的药物通过已经被打开的药物释放通道机构释放出来。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

1)结构简单。本发明将电子胶囊模块化，主要由电池、遥控模块、弹簧、活塞、药物释放通道机构构成，结构简单，使得装配与制造更加容易。

2)使用方便。本发明中，储药仓由活塞、外壳内壁与药物释放通道机构之间的空腔构成，结构简单，相对于柔性材料制作的气球囊储药仓，药物装入更为简单，使用方便。

3)释放可靠性高。本发明中，药物释放通道机构的打开利用活塞驱动的压力打开，驱动压力可以通过药物直接传递到药物释放通道机构，药物释放通道机构能够及时打开，释放可靠性得到提高。

附图说明

图1是本发明的系统组成图；

图2是本发明的电子胶囊结构图；

图3是本发明的遥控模块结构图；

图4是本发明的体外遥控机构结构图；

图5是本发明的体外遥控机构的发射天线结构示意图；

在图1至图5中：

1—体外遥控机构，2—电子胶囊，3—外壳，4—电池，5—遥控模块，6—弹簧，7—活塞，8—药物释放通道机构，9—定位标记源，10—微型发热元件，11—聚合物线12—储药仓，13—接收天线，14—圆形通孔，15—圆形弹性密封塞，16—压控开关模块，17—谐振电路，18—整流电路，19—功率发生器，20—阻抗匹配网络，21—发射天线组，22—发射天线

具体实施方式

一种消化道药物定点释放装置，包括体外遥控机构[1]与可吞入的电子胶囊[2]，电子胶囊[2]包含外壳[3]、电池[4]、遥控模块[5]、弹簧[6]、活塞[7]、药物释放通道机构[8]、定位标记源[9]，活塞[7]与药物释放通道机构[8]之间的空腔构成储药仓[12]。

药物释放通道机构[8]包含一个圆形通孔[14]与圆形弹性密封塞[15]，圆形通孔[14]直径在3mm到10mm之间、长度在1mm到5mm之间；圆形弹性密封塞[15]直径在3mm到10mm之间、长度在1mm到5mm之间；圆形弹性密封塞[15]置于圆形通孔[14]中，呈密封配合状态，圆形通孔[14]与圆形弹性密封塞[15]之间的摩擦力在0.5牛顿和10牛顿之间。为了增加密封塞的密封可靠性，圆形通孔[14]的内壁上可以加工为螺纹结构、或者其他增加摩擦力的刻纹结构。药物释放通道机构[8]也可以为单向阀[16]结构。

定位标记源[9]为永磁体、或者为医用放射性示踪剂；为了节约空间，定位标记源[9]可以被嵌入、或者被封装在活塞[7]之中。

遥控模块[5]包括接收天线[13]、谐振电路[17]、整流电路[18]、压控开关模块[16]。接收天线[13]感应的谐振电压、或者经过整流后的谐振电压直接控制压控开关模块[16]的导通与闭合。为提高空间利用率，接收天线[13]可以置入、或者缠绕在外壳[3]的内壁与外壁之间。压控开关模块[16]为金属氧化半导体场效应晶体管、或者光耦合继电器、或者微型机械电子开关。

体外遥控机构[1]包括频段为高频、或者是射频的功率发生器[19]、阻抗匹配网络[20]及发射天线组[21]。发射天线组[21]包括三对互相垂直的、或者互相成为一定角度的发射天线[22]，三对发射天线[22]同时、或者按照一定的顺序发射遥控信号。

本实施例得工作过程如下：志愿者、或者患者吞入电子胶囊[2]后，利用X射线透视机器、B超、ECT等现有医疗设备、或者专用的定位跟踪系统监测电子胶囊[2]在消化道中的位置，当到达感兴趣区域时，体外遥控机构[1]发出遥控信号，遥控模块[5]接收到遥控信号后导通电路，微型发热元件[10]在电源[4]的作用下，温度迅速升高并熔断聚合物线[11]，处于压缩状态的弹簧[6]被释放，活塞[7]在弹簧[6]的驱动下向电子胶囊[2]另外一端运动，在活塞运动产生的压力作用下，药物释放通道机构[8]打开，储存仓[12]中的药物通过已经被打开的药物释放通道机构[8]释放出来。

图1是本实施例的系统组成，系统包括体外遥控系统[1]和电子胶囊[2]。电子胶囊的尺寸一般为：直径小于12mm，长度一般小于35mm。

图2给出了本实施例的电子胶囊[2]的种结构图。电子胶囊[2]包括外壳[3]、电池[4]、遥控模块[5]、压缩弹簧[6]、活塞[7]、药物释放通道机构[8]、定位标记源[9]，活塞[7]与药物释放通道机构[8]之间的空腔构成储药仓[12]。药物释放通道机构[8]包含一个圆形通孔[14]与圆形弹性密封塞[15]，圆形弹性密封塞[15]置于圆形通孔[14]中，呈密封配合状态。为了增加密封塞的密封可靠性，圆形通孔[14]的内壁加工为螺纹结构。定位标记源[9]为永磁体，为了节约空间，定位标记源[9]被嵌入在活塞[7]中。为了提高空间利用率，接收天线[13]可以置入在外壳[3]的内壁与外壁之间。当进行药物释放时，活塞[7]在弹簧[6]的驱动下向电子胶囊[2]另外一端运动，在活塞运动产生的压力作用下，圆形弹性密封塞[15]从圆形通孔[14]中脱离，储存仓[12]中的药物通过已经被打开的圆形通孔[14]中释放出来。接收天线[13]置入、或者缠绕在外壳[3]的内壁与外壁之间。方案的突出优点在于：药物装入非常方便，而且适合多种药物剂型的释放，例如液体、粉末、颗粒等。

图3给出了遥控模块的结构图。图中，遥控模块[5]包括接收天线[13]、谐振电路[17]、整流电路[18]、压控开关模块[16]，接收天线[13]感应的谐振电压直接控制压控开关模块[16]的导通与闭合。压控开关模块[16]为金属氧化半导体场效应晶体管、或者光耦合继电器、或者微型机械电子开关。

图4给出了体外遥控机构结构图。其中，体外遥控机构[1]包括频段为高频、或者是射频的功率发生器[19]、阻抗匹配网络[20]及发射天线组[21]。优化的频率段一般为100KHz～30MHz之间。

图5给出了体外遥控机构的发射天线组[21]的结构。发射天线组[21]包括三对互相垂直的、或者互相成为一定角度的发射天线[22]，三对发射天线同时、或者按照一定的顺序发射遥控信号。该方案的优点在于：从多个方向发射遥控信号，可以减少信号方向性对可靠性的影响，提高了成功触发的可靠性。

Claims (5)

1.一种消化道药物定点释放装置，包括体外遥控机构与可吞入的电子胶囊，电子胶囊包含外壳、电池、遥控模块、弹簧、活塞、储药仓、药物释放通道机构、定位标记源，其活塞、外壳内壁和药物释放通道机构之间的空腔构成储药仓，遥控模块包括一个微型发热元件，一根低熔点的聚合物线将活塞固定在电子胶囊外壳内的一端，弹簧处于压缩状态并被约束于活塞与遥控模块之间，聚合物线与微型发热元件接触，遥控模块接收到体外遥控机构发射的遥控信号后接通电路，微型发热元件在电源作用下温度迅速升高，熔断聚合物线，处于压缩状态的弹簧得到释放，活塞在弹簧的驱动下向电子胶囊另外一端运动，药物释放通道机构在活塞运动产生的压力作用下打开，储药仓中的药物通过已经被打开的药物释放通道机构释放出来；其特征在于其遥控模块包括接收天线、谐振电路、整流电路、压控开关模块，接收天线感应的谐振电压、或者经过整流后的谐振电压直接控制压控开关模块的导通与闭合，压控开关模块为金属氧化半导体场效应晶体管、或者光耦合继电器、或者微型机械电子开关，接收天线置入、或者缠绕在外壳的内壁与外壁之间。

2.根据权利要求1所述的消化道药物定点释放装置，其特征在于药物释放通道机构包含一个圆形通孔与圆形弹性密封塞，圆形通孔直径在3mm到10mm之间、长度在1mm到5mm之间；圆形弹性密封塞直径在3mm到10mm之间、长度在1mm到5mm之间；圆形弹性密封塞置于圆形通孔中，呈密封配合状态，圆形通孔与圆形弹性密封塞之间的摩擦力在0.5牛顿和10牛顿之间。

3.根据权利要求2所述的消化道药物定点释放装置，其特征在于圆形通孔的内壁上具有螺纹结构。

4.根据权利要求1所述的消化道药物定点释放装置，其特征在于体外遥控机构包括高频、或者射频功率发生器、阻抗匹配网络及发射天线组。

5.根据权利要求4所述的消化道药物定点释放装置，其特征在于发射天线组包括三对互相垂直的、或者互相成为一定角度的发射天线，三对发射天线同时、或者按照一定的顺序发射遥控信号。

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