用于药物的超声增强递送的系统和方法技术方案

技术编号:21279428 阅读:257 留言:0更新日期:2019-06-06 11:11
一种用于至少一种药物向眼内空间(100)中的目标部位的超声增强递送的系统的药物施加器(202),所述系统包括可操作地连接至超声换能器(202)的信号发生单元(300),其中药物施加器包括保持药物的至少一个空间(800)、由低超声衰减材料制备、被配置用于提供系统与巩膜的低超声损耗耦合、以及被配置成机械地耦合至系统并且进一步被配置成以低超声损耗耦合至超声换能器。信号发生单元和/或超声换能器被配置用于在至少一个施加循环中发射超声波形,该施加循环包括具有持续时间TA的至少一个超声发射事件和具有持续时间TW的等待期间。

System and Method of Ultrasound Enhanced Delivery for Drugs

A drug applicator (202) for a system of ultrasound enhanced delivery of at least one drug to a target site in an intraocular space (100) includes a signal generating unit (300) operatively connected to an ultrasound transducer (202), in which the drug applicator includes at least one space (800) for holding the drug and attenuated by low ultrasound. Material preparation, configuration for providing hyposonic loss coupling between the system and the sclera, and configuration for mechanically coupling to the system and further configuration for coupling to the ultrasonic transducer with hyposonic loss. The signal generating unit and/or the ultrasonic transducer are configured to transmit an ultrasonic form in at least one application cycle, which includes at least one ultrasound emission event with a duration TA and a waiting period with a duration TW.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于药物的超声增强递送的系统和方法交叉引用本申请要求于2016年5月18日提交的欧洲申请序列号16170141.2的权益,其通过引用全文并入本文并且本申请要求其优先权。专利技术背景经巩膜递送药物是眼科护理的一个重要方面。用于治疗许多疾病和/或病况而言,将至少一种药物递送至巩膜内空间是有必要的,该疾病如视网膜中央静脉阻塞(CRVO)、视网膜分支静脉阻塞(BRVO)、中心性浆液性视网膜病变、巨细胞病毒性视网膜炎(CMV视网膜炎)、视网膜母细胞瘤、眼内淋巴瘤、眼部黑素瘤、巨细胞动脉炎(GCA)、组织胞浆菌病、缺血性视神经病变(ION)、黄斑皱褶、黄斑毛细血管扩张、葡萄膜炎、脉络膜新血管形成、年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变、青光眼、色素性视网膜炎、黄斑水肿、黄斑变性、多复发性翼状胬肉、眼弓形虫病、增生性玻璃体视网膜病变(PVR)、斯蒂文斯-约翰逊综合征(Stevens-Johnsonsyndrome,SJS)、眼瘢痕性类天疱疮(OIP)、眼部退行性病况和手术后病况。然而,眼睛是一种受到良好保护的器官,有数道天然屏障来防止外来物质进入眼前段和/或后段。另外,许多用于治疗后段眼病的治疗剂具有高分子量,因此当施用于巩膜表面时难以扩散穿过眼组织。换句话说,外部施用没有效果。玻璃体内注射是最常用于将药物递送至巩膜内空间的方法。虽然大多数眼科医生都认为它是一种治疗方法,但它是一种外科级别的手术。玻璃体内注射带来风险和问题,如患者顺应性低和时间消耗高。此外,它只能由外科医生进行,并且会导致眼睛的开放性伤口,使其容易感染,并可能产生副作用。US20080177220A1涉及使用超声将药物制剂经巩膜递送至眼睛的过程、系统和设备。在一个实施方式中,换能器(transducer)被放置成与包含在与巩膜接触的耦合孔中的耦合介质接触。当换能器以所需的间隔距离(standoffdistance)放置时,发射超声波以增加组织孔隙度并将治疗剂运输通过巩膜组织并进入眼睛。在另一个实施方式中,功能发生器耦合至放大器、匹配网络和换能器,该换能器被配置用于最大化超声波的空化效应以供药物递送穿过巩膜。US20100226971A1涉及使用超声将包括大分子的治疗剂经巩膜递送至巩膜内空间中的目标部位的系统和方法。该系统增强了大分子治疗剂的经巩膜扩散性,并且对眼组织和结构几乎没有损害。用于基于超声的药物递送的相应设备复杂且昂贵,并且相应的使用方法对于患者和医生来说是不方便的。例如,来自现有技术水平的超声发射是强烈的,并且产生空化效应和/或对眼组织的加热。后两者是危险的并且对患者而言是不舒适的。
技术实现思路
需要用于将药物递送至眼后段的改进的非侵入性方法。本专利技术的其他优点、目的和特征将在下文的描述中部分地阐述,并且其在本领域普通技术人员研究以下内容后将部分地变得显而易见,或者可以从实践中获知。可以通过在书面描述及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和达成该目的和其他优点。独立权利要求的主题解决了上述问题。从属权利要求涉及本专利技术的其他方面。本专利技术的一个方面涉及用于向眼内空间中的目标部位超声增强地递送(ultrasound-enhanceddelivery)至少一种药物的系统的药物施加器,所述系统包括可操作地连接至超声换能器的信号发生单元。所述药物施加器包括保持所述药物的至少一个空间。所述药物施加器由低超声衰减材料制造。另外,所述药物施加器被配置用于提供所述系统与巩膜的低超声损耗耦合,并且所述药物施加器被配置成机械地耦合至所述系统并且进一步被配置成以低超声损耗耦合至所述超声换能器。所述信号发生单元和/或所述超声换能器被配置用于在至少一个施加循环中发射超声波形,所述施加循环包括具有持续时间TA的至少一个超声发射事件和具有持续时间TW的等待期间。本专利技术的一个方面涉及用于向眼内空间中的目标部位超声增强地经巩膜递送至少一种药物(分子)的系统。所述系统包括可操作地连接至超声换能器和药物施加器的信号发生单元。所述药物施加器包括保持所述药物的至少一个空间。所述药物施加器由低超声衰减材料制造。另外,所述药物施加器被配置用于提供所述系统与巩膜的低超声损耗耦合,并且所述药物施加器被配置成机械地耦合至所述系统并且进一步被配置成以低超声损耗耦合至所述超声换能器。所述信号发生单元和/或所述超声换能器被配置用于在至少一个施加循环中发射超声波形,所述施加循环包括具有持续时间TA的至少一个超声发射事件和具有持续时间TW的等待期间。术语低超声衰减材料涉及超声衰减小于10dB/(MHzcm),优选小于6dB/(MHzcm),更优选小于5dB/(MHzcm)的任何材料。术语低超声耦合损耗涉及在耦合接口处损耗小于20%,优选小于10%的两个元件之间的耦合。然而,技术人员理解上述数字反映的是对于相应性质通常认为较低的值。在本专利技术的实施方式中,所述药物以液体状态提供。在替代的实施方式中,所述药物可以封装在亲水性物质例如凝胶或另一种类似物质中。在替代的实施方式中,所述药物可以封装在两亲性物质例如两亲性纳米颗粒或凝胶基质中。在替代的实施方式中,所述药物可以封装在疏水性物质中。在替代的实施方式中,所述药物可以呈固体形式。根据所述实施方式,提供另外的物质来改变所述药物的至少一种物理、化学和/或药物性质可能是有利的。在本专利技术的实施方式中,所述药物选自以下列表:抗体、生物制剂缀合物、蛋白质药物缀合物、皮质类固醇药物缀合物、封装药物的纳米颗粒、缀合药物的纳米颗粒、蛋白质药物、生物制剂、皮质类固醇药物、非甾体抗炎药、带电荷分子、不带电荷分子、核苷酸、DNA/RNA适体、以及与蛋白质/抗体缀合的DNA/RNA。在本专利技术的实施方式中,所述超声施加循环实际上是包括具有持续时间TA的一个超声发射事件和具有持续时间TW的一个等待期间的单个施加循环。在本专利技术的实施方式中,所述施加循环重复多次,每个所述施加循环包括具有持续时间TA的一个超声发射事件和具有持续时间TW的一个等待期间。优选地,所述施加循环重复2至10次,更优选重复4次。在本专利技术的实施方式中,不同的施加循环具有不同的超声发射持续时间和不同的等待期间持续时间。所述药物施加器可以被配置成可更换的和/或被设计用于单次使用的应用。在本专利技术的实施方式中,所述药物施加器的至少一个表面以及所述超声换能器和/或包括所述超声换能器的施加头的至少一个表面被形成用于彼此接收并促进耦合。优选地,所述耦合是正配合和/或摩擦锁定连接;但是,还有其他耦合方法供使用。可更换的药物施加器被设计用于与所述系统多次耦合和解耦,并且单次使用的药物施加器被设计用于与所述系统至少一次耦合和解耦。在本专利技术的实施方式中,所述超声换能器和/或包括所述超声换能器的施加头的至少一个表面被形成用于接收差异地形成的药物施加器。在本专利技术的实施方式中,所述药物施加器的外观指示所容纳的药物。在该实施方式中,所述外观涉及至少一个表面的形状,优选耦合表面的形状,和/或至少一个人可读标签或机器可读标签。附加地或替代地,使用颜色编码来表示所容纳的药物。在本专利技术的实施方式中,药物接收空间在指定用于与巩膜耦合的表面处基本上密封,并且所述密封被配置成允许药物渗透。在本专利技术的一个实施方式中,所述药物施加器包括接近于外部空间的药物接收空间本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于向眼内空间中的目标部位超声增强地递送至少一种药物的系统的药物施加器,所述系统包括可操作地连接至超声换能器的信号发生单元,其中所述药物施加器:(a)包括保持所述药物的至少一个空间,(b)由低超声衰减材料制造,(c)被配置用于提供所述系统与巩膜或角膜的低超声损耗耦合,以及(d)被配置成机械地耦合至所述系统并且进一步被配置成以低超声损耗耦合至所述超声换能器;并且其中所述信号发生单元和/或所述超声换能器被配置用于在至少一个施加循环中发射超声波形,所述施加循环包括具有持续时间TA的至少一个超声发射事件和具有持续时间TW的等待期间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.18 EP 16170141.21.一种用于向眼内空间中的目标部位超声增强地递送至少一种药物的系统的药物施加器,所述系统包括可操作地连接至超声换能器的信号发生单元,其中所述药物施加器:(a)包括保持所述药物的至少一个空间,(b)由低超声衰减材料制造,(c)被配置用于提供所述系统与巩膜或角膜的低超声损耗耦合,以及(d)被配置成机械地耦合至所述系统并且进一步被配置成以低超声损耗耦合至所述超声换能器;并且其中所述信号发生单元和/或所述超声换能器被配置用于在至少一个施加循环中发射超声波形,所述施加循环包括具有持续时间TA的至少一个超声发射事件和具有持续时间TW的等待期间。2.一种用于向眼内空间中的目标部位超声增强地经巩膜递送至少一种药物的系统,所述系统包括可操作地连接至超声换能器和药物施加器的信号发生单元,其中所述药物施加器:(a)包括保持所述药物的至少一个空间,(b)由低超声衰减材料制造,(c)被配置用于提供所述系统与巩膜或角膜的低超声损耗耦合,以及(d)被配置成机械地耦合至所述系统并且进一步被配置成以低超声损耗耦合至所述超声换能器;并且其中所述信号发生单元和/或所述超声换能器被配置用于在至少一个施加循环中发射超声波形,所述施加循环包括具有持续时间TA的至少一个超声发射事件和具有持续时间TW的等待期间。3.根据权利要求1所述的施加器或根据权利要求2所述的系统,其中所述药物施加器被配置成可更换的和/或被设计用于单次使用的应用。4.根据权利要求1或3所述的施加器或根据权利要求2或3所述的系统,其中所述药物接收空间在指定用于与巩膜耦合的表面处基本上密封,并且所述密封被配置成允许药物渗透。5.根据权利要求1或3所述的施加器或根据权利要求2或3所述的系统,其中所述药物接收空间在指定用于与巩膜耦合的表面处基本上开放。6.根据权利要求1和3至5中任一项所述的施加器或根据权利要求2至5中任一项所述的系统,其中所述药物施加器被配置成被填充和/或被重新填充,并且其中所述药物施加器接收10μL至1mL的所述药物和任选的至少一种另外的物质。7.根据权利要求1和3至6中任一项所述的施加器或根据权利要求2至6中任一项所述的系统,其中所述药物施加器由杨氏模量小于10GPa的弹性材料制造。8.根据权利要求1和3至7中任一项所述的施加器或根据权利要求2至7中任一项所述的系统,其中所述药物施加器由以下材料中的至少一种制造:环氧树脂、聚氨酯橡胶、聚碳酸酯、尼龙6-6、聚氯乙烯、聚酯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、特氟龙、聚苯乙烯、氯丁橡胶、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、含硅橡胶、硅水凝胶、硅橡胶,以及掺杂以下材料中的至少一种的硅橡胶:镍、银、钯、钨、金、铂、氧化硅、氧化钛、氧化铝、硫酸钡、氧化铁、二氧化锆、氧化铈、氧化铋、氧化镱、氧化镥、氧化铪。9.根据权利要求1和3至8中任一项所述的施加器或根据权利要求2至8中任一项所述的系统,还包括控制器,其中所述控制器被配置用于控制所述施加循环的多个参数中的至少一个,所述施加循环的所述多个参数选自以下:(a)所述超声发射事件的持续时间TA,(b)在所述超声发射事件之后的所述等待期间的持续时间TW,(c)施加循环的数目,(d)所述超声发射事件的强度,(e)所述超声发射事件的中心频率,(f)超声发射系统的机械指数,以及在脉冲超声发射事件的情况下:(g)所述超声发射事件的重复率,以及(h)所述超声发射事件的占空比。10.根据权利要求1和3至9中任一项所述的施加器或根据权利要求2至9中任一项所述的系统,还包括信息接收和/或发射单元,其中所述信息接收和/或发射单元被配置用于接收和/或发送与所述药物相关的信息;并且其中所述信息接收和/或发射单元可操作地连接至所述信号发生单元和/或所述控制器,或者其中所述信息接收和/或发射单元可操作地连接至所述信号发生单元和/或所述控制器,并且所述控制器被配置用于基于与所述药物相关的所述信息来控制所述施加循环的多个参数中的至少一个;并且优选地,与所述药物相关的所述信息存储在所述药物施加器上。11.根据权利要求1和3至10中任一项所述的施加器或根据权利要求2至10中任一项所述的系统,其中,当所述药物包括大小为70kDa或更小的分子时,所述控制器被配置成将所述持续时间TA控制在30s至300s,并且所述药物施加器被配置成使得所述药物在所述持续时间TA期间传输通过巩膜;并且/或者当所述药物包括大小超过70kDa的分子时,所述控制器被配置成将所述持续时间TW控制在60s至600s,并且所述药物施加器被配置成使得所述分子药物在所述持续时间TW内传输通过巩膜。12.根据权利要求1和3至11中任一项所述的施加器或根据权利要求2至11中任一项所述的系统,其中所述系统还包括显示器和/或手动输入单元,其被配置用于显示和/或手动设置所述施加循环的所述多个参数中的至少一个。13.根据权利要求1和3至12中任一项所述的施加器或根据权利要求2至12中任一项所述的系统,其中所述系统还包括温度传感器,其被配置用于感测巩膜或角膜表面的温度,优选是热电偶和/或红外温度计,并且其中所述控制器被配置用于控制所述超声发射事件,使得在所述时间TA内,所述巩膜或角膜表面的温度升高不超过1℃。14.一种用于向眼内空间中的目标部位递送药物的方法,其中所述方法包括以下步骤:(a)提供根据权利要求1至13中任一项所述的药物施加器和/或系统,(b)将所述药物施加器耦合至巩膜表面,以及(c)施加至少一个超声施加循环,其中所述施加循环包括具有持续时间TA的超声施加和具有持续时间TW的等待期间。15.一种用于操作根据权利要求1至13中任一项所述的施加器和/或系统的方法。16.一种用于向眼睛的眼内空间中的目标侧递送至少一种药物的装置,其中所述装置包括:被配置用于生成超声的超声发生装置,所述超声递送至眼睛的期望部位;以及被配置成在不使用工具的情况下将所述装置耦合至包含所述至少一种药物的药物施加器的接口,其中所述药物施加器被配置用于帮助所述超声向眼睛的所述期望部位的递送,其中所述装置具有小于2500cm3的体积。17.根据权利要求16所述的装置,其中当所述药物施加器经由所述接口耦合时,所述装置和药物施加器具有小于3000cm3的体积。18.根据权利要求16所述的装置,其中所述装置具有小于1000cm3的体积。19.根据权利要求16所述的装置,其中所述装置具有小于25cm的最大尺寸。20.根据权利要求16所述的装置,其中当所述药物施加器经由所述接口耦合时,所述装置和药物施加器具有小于30cm的最大尺寸。21.根据权利要求16所述的装置,其中所述装置具有小于15cm的最大尺寸。22.根据权利要求16所述的装置,其中所述装置具有小于9kg的重量。23.根据权利要求16所述的装置,其中所述装置和药物施加器具有小于10kg的总重量。24.根据权利要求16所述的装置,还包括壳体,其至少部分地包围所述超声发生装置。25.根据权利要求16所述的装置,还包括与所述超声发射单元通信的信号发生单元。26.根据权利要求25所述的装置,其中所述信号发生单元包括被配置用于控制所述信号发生单元的控制器和被配置用于生成超声信号的放大器。27.根据权利要求16所述的装置,其中所述装置是手持式装置。28.根据权利要求16所述的装置,其中所述装置是可佩戴式装置。29.根据权利要求28所述的装置,其中所述装置被配置成佩戴在用户的头上,至少部分在所述用户的眼睛上方。30.根据权利要求16所述的装置,其中所述超声发生装置被配置成以20kHz至100kHz的频率运行。31.根据权利要求30所述的装置,其中所述超声发生装置以小于30VRMS的激励电压运行。32.根据权利要求16所述的装置,其中所述超声发生装置包括弯曲的换能器。33.根据权利要求16所述的装置,其中所述超声发生装置的重量小于200g。34.根据权利要求16所述的装置,其中所述超声发生装置具有小于3cm的最大尺寸。35.根据权利要求16所述的装置,其中所述接口允许所述药物施加器与所述装置的可重复的耦合和解耦。36.根据权利要求16所述的装置,其中所述药物施加器被配置用于保持至少100μl的所述至少一种药物。37.根据权利要求16所述的装置,其中所述装置由机载电源供电。38.根据权利要求37所述的装置,其中所述电源包括原电池。39.一种用于生成向眼睛的眼内空间中的目标部位递送至少一种药物的指令的方法,所述方法包括:获得指示待递送的所述至少一种药物的标识或针对眼睛的治疗计划的标识的信号;以及基于指示所述待递送的至少一种药物的标识或所述针对眼睛的治疗计划的标识的所述信号,借助于一个或多个处理器生成操作超声发生装置的指令。40.根据权利要求39所述的方法,还包括根据所述指令使用所述超声发生装置施加超声,以实现向所述眼睛的眼内空间中的目标部位递送所述至少一种药物。41.根据权利要求39所述的方法,其中所述信号响应于所述至少一种药物的标识或所述针对眼睛的治疗计划的标识的用户输入而提供。42.根据权利要求39所述的方法,其中所述至少一种药物容纳在可操作地耦合至所述超声发生装置的药物施加器中。43.根据权利要求42所述的方法,其中所述药物施加器可移除地耦合至所述超声发生装置。44.根据权利要求43所述的方法,其中所述药物施加器以可移除的方式耦合至所述超声发生装置。45.根据权利要求42所述的方法,其中所述信号响应于所述药物施加器上所载的标签而提供,所述标签指示所述待递送的至少一种药物或所述针对眼睛的治疗计划的标识。46.根据权利要求45所述的方法,其中所述药物施加器预装载有所述至少一种药物。47.根据权利要求39所述的方法,其中所述指令的确定包括从针对不同药物或治疗计划的多个指令选项中选择所述指令。48.根据权利要求39所述的方法,其中所述一个或多个处理器由包括所述超声发生装置在内的装置所载。49.根据权利要求39所述的方法,其中所述指令包括超声频率。50.根据权利要求39所述的方法,其中所述指令包括机械指数。51.根据权利要求39所述的方法,其中所述指令包括生成超声的循环数目和时间。52.根据权利要求39所述的方法,其中所述超声的生成允许流体从眼内引流,以降低眼内的压力。53.根据权利要求52所述的方法,其中所述流体的引流与所述至少一种药物的递送同时发生。54.根据权利要求52所述的方法,其中所述流体的引流在所述至少一种药物的递送之前发生。55.根据权利要求52所述的方法,其中所述流体的引流在所述至少一种药物的递送之后发生。56.根据权利要求52所述的方法,其中当所述流体从眼内引流时,所述超声以低于1MHz的频率运行。57.根据权利要求52所述的方法,其中当所述流体从眼内引流时,眼睛的温度升高不超过2℃。58.根据权利要求52所述的方法,其中所述流体的引流在降低眼内压的治疗期间发生。59.根据权利要求58所述的方法,其中所述流体的引流在青光眼的治疗期间发生。60.根据权利要求39所述的方法,其中所述针对眼睛的治疗计划的标识包括待治疗的疾病的标识。61.一种用于向眼睛的眼内空间中的目标侧递送至少一种药物的装置,其中所述装置包括:配置用于生成超声的超声发生装置,所述超声被递送至眼睛的期望部位;以及配置用于将所述装置重复地耦合至包含所述至少一种药物的药物施加器的接口,其中所述药物施加器被配置用于帮助所述超声向眼睛的所述期望部位的递送,其中所述接口包括耦合介质,所述耦合介质的厚度是所述耦合介质在谐振频率下的传播速度的倍数。62.根据权利要求61所述的装置,其中所述耦合在不使用工具的情况下实现。63.根据权利要求61所述的装置,其中所述耦合介质的厚度是所述耦合介质在四倍谐振频率下的传播速度的奇数倍。64.根据权利要求61所述的装置,其中所述耦合介质被配置用于优化所述超声发生装置与所述药物施加器的阻抗匹配。65.根据权利要求61所述的装置,其中所述耦合介质是固体。66.根据权利要求61所述的装置,其中所述耦合介质是液体、悬浮液或凝胶。67.根据权利要求61所述的装置,其中所述超声发生装置被配置成至少部分地插入药物施加器盒中。68.根据权利要求67所述的装置,其中所述超声发生装置包括销,所述销被配置用于滑过所述盒的狭槽以允许所述超声发生装置锁定到所述盒中。69.根据权利要求61所述的装置,其中所述药物施加器被配置成至少部分地插入超声发生装置盒中。70.根据权利要求61所述的装置,其中所述接口包括第一紧固件,其被配置成与所述药物施加器上所载的第二紧固件配合。71.根据权利要求70所述的装置,其中所述第一紧固件和所述第二紧固件被配置成螺纹连接在一起。72.根据权利要求70所述的装置,其中所述第一紧固件和所述第二紧固件被配置成扣合在一起。73.根据权利要求61所述的装置,其中所述接口允许所述超声发生装置与所述药物施加器之间的磁性连接。74.根据权利要求61所述的装置,其中所述药物施加器具有5dB/MHz/cm或更低的衰减系数。75.根据权利要求61所述的装置,其中所述接口提供低于10%的耦合损耗。76.根据权利要求61所述的装置,其中所述超声发生装置被配...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙玮良张倩行扬·弗雷德里克·恩格斯
申请(专利权)人:宏声医疗控股有限公司
类型:发明
国别省市:中国香港,81

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