微胶囊式胃肠道药物释放系统技术方案

一种微胶囊式胃肠道药物释放系统，包括外壳，从左至右顺序设置在外壳内的固定隔板、释药驱动装置、活动隔板和储药囊，以及设置在外壳右端面上的开口装置，所述释药驱动装置是由形状记忆聚合物复合材料制作而成的至少一根弯曲板，弯曲板的初始形状为直板。本发明专利技术结构简单，系统的可靠性高，可实现药物的重复多次释放，即可通过一次吞服，实现在胃肠道内不同部位的给药功能，极大地提高了系统的利用率。

【技术实现步骤摘要】
微胶囊式胃肠道药物释放系统
本专利技术涉及药物释放系统，尤其是涉及一种微胶囊式胃肠道药物释放系统。
技术介绍
目前，我国人口分布正逐步进入老龄化阶段。据民政部统计，至2015年末，我国60岁以上老年人口达到了2.21亿。老年人疾病多以慢性病为主，其中胃肠道类疾病是表现较为突出的一种。同时，由于生活节奏的加快以及日常压力的增加，也使得慢性消化道疾病的发病率逐年提高。目前胃肠道类慢性疾病大多需要靠服用药物来进行长期治疗，但由于药物在体内停留时间过短，或者在胃内由于胃酸等的影响造成降解，结果可能到达病变部位的药物只有一小部分或药物未能到达病变部位，从而降低了药物的疗效，故普通药物治疗并没有达到预期的效果。因此，若能在胃肠道病灶处直接进行给药治疗，则既可增强药物的吸收，实现高效治疗，又可减小给药剂量并降低药物的毒副作用。Dietzel等利用磁性材料制作了胶囊给药装置，该装置由左、右两部分组成。当胶囊经过胃肠道时，靠磁力保持胶囊密封。当胶囊到达病变部位时，通过体外的磁场使胶囊左右两部分分离，从而将药液释放出来。该装置结构简单，提供了更高的载药量，总载药量为0.34mL，其主要的缺点是对一些固态粉末状药物无法完全释放，且只能实现一次释放。Lee等针对现有的胶囊内窥镜不具备自主运动控制能力，只能被动地随着肠道的蠕动而运动的缺陷，设计了一种组合式微型驱动机构，其驱动部分采用聚二甲硅氧烷(PDMS)制作，通过电加热使PDMS膨胀，从而带动机构运动。该结构尽管有效，但是其加热温度过高，超过100℃，不能用于人体。美国SmartPill公司研发了一款无线胃肠道性能检测装置，该装置口服进入胃肠道后可测试胃肠道的pH值、压力以及温度，并将相关数据无线传输到体外接收装置，但其不具有给药功能。梁浩等提出的基于微机械电子系统(micro-electromechanicalsystems，MEMS)技术的体内药物释放系统。其工作原理是：通过以纽扣电池作为能源、微电机作为驱动源、螺旋传动作为药物输送方式的机构，并依靠胃肠蠕动作为微胶囊在体内前行的动力。整个微机构直径11mm，长35mm，由电源舱、药物推进舱和控制电路舱组成，每个舱分别放电源、传动机构和电机等部件。三个舱之间紧密排列。微电机一旦旋转，会带动螺杆同速旋转。随着微电机的转动，可以以较小的转矩产生较大的轴向推力，使与螺杆配合的活塞向前运动，仓内的药剂在推力下向前运送，从而释放出来。荣东平等设计了一种胃肠道微型药丸，可实现胃肠道的药物释放。释药的基本过程是：微型药丸以吞服的方式，从口腔进入人体，再进入到小肠。当微型药丸到达患者体内需释放药物的病变部位时，位于体外的控制系统发射装置会发射出动作信号，体内的接收装置在接收到动作指令后，遥控开关接通电源，磁控装置工作，启动压力气体装置，释放出压力气体，药液储存装置在气体压力的挤压下发生形变，通过单向阀挤出药液。该微型药丸内具有一定的负压，因此在初始状态下，药液不会流出。曾昭旺等根据法拉第的电磁感应原理，提出利用磁体和电磁线圈之间存在的斥力作为驱动力，实现药物释放。该药物胶囊结构由外壳、药物驱动机构、电源以及定时装置等几部分组成。通电后，永磁体将会受到电磁线圈产生磁场的排斥力，进而推动药物，在推力下药物得以释放。综上述，目前研发的胃肠道药物释放系统具有下述不足：(1)驱动装置构造相对复杂，可靠性较低；(2)只能完成一次给药过程，无法实现药物的多次释放。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是为了解决上述问题，提供一种结构简单且可实现多次给药过程的微胶囊式胃肠道药物释放系统。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种微胶囊式胃肠道药物释放系统，包括外壳，从左至右顺序设置在外壳内的固定隔板、释药驱动装置、活动隔板和储药囊，以及设置在外壳右端面上的开口装置，所述释药驱动装置是由形状记忆聚合物复合材料制作而成的至少一根弯曲板，弯曲板的初始形状为直板。所述的开口装置为一磁性开关门，通过磁力吸附在外壳右端面上，所述外壳右端面含有磁吸材料。所述的形状记忆聚合物复合材料是以形状记忆聚合物为基体，在其中添加增强体制备而成；所述形状记忆聚合物基体为热致型形状记忆聚合物，所述增强体为纤维增强体或颗粒增强体。所述热致型形状记忆聚合物选自PU、PLGA或PLMC中的一种。该系统释药的基本过程是：微型药丸以吞服的方式，从口腔进入人体的胃肠道。当需要药物释放时，通过体外高能量聚焦超声的方式对释药驱动装置进行加热，而释药驱动装置是由形状记忆聚合物复合材料制作而成的，其初始形状为一直板状，其形状恢复温度可设定在40℃。当聚焦超声加热温度达到40℃时，释药驱动装置将由现在的弯曲状逐渐恢复为初始的直板状，从而推动与储药囊相连的隔板向前运动。设置在外壳端面上的开口装置为一磁性装置，通过磁力吸附在外壳端面上。在释药驱动装置的形状恢复过程中，当其推动隔板向前运动的推力高于开口装置与外壳之间的磁力时，开口装置将打开，从而实现药物释放。如欲停止药物释放，可关闭体外超声装置，即停止对形状记忆聚合物复合材料进行加热，致使形状记忆聚合物复合材料停止形状恢复，与储药囊相连的隔板停止向前运动。在没有推力的作用下，磁性开口装置将关闭，从而实现停止药物释放。利用上述过程，可实现药物的多次重复释放。本专利技术的有益效果是：整套装置的结构简单，仅由外壳、隔板、释药驱动装置、储药囊以及开口装置等组成。零部件越少，整套系统的可靠性就越高。而且相对于已有药物释放系统而言，本专利技术可实现药物的重复多次释放，即可通过一次吞服，实现在胃肠道内不同部位的给药功能，极大地提高了系统的利用率。附图说明图1是本专利技术的结构主视图；图2是图1的俯视图；图3是图1的右视图；图4是本专利技术的立体结构示意图；图5是药物释放过程中的示意图；图6是药物释放完毕后的示意图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1至图6所示，本专利技术的微胶囊式胃肠道药物释放系统，包括外壳1，从左至右顺序设置在外壳内的固定隔板2、释药驱动装置3、活动隔板4和储药囊5，以及设置在外壳右端面上的开口装置6，其中的释药驱动装置是由形状记忆聚合物复合材料制作而成的至少一根弯曲板，弯曲板的初始形状为直板。患者以吞服的方式，使微型药丸从口腔进入人体的胃肠道。当需要药物释放时，通过体外高能量聚焦超声的方式对释药驱动装置3进行加热，而释药驱动装置3是由形状记忆聚合物复合材料制作而成的，其初始形状为一直板状，其形状恢复温度可设定在40℃。当聚焦超声加热温度达到40℃时，释药驱动装置3将由现在的弯曲状逐渐恢复为初始的直板状，从而推动与储药囊4相连的活动隔板4向前运动。设置在外壳1端面上的开口装置6为一磁性开关门，通过磁力吸附在外壳端面上。在释药驱动装置3的形状恢复过程中，当其推动活动隔板4向前运动的推力高于开口装置6与外壳1之间的磁力时，开口装置6将打开，从而实现药物释放。如欲停止药物释放，可关闭体外超声装置，即停止对形状记忆聚合物复合材料进行加热，致使形状记忆聚合物复合材料停止形状恢复，与储药囊5相连的活动隔板4停止向前运动。在没有推力的作用下，磁性开口装置6将关闭，从而实现停止药物释放。利用上述过程，可实现药物的多次重复释放。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微胶囊式胃肠道药物释放系统，其特征在于：包括外壳，从左至右顺序设置在外壳内的固定隔板、释药驱动装置、活动隔板和储药囊，以及设置在外壳右端面上的开口装置，所述释药驱动装置是由形状记忆聚合物复合材料制作而成的至少一根弯曲板，弯曲板的初始形状为直板。

【技术特征摘要】
1.一种微胶囊式胃肠道药物释放系统，其特征在于：包括外壳，从左至右顺序设置在外壳内的固定隔板、释药驱动装置、活动隔板和储药囊，以及设置在外壳右端面上的开口装置，所述释药驱动装置是由形状记忆聚合物复合材料制作而成的至少一根弯曲板，弯曲板的初始形状为直板。2.根据权利要求1所述的微胶囊式胃肠道药物释放系统，其特征在于，所述的开口装置为一磁性开关门，通过磁力吸附在外壳右端面上，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔海坡，张梦雪，郭旭东，陈婷婷，刘晓杰，黄嘉平，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31