CN107049928A - 包括储药器的电子药丸 - Google Patents

Abstract

电子药丸（1,11），包括：至少一个储药器（2,12），其具有固体粉末或者颗粒状药；释药开口（3，13）；以及致动器，其响应于控制电路将药从储药器（2,12）移位到该释药开口（3，13）。所述药包括一个或者多个活性成分（例如粉末或者颗粒状的固体）在惰性载体基体中的散布体。可选地，所述活性成分是使用经由半渗透性壁部分（14）吸收到药丸中的肠道水分而散布的。

Description

包括储药器的电子药丸

技术领域

本发明涉及一种电子药丸，用于在通过胃肠道的同时以受控制的方式定量给药（dose a medicine）。本发明还涉及一种用于制备电子药丸的方法。

背景技术

电子药丸是具有用于在消化道的穿程期间分配药（dispense medicine）以用于治疗处理的电子控制电路的可吸收胶囊。电子药丸通常包括储药器（medicine reservoir）、分配开口（dispensing opening）、以及用于将药从储药器传输到分配开口的泵。通常，电子药丸还包括用于在期望的时刻（例如响应于来自诸如可以是药丸的组成部分的pH传感器之类的传感器的信号）而激活分配泵的控制装置。在吞咽之后，通过肌肉沿消化道的蠕动使得药丸沿消化道移动。在药丸穿过肠期间，其以大约1米/小时的速度从幽门漂流到回盲瓣。由于叠加在漂流速度上的小肠蠕动，发生大的速度变化，从而推动药丸来回通过肠。这样，在药丸将通过肠壁被吸收或者变为局部生效之前，从药丸释放的药物被充分混合。

电子药丸的一个实例在WO 2006077529中公开。

迄今为止，电子药丸特别适合分配药液。然而，许多药是粉末状的。粉末状的药通常具有更好的稳定性和保质期。问题是：干粉末呈现弹性、塑性、以及粘性的行为特性。这基本上是颗粒的机械强度问题。当其被紧密打包时，其像弹性体那样表现，从而需要大的机械载荷来使其变形。当粉末的颗粒之间的相互作用弱于粉末颗粒的机械强度时，打包的粉末像弹塑性材料那样表现。在机械载荷的特定值以下，粉末像弹性体那样表现；在该值以上，粉末呈现塑性行为特性。当其被强有力地搅动时，其像流体那样起作用：粉末的颗粒之间的空间被空气或者液体占据，并且这导致粉末颗粒可以被容易地以低机械载荷移位。由于粉末此复杂的行为特性，诸如电子药丸之类的微型系统中的精确计量和分配是有问题的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电子药丸系统，其即使在药以粉末状可用时也允许对这些药进行精确计量和定量给药。

本发明的该目的是利用根据本发明的电子药丸实现的，其中该药丸包括：至少一个储药器，其具有释药开口，并且至少部分地填充有包括一个或者多个活性成分在惰性载体中的散布体（dispersion）的药。在这方面，惰性是指载体材料不与活性成分和患者的肠胃组织发生化学反应并且载体材料不溶解所述成分。

在患者吞咽电子药丸之后，药用成分按命令散布。由于肠蠕动，惰性载体被冲走并且粉末暴露于肠内部的水相环境。药溶解并且通过肠黏膜屏障或者变为局部生效。

制药学上的活性成分可以例如是固体粉末材料。糊状散布的粉末颗粒的平均颗粒大小可以例如为小于或者等于10微米，例如50纳米到10微米、或者50纳米到5微米、或者50纳米到1微米。具有50纳米到5微米（例如50纳米到4微米或者50纳米到2微米）的平均颗粒大小的微球是适合的实例。

与直接服用粉末状的药相比较，使用电子药丸具有以下额外的优点：有效地保护药，以防在口中的酶性变质以及在胃中的化学分解。

散布体中粉末的含量越低，颗粒之间的相互作用越小，并且糊剂可以被更容易地变形。

散布体例如可以是糊剂。具有在20摄氏度以及104秒^-1的剪切速率下测量的4 Pa.s以下（例如0.1到2 Pa.s）的粘度的成分被视为特别适合由电子药丸散布的糊剂或者糊状散布体。一种适合的测量固定剪切速率粘度的方式是用于振荡模式下的、具有104秒^-1的剪切速率的ASTM Test D4287-87中描述的锥板式技术。锥例如具有0.5度的角度以及7.5毫米的半径。

糊状散布体或者糊剂是这样的物质：其在被施加足够大的载荷或者压力之前表现为固体，而在施加了该足够大的载荷或者压力时其像流体那样流动。

活性成分可以例如是制药学上的活性成分或者可选地具有散布剂、添加剂以及助剂的混合物或者营养物或者营养物混合物。

惰性载体基体是与活性成分之间没有化学活性并且不溶解粉末颗粒的化合物或者化合物成分。

载体材料在被身体吸收的情况下对于患者健康来说应当是安全并且生物相容的。诸如橄榄油或者向日葵油之类的在食品工艺中使用的油是安全的实例。一些载体不是基于食品的，但是已经被证明即使在它们被身体吸收的情况下仍是安全的，所述载体诸如甘油、任何适合分子量的聚乙二醇（例如PEG 200、PEG 400或者PEG 600）。另一组适合的载体是仅在很小程度上被身体吸收并且可以通过胃肠道而不改变的载体，诸如矿物油以及例如卡波姆的聚合物。它们被视为是安全并且生物相容的，因为它们不与人类生物系统相互作用，因此不存在长期的小剂量效应。

惰性载体可以例如是脂肪族化合物，诸如脂肪醇、脂肪酸酯、或者诸如上面提到的油之类的油、或者它们的混合物。另外的适合的油是FDA和/或EMEA批准用于人类或者动物食用的任何油，包括诸如植物或者动物油之类的天然油或者它们的衍生物或者合成油，并且特别是富含磷脂的诸如来自大豆的卵磷脂油之类的天然油。这样的油的示范性实例包括精油、植物油以及氢化植物油、动物油，诸如花生油、菜籽油油、鳄梨油、红花油、橄榄油、玉米油、大豆油、芝麻油、维生素A、维生素D、维生素E、鱼油、等等。

惰性载体也可以是软膏。软膏是粘性半固体化合物。软膏可以是：烃基，例如硬或软石蜡；吸收基，例如羊毛脂或者蜜蜡；或者水溶基，例如聚乙二醇200、300、400。

另外合适的载体是水。可选地，可以使用来自肠环境的水。为了该目的，电子药丸可以具有带有半渗透性膜的储药器。适合的半渗透膜是例如醋酸纤维素以及纤维素烷基化物（alkanyates）或者烷基化物（alkenyaltes）。

可以以此方式服用的药的实例是对氨基水杨酸盐以及皮质类固醇，诸如布地缩松，其是实际不溶于水并且在化学上被定义为具有丁醛的(RS)-11b,16a,17,21-四羟基孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮环16,17-乙缩荃的无味粉末。其可以例如用于治疗克罗恩氏症。用于此药物的适合的基体载体材料是乙基纤维素，其溶于肠道水分，由此释放药粉末。

为了防止在卸药之后粉末散布体粘到电子药丸的外部，药丸可以利用不粘涂层来涂覆，所述不粘涂层例如是诸如聚四氟乙烯之类的含氟聚合物，所述聚四氟乙烯诸如DuPont的Teflon 。

可选地，电子控制的药丸或者药传递系统可以包括被编程或者被控制来在穿过胃肠道的同时根据分配定时模式传递或者分配药的电子电路。分配定时模式可以被预先设置并且其可以是固定的，而不易受人的生理过程和状态、情绪、早先服用的药等等的影响。电子控制的药丸可以包括用于根据期望的用于分配在药丸的储药器内存储的药的分配定时模式来控制阀或开口的打开和关闭的控制和定时电路。电子控制的药丸允许人基本上同时服用所有药丸，例如与早饭一起服用，以使得一天中不再需要药丸。无法装入一个电子控制的药丸的药物可以与其它电子控制的药丸配合，以用于一整天的有效负荷疗程。

分配模式可以取决于每个人的身体状态、年龄、性别、疾病等等而因人变化。另外，在分配定时模式期间的预先设置的时刻，在身体中存在的电子控制的药丸可以被编程为停止分配药，以期待一组新的药丸将被服用。这通过仅使最近服用的药丸在身体中分配药而防止意外服药过量。

根据本发明的电子药丸可以被用于人类或者动物患者。为了使人类患者可吞咽，药丸可以例如大体上是具有2到3厘米或者更短的长度以及大约1厘米或者更短的直径的圆柱形。

附图说明

将参照附图来阐明本发明，在附图中：

图1：在透视图中示出了根据本发明的电子可控制药丸；

图2：示意性地示出了根据本发明的电子可控制药丸的替代实施例；

图3A：示出了表示根据本发明的方法的第一实施例的流程图；

图3B：示出了表示根据本发明的方法的第二实施例的流程图。

具体实施方式

图1示出了包括具有卸药开口3的储药器2的电子可控制药丸1。储药器可预先填充有包括散布在惰性载体中的粉末状的药的糊状成分。预先散布的成分例如通过使用注射器插入储药器中。活塞4可以由微型电机5激活以释放出糊剂。储药器2通过旋转袜状密封装置（rolling sock seal）6来相对于活塞密封。电机5由电池7供电。药丸还包括传感器8，例如pH传感器或者任何其它合适的传感器，用于确定药丸1在胃肠道内的位置。电子药丸1内的电子电路响应于来自传感器8的信号而激活电机5。替代地或者额外地，药丸1可以包括用于与患者外部的终端进行无线通信的装置，因此药丸通过胃肠道的通道以及定量给药可以由医生或者助手监视和/或控制。

图2示出了具有可预先填充有干固体粉末药的储药器12的电子药丸11的替代实施例，该干固体粉末药可难溶于水。储药器12包括释药开口13并且以由半渗透性材料形成的外壁14为边界。到达胃肠道时，经由半渗透性膜14吸收肠道水分。膜14主要位于释药开口13处。在电子药丸11被吞咽之后，水被通过膜吸收并且与储药器中的粉末材料混合。混合物在膜14以及释药开口13附近将具有最高的水含量，因此其在释药开口13附近将最容易地流动。通过机械致动器以及以与上面阐述的图1的实施例相同的方式控制的活塞15来提供用于将浆状药粉末经由释药开口13排出的驱动力。可以测量活塞的移位量，因此可以精确地监视实际递送的药量。为了限制材料的扩散，特别是在胃中的扩散，释药开口可以配备有在预期的递送过程（profile）开始时溶解或者被排出的单向阀或者塞子。

图3A示出了表示根据本发明的方法的第一实施例的流程图。粉末状的制药学上的活性成分被散布到基体载体中以形成散布体，例如糊状散布体。然后，利用所述散布体来填充如上所述包括储药器的电子药丸。在此之后，电子药丸可以被患者使用和吞咽，以用于胃肠道中的目标药递送。

图3B表示根据本发明的方法的替代实施例。干粉末状的制药学上的活性成分被插入具有带有半渗透性壁的储药器的电子药丸中，例如上面参照图2所描述的那样。在到达患者的肠时，肠道水分经由半渗透性壁进入储药器并且散布活性成分。由此获得的散布体随后在患者胃肠道的目标部位处分配。

尽管已经在附图以及前述描述中详细地例示和描述了本发明，但是这样的例示和描述应被视为说明性的或者示例性的，而不是限制性的。本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践要求保护的本发明时，根据对于附图、公开以及所附权利要求书的研究，可以理解并实施所公开的实施例的其他变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一”或者“一个”不排除复数。单个处理器或者其它单元可以完成权利要求书中陈述的若干项的功能。仅仅是特定的手段在彼此不同的从属权利要求中陈述这一事实并不指示这些手段的组合不能被有利地使用。权利要求书中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。

Claims (10)

1.电子药丸（1, 11），包括：至少一个储药器（2, 12），其至少部分地填充有药；至少一个释药开口（3，13）；以及致动器，其响应于控制电路将药从储药器（2, 12）移位到所述释药开口（3，13），其中所述药包括一个或者多个活性成分在惰性载体基体中的散布体。

2.根据权利要求1所述的电子药丸，其中所述一个或者多个活性成分中的至少一部分是固体粉末材料。

3.根据权利要求1或2所述的电子药丸，其中所述惰性载体基体包括从油和软膏的组中选择的至少一种化合物。

4.根据权利要求1所述的电子药丸，其中所述散布体具有在20摄氏度、104/秒的剪切速率下测量的0.1到2 Pa.s的粘度。

5.根据权利要求1所述的电子药丸，其中所述电子药丸（1，11）具有涂覆有不粘涂层的外壳。

6.根据权利要求5所述的电子药丸，其中所述不粘涂层包括一个或者多个含氟聚合物粘结剂。

7.电子药丸（11），包括：至少一个储药器（12）；至少一个释药开口（13）；以及致动器，其响应于控制电路将药从储药器移位到上所述释药开口，其中所述储药器至少部分地以形成所述药丸的外壁的一部分的半渗透性膜（14）为边界。

8.用于制备电子药丸（1, 11）的方法，所述电子药丸（1，11）包括填充有药用成分的储药器（2，12），其中所述药用成分通过将制药学上的活性成分散布到惰性载体中以形成散布体来形成。

9.根据权利要求8所述的用于制备电子药丸的方法，其中所述活性成分是粉末状的。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述活性成分以干状插入所述储药器（12）中，并且随后在吞咽之后与经由所述储药器（12）的半渗透性壁（14）吸收的肠道水分混合。