治疗性物质输送装置

对相关申请的引用

本申请要求于2020年4月14日提交的第63/009,572号临时美国专利申请的权益。第63/009,572号临时美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

所公开的实施例涉及一种输送装置及相关的使用方法。

背景技术

可以通过多种方法将治疗性物质输送给患者。有多种可能的给药途径，包括：口服、吸入、局部、血管内、肌内、皮下、腹膜内、直肠/阴道、经腔和更多组织特异性途径(例如鞘内、心室内和关节内)。

基于细胞的疗法通常使用常规输送装置来给药，例如针头和注射器或球囊扩张导管。通过皮肤或粘膜注射基于细胞的治疗剂可有助于绕过身体的一些防御屏障，并可使基于细胞的治疗剂输送至特定部位。

发明内容

在一些实施例中，提供了一种输送装置。该输送装置可以包括装置致动件、具有针头内腔的针头和配置成穿过针头内腔移动的柱塞。装置致动件的致动可使针头沿着缩回方向穿过轴内腔，并可使柱塞沿着部署方向穿过针头内腔，缩回方向与部署方向相反。

在一些实施例中，提供了一种输送装置。该输送装置可以包括装置致动件、具有轴内腔的外轴和具有针头内腔的针头。该针头可以配置成穿过外轴内腔移动。所述输送装置还可以包括配置成穿过针头内腔移动的柱塞。装置致动件的致动可以导致针头相对于外轴移动第一距离，并且可以导致柱塞相对于外轴移动第二距离，第一距离不同于第二距离。

在一些实施例中，提供了一种输送装置。该输送装置可以包括装置壳体、相对于装置壳体可旋转地安装的装置致动件、具有针头内腔的针头、以及配置成穿过针头内腔移动的柱塞。装置致动件的旋转可以导致柱塞穿过针头内腔移动。

在一些实施例中，提供了一种通过输送装置输送物质的方法。该方法可以包括将装置致动件旋转至少10整圈，从而通过针头的出口输送一定量的物质，其中所述量在1微升至50微升之间，包括1微升和50微升。

在一些实施例中，提供了一种将细胞装载到输送装置中的方法。该方法可以包括通过针头的输送端将细胞移动到针头内腔中，在细胞被移动到针头内腔中时，通过针头中的通气口将空气从针头内腔排出，而在细胞被移动到针头内腔中之后，封闭通过通气口的流体连通。

在一些实施例中，提供了一种输送装置。该输送装置可以包括装置壳体和针头。该针头可以包括输送端、轴和穿过轴延伸的针头内腔。所述输送装置还可以包括配置成穿过针头内腔移动的柱塞。所述针头还可以包括轴中的与输送端间隔开的通气口。

在一些实施例中，提供了一种输送装置。该输送装置可以包括装置致动件、具有轴内腔的外轴和具有针头内腔的针头。针头内腔的直径可以在0.1毫米至0.7毫米之间，包括0.1毫米和0.7毫米，并且针头可以配置成穿过轴内腔移动。所述输送装置还可以包括配置成穿过针头内腔移动的柱塞，其中该柱塞相对于外轴具有至少100毫米的移动距离。

在一些实施例中，提供了一种通过输送装置输送细胞的方法。该方法可以包括将输送装置的针头移动至目标部位，并用针头占据目标部位处的一定体积的空间。所述方法还可以包括使装置致动件致动，从而导致针头从所述一定体积的空间缩回，并导致柱塞穿过针头的针头内腔向所述一定体积的空间移动，同时随着针头从所述一定体积的空间缩回将细胞输送到所述具有细胞的一定体积的空间中。

在一些实施例中，提供了一种输送装置。该输送装置可以包括装置致动件、具有针头内腔的针头、配置成穿过针头内腔移动的柱塞、以及具有指示输送的剂量的标记的指示器。该指示器可以机械地联接至装置致动件，从而装置致动件的致动使得指示器的标记物理地移动，而无需电力输入。

在一些实施例中，提供了一种输送装置。该输送装置可以包括装置壳体和具有针头内腔的针头。针头内腔可以在其整个长度上具有恒定的直径。所述输送装置还可以包括配置成穿过针头内腔移动的柱塞、以及完全包含在针头内腔中的治疗性物质。

应理解，前述概念以及下文中论述的另一些概念可以按任何适当的组合来布置，因为本公开在此方面不受限制。此外，在结合附图考虑时，本公开的其它优点和新颖特征将通过以下的各种非限制性实施例的详细说明而变得明显。

附图说明

附图不一定是按比例绘制的。在附图中，各个附图中示出的每个相同或几乎相同的部件可以由相似的附图标记表示。为了清楚起见，不是每个部件都在每个附图中标出。在附图中：

图1是在治疗性物质的注射期间产生治疗性物质的回流的输送装置的示意图；

图2是本文所述的方面的输送装置的一个实施例的示意图，其中能够减少图1的输送装置经历的潜在回流问题；

图3A是输送装置的一个实施例的透视图；

图3B是图3A的输送装置的一个实施例的局部剖视图，并带有输送装置的套管部分的详图；

图4A是输送装置的针头的透视图，其中针头是以虚线示出的，以示出输送装置的柱塞；

图4B是具有柱塞密封件的图4A的柱塞的示意图；

图4C是输送装置的另一个实施例的针头的透视图，该针头可缩回地布置在输送装置的套管部分内；

图4D是图4C的针头的剖视图；

图5是输送装置的一个实施例的针头平移螺杆在连接至针头时的局部剖视图；

图6是输送装置的一个实施例的柱塞平移螺杆连接至柱塞时的局部剖视图；

图7A是图3A的输送装置处于输送前形态时的局部剖视图；

图7B是图7A的输送装置处于输送后形态时的视图；

图8是输送装置的一个实施例的行星齿轮系统的透视图；

图9是图8的行星齿轮系统的另一个透视图，其中一些部件是隐藏不可见的；

图10A是一个实施例的输送装置经历装载过程时的横截面图；

图10B是一个实施例的图10A的输送装置经历冲洗过程时的横截面图；

图10C是图10B的输送装置处于装载和预注状态时的横截面图；

图11是一个实施例的指示器组件的透视图；

图12是一个实施例的与输送装置结合使用的立体定向框架的视图；

图13是一个实施例的用于准备和预注输送装置以备使用的方法的流程图；以及

图14是一个实施例的使用输送装置的方法的流程图。

具体实施方式

对于一些常规的输送装置，输送装置被插入组织中以到达目标部位，治疗性物质被从输送装置中喷出并进入目标部位，然后输送装置被从目标部位抽出。如下文中所更详细地论述的，本发明人认识到，在治疗性物质被注射到目标部位中时，这些常规的输送装置中的一些输送装置会经历不希望有的治疗性物质从目标部位的回流。本发明人还认识到，对于一些常规的细胞输送装置，在装置中保持的流体溶液中提供的细胞经历“细胞沉降”效应，在该效应中，细胞可能在装置内结块，例如由于重力的原因。细胞沉降可能导致输送不一致浓度的细胞，而这又可能导致细胞接种密度的变化。本发明人还认识到，一些常规的输送装置不限制用户快速排出治疗性物质。本发明人认识到，高排出速度可能对治疗性物质有不利影响。例如，对于细胞输送，高排出速度可能降低细胞活力，例如由于剪切应力对细胞的损伤的原因。本发明人还认识到，高排出速度可能导致不必要的组织损伤。对于一些常规的输送装置，治疗性物质是从后侧装载到装置中的。本发明人还认识到，后侧装载可能需要治疗性物质在到达装置的输送端之前穿过装置的很长路径。由于移动距离长，因此一些治疗性物质可能滞留在输送装置的路径中而不被输送，导致治疗性物质的浪费。此外，在一些常规装置中，所述路径可能包括直径的变化和/或可能包括不平滑的过渡，这两种情况都可能使治疗性物质受到有害影响。

本发明人认识到，需要一种解决了常规输送装置的一些或全部上述问题的输送装置。

在本文中说明的一些实施例包括通过容积式构造输送治疗性物质的输送装置，在该容积式构造中，柱塞穿过针头内腔移动，以将治疗性物质从针头中喷出。在一些实施例中，待输送的治疗性物质是细胞或具有一定直径的其它微粒。但是，应理解，治疗性物质不限于细胞或微粒。在下文的论述的任何位置，“细胞”可以适当地以任何其它治疗性物质代替。

根据一个方面，所述输送装置可以配置成在将治疗性物质注射到目标部位期间减少治疗性物质从目标部位的回流。在一些实施例中，所述针头可以布置成在柱塞前进时缩回。所述针头可以在组织中产生用于治疗性物质的空腔。随着治疗性物质从针头中喷出，针头缩回，从而在产生的空腔中提供一定体积的空间，用于存留治疗性物质。

图1通过具有外套管410和针头500的输送装置400示出了这种回流概念。输送装置的外套管410和针头500已经被插入到组织210中，并且针头500在组织210中形成空腔211。治疗性物质180被输送至目标部位215。由于目标部位215被针头500占据，因此治疗性物质180可以在组织空腔211与输送装置400之间被向上推动183(而不是占据目标部位215)。

相比之下，图2是本文所述的方面的输送装置的一个实施例的示意图，其中能够减少上述的潜在回流问题。所述输送装置包括外轴40、能够在外轴40内移动的针头50和能够在针头50内移动的柱塞60。随着柱塞60向远侧方向前进201以将治疗性物质180从针头50朝向目标部位215排出，针头50可以同时从空腔211中向近侧方向缩回202。不希望被理论所束缚，在从针头中排出治疗性物质的过程中抽出针头能够产生将由治疗性物质占据的一定体积的空间，并且能够有助于减少治疗性物质从目标部位215的回流。

根据一个方面，所述输送装置可以配置成有助于减少针头内腔中的细胞沉淀或微粒沉淀。在一些实施例中，针头内腔的直径小于1毫米。在一些实施例中，针头内腔的直径与细胞或微粒的直径的比值小于100:1。

根据一个方面，所述输送装置可以配置成帮助用户控制治疗性物质的排出速度。对于某些治疗性物质，例如某些类型的细胞，较慢的排出速度可能有助于减少对细胞的剪切或其它有害影响，这可能导致所输送的细胞的较高生存力。较慢的排出速度还能够降低脑组织损伤的风险。在一些实施例中，所述装置致动件是旋转致动件。在一些实施例中，需要将旋转致动件旋转多圈来输送总目标量。

根据一个方面，所述输送装置可以配置成改善剂量保证。在一些实施例中，所述治疗性物质被包含在较小且具有恒定直径的针头内腔中。在细胞的情况下，这种构造能够帮助细胞与其流体溶液协同移动，这能够有助于确保输送更大部分的细胞。在一些实施例中，这种构造能够有助于减少细胞沉淀。

根据一个方面，所述输送装置可以配置成有助于减少在将治疗性物质装载到输送装置期间可能出现的治疗性物质的浪费。本发明人认识到，对于一些在其中从后侧装载物质的输送装置，由于从装置的装载端到装置的排出端需要较长的行进距离，一部分物质可能会损失。本发明人认识到，对输送装置从前侧装载能够有助于减少治疗性物质的浪费。因此，在一些实施例中，所述输送装置配置成从前侧装载治疗性物质。在一些实施例中，所述输送装置可以包括通气构造，以允许从前侧装载。在一些实施例中，所述输送装置可以包括用于在装载治疗性物质后预注系统的构造，以在使用前从输送装置中去除空气，从而防止空气被注射到目标部位。

根据一个方面，所述输送装置可以包括仅包含机械部件的指示器。由于没有电气部件，因此这样的构造使输送装置更便携且更容易消毒。

根据一个方面，所述输送装置与立体定向框架一起使用，例如用于神经外科应用。在一些实施例中，所述输送装置的尺寸和形状使得其能够与现有的立体定向框架兼容。

请转到附图中的示例性实施例，图3A是输送装置1的一个实施例的透视图，并且在图3B中示出了输送装置的内部部件的局部剖视图。所述输送装置具有通过其排出物质的导管部分9、壳体10、手柄20和装置致动件30。如图3B的详图所示，套管部分9可以包括多个彼此套在一起的部件。从套管部分9的最外面的部件到最里面的部件来说，套管部分9可以包括外轴40、外轴40内的针头50和针头50内的柱塞60。

外轴40具有轴内腔41，针头50能够穿过该轴内腔移动。针头50具有针头内腔51，柱塞60能够穿过该针头内腔移动。装置致动件30的致动可以导致柱塞60向远侧方向8穿过轴内腔41移动。在治疗性物质被装载在针头内腔51内时，柱塞60向远侧方向8穿过针头内腔51的移动将治疗性物质从针头内腔51中驱替出来，从而输送治疗性物质。

如图3A所示，外轴40可以包括多个具有台阶型外径的段，这些段沿着装置的纵向轴线4按顺序排列。所述多个段的台阶型外径沿着装置的纵向轴线4从外轴40的远端朝向外轴40的近端增大。在一个实施例中，所述多个段之一可以具有第一外径或第一外径范围。此外，与所述多个段中的一段相邻并靠近该段布置的所述多个段中的另一段可以具有第二外径或第二外径范围，其中第二外径大于第一外径，并且第二外径范围大于第一外径范围且不与第一外径范围重叠。另外，外轴40可以包括端面，该端面限定所述多个段中的一段与所述多个段中的另一段之间的台阶。所述端面可以从装置的纵向轴线4径向向外突出。或者，所述端面可以形成为斜切面，该斜切面向装置的近侧方向从装置的纵向轴线4以小于90度的角度突出。

外轴40例如可以由不锈钢材料形成。其它材料也可以用于形成外轴40。例如，外轴40可以由MRI相容材料形成，例如陶瓷、玻璃或刚性聚合物。如果在装置的使用期间不需要这种相容性和/或如果诸如成本和可重用性等其它因素是优先考虑因素，那么外轴40也可以由与MRI不相容的材料形成。

如图4A所示，其中示出了针头50和柱塞60的远侧部分，针头50包括针尖55，该针尖限定针头开口58，治疗性物质通过该针头开口排出。针尖55可以形成为具有倒角的外表面，该外表面连接包括针头开口58和针头50的沿着装置的纵向轴线4靠近针尖55的部分的平面。针头50例如可以由不锈钢、玻璃、陶瓷或刚性聚合物等材料形成。

图4C是另一个实施例的针头50的透视图。图4D是针头50的剖视图。针头50的针尖55可以形成为具有限定针头开口58的平端面。该平端面可以布置在与装置的纵向轴线4正交的平面上。虽然在图4C和4D中未示出，但是端面可以布置在与装置的纵向轴线4形成非正交角度的平面上。或者，针尖55可以形成为具有如图4A所示的有倒角的外表面。

如图4D所示，针头50可以包括限定针头内腔51的针管53。针管53例如可以由不锈钢、玻璃、陶瓷或刚性聚合物等材料形成。更具体地说，针管53例如可以由聚酰亚胺涂层玻璃等材料形成。针头50还可以包括附接至针管53的一部分的箍环54。箍环54可以通过粘合剂或其它方式附接至针管53的一部分。箍环54可以由被选择用来加强箍环54所连接的针管53的部分的材料形成。例如，箍环54例如可以由不锈钢等材料形成。图4D示出了箍环54附接至针管53的一部分，该部分沿着纵向轴线4从针管53的最远端延伸到针管53的近侧部分。箍环54也可以附接至针管53的一部分，该部分沿着纵向轴线4从针管53的靠近针管53的远端的第一部分延伸到针管53的靠近该第一部分的第二部分。箍环54沿着纵向轴线4的长度可以选择为比针管53的一部分的最大长度长，该部分可以沿着纵向轴线4向远侧从轴内腔41伸出并经过外轴40的开口，以加强针管53的该部分。

如图4A和4B所示，柱塞60包括柱塞密封件68，该密封件68提供对针头内腔51的密封，同时允许柱塞60穿过针头内腔51移动。在一些实施例中，柱塞密封件68的外径大于柱塞主体61的其余部分的外径。可以选择柱塞密封件68的长度，以确保装载在针头开口58与柱塞密封件68的远端之间的针头内腔51的部分中的治疗性物质不会向近侧穿过柱塞密封件68进入针头内腔51的靠近柱塞密封件68的另一部分。此外，可以选择柱塞密封件68的长度，使得在柱塞60前进到其在针头内腔51内的最远位置时，柱塞密封件68用于封闭设置在针头50的壁57中的通气口59。柱塞密封件68的这种长度被选择为确保在柱塞60的远端通过通气口59时该通气口59由柱塞密封件68保持封闭，从而防止液体通过通气口59进入针头内腔51并经过柱塞密封件68进入柱塞密封件68的远端的针头内腔51的部分，并且防止针头内腔51的柱塞密封件68的远侧部分中的液体流过柱塞密封件68并进入针头内腔51的柱塞密封件68的近侧部分。

在一些实施例中，柱塞主体61的远侧部分可以套在柱塞密封件68内。柱塞密封件68可以形成为柱塞主体61上的热收缩密封件。柱塞密封件68也可以通过沉积或涂覆技术形成为聚合物涂层。在其它实施例中，柱塞主体61没有被套在柱塞密封件68内，而是这两个部件连接在一起。在其它实施例中，柱塞主体61和柱塞密封件68形成为单体。

根据一个方面，所述针头可以布置成在治疗性物质从针头中喷出时缩回。在一些实施例中，在使用期间，所述针头被插入到组织中，以到达期望的目标部位。针头的插入会在组织中产生空腔。随着治疗性物质被从针头中喷出，针头同时缩回，从而为治疗性物质的存留提供一定体积的空间。本发明人认识到，这种构造能够有助于减少治疗性物质从目标部位通过由输送装置在组织中形成的通道回流。

在输送装置使用容积式输送构造(例如，穿过针头内腔向远侧移动以从针头中排出治疗性物质的柱塞)的实施例中，针头和柱塞可以响应于装置致动件的致动而同时向相反方向移动。也就是说，装置致动件的致动可以导致针头向近侧方向缩回，而柱塞向远侧方向进。

如本文中所用的输送装置的“远端”是通过其输送治疗性物质的端部。输送装置的“近端”是该装置的与远端相反的一端。作为一个示例性实例，图3A示出了输送装置1的近端2和远端3。

如本文中所用的“近侧方向”是从输送装置的远端指向近端的方向。“远侧方向”是从输送装置的近端指向远端的方向。作为一个示例性的实例，图3A示出了近侧方向6和远侧方向8。

在一些实施例中，装置致动件30的致动导致柱塞60向远侧方向8前进，并且针头50同时向近侧方向6缩回。在一些实施例中，柱塞和针头向相反方向的同时移动是通过安装在具有相反取向的螺纹的螺纹通道内的平移螺杆的构造来实现的。

如图3B所示，输送装置1可以包括附接至针头50的针头平移螺杆52和附接至柱塞60的柱塞平移螺杆62。针头平移螺杆52安装在第一螺纹通道56内，柱塞平移螺杆62安装在第二螺纹通道66内。第一螺纹通道56的螺纹指向与第二螺纹通道66的螺纹方向相反的取向。例如，第一螺纹通道56可以具有右旋螺纹，而第二螺纹通道66可以具有左旋螺纹，或者相反。装置致动件30的致动可以将旋转传递给第一螺纹通道56和第二螺纹通道66中的每一个。

如图3B所示，针头平移螺杆52和柱塞平移螺杆62可以安装到导轨151、153上。所述导轨可以沿着平行于装置的纵向轴线4的方向穿过输送装置1延伸，并且可以相对于壳体10固定。如图5所示，针头平移螺杆52可以包括导轨内腔152，导轨151、153穿过该导轨内腔152。针头平移螺杆52可以自由地沿着导轨151、153直线平移。如图6所示，柱塞平移螺杆62可以包括导轨内腔162，导轨151、153穿过该导轨内腔162。柱塞平移螺杆62可以自由地沿着导轨151、153直线平移。

导轨151、153防止针头平移螺杆52在第一螺纹通道56旋转时与第一螺纹通道56一起旋转。结果，由于第一螺纹通道56中的螺纹的方向，并且由于穿过针头平移螺杆52的导轨的存在，第一螺纹通道56的旋转导致针头平移螺杆52穿过第一螺纹通道56平移。在图3B的示例性实施例中，在装置致动件30被致动时，针头平移螺杆52向近侧方向6移动。在针头50附接至针头平移螺杆52的状态中，针头平移螺杆52的向近侧的移动向近侧方向6移动针头50，从而导致针头缩回。

类似地，导轨151、153防止柱塞平移螺杆62在第二螺纹通道66旋转时与第二螺纹通道66一起旋转。结果，由于第二螺纹通道66中的螺纹方向，并且由于穿过柱塞平移螺杆62的导轨的存在，第二螺纹通道66的旋转导致柱塞平移螺杆62穿过第二螺纹通道66平移。在图3B的示例性实施例中，在装置致动件30被致动时，柱塞平移螺杆62向远侧方向8移动。在柱塞60附接至柱塞平移螺杆62的状态中，柱塞平移螺杆62的向远侧的移动使柱塞向远侧方向8移动，从而将治疗性物质从针头开口排出。

如图5中所更详细示出的，针头50连接至针头平移螺杆52。针头50可以至少部分地延伸到螺杆内腔53中。针头50可以通过任何适当的构造附接至针头平移螺杆52，例如粘合剂(例如环氧树脂或抗紫外线粘合剂)、机械互锁、干涉配合、将部件焊接在一起，或者针头50和针头平移螺杆52可以彼此一体地形成。

如本文中所用的彼此“一体地形成”的部件指这些部件形成为一个部件，从而它们由单个整体部件形成，例如在压铸或注射成型中同时铸造成单件，或者在冲压或模切中由单种材料切割而成。

如图6所更详细示出的，柱塞60连接至柱塞平移螺杆62。柱塞60可以至少部分地延伸到螺杆内腔63中。柱塞60可以通过任何适当的构造附接至柱塞平移螺杆62，如上文中对于针头50和针头平移螺杆52所述。

在一些实施例中，可以将针头50和附接至针头50的针头平移螺杆52和/或柱塞60和附接至柱塞60的柱塞平移螺杆62从壳体10移除，并使用另一种针头和附接至所述另一种针头的另一种针头平移螺杆和/或另一种柱塞和附接至所述另一种柱塞的另一种柱塞平移螺杆替换。所述另一种针头和所述另一种针头平移螺杆可以在壳体10中布置成平移穿过第一螺纹通道56，并且所述另一种柱塞和所述另一种柱塞平移螺杆可以在壳体10中布置成平移穿过第二螺纹通道66。所述另一种针头可以是针头50的替代品，并且具有与针头50相似的物理尺寸(例如相同尺寸的针头内腔)和相似的功能(例如允许相同的行程量)。或者，所述另一种针头可以具有与针头50不同的物理尺寸(例如不同尺寸的针头内腔)和不同的功能(例如允许不同的移动量)。

图7A示出了处于输送前形态的输送装置，图7B示出了处于输送后形态的输送装置。在输送结束时，针头平移螺杆52已经向近侧方向6平移穿过第一螺纹通道56，从而缩回针头，并且柱塞平移螺杆62已经向远侧方向8平移穿过第二螺纹通道66，从而向部署方向推进柱塞。

在一些实施例中，在治疗性物质被输送到由针头产生的组织中的一定体积的空间中之后，治疗性物质占据该一定体积的空间的一部分。在一些实施例中，治疗性物质占据的治疗性物质体积在所述一定体积的空间的至少大约5％、10％、15％、20％、25％、30％、40％、50％或60％之内。在一些实施例中，治疗性物质占据的治疗性物质体积小于或等于所述一定体积的空间的大约70％、60％、50％、40％、30％、25％、20％、15％、10％或5％。上述范围的组合也是可能的。在一些实施例中，治疗性物质占据的治疗性物质体积在所述一定体积的空间的大约5％至大约60％、大约5％至大约50％、大约5％至大约40％、大约5％至大约30％或大约5％至大约25％之内。

根据一个方面，所述针头内腔的直径的尺寸与治疗性物质的特性相容。在一些实施例中，所述治疗性物质包括具有一定直径的细胞或其它微粒。根据一个方面，所述针头内腔的直径的尺寸接近治疗性物质的细胞或微粒的直径。例如，在一些实施例中，所述针头内腔的直径与细胞或微粒的直径的比值小于100:1。在一些实施例中，这种构造能够有助于减少针头内腔中的细胞沉淀或微粒沉淀。在一些实施例中，这种构造能够帮助细胞与其流体溶液协同移动，这能够帮助确保输送更大部分的细胞。这种构造有助于提高剂量保证。

在一些实施例中，所述输送装置配置成输送神经细胞。在一些实施例中，所述细胞是多巴胺能神经元细胞，而在一些实施例中，可以是源自iPSC的多巴胺能神经元细胞。但是，应理解，所述输送装置可用于输送其它类型的细胞，例如间充质干细胞、造血干细胞、胚胎干细胞或诱导多能干细胞、红细胞、血小板、软骨细胞、皮肤细胞、免疫细胞(例如肿瘤浸润淋巴细胞、病毒重建T细胞、树突细胞、调节T细胞、巨噬细胞)、神经嵴干细胞、神经元、神经胶质、平滑肌、心脏组织、软骨细胞、骨细胞、神经胶质限制性祖细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞、成神经细胞、成巨核细胞、巨核细胞、成单核细胞、单核细胞、巨噬细胞、髓系树突状细胞、原成红细胞、成红细胞、成正常细胞、网织红细胞、凝血细胞、成髓细胞、前粒细胞、中性中幼粒细胞、中性杆状核粒细胞、嗜中性粒细胞、嗜酸性中幼粒细胞、嗜酸性杆状核粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性中幼粒细胞、嗜碱性杆状核粒细胞、嗜碱性粒细胞、定向淋巴祖细胞、前NK细胞、NK淋巴母细胞、NK细胞、胸腺细胞、T淋巴母细胞、T细胞、浆细胞样树突细胞、前B细胞、B淋巴母细胞、B细胞、浆细胞、成骨细胞、软骨细胞、成肌细胞、肌管细胞、成纤维细胞、脂肪细胞、中胚层、外胚层、原生殖细胞、精子、卵子、定形内胚层、或任何其它适当类型的细胞。

在一些实施例中，所述治疗性物质包含至少大约50000个细胞/微升、至少大约100000个细胞/微升、至少大约200000个细胞/微升、至少大约300000个细胞/微升、至少大约400000个细胞/微升或至少大约500000个细胞/微升的细胞浓度。在一些实施例中，所述治疗性物质包含小于或等于大约500000个细胞/微升、小于或等于大约400000个细胞/微升、小于或等于大约300000个细胞/微升、小于或等于大约200000个细胞/微升、小于或等于大约100000个细胞/微升或小于或等于大约50000个细胞/微升的细胞浓度。上述范围的组合也是可能的。例如，在一些实施例中，所述治疗性物质包含大约50000个细胞/微升至大约500000个细胞/微升、或大约100000个细胞/微升至大约400000个细胞/微升、或大约200000个细胞/微升至大约300000个细胞/微升的细胞浓度。

在一些实施例中，所述针头内腔可以具有至少大约0.05毫米、至少大约0.1毫米、至少大约0.15毫米、至少大约0.2毫米、至少大约0.25毫米、至少大约0.3毫米、至少大约0.35毫米、至少大约0.4毫米、至少大约0.45毫米或至少大约0.5毫米的直径。在一些实施例中，所述针头内腔可以具有小于或等于大约1毫米、小于或等于大约0.95毫米、小于或等于大约0.9毫米、小于或等于大约0.85毫米、小于或等于大约0.8毫米、小于或等于大约0.75毫米、小于或等于大约0.7毫米、小于或等于大约0.65毫米、小于或等于大约0.6毫米、小于或等于大约0.55毫米、小于或等于大约0.5毫米、小于或等于大约0.45毫米、小于或等于大约0.4毫米、小于或等于大约0.35毫米、小于或等于大约0.3毫米、小于或等于大约0.25毫米、小于或等于大约0.2毫米、小于或等于大约0.15毫米或小于或等于大约0.1毫米的直径。上述范围的组合也是可能的。例如，在一些实施例中，所述针头内腔可以具有大约0.1毫米至大约1毫米、或大约0.15毫米至大约0.9毫米、或大约0.2毫米至大约0.8毫米、或大约0.2毫米至大约0.7毫米、或大约0.2毫米至大约0.6毫米、或大约0.2毫米至大约0.5毫米、或大约0.2毫米至大约0.4毫米、或大约0.25毫米至大约0.3毫米的直径。

在一些实施例中，所述治疗性物质的细胞或微粒可以具有至少大约400纳米、至少大约1微米、至少大约2微米、至少大约4微米、至少大约6微米、至少大约8微米、至少大约9微米、至少大约10微米、至少大约11微米、至少大约12微米、至少大约13微米、至少大约14微米、至少大约15微米、至少大约16微米、至少大约17微米、至少大约18微米、至少大约19微米、至少大约20微米、至少大约25微米、至少大约30微米、至少大约40微米、至少大约50微米、至少大约70微米、至少大约100微米、至少大约200微米或至少大约500微米的直径。在一些实施例中，所述细胞或微粒可以具有小于或等于大约500微米、小于或等于大约300微米、小于或等于大约200微米、小于或等于大约150微米、小于或等于大约100微米、小于或等于大约90微米、小于或等于大约80微米、小于或等于大约70微米、小于或等于大约60微米、小于或等于大约50微米、小于或等于大约40微米、小于或等于大约30微米、小于或等于大约20微米、小于或等于大约19微米、小于或等于大约18微米、小于或等于大约17微米、小于或等于大约16微米、小于或等于大约15微米、小于或等于大约14微米、小于或等于大约13微米、小于或等于大约12微米、小于或等于大约11微米、小于或等于大约10微米、小于或等于大约9微米、小于或等于大约8微米、小于或等于大约7微米、小于或等于大约6微米、小于或等于大约5微米、小于或等于大约4微米、小于或等于大约2微米、或小于或等于大约1微米的直径。上述范围的组合也是可能的。例如，在一些实施例中，所述细胞或微粒可以具有大约400纳米至大约500微米、或大约1微米至大约200微米、或大约5微米至大约150微米、或大约8微米至大约120微米、或大约8微米至大约100微米、或大约8微米至大约50微米、或大约8微米至大约40微米、或大约8微米至大约30微米、或大约8微米至大约20微米、或大约10微米至大约15微米的直径。

在一些实施例中，所述针头内腔的直径与所述细胞或微粒的直径的比值至少为大约10:1、20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1、80:1、90:1、100:1、150:1、200:1、300:1、400:1或500:1。在一些实施例中，所述针头内腔的直径与所述细胞或微粒的直径的比值小于或等于大约500:1、400:1、300:1、200:1、100:1、90:1、80:1、70:1、60:1、50:1、40:1、30:1、20:1或10:1。上述范围的组合也是可能的。例如，在一些实施例中，所述针头内腔的直径与所述细胞或微粒的直径的比值为大约10:1至大约500:1、或大约50:1至大约300:1、或大约60:1至大约200:1、或大约70:1至大约150:1、或大约80:1至大约120:1、或大约90:1至大约110:1。

在一些实施例中，装载到输送装置中的治疗性物质的全部量仅包含在输送装置的针头内腔中。在一些实施例中，所述针头内腔沿着针头的整个长度具有恒定的直径。在细胞的情况下，这种构造能够帮助细胞与其流体溶液协同移动，这能够有助于确保输送更大部分的细胞。这种构造有助于提高剂量保证。在一些实施例中，这种构造能够有助于减少细胞沉淀。

在一些实施例中，选择设有细胞和/或微粒的流体溶液的密度，以增加作用在细胞和/或微粒上的浮力。例如，可以根据待输送的细胞和/或微粒的已知密度来选择流体溶液的密度，以接近该已知密度，从而增加作用在细胞和/或微粒上的浮力，以达到或接近中性浮力。此外，可以根据待输送的细胞和/或微粒的已知密度来选择流体溶液的密度，以接近该已知密度，从而增加作用在细胞和/或微粒上的浮力，使得由输送装置排出的流体溶液的细胞和/或微粒的浓度接近预定浓度。在其它实施例中，可以选择流体溶液的粘度以减少细胞沉淀，使得由输送装置排出的流体溶液的细胞和/或微粒的浓度接近预定浓度。在其它实施例中，所述流体溶液的密度和流体溶液的粘度都可以按上述方式选择。这种构造能够进一步有助于减少细胞沉淀。

根据一个方面，柱塞响应于装置的致动而移动通过的空间体积(和/或由输送装置排出的治疗性物质的体积)接近于或基本上等于在针头缩回期间针头移动通过的空间体积。在一些实施例中，柱塞移动通过的空间体积(和/或由输送装置排出的治疗性物质的体积)在针头移动通过的空间体积的至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、40或50％内。在一些实施例中，柱塞移动通过的空间体积(和/或由输送装置排出的治疗性物质的体积)小于或等于针头移动通过的空间体积的50％、40％、30％、25％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、或1％。上述范围的组合也是可能的。在一些实施例中，柱塞移动通过的空间体积(和/或由输送装置排出的治疗性物质的体积)在针头移动通过的空间体积的1％至50％、1％至40％、1％至30％、1％至25％、1％至20％、1％至15％、1％至10％或1％至5％的范围之内。

本发明人认识到，对于容积式构造，柱塞行进距离能够决定输送量。但是，在针头随着柱塞前进而缩回的实施例中，发明人认识到，在所有实施例中，针头的移动距离不一定与柱塞的移动距离相匹配。在一些实施例中，针头行进距离可以由目标部位的解剖结构决定。

根据一个方面，在输送期间，针头和柱塞可以经过不同的行进距离。这种构造可以允许柱塞行进一定距离以输送所需量的治疗性物质，同时允许针头的行进距离适合于目标解剖结构。

在一些实施例中，柱塞和针头的不同行进距离是通过与平移螺杆相关联的螺纹通道的螺纹数(例如每英寸螺纹数)的差异、或者是通过齿轮系统、或者在一些实施例中是通过这两者的组合来实现的。

在图3B所示的示例性实施例中，第一螺纹通道56(即，针头平移螺杆52沿其平移的通道)具有第一螺纹数。第二螺纹通道66(即，柱塞平移螺杆62沿其平移的通道)具有不同于第一螺纹数的第二螺纹数。在一些实施例中，例如在图3B所示的实施例中，针头移动距离比柱塞移动距离短。为了实现这种行进距离的差异，第一螺纹通道56具有比第二螺纹通道66更大的螺纹数(例如每英寸更高的螺纹数)。因此，随着装置致动件30的致动，柱塞平移螺杆62比针头平移螺杆平移更大的距离。因此，柱塞比针头移动的距离更大。

在一些实施例中，第一螺纹数与第二螺纹数的比值可以是至少大约1.5:1、至少大约1.6:1、至少大约1.7:1、至少大约1.8:1、至少大约1.9:1、至少大约2:1、至少大约2.1:1、至少大约2.2:1、至少大约2.3:1、至少大约2.4:1、至少大约2.5:1、至少大约2.6:1、至少大约2.7:1、至少大约2.8:1、至少大约2.9:1、至少大约3:1、至少大约3.1:1、至少大约3.2:1、至少大约3.3:1、至少大约3.4:1、至少大约3.5:1、至少大约3.6:1、至少大约3.7:1、至少大约3.8:1、至少大约3.9:1、至少大约4:1、至少大约4.2:1、至少大约4.4:1、至少大约4.6:1、至少大约4.8:1、至少大约5:1、至少大约6:1、至少大约7:1、至少大约8:1、至少大约9:1、至少大约10:1、至少大约11:1、至少大约12:1、至少大约13:1、至少大约14:1、至少大约15:1、至少大约16:1、至少大约18:1或至少大约20:1。在一些实施例中，第一螺纹数与第二螺纹数的比值可以小于或等于大约20:1、小于或等于大约18:1、小于或等于大约16:1、小于或等于大约14:1、小于或等于大约12:1、小于或等于大约10:1、小于或等于大约9:1、小于或等于大约8:1、小于或等于大约7:1、小于或等于大约6:1、小于或等于大约5:1、小于或等于大约4.5:1、小于或等于大约4:1、小于或等于大约3.9:1、小于或等于大约3.8:1、小于或等于大约3.7:1、小于或等于大约3.6:1、小于或等于大约3.5:1、小于或等于大约3.4:1、小于或等于大约3.3:1、小于或等于大约3.2:1、小于或等于大约3.1:1、小于或等于大约3:1、小于或等于大约2.9:1、小于或等于大约2.8:1、小于或等于大约2.7:1、小于或等于大约2.6:1、小于或等于大约2.5:1、小于或等于大约2.4:1、小于或等于大约2.3:1、小于或等于大约2.2:1、小于或等于大约2.1:1、小于或等于大约2:1、小于或等于大约1.9:1、小于或等于大约1.8:1、小于或等于大约1.7:1、小于或等于大约1.6:1、或小于或等于大约1.5:1。上述范围的组合也是可能的。例如，在一些实施例中，第一螺纹数与第二螺纹数的比值可以是大约1.5:1至大约20:1、或大约1.6:1至大约14:1、或大约1.7:1至大约10:1、或大约1.8:1至大约9:1、或大约1.9:1至大约8:1、或大约2:1至大约7:1、或大约2.1:1至大约6:1、或大约2.2:1至大约5:1、或大约2.3:1至大约4:1、或大约2.4:1至大约3:1、或大约2.5:1至大约2.7:1。

在图3B的示例性实施例中，还采用了齿轮系统来进一步减小相对于柱塞行进距离的针头移动距离。如图8和图9所示，该齿轮系统是行星齿轮系统100(又称为周转齿轮系统)。行星齿轮系统100包括太阳齿轮160、行星齿轮114和环形齿轮110。

太阳齿轮160连接至装置致动件30和第二螺纹通道66(与柱塞平移螺杆相关联)。如图3B所示，太阳齿轮160、装置致动件30和第二螺纹通道66一体地形成为单个部件。装置致动件30的一整圈旋转也导致太阳齿轮160的一整圈旋转和第二螺纹通道66的一整圈旋转。行星齿轮114在环形齿轮110内围绕太阳齿轮160旋转。如图9所示，行星齿轮114被可旋转地安装到托架150上，并且托架150连接至第一螺纹通道56(与针头平移螺杆相关联)。托架150的一整圈旋转导致第一螺纹通道的一整圈旋转。太阳齿轮160与行星齿轮114之间的关系产生齿轮比，其中需要太阳齿轮的多圈旋转来实现托架的单圈旋转。结果，装置致动件30的致动导致第二螺纹通道66比第一螺纹通道56旋转更多，而这又导致柱塞平移螺杆62和柱塞60比针头平移螺杆52和针头50行进更大的距离。

在一些实施例中，太阳齿轮160与托架150的齿轮比可以是至少大约2:1、至少大约2.5:1、至少大约3:1、至少大约3.2:1、至少大约3.4:1、至少大约3.6:1、至少大约3.8:1、至少大约4:1、至少大约4.1:1、至少大约4.2:1、至少大约4.3:1、至少大约4.4:1、至少大约4.5:1、至少大约4.6:1、至少大约4.7:1、至少大约4.8:1、至少大约4.9:1、至少大约5:1、至少大约6:1、至少大约7:1、至少大约8:1、至少大约9:1或至少大约10:1。在一些实施例中，太阳齿轮与托架的齿轮比可以小于或等于大约10:1、小于或等于大约9:1、小于或等于大约8:1、小于或等于大约7:1、小于或等于大约6:1、小于或等于大约5:1、小于或等于大约4.9:1、小于或等于大约4.8:1、小于或等于大约4.7:1、小于或等于大约4.6:1、小于或等于大约4.5:1、小于或等于大约4.4:1、小于或等于大约4.3:1、小于或等于大约4.2:1、小于或等于大约4.1:1、小于或等于大约4:1、小于或等于大约3.8:1、小于或等于大约3.6:1、小于或等于大约3.4:1、小于或等于大约3.2:1、小于或等于大约3:1、小于或等于大约2.5:1、或者小于或等于大约2:1。上述范围的组合也是可能的。例如，在一些实施例中，太阳齿轮与托架的齿轮比可以是大约2:1至大约10:1、或大约2.5:1至大约9:1、或大约3:1至大约8:1、或大约3.2:1至大约7:1、或大约3.4:1至大约6:1、或大约3.6:1至大约5:1、或大约3.8:1至大约4.8:1、或大约3.9:1至大约4.6:1、或大约4:1至大约4.5:1、或大约4.1:1至大约4.4:1、或大约4.2:1至大约4.3:1。

虽然在附图所示的输送装置中使用了行星齿轮，但是应理解，可以使用其它类型的齿轮系统，例如正齿轮、斜齿轮、齿条和小齿轮、锥齿轮、斜方齿轮、蜗轮、螺旋齿轮、螺线齿轮、准双曲面齿轮、人字齿轮、内齿轮、锯齿齿轮、时钟和销齿轮、残缺齿轮、内摆线齿轮系统、间歇齿轮、或任何其它适当的齿轮系统，因为这个方面不限于此。

在图3B的示例性实施例中，输送装置1利用齿轮系统和一对具有不同螺纹数的螺纹通道的组合，以使柱塞和针头能够响应于装置致动件30的致动而经历不同的行进距离。这种组合构造提高了柱塞与针头之间的行程距离比。在其它实施例中，输送装置可利用一对螺纹通道或齿轮系统，而不将这两者组合。

在一些实施例中，柱塞与针头之间的行程距离比可以是至少大约2:1、至少大约2.5:1、至少大约3:1、至少大约3.5:1、至少大约4:1、至少大约4.5:1、至少大约5:1、至少大约5.5:1、至少大约6:1、至少大约6.5:1、至少大约7:1、至少大约7.5:1、至少大约8:1、至少大约8.5:1、至少大约8.7:1、至少大约9:1、至少大约9.2:1、至少大约9.4:1、至少大约9.6:1、至少大约9.8:1、至少大约10:1、至少大约11:1、至少大约12:1、至少大约13:1、至少大约14:1、至少大约15:1、至少大约16:1、至少大约17:1、至少大约18:1、至少大约19:1或至少大约20:1。在一些实施例中，柱塞与针头之间的行程距离比可以小于或等于大约20:1、小于或等于大约18:1、小于或等于大约16:1、小于或等于大约14:1、小于或等于大约12:1、小于或等于大约11.8:1、小于或等于大约11.6:1、小于或等于大约11.4:1、小于或等于大约11.2:1、小于或等于大约11:1、小于或等于大约10.9:1、小于或等于大约10.8:1、小于或等于大约10.7:1、小于或等于大约10.6:1、小于或等于大约10.5:1、小于或等于大约10.4:1、小于或等于大约10.3:1、小于或等于大约10.2:1、小于或等于大约10.1:1、小于或等于大约10:1、小于或等于大约9.9:1、小于或等于大约9.8:1、小于或等于大约9.7:1、小于或等于大约9.6:1、小于或等于大约9.5:1、小于或等于大约9.4:1、小于或等于大约9.3:1、小于或等于大约9.2:1、小于或等于大约9.1:1、小于或等于大约9:1、小于或等于大约8.7:1、小于或等于大约8:1、小于或等于大约7:1、小于或等于大约6:1、小于或等于大约5:1、小于或等于大约4:1、小于或等于大约3:1、或小于或等于大约2:1。上述范围的组合也是可能的。例如，在一些实施例中，柱塞与针头之间的行程距离比可以是大约2:1至大约20:1、或大约3:1至大约18:1、或大约4:1至大约16:1、或大约5:1至大约14:1、或大约6:1至大约13:1、或大约7:1至大约12:1、或大约8:1至大约11:1、或大约9:1至大约10:1、或大约9.1:1至大约10.9:1、或大约9.2:1至大约10.8:1、或大约9.3:1至大约10.7:1、或大约9.4:1至大约10.6:1、或大约9.5:1至大约10.5:1、或大约9.6:1至大约10.4:1、或大约9.7:1至大约10.3:1、或大约9.8:1至大约10.2:1、或大约9.9:1至大约10.1:1、或大约10:1至大约10.1:1、或大约7:1至大约10:1、或大约8:1至大约9:1。

在一些实施例中，所述柱塞的行进距离可以是至少大约10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、180、200、250或300毫米。在一些实施例中，所述柱塞的行进距离可以小于或等于大约300、250、200、180、160、150、140、130、120、110、100、90、80、70、60、50、40、30、20或10毫米。上述范围的组合也是可能的。例如，在一些实施例中，所述柱塞的行进距离可以是大约10至300毫米、20至250毫米、30至200毫米、40至180毫米、50至160毫米、60至140毫米、70至140毫米、100至140毫米或120至140毫米。

根据一个方面，所述输送装置的装置致动件可以是可旋转的致动件。在一些实施例中，所述可旋转的装置致动件能够帮助减缓治疗性物质的排出速度。

在一些实施例中，如图3A所示，装置致动件30是相对于壳体10可旋转地安装的。在一些实施例中，例如在图3A的示例性实施例中，装置致动件的旋转轴线平行于输送装置1的纵向轴线4。但是，在其它实施例中，装置致动件的旋转轴线可以垂直于输送装置的纵向轴线。在一些实施例中，输送装置的纵向轴线平行于套管部分的外轴、针头和/或柱塞。

在一些实施例中，需要将装置致动件旋转多圈来输送总目标量。例如，对于利用具有穿过针头移动的柱塞的容积式构造的输送装置的实施例，为了输送最大的量，可能需要将装置致动件转动多圈，才能将柱塞从其输送前位置移动至其输送后位置。在一些实施例中，为了输送最大的量，柱塞60的远端65(参见图3B)的输送后位置位于针头开口58处或针头开口58附近(参见图4A)。

在图3B所示的示例性实施例中，第二螺纹通道66的螺纹数能够决定随着装置致动件30的每次旋转柱塞平移螺杆62以及柱塞60移动多远。

在一些实施例中，第二螺纹通道的螺纹数可以是至少大约1个螺纹/英寸(TPI)、至少大约4TPI、至少大约4.4TPI、至少大约4.6TPI、至少大约4.8TPI、至少大约5TPI、至少大约5.1TPI、至少大约5.2TPI、至少大约5.3TPI、至少大约5.4TPI、至少大约5.5TPI、至少大约5.6TPI、至少大约5.7TPI、至少大约5.8TPI、至少大约5.9TPI、至少大约6TPI、至少大约6.1TPI、至少大约6.2TPI、至少大约6.3TPI、至少大约6.4TPI、至少大约6.5TPI、至少大约7TPI、至少大约8TPI、至少大约9TPI、至少大约10TPI、至少大约12TPI、至少大约14TPI、至少大约20TPI、至少大约40TPI、至少大约60TPI、或至少大约80TPI。在一些实施例中，第二螺纹通道的螺纹数可以小于或等于大约80TPI、小于或等于大约60TPI、小于或等于大约40TPI、小于或等于大约20TPI、小于或等于大约14TPI、小于或等于大约12TPI、小于或等于大约10TPI、小于或等于大约8TPI、小于或等于大约7TPI、小于或等于大约6.9TPI、小于或等于大约6.8TPI、小于或等于大约6.7TPI、小于或等于大约6.6TPI、小于或等于大约6.5TPI、小于或等于大约6.4TPI、小于或等于大约6.3TPI、小于或等于大约6.2TPI、小于或等于大约6.1TPI、小于或等于大约6TPI、小于或等于大约5.9TPI、小于或等于大约5.8TPI、小于或等于大约5.7TPI、小于或等于大约5.6TPI、小于或等于大约5.5TPI、小于或等于大约5.4TPI、小于或等于大约5.3TPI、小于或等于大约5.2TPI、小于或等于大约5.1TPI、小于或等于大约5TPI、或小于或等于大约4TPI。上述范围的组合也是可能的。例如，在一些实施例中，第二螺纹通道的螺纹数可以是大约1TPI至大约80TPI、或大约4TPI至大约14TPI、或大约4.2TPI至大约12TPI、或大约4.4TPI至大约10TPI、或大约4.6TPI至大约9TPI、或大约4.8TPI至大约8.6TPI、或大约5TPI至大约7TPI、或大约5.2TPI至大约6.8TPI、或大约5.4TPI至大约6.6TPI、或大约5.6TPI至大约6.4TPI、或大约5.8TPI至大约6.2TPI、或大约5.9TPI至大约6.1TPI、或大约6TPI至大约6.1TPI。

在一些实施例中，为了实现最大输送量，将装置致动件转动至少5、10、12、14、16、18、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、42、44、46、48、50、55或60整圈。在一些实施例中，为了输送最大量，将装置致动件转动少于或等于60、50、48、46、44、42、40、39、38、37、36、35、34、33、32、31、30、29、28、27、26、25、24、23、22、22.5、21、20、18、16、14、12、10或5整圈。上述范围的组合也是可能的。例如，在一些实施例中，为了输送最大量，将装置致动件转动5至60、或10至50、或20至40、或22至38、或24至36、或25至35、或26至34、或27至33、或28至32、或29至31、或30至31、或15至30整圈。

在其它实施例中，为了输送最大输送量，可以将装置致动件转动一整圈或少于一整圈。在一些实施例中，为了输送最大输送量，将装置致动件转动至少大约120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340或360度。在一些实施例中，为了实现最大输送量，将装置致动件转动小于或等于大约360、340、320、300、280、260、240、220、200、180、160、140、120或100度。上述范围的组合也是可能的。例如，在一些实施例中，为了输送最大输送量，将装置致动件转动大约100至大约360度、或大约120至大约340度、或大约160至大约300度、或大约200至大约260度。

在一些实施例中，最大输送量可以是至少大约1微升、至少大约2微升、至少大约3微升、至少大约4微升、至少大约5微升、至少大约6微升、至少大约7微升、至少大约7.2微升、至少大约7.4微升、至少大约7.6微升、至少大约7.8微升、至少大约8微升、至少大约8.1微升、至少大约8.2微升、至少大约8.3微升、至少大约8.4微升、至少大约8.5微升、至少大约8.6微升、至少大约8.7微升、至少大约8.8微升、至少大约8.9微升、至少大约9微升、至少大约9.5微升、至少大约10微升、至少大约11微升、至少大约12微升、至少大约13微升、至少大约14微升、至少大约15微升、至少大约20微升、至少大约30微升、至少大约100微升、至少大约1毫升、至少大约10毫升、至少大约100毫升、至少大约500毫升或至少大约800毫升。在一些实施例中，最大输送量可以小于或等于大约1000毫升、小于或等于大约800毫升、小于或等于大约500毫升、小于或等于大约100毫升、小于或等于大约10毫升、小于或等于大约1毫升、小于或等于大约100微升、或小于或等于大约90微升、或小于或等于大约80微升、或小于或等于大约70微升、或小于或等于大约60微升、或小于或等于大约50微升、或小于或等于大约40微升、或小于或等于大约30微升、或小于或等于大约20微升、或小于或等于大约15微升、或小于或等于大约12微升、或小于或等于大约10微升、或小于或等于大约9.9微升、或小于或等于大约9.8微升、或小于或等于大约9.7微升、或小于或等于大约9.6微升、或小于或等于大约9.5微升、或小于或等于大约9.4微升、或小于或等于大约9.3、或小于或等于大约9.2微升、或小于或等于大约9.1微升、或小于或等于大约9微升、或小于或等于大约8.8微升、或小于或等于大约8.2微升、或小于或等于大约8微升、或小于或等于大约7微升、或小于或等于大约6微升、或小于或等于大约5微升。上述范围的组合也是可能的。例如，在一些实施例中，最大输送量为1毫升至大约1000毫升、或大约10毫升至大约800毫升、或大约100毫升至大约500毫升、或大约1微升至大约100微升、或大约2微升至大约60微升、或大约3微升至大约30微升、或大约4微升至大约20微升、或大约5微升至大约18微升、或大约6微升至大约16微升、或大约7微升至大约14微升、或大约8微升至大约10微升、或大约8.5微升至大约9.5微升、或大约8.9微升至大约9.1微升、或大约9微升至大约9.1微升。

虽然在本文中论述的示例性实施例中的至少一些可以是纯机械的，但是应理解，在其它实施例中，所述输送装置可以是电动的。例如，在一些实施例中，所述输送装置可包括电动机，该电动机可由用户致动以推进柱塞和/或缩回针头。在一些实施例中，可以使用无线通信远程控制所述输送装置。所述输送装置可以具有便携式电源和/或可适于从电源插座接收电力。在一些实施例中，所述输送装置可以通过柔性扭矩电缆连接至装置外部的电动机。

根据一个方面，所述治疗性物质是通过装置的分配端从前侧装载到输送装置中的。这种构造能够帮助减少治疗性物质的浪费或损失(例如通过避免物质通过多个部件转移)。

在一些实施例中，所述输送装置可以包括通气构造，以允许从前侧装载。在一些实施例中，在输送装置的装载期间，将治疗性物质吸入针头内腔会将空气从针头内腔中排出。在一些实施例中，设有通气口以使被驱替的空气从针头内腔排出。在一些实施例中，这种通气构造能够帮助避免或减轻治疗性物质和/或针头内腔的加压。在一些实施例中，这种通气构造能够帮助避免空气和治疗性物质争夺容积空间。在一些实施例中，这种通气构造能够帮助减少将气泡引入治疗性物质中。

在图3B所示的示例性实施例中，针头50包括贯穿针头50的壁57的通孔开口形式的通气口59。通气口59基于柱塞60的位置被打开或关闭。在柱塞60的远端65远离通气口59时，如图3B所示，通气口59关闭。在柱塞60的远端65靠近通气口59时，通气口59打开。

在图10A-10C中示出了一些实施例的前侧装载序列。在通气口59处于打开状态时，如图10A所示，将治疗性物质180向近侧装载方向181通过针头开口58移入针头内腔51中。随着治疗性物质180被移入针头内腔51中，先前占据针头内腔51的空气通过打开的通气口59排出并进入轴内腔41中。

在一些实施例中，所述输送装置是被动地装载治疗性物质的，例如，所述输送装置本身在装载期间不被致动。可以使用诸如泵等主动装载装置将治疗性物质移入针头内腔中。所述泵可以是注射泵或任何其它适当的泵。在一些实施例中，所述治疗性物质被从保持器转移到针头内腔中。

接下来，如图10B所示，通气口59被关闭。在一些实施例中，用户通过驱动所述装置致动件30以向远侧推进柱塞60来关闭通气口59，直到柱塞的远端65位于通气口59的远侧。

在一些实施例中，执行冲洗步骤以从外轴与针头之间的空间中的外内腔中去除空气。如图10B所示，输送装置包括冲洗端口90。可以将诸如移植介质等冲洗流体184沿冲洗方向185通过冲洗端口90注入，并使其通过阀门92、通道93和外轴40中的开口49。该移植介质可以穿过外轴40与针头50之间的空间，如箭头182所示。用户可以观察到冲洗流体从外轴40的远端45流出，这向用户表明该装置已经预注完成，并准备好向组织中输送。图10C示出了准备好输送的经过预注的装置，其中治疗性物质180被装载到针头内腔中，柱塞60遮盖通气口59，并且空气被从套管部分9排出。

本发明人认识到，在治疗性物质被从针头中排出到通过抽出针头在目标部位215处产生的一定体积的空间中之后，在套管部分9被从其插入的组织中抽出时，产生抽吸效应。该抽吸效应可能将一部分治疗性物质从目标部位215拉出，因而减少输送至目标部位215的治疗性物质的剂量。

所述输送装置可以配置成减轻在将套管部分9从组织中抽出期间所经历的抽吸效应。例如，冲洗端口90的阀门92可以配置成处于打开位置，以将套管部分9的内部(尤其是外轴40与针头50之间的空间)暴露于大气压力，以在套管部分9被从组织中抽出时将冲洗流体184排入组织中。阀门92可以配置成接收一个装置，例如开口针，以将外轴40与针头50之间的空间暴露于大气压力，从而在套管部分9被从组织中抽出时将冲洗流体184排入组织中。冲洗流体184向目标部位215的排放能够抵消抽吸效应，从而在套管部分9被从组织中抽出时减轻向目标部位215输送的治疗性物质的剂量减少。

根据一个方面，所述输送装置可以包括仅包含机械部件的指示器。由于没有电气部件，因此这样的构造使输送装置更便携和/或更容易消毒。

在一些实施例中，可以使用传动系统将施加至装置致动件的致动力传递至具有反映已经输送的量的标记和/或反映装置的状态(例如准备好装载治疗性物质)的标记的部件，以使其移动。在图11中示出了机械指示器的一个示例性实施例。图11的指示器装置使用间歇齿轮系统200。间歇齿轮系统200包括第一驱动轮230，该第一驱动轮230可以与装置致动件30以1:1的比率转动。第一驱动轮230与齿轮组件240的从动轮部分242相互作用并驱动该从动轮部分。齿轮组件240还包括驱动轮部分244，该驱动轮部分244与指示器齿轮250的从动轮部分252相互作用并驱动该从动轮部分252。指示器齿轮250还包括标记部分254。如图1和图2所示，透过输送装置的指示器窗口255能够看到标记部分254的标记。在装置致动件30被致动时，标记部分254转动，反映已经输送的量。

虽然在图11的示例性实施例中使用间歇齿轮系统来将装置致动件30联接至标记部分254，但是应理解，可以使用任何其它适当的齿轮系统或力传递系统。在一些实施例中，所述输送装置使用数字显示器来指示输送量和/或传达任何其它适当的信息。

在一些实施例中，在本文中所述的输送装置中的任何一种可与立体定向框架结合使用，例如用于神经外科应用。在图12中示出了立体定向框架的一个示例性例子。立体定向框架300包括用于接收输送装置的臂302。在一些实施例中，输送装置的尺寸使其可以与立体定向框架物理地相容。在图3A所示的示例性实施例中，输送装置1包括安置连接器80，该安置连接器80的尺寸使其与立体定向框架的臂配合。输送装置的安置连接器可以由立体定向框架保持。在一些实施例中，输送装置与LEKSELL的立体定向框架相容。但是，应理解，输送装置可以与其它立体定向框架相容，因为这个方面不限于此。

在一些实施例中，所述输送装置与无框架立体定向系统相容。例如，受试者的头部(包括目标组织)可以用夹具固定，例如标准的Mayfield夹具。此外，所述输送装置可以包括用于跟踪输送装置的位置和角度的跟踪系统的一部分。该跟踪系统可以包括一个或更多个光学型跟踪系统和电磁跟踪系统。该光学型跟踪系统可以包括一个或更多个光学摄像头，所述光学摄像头配置成跟踪内置在输送装置中或设置在输送装置上的一个或更多个可识别结构，或者跟踪从内置在输送装置中或设置在输送装置上的发射器发射的一个或更多个独特的光学波长。所述光学型跟踪系统可以采用诸如利用视差原理的距离测量、物体识别等技术和其它图像处理技术来计算输送装置相对于受试者的头部的位置和角度。所述电磁跟踪系统可以包括一个或更多个电磁场发射器和一个或更多个电磁场检测器。所述一个或更多个电磁场发射器和所述一个或更多个电磁场检测器中的一种可以内置在输送装置中或设置在输送装置上，而所述一个或更多个电磁场发射器和所述一个或更多个电磁场检测器中的另一种可以布置在输送装置附近。所述电磁跟踪系统可以基于由所述一个或更多个电磁场发射器发射的电磁场的已知值和由所述一个或更多个电磁场检测器检测的电磁场来计算输送装置相对于受试者的头部的位置和角度。由跟踪系统计算的输送装置的位置和角度可以作为可视引导输出，用于引导输送装置的插入。由跟踪系统计算的输送装置的位置和角度也可以输出至控制一个或更多个执行机构以引导输送装置的插入的机器人系统。由跟踪系统计算的输送装置的位置和角度也可以叠加在通过诸如计算机断层摄影、磁共振成像和正电子发射断层摄影等成像系统获得的图像上，以帮助输送装置的插入。应理解，所述输送装置可以与其它无框架立体定向系统相容，因为这方面不限于此。

在使用时，在一些实施例中，通过向远侧推进整个输送装置来将针头部署到组织中。如果输送装置连接至立体定向框架，那么该框架可以帮助引导输送装置向远端移动。然后，为了输送治疗性物质，操作者可以驱动装置致动件。

应理解，在一些实施例中，可以使针头致动，以相对于外轴和/或相对于输送装置的壳体向部署方向移动。在一些实施例中，可以使用单个装置致动件向部署方向移动针头和排出治疗性物质。在其它实施例中，第一致动件用于向部署方向移动针头，第二致动件用于排出治疗性物质。

接下来，将参照图13说明用于准备和预注输送装置以备使用的方法。该方法可以包括步骤S1302。步骤S1302可以包括将针头50、附接至针头50的针头平移螺杆52、柱塞60和附接至柱塞60的柱塞平移螺杆62中的一个或更多个布置在输送装置的壳体10和外轴40中。例如，可以将针头平移螺杆52布置成与第一螺纹通道56接合，可以将柱塞平移螺杆62布置成与壳体10内的第二螺纹通道66接合。此外，可以将柱塞60布置在针头50的针头内腔51内，并且可以将其中布置有柱塞60的针头50布置在外轴40的轴内腔41内。步骤S1302可以允许使用相同类型的针头和柱塞替换针头50和柱塞60。此外，步骤S1302可以允许选择不同类型的针头50(例如具有不同容量的针头内腔51的针头50)和相应的柱塞60并将它们布置在输送装置的壳体10内。

在步骤S1302之后，可以执行步骤S1304。步骤S1304可以包括操作装置致动件30以导致针头50和柱塞60的相对移动，从而将针头开口58在纵向轴线4的方向上布置在外轴40的开口45的远侧，并将柱塞60的远端65布置在针头50的通气口59的近侧，如图10A所示。

在步骤S1304之后，可以执行步骤S1306。步骤S1306可以包括将治疗性物质180被动地从前侧装载到针头50的针头内腔51中，如图10A所示。例如，可以使用诸如泵等主动装载装置将治疗性物质180向近侧装载方向181通过针头开口58移入针头内腔51中。由于在步骤S1304中柱塞60的远端65向针头50的通气口59的近侧移动，因此随着治疗性物质180移动到针头内腔51中，先前占据针头内腔51的空气通过打开的通气口59排出到轴内腔41中。

在步骤S1306之后，可以执行步骤S1308。步骤S1308可以包括操作装置致动件30以使柱塞60的远端推进到排气孔59的远侧位置，如图10B所示，以封闭针头50的排气孔59。步骤S1308还可以包括操作装置致动件30以移动针头50和柱塞60中的一个或更多个，并且同时将指示器装置驱动到标记反映出治疗性物质180的完整剂量(目标量)被装载在针头内腔51内的位置。

在步骤S1308之后，可以执行步骤S1310。步骤S1310可以包括将冲洗流体184通过输送装置的冲洗端口90和外轴40的开口49向如图10B所示的冲洗方向185注入外轴40与针头50之间的空间内，以从外轴40与针头50之间的空间消除空气。冲洗流体184的注射可以一直执行到发现冲洗流体184从外轴40的远端45流出。此时，可以认为输送装置处于如图10C所示的预注状态。

应说明的是，所述用于制备和预注输送装置的方法可以包括上述步骤的一部分，而略去上述步骤中的一个或更多个。在输送装置用于单次用途的情况下，可以略去将针头50、针头平移螺杆52、柱塞60和柱塞平移螺杆62布置在壳体10中的步骤S1302。或者，在壳体10配置成容纳不同类型的针头和柱塞的情况下，可以在该方法中包括步骤S1302。

接下来，将参照图14说明使用输送装置的方法。该方法可以包括步骤S1402。步骤S1402可以包括将针头50和外轴40部署到组织中。将针头50和外轴40部署到组织中可以包括向远侧推进整个输送装置，以将针尖55布置在目标部位215。推进整个输送装置可以手动进行。或者，推进整个输送装置可以包括通过立体定向框架或无框架立体定向系统来引导输送装置，以引导输送装置将针尖55置于目标部位215。

在步骤S1402之后，可以执行步骤S1404。步骤S1404可以包括操作装置致动件30以在目标部位215排出治疗性物质180。排出治疗性物质180可以包括通过移动柱塞60和针头50之一或这两者来相对于针头50移动柱塞60，以排出治疗性物质180。具体而言，排出治疗性物质180可以包括缩回针头50以产生用于从输送装置排出的治疗性物质180的一定体积的空间，以抑制从而减少治疗性物质180向目标部位215外的回流。

在步骤S1404之后，可以执行步骤S1406。步骤S1406可以包括将占据外轴40与针头50之间的空间的冲洗流体184朝目标部位215排出。排出冲洗流体184可以包括将冲洗端口90的阀门92设定到打开位置，以将外轴40与针头50之间的空间暴露于大气压力，从而将冲洗流体184排出到组织中。例如，可以将诸如开口针等装置插入阀门92中，以将阀门92设定到打开位置。

在步骤S1406之后，可以执行步骤S1408。步骤S1408也可以与步骤S1406一起执行。步骤S1408可以包括从组织中抽出针头50和外轴40。从组织中抽出针头50和外轴40可以包括向近侧缩回整个输送装置，以将针尖55和外轴40从组织分离。缩回整个输送装置可以手动进行。或者，缩回整个输送装置可以包括通过立体定向框架或无框架立体定向系统来引导输送装置，以将针尖55和外轴40从组织分离。

应说明的是，所述使用输送装置的方法可以包括上述步骤的一部分，而略去上述步骤中的一个或更多个。例如，如果认为从组织中抽出针头50导致的抽吸效应的风险很小，那么可以略去排出冲洗流体184的步骤S1406。

虽然本教导是结合各种实施例和实例说明的，但是这并非意味着本教导局限于这些实施例或实例。相反，本领域技术人员应理解，本教导涵盖各种替代、修改和等同形式。因此，前面的说明和附图仅是示例性的。