(57)【要約】  内部電極を必要とせず、体の外から活性化可能な移植可能な薬物搬送システムが提案される。このシステムは、物質の制御放出のための装置１０を有し、装置１０は、基板１１において少なくとも１つの区画部２０を有し、区画部２０は、バルブ３０により閉じられ、バルブは開放可能で少なくとも第１の材料３１及び第２の材料３２を有し、バルブ３０の開放及び／又は封鎖は、第１及び／又は第２の材料３１，３２の加熱及び／又は冷却により行われ、第１の材料３１は、電磁誘導により加熱される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質の制御放出のための装置であって、基板において少なくとも１つの区画部を有し、前記区画部は、バルブにより閉鎖され、前記バルブは、開放可能であり少なくとも第１の材料及び第２の材料を有し、前記バルブの開放及び／又は閉鎖は、前記第１及び／又は第２の材料の加熱及び／又は冷却により行われ、前記第１の材料は、電磁誘導により加熱される、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、前記第１及び／又は第２の材料は、変化する電磁界により前記第１の材料において誘導される電流によって加熱され、前記電磁界は、リモートコントローラによって供給される、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、前記第１の材料は、第１の熱膨張率を有し、前記第２の材料は、第２の熱膨張率を有し、前記第１及び第２の材料は、重ねられている、装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって、前記バルブは、閾値を超える電磁誘導により開放し、前記閾値は、前記第１及び第２の材料の熱膨張率の差及び／又は導電率の和に応じて、前記第１及び第２の材料の組み合わせを選択することにより規定することが可能である、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、前記バルブは、再封鎖可能であり、前記物質の放出は、前記バルブの繰り返される開放及び再封鎖により加速可能である、装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、前記バルブは、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能であり、前記バルブは、力の補助を伴うことなく前記開放及び閉鎖位置の双方において安定する、装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置であって、前記バルブは、少なくとも１つの区画部をカバーする蓋、又は前記区画部に通じる開口として設けられる、装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置であって、ハウジングをさらに有し、前記ハウジングは、前記バルブが閉鎖位置と開放位置との間で移動可能である空間を規定する、装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置であって、前記区画部内の物質を封鎖するために前記基板と前記バルブとの間にリンクをさらに有し、前記リンクは、前記基板に対して前記バルブの移動により崩壊させられる、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置を少なくとも１つと、リモートコントローラとを有するシステムであって、前記装置は、体の内部に配され、前記リモートコントローラは、前記体の外に配される、システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムであって、前記装置は、エネルギ源又は電子構成部を有しない、システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載のシステムであって、前記リモートコントローラは、変動する磁界をもたらす交流が供給されるコイルを有し、前記磁界は、前記体の表面に略直角にされ及び／又は実質的に前記装置に向かうように方向づけられている、システム。
【請求項１３】
請求項１０に記載のシステムであって、前記バルブの開放及び／又は閉鎖は、前記体の温度よりも高い温度で行われる、システム。
【請求項１４】
請求項１２に記載のシステムであって、前記バルブは、前記体の温度よりも少なくとも摂氏１０度高い温度まで前記磁界により誘導加熱される、システム。
【請求項１５】
基板において少なくとも１つの区画部を有する装置を用いて少なくとも１つの区画部から物質を制御放出する方法であって、前記区画部は、バルブにより閉鎖され、前記バルブは、開放可能であり、前記バルブは、少なくとも第１の材料及び第２の材料を有し、コイルを有するリモートコントロール部をさらに用いる方法であって、
・前記装置に向かうよう方向づけられた変動する磁界をもたらす交流を前記コイルに供給するステップと、
・電流を前記第１の材料の中へと誘導することによって前記第１の材料を加熱するステップと、
・前記第２の材料を加熱するステップと、
・前記第１及び／又は第２の材料の加熱により前記バルブを開放させるステップと、
を有する方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、加熱及び／又は冷却による前記バルブの開放及び／又は閉鎖は、熱膨張率の差による、方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、前記第１の材料に誘導的に付与される温度の差は、少なくとも摂氏１０度である、方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の方法であって、前記第１の材料に誘導的に付与される温度の差は、少なくとも摂氏２０度である、方法。
【請求項１９】
基板において少なくとも１つの区画部を有する装置を製造する方法であって、前記区画部は、バルブにより閉鎖され、前記バルブは、開放可能になるように構成され、
・前記バルブを形成するために前記基板の一方の側に第１の材料及び第２の材料を堆積又は形成するステップと、
・前記第１及び／又は第２の材料が放出されるまで前記基板の中へ他方の側から前記区画部をエッチングするステップと、
・前記区画部に物質を充填するステップと、
・前記区画部を閉じるように封止を形成するステップと、
を有する方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、前記基板と前記第１及び／又は第２の材料とのリンクを堆積又は形成するステップをさらに有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質の制御放出のための装置に関する。本発明はさらに、区画部から物質を制御自在にして放出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送流体の中への微小で正確な量の１つ又は複数の化学物質の正確な運搬は、多くの異なる科学及び工業の分野において非常に重要なものである。医学の分野における例には、点滴法、呼吸若しくは吸入法によって、又は血管ステント装置からの薬物の放出によって、患者に対して薬物を搬送することが含まれる。診断学における例には、ＤＮＡ若しくは遺伝分析、組み合わせ化学又は環境試料における特定分子の検出のために用いられる流体の中への反応物の放出が含まれる。搬送流体内への化学物質の運搬に絡む他の用途には、装置から空気中への芳香剤及び治療用香気の放出と、飲料又は食品を生産するための液体中への香味剤の放出がある。
【０００３】
物質の予め規定された量の制御放出のための装置は、一般に知られている。例えば、米国特許出願に係る文献のＵＳ２００４／００３４３３２Ａ１は、薬物の制御された搬送のための移植可能な装置を開示しており、この装置は、放出のための分子を含む貯蔵部を有するマイクロチップを含むものとなっている。このマイクロチップデバイスは、基板と、放出のための分子を含む当該基板における少なくとも２つの貯蔵部と、貯蔵部の一部又はその中においてかつ当該分子にわたって位置づけられた貯蔵部キャップとを含み、これにより、当該分子が当該貯蔵部キャップを通じた拡散又は当該キャップの粉砕又は崩壊により当該装置から制御の下で放出されるようにしている。単一マイクロチップの貯蔵部の各々は、独立して放出されることの可能な種々の分子を含むことができる。この既知の装置の１つの欠点は、電力を必要とする電子制御を有し、これにより、誤動作の付加的リスクを招くことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、高い信頼性を提供する物質の制御放出のための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、本発明による物質の制御放出のための装置及び方法により達成され、当該装置は、基板において少なくとも１つの区画部を有し、当該区画部は、バルブによって閉じられ、当該バルブは開放可能なバルブである。このバルブは、少なくとも第１の材料及び第２の材料を有し、当該バルブの開放及び／又は閉鎖は、第１及び／又は第２の材料の加熱及び／又は冷却によって制御され、第１の材料は、電磁誘導によって加熱される。
【０００６】
本発明による装置の利点は、当該バルブが受動素子であること、そして遠隔ポイントから当該バルブを駆動することができることである。これにより、例えばそれ自身の電源を必要としない制御された物質又は薬物搬送システムの実現を可能にする。従来技術によれば、バッテリは、潜在的故障リスクのある内部電源として用いられる。移植される装置のバッテリが依然として機能するかどうかは検出することができない。当該装置の他の利点は、移植される装置が貯蔵部自体よりも小さく、特にそれほど大きくない点である。また別の利点は、当該装置の製造条件及びこれに伴うコストが軽減されることである。
【０００７】
本発明による薬物運搬システムは、単一の薬物の搬送のために適用可能であるが、多数の区画部の同じ構成から又は同じ装置から幾つかの異なる薬物の搬送のシステムにおいて有利に用いられることができる。
【０００８】
本発明の好適実施例において、第１及び／又は第２の材料は、変化する電磁界により第１の材料において誘導された電流により加熱され、当該電磁界は、リモートコントローラにより与えられる。第１の材料の誘導加熱は、例えば、交流をコイルに供給することによって、当該変化する電磁界を印加することによって最も確実に行われる。電磁誘導によって、第１の材料に電流が誘導されることになり、これにより、第１の材料のオーム加熱をもたらすことになる。第１及び第２の材料は、どちらも導電性であり、ボディ内部の薄いプレートを突き合わせたもののように配される。磁界は、これらプレートに直角に配置されるのが好ましく、これにより第２の材料プレートは、第１の材料により少なくとも一部が遮蔽される。両方のプレートは、第１及び第２の材料の熱伝導性が原因で、ほぼ即座に同じ温度を有することになる。
【０００９】
本発明によれば、当該バルブは、少なくとも１つの区画部をカバーする蓋又は当該区画部に通じる開口部（オリフィス）として設けられるのが非常に好ましい。これにより、非常に製造し易い構成によって、本発明の利点を達成することができる。特に、放出メカニズムとして蓋を設けること、そして当該蓋の一部として第１及び第２の材料を設けることが非常に容易である。
【００１０】
さらに、当該放出メカニズムは、少なくとも第１の材料及び第２の材料を有し、第１の材料が第１の熱膨張係数を有し、第２の材料が第２の熱膨張係数を有し、第１及び第２の材料が重ねられているのが好ましい。積層された第１及び第２の材料プレートは、これにより、温度変化によって作動させられることの可能な非常に安定してかつ堅牢な装置を実現することができる。
【００１１】
さらに、バルブは、閾値を超える電磁誘導により開き、当該閾値は、等しい厚さの第１及び第２の材料の組み合わせを選択することにより、そして例えばバイメタルのような第１及び第２の材料の積層における予め規定された応力により規定されることが可能であるものとするのが好ましい。かかる閾値は、第１及び第２の材料の熱膨張率の差及び／又は導電率の和に依存する。当該バルブの開口に対する閾値を設定することによって、当該装置は、不要な起動から保護される。さらに、多数の装置を移植することができ、それらのバルブは、電磁誘導が装置毎の異なる閾値を超えるときに開くものとすることができる。これにより、各装置が順次起動させられ、或いは所定数の装置が同時に起動させられることが可能となる。さらに有利なのは、誘導をともなうことなく、当該バルブがその閉じた位置にあることである。遠隔作動が何らかの理由で停止させられると、物質の放出は、直ちに禁止させられ、これが当該装置の有利にして高い安全性を呈することとなる。
【００１２】
本発明の好適実施例において、当該バルブは、再閉鎖可能であり、当該物質の放出が当該バルブの繰り返される開放と再閉鎖により加速可能であるようにするのが非常に好ましい。この態様において、当該バルブは、ポンプ装置として動作し、これは、当該物質が迅速に及び／又は高用量にて放出すべき場合に有利なものとなる。さらに有利なのは、当該バルブを繰り返し開け閉めすることに必要な大量のエネルギがいつでも使えるようにしていることである。何故なら、本発明によれば、当該バルブを開け閉めするための電力が供給されるのは、人又は動物の体の外側にあるリモートコントローラによる電磁誘導を通じてであり、例えば内部バッテリによるものではないからである。
【００１３】
さらに、開放位置と閉鎖位置との間をバルブが移動可能なものとし、当該バルブが力の補助を伴うことなく開閉位置双方において安定しているのが好ましい。この実施例の利点は、電磁誘導が開放運動又は閉鎖運動にのみ適用されなければならない点である。バルブが開放又は閉鎖位置にあると、磁界がオフになった場合にでもその位置に留まることになる。
【００１４】
本発明のさらに好適な実施例において、当該装置は、ハウジングを有し、このハウジングは、当該バルブが閉鎖位置と開放位置との間で移動可能なところの空間を規定するようにしている。この実施例の利点は、当該バルブが開くのに必要な経路が例えば当該装置が人又は動物の組織の中に移植された場合に確保されるという点である。当該ハウジングはまた、或る程度当該バルブの開放を限定するために用いることができ、これは、当該バルブの自由な経路の利点を提供し、より小型の装置を可能にするものである。
【００１５】
本発明のまたさらに好適な実施例において、当該装置は、当該区画部の内側において当該物質を封止して閉じ込めるよう当該基板とバルブとの間にリンクを有し、このリンクは、当該基板に対するバルブの移動により崩壊させられるようにしている。このリンクは、使用前に区画部の密閉を確実にするように非常に有利にして設けられる。したがって、当該区画部の製造と放出すべき物質の使用との間において、当該区画部からの薬物の滲出が回避される。
【００１６】
本発明はさらに、本発明による少なくとも１つの装置とリモートコントローラとを有するものであって、当該装置が体の内部に配されかつ当該リモートコントローラが体の外に配されるシステムに関する。この発明による体は、主として解剖学的な観点で理解されるものであるが、技術的な観点でも適用可能である。本発明によるシステムの利点は、人又は動物の体の中へ移植された装置が体の外部のリモートコントローラにより制御可能である点である。人類又は動物に移植される装置の特別な条件に関する制限は、リモートコントローラにより充足される必要がない。
【００１７】
危険性のある恐らくは信頼性の低い機能的要素をリモートコントローラにシフトすることによって当該システムの安全性及び効率を高めることができて有利である。好適実施例において、当該装置は、エネルギ源又は電子構成部を有しない。その簡単さにより、移植される装置は信頼性が高く安全である。
【００１８】
好適実施例において、リモートコントローラは、変動する電磁界をもたらす交流が供給されるコイルを有し、この電磁界は、当該身体の表面に実質的に直角であり及び／又は実質的に当該装置に向かうよう方向づけられている。リモートコントローラが当該身体の外に位置づけられて、ユーザが規定した量及び質の磁界を、交流が供給されるコイルにより発生することができる。
【００１９】
本発明のシステムのさらに好適な実施例において、バルブの開放及び／又は閉鎖は、体の温度よりも高い温度で行われる。バルブは、体温より少なくとも摂氏１０度高い、より好ましくは体温より少なくとも摂氏２０度高い温度まで、電磁界により誘導加熱されることが極めて好適である。人又は動物の中に移植される装置に対して、例えば暑い気象条件又は発熱が原因のバルブの不意の開放が回避される。バルブは、局部的で小さい温度ピークの状況でも閉鎖した状態を保つことが可能である。区画部は、例えば搬送又はそうではない処置のときに閉鎖したままとなる。
【００２０】
本発明はまた、基板において少なくとも１つの区画部を有する装置を用いて少なくとも１つの区画部から物質を制御放出する方法であって、前記区画部は、バルブにより閉鎖され、前記バルブは、開放可能であり、前記バルブは、少なくとも第１の材料及び第２の材料を有し、コイルを有するリモートコントロール部をさらに用いる方法であって、
・前記装置に向かうよう方向づけられた変動する磁界をもたらす交流を前記コイルに供給するステップと、
・電流を前記第１の材料の中へと誘導することによって前記第１の材料を加熱するステップと、
・前記第２の材料を加熱するステップと、
・前記第１及び／又は第２の材料の加熱により前記バルブを開放させるステップと、
を有する方法を含む。
【００２１】
これにより、非常に信頼性の高い態様で物質を制御放出することができる。例えば電源異常などの当該装置の誤動作は回避される。
【００２２】
加熱及び／又は冷却によるバルブの開放及び／又は閉鎖は、第１及び第２の材料の熱膨張率の差による。これは、バルブの信頼性の高い迅速な開放及び閉鎖を規定するものである。
【００２３】
少なくとも摂氏１０度、より好ましくは少なくとも摂氏２０度だけ第１の材料の温度を誘導的に上昇させることが適している。したがって、バルブの不意の開放は、局部的な小さい温度ピークの状況でも回避される。区画部は、例えば搬送され又は他の処置がなされるときに閉鎖したままである。
【００２４】
本発明はまた、基板において少なくとも１つの区画部を有する本発明の装置を製造する方法であって、前記区画部は、バルブにより閉鎖され、前記バルブは、開放可能になるように構成され、
・前記バルブを形成するために前記基板の一方の側に第１の材料及び第２の材料を堆積又は形成するステップと、
・前記第１及び／又は第２の材料が放出されるまで前記基板の中へ他方の側から前記区画部をエッチングするステップと、
・前記区画部に物質を充填するステップと、
・前記区画部を閉じるように封止を形成するステップと、
を有し、
・好ましくは、前記基板と前記第１及び／又は第２の材料とのリンクを堆積又は形成するステップ
を有するものも含む。
【００２５】
これにより、本発明の装置を非常に迅速かつコスト効率の高い態様で生産することができる。
【００２６】
本発明のこれらの特性、特徴及び利点並びにその他の特性、特徴及び利点は、本発明の原理を例示により示す添付図面とともに行われる以下の詳細な説明から明らかとなる。この説明は、本発明の範囲を限定することなく、専ら例の目的でなされるものである。以下に引用される参照数字は、添付図面を参照するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を、特定の実施例について所与の図面を参照して説明するが、本発明は、これらに限定されるものではなく、請求項に基づくものである。提示される図面は、概略的なものに過ぎないものであり、限定するものではない。図中、要素のうちの幾つかのサイズは誇張されることがあり、例示目的のために一律の尺度で描かれていない。
【００２８】
単数表現の名詞を指すときに例えば「１つの」，「１の」，「その」といった文言が用いられる場合、これは、他に何か特に言及していない限りその名詞の複数の場合を含むものである。
【００２９】
さらに、詳細な説明及び請求項における第１、第２、第３などの文言は、同様の要素を区別するために用いられており、必ずしも起こった順番又は時系列順を表すために用いられているものではない。このように用いられる文言は、適当な状況の下で交換可能であり、ここに説明される本発明の実施例は、ここに説明され又は示されたもの以外の順序で動作可能であることに留意されたい。
【００３０】
さらに、詳細な説明及び請求項における上部、下部、上方及び下方などの文言は、説明目的のために用いられており、必ずしも相対的な位置を説明するために用いられてはいない。このようにして用いられる文言は、適切な状況の下で交換可能であり、ここで説明される本発明の実施例は、ここで説明され又は示されるもの以外の方向付けで動作可能であることに留意されたい。
【００３１】
ここでの説明及び請求項において用いられる「有する」なる文言は、以下に列挙される手段に限定されるものと解釈してはならず、他の要素又はステップを排除するものではない。したがって、「手段Ａ及びＢを有する装置」なる表現の範囲は、構成部Ａ及びＢだけからなる装置に限定されない。これは、本発明に関しては当該装置の関連の構成部だけがＡ及びＢであることを意味している。
【００３２】
図１及び図２において、従来技術による既知の装置１００が概略的に示されている。この既知の装置１００は、複数の区画部２０が配されている基板１１を有する。区画部２０は、バルブ３０特に閉鎖キャップ３０により閉ざされている。さらに、図１から分かるように、区画部２０の各々へ、或いは少なくともバルブ３０の各々又はその近傍へ走る電極ラインがある。接続ラインは、図１においては参照符号により示されない。既知の装置１００は、電極領域１１０をさらに有する。図２は、物質特に薬物を分散又は放出するために無傷の放出メカニズム３０の他に作動させられたバルブ３０又は閉鎖キャップ３０を示している。
【００３３】
図３において、本発明のシステムの概略的外観は、輪郭形成された体６０により表わされる人について示されている。人体６０の中に移植されるのは、例えば薬物などの物質の制御放出のための装置１０である。装置１０は、物質を含む区画部２０と、区画部２０を閉じるバルブ３０とを有する。バルブ３０は、開放可能であり、それ自身の電源を備えていないが、リモートコントロール５０により体６０の外から活性化させられる。
【００３４】
図４は、バルブ３０とリモートコントロール部５０との相互動作を概略的に詳しく示している。体６０の外のリモートコントロール部５０は、変動する磁界をもたらす交流が供給されるコイル５１を有する。磁界ベクトルは、体６０の表面、すなわち人の皮膚に概して直角な矢印Ｂにより表わされる。体６０の中へ移植される装置１０のバルブ３０は、第１の材料３１及び第２の材料３２の積層サンドイッチを有する。電磁誘導によって、渦電流が、少なくとも前方材料３１の中へ誘導させられることになる。この電流によって、第１及び／又は第２の材料３１，３２が加熱させられる。第２の材料３２は、電磁界Ｂからかなりの程度が遮蔽させられること及び／又は誘導加熱に対して感度が低いことを要件とすることができる。いずれにせよ、材料３１，３２の双方は、熱伝導性によって同じ温度をほぼ瞬時に有することとなり、第１及び第２の材料３１，３２の積層の曲折は、膨張率の差により開始させられる。誘導加熱は、材料の導電性に依存する。加熱によって、第１の材料３１と第２の材料３２との膨張の差が招来され、これにより、バルブ３０の曲がりが生じる。
【００３５】
図５において、当該システムの他の詳細な概略図が示されており、これには、開口部を有し体６０の中へ移植される区画部２０が含まれる。点線６１は、体６０の表面を描いている。バルブ３０は、第１の材料３１と第２の材料３２を有し、これらは、体６０の外のコイル５１により誘導加熱により曲がるので、当該開口部が開き、区画部２０内部の物質は逃れることができる。
【００３６】
図６において、本発明の装置１０の実現可能な製造工程は、ステップａ〜ｅによって概略的に示される。対応部分の参照符号は、ステップ毎に繰り返されない。当業界で知られているマイクロ電気機械システム方法、微小成形及び微小機械加工技術は、多種多様な材料から区画部２０と共に基板１１を組み立てるために用いることができる。適切な基板材料の例は、金属、セラミック、半導体、分解性及び非分解性ポリマを含む。基板材料の生物学的適合性は、通常、生体外装置用途に対して好適である。基板又はその各部分は、使用前に生物学的に適合した材料において被覆され、カプセル化され又は他の方法で包含させられるようにすることができる。基板１１は、柔軟性のあるものか又は硬いものとすることができる。一実施例において、基板１１は、マイクロチップデバイスのための支持体を担う。１つの例では、基板１１は、シリコン又は他の半導体材料により形成される。基板１１は、整形された表面のために多様な形状を有することができる。これは、例えば、放出側、すなわち平坦又は湾曲にさせられた、バルブ３０を有する領域を有することができる。基板１１は、例えば、円盤、円筒又は球体から選択された形状のものとしてもよい。一実施例において、当該放出側は、湾曲した組織表面に沿うよう整形可能である。これは、その組織表面への治療薬の局部的運搬について特に有利となる。他の実施例において、裏側（放出側に対して遠位）は、取り付け表面に合致するよう整形させられる。基板１１は、１つの材料だけからなるようにしてもよいし、或いは、複合又は多層材料により形成される、すなわち共に結合させられる同じ又は異なる基板材料の幾つかの層により構成されるようにしてもよい。
【００３７】
ステップａにおいて、例えばシリコンウェーハ１１のような基板１１の放出側において、積層部は、窒化シリコンの層３３（ＬＰＣＶＤ（低圧化学気相堆積），Ｓｉ３Ｎ４）、第２の材料３２及び第１の材料３１からなるようにして堆積される。
【００３８】
次に、ステップｂにおいて、シリコンウェーハ１１は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液における異方性エッチングによりその裏側からエッチング処理され、これにより、区画部２０を提供する。窒化シリコン層３３は、第１及び第２の材料３１，３２のバイメタルスタックを放出するよう十分なオーバエッチングによりその裏側（中和酸化物エッチング（ＢＯＥ；buffered oxide etch）／オルトリン酸（Ｈ３ＰＯ４））からエッチング処理される。これにより、バルブ３０又は蓋３０と基板１１との間の小さな間隙が生じ、これが物質からの洗脱（リーチング）を導きうる。これを避けるため、当該材料の積層部は、異なる材料層における応力差が原因で蓋３０が基板１１に向かって下へ押圧するように選定されるのが良い。これについてはステップｃに示される。或いは、蓋３０と基板１１との間の弱い残りのリンク３４を設けることができる（図９）。そして、区画部２０は、物質２２が裏側から充填され、封止層２１が、例えばステップｄに示されるようなプラスチック薄膜を積層することによって形成され、これにより、製造処理を完成させる。
【００３９】
区画部２０は、バルブ３０と一緒に基板１１に配される。バルブ３０は、装置１０の放出側において区画部２０の１つの開口をカバーする蓋３０として形成される。蓋３０は、第１の材料３１と第２の材料３２とを有する。これら２つの材料３１，３２は、接触表面に沿って互いに向き合う。本発明によれば、第１の材料３１は、第２の材料３２とは異なる熱膨張率を有する。第１及び第２の材料３１，３２の積層部の加熱は、第１及び第２の材利用３１，３２の積層部の曲折をもたらすことになる。これにより、バルブ３０又は区画部２０の開口部における放出メカニズムの実現を可能にする。温度差が閉鎖蓋３０にかかるとき、第１及び第２の材料３１，３２の曲折を制御することができ、これにより、区画部２０のバルブ３０の開放又は閉鎖を行うことができる。区画部２０の中に配されるのは、物質、好ましくは薬物又は非常に規制された態様で放出すべき他の物質である。ステップｅにおいて、バルブ３０は、物質２２が分散し外に流れることができるようにその開放位置において描かれている。
【００４０】
図７において、装置１０の有利な実施例が描かれている。装置１０の移植の後、バルブ３０は、当該ボリュームを開くために自由な経路を有することが必要である。したがって、装置１０は、物質が装置１０から外部へと流れることのできる介在の開口部を有するハウジング１２の中へパッケージ化される。バルブ３０は、例えば人の組織により妨害させられることなく、ハウジング１２の内側で開放させられることが可能である。
【００４１】
図８において、図７の実施例は、低いカバーを備えた別のハウジング１２とともに示されている。バルブ３０は、初期時には湾曲した格好で曲がることになるが、ハウジング１２のカバーが原因で、図示の位置において停止させられ留まることになる。
【００４２】
図９において、装置１０の他の有利な実施例が描かれている。例えば圧力変動による区画部２０からの物質のリーチングを避けるために、図９の上部に示されるように、バルブ３０と基板１１との間に弱いリンク３４が設けられる。その下部において、例えば窒化シリコンのリングとされる弱いリンク３４は、バルブ３０が開放されたときに崩壊させられる。
【００４３】
図１０において、バルブ３０は、双安定膜３０であり、これは、一方においてはその閉鎖位置において安定するものであり（膜３０が実線として描かれる）、他方においてはその下側の開放位置においても安定する（点線として描かれる）。膜３０の開口位置において、区画部２０における物質は、開口部２３を通じて外へ流出することができる。図示しない電磁界は、専ら、双安定膜３０が閉鎖位置から開放位置へと変わるよう、そして該当する場合にはこの逆にも変化するようにするために用いられる。或いは、膜３０は、その開放位置において安定せず、作動電磁界が除去されたときにその閉鎖位置へ戻るように落ちる。一方又は双方の位置における膜３０の機械的安定性は、オン／オフスイッチングの動的挙動を有利に改善するものであり、作動温度をより厳格に規定することができる。
【００４４】
図１１は、第１の材料３１及び第２の材料３２を選ぶことができる元の多数の金属に対しての導電率の逆数である電気抵抗率（１０−９オームｍでのロー）と、線形膨張率（１０−６Ｋ−１でのアルファ）との表を示している。金属の加熱は、誘導された電流の結果であり、それ故に当該金属の導電率に依存する。加熱の後、これは、変形をもたらす膨張の差となる。与えられた磁束及び周波数によって決まる、固定誘導電圧におけるバイメタルの最大曲折は、第１及び第２の材料３１，３２の両方の層の厚さが等しい場合、導電率の最大合計値と膨張率の最大の差とによりバイメタルバルブ３０に対して第１及び第２の材料３１，３２の組み合わせにより規定される。図１に示される金属の全てのペアに対して、両方の値の積を計算している。最良かつ最も信頼性の高い組み合わせは、タングステン−アルミニウム及びタングステン−銀であることが分かる。第１及び第２の材料３１，３２及び構成は、体６０の温度よりも十分に高い温度で作動がなされるように選ばれるのが良い。何故なら、発熱又は暑い日の影響でバルブが開いてしまうことを許容しないためである。
【００４５】
材料を最適化するための式（＝性能指数）は、
【数１】
2009538671.tif 000003
である。
【００４６】
ここで、σは、導電率であり、αは線形熱膨張率である。この（簡単化された）性能指数を説明するため、当該構成及び応答動力学に関して幾つかの仮定がなされている。なお、これら仮定は、本発明にとっては必須ではなく、有益な性能指数をどのようにして得るかを説明するものである。現実的な設定では、デザイン選択及び挙動は、これら仮定とは異なるものであり、性能指数は、依然として、材料選択を最適化するための性能インジケータを与えるものである。
【００４７】
材料３１及び３２の双方は、同じ厚さを有することを前提とする。また、これらの層は、曲折が長さのみの変化の結果であって、弾性の差の結果ではないように薄くされることを前提にしている。
【００４８】
提案の構成における幾何学的形状配置のため、誘導電圧は、材料の選択に依存しない。誘導される電力は、電気抵抗で除算される２乗した誘導電圧に比例している。すなわち、
【数２】
2009538671.tif 000004
簡単にするため、バルブは、周囲への熱の漏れがないような短い時間においてのみ加熱されることを前提にしている。その場合、バイメタルの温度増加分は、電力（上記Power）掛ける加熱時間に比例し、バイメタルの全加熱容量に逆比例する。この全加熱容量は、
【数３】
2009538671.tif 000005
に比例する。
【００４９】
ここで、ｒは密度であり、ｃは比熱容量である。当該２つの層の厚さが等しいことをここでも前提にしているので、この式は簡単になっている。曲率（湾曲）は、長さの差に比例し、すなわち
【数４】
2009538671.tif 000006
に比例する。
【００５０】
短い加熱時間のために、温度上昇は電力に比例し、比熱容量ｃｖに逆比例し、所定の誘導電圧の曲がりは、
【数５】
2009538671.tif 000007
に比例することになる。
【００５１】
かかる簡単化された性能指数（σ１＋σ２）（α１−α２）において、分母ｃｖ１＋ｃｖ２は考慮されない。何故なら、異なる材料の体積ｃｖの単位当たりの熱容量は、実用上それほど大幅に異ならないからである（原子のサイズ及びそれらの自由度は金属どうしでは大きく異ならないことによる）。よって、バイメタルに用いられる金属の熱伝導性及び線形膨張率の差は、概して、所定の組み合わせの金属の曲がり性能を決めることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】原理的に従来技術装置の構造を示す従来技術による装置１００を概略的に示す図。
【図２】原理的に従来技術装置の構造を示す従来技術による装置１００を概略的に示す図。
【図３】本発明によるシステムの実施例を概略的に示す図。
【図４】本発明によるシステムの実施例を概略的に示す図。
【図５】本発明によるシステムの実施例を概略的に示す図。
【図６】本発明による装置を製造する方法を概略的に示す図。
【図７】本発明による装置の好適実施例を概略的に示す図。
【図８】本発明による装置の好適実施例を概略的に示す図。
【図９】本発明による装置の他の好適実施例を概略的に示す図。
【図１０】双安定膜を備えた本発明による装置の好適実施例を概略的に示す図。
【図１１】金属の電気抵抗及び膨張率の表を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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