[发明专利]用于输送药物或排除废物的小分子运输设备

说明书

描述了一种具有可渗透袋的医疗设备以及制造工艺和手术植入方法，可渗透袋通过不可渗透的导管连接到排出囊。设备的可渗透部分具有尺寸设置成可渗透预定类小分子(诸如氧、一氧化二氮或其它治疗剂)的孔隙。一旦吸收在设备内，则小分子通过小分子的浓度梯度被动地运输到排出囊以被分配。金属管或其它的条带可以包含在导管内以协助外科医生在身体内定向设备。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年4月24日提交的第62/152,495号美国临时申请、2015年1月16日提交的第62/104,568号美国临时申请以及2014年6月19日提交的第62/014,617号美国临时申请的权益，该申请在此通过引用以其整体并入用于所有目的。

关于在联邦政府资助的研究与开发下进行的发明的权利的声明

本发明是在美国政府支持下，在国立卫生研究院资助的基金EY022059下做出的。政府具有本发明中的某些权利。

技术领域

通常，本发明的实施方案涉及用于治疗眼睛和身体内的其它部位的方法和设备。更具体地，各实施方案涉及用于捕获小分子治疗剂或废料并且将其运输到身体内的结构或从身体内的结构运输的可植入设备。

背景

在美国，失明的主要原因是糖尿病视网膜病变。糖尿病视网膜病变由视网膜缺血引起，即由毛细血管无灌注引起的视网膜血流不足。毛细管血流的缺乏使视网膜缺氧。在使血液移动离开视网膜的小静脉被堵塞的情况下还发生视网膜静脉阻塞。具有视网膜病的受治疗者随着时间的推移而失去视力，因为他或她的眼睛中的视网膜细胞死亡。

除眼睛外，身体的其它部位可经受由糖尿病或其它疾病引起的血流缺乏。对血流进入身体的特定部位的限制简称为缺血。缺血通常伴随着缺氧，缺氧是指血液输送的氧气(O₂)缺乏。缺血损伤通常引起严重的组织缺氧并且最终使组织死亡。

当前用于缺血性疾病的治疗方法是受限制的并且不一定能治疗疾病的主要原因—即缺氧。治疗毛细血管无灌注或缺血部位的主要依靠是激光消融。这一治疗方法是破坏性的、不可逆的，并且可能引起另外的器官损失。氧气的全身应用也是一种选择，而携带纯氧或安排氧气注射预约带有风险性并且对受治疗者来说是不方便的。

视网膜缺血可以通过以上方法治疗，但眼睛中的这种治疗带有额外的缺陷。例如，激光消融和光凝术可导致狭隘的周边视野以及延迟的暗适应。已经开发出用于眼睛的其它治疗方法，诸如玻璃体内注射和睫状体平坦部玻璃体切除术。玻璃体内注射通常需要频繁地重复并且给患者和医疗系统带来显著的风险和成本。玻璃体内注射使用仅抑制缺氧对视网膜组织上的下游影响的治疗剂。将玻璃体的一部分从眼睛移除的睫状体平坦部玻璃体切除术可导致视网膜氧气量不足，同时在晶状体附近引起白内障或其它潜在的氧中毒。事实上，太多的氧气在晶状体附近的眼球内的前部(前区)附近是一件坏事。其还可能增加虹膜新生血管形成以及高眼压的风险。

因此，用于治疗缺血性视网膜和其它疾病的当前医疗设备具有需要克服的许多明显的缺点。

简要概述

大体上描述的是一种微制造的(microfabricated)、可植入医疗设备，该微制造的、可植入医疗设备具有通过中间的不可渗透管连接的两个可渗透袋端部。袋制造成可渗透参与的特定类小分子，诸如双原子氧(O₂)或其它“药物”。袋可以尺寸设置成收集并且分配计算数量的小分子，并且通过被动方式即借助于一个区域中具有的分子浓度高于另一个区域来对其进行输送。协助捕获和运输目标小分子的蛋白质也可以包含在设备内。

可渗透袋之间的管可以包括可弯的、可弯曲的材料(诸如金属)的条带，使得外科医生可以使管变弯曲并且使其保持弯曲，以便使设备在体内对齐。例如，设备可以安转成使得其管进入眼球的睫状体平坦部，并且折弯回去以使得其排出袋在视网膜附近。缝合孔和手柄可以被包含以帮助植入。