本发明涉及一种递送治疗剂的系统及方法,属于膀胱内治疗。
背景技术:
1、膀胱癌bladdercancer,bc最常见的组织学类型为尿路上皮癌urothelialcarcinoma,uc,根据肿瘤浸润深度,约有70%被诊断为非肌层浸润性膀胱癌non-muscleinvasive bladder cancer,nmibc。膀胱癌的发病率呈上升趋势,估计每年发病率为1~2例/10万人。此外,患者的平均诊断年龄从71.5岁增加至73.4岁,这反映了bc在老年患者中的发病趋势。尽管bc的治疗研究取得了显著进展,根据美国泌尿学会american urologicalassociation,aua指南,强烈建议符合纳入标准的bc患者术后应接受膀胱灌注治疗,以降低ivr a级证据级的风险。目前关于bc膀胱灌注治疗的研究主要集中在术后膀胱灌注。如果诊断bc时已合并膀胱肿瘤或肾输尿管切除术rnu后膀胱肿瘤复发。尽管膀胱灌注治疗相对成功,但nmibc的治疗需求仍未得到满足。膀胱的固有特性是开发有效的膀胱灌注治疗nmibc的最大障碍。目前的研究集中于改善膀胱灌注治疗的方法。
2、膀胱是一个中空的肌肉盆腔器官,其主要功能包括储存和排出尿液。膀胱是相对不透水的,以防止废物重吸收。这是通过膀胱通透性屏障bpb完成的。bpb包括基底层生发细胞层5~10μm、中间层20μm和伞状细胞顶端层100~200μm。伞形细胞因其六边形伞形而得名,并能随着膀胱的充盈和收缩而改变形状和表面积。伞状细胞顶面由不对称的单位膜组成,由覆盖管腔表面70-90%的密集的由尿斑蛋白构成的斑块组成,并被铰链膜包围。伞状细胞通过紧密连接相互连接。这些独特的特征在尿液和血浆之间形成了一道屏障。此外,黏蛋白的亲水糖胺聚糖gag层在伞状细胞的顶部形成薄的水层,起到防黏附和防止外来颗粒粘附的作用。虽然膀胱的相对不渗透性使药物的全身吸收和随后的副作用最小化,但这也给膀胱内药物达到预期效果带来了挑战。虽然尿路上皮不是完全不通透的,而是通过跨细胞和细胞旁途径存在小而有限的被动通透性,但研究表明,哺乳动物膀胱上皮的通透性值非常低。更重要的是,任何注入膀胱的药物都被稀释了,因为膀胱不断接收来自肾脏的尿液,并在膀胱排空时迅速排出。这既降低了药物的浓度,也减少了药物与目标组织接触的时间有研究发现药物浓度和作用时间是决定肿瘤反应的最重要因素。延长暴露时间会导致达到相同效果所需的药物浓度成比例下降。
3、膀胱内治疗是一种允许药物直接传送到尿路膀胱urinary bladder或简称“膀胱bladder”中的方法。标准的膀胱内治疗包括将导尿管插入穿过尿道并进入膀胱中。沿着导管长度延伸的内腔lumen构成进入和离开膀胱的直接路线,从而允许排空膀胱并用药物溶液灌洗。因此,如何提高药物在膀胱内的停留时间和吸收是重点问题。
4、超声空化ultrasound cavitation是超声用来增加组织渗透性的主要机制。采用不同波形、频率、波幅及占空比等多参数的复合波形,并经过调制的交变脉冲电流使换能器发出超声波作用于膀胱壁,使壁的结构发生改变,可以有效地去除皮肤极化现象及对药物吸收的时滞效现象,更加提高了药物的透皮速率。超声空化效应会形成气泡,并迅速溃灭,从而产生高能量使组织打开一定的空隙,增强组织对治疗药物的渗透性。但是超声空化效果在低频超声段下效果较好,但由于尺寸原因无法进入体内,可以发出高频超声的换能器可以进入体内,但效果一般。所以,本发明提供了一种利用超声差频使小尺寸换能器在膀胱中发出低频超声波的方法。
技术实现思路
1、本发明为解决药物在膀胱内停留时间较短,且被吸收效率较低的问题,进而提出一种递送超声膀胱治疗剂的系统及方法。
2、本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明包括尿管前端、管道、第一气囊、第二气囊、第三气囊、分接器和压电陶瓷元件;
3、尿管前端安装在管道的前端,分接器安装在管道的后端,第一气囊、第二气囊、第三气囊由上至下依次套装在管道的前部,压电陶瓷元件安装在管道的前部,且压电陶瓷元件位于第二气囊内;第一气囊、第二气囊和第三气囊内的管道侧壁开有通孔,三个通孔与尿管前端连通。
4、进一步的,尿管前端的侧壁沿圆周方向开有三个流体导入导出端口,三个流体导入导出端口与三个通孔一一对应。
5、进一步的,尿管前端的前端面设有外凸的半球形缓冲头。
6、进一步的,分接器包括分流盒和至少三个流道延展管道;
7、分流盒的前端面与管道的后端连接,三个流道延展管道均布设置在分流盒的后端面。
8、进一步的,压电陶瓷元件包括外壳、上压电陶瓷、下压电陶瓷和压电陶瓷连接件;
9、外壳套装在管道上,且外壳位于第二气囊内,上压电陶瓷和下压电陶瓷由上至下依次设置在外壳内,上压电陶瓷通过压电陶瓷连接件与下压电陶瓷连接。
10、进一步的,外壳是硬质材料制作的。
11、进一步的,上压电陶瓷和下压电陶瓷均是环形pzt8材料制作的。
12、进一步的,压电陶瓷连接件是耐热的硬质材料制作的。
13、进一步的,第一气囊和第三气囊是软质材料制作的,第二气囊是软质的高频隔声材料制作的。
14、进一步的,第一气囊和第三气囊膨胀后的尺寸为10~30mm,第二气囊膨胀后的尺寸为10~20mm。
15、本发明的有益效果是:
16、1、本发明将各种类型的膀胱治疗剂通过导尿管输送进入病人动物的膀胱内,利用超声波的空化效应对药物进行作用,使得给药率更高,药效作用更优;
17、2、本发明是利用超声差频原理,通过激发两个或多个高频压电陶瓷元件,并控制间距将两个或多个超声波在膀胱内部产生低频的差频信号,从而利用低频超声波进行空化作用。
1.一种递送超声膀胱治疗剂的系统,其特征在于,包括尿管前端(1)、管道(2)、第一气囊(3)、第二气囊(4)、第三气囊(5)、分接器(6)和压电陶瓷元件(7);
2.根据权利要求1所述的一种递送超声膀胱治疗剂的系统,其特征在于,尿管前端(1)前端的侧壁沿圆周方向开有三个流体导入导出端口(101),三个流体导入导出端口(101)与三个通孔(201)一一对应。
3.根据权利要求2所述的一种递送超声膀胱治疗剂的系统,其特征在于,尿管前端(1)的前端面设有外凸的半球形缓冲头(102)。
4.根据权利要求1所述的一种递送超声膀胱治疗剂的系统,其特征在于,分接器(6)包括分流盒(601)和至少三个流道延展管道(602);
5.根据权利要求1所述的一种递送超声膀胱治疗剂的系统,其特征在于,压电陶瓷元件(7)包括外壳(701)、上压电陶瓷(702)、下压电陶瓷(703)和压电陶瓷连接件(704);
6.根据权利要求5所述的一种递送超声膀胱治疗剂的系统,其特征在于,外壳(701)是硬质材料制作的。
7.根据权利要求5所述的一种递送超声膀胱治疗剂的系统,其特征在于,上压电陶瓷(702)和下压电陶瓷(703)均是环形pzt8材料制作的。
8.根据权利要求5所述的一种递送超声膀胱治疗剂的系统,其特征在于,压电陶瓷连接件(704)是耐热的硬质材料制作的。
9.根据权利要求1所述的一种递送超声膀胱治疗剂的系统,其特征在于,第一气囊(3)和第三气囊(5)是软质材料制作的,第二气囊(4)是软质的高频隔声材料制作的。
10.根据权利要求9所述的一种递送超声膀胱治疗剂的系统,其特征在于,第一气囊(3)和第三气囊(5)膨胀后的尺寸为10~30mm,第二气囊(4)膨胀后的尺寸为10~20mm。