[发明专利]电动输送系统、装置和方法

说明书

交叉引用

本申请是下列申请的部分继续申请：2002年10月18日提交的申请序列号为NO.10/273723的美国专利申请；2002年12月17日提交的申请序列号为NO.10/322083的美国专利申请；2002年7月17日提交的申请序列号为10/198223的美国专利申请和2003年10月17日提交的申请号为PCT/US2003/032895的PCT申请，这些申请的全部内容通过引用并入本文，本申请根据35USC§120.要求上述申请的优先权。本申请还根据35USC§119要求于2004年4月21日提交、申请序列号为NO.60/564497的美国专利申请的优先权，该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。 

背景技术

在众多诊断和治疗的医疗应用中(包括药物输送和分析取样/监控)，药物、血液和/或其它生物流体的精确输送是非常重要的。但是，使用最常规的诊断和治疗医疗系统，难以实现大容积含水药物和小容积含水药物以及其它生物流体的精确运动。由于常规系统采用机械部件来进行流体的传输和输送，所以出现上述问题。为了使含有生物材料的小容积含水溶液和大容积含水溶液能够高度精确地运动，对这些系统重新配置是不切实际的，这是因为这些系统的复杂性导致它们的制造成本高、费时和费力。

目前，流体的电动(“EK”)或电渗操作代表了受控的、高精度的小容积流体输送和处理的现有技术。电渗包括对与电介质表面接触的电解质施加电势，以产生电解质的净流。

尽管电渗在化学分析方面(如高速液相色谱法和其它化学分离工艺)应用普遍并具有很宽的应用范围，但是其在医疗应用方面(如在药物输送和分析取样方面)虽然比常规的机械方法更具有优势，但仍受到一定限制。这需要克服设计上的挑战，包括在EK泵液中的气体发生、液压产生不足和由所施加的电场导致的输送材料的化学降解。与医疗应用不同的是，当用于非医疗的用途时，由于所产生的后果极其微小，因此这些缺陷不会造成主要问题。

因此，本发明旨在提供一种适用于医疗应用(包括但不限于药物输送和/或分析取样)的低成本、高精度、可靠且紧凑的EK泵和系统。

发明内容

总的说来，本发明采用受控的电动流体流动技术，以实现泵液的高效、可靠和高精度的运动。此外，提供了用于药物输送和分析取样的各种低成本、精确、可靠且结构紧凑的医疗系统和装置。

在一些实施例中，本发明是一种泵送流体的方法，其步骤包括：提供一电动泵，该电动泵包括一对电容量至少为10^-2法拉/cm²且可与电源连接的双层电容电极、设置在电极之间的多孔电介质材料、容纳泵液的第一容器、第二容器以及容纳配送流体的第三容器；将电极与电源连接；在泵中基本上不会发生感应电流过程的情况下，使泵液以一定的泵液流量从第一容器流出，流入到第二容器中；以及当泵液从第一容器流入到第二容器中时，使配送流体以一定的配送流体流量从第三容器流出并通过泵的出口，所述配送流体流量在泵液流量的约0.1倍到10倍之间。

在另一实施例中，本发明是一种泵送流体的方法，其步骤包括：提供一电动泵，该电动泵包括一对电容量至少为10^-2法拉/cm²且可与电源连接的双层电容电极、设置在电极之间的多孔电介质材料、容纳泵液的第一容器、第二容器以及容纳所被配送流体的第三容器，所述电动泵的容积不超过配送流体的初始容积的250％；将电极与电源连接；在泵中基本上不会发生感应电流过程的情况下，使泵液从第一容器流出，流入到第二容器中；以及当泵液从第一容器流入到第二容器中时，使配送流体从第三容器流出并通过泵的出口。

在又一实施例中，本发明是一种泵送流体的方法，包括：提供一电动泵，该电动泵包括一对电容量至少为10^-2法拉/cm²且可与电源连接的双层电容电极、设置在电极之间的多孔电介质材料、容纳泵液的第一容器、第二容器以及容纳配送流体的注射器；将电极与电源连接；在泵中基本上不会发生感应电流过程的情况下，使泵液从第一容器流出，流入到第二容器中；以及当泵液从第一容器流入到第二容器中时，使配送流体从注射器流出，流入到患者体内。该实施例还包括在泵液流动的步骤之前向注射器添加配送流体。