Пробка для слезной точки с подключенной к источнику питания матрицей из удерживающих ячеек

Изобретение относится к полупроводниковым устройствам, содержащим матрицу из удерживающих ячеек, в которой каждая удерживающая ячейка сконфигурирована с возможностью содержания медикамента, и каждая удерживающая ячейка содержит элемент активации ячейки, сконфигурированный для высвобождения медикамента из удерживающей ячейки при получении триггера активации. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к полупроводниковому устройству, пробке для слезной точки и способу ее изготовления. Далее изобретение относится к способам и устройствам для дозирования одного или нескольких материалов, таких как лекарственное средство, из резервуара пробки для слезной точки и дозирования лекарственного средства в форме, способствующей программируемой подаче с помощью электронного управления подачи отдельной дозы из подключенной к источнику питания удерживающей матрицы.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Активные препараты часто вводят в глаза для лечения глазных заболеваний и нарушений. К традиционным способам доставки активных препаратов в глаз относится местное нанесение на поверхность глаза. Глаз преимущественно приспособлен к местному введению лекарственных препаратов, так как при правильной анатомии лекарственные препараты, вводимые путем местных аппликаций, способны проникать через роговицу и обеспечивать терапевтическую концентрацию внутри глаза. Активные препараты для глазных заболеваний и расстройств могут быть введены перорально или в виде инъекций, но недостаток таких способов введения в том, что при пероральном приеме активный препарат может достигать глаза в слишком низкой концентрации, чтобы иметь желаемый фармакологический эффект, и его использование осложняется значительными, системными побочными эффектами, а инъекции создают риск инфекции.

Большинство активных веществ, предназначенных для глаз, в настоящее время применяется местно, в виде глазных капель. Этот метод эффективен в некоторых ситуациях, но является неэкономным. При попадании в глаз капля жидкости переполняет конъюнктивальный мешок - полость между глазом и веками, при этом значительная часть капли вытекает через край века на щеку. Кроме того, значительная часть капли, оставшаяся на поверхности глаза, стекает в слезные точки, при этом концентрация лекарственного средства снижается.

В дополнение к недостаткам, описанным выше, пациенты часто не используют свои глазные капли, как предписано. Часто такое неправильное применение связано с начальным жжением или чувством жжения, вызываемым глазными каплями. Конечно, закапывание глазных капель в глаза может быть трудным, отчасти из-за нормального рефлекса защиты глаза. Поэтому иногда капля даже не попадет в глаз. У пожилых пациентов могут возникнуть дополнительные проблемы с закапыванием капель, связанные с артритом, координацией и сниженным зрением. Применение глазных капель у детей и психиатрических больных также создает трудности.

Предшествующие системы местной постоянной подачи включают препараты постепенного действия в виде раствора или мази, которые применяются в глаза таким же образом, как глазные капли, но менее часто. Такие препараты описаны, например, в патенте США № 3,826,258, выданном Абрахаму, и патенте США № 4,923,699, выданном Кауфману. Однако из-за способа их применения эти препараты приводят к многим из проблем, описанным выше для обычных глазных капель. В случае мазей возникают дополнительные проблемы, такие как эффект размытия зрения и дискомфорт от липкого ощущения, вызванного жирной основой мази.

Альтернативные системы постоянной подачи были предназначены для размещения в конъюнктивальном мешке между нижним веком и глазом. Такие устройства обычно содержат основной содержащий препарат резервуар, окруженный гидрофобной сополимерной мембраной, которая контролирует диффузию препарата. Примеры таких устройств описаны в патенте США № 3,618,604, выданном Тессу, патенте США № 3,626,940, выданном Заффарони, патенте США № 3,845,770, выданном Тиувес и др., патенте США № 3,962,414, выданном Михаэлсу, патенте США № 3,993,071, выданном Хигучи и др., и патенте США № 4,014,335, выданном Арнольду. Однако, в связи с их расположением, устройства могут и часто плохо переносятся пациентами.

Известно использование устройств, которые могут быть вставлены в одно или несколько отверстий человеческого глаза, таких как слезный каналец, чтобы доставлять активные препараты. Один из недостатков использования таких устройств для подачи препарата состоит в том, что большее количество препарата первоначально подается болюсно на входе устройства в глаз, а не с помощью линейной доставки препарата в течение долгого времени. Другие способы учитывают потерю лекарственного средства через некоторое время. Тем не менее, существует ряд лекарственных средств, которые наиболее эффективны при периодической доставке в определенных дозировках. Таким образом, могут быть полезны альтернативные методы и устройства для доставки лекарственного средства в глазную область, в частности, при доставке отдельных доз в течение значительного периода времени.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к устройствам для подачи лекарственного средства в глазную область за счет использования питающих элементов и схем, питающихся от элемента и содержащихся в корпусе пробки для слезной точки.

Также может быть представлено полупроводниковое устройство, содержащее матрицу из удерживающих ячеек, в которой каждая удерживающая ячейка настроена на удерживание лекарственного средства и каждая удерживающая ячейка включает в себя элемент активации ячейки, настроенный для высвобождения лекарственного средства, содержащегося в удерживающей ячейке при получении триггера активации.

Полупроводниковое устройство может содержать схемы управления, настроенные для активации удерживающих ячеек в заданные моменты времени.

Схема управления может включать в себя осцилятор, счетчик и мультиплексор, в котором осцилятор настроен на увеличение шага счетчика, счетчик настроен на вывод подсчета в мультиплексор и мультиплексор настроен для декодирования подсчета по адресу указанной удерживающей ячейки.

Полупроводниковое устройство может содержать схему взаимосвязи, настроенную для направления триггера активации к упомянутой удерживающей ячейке, выбранной схемой управления.

Схема взаимосвязи может включать в себя множество числовых шин и разрядных шин, определяющих адресную связь с элементом активации ячейки каждой удерживающей ячейки.

Схема взаимосвязи может включать в себя отдельную выходную шину для элемента активации ячейки каждой удерживающей ячейки.

Схема управления может быть выполнена с возможностью конфигурации схемы взаимосвязи для направления триггера активации к упомянутой удерживающей ячейке.

Каждый элемент активации ячейки может содержать плавкое покрытие, настроенное для удержания медикамента внутри ячейки и его высвобождения при расплавлении.

Каждое плавкое покрытие может формировать герметичное уплотнение над или вокруг соответствующей удерживающей ячейки.

Плавкое покрытие может содержать биосовместимый проводник, например, биосовместимый металл, такой как нержавеющая сталь, кобальт-хром, сплав на основе титана, нитинол или золото, предпочтительно золото.

Полупроводниковое устройство может содержать схему плавления, настроенную для передачи плавящего тока через плавкое покрытие упомянутой задерживающей ячейки, выбранной схемой управления, плавящий ток определяет триггер активации.

Схема управления может быть сконфигурирована для включения плавящего тока в заданные моменты времени.

Схема плавления может быть сконфигурирована для накопления заряда и формирования плавящего тока после интервала зарядки, интервал зарядки тем самым определяет заданные моменты времени.

Схема взаимосвязи может быть сконфигурирована для направления плавящего тока от схемы плавления к плавкому покрытию упомянутой удерживающей ячейки.

Полупроводниковое устройство может содержать таймер, сконфигурированный для отключения плавящего тока по истечении заданных моментов времени.

Каждая удерживающая ячейка может содержать растворимый слой, содержащий лекарственное средство внутри удерживающей клетки, в которой элемент активации ячейки настроен для формирования герметичного уплотнения над растворимым слоем, и для выведения растворимого слоя в окружающую среду при получении триггера активации.

Полупроводниковое устройство может содержать схему взаимодействия, настроенную для включения полупроводникового устройства при обнаружении одного или нескольких заданных условий.

Также может быть предоставлена пробка для слезной точки, настроенная для высвобождения отдельных доз лекарственного средства в заданные моменты времени.

Также может быть предоставлена пробка для слезной точки, содержащая схему управления, настроенную для активации одной или нескольких удерживающих ячеек в матрице для высвобождения лекарственного средства, содержащегося в удерживающих ячейках, в заданные моменты времени.

Далее может быть предоставлена пробка для слезной точки, содержащая схему взаимосвязи, настроенную для направления триггера активации к одной или нескольким удерживающим ячейкам в матрице для высвобождения лекарственного средства, содержащегося в удерживающих ячейках, в заданные моменты времени.

Также может быть предоставлена еще одна пробка для слезной точки, содержащая:

корпус пробки для слезной точки с полостью внутри;

устройство электропитания;

элемент взаимодействия для активации взаимосвязи устройства электропитания со схемами в пробке для слезной точки;

таймер для подсчета в течение определенного периода времени;

мультиплексор для декодирования подсчета времени в определенную удерживающую ячейку;

и

удерживающую матрицу, в которой отдельные элементы покрыты тонкой пленкой герметичного уплотнения.

Любая пробка для слезной точки, описанная или заявленная в настоящем документе, может содержать полупроводниковое устройство, как описано в настоящем документе.

Способ изготовления полупроводникового устройства может содержать матрицу из удерживающих ячеек, в которой каждая удерживающая ячейка сконфигурирована для содержания лекарственного средства и каждая удерживающая ячейка содержит элемент активации, сконфигурированный для высвобождения лекарственного средства, содержащегося в удерживающей ячейке при получении триггера активации.

Полупроводниковое устройство, описанное в настоящем документе, может быть адаптировано для подкожного использования.

Другие варианты осуществления представлены в рамках приведенного ниже описания, формулы изобретения и прилагаемых чертежей.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 изображена пробка для слезной точки с подключенной к источнику питания матрицей из удерживающих ячеек.

На фиг. 2 изображен крупный план элементов высвобождения лекарственного средства в подключенной к источнику питания матрице из удерживающих ячеек.

На фиг. 3 изображен примерный процесс формирования электронных схем и удерживающей подключенной к источнику питания матрицы из удерживающих ячеек.

На фиг. 4 изображен примерный процесс сборки устройства электропитания с электронными схемами и матрицей из удерживающих ячеек в корпусе пробки для слезной точки.

На фиг. 5 изображена примерная конструкция соединений отдельных резервуаров с лекарственным средством в удерживающей матрице.

На фиг. 6 изображена примерная конструкция таймеров для доставки медикамента.

На фиг. 7 изображена блок-схема пробки для слезной точки с подключенной к источнику питания матрицей из удерживающих ячеек.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пробки для слезной точки на протяжении десятилетий использовались для лечения сухости глаз. В последнее время пробки для слезной точки привлекли внимание в связи с использованием в качестве системы доставки лекарственных препаратов для лечения глазных болезней и состояний. Некоторые проблемы возникают при композиции лекарственного препарата для доставки при требуемой ежедневной интенсивности и/или дозы, которая будет эффективной при ограничении нежелательных явлений. Альтернативная или дополнительная стратегия высвобождения лекарственного средства может включать в себя использование подключенной к источнику питания электроники для управления и установки доставки отдельных доз.

Системы доставки лекарственных средств на основе диффузии характеризуются скоростью высвобождения лекарственного средства, которая зависит от его диффузии через инертный нерастворимый в воде мембранный барьер. Существует два основных типа диффузий: резервуарные устройства и матричные устройства. Резервуарные устройства - устройства, в которых ядро лекарственного вещества окружено полимерной мембраной. Природа мембраны определяет скорость высвобождения лекарственного вещества из системы. Процесс диффузии в общих чертах описан серией уравнений, регулируемых первым законом диффузии Фика. Матричное устройство обычно состоит из лекарственного вещества, гомогенно диспергированного через полимер.

Резервуарные и матричные системы доставки лекарственных средств считаются основанными на диффузии постоянными системами высвобождения лекарственных веществ и устанавливают любую форму дозы, которая обеспечивает лечение в течение длительного периода времени. Целью устойчивой системы высвобождения лекарственных веществ является поддержание терапевтического уровня препарата в течение длительного периода, и это обычно осуществляется при попытке получить высвобождение нулевого порядка из устойчивой системы высвобождения. Устойчивые системы высвобождения обычно не достигают этого типа профиля высвобождения, но пытаются приблизиться к нему с помощью медленного высвобождения первого порядка. Со временем скорость высвобождения лекарства из резервуарной и матричной устойчивой системы высвобождения будет замедляться и не будет терапевтической.

Высвобождение лекарственного средства нулевого порядка означает высвобождение лекарства из системы доставки лекарственного средства с постоянной устойчивой скоростью высвобождения лекарственного средства, то есть количество лекарственного средства, которое высвобождается из системы доставки лекарственного средства в течение равных промежутков времени, не замедляется и остается на терапевтическом уровне. Эта "система доставки лекарственного средства с постепенным высвобождением" относится к системе доставки лекарственного средства нулевого порядка и способно обеспечить фактическое терапевтическое управление с помощью управляемого высвобождения.

Другой профиль высвобождения лекарственного средства называют пульсирующей доставкой лекарственного средства. Пульсирующая доставка лекарственного средства предназначена для высвобождения терапевтического количества терапевтического агента через регулярные интервалы. Место распределения активного вещества выбирают таким образом, чтобы обеспечить доставку активного вещества в слезную жидкость с предпочтительно минимальным высвобождением в носослезный канал. Пульсирующий характер высвобождения достигается путем линейного размещения водорастворимых инкапсулированных гранул или других лекарственных единиц с пульсирующим высвобождением внутри носителя, например, трубки, и регулирования воздействия водного раствора, например, слезной жидкости, на каждую лекарственную единицу с пульсирующим высвобождением. По мере растворения первой лекарственной единицы с пульсирующим высвобождением под воздействием водного раствора лекарственное средство, инкапсулированное внутри лекарственной единицы с пульсирующим высвобождением, выделяется в носослезный канал. В результате растворения первой лекарственной единицы с пульсирующим высвобождением и последующего высвобождения первой дозы лекарственного средства водный раствор начинает воздействовать на вторую лекарственную единицу с пульсирующим высвобождением. В ходе повторения этого алгоритма линейно размещенные лекарственные единицы с пульсирующим высвобождением растворяются, обеспечивая воздействие водного раствора на следующую единицу.

Может быть представлено устройство и способы формирования пробки для слезной точки, включающие в себя: корпус пробки для слезной точки, имеющий первый конец и второй конец; поверхность, проходящую между двумя концами; резервуар, содержащийся в пробке для слезной точки, причем резервуар содержит материал, содержащий активный агент, и активный агент, причем активный агент линейно присутствует в шарике для пульсирующего дозирования. Пробка для слезной точки дополнительно может содержать некоторую область, например, отверстие в пробке для слезной точки, способствующую лучшему выделению или иному распространению активного вещества из полости пробки для слезной точки на прилегающей к пробке области. Пробка для слезной точки может включать в себя область, способствующую распространению активного агента с отверстием с диаметром меньшим, чем диаметр полости, содержащей активный ингредиент.

Могут быть представлены устройства и способы их использования и производства, которые могут быть использованы для доставки активных агентов в матрицу из полостей, расположенных на поверхности пробки для слезной точки контролируемым образом. Посредством включения элементов подачи напряжения в основную полость пробки для слезной точки, предназначенных для питания электронных схем, также содержащихся в пробке для слезной точки, могут быть осуществлены новые доставки доз медикамента.

Известен способ заполнения полости пробки для слезной точки путем введения стержня или другого жесткого или полужесткого инструмента. Стержень может включать фармацевтическое или иное лекарственное средство. Тем не менее, известный способ введения предполагал выделение активного вещества из пробки. Матрица из удерживающих ячеек с лекарственным средством может быть сформирована из твердых подложек, в которых каждая ячейка закрыта уплотнением, которое может быть пористыми под действием примененного электрического сигнала. Такая матрица и связанное с ней включение напряжения, электроника и другие компоненты могут быть вставлены в пробку для слезной точки аналогично вышеупомянутому заполнению полости.

СПИСОК ТЕРМИНОВ

В рамках настоящего документа термин «активное вещество» обозначает вещество, способное оказывать лечебное действие, замедлять или предотвращать нарушение или заболевание. Примерами активных веществ могут являться, помимо прочего, фармацевтические средства и нутрицевтики. Предпочтительные активные вещества способны оказывать лечебное действие, замедлять или предотвращать нарушение или заболевание одного или нескольких органов: глаз, носа и горла.

В рамках настоящего документа термин «пробка для слезной точки» обозначает устройство, форма и размер которого позволяют вводить его в нижний или верхний слезный каналец глаза через нижнюю или верхнюю слезную точку, соответственно.

В рамках настоящего документа, термин “отверстие” обозначает отверстие в пробке для слезной точки такого размера и формы, через которые может проходить активное вещество. Предпочтительно отверстие пропускает только активное вещество. Отверстие может быть закрыто мембраной, сеткой или решеткой 106 или может быть незакрытым. Мембрана, сетка или решетка могут быть выполнены из одного или более из пористого, полупористого, проницаемого, полупроницаемого и биоразлагаемого материала.

Подключенная к источнику питания пробка для слезной точки

На фиг. 1, пункт 100, изображена подключенная к источнику питания пробка для слезной точки. Изображенная пробка для слезной точки 100 имеет оба элемента включения напряжения, а также компоненты, которые могут быть подключены к источнику питания с помощью элементов включения напряжения. Элемент 135 изображает примерную конструкцию пробки для слезной точки. Она имеет типичную форму, как описано в предыдущих раскрытиях изобретения. Полость внутри конструкции пробки для слезной точки заполнена элементами включения напряжения и элементами, диспергирующими лекарственное средство.

Пункт 140 изображает корпус, который может содержать элемент включения напряжения. В настоящем примере, элемент включения напряжения изображен в виде батареи и более конкретно может быть сконструирован в виде щелочной батареи. Пункт 150 изображает катод батареи, который в качестве примера может быть физически расположен на или соприкасаться с металлическим корпусом 140. Далее внутри батареи, пункт 145 может изображать разделительный элемент с функцией электролита. Далее пункт 160 может изображать анод батареи, в котором электрический элемент, контактирующий с анодом, может изображаться в качестве пункта 130. Аналогичным образом, пункт 120 может представлять верхний слой катодного контакта. И, для завершения описания элемента включения напряжения, пункт 125 может представлять собой верхний контакт катодного слоя.

Щелочная аккумуляторная батарея показана как элемент включения напряжения. Без потери универсальности, может быть много других элементов, которые могут содержаться в пробке для слезной точки и которые могут действовать как элементы включения напряжения, включая, например, другие типы аккумуляторных батарей, топливных батарей, индуктивно соединенных источников энергии и элементов этого типа, которые могут обеспечить электрическую энергию для других компонентов в пробке для слезной точки с подключенной к источнику питания удерживающей матрицей.

Элемент включения напряжения может быть подключен к следующему элементу, пункт 170, который может быть соединительным элементом. Он может подсоединяться различными способами к контактам элемента включения напряжения 120 и 130. Может быть много способов для подключения соединительного элемента к этим контактам, включая пайку, проводящие эпоксидные смолы и проводное соединение в качестве примера. Соединительный элемент может также включать элемент накопления энергии, который может заряжаться с помощью элемента включения напряжения.

Изображенный на соединительном устройстве пункт 180 может представлять собой полупроводниковый элемент, который содержит матрицу из удерживающих ячеек, пункт 190. Как будет описано позже, над этими удерживающими ячейками может находиться механизм, который может предусматривать электрически опосредованное высвобождение материала в удерживающих ячейках. Может быть несколько способов соединения этого полупроводникового элемента с соединительным элементом, на котором он может быть установлен, включая шаровое соединение пайкой, которое соединяет посредством отверстий в полупроводниковом устройстве или как показано на фиг. 1, пункт 195, соединение может быть выполнено с помощью гибкого соединения, которое проходит вдоль боковой поверхности полупроводникового устройства и подключается к соединительным позициям в верхней части полупроводникового устройства.

Также, на фиг. 1, пункт 115 может изображать уплотнительную крышку, присоединенную к корпусу пробки для слезной точки. Эта уплотнительная крышка может размещать и содержать элемент включения напряжения, соединять матрицу и полупроводниковый элемент в фиксированной позиции в пробке для слезной точки. Может быть несколько способов размещения и закрепления уплотнительной крышки, включая, например, применение эпоксидного герметика или других типов герметика. Крышка может быть сформирована таким образом, чтобы соединяться с устройством пробки для слезной точки с механической блокировкой при закрытии.

Другой элемент, изображенный на фиг. 1, пункт 110 является устройством взаимодействия. Так как пробка для слезной точки 100 содержит элементы включения напряжения, пробка для слезной точки может содержать средство управления при протекании тока из элемента включения напряжения. Устройство взаимодействия может быть элементом, который находится в положении "выключено" при хранении, и с помощью каких-либо средств активации переключается в положение "включено". Только при этом условии заряд будет применяться к различным компонентам устройства.

Может быть несколько способов переключения устройства взаимодействия в положение "включено". Например, устройство может контролировать при помещении в среду, которая содержит влагу и частично ионные ионы в воде, где, например, проводимость такой текучей среды может активировать состояние "включено". Кроме того, из устройства может быть удалена функция защиты поверхности, вследствие чего устройство активируется. Так как пробка для слезной точки может помещаться в человеческий организм, устройство, используемое для помещения пробки в слезный каналец слезной точки, может содержать компонент, который влияет на устройство взаимодействия каким-либо образом, с помощью которого происходит включение устройства.

Устройство взаимодействия может содержать переключатель батареи для перевода таймера и схем управления в режим хранения, состояние, в котором из батареи потребляется минимальное количество энергии. Устройство взаимодействия может поддерживать локацию в видимой части спектра и на инфракрасных лучах с помощью встроенного в кристалл фотоприемника, так что один метод для активации переключателя аккумуляторной батареи включает в себя падающий свет. Другие методы включают в себя механические (зажимание, гибка) и радиочастотные (РЧ).

Удерживающая матрица, содержащая лекарственное средство

На фиг. 2, пункт 200, изображен крупный план сверху полупроводникового устройства, элемент 210, с удерживающей матрицей. Как обсуждалось ранее, силиконовая часть может содержать схему, важную для управления удерживающей матрицы и обеспечения включения каждой удерживающей ячейки и дисперсии лекарственного средства с соответствующей частотой. В зонах силиконовой части, которые не содержат электронных устройств, могут формироваться поры или отверстия, которые могут заполняться лекарственным средством. В верхней части силиконовой части, в которой расположены схемы, для определения матрицы зон, покрывающих поры или отверстия могут использоваться металлы для межсоединений. Пункт 220 может изображать металлическую часть, которая располагается над порой. В следующем разделе будут подробно рассматриваться способы формирования очень тонкого слоя металла, размещенного непосредственно над отверстием. Как показано в пункте 230, металлические соединения могут соединяться с тонким слоем так, что ток может проходить через тонкую пленку. Ток может приводить к расплавлению или испарению тонкого металла, в любом случае открывая расположенную под ним удерживающую ячейку.

На фиг. 5, пункт 500, изображена разводка металлических полос для обеспечения соединения отдельных слоев металлической пленки, покрывающих удерживающую матрицу. Отдельные покрывающие ячейки слои показаны как матрица из квадратов, примером может послужить пункт 510. В зависимости от фактического размера всей матрицы, может быть множество дополнительных ячеек, которые не показаны на этой фигуре. Также на фигуре изображена комбинация 4 горизонтальных линий (520, 521, 522 и 523), которые для наглядности и аналогично разводке для ячеек памяти могут быть классифицированы как "числовые шины". Также изображены 4 вертикальные линии (530, 531, 532 и 533) как подмножество "разрядных шин" в матрице. За счет расположения ячеек в конфигурации, в которой разрядные шины и числовые шины способны реагировать на все удерживающие ячейки, может быть реализована эффективная схема. Например, для высвобождения лекарственного средства, размещенного под ячейкой 510, ток может проходить через пункт 530, а затем через крышку ячейки 510, а затем из 520.

Таймеры и схемы управления

На фиг. 6 изображена примерная схема активации для активации конкретной удерживающей ячейки. Схема имеет источник питания 630. Таким источником может быть, например, щелочная батарея. Питание может быть направлено от источника питания к элементу взаимодействия 620. Этот элемент может быть установлен в состояние "включено", когда пробка для слезной точки помещается в глаз. При установке в состояние "включено", источник питания может проходить через элемент 620 и на другие элементы схемы. Элементы 621 и 622 могут быть направлены к элементу колебательного контура 610. Элементы 623 и 624 могут быть направлены к элементу подсчета 640. Элементы 625 и 626 могут быть направлены к элементу мультиплексирования 660. Элементы 627 и 628 могут быть направлены к элементу наращивания мощности 650.

Когда напряжение поступает в подключенную к источнику питания пробку для слезной точки, колебательный контур может начать колебания на определенной частоте. Выход элемента 610 может передаваться к элементу подсчета как элементы 611 и 612. Элемент подсчета может иметь рабочий цикл, который подсчитывает в течение определенного количества циклов на входной линии 612. В качестве примера, сочетание частоты колебаний и подсчет, необходимый перед наращиванием элемента подсчета наращивается на единицу, может соответствовать периоду времени за один день. Таким образом, в этом примере, один раз в день выход элемента 640 будет увеличен на один отсчет. Такой подсчет может быть закодирован в восьмибитное число, которое прошло из элемента подсчета 640 к элементу мультиплексирования через шину данных 645.

Элемент мультиплексирования 660 может получить восьмибитное число и декодировать это число в уникальную комбинацию первой числовой шины 661 и первой разрядной шины 662. Когда активируется определенная числовая шина, например 661, может включиться силовой транзистор 670 с током. Разрядная шина 662 может включить элемент силового транзистора 680. Как показано на фиг. 5, сочетание разрядной шины и силовой шины может относиться к уникальному элементу матрицы в удерживающей матрице. Когда силовые транзисторы включены, напряжение может быть направлено от источника наращивания мощности 650 по линии 651, а затем через ячейку 690 из линии 671. Когда напряжение проходит через элемент активации ячейки (тонкая пленка, покрывающая ячейку активации), оно может расплавить тонкую металлическую пленку, открывая растворимые слои в удерживающей ячейке и высвобождая дозированное лекарственное средство в среду глаза.

Для такого типа схемы возможно несколько вариантов. Например, можно использовать время заряда пункта 650 во взаимодействии с резистивным элементом для определения времени от открытия одной ячейки до другой, заменяя необходимость колебательного контура. Другие возможные варианты включают в себя, например, элемент мультиплексирования, который обращается к отдельную выходной шине для каждой удерживающей ячейки. В дополнение, схема может доставлять содержимое одной ячейки за определенный период времени. Для специалистов в данной области может быть очевидно, что различные варианты управления электроники зависят от затрат; включая, в качестве неограничивающего примера, доставку отдельных доз препарата из полостей при различных запрограммированных нормах и программирование нескольких полостей для доставки доз за определенный период времени.

Формирование электронных устройств для подключенных к источнику питания удерживающих матриц

На фиг. 3 изображен обобщенный технологический процесс формирования элементов управления и заполненная лекарственным средством удерживающая матрица. В шаге 301 полупроводниковые схемы обрабатываются слоями металла для соединения с покрытием тонкой металлической пленки удерживающих ячеек. В примерном варианте технологического процесса область вокруг удерживающей ячейки может иметь квадратную деталь, встроенную в первый слой металла обработки схемы. Этот первый металлический слой, который можно классифицировать как M1, затем может быть инкапсулирован в первом изоляционном слое. Межслойное отверстие в этом первом изоляционном слое может определять пору, через которую открытая удерживающая ячейка может доставлять лекарственное средство.

В последующем шаге технологического процесса из второго металлического слоя могут формироваться разрядные шины. Когда этот второй слой вытравливается и затем инкапсулируется вторым изоляционным слоем, может формироваться второе межслойное отверстие для соединения с M2 или вторым металлическим слоем. Тонкий слой металла затем наносится на два отверстия и далее вытравливается в отдельные элементы, в которых пора покрывается тонким слоем металла и устанавливается на M1 для межсоединений.

В шаге 302 пластина может быть испытана, после чего манипуляционная пластина крепится или клеится к верхней поверхности пластины. Прикрепленная пластина далее может утончаться стандартной технологией полупроводниковых приборов до утонченного силиконового слоя с плоской поверхностью. Далее в шаге 303 через силиконовый слой могут формироваться отверстия, которые затем вытравливаются для формирования матрицы из удерживающих ячеек. Процесс вытравливания может осуществляться полным вытравливанием через силикон и затем через изоляционные слои вплоть до металлического слоя над определенной ячейкой.

В следующем шаге 304 открытое через силикон межслойное отверстие может быть подвергнуто химическому травлению, которое может вытравливать металлический слой M1, который открывается под каждым отверстием через силикон. Химическое травление может быть выбрано для отдельных металлов в слое М1, но не эффективно для травления металла в тонкопленочном слое.

В шаге 305 боковые стенки и тонкий слой металла, присутствующий в или под проходящим через силиконовый слой межслойным отверстием, будет далее покрываться растворимым покрытием. Этот слой может служить для изоляции силиконового материала от лекарственного средства, и также для изоляции лекарственного средства от тепловых эффектов при плавлении или испарении тонкого металлического слоя. В шаге 306 каждая ячейка заполняется соответствующим количеством лекарственного средства. Затем ячейка закрывается растворимым материалом. В последующем шаге может применяться полировка для выравнивания задней стороны до силиконового слоя. Затем задняя сторона может покрываться третьим слоем металла, или другим герметичным уплотнением. В этом примере могут формироваться электронные устройства и удерживающая матрица. Специалисту в данной области может быть понятно, что в масштабе данного изобретения возможно использование и других альтернатив.

Сборка пробки для слезной точки с подключенными к источнику питания удерживающими матрицами

На фиг. 4 изображен примерный технологический процесс сборки компонентов пробки для слезной точки с подключенной к источнику питания удерживающей матрицей. В шаге 401 формируется корпус пробки для слезной точки. Этот элемент может формироваться с помощью процесса пластического формования. В шаге 402, элемент батареи может быть изготовлен таким образом, чтобы плотно входить в полость пробки для слезной точки. Затем, в шаге 403, соединительный слой может быть прикреплен к элементу батареи. Для такого прикрепления можно использовать несколько способов, однако, в качестве неограничивающего примера, между элементами может быть осуществлено шаровое соединение пайкой.

В шаге 404, компонент, который может быть сформирован с помощью процессов, изображенных на фиг. 3, далее соединяется с соединительным слоем. Силиконовый компонент и соединительный слой могут быть электрически соединены друг с другом с помощью гибкой муфты. В результате компонент, который был сформирован из нескольких элементов, может далее вставляться в полость пробки для слезной точки, как описано в шаге 405. После этого, в шаге 406, верхняя фиксирующая часть может размещаться на пробку для слезной точки и может быть полезна для удерживания всех элементов в фиксированном положении.

Электрически управляемое высвобождение медикамента

На фиг. 7, пункт 700, может детально описываться использование примерной пробки для слезной точки с подключенной к источнику питания удерживающей матрицей. Как упомянуто в предыдущих параграфах, сформированная пробка для слезной точки, подключенная к источнику питания, может содержать все элементы, показанные на фиг. 7 в качестве пунктов 710, 720, 730, 740, 750, 760 и 770. Может быть полезно рассмотреть, как эти элементы функционируют на практике.

Пробка для слезной точки 710 может имплантироваться в слезный каналец глаза пациента. В процессе размещения пробки для слезной точки в глаз, элемент зацепления 770 может устанавливаться в положение "включено". Это позволяет подачу питания от элемента включения напряжения 740 ко всем другим элементам. Осциллятор и элементы подсчета, пункт 720, могут начать отсчет. На следующий день, элемент подсчета может индицировать положение, а затем мультиплексор 730 может настроить одну числовую шину и одну разрядную шину для подачи тока. Эта комбинация определит элемент матрицы внутри удерживающей матрицы 750 и электрический ток может расплавить тонкое металлическое покрытие над этим первым герметичным элементом. Отверстие в элементе матрицы может позволить слезной жидкости войти в ячейку и растворить растворимый материал. Далее медикамент может быстро высвобождаться в среду глаза хорошо регулируемым способом. Второй счетчик может расцепить мультиплексор после достижения определенного подсчета таким образом, что если элемент батареи не разряжается, нерасплавление тонкой пленки приведет к постоянному току.

1. Пробка для слезной точки, содержащая матрицу из удерживающих ячеек, в которой каждая удерживающая ячейка сконфигурирована для удержания медикамента и каждая удерживающая ячейка содержит элемент активации ячейки, сконфигурированный для высвобождения медикамента в удерживающей ячейке после получения сигнала активации,

схему управления, выполненную с возможностью активации удерживающих ячеек в заданные моменты времени, и

элемент взаимодействия, выполненный с возможностью активации схемы управления при обнаружении вставления пробки для слезной точки в слезную точку глаза пациента.

2. Пробка для слезной точки по п. 1, в которой схема управления содержит осциллятор, счетчик и мультиплексор, при этом осциллятор сконфигурирован с возможностью увеличения шага счетчика, счетчик сконфигурирован с возможностью передавать подсчет в мультиплексор и мультиплексор сконфигурирован с возможностью декодирования подсчета по адресу одной из указанных удерживающих ячеек.

3. Пробка для слезной точки по п. 1, дополнительно содержащая схему взаимосвязи, сконфигурированную с возможностью направления сигнала активации к одной или более из упомянутых удерживающих ячеек, выбранных схемой управления.

4. Пробка для слезной точки по п. 3, в которой схема взаимосвязи содержит множество числовых шин и разрядных шин, определяющих адресное подключение к элементу активации ячейки каждой удерживающей ячейки.

5. Пробка для слезной точки по п. 3, в которой схема взаимосвязи содержит отдельную выходную шину для элемента активации ячейки каждой удерживающей ячейки.

6. Пробка для слезной точки по п. 1, в которой схема управления выполнена с возможностью конфигурации схемы взаимосвязи для маршрутизации сигнала активации для упомянутой удерживающей ячейки.

7. Пробка для слезной точки по п. 1, в которой каждый элемент активации ячейки содержит плавкое покрытие, сконфигурированное с возможностью удерживания медикамента в удерживающей ячейке и высвобождения медикамента при расплавлении.

8. Пробка для слезной точки по п. 7, в которой плавкое покрытие формирует герметичное уплотнения над или вокруг соответствующей удерживающей ячейки.

9. Пробка для слезной точки по п. 7, в котором плавкое покрытие содержит биосовместимый проводник.

10. Пробка для слезной точки по п. 7, дополнительно включающая в себя схему плавления, сконфигурированную для передачи тока плавления через плавкое покрытие одной из упомянутых удерживающих ячеек, выбранной схемой управления, ток плавления определяет сигнал активации.

11. Пробка для слезной точки по п. 10, в которой схема управления сконфигурирована для включения тока плавления в указанные моменты времени.

12. Пробка для слезной точки по п. 10, в которой схема плавления сконфигурирована для накопления заряда и формирования тока плавления после интервала зарядки, интервал зарядки определяет указанные моменты времени.

13. Пробка для слезной точки по п. 10, дополнительно содержащая схему взаимосвязи, сконфигурированную с возможностью направления сигнала активации к упомянутой удерживающей ячейке, выбранной схемой управления, причем схема взаимосвязи сконфигурирована для направления тока плавления из схемы плавления к плавкому покрытию упомянутой выбранной удерживающей ячейки.

14. Пробка для слезной точки по п. 10, дополнительно включающая в себя таймер, сконфигурированный для выключения тока плавления после установленного периода времени.

15. Пробка для слезной точки по п. 1, в которой каждая удерживающая ячейка содержит растворимый слой, удерживающий медикамент в удерживающей ячейке, и в которой элемент активации ячейки сконфигурирован для формирования герметичного уплотнения над растворимым слоем и для обеспечения доступа к растворимому слою окружающей среды после получения сигнала активации.

16. Пробка для слезной точки по п. 1, дополнительно содержащая:

устройство электропитания; при этом

схема управления содержит таймер и мультиплексор, таймер выполнен с возможностью подсчета в течение определенного периода времени, и

мультиплексор выполнен с возможностью декодирования подсчета в выбранную удерживающую ячейку.

17. Пробка для слезной точки по п. 1, в которой устройство взаимодействия дополнительно выполнено с возможностью обнаружения одного из влажности, падающего света посредством фотоприемника и радиочастоты.

18. Способ изготовления пробки для слезной точки, включающий в себя

обеспечение полупроводникового устройства, содержащего матрицу удерживающих ячеек, в которой каждая удерживающая ячейка сконфигурирована с возможностью удержания медикамента, и каждая удерживающая ячейка содержит элемент активации ячейки, сконфигурированный для высвобождения медикамента из удерживающей ячейки при получении сигнала активации,

электрическое соединение схемы управления с элементом активации ячейки, при этом схема управления выполнена с возможностью активации удерживающих ячеек в заданные моменты времени, и

электрическое соединение элемента взаимодействия со схемой управления, при этом элемент взаимодействия выполнен с возможностью активации схемы управления при обнаружении вставления пробки для слезной точки в слезную точку глаза пациента.